Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng gạt

Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học
Công Nghệ Chế Tạo Máy
I. Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng gạt.
II.Các số liệu ban đầu:
Sản lợng hàng năm : 5.000 chi tiết/năm.
Điều kiện sản xuất:
III.Nội dung thuyết minh và tính toán.
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Chi tiết dạng càng gạt có chức năng biến chuyển động thẳng của chi
tiết này(píton của động cơ đốt trong...) thành chuyển động quay của chi tiết
khác. Ngoài ra chi tiết còn có tác dụng dùng để đẩy bánh răng khi cần thay
đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Cũng nh các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết dạng càng tính công
nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến năng suất cũng nh
độ chính xác gia công. Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu:
- Độ cứng vững của càng.
- Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của
chúng cùng nằm trên hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
- Kết cấu của 2 càng nhỏ nên đối xứng qua trụ to ở giữa.
- Kết cấu của càng thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng
một lúc.
- Hình dáng của càng thuận lợi cho việc chọn cuẩn thô và chuẩn tinh
thống nhất.
Đây là chi tiết càng gạt do có kết cấu đối xứng đơn giản do vậy phôi đ-
ợc chế tạo bằng phơng pháp đúc trong khuôn cát, sau đó đem ủ.
Bề mặt A là bề mặt lắp ráp sau khi gia công xong do vậy nên chon mặt
A làm chuẩn tinh chính.
Vật liệu chọn để gia công chi tiết là gang xám GX15-32.
Hà nội: 11/2002

1
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
3. Xác định dạng sản xuất:
Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc xác định theo công thức sau đây:
N = N
1
m(1 + /100)
Trong đó:
N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm;
N
1
: Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm;
m : Số chi tiết trong một sản phẩm;
: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)
chọn = 6%
Ta xét thêm % phế phẩm = 3% ữ 6%, chọn = 4%, lúc đó :
N = N
1
.m(1 +
100

+
)
Thay số ta có:
N = 5000.1(1 +
100
06,004,0
+
) =5050 chi tiết/năm.
Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phải xác định trọng lợng của chi

tiết. Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:
Q = V.( kg)
Thể tích của chi tiết: V = 0,1098dm
3
Vậy trọng lợng chi tiết: Q = 0,1098.7,2 = 0,8kg.
Theo bảng 2 trang 1- Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng
loạt vừa
4. Chọn phơng pháp chế tạo phôi:
Hà nội: 11/2002
2
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
Phôi đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc trong khuôn cát.
Bản vẽ lồng phôi:
5. Lập thứ tự các nguyên công, các bớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị,
kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)
1.1. Lập sơ bộ các nguyên công:
Nguyên công 1 : Phay mặt A đầu to của càng, gia công trên máy phay đứng,
dùng dao phay mặt đầu.
Nguyên công 2 : Phay 2 mặt nhỏ của càng bằng hai dao phay đĩa, đạt độ
bóng R
z
= 20
Nguyên công 3: Phay mặt đối diện với mặt A của đầu càng to bằng máy phay
đứng, dùng dao phay mặt đầu.
Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ to của càng đạt kích thớc 20
+0,035
và
vát mép lỗ, gia công trên máy khoan đứng sau khi khoan xong thay mũi
khoét và mũi doa và dao vát mép để gia công, đạt đợc độ nhám R
a

= 2.5.
Nguyên công 5 : Khoan, khoét, doa 2 lỗ nhỏ của càng 10
+0,035
và vát mép lỗ,
gia công trên máy khoan đứng, đạt đợc độ nhám R
a
= 1,25.
Nguyên công 6 : Khoan lỗ nhỏ trên đầu to của càng 12
+0,035
bằng máy khoan
đứng đạt R
z
= 40.
Hà nội: 11/2002
3
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
Nguyên công 7 : Khoan 2 lỗ nhỏ trên 2 đầu càng nhỏ với đờng kính 6
0,03
đạt
R
z
= 40.
Nguyên công 8 : Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt nhỏ của đầu càng
không đợc quá 0,03 mm, độ không vuông góc của lỗ to của càng so với mặt
A không vợt quá 0,03 mm.
Thiết kế các nguyên công cụ thể:
Nguyên công I : Phay mặt A đầu của càng .
Hà nội: 11/2002
4
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43

Định vị: Chọn mặt
đối diện với mặt A làm
chuẩn thô, dùng khối V
dài cố định, dùng chốt
chống xoay.
Kẹp chặt: Kẹp chặt
luôn bằng khối V dài di
động.
Chọn máy: Máy
phay nằm đứng vạn năng
6H12. Công suất của máy
N
m
= 10kW, hiệu suất máy
= 0,75.
Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc
sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 75 mm, Z = 10 răng.
L ợng d gia công: Phay với lợng d Z
b1
= 2mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lợng
chạy dao S
Z
= 0.08 ữ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. Các hệ số hiệu
chỉnh:
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng
5-225 Sổ tay CNCTM2 k

1
= 1
K
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ
bền của dao cho trong bảng 5-120 trong Sổ tay CNCTM2 k
2
= 0,8
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ
tay CNCTM2 k
3
= 1.
Vậy tốc độ tính toán là: V
t
=V
b
.k
1
.k
2
.k
3
= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
Hà nội: 11/2002
5
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
n

t
=
==
1475,3
200.1000
.1000
D
v
t

849vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 840 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực
tế sẽ là:
V
tt
=
==
1000
840.75.14,3
1000
..
m
nD

197,8 m/phút.
Lợng chạy dao phút là S
p
= S

z
.z.n
m
= 0,13.8.840 =873,6 mm/phút. Theo máy
ta có S
m
= 750 mm/phút.
Nguyên công II : Phay 2 mặt nhỏ của càng .
Định vị: Chọn mặt
A của càng làm chuẩn
tinh, dùng khối V cố
định và dùng một chốt
chống xoay.
Kẹp chặt: Kẹp
chặt luôn bằng khối V di
động và dùng cơ cấu kẹp
chặt vào mặt đầu to của
càng.
Chọn máy: Máy
phay nằm ngang vạn
năng 6H82. Công suất của máy N
m
= 7kW, hiệu suất máy = 0,75.
Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc
sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 75 mm, Z = 10 răng.
L ợng d gia công: Với lợng d phay Z
b1
= 2mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt theo bảng 5-125 sổ tay CNCTM (T II).

Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lợng chạy dao S
Z
= 0.1 ữ 0.15mm/răng, tốc độ cắt
V= 250 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:
Hà nội: 11/2002
6
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng
5-225 Sổ tay CNCTM2 k
1
= 1
K
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ
bền của dao cho trong bảng 5-120 trong Sổ tay CNCTM2 k
2
= 0,8
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ
tay CNCTM2 k
3
= 1.
Vậy tốc độ tính toán là: V
t
=V
b
.k

1
.k
2
.k
3
= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
n
t
=
==
75.14,3
200.1000
.1000
D
v
t

849vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 750 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực
tế sẽ là:
V
tt
=
==
1000
750.75.14,3
1000

..
m
nD

176,6 m/phút.
Lợng chạy dao phút là S
p
= S
z
.z.n
m
= 0,13.10.750 =975 mm/phút. Theo máy
ta có S
m
= 950 mm/phút.
Nguyên công III : Phay mặt đối diện với mặt A của càng .
Hà nội: 11/2002
7
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
Sơ đồ định vị:
Dùng mặt B của càng làm
chuẩn tinh, dùng khối V
cố định và chốt tỳ vào
mặt A của càng khống
chế một bậc tự do.
Sơ đồ kẹp chặt:
Kẹp chặt luôn bằng khối
V di động và dùng cơ cấu
kẹp chặt vào mặt đầu nhỏ
của càng.

Chọn máy: Máy
phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N
m
= 10kW
Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các
kích thớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 75 mm, Z = 10 răng.
L ợng d gia công: Phay với lợng d Z
b1
= 2mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5
mm, lợng chạy dao S
Z
= 0.08 ữ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. Các
hệ số hiệu chỉnh:
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng
5-225 Sổ tay CNCTM2 k
1
= 1
K
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ
bền của dao cho trong bảng 5-120 trong Sổ tay CNCTM2 k
2
= 0,8
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ

tay CNCTM2 k
3
= 1.
Vậy tốc độ tính toán là: V
t
=V
b
.k
1
.k
2
.k
3
= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
n
t
=
==
40.14,3
200.1000
.1000
D
v
t

1592vòng/phút
Hà nội: 11/2002
8
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43

Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 1500 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực
tế sẽ là:
V
tt
=
==
1000
1500.40.14,3
1000
..
m
nD

180,4 m/phút.
Lợng chạy dao phút là S
p
= S
z
.z.n
m
= 0,13.10.1500 =1950 mm/phút. Theo
máy ta có S
m
= 900 mm/phút
Nguyên công IV: Khoét, khoét, Doa lỗ

20
+0.035

Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo
độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi
vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế
3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn
chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do
và có tác dụng định tâm ( hoặc một khối V
cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu
tô của càng hạn chế 2 bậc tự do), dùng
chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt
thanh răng và kẹp từ trên xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng
2A135(K135) Công suất của máy N
m
= 6
kW, hiệu suất = 0,8.
Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 7ữ8 do vậy tra bảng 3-131
có đờng kính mũi khoan lớn nhất
max
= 18mm. Mũi Khoét có lắp mảnh hợp
kim cứng D = 19,8 mm( có các kích thớc sau: L = 160 ữ 350mm, l = 80ữ200
mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 20mm,Vát mép D = 25mm
( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
L ợng d gia công : Gia công 2 lần với lợng d khoét Z
b1
= 0,9 mm và l-
ợng d Doa Z
b2
= 0.1 mm

Hà nội: 11/2002
9
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,9 mm,
lợng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,9ữ1,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng. Ta tra
đợc các hệ số phụ thuộc:
k
1
: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k
1
= 1
k
2
: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM
t.2, k
2
=1
k
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ
tay CNCTM tập 2, k
3
= 1
v
t
= 35.k
1
.k
2
.k

3
= 35.1.1.1.1 = 35 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công
thức:
n
t
=
==
20.14,3
35.1000
.
.1000
d
v
t

557,3 vòng/phút
Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
= 482 vòng/phút
và lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Tính lại ta đợc tốc độ cắt thực:
v =
==
1000
482.20.14,3
1000
.. nd

30,26m/ph
Lực cắt P
0
đợc tính nh sau:
P
0
= C
p
.P
Zy
.S
Yp
.k
p
.
Với C
P
= 62; z
p
= 1; y
p
= 0,8; k
p
= 1 (vật liệu là gang xám) do vậy:
P
0
= 62.20.0,1
0,8
.1 = 194,56 KG.

Xác định mômen xoắn M
m
:
M
m
= C
m
.D
2
.S
Ym
.k
m
.
C
m
= 23,6; y
m
=0,8; k
m
= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng:
M
m
= 23,6.20
2
.0,1
0,8
.1 = 1496,3kG.mm
Công suất cắt đợc xác định nh sau:
N

c
=
1000.975
.
mx
nM
=
1000.975
482.3,1496
= 0,72kW.
So với công suất của máy:
Hà nội: 11/2002
10
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
N
c
N
m
. = 6.0,8 = 4,8
Nh vậy máy 2A135 đủ công suất để gia công lỗ có đờng kính là 20mm.
Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lợng chạy dao
S = 1 mm/vòng(1ữ1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:
n
t
=
==
20.14,3

10.1000
.
.1000
d
v
t

159,2vòng/phút
Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
= 122
vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Tính lại tốc độ cắt:
v =
==
1000
122.20.14,3
1000
.. nd

7,66(v/ph).
Nguyên công V: Khoan,doa 2 lỗ đầu nhỏ của càng

10.
Lập sơ đồ gá đặt:: Dùng mặt A làm
mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự
do, dùng khối V cố định hạn chế 2
bậc tự do, dùng khối V di động hạn
chế 1 bậc tự do còn lại
Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp kẹp chặt vào

mặt đầu to của càng
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125
có đờng kính mũi khoan lớn nhất khi
khoan thép có độ bền trung bình
max
= 25mm. Công suất của máy N
m
= 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thớc nh sau d = 9,8 mm và mũi doa có d =
10mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
L ợng d gia công: Với lợng d khoan Z
b1
= d
1
/2 = 4,9 mm và lợng d doa Z
b2
=
d
2
/2 =0,1 mm
Hà nội: 11/2002
11
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 10, chiều sâu cắt t = 4,9 mm,
lợng chạy dao S = 0,17 (0.14ữ0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút. Ta
có các hệ số:
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k
1

= 1.
K
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k
2
= 1.
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k
3
= 1.
K
4
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,
k
4
= 1.
v
t
= v
b
.k
1
.k
2
.k
3
.k
4
= 27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:
n
t
=
==
6.14,3
5,27.1000
.
.1000
d
v
t

1469 vòng/phút
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
=
1360vòng/phút
Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 10. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lợng
chạy dao S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt V = 43 m/phút. Ta có
các hệ số:
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k
1
= 1.
K
2

: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k
2
= 1.
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k
3
= 1.
K
4
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi
khoan, k
4
= 1.
v
t
= v
b
.k
1
.k
2
.k
3
.k
4
= 43.1.1.1.1 = 43 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:

n
t
=
==
6.14,3
43.1000
.
.1000
d
v
t

2282.4 vòng/phút
Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
= 1360vòng/phút
và lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng
Nguyên công VI :Khoan lỗ

12
+0,035
trên đầu to của càng
Hà nội: 11/2002
12