Thiết kế chi tiết càng

Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ CTM là một môn khoa học cơ bản,cung cấp các kiến thức cơ sở
trong lĩnh vực ctm . Để sản suất ra một sản phẩm tương ứng , lưu thông trên thị
trường,thì sản phẩm đó phải có tính cạnh tranh,đem lại hiệu quả cho nhà sản
suất,nó phải thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật theo một yêu cầu cho
trước.Để làm được điều này vai trò của người công nghệ là chủ đạo.
Do vậy mỗi sinh viên phải trang bị cho mình một lượng kiến thức đấy
đủ.Từ cơ bản đến chuyên sâu,để cố khả năng làm việc tốt hiệu quả trong tương
lai.
Đồ án công nghệ CTM giúp sinh viên tiếp cận thực tế nhanh hơn , với
nhiệm vụ gia công chi tiết dạng càng và sự hướng dấn tụy của thầy
em đã hoàn thành công việc của mình đúng thời hạn,đủ các yêu cầu được giao .
Qua đó em đã củng cố thêm được nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tiễn ,để
thiết kế sản phẩm của mình đạt têu cầu,đồng thời đảm bảo khả năng về kinh
tế,trong điều kiện sản suất cụ thể của nước ta. Đó là những kiến thức cần
thiết,thực tế cho công việc của em sau này.
* Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Tăng Huy đã tận tình chỉ bảo và
giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Em rất mong được sự chỉ bảo của
các thầy cô trong bộ môn công nghệ CTM của khoa cơ khí trường ĐHBK_HN ,
để em vững vàng hơn cho công việc sau này.
Hà nội :
Sinh viên: Trần duy Vũ.
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
11
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
PHẦN I
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH

DẠNG SẢN XUẤT
I. phân tích chức năng làm việc của chi tiết và điều kiện làm việc.
1.phân tích:
Đây là chi tiết dạng càng , các chi tiết càng thường có chức năng biến chuyển
động của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác ( pít tông của
động cơ đốt trong – trục khuỷu).Ngoài ra chi tiết càng còn dùng để đẩy các
bánh răng(khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp giảm tốc ).
_ Kích thước lớn nhất của chi tiết: l=120mm.
Chi tiết có mặt làm việc là mặt trụ, vì vậy mặt trụ phải được gia công chính
xác,đảm bảo độ bóng, độ vuông góc giữa các lỗ f22 và f28 , độ vuông góc giữa
đường tâm trục và mặt đầu, độ đông tâm giữa hai lỗ f22 , đạt chỉ tiêu công nghệ
yêu cầu….
2. Điều kiện kỹ thuật:
-Kích thước lỗ cơ bản gia công với độ chính xác : 7.
-Độ không đồng tâm giữa các đường tâm lỗ f 22 : 0,01.
-Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu : 0,1mm/100mm.
-Độ không vuông góc giữa các mặt đầu lỗ f 22H7,f28H7 : 0,1mm/100mm.
-Độ không song song giữa các mặt đầu lỗ f22H7 : 0.05mm/100mm.
-Độ cứng vật liệu : 180HB - 220HB (gang xám).
-Độ nhám mặt đầu : Rz= 40.
-Độ nhám mặt trụ: Rz= 20
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
22
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
II. Tính công nghệ trong kết cấu.
- Tính công nghệ trong kết cấu có ý nghĩa rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực
tiếp tới năng suất và độ c/x gia công. Những chi tiết dạng càng cần phải chú ý
các đặc điểm sau:
+ Độ cứng vững của chi tiết.

+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của nó chú ý nằm
trên một mặt phẳng để tiện gá đặt.
+ Kết cấu nên đối xứng qua một một phẳng nào đấy.
+ Hình dạng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và tinh thống nhất.
+ Kết cấu phải thuận lợi gia công nhiều chi tiết cùng một lúc .
* Chi tiết này đã đáp ứng được tương đối đầy đủ tính công nghệ cần thiết để
gia công. Chi tiết này chỉ có độ cứng vững của hai càng là chưa đáp ứng được
tính công nghệ ,nên khi gia công ta phải gia thêm cứng vững bằng các chốt tỳ.
III. Xác định sản xuất.
*Dựa vào sản lượng hàng năm và khối lượng hàng của phôi để xác định dạng
sản xuất.
-Công thức sản lượng hàng năm :
N = N
0
.m.






β+α
+
100
1
.
N
o
- Sản lượng sản phẩm trong một năm , N
o

=5000 (chiếc/năm).
N- Số chi tiết sản suất trong một năm .
m-Số chi tiết trong một sản phẩm, ( m =1 ).
β-Số chi tiết được chế tạo thêm để giự trữ ,( 5% ÷ 7%).
α-Số phần trăm phế phẩm , α=(3 ÷ 7)%.
N = 5000.1.






+
+
100
64
1
= 5500 (chi tiết/năm)
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
33
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
-Công thức khối lượng chi tiết : G = V.γ
V-Thể tích chi tiết.
γ: Khôí lượng riêng của chi tiết. γ=7.2( kg/dm
3
).
Tính được: V
≈
0,22 dm

3

⇒
G = 0,22 . 7,2 = 1.58(kg).
Tra bảng 2 trang 13 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - tác giả Trần
Văn Địch ta có: G = 1.58kg < 4kg; N = 5500
 Đây là dạng sản xuất hàng loạt lớn.

PHẦN II
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ BẢN VẼ
CHI TIẾT LỒNG PHÔI
I. Chọn phương pháp chế tạo phôi.
- Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết,vật liệu ,dạng sản suất,cụ
thể của từng nhà máy xí nghiệp.
- Chọn phôi ,tức là chọn phương pháp chế tạo phôi,xác định lượng dư ,kích
thước ,dung sai của phôi.
- Chi tiết thiết kế thuộc dạng càng ,vật liệu yêu cầu là gang xám vì vậy ta
chọn phôi đúc ,sản suất hàng loạt nên ta chọn đúc trong khuôn kim
loại .Chọn vật liệu là gang xám XG15-32,với phương pháp đúc này vật
đúc đạt cấp chính xác II .
*Thành phần hóa học của GX:
-Tra trong….
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
44
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
II. Thiết kế bản vẽ lông phôi.
-Dựa vào lượng dư tính toán ta xây dung bản vẽ lồng phôi.
-Lỗ f28, lỗ f22 được đúc đặc.
-Sơ đồ đúc chi tiết như hình vẽ.

* Tra lượng dư phôi : 3.95 , sổ tay CNCTM – tập II ta có
+ Bề mặt gia công: *Lượng dư gia công:
. Mặt trụ f28 28 mm
. Mặt đầu f28 2.5 mm
. Mặt đầu f22 2 mm
. Mặt trụ f22 22 mm
*Sơ đồ đúc được bố chí như hình vẽ:
Rz 20
17
0.0350.035
17
120
+0.07
60
+0.03
-0.02
107
+0.05
-0.02
Ø28
-0.021
Ø52
+0.1
Ø40
+0.1
Ø22
+0.021
65
+0.03
-0.02

Rz 40
Rz 40
Rz 40
Rz 20 Rz 20
2
2
2 2
30
R
4
5
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
Thành phần hoá học %
C Si Mn P S Cr Ni Cu
180÷220 3÷3,6 1,6÷2,4 0,6÷0,9 0,15÷0,2
≤
0,12
0,2÷0,35 0,2÷ 0,4
≤
0,7
55
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
PHẦN III
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
I. Xác định đường lối công nghệ.
Ở đây chi tiết gia công thuộc dạng sản xuất hàng loạt và kết cấu của chi tiết có
khả năng gá dao trên máy và độ cứng vững của chi tiết đủ để gia công. Nên ta
dùng phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự .
II. Chọn phương pháp gia công.

* Đối với dạng sản suất hàng loạt lớn ,để đạt năng suất cao trong điều kiện
sản suất ở nước ta thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên
công( ít bước công nghệ trong một nguyên công). Ơ đây ta dùng loại máy vạn
năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo.
* Dựa vào kết cấu và điều kiện kỹ thuật của chi tiết gia công ta xác định
phương pháp gia công các bề mặt là :
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
66
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
III. Lập tiết trình công nghệ.
Dựa vào các nguyên tắc cơ bản khi lập một tiến trình công nghệ để gia
công một chi tiết máy và dựa vào đặc điểm kết cấu, đặc điểm làm việc, yêu cầu
về độ chính xác của chi tiết giá đỡ này ta chia quá trình công nghệ gia công chi
tiết thành các nguyên công sau:
Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu lỗ φ28.
Nguyên công 2: Khoan ,Khoét ,Doa lỗ φ28.
Nguyên công 3: Phay bốn mặt đầu của lỗ φ22.
Nguyên công 4: Khoan, Khoét ,Doa lỗ φ22.
Nguyên công 5,6: Tổng kiểm tra.
IV. Tra lượng dư, chế độ cắt, công suất cắt cho các nguyên công.
1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu lỗ φ28 để làm chuẩn tinh thống nhất.
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
Mặt gia công Phương pháp gia công Cấp cính xác Độ bóng
Mặt đầu lỗ φ28
Phay thô 4

1 ÷ 3
Lỗ φ 28

Khoan, Khoét
Doa
5
3
4 ÷ 6
5 ÷ 7
Mặt đầu lỗ φ22
Phay thô 4
1 ÷ 3
Lỗ φ 22
Khoan, Khoét
Doa
5
3
4 ÷ 6
5 ÷ 7
77
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy

w w
S
- Định vị :Dùng cơ cấu tự đinh tâm (Tự định tâm bằng ren vít trái
chiều).Sau khi đặt chi tiết lên mặt phẳng của hai hàm kẹp 2 ,quay vít cho
hai hàm kẹp này tịnh tiến gần vào nhau về tâm của giá 8, khi đó nếu khối
v bên nào gặp chi tiết trươcsex đẩy chi tiết theo,đến khi chi tiết gia công
tiếp xúc với khối v kia thì quá trình kẹp chặt chi tiết xảy ra.Để điều chỉnh
tâm của giá đở 8 dùng các vít 5 sau khi nới lỏng các bu lông 7.
- Chọn máy phay ngang : 6H80III.
- Số cấp tốc độ trục chính : z=12 nên công bội j=1.41
- Phạm vi tốc độ của trục chính :

50; 70;99;140;198;278;392;554;781;1101;1552;2240. (vòng/ phút)
- Công suất của động cơ điện chính 3 ( kw).
- Lượng chạy dao của bàn máy :
- Số cấp bước tiến của bàn : z=12 (nên công bội j=1.41 chạy dao dọc)
+ Dọc : 25;35.25;50;70;98;139;196;277;390;550;776;1250 (mm/phút).
+ Ngang: 18 ÷ 800 (mm/phút).
+ Thẳng đứng : 9 ÷ 400 (mm/phút).
- Hiệu suất của máy η = 0,8.
- Chọn dao: Dao phay 3 mặt răng thép gió tuổi bền là 180 phút.
- Lượng dư gia công:
Lượng dư gia công 2.5 mm theo STTKĐACNCTM T1.
 Ta chọn:
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
88
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
Lượng dư phay thô 2.5 (mm)
* PHAY THÔ.
Tra bảng 5-172/Tr155 (T2) ta có :
B = 6 ÷ 20 (mm) , t=18mm.
Số răng , Z = 16 , Đường kính dao D = 150 mm.
Ta phay với chiều dầy B = 2.5 mm ,Szb = 0.1(mm/ vòng).
Vb = 42,5( m/phút)
- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt , tra bảng 5-143 .(STCNCTM).:
+ Hệ số diều chỉnh chu kỳ bền của dao , k
1
= 1.
+ Hệ số diều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang , k
2
= 0.9.

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k
3
= 0.75.
+ Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công (tinh ), k
4
=0.8.
- Chọn dao 3 mặt răng thép gió.
- Vậy vận tốc tính toán là.
Vt = V
b
. k
1.
k
2
. k
3.
k
4
= 42.5. 1 .0,9 . 0,75 . 0,8 = 22.95 ( m/phút) .
- Số vòng quay của trục chính.
n
t
= 1000 . 22.95/3,14.150 = 48.73 (m/phút ).
* Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 50 vòng/phút
⇒
Như vậy tốc độ cắt thực tế là: V
tt
=

1000
50.150.14,3
1000
..
=
m
nD
π
= 23.56(m/ph).
⇒
Lượng chạy dao: S
p
= S
b
.Z.n
m
= 0,1.16.50 = 80(mm/ph).
* Chọn theo máy: S
p
= 98(mm/ph).
* Tra bảng 5-175 . Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy – Tập 2 Công suất cắt của
một dao là

1 KW . Vậy công suất của 2 dao

2 KW
Vậy N
c



N
m
= 3 x 0.8=2.4 KW , thỏa mãn điều kiện gia công.
2. Nguyên công 2: : Khoan ,Khoét ,Doa lỗ φ28.
* Sơ đồ đinh vị:
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
99
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
w w
S

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
1010
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
- Định vị ba bậc tư do bằng phiến tỳ của mặt đầu lỗ φ 28 hạn di chuyển
theo trục
,oz
quay theo
,ox

oy
.Dùng
chụp ba vấu định vị hai bậc tự do
di chuyển theo
,ox

oy
* Dùng cơ cấu kẹp phiến dẫn hai trụ

kẹp chặt bằng cơ khí, lực kẹp vuông
góc với mặt đáy .
* Chọn máy : : Chọn máy khoan đứng 2H135 có các thông số kỹ thuật như
sau:
+ Đường kính gia công lớn nhất 35 mm
+ Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới bàn máy 750 (mm)
+ Số cấp tốc độ : 12
+ Giới hạn vòng quay 31,5 ÷ 1400 (mm)
+ Số cấp chạy dao : 9
+ Giới hạn chạy dao 0,1 ÷ 1,6 (mm) / vòng
⇒
ϕ =1.41
+ Công suất động cơ : 4 KW
+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy 450 x 500(mm)
+Lực tiến dao : 1500kG
+mô men xoắn : 4000 kG.cm
+ Hiệu suất của máy η = 0 ,8.
* Chọn dao: Để gia công lỗ φ24 với yêu cầu đạt cấp chính xác 7 ta gia công qua
3 bước là : Khoan – khoét – dao với các dao được chọn như sau :
. Dao khoan ruột gà thép gió có đường kính : d = 27 mm , đuôi côn
. Dao khoét có đường kính : d = 27.8 mm
. Dao doa có đường kính : d = 28 mm
A) Khoan:
* Chọn mũi khoan ruột gà thép gió, D = 27 mm
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
[
T
y
p

e

s
i
d
e
b
a
r

c
o
n
t
e
n
1111
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy
- Chiều sâu cắt , t= 3 mm
- Theo bảng 5-89 , 5-90 ( STCNCTM) tập 2 ta có :
- Lượng chay dao thô Sb = 0,42 (mm/vòng) , Chọn : s
m
= 0.4 (mm/vòng)
- Tốc độ cắt Vb = 33 (m/vòng)
- Chu kỳ bền T = 75phút
* Tính tốc độ cắt khi khoan rộng lỗ :
. V
t
=
yxm

v
q
v
StT
KDC
..
..
. Hệ số C
v
và các số mũ dùng cho khoan cho bảng 5-29 STCNCTM , ta
có:
+ Hệ số C
v
=23,4 q=0,25 y=0,4 m=0,125 x= 0,1
+ Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điêù kiện thực tế :
K
v
=K
mv
.K
uv
.K
lv
. K
mv
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-15-4)
K
mv
=
v

n
HB






190
=
3,1
190
190






= 1
. K
uv
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5-6)
. K
uv
=1
. K
lv
: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (bảng 5-31)
. K

lv
=1,0 , T=75(phút)

⇒
V
t
=
.
4,0.3.75
27.4,23
4,01,0125,0
25,0
.
3,1
190
190






.1.1 =40,19(m/phút)
K =
3,1
190
190







.1
 Số vòng quay trục chính l à :
n
t
=






D
V
t
.
.1000
π
=
27.14,3
19,40.1000
=473,81(vòng/phút)
Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ
Động cơ_K48
1212