Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết thân bơm bánh răng

Mục lục
1

1
Lời giới thiệu
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai
trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất
nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản
phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc
phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm
đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành
đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang
bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm
của các trường đại học.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí
nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào
tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải
biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ
thể thường gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong
chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo
các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như
công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...vv
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản
của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế,
trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo
máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên
ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của
thầy giáo Trương Hoành Sơn đến nay Em đã hoàn thành đồ án

môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính
toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm
thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong
bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các
bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện
hơn .
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội 20 tháng 5 năm 2005
SV Vũ Đức Thái.
Phần 1:Thiết kế quy trình công nghệ gia công
các chi tiết thân bơm bánh răng
1 ph
ân
tíc
h
ch
i
tiế
t
gi
a
cô
ng
1.1. Chức năng làm việc của chi tiết .
1.1.1.
Vai trò và điều kiện làm việc.
Nắp vỏ bơm thủy lực là chi tiết khá phức tạp và đòi hỏi yêu cầu kỹ
thuật cao. Vỏ bơm tạo ra áp suất nhờ sự chuyển động của 2 bánh răng
bên trong để bơm dầu vào hệ thống thủy lực trong máy hay tưới mát,bôi
trơn trong quá trình gia công . Nó đòi hỏi khá cao về độ song song, độ

vuông góc và độ chính xác giữa các trục và các mặt. Do vậy vỏ bơm phải
có một số yêu cầu kỹ thuật sau:
+Vật liệu: Thép C45
+ Kỹ thuật:
- Độ song song giữa cac lỗ lắp bánh răng và độ vuông góc giữa lỗ và
mặt phẳng.
- Độ kín khít khi lắp ráp.
1.2. P hân tích tính công nghệ trong kết cấu .
- Tính công nghệ trong kết cấu của hộp không những ảnh hưởng đến
khối lượng lao động để chế tạo hộp, mà còn ảnh hưởng tới việc tiêu hao
vật liệu.Vì vậy ngay từ khi thiết kế phải chú ý đến kết cấu của chúng
như sau:
- Hộp phải có độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có
thể dùng chế độ cắt cao,đạt năng suất cao.
- Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép
thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và phải cho
phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh.
- Các bề mặt cần gia công không có vấu lồi, lõm,phải thuận lợi cho
việc ăn dao, thoát dao. Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc
gia công đồng thời bằng nhiều dao.
- Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc
dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng. Các lỗ đồng tâm phải
có kích thước giảm dần từ ngoài vào trong. Các lỗ nên thông suốt và
ngắn.
- Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của các vách để khi
gia công tránh hiện tượng dao khoan, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng.
- Các lỗ kẹp chặt của hộp phải là các lỗ tiêu chuẩn.
1.3. Xác định dạng sản xuất và đường lối công nghệ gia công cơ.
1.3.1.
Xác định dạng sản xuất.

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khác nhau. Người ta căn cứ vào từng dạng sản xuất mà có các
phương án gia công chi tiết nhất định. Tuy nhiên ở đây chúng ta không đi
sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên
cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán.
Muốn xác định dạng sản xuất của chi tiết trước hết phải biết sản
lượng hàng năm của chi tiết gia công ( ở đây ta đã biết sản phẩm chi tiết
trong một năm là 5000 sản phẩm.) và khối lượng của một chi tiết.
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức.

)
100
1.(.1
αβ
+
+= mNN
(sản phẩm/năm )
Trong đó:
N: Số lượng chi tiết được sản xuất trong một năm.
N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm.
m: Số chi tiết trong một sản phẩm m=1.
β
: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5%).
α
: Số phế phẩm (3%).

5400)
100
35
1.(1.5000 =

+
+=N
(sản phẩm/năm )
1.3.2.
Xác định trọng lượng của chi tiết.
Khối lượng chi tiết được xác định theo công thức.
Qt=Vnap duoi.
γ
(kg)
Trong đó:
Qt - trọng lượng chi tiết (kg)
γ
-trọng lượng riêng của vật liệu đối với thép
γ
=7,852 (Kg/dm3);
Vnắp dưới =2 V1hộp +2V2 hộp + V3trụ
= 3132 + 17270 + 3468 = 23870 (mm3)
Vậy trọng lượng của chi tiết là:
Qt=Vnap duoi.
γ
= 23870.7,852.10-6 = 187427,24 =1,8724 (kg).
- Xác định dạng sản lượng :
Theo đề bài cho sản xuất hàng loạt vừa tra bảng 2 “ Cách xác định dạng
sản xuất ” trong sách “ Thiết kế đồ án CNCTM ”
- Sản lượng hàng năm của chi tiết N = 5000 ( chi tiết )
1.4. Xác định đường lối công nghệ và đường lối gia công.
1.4.1.
Xác định đường lối công nghệ
.
-

Đối với các loạt sản xuất hàng loạt vừa, hàng loạt lớn muốn chuyên
môn hoá cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở
Việt Nam, thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán
nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công). ở đây
máy gia công dùng là máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên
dùng (có thể các máy chuyên dùng dễ chế tạo).
Trình tự nguyên công
:
1. Nguyên công 1 :Phay mặt đáy.
2. Nguyên công 2 : Phay mặt trên.
3. Nguyên công 3 : Khoan 6 lỗ
φ
6,5
4 . Nguyên công 4 : Khoan doa
φ
20.
5. Nguyên công 5 : Phay 2 mặt bên.
6. Nguyên công 6 : Mài mặt đáy.
7. Nguyên công 7: Kiểm tra.
1.5. Thiết kế các nguyên công.
1.5.1.
Nguyên công 1 : Phay mặt đáy.
1. Chọn máy:
Chọn máy phay đứng 6H82 có đặc điểm sau :
- Mặt làm việc của bàn máy 320 x 1250
- Công suất động cơ N=10 (Kw) , hiệu suất η =0,75
- Số vòng quay trục chính: 30 - 1500 (vòng/phút)
- Lượng chạy dao dọc và ngang:
- Lượng cắt chiếu trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy:
P

xmax
=19650 (KG).
2. Chọn dao :
- Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng. Để đạt năng suất thì
đường kính dao phay D cần lớn hơn chiều rộng dao phay B tức là :
D = (1,25 -1.5)B
Trong nguyên công này chọn :
Đường kính dao: D = 100 (mm).
Chiều dầy B: = 39 (mm).
Số răng Z: = 10(răng).

3. Định vị :
- Trên 2 phiến tỳ khống chế ba bậc tự do.
- Khối V cố định và khối V di động khống chế các bậc tự do còn
lại.

n
W
W
1.25
4.Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 khối V cố định và di động.
5 .Tính lượng dư và chế độ cắt :
a Tính lượng dư.
Z = 2mm.
Phay thô: z=1,5.
Phay tinh: z=0,5.
b Tính tốc độ cắt:
+ Khi phay thô
Chiều sâu cắt : t =1,5 (mm).
Theo bảng (5-34) [STCNCTM2]

Lượng dao chạy răng: S
z
= 0,12 (mm/răng).
Lượng dao chạy vòng: S
v
= 10.0,12 = 1,2 (mm/vòng).
Theo công thức:
v
pu
y
z
x
m
q
v
K
ZBStT
DC
V
vv
v
v
v
.
....
.
.
=
Trong đó C
v

và các chỉ số tra bảng (3-39) [STCNCTM2]
C
v
= 64,7 ; q
v
= 0,25 ; X
v
= 0,1 ; y
v
= 0,2 ; U
v
= 0,15 ; P
v
= 0,1 ; m = 0,2.
Tuổi thọ dao theo bảng 5-40 [STCNCTM2]
T= 180 (phút).
K
v
:Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau
K
v
= K
mv
.K
nv
.K
uv
Trong đó:
K
mv

- hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công
Theo bảng 5-2 [STCNCTM2] với thép Cacbon
K
mv
= 1.
K
uv
hệ số xét đến vật liệu dụng cụ bảng 5-6 [STCNCTM2]
K
uv
= 1.
K
nv
hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi bảng 5-5 [STCNCTM2]
K
nv
= 0,9
⇒ K
v
= 1 . 1 . 0,9 = 0,9
2,559,0.
10.39.12,0.5,1.180
100.7,64
015,02,01,02,0
25,0
==V
(m/phút).
Tốc độ trục chính
7,175
100.14,3

2,55.1000
.
.1000
===
D
V
n
t
π
(vòng/phút).
Chọn theo máy n = 190 (vòng/phút).
Vậy tốc độ cắt thực :
6,59
1000
190.100.14,3
1000
..
===
nD
V
π
(m/phút).
Lượng dao chạy S = S
z
.Z.n
m
=0,12.10.190 = 228 (mm/phút ).
6. Tính lực cắt và mômen cắt :
Lực cắt khi phay tính theo công thức :

p
q
u
y
Z
x
p
z
K
nD
ZBStC
P
pp
p
p
p
.
.
....
ω
=
(KG).
Tra bảng (5-41) (STCNCTM2):
C
p
= 82,5 ; x
p
= 0,95 ; y
p
= 0,8 ; u

p
= 1,1 ; ω
p
= 0 ; q
p
= 1,1.
K
p
:Hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công(5-10)
[STCNCTM2]
Ta được K
p
= K
mp
= 1.

8,291.
190.180
10.3908,0.5,1.5,82
01,1
1,18,095,0
==⇒
z
P
(N).
Mômen xoắn trên trục chính:
9,14
100.2
100.8,29
100.2

.
===
DP
M
z
(N.m).
7. Công suất phay:
2,0
60.1020
6,59.8,29
60.1020
.
===
VP
N
z
(KW).
Vậy N< N
m
= 7,5(KW).
+Khi phay tinh:
Chiều sâu cắt : t = 0,5 (mm).
Theo bảng (5-34) [STCNCTM2]
Lượng dao chạy răng: S
z
= 0,08 (mm/răng).
Lượng dao chạy vòng: S
v
= 10.0,08 = 0,8(mm/vòng).
Theo công thức:

v
pu
y
z
x
m
q
v
K
ZBStT
DC
V
vv
v
v
v
.
....
.
.
=
Trong đó C
v
và các chỉ số tra ở bảng (3-39) [STCNCTM2]
C
v
= 64,7 ; q
v
= 0,25 ; X
v

= 0,1 ; y
v
= 0,2 ; U
v
= 0,15 ; P
v
= 0,1 ; m = 0,2.
Tuổi thọ dao theo bảng 5-40 [STCNCTM2]
T = 180 (phút).
K
v
:Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau
K
v
= K
mv
.K
nv
.K
uv
.
Trong đó:
K
mv
- hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công
Theo bảng 5-2 [STCNCTM2] với thép Cacbon
K
mv
= 1.
K

uv
hệ số xét đến vật liệu dụng cụ bảng 5-6 [STCNCTM2]
K
uv
= 1.
K
nv
hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi bảng 5-5 [STCNCTM2]
K
nv
= 0,9.
⇒ K
v
= 1 . 1 . 0,9 = 0,9
9,679,0.
10.39.08,0.5,0.180
100.7,64
015,02,01,02,0
25,0
==V
(m/phút).
Tốc độ trục chính:
215
100.14,3
9,67.1000
.
.1000
===
D
V

n
t
π
(vòng/phút).
Chọn theo máy n = 235 (vòng/phút).
Vậy tốc độ cắt thực :
8,73
1000
235.100.14,3
1000
..
===
nD
V
π
(m/phút).
Lượng dao chạy S = S
z
.Z.235 =0,08.10.235=188 (mm/phút ).
+ Tính lực cắt và mômen cắt :
Lực cắt khi phay tính theo công thức :

p
q
u
y
Z
x
p
z

K
nD
ZBStC
P
pp
p
p
p
.
.
....
ω
=
(KG).
Tra bảng (5-41) (STCNCTM2):
C
p
= 82,5 ; x
p
= 0,95 ; y
p
= 0,8 ; u
p
= 1,1 ; ω
p
= 0 ; q
p
= 1,1.
K
p

:Hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công (5-10)
[STCNCTM2]
Ta được K
p
= K
mp
= 1.

==⇒ 1.
235.180
10.3908,0.5,0.5,82
01,1
1,18,095,0
z
P
30,5(N).
Mômen xoắn trên trục chính:
81,3
100.2
100.5,30
100.2
.
===
DP
M
z
(N.m).
+ Công suất phay:
1,0
60.1020

8,73.5,30
60.1020
.
===
VP
N
z
(KW).
Vậy N< N
m
= 7,5(KW).
Bảng chế độ cắt:
Phay thô 6H82 59,6 190 228 1,5
Phay tinh 6H82 73,8 235 188 0,5
Bước Máy V (m/phút) n (vg/phút) S(mm/phút) t (mm)
1.5.2.
Nguyên công 2: Phay mặt trên.
1. Chọn máy :
Chọn máy phay đứng 6H82 có đặc điểm sau :
- Mặt làm việc của bàn máy 320 x 1250.
- Công suất động cơ N=10 (Kw) , hiệu suất η =0,75.
- Số vòng quay trục chính: 30-1500 (vòng/phút).
- Lực cắt chiếu trục lớn nhất cho phép tác dụng lên ban máy :
P
xmax
=19650 (KG).
2. Chọn dao:
- Dao phay ngón chuôi côn gắn mảnh hợp kim cứng. Để đạt năng suất
thì đường kính dao phay D cần lớn hơn chiều rộng dao phay B tức là :
D=(1,25 -1.5)B.

Trong nguyên công này chọn :
Đường kính dao: D = 25 (mm).
Chiều dầy: B = 125 (mm).
Số răng: Z = 5.
3. Định vị :
n
W
W
2.5
- Trên 2 phiến tỳ khống chế ba bậc tự do.
- Khối V cố định và khối V di động khống chế các bậ tự do còn
lại.

4. Kẹp chặt :
- Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 khối V cố định và di động.
5. Tính lư ợng dư và chế độ cắt :
a Tính lư ợng d ư.
Z = 2mm.
Phay thô: z=1,5.
Phay tinh: z=0,5.
b Tính chế độ cắt :
+ Khi phay thô.
Chiều sâu cắt : t = 1,5 (mm).
Theo bảng (5-37) (STCNCTM2)]
Lượng dao chạy răng: S
z
= 0,12 (mm/răng).
Lượng dao chạy vòng: S
v
= 5 . 0,12 = 0.6 (mm/vòng).

Theo công thức:
v
pu
y
z
x
m
q
v
K
ZBStT
DC
V
vv
v
v
v
.
....
.
.
=
Trong đó:
C
v
và các chỉ số tra bảng (3-39) (STCNCTM2)
C
v
= 64,7 ; q
v

= 0,25 ; X
v
= 0,1 ; y
v
= 0,2 ; U
v
= 0,15 ; P
v
= 0,1 ; m = 0,2.
Tuổi thọ dao theo bảng 5-40 (STCNCTM2)
T = 120 (phút).
K
v
:Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau
K
v
= K
mv
.K
nv
.K
uv
.
Trong đó:
K
mv
- hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công.
Theo bảng 5-2(STCNCTM2) với thép Cacbon
K
mv

= 1.
K
uv
hệ số xét đến vật liệu dụng cụ bảng5-6 (STCNCTM2)
K
uv
= 1.
K
nv
hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi bảng 5-5 (STCNCTM2)
K
nv
= 0,9.
⇒ K
v
= 1 . 1 . 0,9 = 0,9.
== 9,0.
5.125.12,0.5,1.120
25.7,64
015,02,01,02,0
25,0
V
38,6(m/phút).
Tốc độ trục chính:
465
25.14,3
6,38.1000
.
.1000
===

D
V
n
t
π
(vòng/phút).
Chọn theo máy n = 475 (vòng/phút).
Vậy tốc độ cắt thực :
2,37
1000
475.25.14,3
1000
..
===
nD
V
π
( mm/phút).
Lượng dao chạy S = S
z
.Z.n
m
= 0,12.5.475=285 (mm/phút ).
6. Tính lực cắt và mômen cắt :
Lực cắt khi phay tính theo công thức :
p
q
u
y
Z

x
p
z
K
nD
ZBStC
P
pp
p
p
p
.
.
....
ω
=
(KG).
Tra bảng (5-41) (STCNCTM2): tính cho thép
C
p
= 68,2 ; x
p
= 0,86 ; y
p
= 0,72 ; u
p
= 1 ; ω
p
= 0 ; q
p

= 0,786
K
p
:Hệ số điều chỉnh cho chất lớn của vật liệu gia công (5-10)
(STCNCTM2)
Ta được K
p
= K
mp
= 1.

==⇒ 1.
475.25
5.12512,0.5,1.2,68
0786,0
172,086,0
z
P
(KG).
Mômen xoắn trên trục chính:
===
100.2
25.8,475
100.2
.DP
M
z
59,47(KG.m).
7. Công suất phay:
===

60.1020
2,37.8,475
60.1020
.vP
N
z
2,9 (KW).
+ Khi phay tinh.
Chiều sâu cắt : t = 0,5 (mm)..
Theo bảng (5-37) (STCNCTM2)]
Lượng dao chạy răng: S
z
= 0,08 (mm/răng).
Lượng dao chạy vòng: S
v
= 5 . 0,08 = 0,4 (mm/vòng).
Theo công thức:
v
pu
y
z
x
m
q
v
K
ZBStT
DC
V
vv

v
v
v
.
....
.
.
=
Trong đó C
v
và các chỉ số tra bảng (3-39) (STCNCTM2)
C
v
= 64,7 ; q
v
= 0,25 ; X
v
= 0,1 ; y
v
= 0,2 ; U
v
= 0,15 ; P
v
= 0,1 ; m = 0,2.
Tuổi thọ dao theo bảng 5-40 (STCNCTM2)
T= 120 (phút).
K
v
:Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau