đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy thiết kế chế tạo bầu cặp CC13

Bộ giáo dục và đào tạo.
Trờng đại học bách khoa hà nội
Khoa cơ khí
*****

Đề tài:

thiết kế chế tạo bầu cặp cc13

Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Phúc.
Giáo viên phê duyệt : Nguyễn Thanh Mai
Sinh viên thực hiện
: Lê Gia Nam
Lớp
: CTM-K39

Hà Nội: 10-2004

-1-


Bộ Giáo dục & Đào tạo
Trờng ĐHBK-Hà Nội
*******

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam.
Độc lập Tự do Hạnh phúc.
-----*********-----

nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp

Họ và tên: Lê Gia Nam
Khoá : 39 Ngành học: Công nghệ chế tạo máy
1.
2.
3.



1.
2.
3.

4.

4.
5.
6.
7.
8.

Đầu đề thiết kế:
Thiết kế quy trình công nghệ và các trang thiết bị công nghệ gia công hai
chi tiết trong bầu khoan vạn năng loại từ: 6-13 với sản xuất hàng loạt.
Các số liệu ban đầu:
Sản lợng: 60000 chiếc.
Thiết bị phụ thuộc vào nguyên công.
Nội dung các phần thuyết minh và tính toán;
Phân tích điều kiện làm việc của sản phẩm.
Điều kiện kỹ thuật của 2 chi tiết.
Lập quy trình công nghệ gia công 2 chi tiết nòng chấu bóp

và chấu bóp.
Tính toán và thiết kế một số đồ gá và trang thiết bị kèm
theo
(chỉ định sau).
Tính toán chế độ cắt.
Tính lợng d cho một nguyên công làm đồ gá.
Tính thời gian cho một nguyên công làm đồ gá.
Lập sơ đồ lắp ráp.
Kết luận.
Các bản vẽ:
Bản vẽ:
Tổng thể; Phôi; Sơ đồ nguyên công.
4 bản vẽ đồ gá:
Khoan xiên 3 lỗ.
Phay vát 150&1200.
Tiện R17.
Phay răng chấu.
Hà Nội, Ngày
tháng
Cán bộ hớng dẫn

-2-

năm 2004


NhËn xÐt cña thÇy gi¸o híng dÉn:
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

NhËn xÐt cña thÇy gi¸o duyÖt:
...................................................................................................................................

-3-


...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

-4-


Lời nói đầu
Trong thời đại công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc, hầu hết các ngành
kỹ thuật đều sử dụng các thiết bị máy móc,dụng cụ hay sản phẩm của ngành cơ
khí.
Một trong những sản phẩm đợc sử dụng rộng rãi để kẹp các loại mũi
khoan, dao phay đuôi trụ có đờng kính 13 đó là bầu cặp CC13.
Để đáp ứng nhu cầu của thị trờng và đợc sự đồng ý của thầy giáo hớng
dẫn Nguyễn Văn Phúc, đề tài của em là Thiết kế qui trình gia công bầu cặp
mũi khoan (Măng Janh) CC13. Sao cho sản phẩm làm ra có sức cạnh tranh
trên thị trờng trong nớc và xuất khẩu nh độ chính xác, độ bền và mẫu mã hình
thức.
Vậy thiết kế của Em là kết hợp độ chính xác, độ bền, hình thức sản phẩm
không thua kém hàng mớc ngoài nhập vào mà giá thành lại rẻ (phù hợp với ngời

tiêu dùng Việt Nam).
Để việc thiết kế đợc tiến hành, sau khi tìm hiểu và nghiên cứu một số bầu
cặp hiện có trên thị trờng Việt Nam, dới sự hớng dẫn của thầy giáo Nguyễn
Văn Phúc cùng tập thể giáo viên trong khoa công nghệ chế tạo máy, Em đã
phát huy đợc những u điểm và khắc phục những nhợc điểm để rút ra đợc một
qui trình công nghệ gia công bầu cặp CC13 tơng đối tối u.
Trong qui trình hoàn thành đề tài thiết kế, rất khó tránh khỏi đợc những
sai sót, vậy kính mong sự góp ý và giúp đỡ của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Phúc cùng tập thể
giáo viên trong khoa công nghệ chế tạo máy và bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ
em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
***&&&***

-5-


Phần I

phân tích bầu cặp CC13

I. Điều kiện làm việc của sản phẩm.
Bầu cặp là loại dụng cụ phụ, đợc trang bị hầu hết trên các máy công cơ
khí. Nó là loại đầu kẹp dùng tay quay sao dùng để:
1.

Kẹp chặt dụng cụ cắt: mũi khoan khoét - doa đờng kính nhỏ.

2.

Là khâu trung gian để truyền mômen xoắn từ trục chính xuống dụng cụ.

-

Bầu cặp đợc phân ra nhiều loại khác nhau tuỳ theo phạm vi làm việc của
nó.

-

Bầu cặp mà Em đợc giao thiết kế là loại sản phẩm loại vừa, nó có phạm
vi đờng kẹp là:
a. Đờng kính kẹp max = 14 mm
b. Đờng kính kẹp min = 6 mm

-

Nhìn chung bầu cặp là loại dụng cụ để gia công lỗ (thông - không thông;
có ren, không ren) trên máy khoan hay một số ở máy khác.

-

Do làm việc với nhiều dụng cụ khác nhau nên trên bầu cặp sẽ mang tải
khác nhau, chính điều này làm cho mônen xoắn và lực chiều trục là không
ổn định.

II. Điều kiện kỹ thuật của bầu cặp
Với điều kiện làm việc nh đã nêu ở trên, để đảm bảo tốt những công việc
đó thì bầu cặp phải có những yêu cầu kỹ thuật hay điều kiện kỹ thuật nhất
định.

-6-

1.

Kẹp chặt đợc mọi loại dụng cụ cắt khoan- khoét -doa trong phạm vi đờng
kính 6 -- 14.
Trong quá trình làm việc các dụng cụ đó không bị xoay hay bị trợt dọc
trục.

2.

Truyền đợc mô men xoắn là lớn nhất.

3.

Độ đảo hớng kính của dụng cụ cắt trên bầu cặp không đợc vợt quá giới
hạn cho phép sau:

-

Đờng kính 6 : khoảng đo từ bề mặt đầu của bầu cặp L = 55 mm độ đảo
0,3 mm.

-

Đờng kính 14 khoảng đo L = 110 mm độ đảo 0.4 mm.

4.

Ba chấu bóp trong quá trình di trợt, mặt đầu phải đồng phẳng

Để đảm bảo điều kiện kỹ thuật chung cuả sản phẩm bầu cặp ta cần phân
tích điều kiện làm việc của từng chi tiết từ đó đặt ra điều kiện kỹ thuật cho
từng chi tiết.

-7-


Phần II
tính công nghệ trong kết cấu
I. phân tích chi tiết và nguyên tắc làm việc.
-

Bầu cặp là một sản phẩm hoàn chỉnh đợc tạo thành do một nhóm chi tiết
sau: (theo bản vẽ lắp)
1. Nòng chấu bóp : 101
2. Chấu bóp

: 102

3. Bạc răng côn

: 103

4. Vỏ bọc

: 104

5. Chìa khoá

: 105

6. Tay vặn

: 106

-

Bầu cặp là loại kết cấu dùng mỏ kẹp trợt.

-

Nguyên tắc làn việc của bầu cặp nhu sau:
+ Khi quay tay vặn 106 thông qua ăn khớp răng 105 và bạc răng côn 103
chuyển động quay, từ chuyển động quay này biến thành chuyển động
tịnh tiến của chấu bóp 102 theo lỗ trợt trong nòng chấu bóp 101.
+ Giữa chấu bóp 102 và bạc răng côn 103 ăn khớp ren với nhau (tơng tự
nh bu lông + đai ốc) biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng
nhờ lỗ xuyên nghiêng 150 trên nòng chấu bóp 101. Trong quá trình di trợt
chấu bóp mở rộng hay co hẹp lại đờng kính. Tuỳ theo khi vặn trặt hay nới
lỏng.

-8-


-

Nh vậy các chi tiết có ảnh hởng trực tiếp nhất tới điều kiện kỹ thuật làm
việc của bầu cặp là:
1. Nòng chấu bóp : 101
2. Chấu bóp

: 102

3. Bạc răng côn

: 103

II. Nòng chấu bóp :101
1.

Điều kiện làm việc:

-

Nòng chấu bóp là chi tiết cơ sở, toàn bộ các chi tiết khác nhau lắp trên nó
để tạo thành bầu cặp.

-

Mô men xoắn từ trục chính của máy đợc truyền qua lỗ côn phía sau chấu
bóp sau đó vào toàn bộ bầu cặp, tạo năng suất cắt gọt cho dụng cụ cắt lắp
trên bầu cặp.

-

Lực chiều trục và mô men xoắn tạo ra trong quá trình cắt cũng thông qua
nòng chấu để truyền ngợc vào trong máy.

-

Ba chấu bóp di trợt trong 3 lỗ xiên nghiêng 150 ở nòng chấu bóp với sự
lệch nhau trong không gian là 1200 để tạo ra phạm vi kẹp (max; min)
của bầu cặp.

2.

Điều kiện kỹ thuật:

-

Đờng tâm 3 lỗ xiên 12A trên nòng chấu bóp phân bố lệch nhau 12005
phải gặp nhau tại một điểm trên trục của nòng chấu bóp.

-

Góc lệch giữa đờng tâm lỗ 12A và nòng chấu bóp là 1505.

-

Độ nhẵn bề mặt của 3 lỗ 12A không nhỏ hơn
-9-

10


-

Độ nhẵn bóng bề mặt 3 lỗ côn không nhỏ hơn

6.3

III. chấu bóp: 102
1.
-

Điều kiện làm việc
Ba chấu này di trợt trên 3 lỗ xiên của nòng chấu vóp 101. Có mặt nón
chứa đờng tâm với góc ở đỉnh nón 300.
Để tạo ra khoảng kẹp từ 6 - 14. Đồng thời nó còn tạo lực kẹp để kẹp

-

chặt dụng cụ cắt trong quá trình gia công .
-

Trong quá trình gia công mô men xoắn là lực vòng thông qua nó để
truyền vào nòng chấu bóp nhận chuyển động quay từ bạc răng côn và biến
nó thành chuyển động thẳng.

-

Dễ bị mài mòn trong quá trình di trợt do ma sát.

2.

Điều kiện kỹ thuật.

- Sai lệch góc nghiêng đầu chấu 1200 5.
- Góc lệch đờng tâm chấu bóp so với đờng phay vắt 150 5.
- Ren trên thân chấu dùng ren tựa S = 2,07 độ bóng ren

- Dung sai đờng kính chấu bóp theo L3 tức 12

10

0 , 016
0.034

- Vật liệu chế rạo thép 9XC (tôi bề mặt bằng phơng pháp tôi tần số đạt
HRCmin = 56, sâu 1mm)
- Dung sai chiều cao ren tựa là 1,46+0,1.

IV. bạc răng côn: 103

- 10 -


1.

Điều kiện làm việc.

- Nhận chuyển động quay từ chìa khhoá và chuyển vào chấu bóp 102 biến
chuyển động quay thành chuyển động thẳng nhằm thay đổi phạm vi và
tạo lực kẹp để kẹp trặt dụng cụ cắt .
- Trong quá trình làm việc chịu các lực ma sát trên các mặt ren và mặt đầu
(do lực kẹp) bị mài mòn.

- 11 -


2.

Điều kiện kỹ thuật.

- Góc đỉnh nón trung bình là 30010.
- Phun cát sau khi tôi độ cứng đạt HRC = 50 - 55.
- Đập vỡ đôi trong mặt phẳng các lỗ 3.
- Độ bóng bề mặt ren không nhỏ hơn
- Vật liệu chế tạo thép 40X.

- 12 -

10


A
qui tr×nh
chÕ t¹o chi tiÕt

nßng chÊu bãp
cc13 - 101
(vËt liÖu thÐp 35)

- 13 -


phần I
xác định dạng sản phẩm.
-

Dạng sản xuất đợc xác định trên cơ sở sản lợng và khối lợng của chi tiết

chủ yếu của sản phẩm .

-

Trong toàn bộ chi tiết của bầu cặp CC13 chi tiết có độ phức tạp hơn cả và
có số lợng lớn nhất đó là nòng chấu bóp 101.
Với sản lợng 60.000 cái/ năm, ta phải phân tích, tính toán khối lợng chi tiết
CC13 - 101 lấy đó làm cơ sở để xác định dạng sản xuất.
Bản vẽ chi tiết có dạng sau:
25

21.6

0.05

15

0.1

A

20

20

4.5
11
260.1

A

11
66.20.5
690.05

-

Khối lợng chi tiết G = V .
G : Trọng lợng chi tiết (kg).
V : Thể tích chi tiết (dm3).
- 14 -

ỉ420.1

ỉ36.98-0.07

ỉ26-0.5

10

ỉ14-0.3

ỉ7.50.1

ỉ14.5

ỉ15.733

ỉ23-0.5

ỉ43-0.15

ỉ460.5

36.50.1


: Ttọng lợng riêng của vật liệu.
Tính V = Vđặc - Vrỗng.
Vđặc = V43 + V36,98
=


( 432.26 + 372.46 )
4

= 81000 (mm3)
Vrỗng = Vcôn + V14 + 3. V12 + Vngoài + V
=



( 14,52.27 + 142.35 + 3.122.46 ) + (432 - 232).11
4
4

+


(372 - 262).11 = 42823 mm3.
4

V = 81.000 - 42.823 = 38.177 mm3 = 38,177 dm3
= 7,8 g/ cm3.
Khối lợng chi tiết : Q = 7,8 . 38,177 = 0,3 (kg)
Tra sổ tay CNCTM - I bảng 2_13 trọng lợng < 4kg
Dạng sản xuất bầu cặp là sản xuất hàng khối.

- 15 -


phần II
thứ tự nguyên công.
I. trình tự
1.

Chuẩn bị phôi.

2.

Tiện + khoả mặt đầu.

3.

Tiện ngoài + vát mép + xẻ dãnh.

4.

Gia công lỗ côn 2a.
- Khoả mặt L = 66,2-0.5
- Khoan 14,5 x 25.

- Xoáy 12a x 25.
- Doa N2a x 22.
- Doa tinh;

5.

Khoan mặt đầu 14 (góc mũi khoan 1500).

6.

Gia công 3 lỗ xiên (khoan - khoét - doa).

7.

Kiểm tra 3 lỗ xiên.

8.

Tiện ngoài + tiện dãnh + vát.

9.

Khoan 6,5 x 20

10. Khoét + khoan 14,5.
11.

Khoan 3 lỗ 7 x 7,5.

12. Lăn ký hiệu.

13. Sửa via.
- 16 -


14. KiÓm tra.

- 17 -


II. thứ tự:
(chuẩn bị phôi) cắt phôi:

48

Rz40

s

690,5

s

-

Định vị mặt trụ 4 bậc tự do.

-

Kẹp chặt mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

-

Máy:

1K62

-

Chọn dao:

T15K6

-

Trình tự gia công :
+ khỏa mặt đầu.
+ Tiện từ 48 xuống 46 0,5.
+ Cắt đứt phôi.



Khỏa mặt đầu
+ t = 1 mm.
+ Sm = 0,26 mm/ vòng.
+ n = 500 v/ p.



460,5

1.

Tiện từ 48 xuống 46 0,5

- 18 -

s


+ Chiều sâu cắt t:

t=

D f Dct
2

=

48 46
= 1( mm )
2

Tra bảng 5-64 STCNCTMTII ta có:

Sb = 0.38 (mm/ v)

Theo máy Sm=0.3 (mm/ v)
Vb=57 (m/p)

bảng 5.68 STCNCTMTII.

+ Tốc độ cắt V (m/ p)
Vt = Vb.Kv
Kv: tích số của nhiều hệ số.
Kv= KMV. KNV. KUV.
Trong đó:


KMV: thuộc vào vật liệu gia công bảng 5.1 & 5.4



KNV: thuộc vào tình trạng bề mặt bảng 5.5



KUV: thuộc vào vật liệu gia dụng cụ bảng 5.6
K MV

Kn= 1,

750

= K N
B

nv
với B= 700 Mpa
K MV =

nV= 1

KNV= 0.9 (thép cán) ;

750
= 1.07
700

KUV=1.15

Kv= 1,07 x 0,9 x 1.15 = 1,1
Vt = Vb.Kv= 57 x 1,1 =62,7 (m/p)
ntt =

1000.Vt 1000.62,7
=
= 416(V / P )
.D
3,14.48

Theo máy nm= 500 (v/p)
- 19 -


Tốc độ thực:
V =



.D.n 3,14 ì 48 ì 500

=
= 75.4(m / p)
1000
1000

Cắt đứt phôi:
+ Dao thép gió: P18 (bề rộng dao B= 4mm)
Tra bảng 5.72 STCNCTMTII có Sb= (0,12-0,14) mm/vòng
Tra bảng 5.73a STCNCTMTII có Vb= 36 (m/p)
Tốc độ cắt tính toán:
Vt= Vb.K1.K2
Bảng 5.73a STCNCTMTII có:
K1: hệ số thuộc vào chu kỳ bền dao với T=45 => K1=1,08
K2= 1 là hệ số thuộc vào tỷ số D/d.
Vt= 36x1,08 = 38,9 (m/p)
+ Số vòng quay:
n=

1000.Vt 1000 ì 38,9
=
= 269,178(v / p )
.d
3,14 ì 46

Chọn nm= 250 (v/p)
=> Tốc độ cắt thực tế:
V=

Cắt đứt
Tiện ngoài

Khoả mặt
Bớc

.D.n 3,14 ì 46 ì 250
=
= 36,11(m / p )
1000
1000

1K62
1K62
1K62
Máy

P18
T15K6
T15K6
Dao

4
1
1
t(mm)

- 20 -

0,12
0,3
Bằng tay
S(mm/v)

36,11
75,4
V(m/p)

250
500
500
n(v/p)


2.

Nguyên công II

-

Định vị:

mặt đầu: 1 bậc tự do.
mặt ngoài: 4 bâc tự do.

-

Kẹp chặt: bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

-

Máy: 1K62

-

Trình tự gia công:
+ Khoả mặt đầu còn lại đạt kích thớc 66,2 + 2 = 68,2.
+ Tiện 46 xuống 42 L40.
Khoả mặt:
t= 1 (mm)
Sm= 0,26 (mm/p)
n= 63 (v/p)

RZ40

s

n

430,5

- 21 -

420,1




Tiện từ 46 xuống 420,1 L40 (tiện thô)
Kích thớc phôi 46 x 67

t=

Dphôi Dct
2

=

46 42
= 2(mm)
2

Sb= 0,37 (mm/vòng)

bảng 5.68 STCNCTMTII Trang 60

Vb= 57 (m/ph)

bảng 5.68 STCNCTMTII

Theo nguyên công (I) KV= 1,1
Tốc độ cắt tính toán:
Vtt= 57 x 1,1 = 62,7 (m/p)
Số vòng quay tính toán:
ntt =

1000.Vtt 1000 ì 62,7
=
= 434(v / p )
.D
3,14 ì 46

Theo máy lấy: n= 500 v/p

=> Tốc độ thực sẽ là:
Vtt =

Tiện
Khoả mặt
Bớc

.D.n 3,14 ì 46 ì 500
=
= 72(m / p )
1000
1000

1K62

T15K6

2

0,37

72

500

1K62
Máy

T15K6
Dao

1
t(mm)

0,26
S(mm/v)

50,55
V(m/p)

630
n(v/p)

3.

Nguyên công III (tiện)

-

Định vị:
+ mặt đầu: 1 bậc tự do.
+ mặt ngoài: 420,1

-

4 bậc tự do.

Kẹp trặt: mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

- 22 -

-

Chọn máy: 1K62.

-

Chọn dao: T15K6 & P18. Dao xoáy doa chuyên dùng.
+ Thứ tự gia công:
+ Tiện ngoài đến 43-0,15
+ Vát mép 1,5 x 150.
+ Tiện dãnh 11 giữ kích thớc 5,5 (mm) và 23-0,5.
+ (Tiện bằng dao định hình).
+ Kiểm tra nguyên công:

23-0,5

RZ40

n

s

s
s



Bớc 1: Tiện đến 43-0,15

t=

5,5

43-0,15

150

11
150

46 43
= 1,5(mm)
2
- 23 -


Sb= 0,37 (mm/p)

bảng 5.68 STCNCTM T II

Vb= 57 (m/p)

bảng 5.68 STCNCTM T II

KV= 1,1 => Tốc độ cắt tính toán:
Vtt= 57 x 1,1 = 62,7 (m/p)
Số vòng quay tính toán:
ntt =

1000.V
.D

=

1000 ì 62,7
= 464,4(v / p )
3,14 ì 43

Theo máy lấy nm=500 (v/p)
=>

Tốc độ cắt thực tế:
Vtt =



.D.n 3,14 ì 43 ì 500
=
= 67,5( m / p )
1000
1000

Bớc 2: Vát 1,5 x 300
Chạy dao bàng tay n= 500 (v/p)



Bớc 3: Tiện dãnh 11 giữ kích thớc 4,5 và 23-0,5
dao tiện định hình B= 11 mm

Sb=(0,040,085)

STCNCTM TII bảng 5.71.

Chọn Sm= 0,08 (mm/p)
Vb= 19 (m/p)

bảng 5.71 STCNCTM TII

Số vòng quay tính toán là:
ntt =

1000.Vb 1000 ì 19
=
= 140,7(v / p )
.D
3,14 ì 43

Theo máy nm= 160 (v/p).
Tốc độ cắt thực:

- 24 -


V=

Π.D.n 3,14 × 43 × 160
=
= 21,6(m / p)
1000

1000

- 25 -