THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT NẮP HỘP MÁY KHOAN

ĐỒ  ÁN  MÔN

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Đề tài : Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Nắp hộp máy khoan.

Trong xu thế phát triển của nền kinh tế thế giới, công nghiệp nói chung và công nghiệp nặng nói riêng từ trước đến giờ vẫn được đầu tư và phát triển . Bởi tỉ trọng của ngành công nghiệp này đóng  góp cho nền kinh tế quốc dân luôn luôn ổn định và chiếm một tỉ trọng lớn chính vì vậy mà ngành công nghiệp luôn luôn được đánh giá cao và được quan tâm hàng đầu. Đồng thời nó cũng được coi là một chỉ tiêu của sự phát triển kinh tế của mỗi một quốc gia .

Đối với đất nước ta để thực hiện đươc mục tiêu “Công Nghiệp Hoá Và kiện thuận lợi cho một số ngành công nghiệp phát triển như :công nghệ thông tin, điện tử , cơ khí. Trong đó ngành cơ khí đóng một vai trò sưc quan trọng nó là nguồn gốc và là  điều kiện cho các ngành khác phát triển. Trong ngành cơ khí thì ngành công nghệ chế tạo máy đóng một vai trò then chốt trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật .

Đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển còn thua kém so với các nước trong khu vực và trên thế giới về các ngành khoa học kỹ thuật, đặc biệt là nước ta sắp trở thành thành viên của tổ chức kinh tế WTO đây là tổ chức lớn nhất trên thế giới .Đây là một cơ hội cũng như là một thách thức to lớn để nước ta phát triển. Chính vì vậy cần phải đầu tư về trang thiết bị kỹ thuật hiên đại và đồng thời phải xúc tiến việc đào tạo nguồn nhân lực để phục vụ cho quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.

Là một sinh viên của trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội em rất tự hào vì đây là một cái nôi đào tạo nguồn nhân lực để góp một phần vào quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước với bề dày thành tích hơn 100 năm xây dựng và trưởng thành nên em luôn ý thức được rằng hãy tư hào và cố gắng hoc tập tốt dưới sự  quan tâm của các thầy cô .

Sau 2 kỳ em học xong môn chuyên ngành công nghệ chề tạo máy em được giao một đồ án là thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Nắp hộp máy khoan . Đây là một đồ án  mới nên em còn cảm thấy nhiều lạ lẫm vì vậy trong quá trình nghiên cứu và thiết kế còn gặp nhiều khó khăn nhưng nhờ sư giúp đỡ rất nhiệt tình của Thầy Nguyễn Văn Thiện

 Em cũng đã cố gắng hết sức mình để hoàn thành đồ án một cách tốt nhất với những kiến thức mà em đã tiếp nhận được trong những ngày ngồi trên giảng đường. Nhưng do chúng em chưa có nhiều kinh nghiệm và thực tế còn hạn chế, nên trong quá  trình làm đồ án vẫn còn rất nhiều hạn chế. Em mong rằng các thầy chỉ bảo thêm cho em để em rút kinh nghiệm.

Qua đây em chân thành cảm các thầy, các cô đã chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án. Giúp chúng em tiếp cận với thực tế sản xuất để sau khi ra trường chúng em có được  chút vốn kinh nghiêm.

Một lần nữa em chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong khoa cơ khí. Em hứa sẽ cố gắng học tâp tốt để không phụ lòng mong mỏi của các thầy, các cô đã dành cho chúng em.

                                                  

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ

                             XÁC ĐỊNH DẠNG SẢNXUẤT.

I /      Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết .

          Chi tiết nắp hộp máy khoan  là một chi tiết máy dạng hộp có hình dáng khá đơn giản , độ chính xác đòi hỏi cao . Chức năng của nó là giá đỡ cho các bộ phận trong trục máy khoan

          -   mặt đầu ống có lỗ ø215 để lắp các chi tiết chính xác  nên yêu cầu độ chính xác cao  .                   

            

          - mặt đáy lắp với giá đỡ,có lỗ lắp bulong cần độ chính xác giữa các lỗ

          - Các  mặt khác khác lắp với vỏ,nắp có lỗ ren

         

 

 

 

II /      Phân tích công nghệ trong kết cấu chi tiết.

Trong lĩnh vực công nghệ hiểu được kết cấu của chi tiết điều đó có ý nghĩa trong quá trinh chế tạo và sản xuất.

 

Yêu cầu của chi tiết.

 

-    Độ không đồng phẳng và không song song của mặt đối diện là 0,05.

-         Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ ø215 là 0,05 .

 

III /    Xác định dang sản xuất.

1, Xác định sản lượng hàng năm.

Việc xác định dạng sản xuất là cơ sở cho việc lựa chọn đường       lối và quy trình công nghệ gia công. Dạng sản xuất gồm:

o   Sản xuất đơn chiếc.

o   Sản xuất hàng loạt ( loạt nhỏ, loạt vừa, loạt lớn ).

o   Sản xuất hàng khối.

- Số lượng chi tiết :

Yêu cầu sản lượng hàng năm là N₁ = 10000 chiếc/năm

Þ Số chi tiết sản xuất hàng năm :

                                                

      Trong đó :

 

-         N₁ : sản lượng hàng năm N₁ = 4500 chiếc/năm

-         m : số chi tiết trong sản phẩm;  m =1

-         ỏ  : số chi tiết phế phẩm ; ỏ =5%

-         õ  : số chi tiết sản xuất them để dự trư ; õ =5%

 Þ  (chi tiết)

 

2, Trọng lượng của chi tiết.

          Sau khi xác định được sản lượng, cần tính trọng lượng  Q của chi tiết.

Ta có công thức tính trọng lượng của chi tiết là: 

Q = V g        (kg)

*Trong đó :     g:là trọng lượng riêng của vật liệu

ggang = 7.4 (kg/dm³) ;

                   V:  là thể tích toàn bộ chi tiết.

dùng phần mềm Solidwork ta có V=3,2dm³

Vậy trọng lượng của chi tiết là  : Q = V  g= 3,2  7,4 =  23.7(kg).

Căn cứ vào bảng xác định dạng sản xuất.

Dạng sản xuất	Q – Trọng lượng của chi tiết (Kg)
	> 200	4¸200	< 4
	Sản lượng hàng năm của chi tiết
Đơn chiếc	< 5	<10	<100
Hàng loạt nhỏ	55 ¸ 100	100¸ 200	100 ¸ 500
Hàng loạt vừa	100 ¸ 300	200 ¸ 500	500 ¸ 5000
Hàng loạt lớn	300 ¸ 1000	500 ¸ 5000	5000 ¸ 50.000
Dạng khối	> 1000	> 5000	> 50.000

 

 

Dựa vào bảng ta thấy : Q = 23.7 Kg và N = 11000 nên đây là dạng sản xuất hàng khối.

 

 

 

CHƯƠNG II :  XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI.

 

I/   Xác định phương hướng chế tạo phôi.

Dựa vào  hình dáng  chi tiết, sản lượng, khối lượng ta chon phương pháp chế tạo phôi. Chi tiết nắp hộp mỏy khoan làm bằng vật liệu gang xám . Vậy ta thấy phải chọn phương pháp đúc .

1. Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ.

-         Được áp dụng với chi tiết từ nhỏ tới lớn, trong sản xuất loạt nhỏ và loạt vừa với sản lượng hàng năm không lớn. Với phương pháp  này để đảm bảo chính xác cho phôi thì mẫu gỗ phải được chế tạo chính xác và hàm khuôn  được định vị chính xác. Để khắc phục sản xuất của phương pháp này ta có thể làm khuôn bằng máy. Phương pháp này được dùng phổ biến hiện nay vì nó vừa kinh tế và việc chế tạo khuôn đơn giản, năng suất và độ chính xác của phôi là tương đối.

-         Trong quá trình làm khuôn nó đảm bảo  được độ đồng nhất và giảm sai số do quá trình làm khuôn gây lên

2. Đúc trong khuôn kim loại.

-         Với phương pháp này thì lượng dư nhỏ, tiết kiệm được nguyên vật liệu, có độ chính xác cao , tuy nhiên giá thành chế tạo khuôn hơi cao, phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn, loạt khối, không áp dụng với chi tiết có câu hình phức tạp.

3. Đúc trong khuôn mẫu chảy.

-         Có độ chính xác, lượng dư gia công nhỏ, có những bề mặt không phải gia công. Làm theo phương pháp này giá thành gia công cao, chế tạo khuôn cao nên chit áp dụng cho gia công chi tiết có cấu tạo phức tạp mà các phương pháp khác không làm được.

4. Đúc áp lực.

-         Tạo ra phôi , chi tiết có hình dạng phức tạp, kích thước nhỏ.

Kết luận:

          Căn cứ vào kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện , kích thước khối lượng , yêu cầu kỹ thuật. Mặt khác xét về mặt kinh tế sản xuất được chi tiết và dạng sản xuất của chi tiết. Nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát .

          Bản vẽ phân khuôn

 

II / THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI.

1,Tính toán lượng dư:

 Lượng dư gia công được xác định để tạo điều kiện thuận lợi trong việc tính toán thiết kế ở mỗi nguyên công tiếp theo.

Lượng dư được xác định hợp lý sẽ giảm giỏ thành chế tạo phụi, giảm thời gian gia cụng và cú ý nghĩa kinh tế rất lớn đối với việc sản xuất.

Xác định lượng dư gia công có thể bằng kinh nghiệm, tra bảng hay tính toán chính xác. Vỡ kinh nghiệm sản xuất cũn hạn chế  nờn em chọn phương pháp tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt cũn lại.

Để đơn giản và thuận tiện ở đây em chọn mặt đáy của đế đồ gá để tính lượng dư.

Vật liệu cú ký hiệu GX 15-32.

      Quá trình gia công chỉ có 1 bước là Phay, lượng dư khi gia công mặt phẳng được xác định theo công thức :

Z_min = R_{Zi - 1} + T_{i -1} + r_{i -1} + e_i  ( Theo bảng 9 công thức xác định lượng dư gia công, sách thiết kế ĐACNCTM )

Trong đó:

          R_{Zi - 1}: Độ cao nhấp nhô bề mặt ở bước gia công trước.

          T_{i -1} : Độ sâu lớp bề mặt khiếm khuyết do bước gia công trước để lại.

r_{i -1}: Tổng sai số không gian của bề mặt tương quan do bước gia công trước để lại.

     Theo bảng 10 ta có

                   Rz_i-1 = 250 mm

                  T_i-1 = 350 mm

      Sai lệch không gian được tính theo công thức :

  

Trong đó : ủc = k.l

Với k = 2 ( Bảng 3-67 Sổ tay CNCTM tập 1 )

L =260  ( l là chiều dài gia công )

. ủc = 2.260= 520

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY

Tính lực kẹp cần thiết.

P_c.l₁ – P_x.l₂  <  M_ms

Trong đó:

  P_c : Lực cắt theo phương thẳng đứng đã xác định ở mục 7, P_c = P_z = 1080N.

  L₁ : Khoảng cách từđiểm đặt lực tới tâm của tâm chốt tỳ theo phương ngang, l = 20 mm.

  P_x : Lực cắt theo phương ngang đã xác định ở mục 7, P_x = 594N.

  L₂ : Khoảng cách từđiểm đặt lực tới tâm của tâm chốt tỳ theo phương đứng, l = 15 mm.

  M_ms: Mômen ma sát.

          M_ms = P_k.f.l

          Trong đó:

          P_k : Lực kẹp cần xác định

          f  : hệ số ma sát giữa mặt chuẩn và đồđịnh vị, mặt thô f = 0,2 ¸ 0,3

          l : Khoảng cách từ tâm phiến kẹp tới chốt tỳ cố định, l = 75mm.

Nếu thêm hệ số K ta có:

K : Các hệ số phụ thuộc.

          K₀ : Hệ số an toàn trong mọi trường hợp K₀ = 1,5¸2;

          K₁ : Hệ số kể đến lượng dư không đều trong trường hợp  gia công thô K₁ = 1,2;

          K₂ : Hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt, K₂ = 1¸1,9;

          K₃ : Hệ số kể đến vì cắt không liên tục làm tăng lực cắt, K₃ = 1;

          K₄ : Hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định khi kẹp bằng tay, K₄ = 1,3;

K₅ : Hệ số kể đến vị trí của tay quay của cơ cấu kẹp có thuận tiện không, khi kẹp chặt bằng tay góc quay < 90^o K₅ = 1;

K₆ : Hệ số kể đến mômen lật phôi quay điểm tựa, khi định vị trên các phiến tỳ K₆ = 1,5;

K = K₀. K₁. K₂. K₃. K₄. K₅. K₆ = 2.1,2.1,5.1.1,3.1.1,5 = 7,02

              Þ P_k = K. = 7,02. =900 N

 

 

Chọn đường kính bu lông

 

Theo công thức,ta tính được đường kính của bu lông kẹp chặt

D=1,4=1,4=14,8mm

 

Để bu lông phù hợp kết cấu đồ gá chọn bu lông có d = 34mm

 

+ Chọn cơ cấu kẹp chặt. Cơ cấu này phụ thuộc vào loại đồ gá một vị trí hay nhiều vị trí, phụ thuộc vào sản lượng chi tiết hay trị số lực kẹp: Ta chọn cơ cấu kẹp Êtô( kẹp bằng ren)

+ Vẽ cơ cấu dẫn hướng và so dao.

+ Vẽ các chi tiết phụ của đồ gá như vít, đai ốc

+ Vẽ thân đồ gá.

+Vẽ các hình chiếu của đồ gá và xác định đúng vị trí của tất cả các chi tiết trong đồ gá. Cần chú ý tới tính công nghệ khi gia công và lắp ráp, đồng thời phải chú ý tới phương pháp gá và tháo chi tiết, phương pháp thoát khi gia công.

+ Vẽ những phần cắt trích cần thiết của đồ gá.

+ Lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá.

+ Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_CT].

Các thành phần của sai số gá  đặt.

          Khi thiết kếđồ gá cần chú ý một sốđiểm sau đây:

-         Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.

-         Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình và dao định kích thước thì sai số của  đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công.

-         Khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai sốđồ gá ảnh hưởng đến khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ.

-         Sai số của đồ gá phân độảnh hưởng đến sai số của bề mặt gia công.

-         Khi phay, bào, chuốt trên các đồ gá nhiều vị trí thì độ chính xác kích thước và độ chính xác vị trí giữa bề mặt gia công phụ thuộc vào vị trí tương quan giữa các chi tiết định vị của đồ gá.

-         Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề măt chuẩn.

Sai số gá đặt được tính theo công thức sau

=

Trong đó:

-         e_c: sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra.

-         e_k: sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 20-24. Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không.

-         e_m: sai số mòn. Sai số mòn được xác định theo công thức sau đây:

 (mm) = 0,18. = 12,73(mm) =0,01273 (mm)

-         e_đc: sai sốđiều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai sốđiều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụđểđiều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy e_đc = 5  ¸ 10 mm.Chọn e_đc=5mm=0,005 (mm)

-         e_gđ: sai số gá đặt, khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: [e_gđ] = d

         với d : dung sai nguyên công Þ [e_gđ] = = 16,67(mm)=0,01667(mm).

-         e_ct: sai số chế tạo cho phép đồ gá [e_ct]. Sai số này cần được xác định khi thiết kếđồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

[e_ct]=  =  = 9,53 mm = 0,0095mm.

 

 

 

 

Từ đó ta có thể vẽ bản vẽ lắp đồ gá

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tài liệu tham khảo

 

1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Tập 1,2.

2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản Trường đại học Bách khoa Hà Nội.

3. Thiết kếđồ án công nghệ chế tạo máy

Pgs-Ts Trần Văn Địch.

4. Đồ gá cơ khí hoá và tựđộng hoá.

- Pgs-Pts Lê Văn Tiến.

- Pgs-Ts Trần Văn Địch.

- Pts  Trần Xuân Việt.

5. Sổ TAY Và ATLAS Đồ Gá

                                                        Pgs-Ts Trần Văn Địch

6. Tính toán và thiết kế máy công cụ.

- Phạm Đắp.

7. Công nghệ chế tạo máy (Giáo trình).