Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy

Nội dung text: Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy

1. Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: - “ Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo vành răng định tinh ” - Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy “ vành răng định tinh ” là chi tiết dạng đĩa, có răng trong lỗ để truyền động. Chi tiết làm việc trong điều kiện đòi hỏi khá cao : + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ. + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập Vật liệu dùng để chế tạo chi tiết là thép 40X có các thành phần hoá học sau : 0,36  0,44% C; Si = 0,17  0,37; Mn = 0,5  0,8; Cr = 0,8  1,1 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Từ bản vẽ cho thấy - Vành răng định tinh có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng, có thể dùng ở chế độ cắt cao, đạt năng suất cao. - Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh. - Bề dày của thành răng không nên mỏng quá để tránh biến dạng khi gia công và nhiệt luyện. - Bởi vì chi tiết làm việc trong điều kiện phức tạp nên ta chọn vật liệu chi tiết thép 40X. Thép 40X có độ bền khá cao b = 900 MPa, tôi bề mặt tăng cứng và tăng khả năng chịu mài mòn. Điều kiện kỹ thuật : + Đ•ờng kính ngoài  440-0,12, đạt cấp nhẵm bóng 5, Rz = 10m. + Độ đảo mặt đầu B so với đ•ờng kính lỗ sai lệch không quá 0,048 mm + Chi tiết đ•ợc ram hoá tốt đạt HB 200  230. + Vành răng tôi cao tần đạt độ cứng HRC 40  45, chiều dày lớp tôi 1,44  1,6 mm. + Vành răng định tinh gia công tất cả các bề mặt đạt cấp nhẵn bóng 4 => Rz = 40m và đ•ờng kính  395( +0,12 ) đạt cấp nhẵn bóng 6 => Rz = 2.5m.
2. Trình tự các nguyên công: 1. Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu và lỗ a. Chọn máy : Máy 1M63 Có các thông số kỹ thuật: + Đ•ờng kính lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy : 630 mm + Khoảng cách giữa 2 mũi tâm : 1400 mm + Kích th•ớc lớn nhất của chi tiết trên bàn dao : 350 mm + Số tốc độ trục chính : 22 + Phạm vi tốc độ trục chính : 10  1250 (vòng /phút ) + Phạm vi b•ớc tiến dọc : 0,064  1,025 ngang : 0,026  0,378 + Kích th•ớc dao ( rộng x cao ) : 30 x 40 ( mm x mm ) + Công suất động cơ truyền động chính : 13 ( kW ) b. Dụng cụ : Dao tiện đầu cong khoả mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 Dao tiện lỗ. c. Sơ đồ gá đặt : Chi tiết gá trêm mâm cặp 3 chấu trái tự định tâm vào đ•ờng kính ngoài định vị 5 bậc tự do. Hình vẽ trang bên : d. Các b•ớc gia công và l•ợng d• gia công : 1 - Tiện khoả mặt đầu B; l•ợng d• 2Zb = 3 mm. 2 - Tiện lỗ  368 ;  394; l•ợng d• 2Zb = 3 mm, vát mép e. Chế độ cắt : + Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm + L•ợng chạy dao : S = 0,25mm/vòng. + Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 236 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1 vt vb * K1 * K2 * K3 * K4 217 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
3. 1000* v n 1 t * D 1000*217 Tiện lỗ  394 : n 175,3 ( vòng/phút ) t *394 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 200 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 200* *394 tế sẽ là : v m 247,4 ( m/phút ) tt 1000 1000 Chế độ cắt trên đây đ•ợc dùng cho cả 2 dao, tuy nhiên vtt của dao có đ•ờng kính nhỏ hơn sẽ có giá trị nhỏ hơn 231,2 ( m/phút ) + Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 4,1 kW. 2. Nguyên công 2 : Tiện mặt đầu đối diện, mặt trụ ngoài  442 a. Chọn máy: Máy 1M63 b. Dụng cụ : Dao tiện đầu cong khoả mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 c. Sơ đồ gá đặt : Chi tiết gá trêm mâm cặp 3 chấu phải tự định tâm vào đ•ờng kính lỗ và mặt đầu B, định vị 5 bậc tự do. Hình vẽ trang bên : d. Các b•ớc gia công và •ợng d• gia công : 1- Tiện khoả mặt đầu ( đạt kích th•ớc 75,5 mm ); l•ợng d• 2Zb = 3 mm. 2- Tiện đ•ờng kính ngoài  442; l•ợng d• 2Zb = 3 mm, vát mép. e. Chế độ cắt : + Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm + L•ợng chạy dao : S = 1,27mm/vòng. + Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 144 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1 vt vb * K1 * K2 * K3 * K4 132,5 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
4. 1000*132,5 Tiện lỗ  442 : n 95,4 ( vòng/phút ) t *442 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 100 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực tế sẽ là : n * * D 100* *442 v m 138,9 ( m/phút ) tt 1000 1000 Chế độ cắt trên đây đ•ợc dùng cho cả dao tiện mặt đầu , tuy nhiên vtt của dao mặt đầu có đ•ờng kính nhỏ hơn sẽ có giá trị nhỏ hơn. + Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 8,3 kW. 3. Nguyên công 3 : Ram hoá tốt. Nhiệt độ nung 640  680C , làm nguội ngoài không khí đạt HB 200  230 để tạo thành tổ chức xocbit ram có tính tổng hợp cao ( bền , dẻo dai ). 4. Nguyên công 4 : Tiện tinh lai các bề mặt. a. Máy : 1M63 b. Dụng cụ : Dao tiện mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 Dao tiện lỗ c. Sơ đồ gá đặt : Để đảm bảo yêu cầu độ đảo mặt đầu B và lỗ. Ta gá chi tiết trên mâm cặp 3 chấu trái tự định tâm vào đ•ờng kính ngoài, định vị 5 bậc tự do để gia công tinh lỗ và thoả mặt đầu. Sau đó lật lại gá chi tiết trên mâm cặp 3 chấu phải tự định tâm vào lỗ và mặt đầu để tiện tinh đ•ờng kính ngoài và mặt đầu đối diện. d. Các b•ớc gia công : 1- Tiện khoả mặt đầu ( đạt kích th•ớc 75 mm ); l•ợng d• gia công 2Zb = 1 mm. +0,1 2- Tiện đ•ờng kính lỗ  370 mm; l•ợng d• gia công 2Zb = 2 mm +0,12 3- Tiện đ•ờng kính lỗ  395 mm; l•ợng d• gia công 2Zb = 1 mm, vát mép. 4- Tiện khoả mặt đầu đối diện ( đạt kích th•ớc 74-0,5 mm ); l•ợng d• gia công 2Zb = 2 mm -0,12 5- Tiện đ•ờng kính ngoài  440 ; l•ợng d• gia công 2Zb = 2 mm, vát mép. e. Chế độ cắt : - Tiện đ•ờng kính lỗ  395 mm, đạt cấp nhẵn bóng 6 => Rz = 2.5m. + Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm.
5. + Bán kính đỉnh dao r = 1 mm. + L•ợng chạy dao : S = 0,25mm/vòng. + Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 209 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 0,85 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1 vt vb * K1 * K2 * K3 * K4 163,4 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : 1000* v 1000*163,4 n 1 132 ( vòng/phút ) t * D *395 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 125 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 125* *395 tế sẽ là : v m 155,1 ( m/phút ) tt 1000 1000 + Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 2,4 kW. - Tiện mặt đầu, đạt cấp nhẵn bóng 4 => Rz = 20m. + Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm. + Bán kính đỉnh dao r = 1,0 mm. + L•ợng chạy dao : S = 0,25mm/vòng. + Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 209 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 0,85 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1 vt vb * K1 * K2 * K3 * K4 *0,85 112,2 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : 1000* v 1000*112,2 n 1 96,5 ( vòng/phút ) t * D *370 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 100 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 100* *370 tế sẽ là : v m 116,2 ( m/phút ) tt 1000 1000 + Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 2,0 kW. - Tiện đ•ờng kính lỗ  440 mm, đạt cấp nhẵn bóng 5 => Rz = 10m.
6. + Chiều sâu cắt : t = 1 mm. + Bán kính đỉnh dao r = 1 mm. + L•ợng chạy dao : S = 0,25mm/vòng. + Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 230 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 0,85 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1 vt vb * K1 * K2 * K3 * K4 180,6 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : 1000* v 1000*180,6 n 1 130,7 ( vòng/phút ) t * D *440 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 125 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 125* *440 tế sẽ là : v m 172,8,1 ( m/phút ) tt 1000 1000 + Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 2,9 kW. 5. Nguyên công 5: Khoan, doa 2 lỗ định vị  13 và 12 lỗ ren M12. a. Chọn máy: Máy 2H35 có các thông số kỹ thuật : + Đ•ờng kính lớn nhất khoan đ•ợc : 35 mm + Khoảng cách từ trục chính tới trục : 300 mm + Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn : 750 mm + Kích th•ớc bề mặt làm việc của máy : 450 x 500 mm + Số cấp tốc độ trục chính : 12 + Phạm vi tốc độ trục chính : 31,5  1400 (vòng /phút ) + Số cấp b•ớc tiến : 9 + Phạm vi b•ớc tiến : 0,1  1,6 mm/vòng + Lực tiến dao : 1500 Kg + Momen xoắn : 4000 Kg.cm + Công suất động cơ truyền động chính : 4 ( kW ) b. Dụng cụ : Mũi khoan  12,8;  10,5 ; ta rô M12 Mũi doa 13
7. c. Sơ đồ gá đặt : Chi tiết gá vào mặt đầu B và lỗ  370, định vị 5 bậc tự do, kẹp bằng bulông rút qua lỗ. d. Các b•ớc gia công và l•ợng d• gia công : 1- Khoan  10,5 x 12 lỗ; l•ợng d• gia công 2Zb=10,5 mm 2- Khoan  12,8 x 12 lỗ; l•ợng d• gia công 2Zb=12,8 mm 3- Doa  13 x 2 lỗ; l•ợng d• gia công 2Zb= 0,2 mm 4- Ta rô ( tay ) 12lỗ x M12; l•ợng d• gia công 2Zb= 1,5 mm e. Chế độ cắt : - Khoan  10,5 x 12 lỗ + Chiều sâu cắt : t = 5,25 mm + L•ợng chạy dao : S = 0,2 mm/vòng. + Vật liệu gia công thép 40x -> thuộc nhóm thép I => Tốc độ cắt tra bảng 5-86 “Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 27,5 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 1 Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1 vt vb * K1 * K2 * K3 * K4 26,125 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : 1000* v 1000*26,125 n 1 792 ( vòng/phút ) t * D *10,5 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 700 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 700* *10,5 tế sẽ là : v m 23,1 ( m/phút ) tt 1000 1000 + Công suất cắt yêu cầu (N) : N = 1 kW. - Khoan  12,8 mm x 12 lỗ + Chiều sâu cắt : t = 6,4 mm + L•ợng chạy dao : S = 0,2 mm/vòng. + Vật liệu gia công thép 40x -> thuộc nhóm thép I => Tốc độ cắt tra bảng 5-86 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 27,5 m/phút. ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
8. 1000* v 1000*26,125 n t 650 ( vòng/phút ) t * D *12,8 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 700 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 700* *12,8 tế sẽ là : v m 28,2 ( m/phút ) tt 1000 1000 + Công suất cắt yêu cầu (N) : N = 1,1 kW. - Doa  13 x 2 lỗ + Chiều sâu cắt : t = 0,1 mm + L•ợng chạy dao : S = 0,7 mm/vòng. + Tốc độ cắt tra bảng 5-113 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 16,5 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của mũi doa K1= 1 vt vb * K1 16,5 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : 1000* v 1000*16,5 n 1 404 ( vòng/phút ) t * D *13 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 350 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 350* *13 tế sẽ là : v m 14,3 ( m/phút ) tt 1000 1000 + Công suất cắt yêu cầu (N) : N = 1 kW. - Ta rô M12 x 12 lỗ + B•ớc ren P = 0,75 mm + Kích th•ớc danh nghĩa ren M12mm + Tốc độ cắt tra bảng 5-188 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 9 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công K1= 0,7 Cắt ren đòi hỏi chính xác cao K3= 0,8 vt vb * K1 * K2 5 ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : 1000* v 1000*5 n 1 132,6 ( vòng/phút ) t * D *12 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 125 (vòng /phút ) . Nh• vậy tốc độ cắt thực n * * D 125* *12 tế sẽ là : v m 4,7 ( m/phút ) tt 1000 1000 6. Nguyên công 6 :
9. Kiểm tra + Độ đảo mặt đầu B so với tâm lỗ, sai lệch ≤ 0,048 mm. 7. Nguyên công 7 : Gia công răng thẳng m5, Z76. a. Chọn máy: Máy 5B161 Có các thông số kỹ thuật : + Kích th•ớc lớn nhất của bánh răng đ•ợc gia công Ăn khớp trong đ•ờng kính : 1250 mm Chiều rộng : 170 mm + Modun bánh răng đ•ợc gia công : 3  12 + Phạm vi tốc độ đầu xọc : 0,3  1,5 htk/phút + Khoảng cách lớn nhất từ đ•ờng trục dao xọc tới đ•ờng trục bàn máy : 603mm + Đ•ờng kính bàn máy : 1010 mm + Đ•ờng kính vòng lăn của bánh vít phân độ : 672 mm + Công suất động cơ truyền động chính : 4 ( kW ) b. Dụng cụ : Dao xọc răng m5, Z25 c. Sơ đồ gá đặt : Chi tiết gá vào mặt đầu B và đ•ờng kính ngoài  440, định vị 5 bậc tự do, kẹp bằng bulông. d. Các b•ớc gia công : Xọc thô (để chừa l•ợng d• 0,5mm cho cắt tinh); l•ợng d• gia công 2Zb=8,98mm Xọc tinh răng; l•ợng d• gia công 2Zb= 1 mm. e. Chế độ cắt : - Xọc thô ( xọc làm 4 lần) + Chiều sâu cắt : t1 = 1,13 mm ; t2 = t3 = t4 = 1,12 mm + Công suất động cơ máy(N) : N = 7 kW. + Modun bánh răng m = 5 ; Z = 76. Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công thép 40X => K1= 1 Gia công thép => Tuổi bền T = 100 ( phút ) + Tra bảng 5-195 => l•ợng chạy dao vòng S = 0,6 mm/htk
10. 45 45 tốc độ cắt thô sẽ là : v 14,3 ( t T 0,2 * S 0,5 *m0,3 1000,2 *0,60,5 *50,3 m/phút ) - Xọc tinh răng + Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm. + Modun báh răng m = 5 ; Z = 76. Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công thép 40X => K1= 1 Gia công thép => Tuổi bền T = 100 ( phút ) + Tra bảng 5-195 => l•ợng chạy dao vòng S = 0,25 mm/htk 90 45 tốc độ cắt tinh sẽ là : v 0,95 0,95 43 ( t T 0,2 * S 0,5 1000,2 *0,250,5 m/phút ) 8. Nguyên công 8: Tôi cao tần a. Thiết bị lò tôi cao tần 60 kW b. Chế độ nhiệt luyện 1- Tôi : Nhiệt độ nung 830C Môi tr•ờng nguội n•ớc 2- Ram Nhiệt độ nung 450C Môi tr•ờng nguội không khí 9. Nguyên công 9 : Làm sạch phoi, cạnh sắc. 10. Nguyên công 10 : Kiểm tra + Độ cứng mặt răng HRC 40  45