Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

1
nội dung đồ án

Phần I: nghiên cứu sự phân bố của nhiệt cắt
trong quá trình mài phẳng
Phần ii: Thiết kế quy trình công nghệ gia công
chi tiết thân động cơ 37E
Ch-ơng i Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ.
i. chức năng làm việc của chi tiết
ii. xác định dạng sản xuất và đ-ờng lối công nghệ gia công cơ
iii. thiết kễ nguyên công gia công cơ
Ch-ơng II - Tính và thiết kế đồ gá cho một số nguyên công.
Phần IIi - Kết luận.


đợc giao nhiệm vụ Nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng
Nội dung của đồ án đ-ợc trình bầy hai phân nh- sau:
+Phần 1:Nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

3
+Phần 2:Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân động cơ 37-E
Để hoàn thành đề tài này, ngoài sự cố gắng của bản thân là sự giúp đỡ tận tình
của thầy giáo h-ớng dẫn, thầy Tr-ơng Hoành Sơn cùng thầy cô giáo trong bộ môn
công nghệ chế tạo máy .
Trong phạm vi đề tài tốt nghiệp, do thời gian và trình độ còn hạn chế cho nên
không tránh khỏi những thiếu sót, do vậy chúng em rất mong nhận đ-ợc sự đóng
góp ý kiến của các thầy, các cô cùng các bạn trong ngành để đề tài này đ-ợc hoàn
thiện.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội 20 tháng 5 năm 2003
Sinh viên thiết kế.
Đặng Hồng Thái
Nguyễn Trọng Thanh Phần I: nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt
trong quá trình mài phẳng

I. Tầm quan trọng của kỹ thuật mài:
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng đòi hỏi có những sản phẩm cơ
khí có yêu cầu kỹ thuật cao, làm việc chính xác và tin cậy cao phục vụ cho đời
sống con ng-ời. Để đạt đ-ợc chất l-ơng chi tiết cao, đòi hỏi phải có các ph-ơng
pháp cần thiết, đặc biệt là ph-ơng pháp gia công tinh lần cuối, sẽ đem lại chất
l-ợng bề mặt cao, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, trong đó phải kể đến ph-ơng pháp

III-Tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết khi mài phẳng
1-Lý thuyết của M.C.Shaw
Mô hình lí thuyết
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

5
q
ll
V'
B
V
V
f

Đá quay với vận tốc V và Chi tiết chuyển động với vận tốc v
Vùng tiếp xúc giữa đá và chi tiết có chiều dài là l
.l D t
trong đó D là đ-ờng kính đá và t là chiều sâu cắt của đá
Nhờ có chuyển động t-ơng đối giữa đá và chi tiết nên tạo ra nhiệt khi mài
do l rất nhỏ so với chiều rộng b của chi tiết nên coi đây là 1 dải nhiệt dài vô tận.
Dải nhiệt này chạy dọc bề mặt chi tiết.
Với L khác nhau thì sẽ đ-a ra đ-ợc các công thức về nhiệt độ trung bình và nhiệt
độ lớn nhất khác nhau
'
.
4.
Vl
L
K


.
m
Kq
f
kV
f
f





*0,1<L<1 thì:

4. . . 2,303. .lg(2. ) 1,616.
. . . . .
W
W
Q K l L L
k V f bl





2- Sự phân bố nhiệt trong quá trình mài phẳng.
a. Mô hình khi mài phẳng
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

6

hình dáng và kích th-ớc không xác định. Do đó, để tiện cho việc tính toán, ng-ời
ta giả sử rằng hạt mài có dạng hình cầu.
f
t
Chi tiết
q
0
=f
t
.V
t

Khi mài thì nhiệt l-ợng sinh ra sẽ truyền vào hạt mài, vào chi tiết, vào phoi, vào
môi tr-ờng.v.v.v.Nhiệt l-ợng truyền vào hạt mài sẽ làm nhiệt độ hạt mài tăng lên.
Chất dính kết sẽ hấp thụ nhiệt l-ợng này và truyền ra ngoài.
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

7
Trong phần này ta chỉ nghiên cứu với đá mài mà chất dính kết có hệ số truyền
nhiệt cao. Cụ thể là đá mài kim c-ơng liên kết kim loại (Cu).
Kim c-ơng và đồng là những chất có hệ số dẫn nhiệt cao
b. Sự phân bố nhiệt khi mài.
Tổng nhiệt l-ợng sinh ra trong quá trình mài là: Q
0
=F
t
.V
Phần lớn nhiệt l-ợng này sẽ truyền vào chi tiết, vào đá mài và vào phoi
Q
0

.Q
0
; Q
C
=R
C
.Q
0

Với R
W
, R
S
, R
C
lần l-ợt là tỉ lệ nhiệt l-ợng truyền vào chi tiết, vào đá và vào phoi
R
W
+R
S
+R
C
=1

c. Tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết.
áp dụng lí thuyết của M.C.Shaw để tính toán cho tr-ờng hợp cụ thể:
vật liệu gia công là T15K6 và chất dính kết của đá là Cu
Vật liệu T15K6 có 0,1<L<1
Vật liệu Cu có L>5
Nhiệt độ trung bình của chi tiết và của đá sẽ là:



Trong đó: là nhiệt độ tức thời tại vùng mài
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

8

S
và
W
là nhiệt độ ban đầu của đá và của chi tiết
Nhiệt độ tức thời tại vùng mài của đá và của chu tiết là bằng nhau
SW
SW



mặtkhác giả sử rằng nhiệt độ ban đầu của chi tiết và của đấ là bằng nhau thì ta
có:
WS



Kết hợp công thức * và ** và giải ta có:
0
0,752. .
0,752. . . . . . . 0,752. . . . .
WW
W
W S S S f l W W f l


k: hệ số truyền nhiệt
: Khối l-ợng riêng
C: nhiệt dung riêng

*Từ công thức trên ta thấy để giảm l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết cần:
Chọn vật liệu làm đá và chất dính kết có khả năng dẫn nhiệt tốt nh- đá mài kim
c-ơng liên kết kim loại(Cu).
Chọn các thông số công nghệ hợp lí. Nh- tăng vận tốc chi tiết
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

9

Thiết kế qui trình công nghệ gia công
thân động cơ 37e
Ch-ơng i: Thiết kế qui trình công nghệ gia công cơ
I- chức năng làm việc của chi tiết.
+Chi tiết thân động cơ 37E là chi tiết dạng hộp có kết cấu khá phức tạp và
đòi hỏi về yêu cầu kỹ thuật khá cao. Các bề mặt làm việc và cần gia công của chi
tiết là các mặt phẳng và các lỗ, trong đó có các bề mặt cần đ-ợc gia công chính
xác nh- mặt phẳng phía trên của thân, các lỗ lắp xi lanh, các lỗ lắp đũa đẩy xu
páp, lỗ lắp trục khuỷu, trục cam Do đó yêu cầu kỹ thuật của chi tiết :
Yêu cầu của chi tiết:
+Vật liệu: Phải có tính chảy điền đầy khuôn tốt, tản nhiệt tốt, dễ gia công và

1
.m.(1+/100).(1+/100).
Trong đó:
N: Số chi tiết phải sản xuất trong một năm.
N
1
: Là số sản phẩm yêu cầu sản xuất trong một năm : N
1
=5000 Chiếc/năm.
m: Số chi tiết trong một sản phẩm : m=1;
: Tỷ lệ phế phẩm. =5%
: Tỷ lệ sản phảm dự trữ. =5%.

N=5000.1.(1+5%).(1+5%)=5500 (chi tiết/năm).

Khối l-ợng chi tiết đ-ợc xác định theo công thức.
Q
t
=V.(kg);
Trong đó:
Q
t
- trọng l-ợng chi tiết(kg);
-trọng l-ợng riêng của vật liệu đối với hợp kim nhôm =7,8 (Kg/dm
3
);
V Thể tích của chi tiết ;
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

11

+V
9
+V
10
+ V
11
+V
12
+V
13
+V
14
+V
15
)
V
1
= 0,5.275.66.590= 10354250mm
3
=10,35 dm
3
.
V
2
= 285.101.590= 23826400mm
3
=23,83 dm
3
.
V

/4.42= 253473mm
3
=0,25 dm
3
.
V
7
= 3,14.60
2
/4.590= 1668185mm
3
=16,7 dm
3
.
V
8
= 16.3,14.14
2
/4.45= 110835mm
3
=0,11 dm
3
.
V
9
= 4.3,14.8
2
/4.18= 57876mm
3
=0,06dm

= (15+13).3,14.10
2
/4.20= 43982mm
3
=0,044 dm
3

V
14
= 18.3,14.8
2
/4.17= 15381mm
3
=0,015mm
3
V
15
= 2.3,14.18
2
/4.25= 12723mm
3
=0,013 dm
3

Vậy thể tích chi tiết là:
V=67,3-
(10,35+23,83+1,3+38,7+2,2+0,25+16,7+0,11+0,06+0,018+0,026+0,013+0,044+
0,015+0,013) = 8,59(dm
3
)

Phay mặt bên phía d-ới nhìn từ A
10- Nguyên công 10
Phay mặt bên phía d-ới và ở giữa nhìn từ B
11- Nguyên công 11
Phay tinh mặt trên và gia công hệ lỗ trên máy CNC
12- Nguyên công 12
Kiểm tra
13- Nguyên công 13
Phay rãnh gối đỡ trục khuỷu
14- Nguyên công 14
Phay mặt đầu 5 gối đỡ
15- Nguyên công 15
Phay rãnh trên gôi đỡ giữa
16- Nguyên công 16
Khoan 10 lỗ trên các gối đỡ
17- Nguyên công 17
Khoét doa lỗ trục khuỷu
18- Nguyên công 18
Kiểm tra
19- Nguyên công 19
Khoan khoét doa lỗ trục cam
20- Nguyên công 20
Kiểm tra
21- Nguyên công 21
Khoan khoét doa lỗ lắp banh răng trung gian
22- Nguyên công 22
Khoan hệ lỗ trên mặt đầu nhìn theo C
23- Nguyên công 23
Khoan hệ lỗ trên mặt đầu nhìn theo D
24- Nguyên công 24

2. Nguyên công 2 : Phay mặt A.
2.1. Chọn máy:
Máy: 6H12
Công suất động cơ : 7 (KW)
Phạm vi tốc độ trục chính (vòng/phút) : 18 cấp tốc độ
30; 37,5; 47,5 ; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235;
300; 375; 475; 600; 750; 900; 1180; 1500.
Phạm vi tốc độ chạy dao (mm/phút): 18 cấp tốc độ
23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235;
300; 375; 475; 600; 750; 900; 1180; 1500.
2.2. Chọn dao:
Dao: Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng (BK8),
với thông số :
Đ-ờng kính dao D = 250 (mm)
Số răng Z = 20 (răng)
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

14
Chiều rộng phay B=177 (mm) 2.3. Định vị:
S
n

Sz= 0,2ữ0,24 mm/răng.
. Vận tốc cắt
Dựa vào bảng 5-27 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2 có:
V= 145 m/phút
Các hệ số ảnh h-ởng đến vận tốc cắt:
K1- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang. HB=190 nên K1=1
K2- Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim. BK8 nên K2=0,8
K3- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
Mặt gia công không có vỏ cứng nên K3=1
K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay. B/D=177/250 =0,7 nên K4=1
K5- Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
o
=60
o
nên K5=1
K=K
i
=0,8
Vận tốc cắt V=145.0,8=116 m/phút.
Số vòng quay trục chính n:
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

16

1000. 1000.116
148
. .250
t
V
n

2.5.3. Chế độ cắt khi phay bán tinh:
. L-ợng chạy dao:
Chọn l-ợng chạy dao nhỏ vì phay bán tinh Sz=0,13 (mm/răng)
Sz= 0,13 mm/răng.
. Vận tốc cắt
Dựa vào bảng 5-27 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2 có:
V= 165 m/phút
Các hệ số ảnh h-ởng đến vận tốc cắt:
K1- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang. HB=190 nên K1=1
K2- Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim. BK8 nên K2=0,8
K3- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
Mặt gia công không có vỏ cứng nên K3=1
K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay. B/D=177/250 =0,7 nên K4=1
K5- Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
o
=60
o
nên K5=1
K=K
i
=0,8
Vận tốc cắt là: V=165.0,8=132 m/phút
Số vòng quay trục chính n:
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

17

1000. 1000.132
168
. .250

c
=3,3 KW <N
má
*Bảng chế độ cắt
Phay bán tinh
6H12
190
475
1,0
Phay thô
6H12
120
475
2.2,0
B-ớc công nghệ
Máy
n (vg/phút)
S (mm/phút)
t (mm)

3. nguyên công 3 : Phay mặt đáy
3.1. Chọn máy:
Máy: 6H12
Công suất động cơ : 7 (KW)
Phạm vi tốc độ trục chính (vòng/phút) : 18 cấp tốc độ
30; 37,5; 47,5 ; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235;
300; 375; 475; 600; 750; 900; 1180; 1500.
Phạm vi tốc độ chạy dao (mm/phút): 18 cấp tốc độ
23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190;
235; 300; 375; 475; 600; 750; 900; 1180; 1500

L-ợng d- tổng cộng là: Z=3,5 mm.
Do mặt phẳng có yêu cầu độ chính xác cao và độ bóng làm việc cao nên phải gia
công tinh.
Để đạt đ-ợc yêu cầu thì ta phải gia công theo các b-ớc sau:
- Phay thô: với chiều sâu cắt là t=2,0 mm
- Phay bán tinh : với chiều sâu cắt t=1,0 mm
- Phay tinh : với chiều sâu cắt là t=0,5 mm

3.5.2. Chế độ cắt khi phay thô
. L-ợng chạy dao Sz= 0,24 ữ 0,29 mm/răng
Các hệ số: Hệ số kể đến cách gá lắp K1 =1 (gá lắp đối xứng)
Hệ số kể đến góc nghiêng chính của dao K2=1 (do =60)
Sz= 0,24ữ0,29 mm/răng.
. Vận tốc cắt
Dựa vào bảng 5-27 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2 có:
V= 204 m/phút
Các hệ số ảnh h-ởng đến vận tốc cắt:
K1- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang. HB=190 nên K1=1
K2- Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim. BK8 nên K2=0,8
K3- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
Mặt gia công không có vỏ cứng nên K3=1
K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay. B/D=70/90 =0,77 nên K4=1
K5- Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
o
=60
o
nên K5=1
K=K
i
=0,8

=Sz . Z . n=0,2.20.475=860 (mm/phút)
Chọn theo máy có S
phút
=725 (mm/phút)
. Công suất cắt:
Dựa vào bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có
N
c
=4,5 KW <N
máy3.5.3. Chế độ cắt khi phay bán tinh:
. L-ợng chạy dao:
Chọn l-ợng chạy dao nhỏ vì phay bán tinh
Sz= 0,13 mm/răng.
. Vận tốc cắt
Dựa vào bảng 5-27 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2 có:
V= 232 m/phút
Các hệ số ảnh h-ởng đến vận tốc cắt:
K1- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang. HB=190 nên K1=1
K2- Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim. BK8 nên K2=0,8
K3- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
Mặt gia công không có vỏ cứng nên K3=1
K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay. B/D=177/250 =0,7 nên K4=1
K5- Hệ số phụ thuộc vào gôc nghiêng chính.
o
=60
o
nên K5=1

. L-ợng chạy dao phút
S
phút
=Sz . Z . n=0,13.10.600=788 (mm/phút)
Chọn theo máy có S
phút
=725 (mm/phút)
. Công suất cắt:
Dựa vào bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có
N
c
=2,3 KW <N
máy

3.5.4. Chế độ cắt khi phay tinh:
. L-ợng chạy dao:
Chọn l-ợng chạy dao nhỏ vì phay tinh
Sz= 0,012 mm/răng.
. Vận tốc cắt
Dựa vào bảng 5-27 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2 có:
V= 260 m/phút
Các hệ số ảnh h-ởng đến vận tốc cắt:
K1- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang. HB=190 nên K1=1
K2- Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim. BK8 nên K2=0,8
K3- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
Mặt gia công không có vỏ cứng nên K3=1
K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay. B/D=177/250 =0,7 nên K4=1
K5- Hệ số phụ thuộc vào gôc nghiêng chính.
o
=60


(m/phút)
. L-ợng chạy dao phút
S
phút
=Sz . Z . n=0,012.10.750=900 (mm/phút)
Chọn theo máy có S
phút
=950 (mm/phút)
. Công suất cắt:
Dựa vào bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có
N
c
=3,3 KW <N
máy

Bảng chế độ cắt :

Phay tinh
6H12
750
950
0,5
Phay bán tinh
6H12
600
725
1,0
Phay thô
6H12

4.4. Kẹp chặt:
Chi tiết đ-ợc kẹp chặt bằng 2 kẹp bu lông vào gối đỡ trục khuỷu
Sơ đồ gá đặt (hình 2)
4.5. Tra l-ợng d- và chế độ cắt:
4.5.1. Tra l-ợng d- :
Vật liệu gia công là gang xám.
Dựa vào bảng 3-130 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 có:
Đ-ờng kính khi khoan: 17 mm
Đ-ờng kính khi khoét: 17,85 mm
Đ-ờng kính khi doa thô: 17,94 mm
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

24
Đ-ờng kính khi doa tinh: 18,00 mm
L-ợng d- khi khoan: t=17/2=8,5 mm
L-ợng d- khi khoét: t=(17,85-17,00)/2 = 0,425 mm
L-ợng d- khi doa thô: t=17,94-17,85)/2 = 0,045 mm
L-ợng d- khi doa tinh: t=18,00-17,94)/2 = 0,030 mm
4.5.2. Chế độ cắt khi khoan.
. L-ợng chạy dao
Dựa vào bảng 5-98 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có:
S= 0,520,64 mm/vòng ( Nhóm chạy dao II)
Các hệ số điều chỉnh:
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan: K1
L<3D K1=1
S= 0,52ữ0,64 mm/vòng.
Chọn theo máy có S
máy
=0,45 mm/vòng
. Vận tốc cắt

máy4.5.3. Chế độ cắt khi khoét:
Đ-ờng kính khoét : 17,85 mm
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43

25
Chiều sâu cắt t=0,425 mm
. L-ợng chạy dao:
Dựa vào bảng 5-104 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có:
Do lỗ không thủng nên S = 0,30,6 mm/vòng
Chọn theo máy có S = 0,45 mm/vòng.
. Vận tốc cắt
Dựa vào bảng 5-106 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2 có:
V= 24,5 m/phút
Số vòng quay trục chính n:

1000. 1000.24,5
357
. .17,85
t
V
n
D


(vòng/phút)
Chọn n theo tốc độ quay của máy, ta có: n=400 (vòng/phút)
Tốc độ quay thực tế là:

(vòng/phút)
Chọn n theo tốc độ quay của máy, ta có: n=80 (vòng/phút)