ĐỒ án môn HỌC CHUYÊN NGÀNH công nghệ chế tạo máy đề tài thiết kế và gia công chi tiết gối đơ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN HỌC NGÀNH: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Cơ khí CHUYÊN NGÀNH: Công Nghệ Chế Tạo Máy ĐỀ TÀI: Thiết kế gia công chi tiết Gối Đỡ Người Hướng Dẫn : Gv.Bùi Hệ Thống Sinh Viên Thực Hiện : Lê Tấn Nhật Hồ Quang Khải Lớp : 18C1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật Đảng Nhà nước đề mục tiêu “cơng nghiệp hố - đại hố” đất nước Muốn thực mục tiêu phải thúc đẩy ngành công nghiệp như: công nghệ thông tin, công nghệ chế tạo máy, công nghệ sinh học, điện điện tử Trong đa ngành chế tạo máy đóng vai trị quan trọng việc sản xuất công cụ cho kinh tế quốc dân tạo tiền đề cho ngành phát triển tốt Vì việc phát triển khoa học kỹ thuật ngành chế tạo máy mục tiêu hàng đầu nhằm thiết kế hoàn thiện vận dụng phương pháp chế tạo, tổ chức điều khiển trình sản xuất Trong suốt trình học tập Nhà trường trang bị cho kiến thức kiến thức môn sở môn chuyên ngành, kết hợp với thực hành nghề Sau kết thúc môn học ‘’Công nghệ chế tạo máy’’, Em nhận đồ án môn học để tổng hợp củng cố lại kiến thức học Để trang bị cho hiểu biết mối quan hệ lý thuyết thực tế tạo điều kiện cho em sau trường có kiến thức định, đáp ứng nhu cầu đào tạo nhà trường nhu cầu thực tế xã hội Với đồ án mơn học có tính tổng hợp cao, địi hỏi phải có kiến thức khả tư duy, tìm tịi phân tích, bám sát vào u cầu kỹ thuật, bên cạnh phải có sáng tạo để lập trình tự gia cơng hợp lý để giảm bớt thời gian phụ, nâng cao chất lượng sản phẩm đồng nghĩa với hạ giá thành sản phẩm tăng sức cạnh tranh Trong suốt trình thiết kế hướng dẫn, góp ý tận tình thầy giáo Bùi Hệ Thớng Giáo viên khoa khí thầy khoa khí với nỗ lực thân góp ý bạn bè, đến em hoàn thành đồ án môn học CNCTM với đề tài “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết gối đỡ” Do khả tầm nhận thức hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, với khối lượng công việc địi hỏi có tổng hợp cao nên đề tài em khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy cô tiếp tục bảo giúp đỡ em hồn thành tốt cơng việc sau vận dụng vào thực tế sống Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, Ngày Tháng Sinh viên thực Năm MỤC LỤC Chương PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CẦN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 1.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT: 1.1.1 Điều Kiện Làm Việc: 1.1.2 Điều kiện làm việc ổ trượt: 1.1.3 Yêu cầu kĩ thuật: 1.1.4 Vật liệu chế tạo phôi 1.1.5 Tính cơng nghệ chi tiết: .8 Chương ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 10 2.1 Dữ liệu cho trước: 10 Chương LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 13 3.1 Phương pháp chế tạo phôi: 13 3.2 Tra bảng lượng dư gia công 14 Chương THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 15 4.1 Xác định đường lối công nghệ 15 4.2 Lựa chọn phương pháp gia công 16 4.3 Thiết lập tiến trình công nghệ: 18 4.4 Lập sơ đồ gá đặt chọn chuẩn 18 4.5 Chọn máy dao cho nguyên công 26 4.6 Tính tốn lượng dư cho bề mặt lỗ ɸ22±0.05 phương pháp phân tích .29 4.7 Tính tốn chế độ cắt cho ngun công lỗ ɸ22 ±0.025 - Khoét thô 32 4.8 Tra bảng chế độ cắt cho ngun cơng cịn lại .39 Chương THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA 40 CÔNG LỖ REN M10 40 5.1 Xây dựng nguyên lý đồ gá 40 5.2 Tính chọn kích thước cho chi tiết định vị 41 5.2.1 Chốt trụ ngắn: 41 5.2.2 Chốt trám: 41 5.2.3 Tính lực kẹp: 41 Chương 1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CẦN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 1.1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT: 1.1.1.Điều Kiện Làm Việc: Gối đỡ thường dùng ngành công nghiệp chế tạo máy Gối đỡ dùng để đỡ trục gối đỡ chịu tác dụng lực đặt lên trục truyền lực vào thân máy bệ Gối đỡ dùng để dẫn hướng, nhờ mà trục có vị trí định máy quay, trượt tự quanh đường hay điểm Ngoài gối đỡ cịn có nhiệm vụ ổ trượt hình 1.1 - Bản vẽ chi tiết 1.1.2.Điều kiện làm việc ổ trượt: Chi tiết làm việc điều kiện áp lực lớn mài mòn ta chọn vật liệu thép C45 Độ bền kéo, độ bền uốn cao, khả chống mài mòn tốt, chịu nhiệt độ cao Tính đúc tốt dể da cơng cắt gọt 1.1.3.u cầu kĩ thuật: Độ song song đường tâm lỗ ∅22 với mặt Độ khơng vng góc mặt đáy mặt bên < (0,03/100)mm đáy < (0,02/100)mm 1.1.4.Vật liệu chế tạo phôi Gối đỡ chi tiết chịu nén, vật liệu chế tạo ta dùng gang xám GX15-32 (giới hạn bền kéo tối thiểu 15kg/mm2, giới hạn bền uốn tối thiểu 32kg/mm2) Gang xám loại gang mà thành phần gồm toàn cacbon tồn dạng graphit tự Gang xám có nhiệt độ nóng chảy thấp khơng địi hỏi khắt khe tạp chất sử dụng đúc luyện Gang xám có tính đúc tốt Do có tổ chức xốp nên loại gang phù hợp với vật liệu cần bơi trơn có chứa dầu nhớt Loại gang C Si Mn S P Xám - 3.7 1.2 - 2.5 0.25 - 0.06 -0.2 0.05 -0.2 hình 1 Thành phần gang xám 1.1.5.Tính cơng nghệ chi tiết: Kết cấu chi tiết phức tạp, gia công mặt, lỗ lỗ taro ren M10 hình 2.1 - kết cấu chi tiết Chương 2.ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 2.1.Dữ liệu cho trước: + Sản lượng : 35000 chiếc/năm + Điều kiện trang thiết bị: tự chọn Xác định sản lượng sản phẩm năm (bao gồm phế N=N Trong phẩm chi tiết chế tạo them %+5 % = 35000 * 1* (1+ 100 ) = 3503 (chiếc /năm) để dự trữ) N0=35000: Số sản phẩm trog năm theo kế hoạch m=1 : số lượng chi tiết sản phẩm β= 5% : số phần trăm chi tiết phế phẩm trình chế tạo α – số phế phẩm chủ yếu đức rèn ( α = 6%) Trọng lượng chi tiết: Q = γ.V Trong đó: γgang xám = 6.8 – 7.4 kg/dm3 (Trọng lượng riêng vật liệu) V-Thể tích chi tiết Ta dựa phần mềm thiết kế 3d Creo parametric 5.0 để tính tốn thể tích chi tiết : VOLUME = 3.4338944e+04 MM^3 = 0,3433 dm3 SURFACE AREA = 1.0818890e+04 MM^2 DENSITY = 1.0000000e+00 TONNE / MM^3 MASS = 3.4338944e+04 TONNE =3,433 kg hình 2.2 - tính tốn khối lượng chi tiết Dung sai lỗ sau doa tinh cấp xác δ4 = 25µm Tên chi tiết: gối đỡ Bề mặt cần gia cơng: lỗ Ø20H78 Thứ tự Lượng Kích Dung Kích thước Trị số giới hạn dư tính thước sai giới hạn lượng dư bước tốn tính tốn (m) (mm) (m) Zbmin (mm) gia Thành phần lượng dư Rz Ta p ɛ 253 - max Min max công Đúc Khoét 500 20,27 1000 21,27 17,27 - - 50 50 12,4 80 1530 21,8 160 21,96 21,64 2370 690 50 40 2.48 38 189,5 21,99 100 22 21,98 340 40 10 - - 0.8 41,8 22 39 22,04 20,99 11 40 9 thô Khoét tinh Doa thô Doa - - - 0,16 22,48 20,05 25 22,05 22 tinh 4.7.7 Tính tốn chế độ cắt cho ngun cơng lỗ ɸ22±0.025 - Kht thơ Đường kính phơi: d = mm Dùng mũi khoét D = 22+0,16 mm liền khối chi thép gió P6M5 Chiều sâu cắt: t = 1,55 mm Lượng chạy dao vòng Chọn S = 1,4 mm/vòng (bảng 5-26) Tra bảng 5-29, ta được: Cv = 18,8 q = 0,2 Kmv.Klv.Kuv Với Kmv x = 0,1 y =0,4 m = 0,125 Kv = = (Bảng 5-1) Kuv = (Bảng 5-6) Klv = (Bảng 5-31)  Kv = T = 50 phút (Bảng 5-30) Vận tốc cắt V = Kv = (m/ph) Số vịng quay trục 161,8 (v/ph) n= = Lượng chạy dao phút cắt: Sph = S nm = 1,4 160 = 224 (mm/ph) V= Tính lại vận tốc (m/ph) Lực cắt : P0 = 10.Cp.tx.Dq.Sy.Kp = 18923,89 N Cp = 23,5 (Bảng 5-9) q=1 x = 1,2 y = 0,4 (Bảng 5-32) Kp = KMP = Momen xoắn Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.Kp = 10.0,085.41,6.1,550,75.1,40,3.1= 54,94Nm CM = 0,085 q=1 x= 0,75 y = 0,8 (Bảng 5-32) cắt: Nc So với công suất máy: kW Công suất Nc < Nm =4,5.0,85 = 3,825 kW Thời gian gia công khoét thô: T ph Trong : L – Chiều dài bề mặt gia công (mm) L1 – Chiều dài ăn dao (mm) L2 – Chiều dài thoát dao (mm) - Khoét tinh Dùng mũi kht có D = 22+0,1mm liền khối chi thép gió P6M5 Đường kính phơi sau khoét thô d = 22+0,16mm Chiều sâu cắt: t = 0,1 mm Lượng chạy dao vòng Chọn S = 1,4 mm/vòng (bảng 5-26) Tra bảng 5-29, ta được: Cv = 18,8 q = 0,2 x = 0,1 y =0,4 m = 0,125 Kv = Kmv.Klv.Kuv Với Kmv = (Bảng 5-1) Kuv = (Bảng 5-6) Klv = (Bảng 5-31)  Kv = T = 50 phút (Bảng 5-30) Vận tốc cắt V = Kv = Số vòng quay trục n= = 203,3 (v/ph) chọn theo máy nm = 260 v/ph = 26,7 (m/ph) Lượng chạy dao phút cắt: Sph = S nm = 1,4 260 = 364 (mm/ph) V= Tính lại vận tốc (m/ph) Lực cắt : P0 = 10.Cp.tx.Dq.Sy.Kp = 709 N Cp = 23,5 (Bảng 5-9) q=1 x = 1,2 y = 0,4 (Bảng 5-32) Kp = KMP = Momen xoắn Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.Kp = 10.0,085.41,8.0,10,75.1,40,8.1= 8,27Nm CM = 0,085 q=1 x= 0,75 y = 0,8 (Bảng 5-32) Công suất cắt: Nc kW So với công suất máy: Nc < Nm =4,5.0,85 = 3,825 kW Thời gian gia công kht thơ: T ph Trong : L – Chiều dài bề mặt gia công (mm) L1 – Chiều dài ăn dao (mm) L2 – Chiều dài thoát dao (mm) - Doa thơ Dùng mũi doa có đường kính D = 22+0,039mm hợp kim BK8 Đường kính phơi sau khoét tinh d = 22+0,1mm Chiều sâu cắt: t = 0,5(D-d) = 0,08 mm Lượng chạy dao vòng Chọn S = 3,4 mm/vòng (bảng 5-27) Tra bảng 529, ta được: Cv = 109 q = 0,2 Kv = Kmv.Klv.Kuv Với Kmv x=0 y =0,5 m = 0,45 = (Bảng 5-1) Kuv = 0,38 (Bảng 5-6) 0,38 Klv = (Bảng 5-31)  Kv = T = 50 phút (Bảng 5-30) Vận tốc cắt V = Kv = (m/ph) Số vịng quay trục n= chọn theo máy nm = 160 v/ph Lượng chạy dao phút cắt: Sph = S nm = 3,4 160 = 544 (mm/ph) V= Tính lại vận tốc (m/ph) Lực cắt : P0 = 10.Cp.tx.Dq.Sy.Kp = 2519,27 N Cp = 46 KMP = (Bảng 5-9) Mx q=1 x = y = 0,4 (Bảng 5-32) Momen xoắn = 6,5 N.m Kp = Cp = 92 x=1 y= 0,75 Sx = 0,425 mm/răng (Bảng 5-32) Công suất cắt: Nc kW So với công suất máy: Nc < Nm =4,5.0,85 = 3,825 kW Thời gian gia công khoét thô: T ph Trong : L – Chiều dài bề mặt gia công (mm) L1 – Chiều dài ăn dao (mm) L2 – Chiều dài thoát dao (mm) - Doa tinh Dùng mũi doa có đường kính D = 22+0,025mm hợp kim BK8 Đường kính phơi sau kht tinh d = 22+0,039mm Chiều sâu cắt: t = 0,5(D-d) = 0,02 mm Lượng chạy dao vòng Chọn S = 3,4.kos = 3,4.0,7 = 2,38 mm/vòng (bảng 5-27) Tra bảng 5-29, ta được: Cv = 109 q = 0,2 x=0 Kv = Kmv.Klv.Kuv Với Kmv = (Bảng 5-1) Kuv = 0,83 (Bảng 5-6) y =0,5 m = 0,45 0,83 Klv = (Bảng 5-31)  Kv = T = 50 phút (Bảng 5-30) Vận tốc cắt V = Kv = Số vịng quay trục 148 (v/ph) = 19,53 (m/ph) n= = chọn theo máy nm = 205 v/ph Lượng chạy dao phút Sph = S nm = 2,38 200 = 487,9 (mm/ph) V= Tính lại vận tốc cắt: 27,05 (m/ph) Lực cắt : P0 = 10.Cp.tx.Dq.Sy.Kp = 498,45N Cp = 46 KMP = (Bảng 5-9) q=1 x = y = 0,4 (Bảng 5-32) Momen xoắn Mx Cp = 92 1,586 N.m x=1 y= 0,75 Sx =0,2975 mm/răng Công suất cắt: Nc kW So với công suất máy: Nc < Nm =4,5.0,85 = 3,825 kW Thời gian gia cơng kht thơ: T Trong : Kp = ph (Bảng 5-32) L – Chiều dài bề mặt gia công (mm) L1 – Chiều dài ăn dao (mm) L2 – Chiều dài thoát dao (mm) 4.8.8 Tra bảng chế độ cắt cho ngun cơng cịn lại - Ta tiến hành tra thông số chế độ cắt cho nguyên công: NC1, NC2, NC3, NC4, NC6 Cụ thể thể bảng bên dưới: STT Nguyên công 1,6 Nội dung Dụng cụ t (mm) bước Phay thô Phay tinh BK8 BK8 1.5 STT Nguyên công Nội dung Dụng bước cụ Phay thô Phay tinh STT Nguyên công Nội dung Dụng cụ t (mm) bước STT Khoan P6M5 P6M5 BK8 P6M5 P6M5 1150 1150 75 95 240 303 T0 (ph) 0,3 0,29 t (mm) Máy phay ngang 6H82 s v n (v/ph) (mm/ph) (m/ph) T0 (ph) 1,5 0.5 1250 1250 0,32 0,3 8,5 Nguyên công Nội dung Dụng cụ t (mm) bước Khoan Taro Máy phay đứng 6H11 s v n (mm/ph) (m/ph) (v/ph) 4,75 0,75 152 152 500 800 Máy khoan 2A150 s v n (mm/ph) (m/ph) (v/ph) 200 35 650 T0 (ph) 0,17 Máy khoan đứng 2H125 s v n T0 (ph) (mm/ph) (m/ph) (v/ph) 198 198 152 20 550 150 0,2 0,16 Đồ Án Chế tạo máy GVHD: Bùi Hệ Thống Chương 5.THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG LỖ REN M10 5.1.Xây dựng nguyên lý đồ gá Định vị: Chi tiết định vị mặt phẳng đáy (3BTD), chốt trụ ngắn khống chế 2BTD, chốt trám định vị 1BTD SVTH: Hồ Quang Khải Lê Tấn Nhật Trang Đồ Án Chế tạo máy GVHD: Bùi Hệ Thống 5.2.Tính chọn kích thước cho chi tiết định vị 5.2.1.Chốt trụ ngắn: Loại chốt trụ lắp vào đường kính lỗ 12, đầu lắp ngang vào thân đồ gá Vật liệu thép bon dụng cụ CD70 đạt HRC 5055 Chốt trụ khống chế bậc tự Kích thước: chốt trụ ngắn theo bảng XII-16 sau (STCNCTM T123) D dc H l L h 12 10 14 25 5.2.2.Chốt trám: Loại chốt trám có đường kính lỗ 12, đầu lắp ngang vào thân đồ gá Vật liệu thép cacbon thông dụng cụ CD70 đạt HRC 50-55 Chốt trụ khống chế 1BTD Kích thước theo bảng XII-18 (STCNCTM T123) D dc H l L h 12 10 14 25 5.2.3.Tính lực kẹp: - Chọn bước khoan để tính tốn lực kẹp cần thiết lượng dư trung gian lớn nên lực cắt momen xoắn sinh lớn SVTH: Hồ Quang Khải Lê Tấn Nhật Trang Đồ Án Chế tạo máy GVHD: Bùi Hệ Thống Tính lực kẹp: - Hệ số an tồn: K = K1.K2.K3.K4.K5.K6 Với: K0 =1,5 K1 = 1,2 K2 = 1,2 K3 = 1,2 SVTH: Hồ Quang Khải Lê Tấn Nhật Trang Đồ Án Chế tạo máy GVHD: Bùi Hệ Thống K4 = 1,3 K5 = K6 = Suy ra: K = 3,4 Lực kẹp: Dưới tác dụng lực taro P0 chi tiết bị trượt, momen xoắn M0 khoét làm cho chi tiết xoay quanh điểm O Điều kiện chống trượt dọc trục K.P0 = N3 + N4 => K.P0 = 2N3 Với P = 10.Cp.tx.Dq.Sy.Kp = 10.23,5.1,551.2.8.1,40.4 = 3639,2 N Điều kiện chống xoay: K.Mc = Fms1.L1 + Fms2.L2 + W.L => KM0 = N3.f.L1 + N4.f.L2 + WL => KM0 = N3f.(L1+L2) + WL Với: L1 = L2 = 50 mm khoảng cách từ chốt trụ đến điểm f = 0,15 Ma sát chốt trụ chi tiết mm, khoảng cách từ tâm lỗ tới điểm O L = 37 M0 = 1010.CM.tx.Dq.Sy.Kp = 10.0,085.81.1,550,75.1,40,8 = 12,36 Nm =>M0 = 12360Nmm => W = SVTH: Hồ Quang Khải Lê Tấn Nhật = 1136 N Trang Đồ Án Chế tạo máy GVHD: Bùi Hệ Thống Lời kết Trong thời gian làm đồ án môn học vừa qua, chúng em giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Bùi Hệ Thống, bạn bè, chúng em tổng hợp nhiều kiến thức hữu ích Cơng Nghệ Chế Tạo Máy Ngoài việc củng cố mặt lý thuyết công nghệ chế tạo máy việc định vị chi tiết gia cơng, độ xác gia cơng, vị trí tương quan,… đến phương pháp cơng nghệ thông dụng như: Tiện, phay, bào, khoan, xọc phương pháp nhiệt luyện mà xí nghiệp nước ta dùng Qua giúp chúng em hiểu rõ quy trình cơng nghệ gia công chi tiết áp dụng công nghiệp thực tế Tuy nhiên q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót số liệu mà chúng em tính tốn dựa vào góc độ tư liệu, sổ tay kinh nghiệm không thực tế Rất mong nhận góp ý chân tình thầy Bùi Hệ Thống thầy cô môn Chế Tạo Máy Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tài liệu tham khảo Nguyễn Đắc Lộc - Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, II, III Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1999 Lê Trung Thực, Đặng Văn Nghìn, Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, Đại học Bách Khoa, 1992 Trần Văn Địch nhóm tác giả, Sổ tay gia cơng cơ, nhà xuất khoa học kỹ thuật Trần Văn Địch, Atlas đồ gá, nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Ngọc Đào – Trần Thế San – Hồ Viết Bình, Chế độ cắt gia cơng khí, nhà xuất khoa học kỹ thuật SVTH: Hồ Quang Khải Lê Tấn Nhật Trang