đồ án kỹ thuật gia công cơ khí đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khíCHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT.PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT.XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT1 - Phân tích chức năng làm v

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKHOA CƠ KHÍBỘ MÔN CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

GVHD: Ngô Xuân Quang

Hà Nội, 2023

Trang 2

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay cùng với sự đi lên của ngành cơ khí, môn học công nghệ chế tạo máythực sự là hành trang để mỗi một kĩ sư, một công nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiếtkế môn công nghệ chế tạo máy là môn học được đưa vào giảng dạy ở hầu hết cáctrường kĩ thuật, và ngày càng không ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của cácchuyên gia hàng đầu và ngày càng ứng dụng nhiều công nghệ mới góp phần tăng năngxuất và chất lượng gia công lên cao.

Đối với sinh viên cơ khí, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn họcgiúp làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đãđược học ở trường qua các giáo trình cơ bản về công nghệ ché tạo máy Khi làm đồ ánnày ta phải làm việc với các tài liệu, cách sử dụng chúng, cách tra sổ tay cũng như sosánh thực tiễn với kiến thức đã học Để hoàn thành được dồ án này, em xin chân thànhcảm ơn sự hướng dẫn của thầy Ngô Xuân Quang cùng các thầy bộ môn công nghệ chếtạo máy trường Đại học Thủy Lợi Do đây là lần đầu chúng em được hoàn thành mônhọc này, nên không thể tránh được sai sót Chúng em rất mong có được sự chỉ bảo vàgiúp đỡ của các thầy và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Vương Nguyễn Nhân Vương

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ 4

BẢN VẼ CHI TIẾT GỐI ĐỠ 5

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 6

1 - Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 6

2 - Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 6

3 - Xác định dạng sản xuất 7

CHƯƠNG II - CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 9

1 - Chọn phôi 10

2 - Phương pháp chế tạo phôi 10

CHƯƠNG III - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 13

1 - Xác định đường lối công nghệ 14

2 - Chọn phương án gia công 14

2.1 - Nguyên công 1: Phay mặt đáy 15

2.2 - Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất 16

2.3 - Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai 18

2.4 - Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 20 19

2.5 - Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ 20 còn lại 20

2.6 - Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa lỗ 30 22

2.7 - Nguyên công 7: Kiểm tra 23

3 - Xác định lượng dư gia công 23

Trang 4

4.1.3 - Bước gia công: Doa 29

4.2 - Tra bảng chế độ cắt với các nguyên công cònlại 30

KẾT LUẬN 32TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

Trang 5

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Gối ĐỡI - Số liệu cho trước

- Sản lượng: 10000 chiếc/năm - Điều kiện thiết bị: tự chọn

II - Nội dung thiết kế

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết).6 Tính lượng dư cho một bề mặt ……… còn tất cả các bề

mặt khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công ………còn tất cả các nguyên công khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.

III - Các bản vẽ

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi:….……….…1 bản (A hoặc A ) 10

Ngày giao nhiệm vụ: 17/04/2023Ngày hoàn thành nhiệm vụ: //2023

Sinh viên thực hiện

(Ký tên) Giáo viên hướng dẫn(Ký tên) Vương

Bản Vẽ Chi Tiết Gối Đỡ

Trang 6

Trang 7

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT.PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT.

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1 - Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

- Gối đỡ thuộc chi tiết dạng Hộp, là chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục.

- Chức năng của gối đỡ là đỡ các trục bánh vít, là cơ sở để lắp ghép các chi tiết khác như bulong, đai ốc, vít, nắp…

- Gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó.

- Gối đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trượt.

- Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi.- Yêu cầu kỹ thuật cơ bản:

Vật đúc không rỗ, ngót không ngậm xỉ

Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và đầu mặt là 0.05mm

2 - Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiếtcơ khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp là thấp nhất, gia thành chế tạo là ít nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất định.

- Chi tiết dạng hộp tính công nghê ˜ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực

tiếp đến năng suất và đô ˜ chính xác gia công Vì vâ ˜y, khi thiết kế nên chú ý đếnkết cấu của nó.

Trang 8

- Gối đỡ là một chi tiết có kết cấu khá đơn giản, do vậy ta không thể giảm lược đựơc kết cấu hơn nữa, phương pháp đúc kết cấu này với vật liệu là gang xám hoàn toàn phù hợp.

Hộp có độ cứng vững cao

Các bề mặt làm chuẩn phải đủ diện tích nhất định

Các lỗ trên mặt bích có kết cấu đơn giản, thông suốt, dễ gia công- Những bề mặt trong của các lỗ rất hay gặp sự rỗ co trong quá trình đúc.- Các bề mặt chính cần đạt độ chính xác cao, bề mặt phụ độ chính xác không cao.- Gia công tương đối thuận tiện và năng suất

- Ngoài ra nó còn tiết kiệm được vật liệu

- Lắp ráp thuận tiện vì nó ít mối lắp ghép, tính chất lắp lẫn cao

3 - Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản xuất trước hết phải biết lượng hàng năm cần gia công:

Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

N1 là số sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch Theo đầu đề của đồ án ta có N = 10000 chi tiết.1

m là số lượng chi tiết trong một sản phẩm m = 1 (chi tiết)

là số lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi đúc hoặc do rèn gây ra = 3 - 6 % lấy = 4 %

là lượng sản phẩm dự trù do sai hỏng và phế phẩm trong khi chế tạo = 5- 7 % lấy = 6 %

Phế phẩm: 400 (chi tiết)Dự trữ: 600 (chi tiết)

Trang 9

=> (chi tiết/năm )

Khối lượng chi tiết:

Trong đó:

Q1 là trọng lượng của chi tiết là khối lượng riêng của vật liệu Với vật liệu gang xám ta có = 7200Kg/m3

V là thể tích của chi tiết (m ) 3

Ta xác định khối lượng của chi tiết dựa vào phần mềm Solidworks:B1: Vẽ chi tiết cần tính khối lượng vào phần mền solitworks.B2: Vào Evalute.

B3: Chọn mục Mass propreties

B4: chỉnh sửa theo đơn vị yêu cầu (m, kg, m )3

B5: Ghi kết quả (vật kiệu là thép có γgang xám = 7200 (kg/m3);Từ phần mềm Solidworks ta tính được khối lượng của chi tiết là:

= 1.19 (kg)

Trang 10

Kết luận: Dựa vào giá trị tính toán của N, Q và tra bảng 2 (Sách CNCTM – Trần Văn

Địch) ta xác định được dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt lớn.

CHƯƠNG II - CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

- Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán

- Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinhtế-kĩ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiếttừ khâu chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết là thấp nhất

- Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâmđến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu về chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng,kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc,…)

-Sản lương lượng hàng năm của chi tiết

- Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kĩ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về thiếtbị, trình độ chế tạo phôi,…)

- Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến cácđặc tính của phôi và lượng dư gia công ứng với loại phôi đó Sau đây là một số đặctính quan trọng của các loại phôi thường dùng:

Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúcđược các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp Phương pháp đúc với cáchlàm khuôn theo mẫu gỗ có độ chính xác của phôi đúc thấp Phương pháp đúc áp lựctrong khuôn kim loại cho độ chính xác của phôi đúc cao Phương pháp đúc trongkhuôn cát, làm khuôn bằng thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chếbởi kính thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng xuấtkhông cao Phương pháp đúc trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn vềkích thước và khối lượng vật đúc, chi phí chế tạo khuôn cao, tuy nhiên phương phápnày cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt

Phôi rèn :

Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được sử dụng trong ngành chếtạo máy Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi cótính dẻo và đàn hồi tốt Ở phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôilà vạn năng, kết cấu đơn giản nhưng phương pháp này chỉ tạo chi tiết có hìnhdáng đơn giản và năng suất thấp Rèn khuôn có độ chính xác cao, năng suất caonhưng phụ thuộc vào độ chính xác khuôn, mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn

Trang 11

chuyên dùng cho từng chi tiết, chi phí làm khuôn cao Phương pháp này khó đạtcác kích thước với độ chính xác cấp 7-8, những chi tiết có hình dạng phức tạp

Phôi cán:

Có profin đơn giản như: tròn, vuông, lục giác, lăng trụ…dùng để chế tạo các trụctrơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục ren, mặt bích.Phôi cán định hình phổ biến thường là phôi thép góc, thép hình: , I U, V…được dùngnhiều trong các kết cấu lắp, phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùngchế tạo các toa tàu, các máy kéo, máy nâng,… Phôi cán có cơ tính cao, sai số phôicán thường thấp, độ chính xác thường là cấp 9-12 Phôi cán được dùng hợp lý trongtrường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó quan trọng khichế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền

Chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có một số mặt gia công có độ chính xác cấp 7 ta không dùng phương pháp này để chế tạo phôi

6-Ngoài ra trong sản xuất thực tế người ta còn dùng phôi hàn nhưng phạm vi nhỏ hơn.

1 - Chọn phôi

Chọn phôi đúc có vật liệu là gang xám.

2 - Phương pháp chế tạo phôi

Trong đúc phôi có những phương pháp sau:

a, Đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, phù hợpcho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác IT16 IT17 - Độ nhám bề mặt: R = 160 m z

Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao, gâykhó khăn cho những bề mặt không gia công cơ

b, Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

-Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao,giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát mẫu gỗ

- Cấp chính xác của phôi: IT15 IT16

- Độ nhám bề mặt: Rz=80 m chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương phápđúc với mẫu gỗ, đúc được những chi tiết hình dạng lớn và phức tạp, nên phù hợp chosản xuất hàng loạt vừa và lớn.

Trang 12

c Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao, giá thành đầu tư lớn, phôi có hình dạng gần giống chi tiết vàlượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao

- Cấp chính xác của phôi: IT14 IT15.- Độ nhám bề mặt: R = 40 m z

- Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8 mm

- Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến100 kg

-Dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn

g Đúc liên tục:

- Là quá trình rót kim loại lỏng và liên tục vào khuôn kim loại, xung quanh hoặc bêntrong có nước lưu thông làm nguội Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại khi rót vàokhuôn kết tinh ngay, vật đúc được kéo ra khỏi khuôn liên tục bằng cơ cấu đặt biệtnhư con lăn

- Thường dùng để đúc ống, thỏi, ấm,

Kết luận:

- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọnphương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát - mẫu kim loại

Trang 13

- Phôi đúc đạt cấp chính xác là II (Bảng 3-13 sổ tay CNCTM 1) - Cấp chính xác kích thước IT15 IT16

- Độ nhám bề mặt: R = 80z m.Độ

Các bề mặt phẳng: Độ lệch dung sai không quá ±0.1mm

CHƯƠNG III - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

- Xác định các bậc tự do tối thiểu:

Ở mặt đáy: Hạn chế tối thiểu 3 bậc tự do

Trang 14

Quay theo XQuay theo YTịnh tiến theo Z

+ Ở mặt đầu thứ nhất: Hạn chế tối thiểu 3 bậc tự doQuay theo X

Quay theo YTịnh tiến theo Z

Ở mặt đầu thứ hai: Hạn chế tối thiểu 3 bậc tự doQuay theo X

Quay theo YTịnh tiến theo Z

+ Ở lỗ20: Hạn chế tối thiểu 5 bậc tự do Tịnh tiến theo Y

Tịnh tiến theo XQuay theo XQuay theo YQuay theo Z

+ Ở lỗ 20 còn lại: Hạn chế tối thiểu 5 bậc tự do Tịnh tiến theo Y

Trang 15

+ Ở lỗ 30: Hạn chế tối thiểu 5 bậc tự doTịnh tiến theo Y

1 - Xác định đường lối công nghệ

Với chi tiết là dạng hộp và ở dạng sản xuất hàng loạt lớn, trong khi điều kiện sản xuất ởnước ta chủ yếu là các máy vạn năng nên ta thường chọn phương pháp phân tánnguyên công và gia công tuần tự các bề mặt của chi tiết.

2 - Chọn phương án gia công

- Dựa vào hình dáng và điều kiện làm việc của chi tiết ta lập được các nguyêncông sau:

Nguyên công 1: Phay mặt đáy.Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai.Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 20 Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ 20 còn lại.Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa lỗ 30 Nguyên công 7: Kiểm tra.

Theo bảng 4 tài liệu (I) vật liệu là gang xám GX 15- 32.

Mặt đáy (do nguyên công 1 thực hiện) cần gia công mặt đáy có kích thước dài135±0,1 và rộng 45±0,1 Tương ứng với cấp độ chính xác 3, cấp độ bóng 5 nênta chọn phương án gia công cuối cùng là phay tinh, sử dụng đồ gá phay và daophay mặt đầu.

Mặt đầu thứ nhất (do nguyên công 2 thực hiện) ta cần gia công mặt đầu vớikích thước phần đáy dài 135±0,1 và rộng 15±0,1, cùng với đó là phần đỉnh cao

Trang 16

35±0,1, rộng 57,28±0,1 và phần ngọn là hình vòng cung R28 Tương ứng vớicấp độ chính xác 3, cấp nhẵn bóng là 5, ta lựa chọn phương án gia công cuốicùng là phay tinh, sử dụng đồ gá phay và dao phay mặt đầu.

Mặt đầu thứ hai (do nguyên công 3 thực hiện) ta cần gia công mặt đầu với kíchthước phần đáy dài 135±0,1 và rộng 15±0,1, cùng với đó là phần đỉnh cao35±0,1, rộng 57,28±0,1 và phần ngọn là hình vòng cung R28 Tương ứng vớicấp độ chính xác 3, cấp nhẵn bóng là 5, ta lựa chọn phương án gia công cuốicùng là phay tinh, sử dụng đồ gá phay và dao phay mặt đầu.

Lỗ 20 (do nguyên công 4 thực hiện) cần gia công lỗ có kích thước 20+0.021.Tương ứng với cấp chính xác 2, cấp độ bóng 7 ta chọn phương án là khoan,khoét, doa tinh, sử dụng đồ gá khoan và mũi khoan, mũi khoét, mũi doa.Lỗ 20 còn lại (do nguyên công 5 thực hiện) cần gia công lỗ có kích thước20+0.021 Tương ứng với cấp chính xác 2, cấp độ bóng 7 ta chọn phương án làkhoan, khoét, doa tinh, sử dụng đồ gá khoan và mũi khoan, mũi khoét, mũi doa Lỗ 30 (do nguyên công 6 thực hiện) cần gia công lỗ với kích thước 30+0.021,Tương ứng với cấp chính xác 2 cấp độ bóng 7 nên ta chọn phương pháp khoan,khoét, doa tinh, sử dụng đồ gá khoan và mũi khoan, mũi khoét, mũi doa.

2.1 - Nguyên công 1: Phay mặt đáy Định vị:

- Dùng 2 chốt tỳ khía nhám định vị mặt trên hạn chế 3 bậc tự do.- Dùng một phiến tỳ phẳng định vị 1 mặt đầu hạn chế 2 bậc tự do.

Kẹp chặt: dùng cơ cấu ren vít tay quay để giữ chặt phôi, lực kẹp như hình vẽ.

Trang 17

- Kích thước phủ bì của máy: Dài x rộng x cao = 2100 x 2440 x 1875

- Phạm vi tốc độ trục chính 30- 1500 (vòng/phút) với các tốc độ sau: 30; 37.5; 47.5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.Các đặc tính kĩ thuật tra bảng 7-12 trang 458 (sổ tay công nghệ chế tạo máy).

Chọn dao:

- Ta dùng dao phay mặt đầu thép gió (Tra theo bảng 4-91 Sổ tay CNCTM tập 1)Các thông số:

- Đường kính dao: D = 80mm L = 50, d = 32- Số răng: Z = 18