NỘI DUNG THUYẾT MINH và TÍNH TOÁN đồ án môn học CÔNG NGHỆ GIA CÔNG cơ KHÍ chi tiết thuộc nhóm dạngbạc thuyết minh(tiến)

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóngvai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đạihoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạora các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tếquốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máyđang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiếnhành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tcác trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực lànhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học.

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơkhí nói riêng đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khíđợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tơng đối rộng, đồngthời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyếtnhững vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọngtrong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiếtkế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ cácngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vậntải, mỏ, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bảncủa môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế,

trong chơng trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chếtạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyênngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tìnhcủa thầy giáo

Nguyễn Thanh Tựng đến nay em đã hoàn thành đồ án mônhọc CNCTM Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiênsẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế,em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộmôn và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sauvà trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn.!

Hà Nội 26 tháng 11 năm2011

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Tiến

Đồ án môn học

Công Nghệ Chế tạo máy

Chơng i

Phân tích chi tiết gia công, xác định

dạng hình sản xuất và phơng pháp chế tạo phôi

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chitiết.

Bạc đỡ ổ là chi tiết điển hình của dạng bạc, nó đợc dùngnhiều trong ngành chế tạo máy Chi tiết có dạng ống tròn, thànhmỏng, trên chi tiết có mặt bích và có thể có lỗ để dẫn dầu bôitrơn Bạc đỡ đợc cố định với thân máy bằng Bulông.

Chức năng chính của bạc đỡ ổ là đỡ và chính xác ổ lăn từđó đảm bảo độ đồng tâm giữa ổ và trục giúp trục làm việcổn định hơn.

Bề mặt làm việc chính của bạc là bề mặt lỗ, nhờ độchính xác của mặt này mà ổ đợc lắp chính xác hơn Nh vậyyêu cầu về độ chính xác và của mặt này là rất quan trọng.Ngoài ra còn phải đảm bảo đợc độ đồng tâm với bề mặtngoài và độ vuông góc với mặt bích.

Với nhiệm vụ nh đã nêu ở trên thì điều kiện làm việc củabạc là chịu tải trọng động từ ổ tác động lên cùng với nhiệt độtrong quá trình làm việc là tơng đối cao tuy nhiên cũng khôngđến lỗi qua khắc nhiệt.

1.2 Phân tích tính công nghệ kết cấu của chi tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết có ý nghĩa quantrọn đối với việc gia công để đạt đợc các yêu cầu kỹ thuật cầnthiết và khả năng làm việc lâu dài của chi tiết Tính côngnghệ đợc thể hiện qua việc chọn vật liệu, kích thớc , bề mặt ;các yêu cầu kỹ thuật , khả năng làm việc lâu dài , việc thao lắpthay thế các bộ phận , các biện pháp bôi trơn bảo vệ

Đối với chi tiết dạng bặc thì yêu cầu quan trọng nhất làphải đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ , cũngnh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm

Bề mặt làm việc chủ yếu của bặc là bề mặt trong của lỗ,bề mặt ngoài và bề mặt bích Cụ thể ta cần đảm bảo cácyêu cầu kỹ thuật sau :

- Đờng kính mặt ngoài  144 đạt cấp chính xác 7 - Đờng kính lỗ đạt cấp chính xác 7

- Độ dày thành bạc cho phép sai lệch trong khoảng 0,03 0,15 mm

- Độ không đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ bạc <0,09 mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và và bề mặt  116khoảng 0,08/100 mm.

- Độ nhám bề mặt theo yêu cầu thì cần phải đạt đợc nhsau:

+ Mặt đầu  144 có R =40 => R =12,5

+ Mặt ngoài 144 có Ra= 3,2 ; Mặt ngoài 106 cúRz=40 => Ra=12,5 :mặt bớch Rz=40 => Ra=12,5:mặt đầu 106 cúRz=40 => Ra=12,5

+ Mặt lỗ 116 cú Ra=3,2 , 68 cú Ra= 1,6 và 54 cóRz=40 => Ra=12,5

+ Mặt cụn cú Ra= 6,3

1.3 Xác định dạng hình sản xuất.

Để xác định đợc dạng hình sản xuất trớc tiên ta phải xácđịnh đợc sản lơng năm của chi tiết gia công (N) và khối lợngvật đúc (Q)

N đợc xác định theo công thức sau:

Trong đó: N1: số sản phẩm đợc sản xuất trong 1năm (N1=4000)

α : phần trăm phế phẩm (lấy α = 5%) β : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ (lấy β=5%)

m: số chi tiết trong một sản phẩm (m=1)Thay vào công thức trên ta có:

( chiếc)Khối lợng vật đúc:

Trong đó: γ : Khối lợng riêng của vật liệu (γ =7,852kg/dm3)

V: Thể tích chi tiết gia công (cần xácđịnh)

V = V1+V2

V1:Thể tích phần mặt bích: V1= 384581,2 (mm3)V2:Thể tích phần trụ dài: V2= 327740,37 (mm3)

V= 384581,2 + 327740,37 = 712321,57 (mm3)=0,71232(dm3).

 Q= 0,71232 7 Theo bảng 2 (trang14-hớng dẫn thiếtkế đồ án CNCTM-Trần Văn Địch.2008):

- Số lợng chi tiết sản xuất trong một năm: N=4410 (chitiết).

- Trọng lợng chi tiết: Q=5,59(kg) >4 (kg) Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn.

Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định kết cấucủa chi tiết

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kếtcấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việccủa chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quan trọng trong việcnâng cao tính công nghệ, giảm khối lợng lao động, tăng hệ sốsử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm.

IT? l? 2:1

Chi tiết bạc đỡ (hình trên) đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc từ thép C40 Quá trình đúc không quá phức tạp , nhng cầnphải có mặt phân cách vì chi tiết có dạng tròn xoay nên khôngthể đúc trong một hòm khuôn Cần lu ý rằng bạc có đờng kính lỗ là 54, trong khi chiều dài lỗ là 96mm, do vậy việc tạo phôi cólỗ sẵn là nên làm.

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chitiết có những nhợc điểm sau:

- Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạng hớng kính cần đợc lu ý.

- Mặt làm việc (mặt lỗ) yêu cầu độ nhám Ra=3,2 và 1,6 làhợp lý vì khi độ nhám bề mặt này càng cao thì khả năng diễnra bôi trơn ma sát ớt càng dễ Yêu cầu cấp chính xác đờng kínhlỗ đạt CCX7 Yêu cầu này ta có thể thực hiện đợc nhng cũnggặp khó khăn bởi với cùng một CCX7 thì việc gia công trục baogiờ cũng dễ hơn, hơn nữaviệc gia công đạt yêu cầu đó làkhông cần thiết bởi trong thực tế, kiểu lắp giữa bạc và trụcthông thờng là các kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn: H7/e8 ; H7/f7 Nhvậy, với đờng kính lỗ bạc chỉ cần gia công với CCX7 là đủ.

- Với mặt ngoài (144), yêu cầu CCX7 và độ nhám Ra=3,2là hợp lý.,

- Các mặt còn lại không có vấn đề gì khó khăn khi giacông để đạt đợc độ bóng và độ chính xác.

- Việc gia công bốn lỗ bắt bu lông cũng khụng cú gỡ khó khănbởi:

+ Bốn lỗ này là bốn lỗ khụng phải lỗ bậc nên chỉ phải gia côngbằng một dao và một bạc dẫn.

+ Ta sử dụng phương phỏp gia cụng mỏy khoan phõn độ 4 lỗ.

- Về mặt vật liệu: Với việc chế tạo bạc thộp C40 là vật liệu cókhả năng chống mài mòn cao Tuy vây, về lâu dài vấn đề màimòn vẫn không thể khắc phục đợc hết Sau một thời gian làmviệc, khe hở giữa bạc và trục lớn, không đảm bảo đúng chứcnăng làm việc ta phải thay bạc Để tiết kiệm ta có thể dùng lótbạc Với việc dùng lót bạc thì khi bạc bị mòn mặt làm việc tachỉ cần đổi lót bạc khác thay vì việc phải đổi cả bạc Việcthay thế cũng dễ dàng.

Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu nhở trên, nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong điều kiệnsản xuất hàng loạt lớn.

1.4 Xác định phơng pháp chế tạo phôi và dạng phôi.

Với vật liệu chế tạo phôi là thép C40 và với các đặc tínhhóa học và vật lý của nó ta căn cứ vào dạng hình sản xuất vàđiều kiện cụ thể của từng nhà máy xí nghiệp, địa phơng,cùng kết cấu chi tiết, vật liệu chế tạo, ta chọn phơng pháp chếtạo phôi là phơng pháp Đúc

u nhợc điểm của phơng pháp này :- Ưu điểm:

+ Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo+ Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ

+ Nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý thì vật đúcsẽ đạt đợc cơ tính rất cao

- Nhợc điểm:

+ Lợng d lớn

+ Độ chính xác phôi không cao+ Năng suất thấp

+ Phôi dễ có khuyết tật

Tuy nhợc điểm của phơng pháp không ít nhng đối với chitiết cần chế tạo là Bạc đỡ ổ thì phơng pháp này cũng đạt đợcsự hợp lý cao.

Bản vẽ đúc:

D

B¶n vÏ lång ph«i:

Ø111 ± 0.8 mmØ68Ø80Ø116 H8

Ø172Ø152 ± 0.8 mm14f8

Ø 200Ø113 ± 0.8 mm

2.2 Chọn phơng pháp gia công.

Trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam, muốn chuyên mônhóa cao và để có thể đạt năng suất lớn thì đờng lối công nghệthích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bớc công nghệ trongmột nguyên công) Tức ở đây ta kết hợp các loại đồ gá chuyêndùng và các máy chuyên dùng để chế tạo.

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết và dựa vào bảng 2-1 trang 17 “giỏotrinh thiết kế đồ ỏn gia cụng cơ khớ ”ta chọn phơng pháp gia công nhsau:

- Các mặt đầu có Rz=40=> Ra=12,5 cṍp nhỏm 3 =>tiện bántinh

- Các mặt ngoài Φ106, Φ200, không yêu cầu độ nhám caonên chĩ cần tiện thô một lần

- Mặt trong Φ54H9 Rz=40 cấp nhám 3 nờn chỉ cần tiện thụmột lần ;cũn Φ68 cú Ra=1,6 nờn cần tiện tinh và Φ116 Ra=3,2nờn cần tiện tinh

- Mặt ngoài Φ144 Ra=3,2 cấp nhám 5=> tiện tinh.- Mặt tron Φ116 Ra=3,2 cấp nhám 5=> tiện tinh

2.3 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết ( Có bản vẽ

kèm theo)

Thành lập tiến trình công nghệ là xác định thứ tự trớc saucủa các nguyên công để gia công các bề mặt chi tiết máy.

Nh vậy để lập đợc tiến trình công nghệ gia công chi tiêtthì ta cần phải nắm kĩ đợc quy trình công nghệ gia công cácchi tiết điển hình và tuân thủ theo những nguyên tắc chungnhất.

B3,4: Tiện tinh mặt ngoài Φ144 B5,6: Tiện thụ :mặt trong Φ144 và Φ68 B7,8: Tiện tinh Φ144,và Φ68

B9: Tiện thụ mặt cụn

NC III: Khoan 4 lỗ

B1: khoan 4 lỗ Φ10

NC IV: Khoan và tarụ ren

(Định vị bằng đồ gỏ )B1: Khoan 1 lỗ Φ20

suÊt phô thuéc vµo chÕ dé c¾t, lîng d, sè bíc vµ thø tù c¸c bícc«ng nghÖ.

- Víi nguyªn c«ng khoan: §Þnh vÞ b»ng c¸c chi tiết của máy khoan =>hạn chế 6 bậc tự do

n

2.4.2 Chọn máy gia công.

Để đạt đợc năng suất cao thì máy đợc chọn phải có kích thớc phù hợp với chi tiết gia công và phải tận dụng đợc khả năng làm việc của máy với chế độ cắt tối u.

Theo bảng ta chọn đợc máy tiện là máy có kí hiệu T630 Các thông số chủ yếu của máy nh sau:

Dịch chuyển lớn nhất của bàn dao trên, mm 140

+Hệ modun, theo modun 0,5 Π-48 Π

Theo bảng ta chọn đợc máy khoan đứng của Việt Nam vớicác thông số cơ bản :

Khoảng cách từ đờng tâm trục chính tới trụ ,

Dịch chuyển lớn nhất của trục chính, mm 175

- TiÖn mÆt ®Çu và mặt trong: ta dïng dao th©n cong lìi lµmb»ng thÐp giã, kÝch thíc nh sau: 25x16x45o

- TiÖn ngoµi: dïng dao th©n th¼ng lìi lµm b»ng thÐp giã,kÝch thíc nh sau: 25x16x45o

- Khoan lç ren: Dïng mòi khoan ruét gµ đuôi côn,đầu gắn mảnhhợp kim cứng cã kÝch thíc c¬ b¶n nh sau: d = 10 vµ 8 ; L = 300; l= 100 mm.

Độ nhám bề mặt cấp 7

Ta phải thc hiện các bớc : Tiện thô bề mặt trong  116

Tiện tinh bề mặt trong  116Chi tiết đợc gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm

- Tiện tinh: Định vị và kẹp chặt vào mặt lỗ đã đợc giacông băng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

c = K.D là độ cong vênh của chi tiết Với D là đờng kính lớn nhất của phôi D =200 mm ; K= 0,7m/mm

 c = 0,7.200 = 140(m)

Còn giá trị sai lệch đợc tính theo công thức sau : =

Vì bề mặt trong và ngoài tròn xoay

ở đây là dung sai chiều dài thành vật đúc theo phơng bvới phôi có kích thớc danh nghĩa lớn nhất < 260

với kích thớc 116 (50 120 mm )  = 800 m tra bảng 3.4- tập 1

= 800

 phôi = = 812,15 (m) + Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô : 1= 0,05phôi = 0,05 812,15 = 40,61(m).

+ Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện tinh: 2= 0,02phôi = 0,02 812,15 = 16,243 (m).

Trong đó: c : sai số chuẩn (khi gốc kích thớc không trùngvới chuẩn định vị ) ở đây chuẩn định vị trùng với gốc kíchthớc  c = 0.

kc: sại số kẹp chặt Tra bảng 3.11- Hớng dẫn thiết kế đồ áncông nghệ CTM – Nguyễn Đắc Lộc  k = 60 m  gd =

C40) 300 300 4Tiện thô 50 50 4 Tiện tinh 20 25 5Vậy lợng d nhỏ nhất khi tiện thô là:

2Zmin = 2 [Rzi-1 + Ti-1 + ]

=2(300 +300 + )= 2828,72mLợng d nhỏ nhất khi tiện tinh là

2Zmin = 2 [Rzi-1 + Ti-1 + ]

Kích thớc tính toán khi tiện tinh : D3 = 116,062 mm

Kích thớc tính toán khi tiện thụ : D2 = 116,93 mm

Kích thớc tính toán khi phôi : D1 =115,09 mm

Dung sai của từng nguyên công : tra bảng 3.9 thiết kế đồ ánCNCTM – Nguyễn Ngọc Bảo

Dung sai của phôi 1= 350m ( IT12) Dung sai tiện thô 2= 220m ( IT11) Dung sai tiện tinh 3= 140 m ( IT10)

5, Xỏc định kớch thước giới hạn:

Kích thớc lớn nhất của nguyên công tiện tinh :

D3 max= D + 3 = 117,062 + 0,140 = 117,202 mmKích thớc nhỏ nhất của nguyên công tiện tinh: D3min= D3 t t = 117,062 mm

Kích thớc lớn nhất của nguyên công tiện thô D2max=D +2 = 116,93 + 0,220 = 117,15 mmKích thớc nhỏ nhất của nguyên công tiện thô D2min= D2 t t = 116,93 mm

Kích thớc lớn nhất của phôi

D1max= D + 1 = 115,09+ 0,350 = 115,44 mmKích thớc nhỏ nhất của phôi

D1min= D1t t = 115,09 mm

6, Tớnh lượng dư giới hạn :

Lợng d giới hạn khi tiện thô: 2Z1min= d2min - d1min = 1,49mm

2Z1 max = d2 max - d 1max =1,84mm

Lợng d giới hạn khi tiện tinh: 2Z2min= d3min - d2min =0,868 mm

2Z2max = d3 max - d 2max

= 0.948 mm

Lợng d tổng cộng đợc tính theo công thức: 2Z0min = 2Zmin tinh +2Zmin thô

= 2( 0,868 + 1,49) = 4,716 mm 2Z = 2Z 2Z

= 2(0,948 + 1,84) = 5,576 mm

7, Kiểm tra kết quả tính :

Sau khi tiÖn tinh:

2Zmax - 2Zmin = 0,948 - 0,868 = 0,88 mm 2 - 3 = 0,22 - 0,14 = 0,08 mm

Sau khi tiÖn th«:

2Zmax - 2Zmin = 1,84 -1,49 = 0,13 mm ph«i - 2 = 0,35 - 0,22 = 0,13 mm

Thø tù

KÝch thíc giíi h¹n

Ph«iTiÖnth«TiÖntinh

3.1: tra lượng dư các bề mặt còn lại :

BÒ MÆt KÝch thíc ( mm) Lîng d (mm) Tra b¶ng TÝnh to¸n Dung sai (mm) 1 144(mặt

đầu) 4 -0,043 -0,106

2 144(mặt

ngoài) 3 -0,043 -0,106

3 68 4 1 4 200(mặt ngoài

5 200(mặt

6 10 0,2 1 7 106 4 1

8 54 4 +0,074 0 9 70 4 1

Lợng chạy dao đợc tính sao cho tân dụng đợc hết khảnăng cắt của dao và máy

- Theo sức bền của thân dao:

Trong đó:

BxH=16x25 (Chọn ở phần trên)= 20 KG/mm2

Cpz=300; ypz=1; nz=-0,15; (theo bảng 9.1)

V=190 m/phút

L = 1,5.25 = 37,5 mm.Vậy ta có:

- Theo sức bền của cơ cấu chạy dao (Công thức 2.24 [I]):

Vậy có:

Nh vậy Lợng chạy dao vòng đợc chọn nh sau:

4.3- Tính tốc độ cắt:Theo công thức ta có:

T : Chu kì bề của dụng cụ cắt (30ữ60) phút, ta chọnT = 60

Cv : Trị số điều chỉnht: Chiều sâu cắt

Thay các thông số trên vào công thức ta có vận tốc cắttính toán:

Từ đây ta tính đợc số vòng quay tơng ứng với tốc độcắt trên là:

Theo đó ta chọn đợc số vòng quay thực của máy n =225 vg/ph

4.4- Tính lực cắt:

Lực cắt có đợn vị tính là N, nó đợc chia thành 3 thànhphần theo tọa độ của máy; lực cắt theo hớng tiếp tuyến Pz; lựccắt theo hớng kính Py và lực cắt theo hớng trục Px Các thànhphần này đợc xác định nh sau:

Trong đó:=> => =>

(các hệ số đợc lấy theo bảng 10.1)

Các hệ số mũ đợc tra theo bảng 9.1Vậy ta có các thành phần lực nh sau: