thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết bạc đỡ

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh

Mục lục

Trang

I

1.1

1.2

1.3

II

III

I

II

I

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

II

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

III

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

lời mở đầu ………

Chơng một ………

Phân tích………

Phân tích chức năng làm việc ………

Điều kiện kỹ thuật ………

Vật liệu chế tạo ………

Xác định dạng sản xuất ………

Phân tích tính côngnghệ trong kết cấu ………

Chơng hai ………

Chọn phôi ………

thiết kế bản vẽ lồng phôi ………

Chơng ba: thiết kế nguyên công………

nguyên công I ………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công………

Chế độ cắt ………

nguyên công II và V………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công ………

Chế độ cắt ………

nguyên công III và IV ………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công ………

Chế độ cắt ………

3 4 4 4 4 5 5 7 10 10 12 14 14 14 14 14 14 15 18 18 19 19 19 19 22 22 22 22 23 23

Trang IV

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

V

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

VI

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

VII

nguyên công VI ………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công ………

Chế độ cắt ………

nguyên công VII ………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công: ………

Chế độ cắt ………

Tính lực kẹp………

Xác định sai số đồ gá………

Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá………

nguyên công VIII………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công ………

Chế độ cắt ………

nguyên công kiểm tra………

Chơng bốn tính thời gian cơ bản………

tài liệu tham khảo………

26 26 26 26 27 27 28 28 28 28 28 30 32 36 36 37 37 37 37 37 37 39

40 46

Lời mở đầuCông nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết

định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy

đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng

đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình

đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết

bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo

Nguyễn Kim Nga đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ 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 bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngµy 20 th¸ng 11 n¨m 2000

SV NguyÔn H÷u Th¾ng

• Điều kiện làm việc của bạc đỡ:

Trong quá trình làm việc (trục quay), bạc đỡ luôn chịu tải trọng va đập

và dao động Mặt làm việc (φ15) luôn chịu ma sát và mài mòn, nhiệt độ làm việc tơng đối cao Tuy nhiên nó không đên mức quá khắc nghiệt bởi nó đợc bôi trơn trong quá trình làm việc

I.2 Điều kiện kỹ thuật.

Với những đặc điểm về điều kiện làm việc và chức năng của bạc đỡ nhtrên thì yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của bạc đỡ là độ đồng tâm giữa mặt ngoài (φ32) và mặt trong (φ15) cũng nh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ

Cụ thể ta phải đảm bảo:

- Đờng kính mặt ngoài (φ32) đạt CCX 7 : φ32-0,025

- Đờng kính lỗ (φ 15) đạt CCX 6: φ15+0,011

- Độ không đồng tâm giữa mặt ngoài và lỗ 0,15mm.≤

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ không lớn hơn 0,2mm/100mm bán kính

I.3 Vật liệu chế tạo.

Vật liệu chế tạo bạc đỡ là Gang xám GX15-32

sự có mặt của Grafit), là vật liệu có tính chảy loãng cao, rất thích hợp cho

ph-ơng pháp chọn phôi là phôi đúc Nếu chọn đợc phph-ơng pháp đúc hợp lý sẽ nâng cao đợc cơ tính của vật liệu

II.Xác định dạng sản xuất.

• Số lợng chi tiết:

Yêu cầu sản lợng hàng năm là N1= 10000 chiếc/năm

⇒ số chi tiết sản xuất hàng năm:

1

α β

m N N

trong đó:

5 1 1

⇒ Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn

Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định kết cấu của chi tíêt

III Phân tích tính côngnghệ trong kết cấu của chi tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó

có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lợng lao

động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chi tiết 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

- Hình dáng và vị trí của lỗ φ15 không cho phép ta gia công hết toàn bộ

từ một phía Nh vậy khi gia công lỗ này, ta phải thay đổi gá đặt và quá trình

này sẽ ảnh hởng tới độ đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài cũng nh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ.

- Mặt làm việc (mặt lỗ) yêu cầu độ nhám Ra=1,25 là hợp lý vì khi độ nhám bề mặt này càng cao thì khả năng diễn ra bôi trơn ma sát ớt càng dễ Yêu cầu cấp chính xác đờng kính lỗ đạt CCX6 Yêu cầu này ta có thể thực hiện đợc nhng cũng gặp khó khăn bởi với cùng một CCX thì việc gia công trục bao giờ cũng dễ hơn, hơn nữaviệc gia công đạt yêu cầu đó là không cần thiết bởi trong thực tế, kiểu lắp giữa bạc và trục thông thờng là các kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn: H7/e8 ; H7/f7 Nh… vậy, với đờn kính lỗ bạc chỉ cần gia công với CCX7 là đủ

- Với mặt ngoài (φ32), yêu cầu CCX7 và độ nhám Ra=2,5 là hợp lý tuy vậy, nếu ta thực hiện gia công toàn bộ mặt ngoài với cùng yêu cầu đó thì rất khó và không cần thiết Do vậy ở đây ta có thể thực hiện hạ bậc mặt ngoài với các đờng kính φ28, φ30, φ 32 Khi hạ bậc mặt ngoài cần lu ý đến biến dạng h-ớng kính bởi lúc này chiều dầy thành bạc đã giảm xuống

- Các mặt còn lại không có vấn đề gì khó khăn khi gia công để đạt đợc

độ bóng và độ chính xác

- Việc gia công hai lỗ bắt bu lông cũng gặp khó khăn bởi:

+ Hai lỗ này là hai lỗ bậc nên phải gia công bằng hai dao và hai bạc dẫn khác nhau

+ Không thể thực hiện trên máy nhiều trục chính do khoảng cách giữa hai tâm lỗ này nhỏ (50mm)

- Về mặt vật liệu: Với việc chế tạo bạc bằng gang xám GX15-32 là vật liệu có khả năng chống mài mòn cao Tuy vây, về lâu dài vấn đề mài mòn vẫn không thể khắc phục đợc hết Sau một thời gian làm việc, khe hở giữa bạc và trục lớn, không đảm bảo đúng chức năng làm việc ta phải thay bạc Để tiết kiệm ta có thể dùng lót bạc Với việc dùng lót bạc thì khi bạc bị mòn mặt làm

việc ta chỉ cần đổi lót bạc khác thay vì việc phải đổi cả bạc Việc thay thế cũng dễ dàng.

Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu nh ở trên, nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn

Chơng II Chọn phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi

I Chọn phôi:

Bạc đỡ có hình dáng dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôi bằng phơng pháp dập thể tích thì có thể có đợc cơ tính rất cao Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là gang xám GX15-32 nên ta không thể dùng phơng pháp dập để chế tạo phôi Phơng pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một số u

điểm đặc biệt quan trọng mà phơng pháp khác không có đợc:

- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo

- Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ

- Giá thành tạo khuôn rẻ

- Ngoài ra, nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý sẽ cho vật đúc cơ tính cũng rất cao

Bên cạnh đó, nó có một số nhợc điểm:

- Lợng d lớn

- Độ chính xác của phôi không cao

- Năng suất thấp

- Phôi dễ mắc khuyết tật

Tuỳ thuộc vào loại khuôn, mẫu, phơng pháp rót ta có thể dùng nhiều

ph-ơng pháp dúc khác nhau và có các đặc điểm khác nhau Ta có thể xét các đặc

điểm của chúng nh sau:

I.1 Đúc trong khuôn cát.

Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn) Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có

độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lợng d lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối lợng lớn Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

Phơng pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự động hoá

I.2 Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:

• Rót tự do:

Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo

đơn giản Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế đúc gang xám

• Điền đày kim loại đới áp lực:

Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơn giản Đúc vật đúc yêu cầu chất lợng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.Phơng pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hoá và tự động hoá, giá thành sản xuất đúc cao hơn so với đúc trong khuôn kim loại Tuy vậy, với sản lợng hợp lý thì giá thành xản xuất sẽ không cao

I.3 Đúc ly tâm.

Dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, vật đúc tròn xoay, rỗng Không dùng cho vật liệu có thiên tích lớn Cơ tính vật đúc không đều

I.4 Đúc liên tục.

Dùng trong sản xuất hàng loạt Vật đúc có dạng thỏi hoặc ống, có thiết diện không đổi trên suốt chiều dài, độ dài lớn Vật đúc có mặt ngoài và mặt trong đạt chất lợng cao, không cần gia công

I.5 Đúc trong khuôn vỏ mỏng

Dùng trong sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ và trung bình Chế tạo vật

đúc có chất lợng cao, kim loại quý, lợng d gia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc là rất lớn

Xuất phát từ những đặc điểm về sản xuất và kết cấu của chi tiết bạc đỡ: dạng sản xuất hàng loạt lớn, Vật liệu gang xám GX15-32, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp, yêu cầu chất lợng cao, năng suất cao ở đây ta chọn phơng pháp tạo phôI là phơng pháp đúc trong khuôn kim loại, điền đầy kim loại bằng phơng pháp rót áp lực

+ Với những kích thớc ≤ 50mm: lợng d đạt đợc là 2,5mm.

+ Với những kích thớc 50≤ L ≤ 120mm: lợng d đạt đợc là 4mm

- Sai lệch cho phép về kích thớc phôi

Theo bảng 3-98 trang 253 (Sổ tay CNCTM) ta có:

+ Với những kích thớc ≤ 50mm sai lệch cho phép: ±0,5mm

+ Với những kích thớc 50≤ L ≤ 120mm sai lệch cho phép: ±0,8mm

- Sai lệch cho phép về trọng lợng phôi: 7%

Từ đây ta có thể vẽ đợc bản vẽ lồng phôi cho chi tiết đúc

ỉ8,5x2 lỗ 2,5

ch¬ng ba thiÕt kÕ nguyªn c«ng

I nguyªn c«ng I: tiÖn mÆt ®Çu, mÆt ®Çu bÝch, mÆt ngoµi bÝch vµ mÆt ngoµi

- TiÖn mÆt ®Çu: Dao th©n cong, kÝch thíc dao 25x16x45o

- TiÖn ngoµi: Dao th©n th¼ng, kÝch thíc dao 25x16x45o

1.4.3 TiÖn mÆt trô ngoµi vµ mÆt ngoµi bÝch:

Gia c«ng hai lÇn c¾t hÕt lîng d: + tiÖn th«: 2Zb=3(mm)

1.5.2 Lîng ch¹y dao:

Theo b¶ng 5-72 trang 64 (Sæ tay CNCTM) ta cã:

- lîng ch¹y dao cho tiÖn mÆt ®Çu: S = 0,2 (mm/vßng)

Vµo gÇn t©m (kho¶ng 0,5 b¸n kÝnh), lîng ch¹y dao S = 0,1(mm/vßng)

- TiÖn mÆt ®Çu bÝch: S=0,3 (mm/vßng)

Theo b¶ng 5-65 trang 57 (Sæ tay CNCTM) ta cã:

- lîng ch¹y dao cho tiÖn mÆt ngoµi:

Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (Sổ tay CNCTM)

• Tiện mặt đầu: Vb= 59(m/ph)

⇒ Vt = Vb K1.K2.K3

Trong đó:

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=0,83

- K2: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2=0,8

- K3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao Với dao BK8 thì K3=1

⇒ Vt = 59 0,83 0,8 1 = 39,176 (m/ph)

⇒ nt = 389 , 69 ( / ).

30

1000 176 , 39

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 400 (v/ph)

1000

30 400 1000

.

ph m D

1000 536 , 32

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 160 (v/ph)

1000

70 160 1000

.

ph m D

⇒ nt = 972 , 24 ( / ).

30

1000 632 , 91

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chän theo m¸y cã: nm= 960 (v/ph)

1000

30 960 1000

.

ph m D

1000 584 , 103

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chän theo m¸y cã: nm= 1000 (v/ph)

1000

30 1000 1000

.

ph m D

1000 408 , 64

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chän theo m¸y cã: nm= 310 (v/ph)

1000

70 310 1000

.

ph m D

⇒ nt = 471 , 025 ( / ).

70

1000 584 , 103

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 480 (v/ph)

1000

70 480 1000

.

ph m D

Ta thấy, ở nguyên công I, bớc Tiện mặt ngoài bích là có khả năng cho

công suất cắt cao nhất

Theo bảng 5-69 trang 61(Sổ tay CNCTM) Ta có công suất cắt cho bớc nguyên công này nh sau: NC = 1,2 (KW)

Nh vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt

II.Nguyên công II và nguyên công V:

1.1 Định vị:

Thứ tự bớc công nghệ để thực hiện hai nguyên công này nh sau:

Nguyên công II: Gia công bóc

vỏ hết chiều dài của phần mặt ngoài

Bớc 3: Tiện tinh mặt φ32

Bớc 4: Tiện tinh mỏng mặt φ32

Trong nguyên công này ta thực hiện định vị và kẹp chặt trên hai mũi chống tâm (không có khía nhám), hạn chế năm bậc tự do Truyền mô men quay cho chi tiết nhờ tốc

1.2 Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện T620

1.3 Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

- Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thớc dao 25x16x45o

- Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thớc dao 25x16x45o

Vậy lợng d cần gia công khi tiện bóc vỏ là: 2Zb = 1,2(mm)

Lợng d còn lại cần cắt bỏ sau tiện bóc vỏ để gia công mặt φ28 là: 2Zb = 3,3Thứ tự bớc nguyên công để gia công nốt lợng du này là:

• Lîng ch¹y dao: Theo b¶ng 5-11 trang 11(Sæ tay CNCTM) ta cã: S = 0,5

1000 584 , 103

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chän theo m¸y cã: nm= 1000(v/ph)

1000

32 1000 1000

.

ph m D

1000 632 , 91

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chän theo m¸y cã: nm= 1000(v/ph)

1000

28 1000 1000

.

ph m D

n

1000 584 , 103

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chän theo m¸y cã: nm= 1250(v/ph)

1000

28 1250 1000

.

ph m D

Nh vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt.

III Nguyên công III và IV:

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=1 (bảng 5-1 đến 5-4)

- K2: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt K2=0,83.(bảng 5-6)

- K3: Hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan K3=0,7.(bảng 5-31)

⇒ Vt = 28 1 0,83 0,7 = 16,268 (m/ph)

⇒ nt = 287 , 68 ( / ).

18

1000 268 , 16

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 310 (v/ph)

1000

18 310 1000

.

ph m D

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=1 (bảng 5-1 đến 5-4)

- K2: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt K2=0,83.(bảng 5-6)

- K3: Hệ số phụ thuộc chiều sâu khoét K3=1.(bảng 5-31)

⇒ Vt = 24,5 1 0,83 1 = 20,335 (m/ph)

⇒ nt = 311 , 94 ( / ).

75 , 20

1000 335 , 20

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 310 (v/ph)

1000

75 , 20 310 1000

.

ph m D

mm

=

−

• Lợng chạy dao: Theo bảng 5-112 trang 104(Sổ tay CNCTM) ta có:

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=1 (bảng 5-1 đến 5-4)

- K2: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt K2=0,83.(bảng 5-6)

- K3: Hệ số phụ thuộc chiều sâu doa K3=1.(bảng 5-31)

⇒ Vt = 60 1 0,83.1 = 49,8 (m/ph)

⇒ nt = 757 , 37 ( / ).

93 , 20

1000 8 , 49

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 800 (v/ph)

1000

93 , 20 800 1000

.

ph m D

1000 8 , 49

1000

.

ph v D

V t

=

= π π