đồ án công nghệ chế tạo máy thiết kế chế tạo gối đỡ

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồngthời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại.Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâ

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyếtdịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụcủa công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnhvực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạomáy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồngthời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại.Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đạihọc

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêngđòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiếnthức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức

đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chươngtrình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy vàcác thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nôngnghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của mônhọc và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trìnhđào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thểthiếu được 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 thầy giáo

Nguyễn Đắc Lộc đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệchế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có nhữngsai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉbảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đónggóp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đượchoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày 20 tháng 11 năm 2000

SV Nguyễn Xuân Thiện

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I-PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp

Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trongkhông gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối đỡ còn làmnhiệm vụ của ổ trượt

Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau vàcũng

có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ Φ40 Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ Φ16 chính xác để làm chuẩn tinh giacông Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ Φ40 đến mặt phẳng C là : 100+ 0,05Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi

Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau :

C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12 P =0,05 – 1,00

[δ]bk = 150 MPa

[δ]bu = 320 MPa

II PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

-Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thểdùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao

-Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiệnnhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiệnquá trình gá đặt nhanh

Chi tiết gối đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc Kết cấu tương đốiđơn giản , tuy nhiên cũng gặp khó khăn khi khoả 4 bề mặt bích do khônggian gá dao hẹp

nguyên công sau

3. Gia công các mặt bích đảm bảo việc gá lắp chặt khi làm việc

4. Phay 2 mặt phẳng đầu lỗ trụ Φ40

5. Khoả mặt bích và khoan lỗ 8 làm lỗ dẫn dầu bôi trơn bề mặt ngõng trục

6. Khoét, doa lỗ 40 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết ,vì bề mặt này là là bề mặt làm việc chính

III-XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng nămcủa chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được xác định theo công thứcsau :

N = N1.m (1+ 100

β

α +

)Trong đó

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)m- Số chi tiết trong một sản phẩm

Q1- Trọng lượng chi tiết

γ - Trọng lượng riêng của vật liệu γgang xám= 6,8-:-7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết

V = VĐ+ VTR+2.VG

T D

Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhưng vật liệu của chi tiết là gang xám15x32 nên ta dùng phương pháp đúc, do bề mặt không làm việc không cần chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp đúctrong khuôn cát.Làm khuôn bằng máy Sau khi đúc cần có nguyên công làmsạch và cắt ba via

Bản vẽ lồng phôi

V.TH Ứ TỰ CÁC NG UYÊN CÔNG

Do sản xuất hàng khối lớn nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí ,giacông tuần tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

- Gia công lỗ φ40+0,039 vật liệu là gang xám 15x32 Ta thấy dung sai+0,039ứng với φ40 là cấp chính xác 7, với độ nhám Rz=1,25 Ta chọnphương pháp gia công lần cuối là doa tinh.Các bước gia công trung gian là:khoét, doa thô

- Gia công mặt đáy đạt Rz = 20 Và 2 mặt đầu trụ φ40 Theo bảng 2-1 Q2,được độ bóng cấp 5

Theo bảng 2-4 Q2 ta có phương phápgia công lần cuối là phay tinh ,cácbước gia công trước là phay thô

- Gia công 4 lỗ φ16 mặt đáy đạt Ra = 2,5 theo bảng 2-1 Q2 có cấp độ bóng

là 6

Theo bảng 4-Q2, ta có phương pháp gia công lần cuối là doa thô ,các bướcgia công trước là khoan , khoét Trong 4 lỗ này có 2 lỗ chéo nhau chọn làmchuẩn định vị nên phảiqua gia công tinh

- Lỗ φ8 chỉ cần khoan

VI- TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI

1-Tính lượng dư khi gia công lỗ φ40

Độ chính xác phôi cấp 2 khối lượng phôi 8 kg ,vật liệu Gang xám GX15-32.Quy trình công nghệ gồm 3 bước : khoét , doa thô, doa tinh Chi tiết đượcđịnh vị bằng mặt đáy và 2 lỗ φ16

Theo bảng 10 , Thiết kế đồ án CNCTM ta có Rza và Ta của phôi là 250 và

k là hệ số giảm sai (Hệ số chính xác hoá )

k = 0,05 _ Bảng 24 Thiết kế đồ án CNCTM

 ρ =0,05 1200 =60 (µm )

) (

min

2 2

min

2 2

min

2 2

1200 60 2,4 0,05

3600 320 65 32,7

39,6213 39,9413 40,0063 40,039

870 220 87 39

39,621 39,941 40,006 40,039

38,751 39,721 39,919 40,000

320 65 33

970 198 81

2 Z omax

=1249

2Zomin =418

Kiểm tra kết quả tính toán :

+ Lượng dư tổng cộng 2 Z0max- 2Z0min = 1249 - 418 = 831 (µm)

δph- δct =870 - 39 = 831 (µm)

+ Kiểm tra bước trung gian : khoét

2Zmax- 2Zmin = 198 - 65 = 133 (µm)

δ1- δ2 = 220 - 87 = 133 (µm)

2- Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại

Lượng dư gia công mặt đáy Zb= 3,5 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )

Lượng dư gia công mặt bích Zb= 3,0 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )

Lượng dư gia công 2 mặt đầu Zb = 3,5 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )Lượng dư gia công lỗ trụ 2Zb = 3,5 mm

VII- TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI.

1-Nguyên công 1: Phay mặt đáy

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuốngphương của lực kẹp trùng với phương kích thước cần thực hiện

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay hình trụ răng liền P18 Z=16 răng

Lượng dư gia công : phay 2 lần :

+Bước 1 Zb=2,5 mm

+ Bước 2 Zb=1 mm

Chế độ cắt bước 1: (phay thô)

Chiều sâu cắt t = 2,5mm

Lượng chạy dao răng Sz = 0,12 mm/răng (Bảng 5-126 SổTayCNCTM )

⇒ Lượng chạy dao vòng S0= 0,12 16 = 1,92 mm/vòng

ph vg D

V

,

,

.

18 229 80

14 3

57 57 1000 1000

=

=

= π

= π

Công suất cắt No=3,8 KW (Bảng 5-140 SổTayCNCTM )

No< Nm.η=7.0,8=5,6 KW

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với Rz =20)

Chiều sâu cắt t =1 mm , lượng chạy dao vòng S0=2,5 mm/vòng (Bảng 5-127SổTayCNCTM )

V

,

,

.

25 197 80

14 3

55 49 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm=190 vg/ph

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

ph m n

= π

Theo bảng 5-139 SổTayCNCTM ,ta có : Nyc = 1,9 Kw < Nm

2-Nguyên công 2: Khoan - Khoét - Doa và khoả mặt bích

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , mặt trụ 2 bậc tự do,mặt đầu 1 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trượt từ trên xuống

Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy Nm = 2,8KW

Chọn dao : Mũi khoan thép gió , mũi khoét, doa thép gió

Chiều sâu cắt t =6,5 mm

Lượng chạy dao So = 0,35 mm/vòng (Bảng 5-89 SổTayCNCTM )

Vận tốc cắt V= 33,5 m/ph (Bảng 5-90 SổTayCNCTM )

⇒

ph vg D

V

,

,

.

68 820 13

14 3

5 33 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 950 vg/ph

ph m n

V

,

.

.

520 16

14 3

26 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 540 vg/ph

ph m n

Vận tốc cắt v = 6,8 m/ph (Bảng 5-114 SổTayCNCTM )

⇒

ph vg D

V

,

,

.

35 135 16

14 3

8 6 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 135vg/ph

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

ph m n

3

= π

Chế độ cắt bước 4: Khoả 4 mặt bích

Chọn dao :Dao khoét thép gió Số răng Z = 5 răng

Lượng dư gia công : Zb=3 mm

V

,

.

.

662 225

14 3

52 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 668 vg/ph

ph m n

= π

Theo bảng 5-150 SổTayCNCTM ,ta có : Nyc = 1,4 Kw < Nm = 2,8 Kw

3.Nguyên công 3 :phay 2 mặt đầu

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và 2 lỗ hạn chế 3 bậc tự

do (Dùng một chốt trụ ngắn , một chốt trám )

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuốngvuông góc với mặt đáy

Chọn máy : máy phay nằm ngang P623 Công suất máy Nm = 6,3 KW

Chọn dao : Dao phay đĩa 2 mặt răng liền P18 , đường kính dao D = 250 , sốrăng Z=22 răng

Lượng dư gia công : phay 2 lần

+ Bước 1 : 2.Zb= 5 mm

+ Bước 2 : 2.Zb= 2 mm

Chế độ cắt bước 1: (phay thô)

Chiều sâu cắt t =2.5 mm

Lượng chạy dao răng Sz=0,24 mm/răng (Bảng 5-34 và 5-170 SổTayCNCTM)

⇒ Lượng chạy dao vòng S0= 0,24 22= 5,28 mm/vòng

Tốc độ cắt Vb=26 m/ph (Bảng 5-135 SổTayCNCTM )

Số vòng quay của trục chính là:

ph vg D

V

,

.

.

12 33 250 14 3

26 1000 1000

=

=

= π

= π

Công suất cắt No=4,3 KW (Bảng 5-174 SổTayCNCTM )

No< Nm.η=7.0,8=5,6 KW

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với Rz = 20)

Chiều sâu cắt t =1 mm , lượng chạy dao vòng S0=1,5 mm/vòng (Bảng 5-37SổTayCNCTM )

V

,

,

.

87 52 250

14 3

5 41 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm=60 vg/ph

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

ph m n

D

1000

250 60 14 3

= π

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do ,2 lỗ φ6 hạn chế 3 bậc

tự do ( Dùng một chốt trụ , một chốt trám )

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuốngvuông góc với mặt đáy

Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy Nm = 2,8KW ,η = 0,8

Chọn dao : Dao phay ngón và mũi khoan là thép gió

Chế độ cắt bước 1: Khoả mặt bích

,

.

.

7 684 20

14 3

43 1000

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 668 vg/ph

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

ph m n

D

1000

668 20 14 3

V

,

,

.

1672 6

14 3

5 31 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 1360 vg/ph

ph m n

D

1000

1360 6

14 3

= π

Theo bảng 5-92 SổTayCNCTM , ta có : Nyc = 1,0 Kw < Nm = 2,8.0,8

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , 2 lỗ φ16 hạn chế 3 bậc

tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuônggóc với mặt đáy

Chọn máy : Máy khoan K135 Công suất máy Nm = 4 Kw

Chọn dao : Mũi khoét thép gió

q

S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

3 3 1 50

1 39 8 18

4 0 1

0 125 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

=

3 39 14 3

88 19 1000

, ,

,

= 162 vòng/phút

 Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 168 vg/ph

ph m n

D

1000

168 1 39 14 3

= π

Chế độ cắt bước 2 :

* Doa thô lỗ φ39,7

+ Lượng chạy dao S =3,4 mm/vòng ( Bảng 5-27, sổ tay CNCTM ) + Tốc độ cắt V được tính theo công thức

V =

v y x m

q

S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

3 3 0 120

7 39 6 15

5 0 1

3 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

=

7 39 14 3

47 4 1000

, ,

,

= 38 vòng/phút

* Doa tinh lỗ φ40

Ta có : + Chiều sâu cắt t = 0,15 mm

+ Lượng chạy dao S =3,4 mm/vòng Hệ số điều chỉnh Kos = 0,8( Bảng 5-27, sổ tay CNCTM ) ⇒ S = 3,4.0,8 = 2,7

+ Tốc độ cắt V được tính theo công thức

V =

v y x m

q v

K S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

15 0 120

40 6 15

5 0 1 0 3

0

2 0

.

,

,

, ,

14

3

1000

=

40 14 3

71 5 1000

,

,

= 45,5vòng/phút

Nguyên công kiểm tra

Kiểm tra độ song song giữa mặt lỗ trụ và mặt đáy

III- Xác định thời gian nguyên công

Thời gian cơ bản được xác định theo công thức sau:

) (

.

n S

L L L T

v

2

1 + +

=

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2- Chiều dài thoát dao (mm)

Sv- Lượng chạy dao vòng (mm/vg)

n- Số vòng quay trong 1 phút (vg/ph)

i- Số lần gia công

Sp=Sv.n (mm/ph) Công thức tính thời gian phay

) (

.

S

L L L T

p

2

1 + +

5 0 5

2 80 5 2 3

5 0

1 = t ( D − t ) + ( , ÷ ) = , ( − , ) + ( , ÷ ) =

L

mmL2=3 mm

S = Z Sz =16 0,12 = 1,92

) (

,

,

234 92 1

3 15

5 0 1 80 1 3

5 0

1 = t ( D − t ) + ( , ÷ ) = ( − ) + ( , ÷ ) =

L

mmL2=3 mm

) (

,

,

234 5 2

3 10

) (

,

,

950 35 0

3 5

15 , −

cotg45 + (0,5 ÷ 2) = 3L2 = 2

) (

,

,

540 75 0

2 3 35

= +

16 − ,

cotg45 + (0,5 ÷ 2) = 2L2 = 2

) (

,

,

135 4 2

2 2 16

= +

+

=

Khoả các mặt bích

) (

.

n S

L L

,

,

668 7 0

2 80

5 0 5

250 5 3

5 0

, ,

,

5 37 28 5

5 24

5 0 5

250 5 3

5 0

1 = t ( D − t ) + ( , ÷ ) = ( − ) + ( , ÷ ) =

L

L2 = 5

) (

,

,

60 5 1

5 24

.

n S

L L

L=15 mm

L1 = 0,5 ÷ 2 mm

) (

,

,

668 6 0

2 3

=

+

=

Khoan lỗ φ 6

) (

,

,

,

1360 3

0

2 5 3 27

= +

L1 = 2

5 36 1

39 , − ,

cotgϕ + (0,5 ÷ 2) = 3L2 = 2

) (

,

,

168 5 1

2 3

Doa thô :

1 39 7

39 , − ,

cotg45+ (0,5 ÷ 2) = 2

) (

,

,

38 4 3

2 2

40 − ,

cotg45 + (0,5 ÷ 2) = 2

) (

, , ,

5 45 7 2

2 2

120 + + =

=

Tổng thời gian cơ bản là :

To=0,307 + 0,227 + 0,517 + 0,395 + 0,241+ 0,043 + 0,550

+ 1,210 + 0,012 + 0,080 + 0,356 + 0,960 + 1,009 =5,907 phútThời gian nguyên công (Thời gian từng chiếc) : Ttc= To +Tp +Tpv +Ttn

To- Thời gian cơ bản

Tp- Thời gian phụ = 10%To =0,591 phút

Nguyên công gia công lỗ Φ40 phải qua 3 bước : khoét , doa thô , doa tinh

Vì vậy khi tính toán đồ gá ta chỉ cần tính cho nguyên công khoét

1-Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công gia công

lỗ Φ40

Yêu cầu đối với lỗ Φ40 là phải nằm song song với mặt đáy của chi tiết vàphải vuông góc với 2 mặt đầu do vậy để gia công được ta phải định vị đủ 6bậc tự do

+ Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do và có Rz = 20 Mặt phẳng này đượcdùng 2 phiến tỳ để hạn chế

+ Hai lỗ trụ Φ16 định vị hạn chế 3 bậc tự do và có Rz = 2,5 Dùng 1 chốttrụ ngắn và 1 chốt trám để hạn chế

Chuyển động cắt song song với mặt đáy và vuông góc với lỗ định vị Φ16 Hướng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị và vuông góc vớichuyển động cắt

Kích thước gia công cần đạt được là Φ40 + 0,039 , độ nhám là Ra = 1,25

168 31

14 ,

Po

W

Xác định lực cắt, tính lực kẹp

Tính mô men gây lật do lực dọc trục Po và mô men xoắn Mx gây ra

.160 = 39 1

1000 31

14 2

,

,

.160 = 117115,1 Nmm

Vậy lực kẹp cần thiết W là :