THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ H4 ( thuyết minh + bản vẽ)

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lý Ngọc Quyết, Các Thầy, Cô giáo đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo để em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn

Lời nói đầu

Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi

kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặptrong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể

Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết

kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạo của

ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ s gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lý Ngọc Quyết, Các Thầy, Cô giáo đã tận tình

giúp đỡ, chỉ bảo để em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hng Yên, ngày 20 tháng3 năm2011

Sinh viên thực hiện

I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết ta cần thiết kế là chi tiết gối đỡ, chức năng làm việc chủ yếu là đỡ cho các chi tiết khác mà cụ thể ở đây là đầu trục trong máy

Gối đỡ đợc kẹp chặt xuống nền nhờ 2 bu lông lắp vào 2 lỗ chân gối đỡ

Các lỗ 49, 90 cần đảm bảo độ đồng tâm, độ song song của tâm so với mặt đáy sao cho khi làm việc trục không bị đảo và khi lắp ráp đợc dễ dàng

II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

Chi tiết mà ta cần thiết kế có tính công nghệ tơng đối cao:

Trọng lợng sản phẩm vừa phải không quá lớn

Vật liệu GX15-32 tơng đối thông dụng và rẻ tiền

Thành phần hoá học của Gang:

Các lỗ lắp Bulông M6 là lỗ không thông thì bất tiện cho việc gia công, tuy nhiên đâykhông phải là bất tiện lớn vì lỗ M6 là tơng đối nhỏ và là lỗ phụ

Chi tiết gối đỡ nh thiết kế cần sửa chữa một chút về phần mặt đầu D của lỗ, chúng ta làm lồi phần này ra so phần rãnh chân nhằm dễ dàng gia công cho phần này vuông góc với tâm lỗ 90, bằng cách làm lõm phần rãnh chân xuống 1 mm và khi chế tạo phôi không cần có lợng d gia công, nhờ vậy ta có thể dễ dàng tiện đợc mặt đầu D cùng nguyên công tiện lỗ 90, nh vậy ta có thể dùng các phơng pháp gia công dao cụ thông thờng

Gia công tơng đối thuận tiện và năng suất

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

Ngoài ra nó còn tiết kiệm đợc vật liệu

= 189000 + [97340 + 31321,5 + 30454,86 + 26690 + 12556,86] = 387363 mm3 = 0,39 dm3

gang xám=7 kg/dm3

 Q1= 0,39.7 = 2.73 kg

Với sản lợng hàng năm của chi tiết 16500 chi tiết và khối lợng chi tiết là 2,73 kg ta tra bảng 2(sách CNCTM – trang19) đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn

IV: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

Trong các phơng pháp chế tạo phôi ta thấy có rất nhiều phơng pháp, trong đó ta thấy phơng pháp đúc là hợp lý nhất Vì:

-Nó đảm bảo đợc lợng d, dung sai, và kích thớc phôi nh yêu cầu trong bản vẽ chi tiết

-Mặt khác về mặt chi tiết điển hình ta thấy đây là chi tiết dạng hộp vật liệu

GX15-32 do đó ta nên dùng phơng pháp đúc là hợp lý hơn cả

Đúc đợc thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại

Dựa vào dạng sản xuất, vật liệu hình dáng và khối lợng của chi tiết ta sẽ chọn phơng pháp đúc: Đúc trong khuôn kim loại với mặt phân khuôn thẳng đứng

1)Qui trình công nghệ chế tạo:

-Lỗ chính xác: Dùng để đỡ các đầu trục đợc gọi là lỗ chính

-Lỗ không chính xác: Dùng để kẹp các bộ phận khác đợc gọi là lỗ phụ

-Yêu cầu kỹ thuật

+Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 - 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài

+Độ nhám bề mặt của các mặt này Ra = 5 – 1,25 m

+Độ nhám bề mặt lỗ chính 110 là Rz= 20 m, cấp chính xác C7

+Sai số hình dáng của lỗ là 0,5 - 0,7 dung sai đờng kính lỗ

+Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng1/2 dung sai đờng kính lỗ nhỏ

+Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ chính là 0,05 – 0,1

mm/100mm bán kính

2)Chọn chuẩn

Chọn chuẩn, phân tích cách chọn chuẩn và cách thiết lập trình tự gia công việc chọn chuẩn trong quá trình gia công sẽ quyết định khả năng để đạt độ chính xác kích thớc của chi tiết

Nếu nh chọn chuẩn khi gia công lắp ráp, kiểm tra mà trùng nhau thì sẽ rất có lợi trong việc gia công chế tạo sản phẩm vì nó tránh đợc sai số chuẩn giúp ta đảm bảo đợc độ chính xác yêu cầu của sản phẩm

Ta thấy rằng với giá đỡ này khi làm việc chi tiết đợc kẹp chặt và định vị trên mặt đáy nhờ các bề mặt kề trên mặt đáy này(2 lỗ 14,5) Đồng thời khi gia công ta phải đạt các kích thớc từ mặt đáy đến lỗ chính 90, và các kích thớc này đều có gốc là A

Mặt khác đây là chi tiết dạng hộp nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất nhất định phải là mặt A, có kèm theo hai lỗ trên đế giá đỡ Vì mặt A sẽ quyết định các kích thớc còn lại trong quá trình gia công các nguyên công khác

Vì vậy ở đây ta chọn mặt chuẩn A và hai lỗ 14,5 vuông góc với mặt A làm chuẩn tinh

và vì nó còn đợc dùng trong quá trình lắp ráp, làm chuẩn cho nhiều nguyên công sau Nguyên công phay mặt đáy, nên nó đợc gọi là chuẩn tinh chính hay chuẩn tinh thống nhất

Vậy chuẩn tinh ở đây ta chọn là mặt A và các lỗ vuông góc với bề mặt A

Để có đợc bề mặt A và các lỗ trên bề mặt A(lỗ 14.5) làm chuẩn tinh thì trớc hết ta phải chọn chuẩn thô

Phân tích việc chọn chuẩn thô:

Các mặt có thể dùng làm chuẩn thô là B, D, C, F

-Nếu dùng mặt F và mặt B làm chuẩn: Ta có thể dùng mặt trụ ngoài 110 để làm chuẩn thô, dùng khối V để định vị khống chế 4 bậc tự do, dùng mỏ kẹp kẹp vào phía trong của bề mặt trụ 90, và phơng án này ta phải dùng 1 chốt tỳ nữa định vị vào mặt B

để hạn chế thêm 1 bậc tự do quay quanh tâm khối V Với cách này thì sau khi gia công xong mặt chuẩn tinh chính thì khi gia công mặt lỗ 90 sẽ đảm bảo đồng tâm với trụ ngoài Nhng khi thiết kế đồ gá để gia công trên máy phay đứng thì lại cồng kềnh (cao

và kém cứng vững)

-Đối với việc dùng mặt B và mặt D làm chuẩn thô thì việc định vị tơng đối dễ, dùng

3 chốt tỳ định vị lên mặt D khống chế 3 bậc tự do, 2 chốt tỳ định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do Viêc kẹp chặt, ta có thể dùng bạc chữ C và bulông để kẹp qua lỗ 49 Cách này gia công chi tiết trên máy phay ngang và có u điểm là đồ gá gọn và cứng vững Cách này cũng tơng tự nh dùng mặt C thay cho mặt D, tuy nhiên nếu chọn mặt C thì sẽ khó hơn trong việc tháo lắp nhanh

Do vậy ta chọn mặt D và mặt B làm chuẩn thô, kích thớc đạt đợc theo mặt B

3)Thực hiện các nguyên công chính

- Nguyên công I : Phay mặt đáy A

- Nguyên công II : Phay mặt đối diện với mặt đáy

- Nguyên công III : Khoan, khoét, doa hai lỗ 14,5

- Nguyên công IV : Phay hai mặt đầu

- Nguyên công V : Tiện thô các lỗ 90; 80, 49, tiện mặt đầu

- Nguyên công VI : Tiện tinh lỗ 90 và tiện định hình lỗ 60

- Nguyên công VII : Khoan 3 lỗ 4,5 ,ta ro 3 lỗ M6 trên mặt đầu

- Nguyên công XIII : Khoan lỗ 4,5 ta ro 3 M6 lỗ phía trên

- Nguyên công I X : Tổng kiểm tra

4)Tra lợng d cho các bề mặt còn lại

Kích thớc vật đúc lớn nhất là 190 mm, đúc trong khuôn kim loại

( theo bảng 3-110, trang 259_sổ tay tập 1)

Mặt phẳng A có vị trí phía trên của vật đúc kích thớc danh nghĩa: 190mm Lợng d gia công là 2,5 mm

Mặt B, D là mặt bên ngoài, và mặt dới có lợng d 2,0 mm

Mặt E và 2 lỗ 49, 90 là mặt bên trong có lợng d 2,2 mm

VI: Tính lợng d gia công cho một bề mặt.

Tính lợng d gia công cho bề mặt lỗ 90-0.017, với việc chọn chuẩn tinh chính là mặt phẳng

chuẩn tinh chính A, và hai lỗ 14,5 vuông góc với mặt phẳng A

Công thức tính Zimin = RZi-1 + Ti-1 + i-1 + i

Bề mặt đợc gia công trên tiện T620 với dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng kiểu 1 cóh= 20mm; b=20mm; L = 170mm; P=70mm; n=6,0mm; l =12mm

( Bảng 4.14 STCNCTMTI)

1)Bớc gia công thô

Phôi đúc bằng khuôn kim loại( theo bảng 3-66 _T1 Sổ tay CNCTM), Chiều cao

nhấp nhô tế vi, và chiều sâu lớp h hỏng do bớc công nghệ sát trớc để lại:

TA: Dung sai lỗ định vị cấp chính xác TT7: TA = 0,018 mm(B.3.91STCNT1 với đờngkính lỗ 14,5)

TB: Dung sai của đờng kính chốt cấp chính xác IT6: TB = 0,011 mm

min : Khe hở nhỏ nhất của lỗ và chốt: min = 0,013 mm

Góc xoay lớn nhất của chi tiết:

H

ρ tgα  max

Trong đó: H là khoảng cách giữa hai lỗ

155

013 , 0 011 , 0 018 , 0

Dungsaichếtạo

Kích thớc(mm) Lợng d(m)

2ZOmax – 2ZOmin = 2694 – 2630 = 64 m = Tphôi - Tchi tiết

Vậy, kích thớc danh nghĩa của chi tiết so với mắt đáy là:

1)Tính chế độ cắt cho nguyên công Phay mặt bên C

Mặt đáy A của chi tiết đợc đặt trên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn lồng vào một lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, một chốt trám lồng vào lỗ 14,5 còn lại khống chế một bậc tự do

Kẹp chặt chi tiết bằng cơ cấu Bulông _ đòn kẹp với việc đặt lực kẹp vào trong lỗ 90Nguyên công đợc thực hiện trên máy phay ngang 6A82, bằng dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK6 có D/Z = 100/10, tổng lợng d gia công là 1,8 mm

D (H7) (mm)

Số răng daoZ

S = Sz.Z = 0,25.10 = 2,5 (mm/vòng)

c Tốc độ cắt V, m/ph:

Z x m

q

Z B S t T

D C

10 80 25 , 0 5 1 180

100 445

0 2 , 0 35 , 0 15 , 0 25 , 0

2 , 0

KMV: hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu gia công cho trong bảng

5-1 .Trang 06 [Sổ tay CNCTMII]

KMV =

95 , 0

190

190 190

nv: hệ số mũ tra bảng 5-2 (trang 7 sách sổ tay CNCTM II)

Knv: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi Tra bảng 5.5 Trang 08 [IV]

V 1000

100

2 , 194 1000

d Lực cắt Pz, N

Pz = MV

w q

u y Z

x

n D

Z B S t C 10

750 100

10 80 25 , 0 5 , 1 5 , 54 10

0 0 , 1

0 , 1 74 , 0 9 , 0

D

Pz =

100 2

100 36 , 2251

= 1125,68 (Nm)

f Công suất cắt, Ne (KW)

Ne =

60 1020

V

Pz =

60 1020

5 , 188 36 , 2251

D (mm)

Chiều rộng dao

B (mm)

đờng kínhtrong

D (H7) (mm)

Số răng daoZ

q

Z B S t T

D C

10 80 75 , 0 3 , 0 180

100 445

0 2 , 0 35 , 0 15 , 0 25 , 0

2 , 0

= 168,3 (mm/phút)

Cv; m; x; y; q và p – hệ số và các số mũ đợc tra theo bảng 5.39 – Trang 32 [Sổ tay công nghệ CTMII]:

KMV: hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu gia công cho trong bảng

5-1 .Trang 06 [Sổ tay CNCTMII]

KMV =

95 , 0

190

190 190

nv: hệ số mũ tra bảng 5-2 (trang 7 sách sổ tay CNCTM II)

Knv: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi Tra bảng 5.5 Trang 08 [IV]

V 1000

100

3 , 168 1000

d Lực cắt Pz, N

w q

u y Z

x

n D

Z B S t C 10

475 100

10 80 75 , 0 3 , 0 5 , 54 10

0 0 , 1

0 , 1 74 , 0 9 , 0

D

Pz

=

100 2

100 45 , 1192

= 596,23 (Nm)

f Công suất cắt, Ne (KW)

Ne =

60 1020

V

Pz

=

60 1000

2 , 149 45 , 1192

= 3 (kW)

2)Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

a)Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đáy A làm chuẩn tinh chính)

Dùng ba chốt tỳ khía nhám định vị lên mặt D của chi tiết khống chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ chỏm cầu định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng bulông thông qua bạc chữ C lên mặt C của chi tiết

Gia công chi tiết trên máy phay ngang 6A82 (công suất động cơ chính 7,5 kW), khi gia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy thực hiện chuyển động chạy dao S Kích thớc

Chọn dao phay mặt đầu có D/Z = 90/10, vật liệu thép hợp kim cứng BK8

Phay thô: t1 = 2,0 mm; chạy dao Sr = 0,2 mm/răng

1000

.D

1000

.D

SP = nm.S = 600.1 = 600 mm/ph

Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt đáy AKết quả tính chế độ cắt:

Nguyên công đợc thực hiện trên máy phay đứng 6H10 ( công suất 3 kW), khi gia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy mang chi tiết thực hiện chuyển động chạy dao SChọn dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK8 có D/Z = 75/10

Phay thô: t1 = 1,5; chạy dao Sr = 0,13 mm/răng

Tra bảng vận tốc cắt(bảng 5-127, Sổ tay CNCTM_T2)

Vb = 232 m/ph; hệ số điều chỉnh tốc độ k = 0,8

 Vt = 232.0,8 = 185,6 m/ph

 nt = 1000.Vπ.D t 1000.185,63,14.75  788 v/ph

Tra theo máy thì nm = 564 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

1000

5 564.3,14.7

1000

.D

1000

.D nm







m/phLợng chạy dao phút:

SP = nm.S = 800.1 = 800 mm/ph

Sơ đồ định vị gia công mặt bích BKết quả tính chế độ cắt:

Phay tinh 6A10 BK8 188,4 800 1 0,5

c)Nguyên công 3: (Khoan_Khoét_Doa hai lỗ 14,5 làm chuẩn tinh chính)

Định vị và kẹp chặt chi tiết giống nh trong nguyên công 2, vị trí chính xác của hai lỗ

đ-ợc xác định thông qua phiến dẫn và bạc dẫn

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Sơ đồ định vị chi tiết khi khoan_khoét_doa 2 lỗ 14,5 làm chuẩn tinh chính

Kết quả tính chế độ cắt của nguyên công:

*Khoét lỗ 14 mm

Chiều sâu cắt t:

mm 2

2 2

1000

.D

14 - 14,5 2

1000

.D

d)Nguyên công 5 +6: (Tiện mặt đầu, lỗ 90, lỗ 49, và tiện định hình)

Mặt đáy chi tiết đợc định vị trên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ

ngắn định vị vào một lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, và lỗ kia định vị bằng chốt trám khống chế nốt bậc tự do còn lại Để tăng cứng vững cho chi tiết ta dùng thêm một chốt

tự lựa tỳ vào mặt C đã gia công của chi tiết

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng hai đòn kẹp, toàn bộ đồ định vị và kẹp chặt đợc lắp lên mâm tròn và lắp lên trục chính của máy tiện thông qua lỗ côn moocs của đầu trục chính máy tiện T620 Để cho chi tiết khi quay cân bằng thì ta lắp thêm phần đối trọng ( Sơ đồ nguyên công)

Vtt = 138,16

1000

10 400.3,14.1

1000

.D

1000

.D

Sơ đồ định vị gia công trên máy tiện T620

1000

.D

1000

.D

1000

.D

1000

.D

1000

.D

1000

.D

e)Nguyên công 7: (Kiểm tra độ song song của tâm lỗ 90 với mặt đáy)

Chi tiết đợc đặt lên bàn máp khống chế 3 bậc tự do, lồng trục gá có lắp bạc vào trong lỗ

90, dùng đồng hồ so kiểm tra ở vị trí cao nhất trên hai đầu trục gá

Sai lệch số chỉ của đồng hồ so ở hai vị trí chính là độ không song song của tâm lỗ với mặt chuẩn (hình vẽ)

Sơ đồ kiển tra độ không song song của tâm lỗ với mặt đáy

f)Nguyên công 8:(Khoan 3 lỗ 5 mm để gia công ren, ta ro M6)

Mặt D của chi tiết đợc định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt chỏm cầu

Sơ đồ định vị chi tiết khi khoan 6 lỗ 8,5 để Ta rô ren M10Kết quả

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Chiều sâu cắt khi khoan t:

mm , 2 2

Vtt = 39,25

1000

5 2500.3,14.

1000

.D

Sử dụng đồ gá của nguyên công 7( khoan 3 lỗ 5) đa lên máy Ta rô ren 5A05

Tarô ren tiêu chuẩn M6

Dao hợp kim cứng BK6,( Theo bảng 5-188 sổ tay T2)

1000

.D

h)Nguyên công 9: ( khoan lỗ 5 để Tarô ren M6)

Mặt A của chi tiết đợc định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, một chốt trám định vị vào lỗ 14,5 còn lại khống chế 1 bậc tự do còn lại

Vị trí các lỗ đợc xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn

Chi tiết đợc kẹp chặt thông qua hai đòn kẹp( hình vẽ)

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan đứng 2H125

Sơ đồ định vị kẹp chặt chi tiết khi khoan lỗ 5 để Tarô ren M6Kết quả

Chiều sâu cắt khi khoan t:

mm 2,5 2

1000

.D

1000

.D

VIII: Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công

Thời gian cơ bản của mỗi nguyên công là thời gian cần thiết để thực hiện nguyên công đợc tính theo công thức chung là:

S.n

L L

Trong đó: L - là chiều dài bề mặt cần gia công

L1 - là chiều dài ăn dao

L2 – là chiều dài thoát dao

S – là lợng chạy dao ( tính theo mm/vòng)

N – là tốc độ quay của máy (vòng/phút)

1)Nguyên công 1:(phay mặt phẳng đế bằng dao phay mặt đầu  90 0 )

2

190 5 3 S.n

L L L

Phay tinh:

(ph) 0,33 600

1

190 5 3 S.n

L L L

3 , 1

26 5 3 S.n

L L L

Phay tinh:

(ph) 0,0425 800

1

26 5 3 S.n

L L L

Nguyên công 2:(tính cho cả hai bích đế hai bên)