Gối đỡ là chi tiết máy thường được lắp trên thân máy dùng làm giá đỡ các bộ phận ổ ,trục.... Đây là một chi tiết quan trọng và dùng rộng rãi trong cơ khí kỹ thuật như: hộp giảm tốc, băng tải, máy nông nghiệp, phương tiện vận tải... Gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu tải trọng và rung động lớn. Bề mặt làm việc chủ yếu của gối đỡ là lỗ 35 mm, cho nên bề mặt này phải có các yêu cầu kỹ thuật hợp lí, đảm bảo sự hoạt động bình thường của gối đỡ và trục. Bề mặt đáy dùng lắp đặt gối trên thân máy nên yêu cầu độ phẳng để tạo sự tiếp xúc tốt, tránh cho gối bị nghiêng, rung động khi có tải trọng động và bulông không bị cong khi xiết chặt. Các lỗ lắp bulông cố định gối nên đường tâm của chúng phải vuông góc với mặt đáy và mặt đỉnh lỗ để có thể lắp được bulông và làm việc ổn định.
Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án hết sức quan trọng đối với sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy cũng như đối với các ngành có liên quan Đây là một nhiệm vụ cần thiết sau khi đã học xong chương trình môn học công nghệ chế tạo máy Đồ
án này giúp ta gần gũi thêm với nhiệm vụ thực tế sau này nó không những giúp ta hệ thống lại tất cả các kiến thức về môn học công nghệ chế tạo máy, đồ gá, dao cắt mà còn giúp ta giải quyết những vấn đề thực tế hơn, vận dụng tốt những kiến thức đã học để giải quyết một nhiệm vụ cụ thể, tập làm quen với việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật và nắm vững hơn phần lý thuyết đã học
Trong đồ án môn học công nghệ chế tạo máy này, em được giao nhiệm vụ thiết kếchi tiết Gối đỡ Đây là một chi tiết khá phổ biến, thường gặp trong thực tế, gối đỡ dùng đểkết hợp với thân ổ tạo thành bộ phận để lắp trục do đó đóng vai trò quan trọng cấu thànhnên sản phẩm
Trong quá trình làm đồ án này, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu vàtham khảo từ nhiều nguồn khác nhau với mong muốn hoàn thành đồ án đúng tiến độ vàđạt kết quả tốt nhất Tuy nhiên, do đây là lần đầu tiên giải quyết một vấn đề cụ thể và vìtrình độ còn những hạn chế cho nên không thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy chỉbảo thêm để em hoàn thành tốt hơn những đồ án tiếp theo
Em xin chân thành cám ơn
Đà Nẵng, ngày 14 tháng 8 năm 2013
Phan Ngọc Hiền
Trang 2PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA
CHI TIẾT
1.1 Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.
Gối đỡ là chi tiết máy thường được lắp trên thân máy dùng làm giá đỡ các bộ phận ổ,trục Đây là một chi tiết quan trọng và dùng rộng rãi trong cơ khí kỹ thuật như: hộpgiảm tốc, băng tải, máy nông nghiệp, phương tiện vận tải
Gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu tải trọng và rung động lớn Bề mặt làm việc chủyếu của gối đỡ là lỗ φ35 mm, cho nên bề mặt này phải có các yêu cầu kỹ thuật hợp lí, đảmbảo sự hoạt động bình thường của gối đỡ và trục Bề mặt đáy dùng lắp đặt gối trên thânmáy nên yêu cầu độ phẳng để tạo sự tiếp xúc tốt, tránh cho gối bị nghiêng, rung động khi
có tải trọng động và bulông không bị cong khi xiết chặt Các lỗ lắp bulông cố định gối nênđường tâm của chúng phải vuông góc với mặt đáy và mặt đỉnh lỗ để có thể lắp đượcbulông và làm việc ổn định
Với đặc điểm làm việc như trên, ta thấy kích thước φ35 mm, vị trí các lỗ φ13 mm lànhững kích thước quan trọng của chi tiết gối đỡ này
Gối đỡ được làm bằng vật liệu gang xám GX15-32 có thành phần hóa học:
Gang xám GX15-32 có chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện làm việc chịu tải trọng trung bình và kích thước tương đối nhỏ, kết cấu vững vàng của gối đỡ
1.2 Yêu cầu kỹ thuật và đặc tính công nghệ trong kết cấu.
Trên cơ sở nghiên cứu chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết ta nhận thấy các yêucầu kỹ thuật cơ bản đôi với gối đỡ như sau:
+ Độ không song song giữa đường tâm lỗ φ35 và mặt đáy không quá 0.05/100mm
+ Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ φ35 với hai mặt bên không quá 0.02/100mm + Độ bóng các bề mặt gia công cần đạt Ra=2,5 và Rz= 40
Trang 3+ Gối đỡ cần đảm bảo độ cứng vững
+ Hình dáng của gối đỡ phải thuận lợi trong gia công và chọn chuẩn tinh thống nhất Phân tích tính công nghệ trong kết cấu: tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết khôngnhững ảnh hưởng đến số lượng lao động để chế tạo chi tiết , năng suất sản phẩm mà cònảnh hưởng đến vấn đề tiêu hao vật liệu và độ chính xác gia công Vì vậy khi thiết kế chitiết cần chú ý tới kết cấu của nó
Đối với gối đỡ đã cho ta nhận thấy:
+ Chi tiết có dạng hộp đối xứng ,kết cấu không phức tạp ,các mặt gia công là mặt phẳng
và lỗ tròn cho phép thoát dao dễ dàng; các lỗ φ35, φ12,φ13 đều thông suốt ,không có độnghiêng và ở vị trí dễ gia công; các bề mặt còn lại không phức tạp lắm
+ Chi tiết có mặt đáy với diện tích lớn có thể dùng làm mặt chuẩn để gá đặt nhanh chóng
và cho phép thực hiện nhiều nguyên công trong một lần gá đặt
+ Gối đỡ có kết cấu đơn giản nhưng nhờ có các gân chịu lực nên vẫn đảm bảo độ cứngvững để khi gia công không bị biến dạng nên có thể dùng chế độ cắt gọt cao,phương phápgia công tự động đạt kích thước để cho năng suất cao, chế độ gia công không bị kết cấucủa chi tiết hạn chế
+ Chi tiết được chế tạo với vật liệu gang xám GX15-32, kết cấu của chi tiết đơn giản vàđiều kiện kỹ thuật không cao lắm nên có thể thực hiện tạo phôi bằng phương pháp đúctrong khuôn cát
+ Bản vẽ chi tiết đã đủ các hình chiếu và các mặt cắt nên nhìn vào bản vẽ ta có thể hìnhdung được chi tiết yêu cầu
Nhìn chung chi tiết gối đỡ đã cho có tính công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạtlớn
Trang 4
PHẦN II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
2.1.Dạng sản xuất của chi tiết
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính tương đối tuỳ thuộc vào nhiều thông
số như chủng loại chi tiết, số chi tiết và điều kiện sản xuất ,khối lượng sản phẩm giúp choviệc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sảnphẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
Tuỳ theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra badạng sản xuất sau:
- Sản xuất đơn chiếc
m N
N N: số chi tiết sản xuất trong một năm
N1: số sản phẩm được sản xuất trong một năm bằng 5000 (chiếc / năm)
m: số chi tiết trong một sản phẩm (m=1)
β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ chọn β =5%
α : phế phẩm trong các phân xưởng đúc chọn α = 4%
Vậy: 5000 1 1 4 5 5450
100
N = × × + + =
Trọng lượng của chi tiết xác định theo : Q =V.γ
Trong đó Q : Trọng lượng của chi tiết (kG)
Trang 5V : Thể tích của chi tiết (dm3).
γ : Trọng lượng riêng của vật liệu,ở đây chi tiết là gang xám nên ta chọn γ = 7,4 (kG/dm3)
Để xác định được thể tích V của chi tiết ta chia chi tiết thành những hình khối đơn giản đểtính gần đúng thể tích
Hình vẽ tính thể tích chi tiết như sau :
Trang 6Do đó trọng lượng Q =7,4.0.366=2,7 kG tra bảng 2 tài liệu I ta xác định được dạng sảnxuất là hàng loạt lớn
Trang 7PHẦN III : LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.
Phôi được chế tạo bằng vật liệu gang xám GX15-32 Chi tiết có kết cấu tương đối đơngiản, có mặt phẳng đối xứng, kích thước nhỏ cộng với dạng sản xuất hàng loạt lớn nên cóthể chọn các phương pháp chế tạo phôi như:
+ Đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay Phương pháp này cho năng suất,
độ chính xác thấp, lượng dư gia công lớn ,độ nhẵn bề mặt thấp, đòi hỏi trình độ tay nghềcông nhân cao ,phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
+ Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy Phương pháp này cho năngsuất và độ chính xác cao, lượng dư gia công nhỏ, phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vàhàng khối Tuy nhiên, đây là dạng sản xuất hang loạt lớn nên không thể làm khuôn bằngcát được vì phải tốn thời gian sữa lại khuôn, nên ta cũng không chọn phương án này.+ Đúc trong khuôn kim loại cho độ chính xác cao, cơ tính tốt, thích hợp với những chitiết nhỏ, cấu tạo phức tạp đặc biệt là gối đỡ Cho nên dùng phương pháp này để chế tạophôi đúc là hợp lý nhất
Kết luận: Phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn kim loại.
Bố trí khuôn đúc :
Hệ thống rót Đậu ngót Đậu hơi Lõi
Mặt cắt hòm khuôn
Trang 8PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
4.1.Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công
Các bề mặt làm vịêc của gối đòi hỏi độ chính xác và yêu cầu kỷ thuật cao, bề mặt lỗ
Φ35± 0,03 cần phải gia công đạt cấp chính xác cấp IT7 và đạt độ bóng Ra=1,25 tương đươngcấp 7, phải nhiệt luyện đạt độ cứng 40-45 HRC, vì trong quá trình làm việc bề mặt này lắp
ghép với chi tiết khác nên khi làm việc phải tiếp xúc, do đó bị mài mòn nên cần phải có khả
năng chống mài mòn trong quá trình làm việc Ngoài ra, độ không song song giữa đườngtâm lỗ φ35 và mặt đáy không quá 0,05/100mm, độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ φ35với hai mặt bên không quá 0,02/100mm 4 lỗ φ13 mm dùng lắp bulông cố định gối nênđường tâm của chúng phải vuông góc với mặt đáy và mặt đỉnh lỗ đồng thời phải đạt độbóng Ra=2,5 Các mặt khác đều cần gia công đạt độ bóng Ra=2,5
Để gia công lỗ đạt độ bóng Ra=2,5 ta có thể dùng các phương pháp gia công 3 bước :khoan, khoét, doa hoặc khoét và doa
Với các mặt phẳng để đạt độ bóng Ra= 2,5 ta có thể dùng phương pháp phay 2 lần : phaythô sau đó phay tinh
Đối với dạng sản xuất hàng loạt nên chọn phương án gia công một vị trí, một dao vàgia công tuần tự đồng thời muốn chuyên môn hoá cao để đạt năng suất cao trong điều kiệnsản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ítbước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây ta dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gáchuyên dùng và các máy chuyên dùng để chế tạo
Trang 9
1
2 3
4 4
5 6 6
9
8
10
Qua quá trình nghiên cứu quy trình công nghệ để gia công chi tiết điển hình (dạng hộp)
ta chọn được phương án gồm 11 nguyên công:
Nguyên công 1: phay mặt đáy. (1)
Nguyên công 2: phay mặt trên 4 lỗ Φ13 (2)
Nguyên công 3: khoan, khoét, doa 4 lỗ Φ13 (3)
Nguyên công 4: phay mặt đầu lỗ Φ35 (4)
Nguyên công 5: phay mặt bậc 25 (5)
Nguyên công 6: khoan lỗ Φ12 (6)
Nguyên công 7: khoét, vát mép & doa lỗ Φ35 (7)
Nguyên công 8: phay rãnh L6. (8)
Nguyên công 9: phay rãnh xuyên qua lỗ Φ12 (9)
Nguyên công 10: kiểm tra độ không song song giữa hai tâm lỗ Φ35 với mặt đáy
Ta thấy phương án này có ưu điểm khi gia công mặt đáy trước sau đó dùng mặt đáy
để gia công mặt trên và 4 lỗ Φ13 mà không thay đổi cách gá đồng thời có thể sử dụng mặt
Trang 10đáy và 2 lỗ Φ13 làm chuẩn tinh thống nhất cho các nguyên công tiếp theo nhờ đó giảmđược sai số tích lũy do thay đổi chuẩn và đồ gá sẽ đơn giản hơn.
4.2.Trình tự các nguyên công
4.2.1.Nguyên công 1: phay mặt đáy
Yêu cầu đạt độ bóng Ra=2,5 ta phay hai lần: phay thô sau đó phay tinh
+ Sơ đồ gá đặt:
n s
2
W
+ Định vị: Dùng mặt trên lỗ Φ13 để định vị 3 bậc tự do bằng 3 chốt tỳ cố địnhkhía nhám, mỗi chốt tỳ hạn chế một bậc tự do còn mặt bên khống chế 2 bậc tự do bằng 1phiến tỳ
+ Kẹp chặt: dùng lực kẹp chặt ở giữa lỗ Φ35 như hình vẽ bằng cơ cấu kẹp bằngxilanh-piston, phương vuông góc với đường tâm lỗ Φ35, hướng từ trên xuống
+ Máy : Tra bảng 9-38( Sổ tay CNCTM 3- Nguyễn Đắc Lộc), chọn máy phay đứng
6H12 với thông số kỹ thuật :
Tốc độ nhỏ nhất nmin=30 ; Tốc độ lớn nhất nmax=1500(v/p)
Công suất động cơ là 7(kW), hiệu suất máy η = 0,75
+ Dao : Theo bảng 4-92(Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc)T339 : chọn dao phay
mặt đầu liền khối, kích thước: D = 80 mm, L = 45 mm, d = 32 mm , số răng: z = 10 vớidao phay thô và z =16 với dao phay tinh Vật liệu dao: thép gió P18
Trang 114.2.2.Nguyên công 2: phay mặt trên 4 lỗ Φ13
Yêu cầu đạt độ bóng Rz =40 ta phay một lần: phay thô
+Kẹp chặt : dùng lực kẹp chặt ở đỉnh gối bằng cơ cấu kẹp bằng xilanh-piston,
phương nằm ngang, hướng từ trái sang phải
+Máy : ta chọn máy phay đứng 6H12 : nmin =30, nmax=1500, công suất động cơ
7 KW, hiệu suất máy η = 0,75
+Dao : Theo bảng 4-65(Sổ tay GCC- Trần Văn Địch)T389 : chọn dao phay mặt đầu
liền khối, kích thước: D = 80 mm , L = 45 mm, d = 32 mm , số răng: z = 10 Vậtliệu dao: thép gió P18
4.2.3 Nguyên công 3: khoan, khoét, doa 4 lỗ Φ13
+ Sơ đồ gá đặt: (Trang 9)
+ Định vị: Dùng mặt trên lỗ Φ13 để định vị 3 bậc tự do bằng 3 chốt tỳ cố định,còn mặt bên khống chế 2 bậc tự do bằng 2 chốt tỳ cố định chỏm cầu
+Kẹp chặt: dùng lực kẹp chặt giữa đáy gối bằng cơ cấu kẹp bằng xilanh-piston,
phương vuông góc với mặt đáy, hướng từ trên xuống
Trang 12+Máy: máy khoan cần 2A55 Thông số kỹ thuật : công suất động cơ 4,5 kW ; giới
hạn tốc độ nmin=50 (v/p) ; nmax=1700 (v/p) ; hiệu suất máy η = 0,8 ;
W
2
+Dao:
- Mũi khoan : theo bảng 4-47(Sổ tay gia công cơ -Trần Văn Địch)T365 chọn mũi
khoan ruột gà đuôi trụ ngắn Thông số kỹ thuật : d =12,5 mm; L=160 mm,l=100mm
Vật liệu: thép gió P18
- Mũi khoét : theo bảng 4-53(Sổ tay gia công cơ -Trần Văn Địch)T373 chọn
mũi khoét chuôi côn liền khối có : D=12,8mm; L=150mm, l=70mm Vật liệu: thép gió P18
- Mũi doa : Tra bảng4-49( Sổ tay CNCTM 1- Nguyễn Đắc Lộc)T302 chọn mũi
doa liền khối có : D =13mm, L=100 mm, l=50mm.Vật liệu: thép gió
4.2.4.Nguyên công 4: phay mặt đầu lỗ Φ35
Yêu cầu đạt độ bóng Ra=2,5 ta cũng phay hai lần: phay thô sau đó phay tinh
+ Sơ đồ gá đặt : (Trang 10)
Trang 13+ Định vị : ta dùng mặt đáy và hai lỗ 13 làm chuẩn định vị, mặt đáy định vị 3 bậc
tự do bằng 2 phiến tỳ còn hai lỗ định vị 3 bậc tự do, sử dụng chốt trụ ngắn và chốt trám
gá vào 2 lỗ 13 chéo nhau
+ Kẹp chặt : dùng mỏ kẹp kẹp chặt mặt trên lỗ Φ13 bằng cơ cấu kẹp bằng piston, phương vuông góc với mặt đáy, hướng từ trên xuống
xilanh-+Máy: tra bảng 9-38(Sổ tay CNCTM 3-Nguyễn Đắc Lộc) chọn máy phay ngang
6H82 có các thông số kỹ thuật như sau: giới hạn tốc độ nmin=30 (v/p) ; nmax=1500 (v/p) ;công suất động cơ 7(kW) ; hiệu suất máy η = 0,75
+Dao: Theo bảng 4-84 (Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc): chọn dao phay đĩa ba
mặt răng gắn mảnh thép gió , kích thước: d = 60 mm ; D = 160 mm ; B = 28 mm; z = 10với dao phay thô và z =16 với dao phay tinh Vật liệu dao: thép gió P18
4.2.5.Nguyên công 5: Phay mặt bậc 25
Yêu cầu đạt độ bóng Ra=2,5 ta cũng phay hai lần: phay thô sau đó phay tinh
+ Định vị và kẹp chặt: tương tự như nguyên công trước
+ Sơ đồ gá đặt:
Trang 14
W W
+Máy : chọn máy phay ngang 6H82
+Dao : Theo bảng 4- 84(Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc) T333 : dùng dao
phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió kích thước: D = 80 mm ; B = 20 mm ; d = 27 mm, số răng: z = 12 với dao phay thô và z =16 với dao phay tinh
4.2.6.Nguyên công 6 : Khoan lỗ Φ12
+ Định vị: ta dùng mặt đáy và hai lỗ 13 làm chuẩn định vị ,mặt đáy định vị 3 bậc tự
do bằng phiến tỳ , hai lỗ định vị 3 bậc tự do sử dụng 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trám ,sửdụng thêm chốt tỳ phụ
+Kẹp chặt : ta dùng mỏ kẹp kẹp vào mặt đỉnh dùng cơ cấu kẹp xilanh-piston ,
+Máy : máy khoan cần 2A55
+Dao: Mũi khoan : tra theo bảng 4-41(Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc) chọn
mũi khoan ruột gà đuôi trụ Thông số kỹ thuật : d =12mm, L=205mm, l=90mm.Vật liệu: thép gió
Trang 154.2.7.Nguyên công 7: khoét , vát mép, và doa lỗ Φ35
+ Định vị và kẹp chặt : tương tự như nguyên công trước
+Máy: theo bảng 5-24(Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc) ta chọn máy doa ngang
2615 của Nga Thông số kỹ thuật : nmin =20(v/p), nmax=1600(v/p) Công suất động cơ : 9kw
+Dao:
Mũi khoét : theo bảng 4-47 (Sổ tay CNCTM 1- Nguyễn Đắc Lộc) thép gió , đuôi côn
có : D=34,5mm; L=256mm
Mũi doa : tra bảng 4-49(Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc)
chọn mũi doa máy điều chỉnh được, gắn mảnh hợp kim cứng, chuôi côn có: D=35mm,L=181,5mm, l=120mm
4.2.8.Nguyên công 8: gia công rãnh L6
+ Sơ đồ gá đặt: (Trang 12)
+ Định vị và kẹp chặt: tương tự như nguyên công trước
+ Máy: chọn máy phay ngang 6H82
Trang 16+ Dao: tra bảng 4-84 (Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc): chọn dao đĩa ba mặt
răng thép gió , kích thước: d = 27 mm ; D = 80 mm ; B = 5 mm; z = 18 với dao phaythô và B=6mm với dao phay tinh
+ Định vị và kẹp chặt: tương tự như nguyên công trước
+ Máy: chọn máy phay ngang 6H82
+ Dao: tra bảng 4-84 (Sổ tay CNCTM 1-Nguyễn Đắc Lộc): chọn dao đĩa ba mặt
răng thép gió , kích thước: d = 27 mm ; D = 80 mm ; B = 6 mm; z = 18