Đồ án CTM, Quy trình chế tạo Gối Đỡ

Gối đỡ là chi tiết quan trọng sản phẩm có lắp trục, gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện nhiệm vụ động học nào đó, ngoài ra còn làm nhiệm vụ của ổ trượt.Điều kiện làm việc của nó khá nặng nhọc do chịu tác dụng của các lực biến đổi về phương chiều và độ lớn như lực hướng tâm, lực dọc trục, ma sát... Trong quá trình làm việc của máy có sự va đập của các chi tiết cắt dẫn đến ảnh hưởng độ bền của các gối đỡ, quá trình làm việc có ma sát sinh ra nhiệt ở ổ ảnh hưởng đến tính bền nhiệt của gối đỡ, quá trình rung động khi làm việc cũng gây ảnh hưởng đến gối đỡ.

Trang 1

Lời nói đầu

Cơ khí là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp khác Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán

bộ ngành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời không ngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trọng nhất là phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Bách Khoa

Đà Nẵng, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy, Nguyên

lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến ngành Công nghệ Chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tế hoá những kiến thức mà sinh viên

đã được trang bị, thì môn Đồ án Công nghệ Chế tạo máy nhằm mục đích đó

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của Thầy Hoàng Văn Thạnh Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu

có liên quan và cả trong thực tế, em đã hoàn thành đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy được giao Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thày

cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của bạn bè

để hoàn thiện đồ án cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy Hoàng Văn Thạnh đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này

Đà Nẵng ,ngày 13 tháng 8 năm 2013

Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hùng

Trang 2

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM

1 Điều kiện làm việc:

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

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

Điều kiện làm việc của nó khá nặng nhọc do chịu tác dụng của các lực biến đổi về phương chiều và độ lớn như lực hướng tâm, lực dọc trục, ma sát Trong quá trình làm việc của máy có sự va đập của các chi tiết cắt dẫn đến ảnh hưởng độ bền của các gối đỡ, quá trình làm việc có ma sát sinh ra nhiệt ở ổ ảnh hưởng đến tính bền nhiệt của gối đỡ, quá trình rung động khi làm việc cũng gây ảnh hưởng đến gối đỡ

Từ điều kiện làm việc đó đòi hỏi gối đỡ cần có những yêu cầu kỹ thuật cao nhằm tạo cho gối đỡ làm việc tốt trong diều kiện của máy như độ cứng vững của gối đỡ phải tốt để tránh được rung động hay lưc tác dụng trong quá trình làm việc

Độ chính xác gia công phải cao cho các lắp lỗ do điều kiện ăn khít của hai chi tiết, tức độ nhẵn bóng bề mặt và sai số gia công tốt; chất lượng bề mặt cao như độ cứng

bề mặt phải đảm bảo tuổi bền cho chi tiết suốt quá trình làm việc; đảm bảo độ đồng tâm của các lỗ không gây lệch tâm trong quá trình làm việc

2 Yêu cầu về kỹ thuật:

+ Độ không song song giữa đường tâm lỗ ø 20 và ø16 không vượt quá 0,03/100mm

+ Độ không song song giữa đường tâm lỗ ø 20 và mặt đáy không vượt quá 0,05/100mm

- Vật liệu:

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

Trang 3

S < 0,12 P =0,05 – 1,00

[ δ ]bk = 150 MPa

[δ]bu = 320 MP

PHẦN II: ĐỊNH DẠNH SẢN XUẤT:

Số lượng sản xuất: 6000 chiếc/ năm

Khối lượng của chi tiết được tính bằng công thức: Q=V×γ

Với gang có γ =(6,8÷7,4) kg/dm3V= V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7

Trang 5

V7 = 10×46×55 = 25300 mm3

54680425300

2576013104

10920047840

125600200000

- Sản lượng hằng năm: 6000 chiếc/ năm, với Q1< 4kg

Vậy chọn loại hình sản xuất là hàng loạt lớn

PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

Trang 6

1 Xác định phương pháp chế tạo lồng phôi:

Chi tiết là một gối đỡ có hình dáng phức tạp, vật liệu bằng gang xám GX15-32 Sản lượng hàng năm là 6000 chi tiết/ năm, được xếp vào sản xuất hàng loạt lớn

Đây là chi tiết được sản xuất hàng loạt lớn nên ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát

- Chọn cấp chính xác chế tạo phôi đúc cấp 2

- Độ bóng : Rz = 80

2 Xác định bản vẽ chi tiết chế tạo phôi:

PHẦN IV : THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

Xác định đường lối công nghệ:

Trang 7

Với khối lượng chi tiết và sản lượng hàng năm như trên, dạng sản xuất là hàng loạt lớn, đường lối công nghệ được xác định phù hợp nhất là phân tán nguyên công.

1 Chọn phương pháp gia công:

Đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn, muốn chuyên môn hoá cao để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây ta dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo

2 Lập tiến trình công nghệ:

2.1 Phân tích các bề mặt làm chuẩn công nghệ:

Gối đỡ là chi tiết dạng hộp Khối lượng gia công chi tiết dạng hộp chủ yếu là tập trung vào việc gia công các lỗ Muốn gia công nhiều lỗ trên nhiều bề mặt khác nhau qua các giai đoạn thô, tinh cần tạo nên một chuẩn tinh thống nhất cho chi tiết hộp Chuẩn đó thường là một mặt đáy và 2 lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt đáy đó

Nguyên công đầu tiên phải là gia công tạo mặt chuẩn Việc chọn chuẩn thô cho nguyên công này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến lượng dư gia công cũng như độ chính xác ở các nguyên công tiếp theo

Với chi tiết gối đỡ này ta có nhiều phương án chọn chuẩn thô Nhưng để đảm bảo những yêu cầu chọn chuẩn thô ta sẻ chọn chuẩn thô là bề mặt đáy và 2 lỗ ø12 vì:+ Bề mặt này có lượng dư gia công nhỏ và đều nên đảm bảo phân phối đủ và đều lượng dư gia công

+ Bề mặt gia công là mặt phẳng nên tạo thuận lợi cho việc gia công và gá đặt chi tiết nhanh khi gia công và lắp ráp

+ Đảm bảo vị trí tương quan giữa các lỗ và mặt đáy với độ dịch chuyển sai khác là nhỏ

Trang 8

2.2 Xác định các nguyên công gia công và trình tự các nguyên công:

2.2.1 Các nguyên công gia công:

+ Gia công bề mặt đáy đạt Rz40 gồm các bước gia công phay thô và phay tinh.+ Gia công bề mặt trên đạt Rz40 gồm các bước gia công phay

+ Gia công lỗ ø 12 ,Ta chọn phương pháp gia công là khoan và khoét

+ Gia công lỗ ø 16±0.018 đạt độ bóng Ra= 1,25 Ta chọn phương pháp gia công, có các bước là khoan ,khoét và doa

+ Gia công lỗ ø 20±0.032 với độ bóng Ra= 1,25 Ta chọn phương pháp gia công có các bước là khoan, khoét và doa

+ Gia công 2 mặt bên đạt Rz=40 Ta chọn phương pháp gia công là phay

2.2.2 Trình tự các nguyên công :

+ Nguyên công 1: Gia công mặt đáy đạt Rz40

+ Nguyên công 2: Gia công 2 mặt trên đạt Rz40

+ Nguyên công 3: Gia công 2 lỗ ø12

+ Nguyên công 4: Gia công 2 mặt bên đạt Rz=40

+ Nguyên công 5: Gia công 1 lỗ ø16 đạt độ bóng Ra= 1,25

+ Nguyên công 6 : Gia công 2 lỗ ø 20 đạt độ bóng Ra= 1,25

+ Nguyên công 7 : Kiểm tra độ song song 2 lỗ ø16 và ø20

3 Thiết kế nguyên công:

+ Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ

- Sản lượng: 6000 chiếc/ năm

- Vật liệu GX 15-32

- Dạng sản xuất: hàng loạt lớn

3.1 Nguyên công 1: Gia công mặt đáy

Trang 9

2

- Định vị: Chi tiết được định vị 3 bậc tự do

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với mặt đáy

- Chọn máy: Máy phay đứng 6H11

Công suất động cơ chính: 4, 5kW

Trang 10

• Tra tính chế độ cắt:

Lượng dư gia công: 2,5mm.

 Khi phay thô mặt phẳng.

- Lượng chạy dao răng Sz

Sz = 0,26mm/răng (Bảng 5-33, Sổ tay CNCTM II, trang 29).

kMV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

(Bảng 5-1 và 5-2 Sổ tay CNCTM II, trang 6 và 7)

.1416,3

846,100.1000

245.1416,3.1501000

(m/phút)

- Lượng chạy dao phút :

Sph = Sz.z.n = 0,26.14.245 = 891,8 (mm/phút.)

Trang 11

- Công suất thực tế của máy :

Ne = 4,2 kw (Bảng 5-130, Sổ tay CNCTM II, trang 118).

 Khi phay tinh mặt phẳng.

S = 2,5 (mm/vòng )(Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Vậy lượng chạy dao răng:

14

5,2

.1416,3

888,114.1000

245.1416,3.1501000

(m/ phút )Lượng chạy dao phút:

Sph = Sz.z.nm = 0,18.14.245 = 617,4 (mm/ phút.)Công suất thực tế:

Ne = 4,2 kw (Bảng 5-130, Sổ tay Công nghệ II).

tc T T T T

T = 0 + + + (Thiết kế Đồ án CNCTM, trang 54).

Trong đó : To - thời gian cơ bản

Tp - thời gian phụ (10%T0)

Trang 12

2

Tpv - thời gian phục vụ chỗ làm việc (11%T0)

Ttn - thời gian nghĩ tự nhiên của công nhân(5%T0)

i n S

L L L T

2 1 0

++

=

L - chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 - chiều dài ăn dao (mm)

L2 - chiều dài thoát dao (mm)

( ) (0,5 3)

1 = t D−t + ÷

)52(

2 = ÷

L (mm) Chọn L2 = 3 mm

- Khi phay thô

924,173)5,1150(5,1

212,0245.26,0.14

3924,17168

267,0212,0)05,011,01,01

298,0245

.5,2

3646,11168

376,0298,0)05,011,01,01

=

3.2 Nguyên công 2: Phay mặt trên

Mặt sau định vị 2 bậc tự do bằng 2 chốt tì

Mặt đáy định vị 3 bậc tự do Mặt bên định vị 1 bậc tự do bằng 1 chốt tì

Trang 13

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc mặt đáy

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn

- Chọn máy: Máy phay đứng 6H11

Công suất động cơ chính: 4, 5kW Bàn làm việc: 250x1250 mm2

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16 Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

- Chọn dao: Dao phay ngón (D/z = 30/4) có gắn hợp kim cứng BK8

 Tra tính chế độ cắt:

Lượng dư gia công: 2 mm

Trang 14

• Khi phay mặt phẳng

- Lượng chạy dao vòng

S = 0,15mm/ vòng (Bảng 5-36, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Lượng chạy dao răng Sz

0375,04

15,0

trong đó kMV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

.1416,3

7594,132.1000

1442.1416,3.301000

Trang 15

Ne = 3,1kw (Bảng 5-145, Sổ tay CNCTM II, trang 130).

tc T T T T

i n S

L L L T

2 1 0

++

=

( ) (0,5 3)

1 = t D−t + ÷

)52(

2 = ÷

L (mm) Chọn L2 = 4 mm

- Khi phay thô : t = 2mm

48,103)230(2

178,01442.15,0

448,1024

224,0178,0)05,011,01,01

=

3.3 Nguyên công 3: Khoan, khoét 2 lỗ Ø 12.

Mặt trước định vị 2 bậc tự do bằng 2 chốt tì

Mặt trên định vị 3 bậc tự do Mặt bên định vị 1 bậc tự do bằng 1 chốt tì

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp cùng chiều với hướng khoan

Trang 16

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn.

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H135

Đường kính lớn nhất khoan được Ø 35 mm

Công suất động cơ chính: 4 kW

Trang 17

• Tra tính chế độ cắt:

 Khoan lỗ Ø8

- Chiều sâu cắt t:

t = 0,5.D = 0,5.8 = 4 (mm.)

- Lượng chạy dao S

S = 0,24 (mm/ vòng) (Bảng 5-25, Sổ tay CNCTM II, trang 21).

- Tốc độ cắt V khi khoan

v y m

q

v k S T

D C V

v k k k

k =

kMV - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

9355,0200

HB k

(Bảng 5-1 và 5- 2, Sổ tay CNCTM II, trang 6).

kuv - hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

kuv = 1 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

klv - hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan

klv = 1 (Bảng 5-31, Sổ tay CNCTM II, trang 24).

9058,339355,024,0.25

8.7,14

55 , 0 125 , 0

25 , 0

.1416,3

9058,33.1000

1400.1416,3.81000

S = 0,7mm/ vòng (Bảng 5-26, Sổ tay CNCTM II, trang 22).

Trang 18

- Tốc độ cắt V khi khoét

v y x m

q

v k S t T

D C V

v k k k

k =

9355,0200

HB k

kuv = 0,83 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

798,591.83,0.9355,07,0.2.30

12.105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0

.1416,3

798,59.1000

1400.1416,3.121000

Trang 19

 Thời gian nguyên công :

tn pv p

tc T T T T

i n S

L L L T

2 1 0

++

=

)52(

2217

1622,01287,0)05,011,01,01

217

1

n S

L L

0427,00339,0)05,011,01,01

=

3.4 Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên đạt R z = 40.

Chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do

Chốt trám định vị 1 bậc tự do

Mặt đáy định vị 3 bậc tự do

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn

- Chọn máy: 6H81

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Công suất động cơ chính: 4, 5kW

Trang 20

- Lượng chạy dao S (mm/ răng)

S = 0,18 (mm/ răng)(Bảng 5-177, Sổ tay CNCTM II, trang

Trang 21

57,140.1000

196.1416,3.2501000

(m/phút)

- Lượng chạy dao phút :

Sph = Sz.z.n = 0,18.32.196= 1128,96 (mm/phút.)

- Công suất thực tế của máy :

Ne = 1,9 (kw) (Bảng 5-180, Sổ tay CNCTM II, trang 163).

• Thời gian nguyên công :

tn pv p

tc T T T T

Trang 22

i n S

L L L T

2 1 0

++

=

( ) (0,5 3)

1 = t D−t + ÷

)52(

2 = ÷

L (mm) Chọn L2 = 4mm

t = 96mm

59,1243)96250(96

261,0196.32.18,0

459,124166

328,0261,0)05,011,01,01

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với mặt dáy

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy đứng yên, dao khoan và khoét chuyển động quay tròn

- Chọn máy: máy khoan đứng 2H135

- Chọn dao: Dao mũi khoan ruột gà P18 Ø12, mũi khoét BK8 Ø15 và dao doa BK8 Ø16

2

Trang 23

 Tra tính chế độ cắt:

• Khoan lỗ Ø12

- Chiều sâu cắt t:

t = 0,5.D = 0,5.12 = 6 (mm.)

- Lượng chạy dao S :

S = 0,32 (mm/ vòng) (Bảng 5-25, Sổ tay CNCTM II, trang 21).

- Tốc độ cắt V khi khoan

v y m

q

v k S T

D C V

v k k k

k =

9355,0200

HB k

kuv = 1 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

1518,289355,032,0.60

12.1,17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

.1416,3

1518,28.1000

Trang 24

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

nm = 700 (vòng/ phút.)

- Vận tốc thực tế

376,261000

700.1416,3.121000

S = 0,7 (mm/ vòng )(Bảng 5-26, Sổ tay CNCTM II, trang 22).

- Tốc độ cắt V khi khoét

v y x m

q

v k S t T

D C V

v k k k

k =

9355,0200

HB k

kuv = 0,83 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

264,681.83,0.9355,07,0.5,1.30

15.105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0

.1416,3

264,68.1000

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	1,26 MB