thiết kế chi tiết thân giá đỡ H16

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN GIÁ ĐỠ H16 ĐHSPKT HƯNG YÊNLời 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 ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo,cụ giỏo trong khoa cơ khớ đặc biệt là thầy giáo Trần Văn Thắng đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.Do mặt hạn chế về thời gian và tài liệu lờn đồ án của em cũn nhiều thiếu sút mong thầy cụ thụng cảm đúng gúp ý kiến cho em.Giỳp em hoàn thành tốt đồ ỏn. Em xin chân thành cảm ơn.Đồ án môn họcCông Nghệ Chế Tạo Máy

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 cụthể thờng gặp trong 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 tạosản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đ ợc các chỉtiêu 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 trìnhthiết 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 củangành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo chosinh 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

Đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo,cụ giỏo trong khoa cơ khớ đặc

biệt là Cụ giáo Vũ Thị Quy đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.Do

mặt hạn chế về thời gian và tài liệu lờn đồ ỏn của em cũn nhiều thiếu sút mongthầy cụ thụng cảm đúng gúp ý kiến cho em.Giỳp em hoàn thành tốt đồ ỏn

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy thõn giá đỡ là chi tiết dạng hộp.Do thõn giá

đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Thõn giỏ đỡ làmnhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trong không giannhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Sau khi gia công xong thõn giá

đỡ sẽ đợc lắp bạc làm nhiệm vụ đỡ trục.Trên thõn giá đỡ có nhiều mặt phải giacông với độ chính xác khác nhau và cũng có một số bề mặt không phải gia công

Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ Φ40.Cần gia công mặt phẳng đáy và các lỗ

Φ30, Φ22 chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảm bảo sự tơng quan của lỗ

Φ40 với các bề mặt gia công và kích thớc từ tâm lỗ Φ40 đến mặt phẳng đứng là :

Đối với nhiệm vụ gia công mặt dới của giá đỡ cần phải gia công chính xáccác mặt bậc để đảm bảo khi lắp ghép với nửa trên chỉ có mặt làm việc tiếp xúcvới nửa trên còn các mặt khác đảm bảo có khoảng cách để tránh siêu định vị

đồng thời phải đảm bảo sự tơng quan của lỗ Φ40 với các bề mặt gia công

Vật liệu sử dụng là : GX 18-36 , 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 = 18 kg/mm2 [δ]bu = 36 kg/mm2

II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

Mặt trên của giá đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biếndạng có thể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao

Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiềunguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá

đặt nhanh

Chi tiết thõn giá đỡ đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc Kết cấu tơng đối

đơn giản , tuy nhiên khi gia công các lỗ vít , lỗ định vị và lỗ làm việc chính Φ40cần phải gia công cho chính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

Các bề mặt cần gia công là :

1. Gia công bề mặt phẳng đáy A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh chonguyên công sau

2. Gia công mặt trên B để làm chuẩn gia cụng lỗ Φ 70

3. Gia công lỗ Φ70 để làm mặt chuẩn gia cụng mặt C

4. Gia công lỗ Φ22 và M20 dựng để định vị gia cụng cỏc bề mặt sau này

5. Gia công 2 mặt phẳng đầu Φ60 cùng với nửa trên

6. Gia cụng mặt đỏy D

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (20000 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

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

V - Thể tích của chi tiết: V= 1,3 dm3

Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo, phương pháp hình thànhphôi, xác định lượng dư gia công cho các bề mặt, tính toán kích thước và quyếtđịnh dung sai cho quá trình chế tạo phôi.

Chọn loại phôi :

Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, loại vật liệu, điều kiện

kỹ thuật, dạng sản xuất Có nhiều phương pháp tạo phôi khác nhau:

• Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp

chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ…dùngtrong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn, hàng khối

• Phôi dập: thường dùng cho các loại chi tiết như: trục răng côn, trục răng

thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trụckhuỷu…Các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máydập đứng Đối với chi tiết đơn giản thì dập không có ba via, còn chi tiếtphức tạp dập sẽ có ba via

• Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay

phôi bằng phôi rèn tự do

• Phôi đúc: được dùng cho các chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng

hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập…Vật liệu dùng chophôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác Đúc đượcthực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và cácphương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo khuôn mẫu chảy

Theo bài: với vật liệu: GX 18-36 ta có thể chọn phương pháp như phôi đúc

Khi chọn phôi phải chú ý hình dáng kích thước và chất lượng bề mặt phôigần chi tiết thực nhằm giảm tiêu hao kim loại, khối lượng gia công trên máy,giảm tiêu hao dụng cụ cắt, năng lượng và các tiêu hao khác

2.Các phương pháp chế tạo phôi

Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôiliệu chiếm từ 20 - 50% giá thành sản phẩm Chọn phôi hợp lý sẽ góp phần đảmbảo yêu cầu kỹ thuật mà còn giảm chi phí, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế -

kỹ thuật của quá trình sản xuất

Nhiệm vụ đặt ra là phải chọn đúng chủng loại vật liệu phôi và phương pháp chếtạo phôi nhằm mục đích chính:

- Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

- Đảm bảo chi phí gia công nhỏ nhất, góp phần giảm chi phí sản xuất

Khi chế tạo phôi cần chú ý:

- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tiêu hao lao động để gia côngnhiều, tốn năng lượng, dụng cụ cắt vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng

- Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biếnphôi thành chi tiết hoàn thiện, làm ảnh hưởng tới các bước nguyên công và cácbước gia công

Như vậy việc xác định phương pháp tạo phôi dựa trên các cơ sở sau đây :

- Kết cấu hình dáng, kích thước của chi tiết

- Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi

- Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất

- Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp

- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kĩ thuật của phương pháp tạo phôi

Vì vậy chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chitiết Để xây dựng phương án tạo phôi hợp lý ta so sánh các phương án tạo phôisau:

1) Đúc trong khuôn cát:

Phương pháp này tương đối phổ biến ở nước ta, làm khuôn dễ dàng giáthành thấp Tuy nhiên chế tạo khuôn mẫu tốn thời gian và độ chính xác phôikhông cao, tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót, vật đúc tồn tạicác dạng rỗ co, rỗ khí, nứt … nên chỉ dung với sản xuất đơn chiếc

2) Đúc áp lực.

Đúc được các vật liệu đúc phức tạp có thành mỏng, đúc được các lỗ nhỏ

có kích thước khác nhau, có độ bóng và chính xác cao, cơ tính của vật liệu tốt,năng suất cao Nhưng khuôn chóng bị mòn do kim loại nóng bào mòn khi đượcdẫn dưới áp lực cao

• Chất lượng bề mặt trong của vật đúc kém do chứa nhiều tạp chất.

4) Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại về cơ bản giống như đúc trong khuôn cát,

• Bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng nên sau khi đúc thường phải ủ

• Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót vv

• Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năngđiền đầy kém

• Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt

• Phương pháp này phù hợp với sản xuất hàng loạt

5) Đúc trong khuôn mẫu chảy.

Vật đúc có độ chính xác và độ bóng rất cao, có thể đúc được các vật phứctạp và có thể đúc được các hợp kim nóng chảy ở nhiệt độ cao, năng suất khôngcao Dùng để đúc kim loại quý hiếm, cần tiết kiệm vật liệu

6) Phôi dập:

Phụi dập thường dựng cho cỏc loại chi tiết sau đõy: trục răng cụn, trụcrăng thẳng, cỏc loại bỏnh răng khỏc, cỏc chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trụckhuỷu…

• Chi tiết đỳc cú độ chớnh xỏc tương đối cao

• Tiờu tốn kim loại nhỏ

- Gia công mặt phẳng A bằng phơng pháp phay dùng dao phay mặt đầu,

đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh

- Gia công mặt B bằng dao phay mặt đầu, trớc tiên là phay thô sau đó làphay tinh

- Gia công mặt C cũng dùng dao phay mặt đầu.Đầu tiên là phay thô sau đóthì phay tinh để đạt cấp chính xác yêu cầu

- Gia công lỗ φ70 để đạt Rz = 1.6 bằng phương phỏp khoột,trước tiờnkhoột thụ sau là khoột tinh.

- Gia công mặt C bằng dao phay mặt đầu.Trớc tiên là phay thô sau đó thìphay tinh

- Gia công lỗ φ 22 và M20 bằng mũi khoan,cắt ren bằng ta rụ

- Gia công mặt đáy D bằng dao phay măt đầu.Vì không yêu cầu về độnhám lên không nhất thiết phải phay tinh mà chỉ cần phay thô

- Gia cụng vỏt mộp mặt đỏy D bằng dao tiện đầu cong

- Gia công mặt EF G H bằng dao phay đĩa

−Gia công lỗφ40 bằng mũi khoan, khoét, dao.Vì đây là lỗ làm viêc quan

trọng nên phải đảm bảo độ chính xác và độ bang cao

- Gia công rãnh bên bằng dao phay đĩa

*Lập thứ tự các nguyên công

Phơng án 1

1 Bớc I : Đúc chi tiết trong kim loại

2 Bớc II : Làm sạch và cắt ba via, cắt đậu ngot đâu rót

3 Nguyên công I: Gia công mặt phẳng đáy A bằng dao phay mặt đầu

4 Nguyên công II : Gia công mặt phẳng B bằng dao phay mặt đầu

5 Nguyên công III: Gia công lỗ Φ70 bằng dao khoột và doa

6 Nguyên công IV: Gia công mặt C bằng phơng pháp phay

7 Nguyên công V: Gia công lỗ Φ22 và Φ20 bằng mũi khoan và Gia côngM20 bằng cách tarô ren

8 Nguyên công VI: Phay mặt đáy D bằng dao phay măt đầu

9 Nguyên công VII: Phay mặt bờn E F G H

10 Nguyên công VIII: Gia công lỗ Φ40 bằng phơng pháp khoét sau đódoa

11 Nguyên công IX: Gia cụng lỗ  30 và  25 bằng phương phỏp khoộtdoa

12 Nguyên công X: Cắt rónh bờn bằng dao phay đĩa

Phơng án 2

1 Bớc I : Đúc chi tiết trong khuôn kim loại

2 Bước II : Làm sạch và cắt ba via,đậu ngot đậu rót

3 Nguyên công I: Gia công mặt phẳng đáy A bằng dao phay mặt đầu

4 Nguyên công II : Gia công mặt phẳng B bằng dao phay mặt đầu

5 Nguyên công III: Gia công mặt lắp ghép C bằng dao phay mặt đầu

6 Nguyên công IV : Gia công lỗ Φ 22 bằng dao khoan thô và tinh

7 Nguyên công V : Gia công ren M20 bằng mũi khoan sau đó tarô ren

8 Nguyên công VI : Gia công lỗ Φ40 bằng dao khoét và dao doa.

9 Nguyên công VII : Gia công mặt D bằng dao phay mặt đầu

10 Nguyên công VIII : Gia công măt bên bằng dao phay đia

11 Nguyên công IX: Gia cụng lỗ  30 bằng phương phỏp khoet và doa

12 Nguyên công X : Gia công ranh bên bằng dao phay đĩa

13 Nguyên công XI:Gia cụng lỗ  70 bằng phương phỏp khúet

Để đảm bảo độ chính xác các mặt gia công của chi tiết thân giá đỡ đặc biệt

độ chính xác của lỗ Φ40, độ vuông góc giữa mặt A và mặt B nên em chọn phơng

án 1.

Nguyên công I : Phay thô, phay tinh mặt đáy A

Định vị:

Chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do: Mặt phẳng lớn khụng chế 3 bậc tự do.Mặtphẳng nhỏ hạn chế 2 bậc tự do

*Chän dao: Tra b¶ng 4.94 ( STCNCTM tËp1) dao phay mÆt ®Çu răng chắp mảnhhợp kim cứng BK8.

Chọn dao theo tiêu chuẩn có :

*Chọn dao: Tra bảng 4.93 ( STCNCTM tập1) dao phay mặt đầu răng chấp mảnhhợp kim cứng BK8.

Chọn dao theo tiờu chuẩn cú :

Chi tiết đợc kẹp chặt từ phải sang bằng cơ cấu ren vớt cú đầu tiếp xỳc nhỏm

*Chọn mũi khoột tra bảng 4.48 ( sổ tay CNCTM tập 1) cú d=69,8mm.Mũi doamỏy cú gắn cỏc lưỡi bằng thộp giú chuụi lắp d = 20 mm cú D = 70 mm,L = 90

mm ,l =40 mm.( s ổ tay CNCTM 1 bảng 4-49)

*Chọn máy doa toạ độ 2B430.

Nguyên công iV: Phay mặt C bằng dao phay mặt đầu

Định vị:

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: định vị bằng phiến tỳ mặt phẳng A đãgia công hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ ngắn vào lỗ Φ70 đã đợc gia công hạnchế 2 bậc tự do, 1 chốt đầu nhỏm vào mặt phẳng D hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt:

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vớt Lực kẹp đi từ trỏi sangphải

*Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12

*Chọn dao: Tra bảng 4.92 ( STCNCTM tập1) dao phay mặt đầu bằng thép gióP18

D(Js) = 40 mm ; L = 20 mm ; d(H7) = 16 mm ; Z = 10

Dao phay mặt đầu răng nhỏ, có then dọc

Góc nghiêng rãnh thoát phoi ω = 25o

nguyên công v: Khoan lỗ Φ22 Φ 20 và gia cụng ren M 20

Định vị :

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: định vị bằng phiến tỳ mặt phẳng A đã giacông hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ ngắn vào lỗ Φ70 đã đợc gia công hạn chế 2bậc tự do, 1 chốt đầu nhỏm vào mặt phẳng D hạn chế 1 bậc tự do

*Tarô Φ20 thành ren M20 bằng dao phay ren răng lược chuụi cụn D = 20 mm ,l

= 102 mm, l = 32 mm (bảng 4 – 142 sổ tay CNCTM tập 1 )

nguyên công vi: phay mặt đỏy D

S n

A A

Định vị:

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: định vị bằng 2 chốt tỳ lên mặt phẳng A đãgia công hạn chế 2 bậc tự do, 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, chốt trỏm hạn chế 1bậc tự do

Kẹp chặt:

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vớt Lực kẹp đi từ phải sang trỏi

*Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12

∗Chọn dao: Tra bảng 4.92 ( STCNCTM tập1) dao phay mặt đầu bằng thép gióP18

D(Js) = 40 mm ; L = 20 mm ; d(H7) = 16 mm ; Z = 10

Dao phay mặt đầu răng nhỏ, có then dọc

Góc nghiêng rãnh thoát phoi ω = 25o

Hoặc dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8

Tra bảng 4.94 :

D = 100 B = 39 d(H7) = 32 Z = 10

nguyên côngVII: Gia cụng 4 mặt E, F, G, H

*Định vị và kẹp chặt:

S n

AA

Định vị:

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: định vị bằng 2 chốt tỳ lên mặt phẳng A đãgia công hạn chế 2 bậc tự do, 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, chốt trỏm hạn chế 1bậc tự do

Kẹp chặt:

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu ren vớt.Lực kẹp từ phải sang trỏi

*Chọn máy: Máy phay ngang 6H82

*Chọn dao: Dùng 2 dao phay đĩa 3 mặt răng ghép lại với nhau phay cùng một lúc trabảng 4.82 ( sổ tay CNCTM tập 1 ) :

2 dao đờng kính D(Js16) = 80 mm ; B = 15mm; d(H7) =27 ; Z =18 mm

Nguyên công VIII: Gia cụng lỗ làm việc chớnh φ40 bằng dao khoột và Doa

*Định vị và kẹp chặt:

S n

AA

Đị

nh vị:

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: định vị bằng 2 chốt tỳ lên mặt phẳng đáy

A đã gia công hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt trụ trỏm vào lỗ Φ70 đã đợc gia cônghạn chế 1 bậc tự do, 2 phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt:

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu ren vớt.Lực kẹp từ phải sang trỏi

*Chọn dao: Mũi khoét lưỡi liền thộp giú chuôi côn tra bảng 4.47 và 4.48 (sổ tayCNCTM tập 1) có: D = 39,6 mm ; L = 180 ; l = 90 ; d = 20

γ = 50; α = 80; ω = 100 ;ϕ0 = 40 ; ϕ0 = 30 ; f = 1 mm

Mũi doa máy có gắn các mảnh hợp kim cứng chuôi lắp tra bảng 4.49

( sổ tay CNCTM tập 1 ) có: D = 40 mm ; L = 55mm; l = 32 mm ,d = 20 mm

*Chọn máy: Doa toạ độ 2B430

Nguyên công Ix: Khoét, doa lỗ Φ30& Φ25

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu ren vớt từ phải sang trái vuông góc vớimặt phẳng C.

*Chọn máy: : Máy phay ngang 6H82

*Chọn dao: Dùng dao phay đĩa 3 mặt răng ghép lại với nhau phay cùng một lúc trabảng 4.82 ( sổ tay CNCTM tập 1 ) :dao đờng kính D(Js16) = 80 ; B (K11)= 5 ;d(H7) =27 ; Z =18

Vi tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d các bề mặt còn lại: