thiết kế gia công chi tiết gối đỡ phụ

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các nghành kinh tế

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trong các nghành kinh tế nói chung và đặc biệt là nghành cơ khí đòi hỏi

kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và 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 chương trình đào tạo

kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục

vụ các nghành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và làmquen với nhiệm vụ thiết kế,trong chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là không thể thiếu được đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy khi kết thúc môn học

MỤC LỤC

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết trang 4

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết trang 5

III Xác định dạng sản xuất trang 5

IV Chọn phương pháp chế tạo phôi trang 6

V Tra cấp chính xác lỗ trang 6

VI Kiểm tra độ bóng bề mặt gia công trang 6

VII Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư

cho các bề mặt còn lại trang 8

VIII Tính chế độ cắt cho một nguyên công

và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại trang 10

IX Xác định thời gian nguyên công trang 28

X Thiết kế đồ gá cho nguyờn cụng gia cụng lỗ 30 mm trang 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Công nghệ chế tạo máy tập I,tập II

2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I

3 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II

4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III

5 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I-1976

6 Atlas đồ gá (Trần Văn Địch)

7 Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá (Lê Văn Tiến-Trần Văn

Trần Xuân Việt)

8 Nguyên lý gia công vật liệu (Nguyễn Duy-Bành Tiến Long-Trần Thế Lục)

9 Giáo trình vật liệu học (Nghiêm Hùng)

NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN

 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

- Căn cứ vào bản vẽ chi tiết thân gối đỡ phụ với vật liệu là GX15-32 (gangxám 15-32)

- Ta thấy rằng chi tiết này có chức năng đỡ phụ cho đầu kéo máng cào, đượclắp với thân máy bằng vít, chi tiết có lỗ bậc để đưa trục ra, lắp vòng bi và vòngchắn cao su để chắn bụi và dầu Như vậy có thể coi chi tiết thân đỡ này như mộtchi tiết dạng bạc

- Tra cấp chính xác:

- Lỗ 0 , 01

03 , 0

150 



  cấp chính xác : 0 , 004

021 , 0

160 



  Cấp chính xác: 0 , 043

143 , 0

Nếu như Thép là kim loại có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng rấtnặng, độ bền cao và độ dai va đập Thì, gang lại là vật liệu có cơ tính không cao,

độ bền thấp, độ dẻo và độ dai va đập thấp, có thể coi là vật liệu giòn Tuy vậy vớibạc đỡ làm việc trong điều kiện không quá khắc nghiệt, mặt làm việc luôn chịu masát và mài mòn thì gang xám lại có ưu điểm: trong gang xám có thành phần Grafit

có khả năng tự bôi trơn nên làm tăng tính chống mài mòn Hơn nữa, gang là vậtliệu khá rẻ, dễ gia công cắt gọt bởi phoi là phoi vụn (do sự có mặt của Grafit), làvật liệu có tính chảy loãng cao, rất thích hợp cho phương pháp chọn phôi là phôiđúc Nếu chọn được phương pháp đúc hợp lý sẽ nâng cao được cơ tính của vậtliệu

 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU:

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những yêucầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quantrọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng lao động, tăng hệ số sửdụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

Chi tiết bạc đỡ (hình trên) được chế tạo bằng phương pháp đúc từ gang xám

GX15-32 Chọn phương pháp đúc trong khuôn cát Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chi tiết có những nhượcđiểm sau:

- Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạnghướng kính cần được lưu ý

- Chi tiết có lỗ bậc nên khó khăn trong việc gá đặt và gia công

- Mặt làm việc (mặt lỗ 150) yêu cầu độ nhám Ra=1,25( ccx6) và ặt lỗ 100(ccx7) là hợp lý vì 150 dùng để lắp ổ bi nên cần độ chính xác cao và 100 dùng đểlắp vòng chặn nên ccx7 là đủ - Với mặtngoài (160), yêu cầu CCX9 là hợp lý

- Các mặt còn lại không có vấn đề gì khó khăn khi gia công để đạt được độbóng và độ chính xác.

Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu như ở trên, nhìn chungchi tiết có tính công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạt vừa

 I XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

- Trọng lượng của chi tiết được xác định:

Q1 = V  (kg)

Q1: Trọng lượng chi tiết (kg)

: Trọng lượng riêng của vật liệu

N1 = 400: Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong một năm( bảng 2.6)

m : só lượng chi tiết trong 1 sản phẩm

 : số lượng dự phòng do sai hang khi tạo phôI gây ra Chọn  = 5%

 : lượng sản phẩm dự trũ cho hang hóc và phế phẩm trong quá trình giacông cơ Chọn  = 5%

440 ) 100

10 _ 1 ( 1



N

IV CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI :

Vật liệu để chế tạo gối đỡ phụ là gang xám GX15-32 và chi tiết có dạng bạc.Phương pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một số ưu điểm đặc biệtquan trọng mà phương pháp khác không có được:

- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo

- Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ

- Giá thành tạo khuôn rẻ

- Ngoài ra, nếu chọn được phương pháp đúc hợp lý sẽ cho vật đúc cơ tínhcũng rất cao

Bên cạnh đó, nó có một số nhược điểm:

dư lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối lượng lớn Không thích hợp cho sảnxuất hàng loạt lớn và hàng khối Phương pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá

và tự động hoá

V.TRÌNH TỰ NGUYÊN CÔNG

1 Nguyên công I: Tiện thô mặt đầu phía trục ra, mặt ngoài 160, mặt A, mặt trong 81

Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và măt đầu

Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm,

hạn chế 5 bậc rự do

.

1.2 Chọn máy:

Thực hiện trên máy tiện vạn năng T620

- Tiện mặt đầu: Dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh thép gió, kích thướcdao 25x16x45o

- Tiện ngoài và mặt A: Dao tiện rãnh thân cong gắn mảnh thép gió, kíchthước dao 25x16x140

2 Nguyên công II: Tiện thô mặt đầu còn lại, mặt ngoài 210, mặt B, mặt trong

1.1 Định vị:

Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và măt đầu

Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự

Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và măt đầu

Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định

Thực hiện trên máy tiện T620.

Chuẩn định vị là mặt đẩu, lỗ trong khống chế 5 bậc tự do Dùng thêm một chốt trụ

tỳ vào mặt lồi để chống xoay Định và kẹp chặt trên đồ gá khoan khống chế 6 bậc

tự do Toàn bộ đồ gá được đặt trên bàn quay phân độ Sauk hi gia công xong một

lỗ ta phân độ 900 và gia công lỗ tiếp theo

1.2.Chọn máy:

Thực hiện trên máy khoan đứng: K125

1.3 Chọn dao:

Chọn dao khoan và dao doa có phần cắt gắn mảnh hợp kim cứng

- Dao khoan ruột gà đuôi côn: Kích thước dao:250x170.Đường kính dao

Chuẩn định vị mặt A và mặt trong khống chế 5 bậc tự do, ding thêm một chốt trám

để chống xoay.Định vị và kẹp chặt trên đồ gá khoan, khống chế 6 bậc tự do.Toàn

bộ đồ gá được đặt trên bàn quay phân độ Sau khi gia công xong một lỗ ta phân độ

900 và gia công lỗ tiếp theo

Thực hiện trên máy khoan đứng: K125

Chọn dao khoan và tarô có phần cắt gắn mảnh hợp kim cứng.

- Dao khoan ruột gà đuôi côn: Kích thước dao:250x170 Đường kính 10

- Dùng tarô ngắn có cổ dùng cho ren hệ mét Đường kính 12

7 Nguyên công VII: kiểm tra độ đồng tâm của 160, 150, 100 Kiểm tra độ vuông góc của đường tâm đó với mặt đầu phía nối với thân máy.

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 150

Phôi đúc, khối lượng 14,85 kg Gia công lỗ bằng 2 nguyên công tiện thô và tiệntinh

Lượng dư gia công tối thiểu:

) (

2

1 1

 - sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiên

*Nguyên công tiện thô:

) (

k độ cong đơn vị lấy theo bảng 3.7 HDTKĐA

L = 52(mm) chiều dài của lỗ gia công

D = 150(mm) đường kính lỗ gia công

) ( 67 , 110 )

150 7 , 0 ( ) 50 7 , 0

50 m

R Ztho   Bảng 3.5 HDTKĐA

) ( 53 , 5 05

2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại:

- Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có:

Lượng dư gia công các lỗ bậc còn lại: 2Z = 3,5(mm)

Lượng dư gia công mặt A và mặt đàu phía trục ra: Z = 4(mm)

Lượng dư gia công mặt B và mặt đầu nối với thân máy: Z = 3,5(mm)

Lượng dư gia công mặt trụ ngoài 160: 2Z = 4(mm)

Lượng dư gia công mặt trụ ngoài 210: 2Z = 3,5(mm)

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

I nguyên công I: tiện thô mặt đầu, mặt ngoài 160, mặt A và mặt trong 81

1.1 Lượng dư gia công:

-Tiện mặt đầu và tiện mặt A: gia công một lần với lượng dư: Z = 2(mm)

-Tiện 160: tiện thô với lượng dư: 2Z = 3(mm)

-Tiện 81: tiện thô với lượn dư: 2Z = 1,75(mm)

1.2 Chế độ cắt:

1.2.1 Chiểu sâu cắt:

-Tiện mặt đầu và tiện mặt A: t = 2(mm)

-Tiện 160: tiện thô với lượng dư: t = 1,5(mm)

-Tiện 81: tiện thô với lượn dư: t = 0,875(mm)

1.2.2 Lượng chạy dao:

-Tiện mặt đầu và tiện mặt A: S= 1(mm/vòng)

-Tiện 160: S = 1(mm/vòng)

-Tiện 81: S = 0,2(mm/vòng)

1.2.3 Tốc độ cắt:

-Tiện mặt đầu:

1000 008 , 81

1000

.

ph v D

.

ph m D

1000 008 , 81

1000

.

ph v D

.

ph m D

1000 672 , 81

1000

.

ph v D

 100 , 53 ( / ).

1000

160 200 1000

.

ph m D

1000 528 , 117

1000

.

ph v D

.

ph m D

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt

II Nguyên công II: Tiện thô mặt đầu, mặt ngoài 210, mặt B, 150, mặt C,

1000 008 , 81

1000

.

ph v D

 98 , 96 ( / ).

1000

210 150 1000

.

ph m D

1000 632 , 91

1000

.

ph v D

.

ph m D

1000 408 , 64

1000

.

ph v D

.

ph m D

1000 528 , 117

1000

.

ph v D

.

ph m D

 Vt = 177 0,83 0,8 1 = 117,528 (m/ph).

100

1000 528 , 117

1000

.

ph v D

.

ph m D

1000 96 , 92

1000

.

ph v D

.

ph m D

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt

III Nguyên công III : tiện tinh mặt đầu, 150 mặt C và 100

1.1 Lượng dư gia công:

- Tiện mặt đầu: Z= 0,2(mm)

1000 496 , 208

1000

.

ph v D

.

ph m D

 nt = 317 , 04 ( / ).

150

1000 4 , 149

1000

.

ph v D

.

ph m D

1000 4 , 149

1000

.

ph v D

.

ph m D

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt

IV Nguyên công IV: tiện tinh 160.

1.1 Lượng dư gia công:

- Mặt ngoài 160: 2Z =1(mm)

1.2 Chế độ cắt:

1.2.1 Chiểu sâu cắt:

1000 4 , 149

1000

.

ph v D

.

ph m D

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt

V Nguyên công i: Khoan 4 lỗ 26.

Vtt =

1000

300 26 14 , 3 1000

.



m

n D

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy K125 đã đảm bảo công suất cắt

VI Nguyên công VI: khoan và ta rô 4 lõ M12x25.

1 Chế độ cắt:

1.1 Khi khoan:

* Chiều sâu cắt: t = 0,5D = 5(mm) Khoan sâu xuống l = 25(mm)

* Lượng chạy dao: S = 0,32(mm/vòng)

* Tốc độ cắt khi khoan: m v q y k v

S T

D C

V 

Bảng 5.28 STCNCTMII

20 , 0

30 , 0

45 , 0

2 , 34

C v

Hệ số điêuf chỉnh tốc độ cắt tính đế các điều kiện cắt thực tế:

lv uv Mv

v k k k

kMv= 1,3: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

kuv = 0,83: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

klv = 1: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan

079 , 1 1 83 , 0 3 ,



v k

T = 45 : chu kì bền

84 , 16 079 , 1 32 , 0 45

8 , 10 2 , 34

3 , 0 2 , 0

45 , 0





* Mô men cắt và lực chiều trục:

y q M

x C D S k

Tra sổ tay CNCTMII ta có:

8 , 0 2

021 , 0







y q

C M

031 , 1 ) 190

200 ( ) 190 (  0 , 6 



P

HB K

Mx 10.0,021.1120,320,81,031= 10,53(Nm)

y q

p D S K C

P0  10

Tra STCNCTMII ta có: 10,8

7 , 42







y q

.

kw n

14 , 3

84 , 16 1000

1000

phut vong D

V

Chọn theo máy có: n = 500(vòng/phút)

Vtt= 17.27(m/ph)

Nctt = 0,54(kw)

1.2 Khi tarô:

* Chiều sâu cắt: t = 1(mm)

* Lượng chạy dao: S = 0,32(mm/vòng)

* Tốc độ cắt: V = 10(m/ph) với bước ren P = 1(mm)

) / ( 27 , 265 12

Chọn theo máy: n = 300(vòng/phút)

) / ( 3 , 11 1000

300 12

1.3 Công suất cắt.

Để đảm bảo công suất máy đạt yêu cầu Ta chỉ cần tra công suất cắt cho bướcnguyên công có công suất cắt lớn nhất Khi tarô lực cắt và momen cắt nhỏ hơn sovới khi khoan do vậy ta chọn công suất máy và thiết kế đồ gá theo bước khoan

Tra STCNCTM Ta có công suất cắt cho bước nguyên công này như sau:

NC = 2,4 (KW)

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy K125 đã đảm bảo công suất cắt

VIII THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN LỖ M12X25

1 Các bước gia công: Khoan 4 lỗ 11 với chiều sâu 25 mm sau đó ta rô để được 4

lỗ M12x25

Khi tarô thì lực cắt và momen cắt nhỏ hơn so với khi khoan do vậy ta thiết kế đồ

gá theo bước khoan

x C D S k

Tra sổ tay CNCTMII ta có:

8 , 0 2

021 , 0







y q

C M

031 , 1 ) 190

200 ( ) 190







y q

Phương trình cân bằng:

)

.

2 (

).

(

1 1

R f d

R K M W

R f W P R K d

R: khoảng cách từ tâm mũi khoan đến tâm chi tiết

R1: Khoảng cách từ tâm phiến tỳ đến tâm chi tiêt

M = 10,53(Nm): mômen xoắn trên mũi khoan do lực cắt gây ra

d = 11(mm): đường kính mũi khoan

f = 0,1: hệ sô ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ

P0 = 1946,25(N): lực dọc trục

K = k0.k1.k2.k3.k4.k5.: hệ số tính toán

k0 = 1,5: hệ sô an toàn

k1 = 1,2: hệ số phụ thuộc vào lượng dư không đều khi gia công thô

k2 = 1: hệ số phụ thuộc vào lượng mòn làm tăng lực cắt

k3 = 1: hệ số phụ thuộc vào lực cắt khi không cắt liên tục

k4 = 1,3: hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực kẹp

k5 = 1,5: Hệ số phụ thuộc vào mômen làm lấp phôi quanh điểm tựa, khi định

vị trên các phiến tỳ

K = 1,5.1,2.1.1.1,3.1,5 = 3,51

) ( 78 , 3093 )

25 , 1846 2

, 1 1 , 0 11 , 0

9 , 0 51 , 3 53 , 10 2

[] = 600 MPa = 60 KG

(Tra giáo trình vật liệu học Nghiêm Hùng - Trang 190 với thép làm bulông là thép C45)

Mômen xiết bulông:

1

2 2 2 2 2

gd ctlr ld m k c

 ctlr =  2 2 2 2 2

c ld m k

78 , 3093 8 , 0

= 51,5 (m) m=  N : Là sai số mòn của đồ gá

 = 0,2: Vì định vị trên phiến tỳ, chuẩn tinh.

N = 400: Số lượng chi tiết được gá trên đồ gá

 m= 0,2 400 = 4 (m)

lđ = 10 m: Sai số do lắp đặt, điều chỉnh đồ gá

C= 0: Sai số chuẩn do định vị chi tiết

(ở đây chuẩn định vị trùng gốc kích thước)

X XÁC ĐỊNH THỜI GIAN NGUYÊN CÔNG

Thời gian gia công cơ bản (T0) là thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hìnhdạng, kích thước và tính chất cơ lý của chi tiết

Thời gian gia công cơ bản được tính theo công thức:

n S

L L L T

.

2 1 0





Trong đó:

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2 - Chiều dài thoát dao(mm)

S: Lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n: Số vòng quay hoặc số hành trình kép trong một phút

Tuỳ từng sơ đồ gia công ta có công thức tính cụ thể trong bảng 2732 trang 55(HDTKĐACN)

1 Nguyên công I: Tiện thô mặt đầu, mặt ngoài 160, mặtA, mặt trong 81

* tiện mặt đầu:

n S

L L L T

.

2 1 0





) ( 5 , 39 21

81 2

160 2

d D

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

1

3 2 5 , 39

T    

*Tiện mặt A:

n S

L L L

T

.

2 1 0





) ( 5 , 52 21

160 2

265 2

d D

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

1

3 2 5 , 52

T    

* tiện mặt ngoài 160:

n S

L L

T

.

1 0

12 mm

L 

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

t



L2 = 3 (mm)

) ( 17 , 0 500 2 , 0

3 2 12

L L L

T

.

2 1 0





) ( 30 21

150 2

210 2

d D

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

3 2 30

T    

* Tiện mặt B:

n S

L L L

T

.

2 1 0





) ( 5 , 27 2

210 2

265 2

d D

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

t



L2 = 3 (mm).

) ( 217 , 0 150

1

3 2 5 , 27

T    

* Tiện mặt ngoài 210:

n S

L L

T

.

1 0

L L

T

.

1 0



L=59,7(mm)

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

t



) ( 493 , 0 2 250 1

2 7 , 59

* Tiện mặt trong 135 và mặt D:

i n S

L L

T

.

1 0



L = 23,5(mm)

) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60

5 , 1 ) 2 5 , 0

tg tg

t



) ( 51 , 0 2 100 1

2 5 , 23

* Tiện mặt trong 100 và mặt E:

i n S

L L

T

.

1 0

