ĐỒ ÁN Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết gối đỡ

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại.. Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết

định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,

điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Viết Tiếp, đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày 9 tháng 11 năm 2005

SV Đàm Văn Thuỳ

Trờng Đại họcBách Khoa Hà nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Khoa Cơ khí Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

Nhiệm vụThiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Họ và tên sinh viên : Đàm Văn Thùy

I Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết gối đỡ

II Các số liệu ban đầu:

Sản lợng hàng năm : 5000 chiếc

Điều kiện sản xuất : Tự chọn

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phơng pháp chế tạo phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

6 Tính lợng d cho một bề mặt (mặt tròn ngoài, mặt tròn trong hoặc mặt phẳng) và tra lợng d cho các bề mặt còn lại

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công (tính cho nguyên công cần thiết

kế đồ gá) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

9 Tính và thiết kế một đồ gá (lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các cơ cấu của đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số

điều chỉnh, sai số chế tạo cho phép của đồ gá, đặt yêu cầu kỹ thuật của

đồ gá, lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá)

Thuyết minh đồ án môn học

công nghệ chế tạo máy

I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

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

Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trợt

Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng

có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu của gối đỡ là lỗ

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

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

- Gối đỡ có kết cấu đủ độ cứng vững cần thiết để khi gia công không bị biến dạng nên 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 nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh Gối đỡ có các lỗ lắp ghép vuông góc với mặt đáy của chi tiết nên đây là chi tiết dạng hộp điển hình ta có thể lấy hai lỗ vuông góc với mặt đáy và mặt đáy đó làm chuẩn tinh thống nhất trong quá trình gia công chi tiết, vì thế việc gia công mặt đáy và hai lỗ đợc ta chọn làm chuẩn tinh cần đợc gia công chính xác

- Kết cấu của gối đỡ tuy tơng đối đơn giản, song cũng gặp khó khăn khi khoả 4 bề mặt bích do không gian gá dao hẹp Điều này ta có thể khắc phục bằng cách chọn loại dao có các thông số hình học hợp lý.

Các bề mặt cần gia công là :

1 Gia công bề mặt phẳng C với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên công sau

chéo nhau cần phải gia công tinh để lầm chuẩn tinh thống nhất cho quá trình gia công cho nguyên công sau

3 Gia công các mặt bích đảm bảo việc gá lắp chặt khi làm việc

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

V - Thể tích của chi tiết

Với các bề mặt không làm việc không cần độ chính xác quá cao, mặt khác ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phơng pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via để chuẩn bị cho việc gia công cơ sau này.

Kết cấu gối đỡ có dạng đối xứng, việc tạo lỗ chính để quá trình gia công cắt gọt sau này nên mặt phân khuôn ta chọn hợp lý đợc thể hiện nh hình vẽ với lõi đợc đặt nằm ngang

Với mặt phân khuôn nh trên ta dễ dàng tạo lòng khuôn, sửa lại lòng khuôn

dễ dàng, dễ dàng lấy chi tiết Việc bố trí cốc rót, đậu hơi đậu ngót nh hình biểu diễn cùng với mặt phân khuôn ta đã chọn đồng thời đảm bảo việc điền đầy dễ

dàng vật liệu vào lòng khuôn mà vẫn đảm bảo vị trí của lõi trong lòng khuôn,

dễ dàng cắt đậu hơi đâụ ngót trong nguyên công chuẩn bị gia công

2- Chọn phơng pháp gia công

ph-ơng pháp gia công lần cuối là doa tinh Các bớc gia công trung gian là: khoét, doa thô

(TKĐA CNCTM), đợc độ bóng cấp 5, phơng pháp gia công lần cuối là phay tinh, các bớc gia công trớc là phay thô

cấp độ bóng là 6, ta có phơng pháp gia công lần cuối là doa thô, các bớc gia công trớc là khoan, khoét Trong 4 lỗ này có 2 lỗ chéo nhau chọn làm chuẩn

định vị nên cần phải qua bớc gia công tinh

bóng cao nên ta chỉ cần khoan lỗ này là đảm bảo yêu cầu

VI Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại

1-Tính lợng d khi gia công lỗ φ40

Với phơng pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, khối lợng phôi 8kg ta có đợc độ chính xác phôi cấp 2, vật liệu GX15-32

Do phôi có lỗ đợc tạo sẵn nên ta chọn quy trình công nghệ gồm 3 bớc:

ta gia công ở các nguyên công trớc

lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức trong bảng 14 (TKĐA

L- Chiều dài chi tiết

Theo bảng 3-87 Sổ tay CNCTM I ,ta có

k là hệ số giảm sai (Hệ số chính xác hoá )

k = 0,05 theo bảng 24 TKĐA CNCTM

)(

Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đờng tâm lỗ sau khi khoét nhân với hệ

min

2 2

2

2 Zb = Rza + Ta + ρ +a εb

Bớc 3:Doa tinh

Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đờng tâm lỗ sau khi doa nhân với hệ

min

2 2

2

2 Zb = Rza + Ta + ρa + εb

1200 60 2,4 0,05

3600 320 65 32,7

39,621 39,941 40,006 40,039

870 220 87 39

39,621 39,941 40,006 40,039

38,751 39,721 39,919 40,000

3600 320 65 33

970 198 81

+ Kiểm tra bớc trung gian: khoét

2- Tra lợng d cho các nguyên công còn lại

Nguyên công I: chế tạo phôi

Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi

Nguyên công III : Phay mặt phẳng đáy

Nguyên công VI : Gia công mặt phẳng A

Nguyên công IX : Kiểm tra

1/ Nguyên công I: Chế tạo phôi

Bản vẽ chế tạo phôi và bản vẽ chi tiết lồng phôi

2/ Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi

a/ Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót:

Bavia vật đúc đợc làm sạch bằng đục hoặc máy mài cầm tay, đậu ngót,

đậu rót của vật đúc đợc cắt bằng búa tay

b/ Làm sạch phôi

Làm sạch phôi là loại bỏ cát và cháy cát dính trên bề mặt phôi đúc Đối với sản xuất hàng loạt lớn đã chọn, chi tiết đợc làm sạch trong tang quay có chứa các mảnh gang, thép nhọn và cứng, cát và cháy cát đợc làm sạch do va

đập

c/ ủ phôi

Do nguội nhanh và không đồng đều giữa phần kim loại bề mặt phôi đúc

và phần kim loại bên trong nên lớp kim loại bề mặt vật đúc thờng cứng và

có ứng suất do đó cần phải ủ phôi để làm đồng đều cơ tính và giảm ứng suất lớp bề mặt

Chế độ ủ bao gồm: tốc độ nung, thời gian ủ, tốc độ nguội và phụ thuộc vào thành phần hoá học, hình dạng, kích thớc của phôi

3/ Nguyên công III: Phay mặt đáy

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống phơng của lực kẹp trùng với phơng kích thớc cần thực hiện

Chọn dao : Dao phay hình trụ răng liền P18 Z=16 răng

Lợng d gia công : phay 2 lần :

,

.

18 229 80

14 3

57 57 1000 1000

= π

Chế độ cắt bớc 2: (phay tinh với Rz =20)

SổTayCNCTM

Các hệ số điều chỉnh:

,

.

25 197 80

14 3

55 49 1000 1000

=

=

= π

= π

Theo bảng 5-139 SổTayCNCTM II, ta có: Nyc = 1,9 Kw < Nm

4 Nguyên công IV: Khoan - Khoét - Doa 4 lỗ φ16 mm

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do, mặt trụ 2 bậc tự do, mặt

đầu 1 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trợt từ trên xuống tạo lực kẹp cùng chiều với lực cắt khi gia công

Chän m¸y : M¸y khoan K125 C«ng suÊt m¸y Nm = 2,8KW

Chän dao : Mòi khoan thÐp giã , mòi khoÐt, doa thÐp giã

5 , 33 1000

1000

=

=

= π

1000

190 80 14 3

.

.

520 16

14 3

26 1000 1000

=

=

= π

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: V D nt m ph

1000

540 16 14 3

,

.

.

35 135 16

14 3

8 6 1000 1000

=

=

= π

1000

135 16 14 3

.

.

662 225

14 3

52 1000

= π

1000

668 25 14 3

= π

5 Nguyên công V: phay 2 mặt đầu

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và 2 lỗ hạn chế 3 bậc tự do (Dùng một chốt trụ ngắn, một chốt trám)

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy

Chọn dao: Dao phay đĩa 2 mặt răng liền P18, đờng kính dao D = 250, số răng Z=22 răng

.

.

12 33 250 14 3

26 1000 1000

= π

Chế độ cắt bớc 2: (phay tinh với Rz = 20)

,

.

.

87 52 250

14 3

5 41 1000

= π

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

1000

250 60 14 3

= π

(hinh ve)

6 Nguyên công VI: Khoả mặt bích.

tự do ( Dùng một chốt trụ , một chốt trám )

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy

Chọn dao : Dao phay ngón và mũi khoan là thép gió

.

.

7 684 20

14 3

43 1000

= π

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: Vtt . D . n , . . 41 , 95 m / ph

1000

668 20 14 3

= π

(Hinh ve)

7 Nguyên công VII : Tính chế độ cắt cho nguyên công khoét, doa lỗ φ40

do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuông góc với mặt đáy

Chọn dao: Mũi khoét, doa thép gió

Chế độ cắt bớc 1: Khoét lỗ φ36

Ta có : + Chiều sâu cắt t = 1,3 mm

+ Lợng chạy dao S =1,5 mm/vòng ( Bảng 5-26, sổ tay CNCTM II)

+ Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức

y x

m

q v

K S t

1 39 8 18

4 0 1

125 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

=

3,39.14,3

88,19.1000

m

q v

K S t

KLV = 1, B¶ng 5-31 (Sæ tay CNCTM II)

⇒ KLV = 1

4 3 3 0 120

7 39 6 15

5 0 1

3 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

=

7,39.14,3

47,4.1000

m

q

S t

0 120

40 6 15

5 0 1 3

0

2 0

.

,

,

, ,

14 3

(Hinh ve)

8 Nguyªn c«ng VIII: khoan lç φ6

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và 2 lỗ hạn chế 3 bậc tự do (Dùng một chốt trụ ngắn, một chốt trám)

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy

,

.

1672 6

14 3

5 31 1000 1000

=

=

= π

1000

1360 6

14 3

= π

(Hinh ve)

9 Nguyên công IX: Phay 4 vấu đầu lỗ đáy.

do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuông góc với mặt đáy

Chọn dao: Dao phay hình trụ răng liền P18 Z= 8 răng

57 , 57 1000

1000

.

(Hinhve)

10 Nguyên công kiểm tra

Kiểm tra độ song song giữa mặt lỗ trụ và mặt đáy (Hình biểu diễn sơ đồ cuối bản thuyết minh)

(Hinh vẽ)

III- Xác định thời gian nguyên công.

Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức sau:

) (

.

n S

L L

=

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

.

S

L L

5 0 5

2 80 5 2 3

5 0

,

,

234 92 1

3 15

5 0 1 80 1 3

5 0

) (

,

,

234 5 2

3 10

,

,

950 35 0

3 5 35

= +

+

=

540 75 0

2 3 35

= +

,

135 4 2

2 2

5 0 5

250 5 3

5 0

5 37 28 5

5 24

5 0 5

250 5 3

5 0

60 5 1

5 24

=

+>Nguyªn c«ng4: Kho¶ mÆt bÝch

( )

.

n S

L L

L=15 mm

) (

,

,

668 6 0

2 3

,

168 5 1

2 3

,

38 4 3

2 2

, ,

5 45 7 2

2 2 120

= +

, ( )

,

,

1360 3

0

2 5 3

L L

668 7 0

2 80

IX Thiết kế đồ gá gá đặt chi tiết cho nguyên công gia công lỗ

đờng kính Φ40

dàng nhận ra rằng với chiều sâu cắt lớn nhất của bớc khoét nên chắc chắn lực cắt sẽ lớn nhất trong các bớc gia công của nguyên công này Vì vậy khi tính toán đồ gá ta chỉ cần tính cho nguyên công khoét là đủ độ cứng vững cần thiết của đồ gá gia công cho cả nguyên công

1-Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công gia công

lỗ Φ40

phải vuông góc với 2 mặt đầu do vậy để gia công đợc ta phải định vị đủ 6 bậc

Chuyển động cắt song song với mặt đáy và vuông góc với lỗ định vị Φ16 ớng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị và vuông góc với chuyển

=

9750

168 31

.160 =

1 39

1000 31

14 2

,

,

.160 = 117115,1 NmmVậy lực kẹp cần thiết W là :

37865 + , K = 1549,8.K ( N )

K: là hệ số an toàn,đợc tính nh sau :

K = Ko.K1 K2 K3 K4 K5 K6

Từ đó tính đợc: K = 1,5.1.1.1.1,3.1,2.1 = 2,34 lấy K = 2,5

Thay vào công thức tính lực kẹp ta có:

W = 1549,8 2,5 = 3874,5 N = 387,45 kg

* Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực.

Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu: khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận lợi

và an toàn Với các yêu cầu nh vậy ta chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu đòn kẹp, kẹp chặt bằng ren

Cơ cấu sinh lực là tay công nhân

Để cơ cấu kẹp bằng ren vít đủ điều kiện làm việc thì đờng kính tối thiểu của trục ren cần thiết là:

Đờng kính ren trung bình của bu lông kẹp chặt nh sau:

Chọn đờng kính bulông tiêu chuẩn là d= 16 mm

4.Chọn cơ cấu dẫn hớng và các cơ cấu khác

*Cơ cấu dẫn hớng

Với đồ gá khoan, khoét, doa thì cơ cấu dẫn hớng là một bộ phận quan trọng không thể thiếu, nó xác định trực tiếp vị trí của dụng cụ cắt và tăng độ cứng vững của chúng trong quá trình gia công

Cơ cấu dẫn hớng đợc dùng là phiến dẫn cố định Do nguyên công gồm nhiều

b-ớc gia công với kích thb-ớc bao của dụng cụ cắt khác nhau nên các bạc đợc ta sử dụng trong nguyên công này đều là là loại bạc thay nhanh

* Các cơ cấu khác

Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc

Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh bản vẽ lắp , thân đợc chế tạo bằng gang

[ ]ε δ ε

ε ε ε

=

2

1 5

1

2 2 2 2 2

gd ctlr ld m k c

gd

c ld m k gd ctlr ε ε ε ε ε

6 Điều kiện kĩ thuật của đồ gá

• Độ không song song giữa đáy mặt tỳ và đấy đồ gá : 0.09mm

tài liệu tham khảo

1- Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts - Trần Văn Địch –19992- Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Pgs-Pts - Trần Văn Địch vàPgs-Pts Nguyễn Đắc lộc –2000

3- Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá Pgs-Pts– Lê Văn Tiến –1999

4- Công nghệ chế tạo máy tập1và 2 Pgs-Pts– Nguyễn Đắc lộc –1999

5- Máy cắt kim loại –Nguễn Thé Lỡng

6- Cơ sở máy công cụ

7- Dung sai –Ninh Đức Tốn