Thiết kế chi tiết gối đỡ trục

Đồ án môn công nghệ chế tạo máy

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học là một công trình nghiên cứu và sáng tạo trong phạm vi củangành học của quá trình học tập nhằm sử dụng vốn kiến thức đã có để hoàn thànhmột công việc trong phạm vi của ngành học

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cùng với sự đòihỏivề mẫu mã đa dạng phong phú, thúc đẩy người thiết kế phải càng ngày càng nhạybén hơn.Hiện nay có rất nhiều phương pháp gia công cơ khí khác nhau dựa trên cácloại máy móc ngày một hiện đại như là :máy tự động, máy điệu khiển bằng chươngtrình số Tuy nhiên với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay chưa đủ khả năng để đápứng rộng rãi nhu cầu thì những phương pháp gia công đó chưa được phổ biến Do đóđể phù hợp với điều kiện của ngành cơ khí nước ta nói riêng, đồ án môn Công NghệChế Tạo Máy đã thiết kế qui trình công nghệ gia công theo phương pháp cổ điển.Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế, đồ án này đã đề nghị một trongnhững qui trình công nghệ tối ưu nhất để gia công hoàn chỉnh chi tiết

Việc quyết định sử dụng các phương án tối ưu của qui trình công nghệ và tối ưuvề kỹ thuật theo đúng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết giúp cho sinh viên ôn lại nhữngkiến thức đã học về chọn tiến trình công nghệ tối ưu, tính chế độ cắt, chọn chuẩn, saisố chuẩn, tính lượng dư gia công… và những kiến thức này được vận dụng một cáchđúng đắn và phù hợp dưới sự hướng dẫn của giáo viên

Đây là lần đầu tiên chúng em làm quen với môn đồ án công nghệ chế tạo máycó nội dung và kiến thức rất nhiều nên có nhiều thiếu xót trong suốt quá trình thựchiện.Do đó em rất mong được sự hướng dẫn tận tình của thầy cô và ý kiến đóng gópcủa các bạn

Cuối cùng em xin chân thành cám ơn sự dẫn dắt và chỉ bảo tận tình của thầyĐỗ Mạnh Long đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

CHƯƠNG I : CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC

CỦA CHI TIẾT

Do sai số về chế tạo và lắp ráp làm cho gối đỡ trục không đồng tâm và sai lệch Ngoài ra, khi bộ truyền làm việc, dưới tác dụng của lực ngoài và phản lực ở gốiđỡ, trục bị biến dạng Do đó, độ không song song đường tâm lỗ không quá 0.02, độ không đồng tâm không quá 0.01, độ không vuông gốc đường tâm với mặt phẳng không quá 0.02

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất :

 Sản xuất đơn chiếc

 Sản xuất hàng loạt

 Sản xuất hàng khốiMỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khácnhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu vào nghiên cứu những đặc điểm của từngdạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp tính toán

Muốn xác định phương pháp tính toán trước hết phải biết sản lượng hàng nămcủa chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được tính theo công thức :

1 .(1 )

100

N N m  Trong đó :

 N -số chi tiết sản xuất trong một năm

 N1 – số sản phẩm

 m- số lượng chi tiết như nhau

 β- số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (từ 5% đến 7%)

Nếu tính đến số α% phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn thì tacó công thức sau :

1 .(1 )

100

N N m trong đó α% = 3% -6%

Sản lượng sản xuất hàng năm của chi tiết là 30000 chiếc /năm

α =5%,γ=7%

100

7 5 1 ( 1

 Vct : thể tích tổng thể của chi tiết

 γ: trọng lượng riêng của vật đúc

Do vật liệu là gang xám, nên γ = (6,8÷7,4) kg/dm3

Vct = V1 + V2 - V3 - V4 + V5 - V6 - V7 + V8 - V9 + V10 – V11 – V12

CHƯƠNG III : CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG

PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

Theo kết cấu của chi tiết, vật liệu cũng như điều kiện làm việc, dạng sản xuất,

ta chọn phôi đúc trong khuôn cát và phương pháp làm khuôn là làm bằng máy và vật liệu chế tạo phôi là gang xám vì các ưu điểm sau :

Gang xám rẻ, dễ đúc, cơ tính khá, làm việc tốt trong điều kiện mài mòn và rung động

Tính dễ đúc thể hiện ở chỗ :

 Chảy loãng tốt, hình dáng có thể phức tạp

 Khi đông đặc co ngót ít

 Co ngót sau khi đông đặc nhỏ nên nên ít gây nứt, phần lớn gang đúc xong không cần ủ, khử ứng suất

 Kích thước tương đối ổn định

Khi thiết kế các chi tiết đúc bằng gang không cần quan tâm đến tính đúc của hợp kim nhưng phải nắm vững mối quan hệ giữa tốc độ nguội và tổ chức của gang

Trong cùng một vật đúc do tốc độ làn nguội chênh lệch nhau có thể tạo tổ chứcgang khác nhau.Về cơ bản khi đúc những vật dày mỏng khác nhau phải biết chọn hợpkim đúng, đôi khi cần sử dụng các biện pháp khác

Sau khi xác định phôi và phương pháp chế tạo, tra bảng ta xác định lượng dư của các bề mặt gia công là :

Mặt A : ZA = 5mm Mặt B : ZB =4 mm

Bảng vẽ thiết kế khuôn đúc như sau :

CHƯƠNG IV : CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG VÀ

LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.

PHƯƠNG ÁN 1:

1 Phay mặt đáy Mặt đầu: 3 BTD

Khối V ngắn : 2 BTDKhối V di động : 1 BTD

Tay quay

2 Phay mặt đầu Mặt đáy: 3 BTD

Rãnh trong: 2 BTDChốt: 1 BTD

Đòn kẹp

3 Khoét, doa lỗ 20 Mặt đáy: 3 BTD

Rãnh trong: 2 BTDChốt: 1 BTD

Đòn kẹp

4 Khoét, doa lỗ 30 Mặt đáy: 3 BTD

Rãnh trong: 2 BTDChốt: 1 BTD

Đòn kẹp

5,6 Phay 2 rãnh B=10,

t=10

Mặt đáy : 3 BTDChốt trụ ngắn : 2 BTDChốt: 1 BTD

Đòn kẹp

7 Khoan 2 lỗ 15 Mặt đáy: 3 BTD

Rãnh trong: 2 BTDChốt: 1 BTD

Đòn kẹp

8 Phay rãnh B=20,

t=2,5

Mặt đầu : 3 BTDChốt trụ ngắn: 2 BTDChốt : 1 BTD

Tay quay

Chốt trụ ngắn: 2 BTDChốt : 1 BTD

Tay quay

PHƯƠNG ÁN 2 :

1 Phay mặt đáy Mặt đầu : 3 BTD

Khối V ngắn : 2 BTDKhối V di động : 1 BTD

Tay quay

2 Phay mặt đầu Mặt đáy :3BTD

Sử dụng 3 chốt hạn chế 3 BTD còn lại

Đòn kẹp

3 Phay rãnh kích

thước 120x120mm Mặt đầu : 3 BTDKhối V ngắn : 2 BTD

Khối V di động(có khả năng tự lựa) : 1 BTD

Tay quay

4 Khoét, doa 2 lỗ Mặt đáy : 3 BTD

Chốt trụ ngắn : 2 BTDChốt trám : 1 BTD

Đòn kẹp

5 Khoét, doa lỗ 30 Mặt đáy : 3 BTD

Chốt trụ ngắn : 2 BTDChốt trám : 1 BTD

Đòn kẹp

6,7 Phay 2 rãnh B=10,

t=10

Mặt đáy : 3 BTDChốt trụ ngắn : 2 BTDChốt trám : 1 BTD

Đòn kẹp

8 Phay rãnh B = 20,

t=2.5

Mặt đáy : 3 BTDChốt trụ ngắn : 2 BTDChốt trám : 1 BTD

Tay quay

9 Khoan lỗ 10 Mặt đáy : 3 BTD

Chốt trụ ngắn : 2 BTDChốt trám : 1 BTD

Tay quay

Ở phương án 1 : dùng bề mặt làm việc là lỗ 20 để định vị gia công lỗ 10 và rãnh B=20x20, như vậy sẽ làm cho bền mặt làm việc chính thức này sẽ bị biến dạng trong quá trình định vị, dẫn đến khả năng làm việc không chính xác.Và trong quá trình gia công lại đổi chuẩn định vị thống nhất, rất mất thời gian trong việc thiết kề đồ gá

Ở phương án hai, sau nguyên công thứ hai đã tạo được chuẩn tinh thống nhất là mặt đáy và chuẩn tinh phụ 2 lỗ 15.Dùng hai chuẩn định vị này trong suốt quá trình gia công, tiết kiệm được thời gian gá đặt, bảo đảm bề mặt làm việc chính thức không bị biến dạng trong quá trình gia công.

Từ nhận định trên, ta chọn phương án 2 để gia công chi tiết gối đỡ trục

CHƯƠNG V : THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.

1 Nguyên công 1 : Phay bán tinh mặt phẳng mặt đáy.

Định vị : 6 bậc tự do

Mặt định vị là mặt phẳng mặt đầu: 3 BTD.Chọn chuẩn thô là mặt phẳng B.Định vị mặt bên bằng khối V ngắn : 2 BTD

Khối V di động chống xoay : 1 BTD

Kẹp chặt bằng tay quay

Chọn máy phay ngang ký hiệu 678M, công suất N= 1.7kW, µ=0.75

Chọn dao : ba dao phay trụ thép gió P18

Lượng dư gia công lần một là Zb= 4mm

Lượng dư gia công lần hai là Zb = 1 mm

Chế độ cắt :

 Bước 1 :

Chiều sâu cắt t= 4 mm

Bảng (5-134) sổ tay sổ tay CNCTM tập 2 : Sz= 0,15 mm/răng ;số răng dao phay

Z = 8;chu kỳ bền của dao T=180 ;đường kính dao phay D=60mm;chiều rộng phay B=60

Tốc độ cắt:Vb = 39,5 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3

Trong đó :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia công k1 = 0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 = 0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

Vtt =39,5 0,9 0,75 1 =26,663 m/ph

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

ph v D

V

75 14 , 3

61 , 29 1000

1000





tt

Lượng chạy dao phút là : Sp = Sz.Z.nm = 0,12.8.125 = 144 mm/ph

Theo máy ta chọn : Sp = 137 mm/ph

Lượng chạy dao vòng: S = Sz.Z= 1,2 mm/v

 Bước 2 :

Chiều sâu cắt t = 1 mm

Bảng (5-134) sổ tay sổ tay CNCTM tập 2 : Sz= 0,06 mm/r

Z = 8; T=180 ; D=75;B=70mm

Tốc độ cắt: Vb =47 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 47 0,9 0,75 1 = 31,725 m/ph.Số vòng quay trục chính theo tính toán : nt = 160,5 m/ph.(sửa)

Chọn nm = 178 m/ph

Tốc độ cắt thực tế : Vtt = 42 m/ph.(Sưa)

 Tính thời gian nguyên công:

Thời gian gia công cơ bản : To= 2.0,007.L = 2.0,007 70= 1,96phút

Định vị : 6 bậc tự do, gồm :

+Mặt đáy : 3 bậc tự do

+ Sử dụng 3 chốt lắp trên phiến tỳ để hạn chế 3 bậc tự do còn lại

Chọn máy phay đứng 6H12 có công suất N = 7 kW(Bảng 9-38 sổ tay CNCTMtập 3)

Chọn dao : dao phay mặt đầu tiêu chuẩn D/Z=150/14 ; T=180phút

Vật liệu: hợp kim cứng BK6

 Bước 1: Phay Z = 3mm

Chiều sâu cắt t = 3mm

Bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2 : Sz = 0,18mm/r;Vb = 158m / ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 =158.0,9.0,75.1=106,65 m/ph

D

Vtt

90 14 , 3

182 1000

1000







Lấy theo máy n =250 v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3





tt

Lượng chạy dao vòng So= Sz.Z=0,18.14=2,52mm/v

Thời gian gia công cơ bản To1 = 0,006L= 0,006.100 = 0,6 phút

 Bước 2 : Phay Z = 1 mm

Chiều sâu cắt t =1 mm

Bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2 : Sz = 0,13mm/r; Vb =203 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 203 0,9 0,75 1=137,025m/ph

D

Vtt

90 14 , 3

233 1000

1000







Lấy theo máy n = 300 v/ph

Vận tốc cắt thực tế (bổ sung)

Lượng chạy dao vòng So= Sz.Z=0,13.14=1,82mm/v

Thời gian gia công cơ bản To2 = 0,006L= 0,004.100 = 0,6 phút

Nên thời gian gia công cơ bản của hai bước là To = To1+ To2 = 1,2phút

TP = 10%.T0 =0,12phút

Tpv = 10%T0 = 0,12 phút

Ttn = 5%T0 = 0,06 phút

Vậy thời gian thực hiện nguyên công : Ttc= To + Tp + Tpv + T tn =1,5phút

3.Nguyên công 3:phay rãnh 120x120

+Định vị: 6 bậc tự do gồm

Mặt đầu :3 bậc tự do

Khối V ngắn :2 bậc tự do

Khối V di động tự lựa :1 bậc tự do

+Chọn máy phay đứng 6H12 của Nga

+Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK6 tiêu chuẩn 110/12 +Lượng dư gia công lần 1:4mm

+lượng dư gia công lần 2 :1mm

*Bước 1 :phay Z = 4mm

-Chiều sâu cắt : t = 4mm

-Tra bảng (5-127)sổ tay CNCTM tập 2 có : : Sz= 0,18 mm/r;Vb =47 m/ph.Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 141 0,9 0,75 1 = 95,2 m/ph.Số vòng quay trục chính theo tính toán : nt = 160,5 m/ph.(sửa)

Chọn nm = 300 m/ph

Tốc độ cắt thực tế : Vtt = 42 m/ph.(Sưa)

Thời gian gia công cơ bản To2 = 0,006L= 0,006.120= 0,72 phút

* Bước 2 : Phay Z = 1 mm

Chiều sâu cắt t =1 mm

Bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2 : Sz = 0,13mm/r; Vb =203 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 203 0,9 0,75 1=137,025m/ph

D

Vtt

90 14 , 3

233 1000

1000







Lấy theo máy n = 400 v/ph

Vận tốc cắt thực tế (bổ sung)

Lượng chạy dao vòng So= Sz.Z=0,13.14=1,82mm/v

Thời gian gia công cơ bản To2 = 0,006L= 0,004.120 = 0,72 phút

Nên thời gian gia công cơ bản của hai bước là To = To1+ To2 = 1,44phút

TP = 10%.T0 =0,144phút

Tpv = 10%T0 = 0,144 phút

Ttn = 5%T0 = 0,072 phút

Vậy thời gian thực hiện nguyên công : Ttc= To + Tp + Tpv + T tn =1,8phút

4.Nguyên công 4 khoét, doa 2 lỗ Þ30

 Định vị : 6 bậc tự do, gồm :

Mặt đáy : 3 bậc tự do (chọn mặt đáy làm chuẩn tinh thống nhất)

Rãnh trong : 2 bậc tự do

Chốt chống xoay : 1 bậc tự do

Chọn máy khoan nhiều trục 2C135, công suất N=6kW

Dụng cụ cắt: bằng thép gió

 Chế độ cắt :

Bước 1 : Khoét Þ29,8

Chiều sâu cắt t = 2,9 mm

Bảng 5-106 sổ tay CNCTM tập 2 : S0= 1mm/v; Vb =30 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 30 0,9 0,75 1=20,25m/ph Số vòng quay trục chính của máy : 592

8 , 14 14 , 3

5 , 27 1000

1000

Lấy theo máy n= 250v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3

Chiều sâu cắt t = 0,1 mm

Bảng 5-112 Sổ tay công nghệ CTM : So = 2,4 mm / v; Vb =8,2 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 8,2 0,9 0,75 1=5,535m/ph Số vòng quay trục chính của máy : 592

8 , 14 14 , 3

5 , 27 1000

1000

Lấy theo máy n= 60v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3

Định vị : 6 bậc tự do, gồm :

Mặt đáy : 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

Chọn máy khoan đứng 2H175, công suất N= 7 kW

Dụng cụ cắt bằng thép gió P18

 Bước 1 : Khoét  39,8

Dùng dao khoét 39,8

Chiều sâu cắt t= 2,9 mm

Lượng chạy dao vòng S= 1,3mm/v ( 5-104 Sổ tay CNCTM tập 2)

Tốc độ cắt V= 27m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 27 0,9 0,75 1=18,225m/ph Số vòng quay trục chính của máy : 592

8 , 14 14 , 3

5 , 27 1000

1000

Lấy theo máy n= 150v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3

 Bước 2 : Doa lỗ 40

Dùng dao doa 40

Chiều sâu cắt t= 0,1mm

Bảng 5-112 Sổ tay công nghệ CTM : S = 2,7 mm / v; Vb =8,2 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 8,2 0,9 0,75 1=5,535m/ph

Số vòng quay trục chính của máy : 592

8 , 14 14 , 3

5 , 27 1000

1000

Lấy theo máy n= 60v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3

Vậy thời gian thực hiện nguyên công : Ttc= To + Tp + Tpv + T tn = 4,1532phút

6.Nguyên công 6 : Khoét doa lỗ 60mm

Định vị : 6 bậc tự do, gồm :

Mặt đáy : 3 bậc tự do.

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

Chọn máy khoan đứng 2H175, công suất N= 7 kW

Dụng cụ cắt bằng thép gió P18

 Bước 1 : Khoét  59,8

Dùng dao khoét 59,8

Chiều sâu cắt t= 2,9 mm

Lượng chạy dao vòng S= 2mm/v ( 5-104 Sổ tay CNCTM tập 2)

Tốc độ cắt V= 24m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 =24 0,9 0,75 1=16,2m/ph

Số vòng quay trục chính của máy : 592

8 , 14 14 , 3

5 , 27 1000

1000

Lấy theo máy n= 150v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3





tt

Thời gian gia công cơ bản Tokhoét= 0,00021.d.L= 0,00021.59,8.10= 0,12558phút

 Bước 2 : Doa lỗ 60mm

Dùng dao doa 60

Chiều sâu cắt t= 0,1mm

Bảng 5-112 Sổ tay công nghệ CTM : S = 4,3 mm / v; Vb =8,2 m/ph

Tốc độ cắt tính toán là : Vtt = Vb.k1.k2.k3 = 8,2 0,9 0,75 1=5,535m/ph Số vòng quay trục chính của máy : 592

8 , 14 14 , 3

5 , 27 1000

1000

Lấy theo máy n= 60v/ph

Tốc độ cắt theo thực tế: 28 , 26

1000

120 75 14 , 3

Ttn = 5%T0 = 0,0192phút.

Vậy thời gian thực hiện nguyên công : Ttc= To + Tp + Tpv + T tn = 0,48 phút

7.Nguyên công 7: Phay rãnh B=24mm

Định vị : 6 bậc tự do, gồm :Mặt đáy : 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

Chọn máy phay ngang 678M , công suất N= 1,7 kW

Dao phay đĩa bằng thép gió D/Z=110/14 , T= 150phút , B=24 mm

Chiều sâu cắt t= 20mm

Lượng chạy dao răng Sz= 0,05mm/r (5-163 sổ tay CNCTM tập 2)

Tốc độ cắt V= 43m/ph (5-165 sổ tay CNCTM tập 2)

D

Vtt

60 14 , 3

56 1000

1000







Lấy theo máy n= 150v/ph

Lượng chạy dao vòng So= Sz.Z=0,05.14=0,7mm/v

Thời gian gia công cơ bản To = 0,007L= 0,007.20=0,14phút

TP = 10%.T0 = 0,014phút

Tv = 11%T0 = 0,014phút

Tn = 5%T0 = 0,007phútVậy thời gian thực hiện nguyên công : Ttc= (To + Tp + Tpv + T tn)2 =0,35phút

2 Nguyên công 8 : Phay mặt B=32 mm , t=8mm

Định vị : 6 bậc tự do, gồm :

Mặt đáy : 3 bậc tự do.

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

Chọn máy phay ngang 678M , công suất N= 1,7 kW

Dao phay đĩa ba mặt răng thép gió D/Z=150/16 , T= 180phút , B=32 mmChiều sâu cắt t= 8mm

Lượng chạy dao răng Sz= 0,07 mm/r (5-165Chế độ cắt trong gia công cơ)Tốc độ cắt V= 44,5m/ph ( 5-165 Chế độ cắt trong gia công cơ)

Tốc độ cắt thực tế Vtt= 49,5m/ph

D

Vtt

75 14 , 3

5 , 49 1000

1000







Lấy theo máy n= 110v/phút

Thời gian gia công cơ bản To = 0,007L= 0,007.32= 0,224phút

TP = 10%.T0 = 0,0224 phút

Tv = 10%T0 = 0,0224phút

Tn = 5%T0 = 0,0112phút