Gối đỡ

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới nói chung và ngành cơ sở của mọi ngành nói riêng đó là ngành 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.

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CTM HỒNG MINH TIẾN CTM6- K46 Lời nói đầu Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các nghành cơng nghiệp mới nói chung và nghành cơ sở của mọi nghành nói riêng đó là nghành Cơ khí. Là một nghành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các nghành cơng nghiệp khác. Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ nghành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của nghành, đồng thời khơng ngừng trau rồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trong nhất là phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong q trình sản xuất thực tiễn. Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở của nghành Cơng nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Cơng nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy, Ngun lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến nghành Cơng nghệ Chế tạo máy. Nhằm mục đích cụ thể hố và thực tế hố những kiến thức mà sinh viên đã được trang bị, thì mơn Đồ án Cơng nghệ Chế tạo máy nhằm mục đích đó. Trong q trình thiết kế đồ án mơn học sinh viên sẽ được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay cơng nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề cơng nghệ cụ thể. Do tính quan trọng của Đồ án mà mơn bắt buộc đối với sinh viên chun nghành Cơ khí và một số nghành có liên quan. Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của PGS.TS.Nguyễn Viết Tiếp, em đã hồn thành Đồ án mơn học Cơng nghệ Chế tạo máy được giao. Với kiến thức được trang bị và q trình tìm hiểu các tài BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 11 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46 liệu có liên quan và cả trong thực tế. Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn 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 hơn đồ án của mình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Viết Tiếp đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện Đồ án này./. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hà nội 10 / 2005. Sinh viên thực hiện : Hoàng Minh Tiến. BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 22 ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CTM HỒNG MINH TIẾN CTM6- K46 PHẦN I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ. Thiết kế qui trình cơng nghệ chế tạo chi tiết: Giá đỡ.( hình vẽ trang trước). Vật liệu: Gang xám GX15-32. PHẦN II. SỐ LIỆU BAN ĐẦU: Sản lượng hàng năm : N1=6000 chi tiết. Điều kiện sản xuất : Tự chọn. PHẦN III. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN. I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT. Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta có nhận xét sau: - Gối đỡ có dạng hình trụ tròn,trong có khoan các lỗ , từ đó ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp. - Gối đỡ dùng để đỡ các trục quay trong máy. Bề mặt làm việc chủ yếu là các lỗ: 110, 70, 56. φ φ φ - Dung sai của đường kính lỗ nhỏ ( 0,01 110 φ + ) do vậy u cầu gia cơng đạt độ chính xác cao. - Một số bề mặt có u cầu độ bóng cao : cấp nhẵn bóng 5 , 6, 7 . - Gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu lực và chịu tảI trọng khá lớn do trục quay trên giá gây ra. Các lực đó có thể là lực dọc trục, lực hướng tâm, trọng lực của các chi tiết đặt trên nó. - Gối đỡ là chi tiết chịu nén ,do vậy vật liệu để chế tạo là gang xám GX 15- 32 là hồn tồn hợp lí. Gối đỡ được đúc từ gang xám. II. PHÂN TÍCH TÍNH CƠNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT GỐI ĐỠ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 33 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46 - Gối đỡ là một chi tiết có kết cấu khá đơn giản, do vậy ta không thể giảm lược đựơc kết cấu hơn nữa, phương pháp đúc kết cấu này với vật liệu là gang xám hoàn toàn phù hợp. - Những bề mặt trong của các lỗ rất hay gặp sự rỗ co trong quá trình đúc. - Các bề mặt chính cần đạt độ chính xác cao, bề mặt phụ độ chính xác không cao. - Các bề mặt cần gia công: mặt đáy, mặt trên, 2 lỗ 18 φ , 2 mặt bên, các lỗ 110, 70, 56, φ φ φ 6 lỗ M10, 1 lỗ M16. Các bề mặt chính có cấp độ chính xác cao (5 , 6, 7). III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. Sản lượng hàng năm : N=N1.m(1+ 100 βα + ) Trong đó : N : Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm. N1: Số sản phẩm được( số máy ) đựơc sản xuất trong một năm. N1= 10 000. m : số chi tiết trong một sản phẩm : m=1. β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ: β = 7%. α : số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn : α = 6%. Do vậy ta có : N= 6 000.1.(1+ 100 67 + ) = 6780 ( chi tiết / năm). Trọng lượng của chi tiết : Q1 = V. γ ( kG). gangxam γγ = =( 6,8-7,4) (Kg/ 3 dm ). BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 44 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46 Thể tích của chi tiết : V= V 1 + V 2 - V 3 - V 4 -V 5 Trong đó : V 1 = 3,14.(150 2 /4).54 = 954259 ( mm 3 ) = 0,9543 (dm 3 ). V 2 = 240.66.22 = 348480 ( mm 3 ) = 0,3485 (dm 3 ) V 3 = 3,14.(18 2 /4).22.2 = 11191 (mm 3 ) = 0,0011 ( dm 3 ). V 4 = 3,14.(110 2 /4).39 = 370629 (mm 3 ) = 0,3706 (dm 3 ). V 5 = 3,14.(56 2 /4).15 = 36945 (mm 3 ) = 0,0369 (dm 3 ). Vậy : V = 0,9543 + 0,3485 – 0,0011 – 0,3706-0,0369 = 0,8942 ( dm 3 ). Ta có : Q1= 0,8942 .7 =6,26 (kg). Các thông số : N = 11 300 ( chi tiết / năm). Q1 = 6,26 (kg). Tra bảng 2 (TK ĐACNCTM) ta xác định dạng sản xuất : Hàng khối. IV. CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. Để chọn được phương pháp đúc hợp lí ta phân tích lại yêu cầu của chi tiết : - Một số bề mặt cần đạt độ chính xác cao. - Lượng dư của các bề mặt nhỏ Do vậy ta sẽ dùng phương pháp đúc trong vỏ mỏng cấp chính xác cao ( cấp 2) , năng suất cao và lượng dư gia công cắt gọt nhỏ. V. THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT. (LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG). Vẽ sơ đồ gá đặt, kí hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, kí hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết. BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 55 ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CTM HỒNG MINH TIẾN CTM6- K46 A. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CƠNG NGHỆ. Dạng sản xuất đã xác định là dạng sản xuất hàng khối , do vậy ta chọn phương pháp gia cơng nhiều vị trí , nhiều dao và gia cơng song song. B. CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG. Để chun mơn hố cao nhằm đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối cơng nghệ thích hợp nhất là phân tán ngun cơng . Dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chun dùng và các máy chun dùng dễ chế tạo. C. LẬP TIẾN TRÌNH CƠNG NGHỆ - Phân tích chuẩn và chọn chuẩn. Gối đỡ là một chi tiết dạng hộp , khối lượng gia cơng chủ yếu tập chung vào gia cơng các lỗ. Do vậy để gia cơng được nhiều lỗ trên nhiều bềmặt khác nhau qua các giai đoạn thơ, tinh…. Ta cần chọn 1 chuẩn tinh thống nhất là mặt phẳng đáy và 2 lỗ chuẩn tinh phụ 18 φ vng góc với mặt phẳng đáy đó. Ngun cơng đầu tiên là phải gia cơng bề mặt tạo chuẩn. Việc chọn chuẩn thơ cho ngun cơng này rất quan trọng . Với chi tiết này ta có 3 phương án chọn chuẩn thơ : Phương án 1: dùng mặt trên 2 lỗ 18 φ . Phương án 2: dùng mặt thơ 2 lỗ 110 & 56. φ φ Phương án 3: dùng mặt trụ ngồi 150. φ Nhận xét : phương án 2 & phương án 3 chọn mặt chuẩn thơ như vậy khơng đảm bảo một số u cầu sau:  Khơng đảm bảo phân phối đều lượng dư gia cơng. BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 66 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46  Rất khó đảm bảo độ đồng tâm của 2 lỗ 110 & 56. φ φ  Bề mặt làm chuẩn thô là dạng tròn do vậy việc gá đặt khá khó khăn và phức tạp. Với phương án 1 đã đưa ra ta thấy nó đảm bảo 1 số yêu cầu sau của chuẩn thô :  Bề mặt trên này có lượng dư gia công nhỏ và đều nên đảm bảo phân phối đủ và đều lượng dư gia công .  Đảm bảo vị trí tương quan giữa các lỗ & mặt đáy với độ dịch chuyển sai khác là nhỏ nhất. Do vậy ta chọn phương án 1 : Chọn chuẩn thô là mặt trên 2 lỗ 18 φ . Tham khảo hướng dẫn trong giáo trình công nghệ chế tạo máy và hướng dẫn làm đồ án công nghệ chế tạo máy, ta lập thứ tự các nguyên công như sau:  Nguyên công 1 : Phay mặt đáy.  Nguyên công 2 : Phay mặt trên.  Nguyên công 3 : Khoan, khoét, doa 2 lỗ 18. φ  Nguyên công 4 : Phay 2 mặt bên.  Nguyên công 5 : Tiện các lỗ 110, 56 φ φ ,tiện mặt đầu, tiện lỗ định hình.  Nguyên công 6 : Khoan, tarô 6 lỗ M10, sâu 15.  Nguyên công 7 : Khoan, tarô lỗ M16.  Nguyên công 8 : Tổng kiểm tra. D. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG. 1. NGUYÊN CÔNG 1 : PHAY MẶT ĐÁY. Định vị & kẹp chặt.  Định vị: BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 77 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46  Dùng 3 chốt tỳ khía nhám định vị lên mặt D của chi tiết khống chế 3 bậc tự do.  Dùng 2 chốt tỳ chỏm cầu định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do.  Kẹp chặt:  Chi tiết được kẹp chặt bằng bu lông qua bạc chữ C lên mặt C của chi tiết. Hình vẽ trang bên: Chọn máy: Với độ bóng bề mặt đáy yêu cầu R Z =20 tra bảng 5 cấp nhẵn bóng 5 Gia công chi tiết trên bằng máy phay ngang 6H82( công suất động cơ chính 7 kW) , khi gia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy thực hiện chuyển động chạy dao S. Kích thước đạt được thông qua cữ so dao lắp trên đồ gá. Chọn dao( dụng cụ cắt).  Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đường kính dao lấy là: D=(1,25… 1,5)B Trong đó: D: Là đường kính dao. B: Là chiều rộng bề mặt gia công.  Chọn dao phay mặt đầu có D/Z=90/10, vật liệu thép hợp kim cứng BK8. Tra chế độ cắt. Cấp nhẵn bóng cần đạt được của mặt đáy là 5 (Bảng 5_TK ĐACNCTM). Như vậy ta chia nguyên công phay làm 2 bước: (bảng 3.142 STCNCTM) Bước 1: Phay thô t=2,0 mm. Bước 2: Phay tinh t=1,0 mm. BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 88 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46  Bước 1: Phay thô: t =2,0 mm;tra bảng 5.33(2) (ST CNCTM) lượng chạy dao răng: r S =0,2 mm/răng. chạy dao vòng: S=S Z .Z =0,2.10 = 2 mm/vòng. - Tốc độ cắt (trang 27 ST CNCTM_2) V = puy z xm q V ZBStT DC . k V C V , m, x, y, u, q, p : hệ số và các số mũ tra bảng 5-39 (STCNCTM) khi gia công không có dung dịch trơn nguội: C V = 695 q = 0,22 x = 0,17 y = 0,32 u = 0,22 p = 0 m = 0,33 T: Chu kì bền của dao, tra bảng 5.40 (STCNCTM) T = 180 ( phút) k V : hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể. k V = k MV .k NV .k UV trong đó: k MV : hệ số phụ thuộc vào chất lợng vật liệu gia công Tra bảng 5-1 (STCNCTM) k MV = nv HB       190 HB của gang xám 15-32 là 150 tra bảng 5-2 (STCNCTM) có nv = 1 k MV = 1 150 190       = 1,27 k NV : hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi Tra bảng 5-5 (STCNCTM) k NV =0,85 k UV : hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt Tra bảng 5-6 (STCNCTM) k UV = 0,83 Do đó k V =1,27.0,85.0,83 = 0,9 BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 99 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM HOÀNG MINH TIẾN CTM6- K46 V = 022,032,017,033,0 22,0 10.66.2,0.2.180 90.695 0,9 V = 179,5 (m/phút) Số vòng quay trục chính của máy là: n = D V Π 1000 = 90.14,3 5,179.1000 = 635 (vòng/phút) Tra trị số vòng quay tiêu chuẩn : n =600 (vòng/phút) (TT TKMCKL) Tốc độ cắt thực tế là V = 1000 DnΠ = 1000 600.100.14,3 = 188,4 (m/phút) . - Lực cắt: P z = wq uy z x p nD ZBStC . .10 .k MP k MP : hệ số điều chỉnh cho chất lượng vật liệu gia công, tra bảng 5-9 (STCNCTM) k MP = n HB       190 = 55,0 0,1 190 150       = 0,65 Các hệ số tra bảng 5-41 (STCNCTM) có : C P = 54,5 x = 0,9 y = 0,74 u = 1 q = 1 w = 0 k MP = 0,65 P z = 01 174,09,0 600.90 10.66.2,0.2.5,54.10 .0,65 P z = 1473 (N) Momen xoắn: M x = 100.2 .DP z =662 (Nm) Công suất cắt : N e = 60.1020 .VP z = 4,76 (KW)  Bước 2 Phay tinh: - Chiều sâu phay: chọn t = Z = 1( mm) BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 1010