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.

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh

mẽ của các nghành công 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 công 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 không 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 quá 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 Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy, Nguyên lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến nghành Công nghệ Chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tế hoá những kiến thức mà sinh viên đã được trang bị, thì môn Đồ án Công nghệ Chế tạo máy nhằm mục đích đó Trong quá trình thiết kế đồ án môn học sinh viên sẽ được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công 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 công nghệ cụ thể Do tính quan trọng của Đồ án mà môn bắt buộc đối với sinh viên chuyên 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 hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chế tạo máy được giao Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài

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.

PHẦN I ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ.

Thiết kế qui trình công 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 TOÁN.

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: φ110, 70, 56.φ φ

- Dung sai của đường kính lỗ nhỏ (

- Một số bề mặt có yêu 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 hoàn toàn hợp lí Gối đỡ được đúc từ gang xám

TIẾT GỐI ĐỠ

- 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 φ18

, 2 mặt bên, các lỗ

110, 70, 56,

6 lỗ M10, 1 lỗ M16 Các bề mặt chính có cấp độ chính xác cao (5 , 6, 7)

N : Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

N1: Số sản phẩm được( số máy ) đựơc sản xuất trong một năm

) = 6780 ( chi tiết / năm)

Trọng lượng của chi tiết : Q1 = V.γ

Thể tích của chi tiết : V= V1 + V2 - V3 - V4-V5

Tra bảng 2 (TK ĐACNCTM) ta xác định dạng sản xuất : Hàng khối.

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

(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

A. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ.

Dạng sản xuất đã xác định là dạng sản xuất hàng khối , do vậy ta chọn phương pháp gia công nhiều vị trí , nhiều dao và gia công song song

Để chuyên môn hoá cao nhằm đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công Dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo

- Phân tích chuẩn và chọn chuẩn

Gối đỡ là một chi tiết dạng hộp , khối lượng gia công chủ yếu tập chung vào gia công các lỗ Do vậy để gia công được nhiều lỗ trên nhiều bềmặt khác nhau qua các giai đoạn thô, tinh… Ta cần chọn 1 chuẩn tinh thống

nhất là mặt phẳng đáy và 2 lỗ chuẩn tinh phụ φ18

vuông góc với mặt phẳng đáy đó

Nguyên công đầu tiên là phải gia công bề mặt tạo chuẩn Việc chọn chuẩn thô cho nguyên công này rất quan trọng Với chi tiết này ta có 3 phương

án chọn chuẩn thô :

Phương án 1: dùng mặt trên 2 lỗ φ18

.Phương án 2: dùng mặt thô 2 lỗ φ110 & 56.φ

 Rất khó đảm bảo độ đồng tâm của 2 lỗ φ110 & 56.φ

 Bề mặt làm chuẩn thô là dạng tròn do vậy việc gá đặt khá khó khăn

 Nguyên công 1 : Phay mặt đáy

 Nguyên công 2 : Phay mặt trên

 Nguyên công 3 : Khoan, khoét, doa 2 lỗ φ18

 Nguyên công 4 : Phay 2 mặt bên

 Nguyên công 5 : Tiện các lỗ

110, 56

,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

Định vị & kẹp chặt.

 Định vị:

 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

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

 Bước 1: Phay thô: t

=2,0 mm;tra bảng 5.33(2) (ST CNCTM) lượng chạy dao răng: r

q V

Z B S t T

D C

.

V =

0 22 , 0 32 , 0 17 , 0 33 , 0

22 , 0

10 66 2 , 0 2 180

90 695

= 635 (vòng/phút)Tra trị số vòng quay tiêu chuẩn : n =600 (vòng/phút) (TT TKMCKL) Tốc độ cắt thực tế là

= 188,4 (m/phút)

- Lực cắt:

Pz =

w q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10

1 74 , 0 9 , 0

600 90

10 66 2 , 0 2 5 , 54 10

.V

P z

= 4,76 (KW)

 Bước 2 Phay tinh:

- Chiều sâu phay: chọn t = Z = 1( mm)

- Chiều rộng phay B = 66 (mm)

- Lượng chạy dao S tra theo bảng 5-37 (STCNCTM) :

Từ Rz =10 tra bảng 5 (TKĐACNCTM) và theo bảng 5-37

S = 1(mm/vòng)

- Tốc độ cắt

V =

p u y z x m

q V

Z B S t T

D C

.

22 , 0

10 66 1 1 180

90 695

0,9

V = 120,68 (m/phút)

Số vòng quay trục chính của máy là:

= 426,8 (vòng/phút)Tra trị số vòng quay tiêu chuẩn : n = 475 (vòng/phút)

=134,2 (m/phút)

- Lực cắt:

Pz =

w q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10

1 74 , 0 9 , 0

475 90

10 66 1 , 0 1 5 , 54 10

.0,65

Pz = 472,7 (N)

Momen xoắn: Mx = 2.100

90 7 , 472

= 212,7 (Nm)Công suất cắt : Ne = 1020.60

.V

P z

= 1,03 (KW)Kết quả tính chế độ cắt :

2. NGUYÊN CÔNG 2: PHAY MẶT TRÊN.

 Dùng một chốt tỳ chỏm cầu định vị lên cạnh không có lượng

dư còn lại khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại(hình vẽ):

Bước 1: Phay thô t=1,5 mm.

Bước 2: Phay tinh t=1 mm.

 Bước 1: Phay thô: 1

π

=

1000.185,6 3,14.75

= 778 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=750.3,14.75/1000 = 176,6 m/phLượng chạy dao vòng :

S=Z r

S

=10.0,2=2 mm/vòngLượng chạy dao phút :

π

=

1000.208 3,14.75

= 883,22v/ph

Tra theo máy thì m

m

n π D

=950.3,14.75/1000 =223,7 m/phLượng chạy dao phút :

Phay tinh 6H12 BK8 188,4 950 1 0,5

Phay thô 6K12 BK8 132,8 750 2 1,5

Bước CN Máy Dao V(m/ph) N(v/ph) S(mm/vòng) t(mm)

 Nguyên công được thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Theo bảng 8 TK ĐACNCTM ta có các thông số của máy khoan cần 2H53:

 Số cấp tốc độ: m=21

 Giới hạn vòng quay: 25 – 2500 (vg/ph)

 Số cấp tốc độ chạy dao: 12

 Giới hạn chạy dao: 0,056 – 2,5 (mm/vg)

 Công suất động cơ: N = 3 kW

=1000.72/(3,14.16,5)=1389 v/phTra theo máy thì m

t = 2

sau truoc

D −D

= (17,85-16,5)/2 =0,675 mm Theo bảng 5.107 (ST CNCTM): HB<200, nhóm chạy dao I

π

=1000.127,5/(3,14.17,85) = 2273,6 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

2000.3,14.17,85 1000

−

=0,075 mm Theo bảng 5.116 (ST CNCTM):

Vật liệu dao BK8

Doa gang xám với đường kính 18mm: t

S

=0,8 – 1,2 mm/vòng Thì b

π

=

1000.60 3,14.18

=1061 v/phTra theo máy thì m

n

=1000 v/ph

n π D

=1000.3,14.18/1000=56,52 m/phKết quả tính toán chế độ cắt của nguyên công:

Doa BK8 2H53 56,52 1000 1 0,075 Khoét BK8 2H53 112 2000 0,6 0,675 Khoan BK8 2H53 64,8 1250 0,41 8,25 Bước CN Dao Máy V(m/ph) N(vg/ph) S(mm/vòng t(mm)

 Dùng 1 chốt trám lồng vào lỗ φ

18 còn lại khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại

Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 4

 Các bước thực hiện nguyên công:

 Bước 1: Phay thô t = 1,5 mm.

 Bước 2: Phay tinh t = 1 mm

 Bước 1: Phay thô:

V =

p u y z x m

q V

Z B S t T

D C

.

kV

Ta có: VT =

0,2 0.32 0,15 0.35 0,2 0

π =

1000.114, 2 3,14.250

= 145,48 v/phTra theo máy thì nm= 118 v/ph

m

n π D

=

120.3,14.250 1000

=94,2m/phLượng dư chạy dao vòng:

S=Z r

S

=10.0,2=2 mm/vòngLượng chạy dao phút :

π =

1000.236,1 3,14.250

= 300,7 v/phTra theo máy thì nm=300v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là :

V tt=

1000

m

n π D

=

300.3,14.250 1000

=235,5m/phLượng chạy dao phút : P

t= 1,5mm ; Z

S

=0,2mm/vòng ; B= 170 mm ; Z= 20 răng ; D=250mm; n=120v/ph

e

N

=

1020.60

Z

P V

(kW) Kiểm tra khi phay thô vì chế độ cắt cao hơn :

e

N

=

3244, 7.94, 2 1020.60

= 4,99≈

5(kW)Vậy: với máy phay ngang 6H82 Công suất động cơ chính là 7

kW thì hoàn toàn thoả mãn điều kiện để gia công

Bảng kết quả tính toán chế độ cắt cho nguyên công 4:

Phay tinh

6H82 Γ BK8 235,5 300 1 1 Phay thô

6H82 Γ BK8 94,2 118 4 1,5

110 & LỖ φ

56 VÀ TIỆN ĐỊNH HÌNH.

Định vị & kẹp chặt:

 Dùng 1 chốt trám định vị vào lỗ còn lại khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại.

Vậy tất cả hạn chế 6 bậc tự do

 Để tăng độ cứng vững cho chi tiết trong quá trình gia công

ta dùng thêm 1 chốt tỳ tự lựa tỳ vào mặt C đã được gia công trong nguyên công trước của chi tiết

 Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 đòn kẹp, toàn bộ đồ định vị

và kẹp chặt được lắp lên mâm tròn và lắp lên trục chính của máy tiện thông qua lỗ côn moóc của đầu trục chính máy tiện T630 Để cho chi tiết khi quay cân bằng thì ta lắp thêm phần đối trọng(Sơ đồ nguyên công)

 Các bước thực hiện nguyên công 5:

Bước 1: Khỏa mặt đầu D.

với lượng dư là 2,5 mm

Bước thô: chiều sâu cắt: 1

π

=

1000.195 3,14.150

m

n π D

=

2000.3,14.150 1000

π

=

1000.248 3,14.150

=526 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

500.3,14.150 1000

=235,5m/ph

 Bước 2: Tiện lỗ φ

56:

Tiện lỗ φ56

mm với lượng dư là 2,2 mm

Bước thô: chiều sâu cắt: 1

π

=

1000.140 3,14.56

m

n π D

=

630.3,14.56 1000

π

=

1000.177 3,14.56

=1006 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

1000.3,14.56 1000

Bước thô: chiều sâu cắt: 1

π

=

1000.195 3,14.110

m

n π D

=

500.3,14.110 1000

=172,7m/ph

Bước tinh: chiều sâu cắt: 1

t

=0,5mm; độ nhám bề mặt cần đạt được sau khi gia công: Z

π

=

1000.248 3,14.110

=718v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

630.3,14.110 1000

=217,6m/ph

 Bước 4: Tiện lỗ φ

110:

Tiện lỗ φ110

mm với lượng dư là 2,2 mm

Bước thô: chiều sâu cắt: t1=1,7 mm(theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph.

=

1000.140 3,14.110

=405v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

400.3,14.110 1000

π

=

1000.225 3,14.110

=651,4v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

630.3,14.110 1000

=217,6m/phLực cắt khi tiện : PZ =10.CP.tx.Sy.Vn.Kp

=

1000.19 3,14.56

m

n π D

=

100.3,14.56 1000

 Chi tiết được kẹp chặt thông qua Bu lông và bạc chữ C (hình vẽ).

Chọn máy.

Nguyên công được thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Các thông số của máy khoan cần 2H53 xem ở nguyên công 3

Chọn dao.

 Chọn mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thường dùng.

= 4,25 mm Theo bảng 5.94(2) ta có:

Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: t

S

=0,22….0,28 mm/vòng

Theo bảng 5.95(2) ta có:

Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , t

S

=0,28 mm/vòng

π

=

1000.72 3,14.8,5

=2697 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

2500.3,14.8,5 1000

=66,725 m/phKhoan 2H53 BK8 66,725 2500 0,28 4,25

Bước

CN Máy Dao V(m/ph) n(vg/ph) S(mm/vg) t(mm)

Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công:

 Bước 2: Tarô 6 ren M10.

Dùng đồ gá trên ( khoan 6 lỗ φ

8,5) đưa chi tiết lên máy Ta rô ren bán tự động 5A05 Theo bảng 23(1) ta có các thông số của máy như sau:

 Đường kính gia công lớn nhất: 18 mm

 Số cấp tốc độ: 6

 Giới hạn số vòng quay: 112 – 1120 vg/ph

 Công suất động cơ: N = 1,5 kW

Ta rô ren hợp kim theo tiêu chuẩn M10×

π

=

1000.9 3,14.10

m

n π D

=

280.3,14.10 1000

Theo bảng 5.95(2) ta có:

Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , t

S

=0,28 mm/vòng

=

1000.82 3,14.14

m

n π D

=

1440.3,14.14 1000

=63,3 m/ph

Dùng đồ gá trên ( khoan lỗ φ

14) đưa chi tiết lên máy Tarô ren bán

tự động 5A05(2056) Các thông số máy xem ở nguyên công 6

Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2))

π

=

1000.11 3,14.16

m

n π D

=

180.3,14.16 1000

8 NGUYÊN CÔNG 8: TỔNG KIỂM TRA.

 Kiểm tra độ song song của tâm lỗ φ

110 với mặt đáy: Chi tiết được

đặt trên bàn máy khống chế 3 bậc tự do, lồng trục gá có lắp bạc vào trong lỗ φ

110, dùng đồng hồ so ở hai vị trí chính là độ không song song của tâm lỗ với mặt chuẩn (hình vẽ)

L1 là chiều dài ăn dao

2

L

là chiều dài thoát dao

S là lượng chạy dao (tính theo mm/vòng)

N là tốc độ quay của máy(vòng/phút)

1 Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đế bằng dao phay

2

L

=(2…5)=5(mm) L=240(mm)

+ +

=0,25(ph) Phay tinh:

+ +

=0,41(ph)

Tương tự nguyên công 1 lấy 1

L

=3mm ; 2

L

=5mm L=40mm, một bên

+ +

=0,04(ph) Phay tinh:

+ +

=0,06(ph)Nguyên công 2: (tính cho cả hai bích đế hai bên)

0

60+2=6,9≈

7(mm) 2

L

=(1…3)=3(mm)

+ +

=0,06(ph) *Khoét rộng lỗ φ

−

cotg

0

40+2=2,5≈

+ +

=0,02(ph) *Doa lỗ φ

−

cotg

0

5+2=2,86≈

+ +

=0,03(ph) Nguyên công 3 : có 2 lỗ φ

18 03

4 Nguyên công 4: (Phay mặt đầu C).

Tương tự nguyên công 1 lấy

1

L

=3mm ; 2

L

=(2…5)=5mm L=240mm,

Phay thô:

+ +

=0,52(ph) Phay tinh:

+ +

=0,83(ph)Nguyên công 4 ;

5 Nguyên công 5: ( Tiện mặt đầu, tiện lỗ, tiện định hình).

*Tiện mặt đầu phôi rỗng (φ

tg

+2=3,5≈

4(mm) 2

L

=(0,5…5)=5(mm) Bước thô: