Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết giá đỡ

Tài liệu tham khảo Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết giá đỡ

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 mọinghành nói riêng đó là nghành Cơ khí Là một nghành đã ra đời từ lâu vớinhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các nghành công nghiệpkhác Do vậy đòi hỏi kỹ s và cán bộ nghành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ &vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của nghành, đồng thời không ngừngtrau rồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trong nhất là phải biết vận dụngnhững kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong quátrình sản xuất thực tiễn

Trong chơng trình đào tạo kỹ s Cơ khí tại Trờng Đại Học Bách Khoa HàNội, sinh viên đợc trang bị những kiến thức cơ sở của nghành Công nghệ Chếtạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy, Nguyên lýmáy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến nghành Công nghệChế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tế hoá những kiến thức màsinh viên đã đợc 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 đợc làm quen vớicách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, sosánh 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 tởng mới lạ

để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể Do tính quan trọng của Đồ án màmôn bắt buộc đối với sinh viên chuyên nghành Cơ khí và một số nghành cóliên quan

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hớng dẫn chỉ bảo tận tình củaPGS.TS.Nguyễn Viết Tiếp, em đã hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chếtạo máy đợc giao Với kiến thức đợc 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 sótngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy, em rấtmong đợc sự chỉ bảo của các thày cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Chế tạomáy và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng

nh hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình Cuối cùng, em xin chân thành cảm

ơn PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp đã tận tình hớng dẫn em trong quá trình thiết kế

và hoàn thiện Đồ án này./

Trờng đại học bách khoa hà nội

Điều kiện sản xuất : Tự chọn.

Phần III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán.

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 làchi tiết dạng hộp

- Gối đỡ dùng để đỡ các trục quay trong máy Bề mặt làm việc chủ yếu làcác lỗ: 110, 70, 56. 

- Dung sai của đờng kính lỗ nhỏ ( 1100,01) do vậy yêu cầu gia công đạt độchính xác cao

- 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 trụcquay trên giá gây ra Các lực đó có thể là lực dọc trục, lực hớng tâm, trọnglực 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 đợc đúc từ gang xám

tiết GốI Đỡ

- Gối đỡ là một chi tiết có kết cấu khá đơn giản, do vậy ta không thể giảmlợc đựơc kết cấu hơn nữa, phơng pháp đúc kết cấu này với vật liệu là gangxám 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 xáckhông cao

- Các bề mặt cần gia công: mặt đáy, mặt trên, 2 lỗ 18, 2 mặt bên, các lỗ

110, 70, 56,

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

N : Số chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm

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

N1= 10 000

m : số chi tiết trong một sản phẩm : m=1

 : số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ:  = 7%

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

IV Chọn phơng pháp chế tạo phôi.

Để chọn đợc phơng pháp đúc hợp lí ta phân tích lại yêu cầu của chi tiết :

- Một số bề mặt cần đạt độ chính xác cao

- Lợng d của các bề mặt nhỏ Do vậy ta sẽ dùng phơng pháp đúc trong vỏmỏng cấp chính xác cao ( cấp 2) , năng suất cao và lợng d gia công cắtgọt nhỏ

C Lập tiến trình công nghệ

- Phân tích chuẩn và chọn chuẩn

Gối đỡ là một chi tiết dạng hộp , khối lợng gia công chủ yếu tập chungvào gia công các lỗ Do vậy để gia công đợc nhiều lỗ trên nhiều bềmặtkhác nhau qua các giai đoạn thô, tinh… Ta cần chọn 1 chuẩn tinh thống Ta cần chọn 1 chuẩn tinh thốngnhất là mặt phẳng đáy và 2 lỗ chuẩn tinh phụ 18 vuông góc với mặtphẳng đáy đó

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

Phơng án 1: dùng mặt trên 2 lỗ 18

Phơng án 2: dùng mặt thô 2 lỗ 110 & 56.

Phơng án 3: dùng mặt trụ ngoài 150

Nhận xét : phơng án 2 & phơng án 3 chọn mặt chuẩn thô nh vậy không

đảm bảo một số yêu cầu sau:

 Không đảm bảo phân phối đều lợng d gia công

 Rất khó đảm bảo độ đồng tâm của 2 lỗ 110 & 56.

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

 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

 Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đờng kính daolấy là: D=(1,25… Ta cần chọn 1 chuẩn tinh thống 1,5)B

Trong đó: D: Là đờng kính dao

B: Là chiều rộng bề mặt gia công

 Chọn dao phay mặt đầu có D/Z=90/10, vật liệu thép hợp kimcứng BK8

Cấp nhẵn bóng cần đạt đợc của mặt đáy là 5 (Bảng 5_TK ĐACNCTM)

Nh vậy ta chia nguyên công phay làm 2 bớc: (bảng 3.142 STCNCTM)Bớc 1: Phay thô t=2,0 mm

Bớc 2: Phay tinh t=1,0 mm

 Bớc 1: Phay thô: t=2,0 mm;tra bảng 5.33(2) (ST CNCTM) lợngchạy dao răng: S r=0,2 mm/răng.

- Tốc độ cắt (trang 27 ST CNCTM_2)

z x m

q V

Z B S t T

D C

.

10 66 2 , 0 2 180

90 695

= 188,4 (m/phút)

- Lực cắt:

Pz =

w q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10

.kMP

kMP : hệ số điều chỉnh cho chất lợng vật liệu gia công, tra bảng 5-9

(STCNCTM)

600 90

10 66 2 , 0 2 5 , 54 10

.0,65

Pz = 1473 (N)

Momen xoắn: Mx =

100 2

- Lợng 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

z x m

q V

Z B S t T

D C

.

10 66 1 1 180

90 695

=134,2 (m/phót)

- Lùc c¾t:

Pz =

w q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10

475 90

10 66 1 , 0 1 5 , 54 10

.0,65

Pz = 472,7 (N)

Momen xo¾n: Mx =

100 2

90 7 , 472

= 212,7 (Nm)

C«ng suÊt c¾t : Ne =

60 1020

VËy tÊt c¶ h¹n chÕ 6 bËc tù do.

S P= n m.S=950.1=950 mm/ph

Kết quả tính toán chế độ cắt:

Phay tinh 6H12 BK8 188,4 950 1 0,5Phay thô 6K12 BK8 132,8 750 2 1,5Bớc CN Máy Dao V(m/ph) N(v/ph) S(mm/vòng) t(mm)

 Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Theo bảng 8 TK ĐACNCTM ta có các thông số của máy khoan cần2H53:

 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 m¸y th× n m=1250 v/ph

VËy n t=1000.

.

t

V D

 =1000.127,5/(3,14.17,85) = 2273,6 v/phTra theo m¸y th× n m=2000 v/ph



=0,075 mm Theo b¶ng 5.116 (ST CNCTM):

Doa BK8 2H53 56,52 1000 1 0,075 KhoÐt BK8 2H53 112 2000 0,6 0,675 Khoan BK8 2H53 64,8 1250 0,41 8,25 Bíc CN Dao M¸y V(m/ph) N(vg/ph) S(mm/vßng t(mm)

 Dïng 1 chèt tr¸m lång vµo lç 18 cßn l¹i khèng chÕ nèt 1bËc tù do cßn l¹i

Do vËy tÊt c¶ h¹n chÕ 6 bËc tù do

 Dïng dao phay mÆt ®Çu hîp kim cøng BK8 cã D/Z=250/20.

q V

Z B S t T

D C

.

.

kV

Ta cã: VT =

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

N e= 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



BK8 235,5 300 1 1Phay thô 6H82



BK8 94,2 118 4 1,5Bớc CN Máy Dao V(m/ph) n(v/ph) S(mm/vòng) t(mm)

 Dùng 1 chốt trám định vị vào lỗ còn lại khống chế nốt 1bậc 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 đợc gia côngtrong nguyên công trớc của chi tiết

 Kẹp chặt:

 Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 đòn kẹp, toàn bộ đồ định vị vàkẹp chặt đợc lắp lên mâm tròn và lắp lên trục chính củamáy tiện thông qua lỗ côn moóc của đầu trục chính máytiện T630 Để cho chi tiết khi quay cân bằng thì ta lắpthêm phần đối trọng(Sơ đồ nguyên công)

Kho¶ mÆt ®Çu tõ  150 vµo  110 víi lîng d lµ 2,5 mm

Lîng ch¹y dao vßng: S=0,4 mm/vßng ; mÆt ®Çu V=195 m/ph

VËy n t=1000.

.

t

V D

TiÖn lç  56 mm víi lîng d lµ 2,2 mm.

Lîng ch¹y dao vßng: S=0,4 mm/vßng ; tiÖn trong V=140 m/ph

VËy n t=1000.

.

t

V D

Lîng ch¹y dao vßng: S=0,25mm/vßng ; tiÖn trong V=177 m/ph.

VËy n t=1000.

.

t

V D

Lîng ch¹y dao vßng: S=0,4mm/vßng ; mÆt ®Çu V=195 m/ph.

VËy n t=1000.

.

t

V D

khi gia c«ng:R Z=20(theo b¶ng 5.65(2))

Lîng ch¹y dao vßng: S=0,25 mm/vßng ; mÆt ®Çu V=248 m/ph.

VËy n t=1000.

.

t

V D

Lîng ch¹y dao vßng: S=0,4 mm/vßng ; tiÖn trong V=140 m/ph.

VËy n t=1000.

.

t

V D

 Kẹp chặt:

 Chi tiết đợc kẹp chặt thông qua Bu lông và bạc chữ C (hìnhvẽ).

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan cần 2H53

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

 Bớc 2: Tarô 6 ren M10.

Dùng đồ gá trên ( khoan 6 lỗ 8,5) đa chi tiết lên máy Ta rô ren bán

tự động 5A05 Theo bảng 23(1) ta có các thông số của máy nh sau:

 Đờng 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1,25

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

 =1000.9

3,14.10=286,6 v/ph.

Tra theo máy thì n m=280 v/ph.

 Mặt A của chi tiết đợc định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do

 Dùng 1 chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 18 khống chế 2 bậc tự do

 Dùng 1 chốt trám định vị vào lỗ18 còn lại khống chế nốt 1 bậc

tự do còn lại

Vị trí chính xác của các lỗ đợc xác định thông qua bạc dẫn vàphiến dẫn

Vậy n t=1000.

.

t

V D

Dùng đồ gá trên ( khoan lỗ 14) đa 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))

 Kiểm tra độ song song của tâm lỗ 110 với mặt đáy: Chi tiết đợc đặt

trên bàn máy khống chế 3 bậc tự do, lồng trục gá có lắp bạc vàotrong lỗ 110, dùng đồng hồ so ở hai vị trí chính là độ không songsong của tâm lỗ với mặt chuẩn (hình vẽ)

L1 là chiều dài ăn dao.

L2 là chiều dài thoát dao

S là lợng 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 mặt đầu   900).

 

=0,25(ph) Phay tinh:

 

=0,04(ph) Phay tinh:

 

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

 

=0,06(ph) *Khoét rộng lỗ 17,85

 

=0,02(ph) *Doa lỗ 18

 

=0,03(ph) Nguyên công 3 : có 2 lỗ 18

T03=2.( T 03khoan+T 03khoet+T 03doa)=2.(0,06+0,02+0,03)=0,22(ph)

4 Nguyên công 4: (Phay mặt đầu C).

 

=0,52(ph) Phay tinh:

 

=0,83(ph)Nguyên công 4 ;

T04=2.(T 04tho+T 04tinh)=2.(0,517+0,827)=1,35(ph)

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

L=

2

D d

=150 110 2



=20(mm)

T05mat dau_ 1=T05mat dautho_ +T05mat dautinh_ =0,18+0,29=0,47(ph)

T05mat dau tho_ 2 = 1 2

T05mat dau_ =T05 56lo tho+T05 56lo tinh=0,16+0,20=0,36(ph)

=0,47ph) Tổng thời gian:



=1,5(ph) Vậy tổng thời gian gia công bằng tiện là

T05=T05mat dau_ T o lo5 _ 56T05mat dau_ 2T05 110lo T05dinhhinh

1

S n

)=6.( 4 15 4 15 1,5.280 1,5.112

 )=0,95(ph) Trong đó : n=280vg/ph là tốc độ cắt khi tarô

n1 =112vg/ph là tốc độ quay của dao khi quay ngợc

7 Nguyên công 7: ( Khoan, tarô ren M16).

1

S n



= 4 20 4 20 1,5.180 1,5.112

Trong đó: n=180vg/ph là tốc độ cắt khi tarô

n1 =112 vg/ph là tốc độ quay của dao khi quay ngợc

Thời gian cơ bản để gia công chi tiết đợc tính bằng tổng thời gian

cơ bản của các nguyên công:

T0 T01T02T03T04T05T06T07T08T09T010

T0=0,661+0,206+0,216+1,344+3,255+0,234+0,95+0,09+0,232

T0=7,188(phút)

vii.tính toán và thiết kế đồ gá.

 Thiết kế đồ gá cho nguyên công V: Gia công mặt bậc,tiện các lỗ

110

  56 và lỗ định hình của chi tiết tren máy tiện ngang T630

 Đồ gá thiết kế ra phải đảm bảo một số yêu cầu kĩ thuật nh sau:đảmbảo việc gá đặt phải nhanh chóng,đơn giản,tốn ít công sức,sai số chếtạo đồ gá phải đảm bảo sao cho chi tiết gia công ra phải đảm bảoyêu dặt ra nh vậy đồ gá thiết kế cũng phải đủ cứng vững và tránhlàm xớc bề mặt khi gia công

Theo sơ đồ trên, lực kẹp chặt tính toán phải thắng đợc ( giữ cố định đợcchi tiết) dới tác dụng của lực cắt: Chống lật quanh điểm O, chống trợt

do tác dụng của lực Px Hình vẽ trang bên

Với: f1 : hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết

f2 : hệ số ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ

Nên W = 420/(0,5 +0,1) = 700 (N)

Nếu tính đến các hệ số an toàn K thì ta có:

K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6

Trong đó:

 K0=1,5: hệ số an toàn chung cho tất cả các trờng hợp

 K1=1,2: hệ số an toàn trong trờng hợp gia công thô

 K2=1,0: hệ số tính đến mòn dao

 K3=1,2: hệ số tính đến gia công gián đoạn

 = 2130 1,8 = 3834 (N).

Chi tiết gia công đợc định vị trên mặt phẳng và 2 lỗ 18.

kích thớc từ mặt đáy đến tâm lỗ có sai số chuẩn la 0

Kích thớc cần đạt là 200,05 với độ nhám Rz20, tra bảng 5

(TKĐACNCTM) tơng ứng với cấp nhẵn bóng 5

Lợng d nhỏ nhất :

Zimin = RZi-1 + Ti-1 + Si-1 + i

Với phôi đúc trong khuôn vỏ mỏng, làm khuôn bằng máy, tra bảng 3-14 (STCNCTM) ta đợc cấp chính xác của phôi là cấp 14

Tra bảng 10 (TKĐACNCTM) ta có Rz = 250 m, Ti = 350 m

- Sai lệch không gian của vật đúc:

+ Sai lệch do độ cong vênh :

c = K.L

K : độ cong vênh trên 1 mm chiều dài K = 1

L : Kích thớc lớn nhất của mặt phẳng gia công L = 24 mm

c = 1.24 = 24

+ Sai lệch về độ không song song giữa mặt phảng chuẩn và mặt phẳng gia công : tra bảng 3 -11 (STCNCTM) với dung sai của vật đúc là 520 m

ta có sai lệch độ không song song là

s = dung sai phôi / 2 = 520/2 = 260 m + Vì sai lệch độ không song song và độ cong vênh là cùng chiều nên tổng sai lệch của phôi là :

Sau phay : Zimin = 20,83 –19,97 = 0,86 mm

Zimax = 21,56 – 20,39 = 1,17 mmLợng d tổng cộng :

Z0min = minphay = 0,86

Z0max = maxphay = 1,17Kiểm tra kết quả tính toán:

m

Kích thớc tính toán,mm

Dungsai (m)

Kích thớc giới hạn, mm

Lợng d giới hạn, mm

Phôi 250 350 264 - 20,83 520 20,83 21,56 - -

Phay 20 30 16

884 19,97 210 19,97 20,39 0,86 1,17

Tµi liÖu tham kh¶o:

[1].ThiÕt kÕ §å ¸n C«ng nghÖ ChÕ t¹o m¸y

GS.TS TRÇN V¡N §ÞCH

NXB KHKT HN 2004

[2].Híng dÉn ThiÕt kÕ §å ¸n C«ng nghÖ ChÕ t¹o m¸y

GS.TS NGUYÔN §¾C LéC –L¦U V¡N NHANG