Thiết kế và tính toán gối đỡ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY IPHÂN 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 tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó . Gối đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trượt . 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 là lỗ trụ 40 Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ 16 chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ 40 đến mặt phẳng C là : 100+ 0,5 Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi. Vật liệu sử dụng là : GX 1532 , có các thành phần hoá học sau : C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00 S < 0,12 P =0,05 – 1,00 bk = 150 MPa bu = 320 MPa II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT Từ bản vẽ chi tiết ta thấy : Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng 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 . Chi tiết gối đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc . Kết cấu tương đối đơn giản , tuy nhiên cũng gặp khó khăn khi khoả 4 bề mặt bích do không gian gá dao hẹp.

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnhtrong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệchế 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 đ ợc tiến hành đồng thời vớiviệc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triểnnguồn 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 đòihỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đ ợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bảntơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyếtnhững vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong ch ơng trình đàotạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khíphục 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 vàgiúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong ch ơng trình đào tạo , đồ ánmôn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đ ợc của sinh viênchuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáoNguyễn Trọng Bình đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chếtạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót dothiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đ ợc sự chỉ bảo của các thầy côgiáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn đểlần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

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 làmnhiệm 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 là lỗ trụ 40 Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ 16 chính xác để làm chuẩn tinh gia công

Đảm bảo kích thớc từ tâm lỗ 40 đến mặt phẳng C là : 100+ 0,5

Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi

Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau :

C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12 P =0,05 – 1,00

[]bk = 150 MPa

[]bu = 320 MPa

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

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

-Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùngchế độ cắt cao , đạt năng suất cao

-Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiệnnhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quátrình gá đặt nhanh

Chi tiết gối đỡ đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc Kết cấu tơng đối đơn giản, tuy nhiên cũng gặp khó khăn khi khoả 4 bề mặt bích do không gian gá daohẹp

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

4 Phay 2 mặt phẳng đầu lỗ trụ 40

5 Khoả mặt bích và khoan lỗ 6 làm lỗ dẫn dầu bôi trơn bề mặt ngõng trục

6 Khoét, doa lỗ 40 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết ,vì bề mặtnày là là bề mặt làm việc chính

Lớp Chế tạo máy 6 – K47 Khoa Cơ khí 2

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

Q1 = V. (kg)

Trong đó

Q1- Trọng lợng chi tiết

 - Trọng lợng riêng của vật liệu gang xám= 6,8-:-7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết

Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhng vật liệu của chi tiết là gang xám15x32 nên ta dùng phơng pháp đúc, do bề mặt không làm việc không cần

chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phơng pháp đúc trongkhuôn cát.Làm khuôn bằng máy Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch vàcắt ba via

Bản vẽ lồng phôi

Lớp Chế tạo máy 6 – K47 Khoa Cơ khí 4

t

d

- Gia công mặt đáy đạt Rz = 20 Và 2 mặt đầu trụ 40 Theo bảng 2-1 Q2 ,đợc

Theo bảng 10 , Thiết kế đồ án CNCTM ta có Rza và Ta của phôi là 250 và 350

m

Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:  = cv

Trong đó cv = k L - sai lệch cong vênh

L- Chiều dài chi tiết

Sai lệch không gian tổng cộng đợc tính theo công thức :  = k phôi

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

k = 0,05 _ Bảng 24 Thiết kế đồ án CNCTM

  =0,05 1200 =60 (m )

) (

min

2 2

min

2 2

2 2

1200 60 2,4 0,05

3600 320 65 32,7

39,6213 39,9413 40,0063 40,039

870 220 87 39

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

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

320 65 33

970 198 81

2 Zomax =1249 2Zomin = 418Kiểm tra kết quả tính toán :

+ Lợng d tổng cộng 2 Z0max- 2Z0min = 1249 - 418 = 831 (m)

ph- ct =870 - 39 = 831 (m)

+ Kiểm tra bớc trung gian : khoét

2Zmax- 2Zmin = 198 - 65 = 133 (m) 1- 2 = 220 - 87 = 133 (m)

2- Tra lợng d cho các nguyên công còn lại

Lợng d gia công mặt đáy Zb= 3,5 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )

1-Nguyên công 2: 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 ph ơngcủa lực kẹp trùng với phơng kích thớc cần thực hiện

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

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

 Công suất cắt No=3,8 KW (Bảng 5-140 SổTayCNCTM )

No< Nm.=7.0,8=5,6 KW

Chiều sâu cắt t =1 mm , lợng chạy dao vòng S0=2,5 mm/vòng (Bảng 5-127SổTayCNCTM )

Tốc độ cắt Vb=53 m/ph (Bảng 5-135 SổTayCNCTM )

Lớp Chế tạo máy 6 – K47 Khoa Cơ khí 8

,

.

25 197 80

14 3

55 49 1000 1000

 

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

2-Nguyên công 3: Khoan - Khoét - Doa ( Lỗ 16)

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

đầu 1 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trợt từ trên xuống

Chọn máy : Máy khoan 2A55 Công suất máy Nm = 2,8KW

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

,

.

68 820 13

14 3

5 33 1000 1000

.

.

520 16

14 3

26 1000 1000

,

.

35 135 16

14 3

8 6 1000 1000

 

3.Nguyªn c«ng 4 :phay 2 mÆt ®Çu

Líp ChÕ t¹o m¸y 6 – K47 Khoa C¬ khÝ 10

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 vuônggóc với mặt đáy

Chọn máy : máy phay nằm ngang P623 Công suất máy Nm = 6,3 KW

Chọn dao : Dao phay đĩa 2 mặt răng liền P18 , đ ờng kính dao D = 250 , sốrăng Z=22 răng

.

.

12 33 250 14 3

26 1000 1000



Công suất cắt No=4,3 KW (Bảng 5-174 SổTayCNCTM )

No< Nm.=7.0,8=5,6 KW

Chiều sâu cắt t =1 mm , lợng chạy dao vòng S0=1,5 mm/vòng (Bảng 5-37SổTayCNCTM )

,

.

87 52 250 14 3

5 41 1000 1000

V tt .D.n , . . 47 , 1m/ ph

1000

250 60 14 3

 

4 Nguyên công 5 : Phay các mặt vấu

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do ,2 lỗ 16 hạn chế 3 bậc tự

do ( Dùng một chốt trụ , một chốt trám )

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

Chọn máy : Máy phay 6H82 Công suất máy Nm = 2,8KW , = 0,8

Chọn dao : Dao phay mặt đầu thép gió

Lớp Chế tạo máy 6 – K47 Khoa Cơ khí 12

.

.

7 684 20

14 3

43 1000 1000

 

Theo bảng 5-150 SổTayCNCTM , ta có : Nyc = 1,2 Kw < Nm = 2,8.0,8

5.Nguyên công 6 : Tính chế độ cắt cho nguyên công khoét , doa lỗ 40

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , 2 lỗ 16 hạn chế 3 bậc tựdo

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

Chọn máy : Máy khoan 2A55 Công suất máy Nm = 4 Kw

Chọn dao : Mũi khoét thép gió.

q v

K S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

 KLV = 1

5 3 3 1 50

1 39 8 18

4 1

125 0

2

, ,

, ,

, ,

14 3

1000

88 19

1000

,

,

,

q v

K S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

7 39 6 15

5 1

3

2

, ,

, ,

, ,

14 3

1000

47 4

1000

,

,

,

V = v

y x m

q v

K S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

40 6 15

5 1 3

2

.

,

,

, , ,

14

3

1000

71 5

1000

,

,

,

.

1672 6

14 3

5 31 1000 1000

7 Nguyên công 8 : Kiểm tra

Kiểm tra độ song song giữa mặt lỗ trụ và mặt đáy

III- Xác định thời gian nguyên công

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

) (

n S

L L L T

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2- Chiều dài thoát dao (mm)

Sv- Lợng chạy dao vòng (mm/vg)

n- Số vòng quay trong 1 phút (vg/ph)

i- Số lần gia công

Sp=Sv.n (mm/ph) Công thức tính thời gian phay

) (

S

L L L T

1  t(D t)  ( ,  )  , (  , )  ( ,  ) 

L2=3 mm

S = Z Sz =16 0,12 = 1,92

) ( , ,

234 92 1

3 15 120

1  t(D t)  ( ,  )  (  )  ( ,  ) 

L2=3 mm

) ( ,

,

234 5 2

3 10 120

950 35 0

3 5 35

15 ,  cotg45 + (0,5  2) = 3

L2 = 2

, ( )

,

540 75 0

2 3 35

135 4 2

2 2 16









+>Nguyªn c«ng4:Phay 2 mÆt ®Çu

Líp ChÕ t¹o m¸y 6 – K47 Khoa C¬ khÝ 18

5 37 28 5

5 24 80

60 5 1

5 24 80

L L

668 7 0

2 80

L L

T   1

L=15 mm

L1 = 0,5  2 mm

) ( , ,

668 6 0

2 3





+>Nguyªn c«ng6: KhoÐt –Doa lç 40

168 5 1

2 3 120

cotg45+ (0,5  2) = 2

, ( )

,

38 4 3

2 2 120

cotg45 + (0,5  2) = 2

, ( )

, ,

5 45 7 2

2 2 120

,

1360 3 0

2 5 3 27

+ 1,210 + 0,012 + 0,080 + 0,356 + 0,960 + 1,009 =5,907 phútThời gian nguyên công (Thời gian từng chiếc) : Ttc= To +Tp +Tpv +Ttn

To- Thời gian cơ bản

Tp- Thời gian phụ = 10%To =0,591 phút

Tpv- Thời gian phục vụ = 11%T0 = 0,650 phút

+ Hai lỗ trụ 16 định vị hạn chế 3 bậc tự do và có Rz = 2,5 Dùng 1 chốt trụngắn và 1 chốt trám để hạn chế

Chuyển động cắt song song với mặt đáy và vuông góc với lỗ định vị 16 Hớng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị và vuông góc với chuyển

N e =

9750

V Mx.

=

9750

168 31

.160 =

1 39

1000 31 14 2

,

,

K = 1549,8.K ( N )K: là hệ số an toàn,đợc tính nh sau :

K = Ko.K1 K2 K3 K4 K5 K6

Với : Ko:là hệ số an toàn trong mọi trờng hợp , lấy Ko=1,5

K1:là hệ số kể đến lợng d không đều ,khi khoan lỗ rỗng lấy K2=1

Lớp Chế tạo máy 6 – K47 Khoa Cơ khí 22

Px

Po

W

K2:là hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt ,lấy Ko=1

K3:là hệ số kể đến lực cắt không liên tục , lấy K3=1

K4:là hệ số kể đến nguồn sinh lực , kẹp chặt bằng tay lấy K4=1,3

K5:là hệ số kể đến vị trí tay quay , lấy K5=1,2

Ko:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc , lấy K6=1

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 lựckẹp 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 chặtbằng ren

Cơ cấu sinh lực là tay công nhân

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 ,nóxác định trực tiếp vị trí của mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quátrình gia công

Cơ cấu dẫn hớng đợc dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn đợc chọn là loại bạc thaynhanh

* 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

1

2 2 2 2 2

gd ctlr ld m k c gd

Suy ra :  2 2 2 2 2

c ld m k gd

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 Thế Lỡng

6- Cơ sở máy công cụ

7- Dung sai –Ninh Đức Tốn

Lớp Chế tạo máy 6 – K47 Khoa Cơ khí 24

Mục lục

Lời nói đầu 1

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

II- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết III- Xác định dạng sản xuất

IV- Xác định phơng pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

V- Lập thứ tự các nguyên công

1- Xác định đờng lối công nghệ

2-Chọn phơng pháp gia công

VI- Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

1-Nguyên công 2: Phay mặt đáy

2-Nguyên công 3:Khoan, khoét, doa 4 lỗ 16

3-Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên

4-Nguyên công 5 : Khoả mặt bích và khoan lỗ lỗ 6 5-Nguyên công 6: Khoét - Doa lỗ 40

6- Nguyên công 7: Khoan lỗ 6 7-Kiểm tra độ song song

VII- 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 40+0,039 2- Tra lợng d cho các nguyên công còn lại

VIII- Xác định thời gian nguyên công

IX- Thiết kế đồ gá gá đặt chi tiết của nguyên công khoét - doa lỗ 40

1-Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công khoét - doa lỗ 40

2- Xác định mô men cắt và lực cắt

3- Xác định lực cắt, tính lực kẹp

4- Chọn cơ cấu dẫn hớng và các cơ cấu khác 5- Xác định sai số gá đặt

Bảng liệt kê danh sách các chi tiết của đồ gá cho nguyên công khoét Tài liệu tham khảo

Líp ChÕ t¹o m¸y 6 – K47 Khoa C¬ khÝ 26