ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁYĐầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết: gối đỡTHIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁYĐầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết: gối đỡ

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyếtđịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ củacông nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực củangành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang làmối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời vớiviệc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại Việc phát triểnnguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòihỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơbản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giảiquyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trìnhđào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị

cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thôngvận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học

và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ

án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinhviên chuyên 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 Luyến, đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạomáy 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 được sự chỉ bảo của cácthầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến củacác bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày tháng năm 2013

Trường Đại họcBách Khoa Hà nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Viện Cơ khí Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

NHIỆM VỤTHIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Họ và tên sinh viên :………Lớp :…… Khoá : …………Chuyên ngành :………

I Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết: gối đỡ

II Các số liệu ban đầu:

Sản lượng hàng năm :

Điều kiện sản xuất : Tự chọn

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

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

3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phương pháp chế tạo phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

6 Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt tròn ngoài, mặt tròn trong hoặc mặt phẳng) và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công (tính cho nguyên công cần thiết

kế đồ gá) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

9 Tính và thiết kế một đồ gá (lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các

cơ cấu của đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điều chỉnh, sai số chế tạo cho phép của đồ gá, đặt yêu cầu kỹ thuật của

đồ gá, lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá)

IV Phần bản vẽ:

1 Chi tiết lồng phôi: 01 bản (khổ giấy A0 , hoặc A1)

2 Sơ đồ nguyên công: 01 bản (khổ giấy A0)

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

Gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Gối đỡ làmnhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong khônggian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối đỡ lắp trên máy côngtác điển hình là máy dệt

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 của gối đỡ là lỗtrụ 40 nên ta cần phải gia công chính xác lỗ này Cần gia công mặt phẳng C

và các lỗ 16 chính xác để làm chuẩn tinh thống nhất gia công các bề mặtkhác của gối đỡ

Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ 40 đến mặt phẳng C là: 100+ 0,05

Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi nên vật liệu sử dụngthường dùng là gang xám

Ta chọn mác 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

- Từ bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp

- Gối đỡ có kết cấu đủ độ cứng vững cần thiết để khi gia công không bị biếndạng nên 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 hiệnnhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quátrình gá đặt nhanh Gối đỡ có các lỗ lắp ghép vuông góc với mặt đáy củachi tiết nên đây là chi tiết dạng hộp điển hình ta có thể lấy hai lỗ vuông gócvới mặt đáy và mặt đáy đó làm chuẩn tinh thống nhất trong quá trình giacông chi tiết, vì thế việc gia công mặt đáy và hai lỗ được ta chọn làm chuẩntinh cần được gia công chính xác

- Kết cấu của gối đỡ tuy tương đối đơn giản, song cũng gặp khó khăn khikhoả 4 bề mặt bích do không gian gá dao hẹp Điều này ta có thể khắc phụcbằng cách chọn loại dao có các thông số hình học hợp lý.

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

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (10000 chiếc/năm)m- Số chi tiết trong một sản phẩm

Q1 = V. (kg)

Trong đó

Q1- Trọng lượng chi tiết

 - Trọng lượng riêng của vật liệu gang xám= 7,2 kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết

1- Xác định phương pháp chế tạo phôi

Kết cấu của gối đỡ có một số thành vách, một số bề mặt không cần giacông và chi tiết được chế tạo từ GX15-32,với các bề mặt không làm việckhông cần độ chính xác quá cao

Mặt khác chi tiết sản xuất hàng loạt lớn nên

Ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy Sau khiđúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via để chuẩn bị cho việc giacông cơ sau này

Kết cấu gối đỡ có dạng đối xứng, việc tạo lỗ chính để quá trình gia côngcắt gọt sau này nên mặt phân khuôn ta chọn hợp lý được thể hiện như hình

vẽ với lõi được đặt nằm ngang

HÌNH 1: Phương pháp chế tạo phôi

Với mặt phân khuôn như trên ta dễ dàng tạo lòng khuôn, sửa lại lòngkhuôn dễ dàng, dễ dàng lấy chi tiết Việc bố trí cốc rót, đậu hơi đậu ngót nhưhình biểu diễn cùng với mặt phân khuôn ta đã chọn đồng thời đảm bảo việcđiền đầy dễ dàng vật liệu vào lòng khuôn mà vẫn đảm bảo vị trí của lõi tronglòng khuôn, dễ dàng cắt đậu hơi đâụ ngót trong nguyên công chuẩn bị giacông

Bản vẽ lồng phôi

HÌNH 2: Bản vẽ lồng phôi

V.THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

1- Xác định đường lối công nghệ

Do sản xuất hàng khối lớn nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí, giacông tuần tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

2- Chọn phương pháp gia công

- Gia công lỗ 40+0,039 vật liệu là GX15-32 Ta thấy dung sai +0,039 ứng với

40 là cấp chính xác 8 (tra bảng dung sai), với độ nhám Rz=1,25 Ta chọnphương pháp gia công lần cuối là doa tinh Các bước gia công trung gian là:khoét, doa thô

- Gia công mặt đáy đạt Rz = 20, và 2 mặt đầu trụ 40 Theo bảng 4 và 5(TKĐA CNCTM), được độ bóng cấp 5, phương pháp gia công lần cuối là phaytinh, các bước gia công trước là phay thô.

- Gia công 4 lỗ 16 mặt đáy đạt Ra = 2,5 theo bảng 4 và 5 (TKĐACNCTM) cócấp độ bóng là 6, ta có phương pháp gia công lần cuối là doa thô, các bước giacông trước là khoan, khoét Trong 4 lỗ này có 2 lỗ chéo nhau chọn làm chuẩnđịnh vị nên cần phải qua bước gia công tinh.

- Lỗ 6 là lỗ dẫn dầu bôi trơn cho trục lắp ghép nến không yêu cầu độ nhẵnbóng cao nên ta chỉ cần khoan lỗ này là đảm bảo yêu cầu.

+Phay mặt đầu lồ 6

+Khoan lỗ 6

n n

VI TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI

1-Tính lượng dư khi gia công bề mặt đáy120

Với phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy,khối lượng phôi 8kg ta có được độ chính xác phôi cấp 2, vật liệu GX15-32

Do phôi có lỗ được tạo sẵn nên ta chọn quy trình công nghệ gồm 3 bước:khoét, doa thô, doa tinh Chi tiết được định vị bằng mặt đáy và 2 lỗ 16 đãđược ta gia công ở các nguyên công trước

Theo bảng 10, TKĐA CNCTM ta có Rza và Ta của phôi là 250 và 350m.Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức trong bảng 14(TKĐA CNCTM):  = cv

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

L- Chiều dài chi tiết

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

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

k = 0,05 theo bảng 24 TKĐA CNCTM

  =0,05 1200 =60 (m )

) (

Bước 2: Doa thô

Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đường tâm lỗ sau khi khoét nhân với

hệ số giảm sai ks= 0,04 (Bảng 24 TKĐA CNCTM )

min

2 2

2

2 Zb  Rza Ta  a  b

 2Zbmin = 2( 10 + 20 + 2,4 ) = 65 (m )

Bước 3:Doa tinh

Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đường tâm lỗ sau khi doa nhân với

hệ số giảm sai ks= 0,02 (Bảng 24 Thiết kế đồ án CNCTM )

min

2 2

1200 60 2,4 0,05

3600 320 65 32,7

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

870 220 87 39

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

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

3600 320 65 33

970 198 81

2 Zomax =1249

2Zomin = 418

Kiểm tra lại kết quả tính toán:

+ Lượng dư tổng cộng 2Z0max- 2Z0min = 1249 - 418 = 831 (m)

ph- ct =870 - 39 = 831 (m)

+ Kiểm tra bước trung gian: khoét

2Zmax- 2Zmin = 198 - 65 = 133 (m)

1- 2 = 220 - 87 = 133 (m)

2- Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại

Lượng dư gia công mặt đáy Zb= 3,5 mm (Bảng 3-95 SổTayCNCTM I )

Lượng dư gia công mặt bích Zb= 3,0 mm (Bảng 3-95 SổTayCNCTM I )

Lượng dư gia công 2 mặt đầu Zb = 3,5 mm (Bảng 3-95 SổTayCNCTM I )Lượng dư gia công lỗ trụ 2Zb = 3,0 mm

CHƯƠNG 2: Thiết kế Quy trình Công nghệ Gia công

VII TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI.

Lập thứ tự các nguyên công :

Nguyên công I: chế tạo phôi

Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi

Nguyên công III : Phay mặt phẳng đáy

Nguyên công IV : Khoan ,khoét, doa lỗ 16

Nguyên công V : Phay hai mặt phẳng đầu lỗ 40

Nguyên công VI : Gia công mặt phẳng A

Nguyên công VII : Gia công lỗ 40

Nguyên công VIII : Gia công lỗ 6

Nguyên công IX : Kiểm tra

1/ Nguyên công I: Chế tạo phôi

Bản vẽ chế tạo phôi và bản vẽ chi tiết lồng phôi

2/ Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi

a/ Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót:

Bavia vật đúc được làm sạch bằng đục hoặc máy mài cầm tay, đậu ngót, đậu rót của vật đúc được cắt bằng búa tay

Do nguội nhanh và không đồng đều giữa phần kim loại bề mặt phôi đúc

và phần kim loại bên trong nên lớp kim loại bề mặt vật đúc thường cứng và

có ứng suất do đó cần phải ủ phôi để làm đồng đều cơ tính và giảm ứng suấtlớp bề mặt

Chế độ ủ bao gồm: tốc độ nung, thời gian ủ, tốc độ nguội và phụ thuộc vào thành phần hoá học, hình dạng, kích thước của phôi

3/ Nguyên công III: Phay mặt đáy

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống phươngcủa lực kẹp trùng với phương kích thước 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

Lượng dư gia công : phay 2 lần :

+ Bước 1 Zb=2,5 mm

+ Bước 2 Zb=1 mm

HÌNH 3: Sơ đồ lực khi phay mặt đáy

Chế độ cắt bước 1: (phay thô)

Chiều sâu cắt t = 2,5mm

Lượng chạy dao răng Sz = 0,12 mm/răng (Bảng 5-126 Sổ tayCNCTM II )

 Lượng chạy dao vòng S0= 0,12 16 = 1,92 mm/vòng

.

.

18 229 80

14 3

57 57 1000 1000

 

Công suất cắt No=3,8 KW (Bảng 5-140 Sổ tay CNCTM II)

No< Nm.=7.0,8=5,6 KW

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với Rz =20)

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

Tốc độ cắt Vb=53 m/ph (Bảng 5-135 Sổ tay CNCTM II)

Các hệ số điều chỉnh:

+ Chi tiết đúc có W1 =0,85 (Bảng 5-239 Sổ tay CNCTM II)

+ Tình trạng máy còn tốt W1 = 1,1 (Bảng 5-239 SổTay CNCTM II)

,

.

.

25 197 80

14 3

55 49 1000 1000

 

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

4 Nguyên công IV: Khoan - Khoét - Doa 4 lỗ 16 mm

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do, mặt trụ 2 bậc tự do, mặtđầu 1 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trượt từ trên xuống tạo lựckẹp cùng chiều với lực cắt khi gia công

HÌNH 4: Sơ đồ lực khi khoan, khoét, doa 4 lỗ 16 mm

Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy Nm = 2,8KW

Chọn dao : Mũi khoan thép gió , mũi khoét, doa thép gió

5 , 33 1000

1000

Lượng chạy dao So = 0,75 mm/vòng (Bảng 5-104 Sổ tayCNCTM)

.

.

520 16

14 3

26 1000 1000

,

.

.

35 135 16

14 3

8 6 1000 1000

 

Chế độ cắt bước 4: Khoả 4 mặt bích

Chọn dao: Dao khoét thép gió Số răng Z = 5 răng

Lượng dư gia công: Zb=3 mm

.

.

662 225

14 3

52 1000 1000

 

Theo bảng 5-150 SổTayCNCTM, ta có: Nyc = 1,4 Kw < Nm = 2,8 Kw

5 Nguyên công V: phay 2 mặt đầu

Định vị : Chi tiết được 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 được 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, đường kính dao D = 250, số răngZ=22 răng

Lượng dư gia công: phay 2 lần

.

.

12 33 250 14 3

26 1000 1000

 

Công suất cắt No=4,3 KW (Bảng 5-174 Sổ tay CNCTM II)

No< Nm.=7.0,8=5,6 KW

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với Rz = 20)

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

,

.

.

87 52 250

14 3

5 41 1000 1000

 

HÌNH 5: Sơ đồ lực khi phay 2 mặt đầu

6 Nguyên công VI: Khoả mặt trước.

Định vị : Chi tiết được 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 được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuônggóc với mặt đáy

Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy Nm = 2,8KW , = 0,8

Chọn dao : Dao phay ngón và mũi khoan là thép gió

Chế độ cắt bước: Khoả mặt trước

.

.

7 684 20

14 3

43 1000 1000

 

Theo bảng 5-150 SổTay CNCTM II, ta có: Nyc = 1,2 Kw < Nm = 2,8.0,8=2.24

HÌNH 6: Sơ đồ lực khi khỏa mặt trước

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

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

tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuônggóc với mặt đáy

Chọn máy: Máy khoan K135 Công suất máy Nm = 4 Kw

Chọn dao: Mũi khoét, doa thép gió

m

q

S t

1 39 8 18

4 0 1

125 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

=

3,39.14,3

88,19.1000

m

q

S t

7 39 6 15

5 0 1

3 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

=

7,39.14,3

47,4.1000

= 38 vòng/phút

 Chế độ cắt bước 3: Doa tinh lỗ 40

q

S t

0 120

40 6 15

5 0 1 0 3

0

2 0

.

,

,

, ,

14 3

HÌNH 7: Sơ đồ lực khi khoét, doa lỗ 40

8 Nguyên công VIII: khoan lỗ 6

Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và 2 lỗ hạn chế 3 bậc tự

,

.

.

1672 6

14 3

5 31 1000 1000

14 3

9 Nguyên công IX: Phay 4 vấu đầu lỗ đáy.

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

tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuônggóc với mặt đáy

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

Chọn dao: Dao phay hình trụ răng liền P18 Z= 8 răng

Lượng dư gia công: phay 1 lần với Zb=2,5 mm

Chế độ cắt (phay thô)

Chiều sâu cắt t = 2,5mm

Lượng chạy dao răng Sz = 0,12 mm/răng (Bảng 5-126 SổTayCNCTM II )

 Lượng chạy dao vòng S0= 0,12 8 = 0,96 mm/vòng

57 , 57 1000

1000

.