Đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết gối đỡ (Full bản vẽ + thuyết minh)1) Phân tích chức năng, điều kiện kỹ thuật, làm việc:a)Công dụng của chi tiết:oChi tiết gối đỡ có nhiệm vụ đỡ trục để tăng độ cứng vững của trục khi làm việc, khắc phục hiện tượng võng trục đối với những trục dài.oBề mặt trụ R12mm có nhiệm vụ đỡ trục.oBề mặt rãnh đuôi én cho phép gỗi đỡ trượt trên bề mặt khác.oCác lỗ M12 để bắt chặt dụng cụ kẹp chặt vào gối đỡ.oCác lỗ ∅12mm dùng để định vị gối đỡ.b) Thông số kỹ thuật của chi tiết: Với chi tiết giá đỡ cho như hình vẽ thì thông số về hình dáng và vị trí cần quan tâm là:•Bề mặt làm việc của rãnh đuôi én được gia công với độ nhám là Ra=1,6μm, cấp chính xác là IT9.•Bề mặt lắp ráp có độ nhám là Rz=25μm, cấp chính sác là IT11.•Bề mặt lỗ định vị có độ nhám là Ra=1,6μm, cấp chính xác là IT9.•Độ vuông góc giữa mặt đáy và lỗ định vị không quá 0,03mm.c) Vật liệu của chi tiết: Chi tiết là gang xám, ký hiệu GX 1836, theo ta có các thông số sau :•Giới hạn bền kéo 180 Nmm2 •Giới hạn bền uốn 360 Nmm2Chi tiết là gang xám GX 1836 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc.
Trang 1CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1) Phân tích chức năng, điều kiện kỹ thuật, làm việc:
a) Công dụng của chi tiết:
o Chi tiết gối đỡ có nhiệm vụ đỡ trục để tăng độ cứng vững của trục khi làm việc, khắc phục hiện tượng võng trục đối với những trục dài
o Bề mặt trụ R12mm có nhiệm vụ đỡ trục
o Bề mặt rãnh đuôi én cho phép gỗi đỡ trượt trên bề mặt khác
o Các lỗ M12 để bắt chặt dụng cụ kẹp chặt vào gối đỡ
o Các lỗ 12mm dùng để định vị gối đỡ.∅
b) Thông số kỹ thuật của chi tiết:
Với chi tiết giá đỡ cho như hình vẽ thì thông số về hình dáng và vị trí cần quan tâm là:
Bề mặt làm việc của rãnh đuôi én được gia công với độ nhám là Ra=1,6μm, cấp chính xác là IT9
Bề mặt lắp ráp có độ nhám là Rz=25μm, cấp chính sác là IT11
Bề mặt lỗ định vị có độ nhám là Ra=1,6μm, cấp chính xác là IT9
Độ vuông góc giữa mặt đáy và lỗ định vị không quá 0,03mm
c) Vật liệu của chi tiết:
- Chi tiết là gang xám, ký hiệu GX 18-36, theo ta có các thông số sau :
Giới hạn bền kéo 180 N/mm2
Giới hạn bền uốn 360 N/mm2
Chi tiết là gang xám GX 18-36 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc
2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Với chi tiết gối đỡ này thì các thông số chúng ta cần quan tâm đó là độ bóng bề mặt làm việc của rãnh đuôi én,
Bề mặt của rãnh đuôi én do làm việc trong điều kiện ma sát cao do phải trượt nên cần độ bóng cao nên chọn cấp chính xác là cấp 7 độ nhám bề mặt Rz=1,6μm
Bề mặt lỗ lắp ráp gồm lỗ và rãnh do phải định vị nên có độ nhám bề mặt là Ra=1,6μm và Rz=25μm
Trang 2CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1) Sản lượng chi tiết cần chế tạo:
N = N0 m (1 + /100+ /100) (chiếc/ năm) Trong đó:
m = 1 : số lượng chi tiết như nhau trong một đơn vị sản phẩm
= 3- 6% : số % chi tiết dùng làm phụ tùng,
= 5 - 7% : số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo
Ta chọn =5%, chọn = 5%
N0 =80000 là sản lượng trong một năm theo kế hoạch
N=80000.1 (1 +5/100 + 5/100) = 88000(chiếc/ năm)
2) Khối lượng chi tiết:
Khối lượng tính lại bằng phần mềm ProE là: 3,76 kg
Tra bảng 2 trang 14 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy và dựa theo sản lượng, khối lượng của chi tiết ta xác định gần đúng dạng sản xuất là sản xuất hàng khối
Dạng sản xuất Q1: trọng lượng của chi tiết
Sản lượng hằng năm của chi tiết ( chiếc)
Hàng loạt lớn > 300÷ 1000 > 500 ÷5000 > 5000 ÷50000
Trang 3CHƯƠNG III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
1) Chọn dạng phôi :
Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi, ta chọn phôi đúc vì:
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ
+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản,cho nên đầu tư thấp
+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn
+ Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo
2) Chọn phương pháp chế tạo phôi:
Trong đúc phôi có những phương pháp sau:
1 Đúc trong khuôn cát –mẫu gỗ
- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, gía thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
-Loại phôi này có cấp chính xác IT16 IT17
-Độ nhám bề mặt: Rz=160m
=> Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao,gây khó khăn trong các bước gia công tiếp theo
2 Đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại:
-Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ,vì giá tạo khuôn cao
-Cấp chính xác của phôi: IT14 IT17
-Độ nhám bề mặt: Rz=80m.=> Chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc với mẫu gỗ,đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa và lớn
3 Đúc trong khuôn kim loại:
Trang 4-Độ chính xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao
-Cấp chính xác của phôi: IT14 IT15
-Độ nhám bề mặt: Rz=40m
=>Phương pháp nay cho năng suất cao,đặc tính kỹ thuật của chi tiết tốt nhưng giá thành cao nên không phù hợp với tính kinh tế trong sản suất loạt vừa
4 Đúc ly tâm:
-Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, rỗng, đối xứng, đặc biệt là các chi tiết hình ống hay hình xuyến
-Khó nhận được đường kính lỗ bên trongvật đúc chính xác vì khó định được lượng kim loại rót vào khuôn chính xác
-Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém (đối với vật đúc tròn xoay) vì chứa nhiều tạp chất và xỉ
5 Đúc áp lực:
-Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn
Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim Thiếc, Chì, Kẽm, Mg, Al,Cu
-Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng, dầu, nắp buồng
ép, van dẫn khí…
-Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao.Đặc tính kỹ thuật tốt nhưng đối với dạng sản suất loạt vừa thì hiệu quả kinh tế không cao
6 Đúc trong khuôn vỏ mỏng:
-Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm
-Có thể đúc được gang , thép, kim loại màu như khuôn cát,khối lượng vật đúc đến 100 kg -Dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối
7 Đúc liên tục:
-Là quá trình rót kim loại lỏng đều và liên tục vào moat khuôn bằng kim loại,xung quanh hoặc bên trong khuôn có nước lưu thông làm nguội (còn gọi là bình kết tinh) Nhờ truyền
Trang 5nhiệt nhanh nên kim loại lỏng sau khi rót vào khuôn được kết tinh ngay, vật đúc được kéo liên tục ra khỏi khuôn bằng cơ cấu đặc biệt như con lăn…
-Thường dùng để đúc ống, đúc thỏi, đúc tấm
Kết luận:
-Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại làm khuôn bằng máy
-Phôi đúc đạt cấp chính xác là I (Bảng 3-13 sổ tay CNCTM 1):
-Cấp chính xác kích thước IT14- IT17
-Độ nhám bề mặt: Rz=50m
Bản vẽ khuôn đúc
3) Lượng dư gia công:
-Chi tiết được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X (nằm ngang)
Lượng dư phía trên: 3 mm
Lượng dư phía dưới: 2.5 mm
Lượng dư mặt bên: 2.5 mm
( Bảng 3-94 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)
-Góc nghiêng thoát khuôn: 0045’
-Bán kính góc lượn: 5 mm
Tra bảng (3 – 94) trang 252 [sổ tay công nghệ tập 1]
Kích thước lớn nhất của chi tiết: 140 mm
Các lỗ Ø12mm đều đúc đặc
Kích thước của phôi đúc:
Từ kích thước của chi tiết ta có kích thước của phôi đúc như sau:
Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư
Trang 6Bản vẽ lồng phôi:
XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG NGUYÊN CÔNG PHAY MẶT ĐÁY
1) Xác định lượng dư gia công cho nguyên công gia công mặt phẳng đáy:
Bề mặt gia công đối xứng tra bảng 9 tài liệu thiết kế đồ án CNCTM_ GS.TS Trần Văn Địch Lượng dư nhỏ nhất một phía:
Trong đó:
Zimin : Lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ i
: Chiều cao nhấp nhô do bước gia công trước để lại,
: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lai
: là tổng sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại
: là sai số gá đặt chi tiết ở bươc công nghệ đang thực hiện.
là sai số chuẩn , k là sai số do kẹp chặt, bỏ qua sai số đồ gá ( Tài liệu công nghệ chế tạo máy)
Phôi đúc chính xác cấp I, gia công trên máy phay qua 2 bước phay thô, phay tinh
Bước 1: phay thô
Phôi được chọn là phôi đúc trong khuôn cát có:
Dung sai phôi khi đúc là (bảng 3-97 sổ tay CNCTM tập 1)
Phay thô cấp chính xác đạt được là IT 12 bảng 3.69 sổ tay CNCTM tập 1
Dung sai của phay thô tra bảng 3.91 sổ tay CNCTM tập 1:
Phôi : ( Bảng 3-65 sổ tay CNCTM tập 1)
Trang 7Khi phay thô: Rz=50, T=0( bảng 3-69 sổ tay CNCTM tập 1 )
Sai lệch không gian của phôi được tính theo công thức sau:
(bảng 14 tài liệu thiết kế đồ án CNCTM_ GS.TS Trần Văn Địch)
Trong đó: (μm/mm) độ cong vênh (Bảng 3-67 sổ tay CNCTM tập 1)
(trang 50 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch)
Sai số chuẩn (chuẩn định vị trùng gốc kích thước)
Sai số kẹp chặt: bảng 24 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch)
Sai số gá đặt:
- Lượng dư cho bước gia công phay thô:
Bước 2: phay tinh
Rz=25( bảng 3-69 sổ tay CNCTM tập 1)
Vật liệu làm bằng gang nên T=0 ( trang 21 sách Công nghệ chế tạo máy_ ồ Viết Bình- Nguyễn Ngọc Đào)
Sai lệch không gian:
(trang 50 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch)
Sai số gá đặt:
- Lượng dư cho bước gia công phay tinh:
Trang 8Tên chi tiết: gối đỡ; Vật liệu: Gang xám 18-36
Bề mặt cần gia công: mặt đáy
Thứ tự
các
bước
gia
công
Thành phần lượng dư
(m)
Lượng
dư tính toán
Zmin
(m)
KT tính toán
Dung sai (μm)
Kích thước giới
hạn (mm)
Trị số g/h lượng dư (m)
8
Phay
thô
8
Phay
tinh
Lượng dư tổng cộng:
Kiểm tra lại:
Trang 9Lượng dư tra bảng là:
So sánh với lượng dư tra bảng ta thấy lượng dư tương đối hợp lý
XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT NGUYÊN CÔNG PHAY RÃNH
Bước 1: phay thô
Máy phay ngang 6H82Γ, công suất 7 KW (phụ lục trang 101 chế độ cắt gia công cơ khí_Hồ Ngọc Đào) Dao phay đĩa 3 mặt răng bảng 4-85 sổ tay CNCTM tập 1
Chiều sâu phay t=2mm
Chiều rộng phay B=2,5mm
Lượng chạy dao răng: bảng 5-34 sổ tay CNCTM tập 2
Tốc độ cắt:
Các hệ số tra bảng 5-39 sổ tay CNCTM tập 2
T=120 chu kỳ bền của dao tra bảng 5-40 sổ tay CNCTM tập 2
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt:
-=: hệ số điều chỉnh phụ thuộc tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 5-1 sổ tay cnctm tập 2 )
Trang 10HB =170-229 độ cứng vật liệu gia công
số mũ (tra bảng 5-2 sổ tay cnctm tập 2) → =
hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi tra bảng 5-5 sổ tay cnctm tập 2
- : hệ số điều chỉnh phù thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5-6 sổ tay cnctm tập 2
→
→
Số vòng quay:
Chọn tài liệu chế độ cắt gia công cơ khí_ Hồ Ngọc Đào
Lượng chạy dao phút Sph=n.(mm/phút)
-Thời gian gia công cơ bản : Bảng 31 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch
L=140mm : chiều dài bề mặt gia công
chiều dài ăn dao
(mm) : chiều dài thoát dao
S = 4,4 (mm/vòng) lượng chạy dao vòng
n= 95 (vòng/ phút)
Bước 2: phay tinh
Chiều sâu phay t=0,5mm
Chiều rộng phay B=2,5mm
Trang 11Lượng chạy dao vòng: bảng 5-37 sổ tay CNCTM tập 2
Lượng chạy dao răng
Tốc độ cắt:
Các hệ số tra bảng 5-39 sổ tay CNCTM tập 2
T=120 chu kỳ bền của dao tra bảng 5-40 sổ tay CNCTM tập 2
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt:
-=: hệ số điều chỉnh phụ thuộc tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 5-1 sổ tay cnctm tập 2 )
HB =170-229 độ cứng vật liệu gia công
số mũ (tra bảng 5-2 sổ tay cnctm tập 2) → =
hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi tra bảng 5-5 sổ tay cnctm tập 2
- : hệ số điều chỉnh phù thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5-6 sổ tay cnctm tập 2
→
→
Số vòng quay:
Chọn tài liệu chế độ cắt gia công cơ khí_ Hồ Ngọc Đào
Trang 12-Thời gian gia công cơ bản : Bảng 31 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch
L=140mm : chiều dài bề mặt gia công
chiều dài ăn dao
(mm) : chiều dài thoát dao
S = 1,2 (mm/vòng) lượng chạy dao vòng
n= 235 (vòng/ phút)
Lực cắt P z :
Z= 14 răng
n=95 vòng/phút
(bảng 5-41 sổ tay CNCTM tập 2)
(bảng 5-9 sổ tay CNCTM tập 2)
Moment xoắn Mx:
Trang 13THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1)Tính lực kẹp cần thiết:
21 ,8°
63
O
W
R100
2
78,5
Pz n
Py
R
Trang 14Các thành phần của lực cắt như hình vẽ Theo bảng 5-42 sổ tay CNCTM tập 2:
Với Pz=166,67 N thì ta tính được Py =16,667N, R=167,5N và góc β=5,7o
Phương trình cân bằng moment:
Hệ số an toàn
Với K0 = 1,5 : Hệ số chung trong các trường hợp
K1 = 1,2: Hệ số trong trường hợp gia công thô
K2 = 1 : Hệ số tính đến mòn dao
K3 = 1,2 : Hệ số tính đến gia công gián đoạn
K4 = 1,3 : Hệ số tính đến khi kẹp bằng tay
K5 = 1 : Hệ số tính đến thuận tiện khi kẹp
K6 =1 : Hệ số tính đến moment làm quay chi tiết
K=1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1=2,808 (Tài liệu thiết kế đồ án CNCTM _Trần Văn Địch trang 85)
Lực kẹp ở mỗi mỏ kẹp là:
2) Các thông số hình học của chi tiết:
a) Tính chọn buloong:
Lực kẹp trên buloong
Trang 15Kích thước đòn kẹp lấy theo bảng 8-33 Trang 438 sổ tay CNCTM Tập 2
Tỷ lệ chung của đòn kẹp là :
Vậy, lực kẹp trên Bulông sẽ là:
Tính toán đường kính Bulông:(sách CNCTM Trang79)
Trong đó: W: là lực kẹp do ren tạo ra W=
C = 1.4 với ren hệ mét
σ : ứng suất kéo , đối với buloong bằng thép 45 thì σ=8÷10 (kG/mm2)
d: đường kính đỉnh ren
Theo tiêu chuẩn chọn buloong có
Tra bảng 8-51sổ tay CNCTM2
Bulông M12 có:
Trang 16Bán kính trung bình: rtb = 5,43 mm
Chiều dài tay vặn: L = 140 mm
Lực kẹp: Q=4750 N
Lực tác động vào tay vặn: P= 70N
- Kiểm tra bền theo hệ số tương đương:
P: lực kéo hoặc nén tác dụng lên buloong
d: đường kính chân ren của buloong
: Ứng suất cho phép
Vậy buloong-đai ốc của cơ cấu đảm bảo an toàn
b) Các thông
số hình học tiêu chuẩn của các chi tiết trong
đồ gá:
n
Trang 17Sổ tay CNCTM tập 2 Bảng: 8-3; 8-9; 8-19; 8-23; 8-33.
- Phiến tỳ: kiểu I, B=16mm, L=100mm, H=10mm Vật liệu: thép 20Cr, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5-0,8mm, nhiệt luyện đạt HRC 50÷60
- Chốt trụ: D=12mm, t=16mm, d=12mm Vật liệu: thép 20Cr thấm than, sâu
0,8-1,2mm, HRC 50÷55
- Chốt trám: Chốt trụ: D=12mm, t=16mm, d=12mm Vật liệu: thép 20Cr thấm than, sâu 0,8-1,2mm, HRC 50÷55
- Then dẫn hướng đồ gán trên bàn máy: kiểu I, B=18mm, H=11mm, L=30mm Vật liệu: thép 40X, độ cứng HRC 40-45
- Đai ốc M12, kiểu II, vật liệu C45
- Mỏ kẹp M=12mm, L=125mm, B=40mm Vật liệu: thép C45, độ cứng HRC 40-45
c) Kiểm nghiệm lại lực kẹp của buloong:
Lực kẹp của buloong: Q=4750 N
Khi đó lực kẹp cần thiết là = N Vậy lực kẹp đủ kẹp