Đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết gối đỡ cần gia công có dạng hình trục tròn, khoan các lỗ, từ đó ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở củanghành Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Cô

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 côngnghiệp khác Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ nghành Cơ khí phải tích luỹđầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của nghành, đồng thờikhông ngừng trau rồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trong nhất là phảibiết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thườnggặp trong quá trình sản xuất thực tiễn

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Sư phạm

Kỹ thuật Đà Nẵng, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở củanghành

Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chitiết máy, Nguyên lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quanđến nghành Công nghệ Chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tếhoá những kiến thức mà sinh viên đã được trang bị, thì môn Đồ án Côngnghệ Chế tạo máy nhằm mục đích đó Trong quá trình thiết kế đồ án mônhọc 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 vớithực 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 đềcông nghệ cụ thể Do tính quan trọng của Đồ án mà môn bắt buộc đối vớisinh 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 TS.Bùi Hệ Thống, em đã hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chế tạo máyđược giao Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu cóliên 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 thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệChế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án củamình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn TS Bùi Hệ Thống đã tận tình hướngdẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện Đồ án này

Đà Nẵng, ngày 21 tháng 10 năm 2020 Nhóm sinh viên thực hiện

Huỳnh Văn Thông – Đinh Trung Kiên

PHẦN I.

PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU

SẢN PHẨM

1/ phân tích chi tiết cần gia công:

 Chi tiết gối đỡ cần gia công có dạng hình trục tròn, khoan các lỗ, từ

đó ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp, làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xácđịnh vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm

góc giữa các tâm lỗ, dung sai của các bề mặt phải đảm bảo theo yêu cầu đặt ra của chi tiết cần chế tạo

 Để đảm bảo các điều kiện đặt ra, yêu cầu chi tiết phải đạt được độcứng vững cao chống mài mòn tốt, điều kiện bôi trơn đảm bảo, cấp chínhxác độ bóng, độ song song của tâm các mặt phẳng, độ vuông góc giữa cáctâm lỗ, dung sai của các bề mặt phải đảm bảo theo yêu cầu đặt ra của chi tiếtcần chế tạo

 Tính công nghệ trong kết cấu không những ảnh hưởng đến khối lượnglao động mà còn ảnh hưởng đến việc tiêu hao nguyên vật liệu Vì vậy ngay

từ khi thiết kế chúng ta phải chú ý kết cấu của chúng như:

•

•

Hộp phải đủ cứng vững để gia công Không bị biến dạng và có thểdùng chế độ cắt cao để có năng suất cao

Các mặt gia công của hộp không có dấu lồi lõm, phải thuận lợi cho việc

ăn dao nhanh và thoát dao nhanh, kết cấu của bề mặt phải tạo điều kiệncho việc gia công nhiều bề mặt cùng một lúc trên máy nhiều trục

• Các lỗ trên bề mặt hộp phải có kết cấu hình dạng đơn giản không córãnh hoặc dạng định hình, lỗ tròn thì càng tốt, các lỗ nên thông suốt vàkhông có bậc và có rãnh bên trong và nên ngắn Vị trí tương quan giữacác mặt phẳng và các bề mặt có lỗ cần gia công nên vuông góc hoặcsong song nhau để dễ định vị và kẹp chặt khi gia công Các lỗ cóđường kính lớn thì nên làm lỗ khi đúc để giảm khối lượng gia công.Đường kính các lỗ nên lựa chọn theo dãy số tiêu chuẩn cho dễ chọndao tiêu chuẩn và để gia công

• Từ các yêu cầu trên để đạt được độ chính xác tương quan về vị trítrước hết phải gia công bề mặt bên hông để đạt được cấp chính xác 5 tươngứng Ra=2.5 Và chọn chuẩn này là chuẩn tinh Việc gia công chính xác bềmặt này đảm bảo độ chính xác gia công các nguyên công tiếp theo.

2/ Yêu cầu kỹ thuật

- Độ song song giữa đường tâm lỗ 42 với mặt đáy < (0,02/100)mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đáy và mặt bên < (0,03/100)mm

3/ Vật liệu chế tạo phôi

 Gối đỡ là chi tiết chịu nén, do vậy vật liệu chế tạo ta dùng gangxám GX15-32 (giới hạn bền kéo tối thiểu là 15kg/mm2, giới hạn bền uốn tốithiểu là 32kg/mm2)

 Gang xám là loại gang mà thành phần gồm toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng graphit tự do

 Gang xám có nhiệt độ nóng chảy thấp và không đòi hỏi khắt khe

về tạp chất khi sử dụng đúc luyện Gang xám có tính đúc tốt Do có tổ chứcxốp nên đây là loại gang rất phù hợp với các vật liệu cần bôi trơn có chứadầu nhớt

Xám 3-3.7 1.2 - 2.5 0.25 - 1 0.06 -0.2 0.05 -0.2

4 Tính công nghệ của chi tiết:

- Kết cấu của chi tiết phức tạp, gia công 4 mặt, 3 lỗ và 1 lỗ taro ren M10.

Các bề mặt lỗ ɸ42, ɸ12 yêu cầu độ bóng và cấp chính xác cao Ra = 2,5, mặtphẳng bên hông gia công với Rz = 20 Các mặt còn lại gia công với độnhám Rz = 40.

PHẦN II

ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Dữ liệu cho trước:

+ Sản lượng : 5000 chiếc/năm

+ Điều kiện trang thiết bị: tự chọn

1 Xác định sản lượng sản phẩm hằng năm (bao gồm phế phẩm và chi tiết

được chế tạo them để dự trữ)

N = N

Trong đó: N - số chi tiết được sản xuất trong 1

năm N1 -số sản phẩm sản xuất trong 1

năm m - số chi tiết trong 1 sản phẩm

Q=γ.VTrong đó: γgang xám = 6.8 – 7.4 kg/dm3 (Trọng lượng riêng của vật

liệu) V-Thể tích của chi tiết

Ta dựa trên phần mềm thiết kế 3d Creo parametric 5.0 để tính toán được thểtích của chi tiết là :

VOLUME = 1.4145672e+05 MM^3 = 0,1414567 dm3

Trọng lượng của chi tiết:

MASS = 1.0184884e-03 TONNE = 1,0184488 kg

Dựa vào Bảng 2 [1] ta xác định được dạng sản xuất với sản lượng 5650 sản

phẩm/năm và trọng lượng mỗi chiếc 1.02 kg

 Thuộc dạng sản xuất hàng loạt vừa

PHẦN III

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

 Phôi thép thanh hay dùng dể chế tạo các chi tiết như con lăn, chitiết kẹp chặt, các loại trục xilanh, piston, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ

 Phôi dập thường được dùng cho các loại chi tiết như trục răngcông, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạnh càng, trụcchữ thập, trục khuỷu

 Phôi rèn tự do dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ 

Phôi đúc được dùng cho các chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp,các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập Đúc được thực hiện trongkhuôn cát, khuôn kim loại, khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm,đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy

 Chi tiết gối đỡ có hình dáng phức tạp, vật liệu bằng gang xám, dạng sản xuất hang loạt vừa nên ta lựa chọn phương pháp đúc

 Để lựa chọn được phương pháp đúc hợp lí ta cần phân tích lại

•

•

yêu cầu của chi tiết:

Một số bề mặt cần gia công với độ chính xác cao

Lượng dư bề mặt nhỏ

 Ta dùng phương pháp đúc trong vỏ mỏng cấp chính xác cao, năng suấtcao và lượng dư gia công cắt gọt nhỏ

2 Thiết kế khuôn

PHẦN IV.

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

CHI TIẾT

 Với khối lượng và hình dáng chi tiết chi tiết và sản lượng hàng nămnhư trên, dạng sản xuất hàng loạt vừa Theo kinh nghiệm tham khảothì đường lối công nghệ được xác định phù hợp nhất gia công một vịtrí và nhiều vị trí kết hợp nhau, gia công bằng một dao và hai dao, giacông tuần tự - song song

 Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa muốn chuyên môn hoá cao

để có thể đạt được năng suất cao trong điều kiện sản xuất của Việt Nam thìnên chọn đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ítbước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây dùng máy vạn năng kết hợpvới đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng đ ể chế tạo

 Sau khi nghiên cứu kỹ chi tiết ta phân chia các bề mặt gia công

và lựa chọn phương pháp gia công cuối thích hợp để đạt được cấp chính xác

và độ bóng yêu cầu

thứ tự các vị trí lỗ và bề mặt cần gia công được đánh dấu theo thứ tự

xem hình :

3 Thiết lập tiến trình công nghệ:

 Nguyên công 1: Phay mặt số 1 đạt độ bóng Ra = 2.5, chọn máy phay đứng 6H11

 Nguyên công 2: Phay mặt 3 đạt Rz = 40, chọn máy phay ngang 6H82

 Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa 2 lỗ ɸ12 đạt độ bóng Ra =2.5, chọn máy phay đứng 6H11





Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ ɸ42 đạt Ra = 1.25Nguyên công 5: Khoan và taro lỗ ɸ20, Ra =2.5, taro trên máy phay đứng 6H11, taro lỗ M10x1,25

 Chuẩn định vị dùng để gá lắp lần đầu tiên gọi là chuẩn thô

 Các mặt đã gia công được dùng làm để định vị dùng trong quá trình gia công về sau gọi là chuẩn tinh

 Mục đích của việc chọn chuẩn là đảm bảo: + Chất lượng của chi tiết trong quá trình gia công

+ Nâng cao năng suất và giảm giá thành

- Các nguyên tắc chọn chuẩn thô :

Khi chọn chuẩn thô phải chủ ý 2 yêu cầu:

+ Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

+ Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt

• Lấy mặt nào dùng để tiếp tục gia công các bề mặt khác làm chuẩn thô

• Đối với các chi tiết không cần phải gia công tất cả các các bề mặt thì

cố gắng dùng mặt không gia công làm chuẩn thô

• Đối với chi tiết cần phải gia công tất cả các bề mặt thì chọn phải chọnmặt có lượng dư gia công nhỏ nhất làm chuẩn thô

•

•

Nên chọn mặt bằng phẳng, nhẵn không có lỗ rót làm chuẩn thô

Nên chọn mặt phẳng tương đối vững chắc làm chuẩn thô để tránh cho

kẹp bị hỏng hoặc kẹp không chặt Các nguyên tắc chọn chuẩn tinh:

Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, tức là trong nhiều lần cũng chỉ dùngmột chuẩn để thục hiện các nguyên công của quá trình công nghệ, vìkhi thay đổi chuẩn sẽ sinh ra sai số tích luỹ ở những lần gá sau

Căn cứ vào những luận điểm trên và phân tích chi tiết ta chọn chuẩn tinh

là mặt I và chuẩn thô là mặt II.

Mặt I là mặt lắp ráp, và là chuẩn thiết kế, diện tích lớn cứng vững, và

được chọn làm chuẩn tinh thống nhất về sau, đảm bảo các yêu cầu củaviệc chọn chuẩn tinh

Mặt II không gia công, không có đậu ngót, bằng phẳng và vững chắc, dễ

gá trên mâp cặp 3 chấu tự định tâm, đảm bảo yêu cầu việc chọn chuẩnthô

Bước 2: Phay thô đạt độ bóng cấp 4, Rz = 40

Bước 3: Phay bán tinh đạt độ bóng cấp 6, Ra = 2,5

Định vị: Dùng 3 chốt tì khía nhám định vị 3 bậc tự do, dung 3 chốt để định vị 3 bậc còn lại, kẹp chặt bằng bulong đai ốc

• Bước 1: Khoan đạt độ nhám Rz = 40 Bước 2: Khoét đạt độ nhám Rz

= 40 Bước 3: Doa đạt độ bóng Ra = 2.5

Định vị: Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do, dùng phiến tì tì 1 bên, kẹpchặt bằng bulong đai ốc

Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ ɸ42 đạt Ra = 1.25Bước 1: Khoét thô lỗ đạt độ nhám Rz = 50

Bước 2: Khoét tinh đạt Rz = 40

• Bước 3: doa thô đạt Rz = 10

• Bước 4: Doa tinh lỗ đạt độ bóng Ra = 1.25

Định vị: Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn và một chốt trám định vị 3 bậc tự do

+ Công suất động cơ chính: 4,5 kW +

Số cấp bước tiến bàn máy: 16 + Bước

tiến bàn máy:

Dọc: 35 – 980 mm/phNgang: 25 – 765 mm/phChọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8:

+ Đường kính lỗ của dao: d= 32mm

+ Số răng của dao : 8

NC2: Máy phay ngang 6H82

+ Số cấp tốc độ trục chính: 18

+ Phạm vi tốc độ trục chính: 30 – 15007 v/ph

+ Công suất động cơ chính: 1,7 kW +

Số cấp bước tiến bàn máy: 18 + Bước

tiến bàn máy:

Dọc: 23,5 – 1180 mm/phNgang: 23,5 – 1180 mm/phChọn dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió P6M5

+ Đường kính ngoài của dao phay: D = 200mm

+ Chiều rộng của dao: B = 16 mm

+ Đường kính lỗ của dao: d= 50mm

+ Số răng của dao : 20

+ Giới hạn chạy dao: 0,1 – 1,6 mm/vòng

Chọn dao khoan, khoét, doa +Khoan: mũi khoan ruột gà thép gió đuôicôn Vật liệu 6PM5

Chiều dài mũi khoan: 156 mmChiều dài phần làm việc: 75 mm Đường kính mũi khoan: 11 mm + Khoét:

Vật liệu 6PM5

Chiều dài mũi khoét: 90 mm

Chiều dài phần làm việc: 40 mmĐường kính mũi khoét: D = 11,8 mm

Chiều dài phần làm việc: l = 100 mmĐường kính mũi doa: D = 12 mmNC5: Chọn máy khoan đứng 6H125

Chiều dài tổng cộng: L = 80 mmChiều dài phần làm việc: l = 24 mm NC4:

Chọn máy phay ngang 6H82

• + Khoét thô: Vật liệu 6PM5

• Chiều dài mũi khoét: 90 mm

kính mũi khoét: D = 41,6 mm+ Khoét tinh: Vật liệu 6PM5

Chiều dài mũi khoét: 90 mmChiều dài phần làm việc: 40 mmĐường kính mũi khoét: D = 41,8 mm + Doa thô:

Vật liệu BK8

Chiều dài mũi doa: L = 180 mm

Chiều dài phần làm việc: l = 100 mm Đường kính mũi doa: D = 41,96 mm + Doa tinh: Vật

liệu BK8

Chiều dài mũi doa: L = 180 mm

Chiều dài phần làm việc: l = 100 mmĐường kính mũi doa: D = 42 mm

•

•

NC7: Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

6 Tính toán lượng dư cho bề mặt lỗ ɸ42 ±0.025 bằng phương pháp phân tích.

• Kích thước gia công cần đạt được là ɸ42±0.025, cấp chính xác cấp 7

 Các bước gia công:

• Bước 1: Khoét thô lỗ cấp chính xác 11, Rz = 50 µm

• Bước 2: Khoét tinh cấp chính xác cấp 10, Rz = 40 µm

• Bước 3: Doa thô cấp chính xác cấp 8, Rz = 10 µm

• Bước 4: Doa tinh cấp chính xác 7, Rz = 5 µm

 Đối với phôi đúc có cấp chính xác cấp II, có Rz0 + T0 = 500 µmSai lệch không gian lỗ đúc sẵn

V ớ i

- độ cong vênh đơn vị của mặt đầu

l - chiều dài lỗ ( l = 46mm) ρlth = 600µm là dung sai chiều dày thành lỗ

= 600,86 µmDung sai phôi đúc cấp chính xác II (± = 1000µm

• Bước 1: Khoét thô

Rz1 = 50, sau bước gia công đầu tiên Ta = 0

Sai số không gian còn sót lại ρ1 = ρ0.0,05 = 30,043 µm ( k = 0,05 gia công thô theo công thức 16 [9])

Tra bảng 7.3 sai số gá đặt phôi ɛ1 = 80 µm

Vậy ta có lượng dư cho khoét thô:

Doa tinh: Rz4 = 10, Ta=0 ρ4 = ρ3 0,2 = 0,24µm ɛ4 = ɛ3.0,2

= 0,16 µm

Lượng dư doa tinh: 2Z1min = 2(Rz0 µm

Dung sai của lỗ sau khi doa tinh cấp chính xác 7 là δ4 = 25µm

 Tính toán các kích thước trung gian:

• Kích thước lớn nhất của chi tiết: Dmax4= 42,025 mm

• Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi doa tinh Dmax3

Quy tròn các kích thước lớn nhát và tính kích thước nhỏ nhất:

Dmax0 = 39,54 mm suy ra Dmin0 = Dmax0 – δ0 = 38,54 mm

Vậy kết quả tính toán là đúng.

 Kích thước cần ghi trên bản vẽ là : 39±05

Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại, ta được:

Lượng dư cho mặt bên dưới hoặc bên ngoài: 2mm

Lượng dư cho bề mặt trên là : 1,6 mm

7 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công lỗ ɸ42 ±0.025

-Khoét thô.

Đường kính của phôi: d = 38,5 mm

Dùng mũi khoét D = 41,6+0,16 mm liền khối chuôi côn bằng thép gió P6M5

P0 = 10.Cp.tx.Dq.Sy.Kp = 18923,89 N

So với công suất máy:

Nc < Nm =4,5.0,85 = 3,825 kWThời gian gia công cơ bản khoét thô:

Trong đó :

L – Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 – Chiều dài ăn dao (mm)

L2 – Chiều dài thoát dao (mm)

côn bằng thép gió P6M5

Đường kính của phôi sau khi khoét thô d =

41,6+0,16mm Chiều sâu cắt:

t = 0,5(D-d) = 0,1 mmLượng chạy dao vòng

Chọn S = 1,4 mm/vòng (bảng 5-26)

So với công suất máy:

Nc < Nm =4,5.0,85 = 3,825 kWThời gian gia công cơ bản khoét thô:

Trong đó :

L – Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 – Chiều dài ăn dao (mm)

L2 – Chiều dài thoát dao (mm)

Dùng mũi doa có đường kính D = 41,96+0,039mm bằng hợp kim

BK8 Đường kính của phôi sau khi khoét tinh d = 41,8+0,1mm

Chiều sâu cắt:

t = 0,5(D-d) = 0,08 mmLượng chạy dao vòng

Trong đó :

L – Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 – Chiều dài ăn dao (mm)

L2 – Chiều dài thoát dao (mm)

Dùng mũi doa có đường kính D = 42+0,025mm bằng hợp kim BK8

Đường kính của phôi sau khi khoét tinh d = 41,96+0,039mm