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 củamọi nghành nói riêng đó là nghành Cơ khí Là một nghành đã ra đời từ lâuvới nhiệm 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 tạomáy, Chi tiết máy, Nguyên lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác cóliên quan đến nghành Công nghệ Chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá

và thực tế hoá những kiến thức mà sinh viên đã được 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 được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ taycông nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lýthuyết với thực tế sản xuất Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịpphát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyếtmột vấn đề công nghệ cụ thể Do tính quan trọng của Đồ án mà môn bắtbuộc đối với sinh viên chuyên nghành Cơ khí và một số nghành có liênquan

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tìnhcủa TS Bùi Hệ Thống, em đã hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chếtạo máy được giao Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tàiliệu có liên quan và cả trong thực tế Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g | 3

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 xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiệnmột nhiệm vụ hoạt động nào đó

 Gối đỡ có nhiều mặt cần gia công với độ chính xác cao Bề mặt làmviệc chủ yếu ở các lỗ ɸ42, ɸ20, ɸ12

cầu độ chính xác cao

 Gối đỡ làm việc trong điều kiện chiệu nhiệt và chịu tải lớn do trụcquay trên giá gây ra (lực dọc trục, lực hướng tâm, trọng lực các chitiết)

 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, cấpchính xác độ bóng, độ song song của tâm các mặt phẳng, độ vuông

 Tính công nghệ trong kết cấu không những ảnh hưởng đến khốilượng lao 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 chúngnhư:

dùng chế độ cắt cao để có năng suất cao

việc ăn dao nhanh và thoát dao nhanh, kết cấu của bề mặt phải tạođiều kiện cho việc gia công nhiều bề mặt cùng một lúc trên máy nhiềutrục

rãnh 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 5tương ứng Ra=2.5 Và chọn chuẩn này là chuẩn tinh Việc gia côngchính xác bề mặt này đảm bảo độ chính xác gia công các nguyên côngtiếp 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

uốn tối thiểu là 32kg/mm2)

tại dưới dạng graphit tự do

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

có chứa dầu nhớt

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g | 7

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.

+ 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

Suy ra: N = 5650 (chi tiết/năm)

2.Trọng lượng của chi tiết

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 :

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

PHẦN III

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1 Phương pháp chế tạo phôi:

tiết kẹp chặt, các loại trục xilanh, piston, bạc, bánh răng có đường kínhnhỏ

công, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạnh càng,trục chữ thập, trục khuỷu

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

dạng sản xuất hang loạt vừa nên ta lựa chọn phương pháp đúc

yêu cầu của chi tiết:

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

2 Thiết kế khuôn

PHẦN IV.

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

CHI TIẾT

1 Xác định đường lối công nghệ

như 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

2 Lựa chọn phương pháp gia công

để có thể đạt được năng suất cao trong điều kiện sản xuất của ViệtNam thì nên chọn đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tánnguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây dùngmáy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng

đ ể chế tạo

và lựa chọn phương pháp gia công cuối thích hợp để đạt được cấpchính xác và độ bóng yêu cầu

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

xem hình :

3 Thiết lập tiến trình công nghệ:

phay đứng 6H11, taro lỗ M10x1,25

6H11

phẳng không và độ không vuông góc giữa các tâm lỗ không vượtquá vượt quá 0.03

4 Lập sơ đồ gá đặt chọn chuẩn

trình gia công về sau gọi là chuẩn tinh

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

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

cố gắng dùng mặt không gia công làm chuẩn thô

mặt có lượng dư gia công nhỏ nhất làm chuẩn thô

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

của chi tiết sẽ được lắp trên máy công tác sau này để làm chuẩn tinh,như vậy sẽ không tạo nên sai số tích luỹ làm hỏng chi tiết, phải bỏ đi

• Chọn chuẩn thật cứng vững sao cho khi gia công chi tiết không bịbiến dạng do lực kẹp và diện tích định vị phải đủ lớn

một 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

Nguyên công 1: Phay mặt số 1 đạt độ bóng Ra = 2,5

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

Bước 2: Phay thô đạt độ nhám Rz = 40.

bulong đai ốc

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

Bước 2: Khoét tinh đạt Rz = 40

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |







không và độ không vuông góc giữa các tâm lỗ

5 Chọn máy và dao cho từng nguyên công

+ Số cấp tốc độ trục chính: 16

+ Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 v/ph

+ 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 ngoài của dao phay: D = 100mm

+ Chiều rộng của dao: B = 50 mm

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

+ 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

chính: 2,2 kW

Chiều dài mũi khoan: 156 mm Chiều dài phần làm việc: 75 mmĐường 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

+ Doa: Vật liệu BK8

Chiều dài mũi doa: L = 180 mm

Chiều dài phần làm việc: l = 100

mm Đường kính mũi doa: D = 12 mm

NC5: Chọn máy khoan đứng 6H125

+ Số cấp tốc độ trục chính: 12

+ Phạm vi tốc độ trục chính: 45 – 2000 v/ph + Công

suất động cơ chính: 2,2 kW

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

Chọn mũi khoan và taro

+ Khoan: mũi khoan ruột gà thép gió đuôi côn

Vật liệu 6PM5

Chiều dài mũi khoan: 156 mm Chiều dài phần làm việc: 75 mm Đường kính mũi khoan: 8 mm+ Taro: Mũi taro ngắn cố cổ dùng cho răng hệ mét

Đường kính danh nghĩa theo dãy: d = 10 mm Chiều dài tổng cộng: L = 80 mm

Chọn máy phay ngang 6H82

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

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 mm Đường kính mũi doa: D = 42 mm

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

Sai 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 lỗ22mm (tra bảng 1.33), sai số không gian của lỗ đúc sẵn là:

= 600,86 µm

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

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

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

Vậy kết quả tính toán là đúng.

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

Lượng

dư tính toán, 2Z bmin

µm

Dun

g sai

δ µm

Kích thước giới hạn, mm

Lượng dư giới hạn, mm

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

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

-Khoét thô.

Đường kính của phôi: d = 38,5 mm

P6M5

Chiều sâu cắt:

t = 0,5(D-d) = 1,55 mmLượng chạy dao vòng

Trong đó :

L – Chiều dài bề mặt gia công

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)

Tra bảng 5-29, ta được:

So với công suất máy:

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

thô: Tph

Trong đó :

L – Chiều dài bề mặt gia công

- Doa thô

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)

- Doa tinh

Chiều sâu cắt:

t = 0,5(D-d) = 0,02 mmLượng chạy dao vòng

Trong đó :

L – Chiều dài bề mặt gia công

8 Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

- Ta tiến hành tra các thông số chế độ cắt cho các nguyên công: NC1,NC2, NC3, NC4, NC6 Cụ thể được thể hiện ở bảng bên dưới:

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

PHẦN V.

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA

CÔNG LỖ REN M10

1 Xây d ự ng ngu yên lý c ủ a đ ồ gá :

sơ đ ồ c ấ u t ạ o đ ồ gá c ủ a nguyên công gia công l ỗ ren M10

Định vị: Chi tiết được định vị bằng mặt phẳng đáy (3BTD), một chốttrụ ngắn khống chế 2BTD, và một chốt trám định vị 1BTD

2 Tính chọn kích thước cho các chi tiết định vị:

SVTH: VĂN THÔNG_TRUNG T r a n g |

a Chốt trụ ngắn:

Loại chốt trụ lắp vào đường kính lỗ 12, một đầu lắp ngang vàothân đồ gá Vật liệu thép các bon dụng cụ CD70 tôi đạt HRC 50-

55 Chốt trụ này khống chế 2 bậc tự do Kích thước:

chốt trụ ngắn theo bảng XII-16 như sau (STCNCTM T123)

b Chốt trám:

Loại chốt trám có đường kính lỗ 12, một đầu lắp ngang vào thân

đồ gá Vật liệu thép cacbon thông dụng cụ CD70 tôi đạt HRC50-55 Chốt trụ này khống chế 1BTD Kích thước theo

Mô hình phân tich l ự c:

Tính lực kẹp: -

Hệ số an toàn:

.D p

Lực

kẹp : Dưới tác dụng của lực taro P0 chi tiết sẽ bị trượt, momen

Điều kiện chống trượt dọc trục

K.P0 = N3 + N4

=> K.P0 = 2N3

Với P = 10.Cp.tx q.Sy.K = 10.23,5.1,551.2.8.1,40.4 = 3639,2 N Điều kiện chống xoay:

K.Mc = Fms1.L1 + Fms2.L2 + W.L

=> KM0 = N3.f.L1 + N4.f.L2 + WL

=> KM0 = N3f.(L1+L2) + WL

= 37 mm, khoảng cách từ tâm lỗ tới điểm O

M0 = 1010.CM.tx q.Sy.Kp = 10.0,085.81.1,550,75.1,40,8 = 12,36 Nm

=>M0 = 12360Nmm

Lời kết

Trong thời gian làm đồ án môn học vừa qua, chúng em được sự giúp đỡ

và hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Hệ Thống, cũng như là bạn bè, chúng

em đã tổng hợp được nhiều kiến thức rất hữu ích về Công Nghệ Chế TạoMáy Ngoài việc củng cố về mặt lý thuyết công nghệ chế tạo máy về việcđịnh vị chi tiết gia công, độ chính xác gia công, các vị trí tương quan,… đếncác phương pháp công nghệ thông dụng như: Tiện, phay, bào, khoan, xọccũng như các phương pháp nhiệt luyện mà đối với các xí nghiệp nước ta ítdùng Qua đó giúp chúng em hiểu rõ hơn về quy trình công nghệ gia côngchi tiết được áp dụng trong công nghiệp thực tế

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế không tránh khỏi những sai sót do các

số liệu mà chúng em tính toán chỉ dựa vào góc độ tư liệu, sổ tay kinhnghiệm do vậy không đúng như thực tế Rất mong nhận được sự góp ý chântình của thầy Bùi Hệ Thống cũng như các thầy cô trong bộ môn Chế TạoMáy

Chúng em xin chân thành cảm ơn!