Đồ án môn học ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí chuyên ngành công nghệ chế tạo máy đề tài thiết kế và gia công chi tiết gối đơ

Muốn thực hiện được mục tiêu đó chúng ta phảithúc đẩy mọi ngành công nghiệp như: công nghệ thông tin, công nghệ chế tạo máy, công nghệsinh học, điện điện tử.. Để trang bị ch

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

Thiết kế và gia công chi tiết Gối Đỡ

Người Hướng Dẫn : Gv.Bùi Hệ Thống Sinh Viên Thực Hiện : Lê Tấn Nhật

Hồ Quang Khải

Lớp : 18C1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật Đảng và Nhà nước đã đề ra mục tiêu

“công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đất nước Muốn thực hiện được mục tiêu đó chúng ta phảithúc đẩy mọi ngành công nghiệp như: công nghệ thông tin, công nghệ chế tạo máy, công nghệsinh học, điện điện tử Trong đa ngành chế tạo máy đóng vai trò rất quan trọng trong việc sảnxuất ra các công cụ cho nền kinh tế quốc dân tạo tiền đề cho các ngành phát triển tốt hơn Vìvậy việc phát triển khoa học kỹ thuật trong ngành chế tạo máy là mục tiêu hàng đầu nhằmthiết kế hoàn thiện và vận dụng phương pháp chế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sảnxuất

Trong suốt quá trình học tập được Nhà trường trang bị cho những kiến thức kiến thứccủa các môn cơ sở cũng như các môn chuyên ngành, kết hợp với thực hành nghề Sau khi kếtthúc môn học ‘’Công nghệ chế tạo máy’’, Em được nhận đồ án môn học để tổng hợp và củngcố lại những kiến thức đã học Để trang bị cho những hiểu biết cơ bản về mối quan hệ giữa lýthuyết và thực tế và tạo điều kiện cho em sau khi ra trường có một kiến thức nhất định, đápứng được nhu cầu đào tạo của nhà trường cũng như nhu cầu thực tế của xã hội

Với đồ án môn học này có tính tổng hợp cao, đòi hỏi phải có kiến thức và khả năng tưduy, tìm tòi phân tích, bám sát vào yêu cầu kỹ thuật, bên cạnh đó phải có sự sáng tạo để lập ramột trình tự gia công hợp lý để giảm bớt các thời gian phụ, nâng cao chất lượng sản phẩmđồng nghĩa với hạ giá thành sản phẩm tăng sức cạnh tranh

Trong suốt quá trình thiết kế được sự hướng dẫn, góp ý tận tình của thầy giáo Bùi HệThống Giáo viên khoa cơ khí và các thầy cô trong khoa cơ khí cùng với sự nỗ lực của bảnthân và sự góp ý của bạn bè, đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học CNCTM với đề tài

“Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ”

Do khả năng và tầm nhận thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, với khốilượng công việc đòi hỏi có sự tổng hợp cao nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếusót Em mong các thầy cô tiếp tục chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành tốt hơn nữa những côngviệc sau này khi vận dụng vào thực tế cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, Ngày Tháng Năm

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

Chương 1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CẦN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 7

1.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 7

1.1.1 Điều Ki n Làm ệ Vi c ệ 7

1.1.2 Điều ki n làm vi c ệ ệ của ổ trượt 8

1.1.3 Yêu cầu kĩ thuật 8

1.1.4 Vật li u chế tạo ệ phôi 8

1.1.5 Tính công ngh của chi ệ tiết 8

Chương 2 ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 10

2.1 Dữ li u cho ệ trước 10

Chương 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 13

3.1 Phương pháp chế tạo phôi 13

3.2 Tra bảng lượng dư gia công 14

Chương 4 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 15

4.1 Xác định đường lối công nghệ 15

4.2 Lựa chọn phương pháp gia công 16

4.3 Thiết lập tiến trình công nghệ 18

4.4 Lập sơ đồ gá đặt chọn chuẩn 18

4.5 Chọn máy và dao cho từng nguyên công 26

4.6 Tính toán lượng dư cho bề mặt lỗ ɸ22 ±0.05 bằng phương pháp phân tich 29

4.7 7 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công lỗ ɸ22 ±0.025 - Khoét thô 32

4.8 8 Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 39

Chương 5 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA 40

CÔNG LỖ REN M10 40

5.1 Xây dựng nguyên lý của đồ gá 40

5.2 Tính chọn kích thước cho các chi tiết định vị 41

5.2.1 Chốt trụ ngắn 41

5.2.2 Chốt trám 41

5.2.3 Tính lực kẹp 41

Chương 1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU

CẦU CẦN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

1.1.1 Điều Kiện Làm Việc:

Gối đỡ thường được dùng trong ngành công nghiệp chế tạo máy

Gối đỡ dùng để đỡ trục gối đỡ chịu tác dụng của các lực đặt lên trục và truyền các lực này vàothân máy và bệ

Gối đỡ dùng để dẫn hướng, nhờ đó mà trục có vị trí nhất định trong máy và quay, trượt tự do quanh một đường hay một điểm

Ngoài ra gối đỡ còn có nhiệm vụ như ổ trượt

hình 1.1 - Bản vẽ chi tiết

1.1.2 Điều kiện làm việc của ổ trượt:

Chi tiết làm việc trong điều kiện áp lực lớn do mài mòn do vậy ta chọn vật liệu thép C45

Độ bền kéo, độ bền uốn cao, khả năng chống mài mòn tốt, chịu được nhiệt độ cao

Tính đúc tốt dể da công cắt gọt

1.1.3 Yêu cầu kĩ thuật:

Độ song song giữa đường tâm lỗ ∅22 với mặt đáy < (0,02/100)mm

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

1.1.4 Vật liệu chế tạo phôi

Gối đỡ là chi tiết chịu nén, do vậy vật liệu chế tạo ta dùng gang xám GX15-32 (giới hạn bềnkéo tối thiểu là 15kg/mm2, giới hạn bền uốn tối thiểu 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 đúcluyện Gang xám có tính đúc tốt Do có tổ chức xốp nên đây là loại gang rất phù hợp với cácvật liệu cần bôi trơn có chứa dầu nhớt

hình 2.1 - kết cấu chi tiết

Chương 2.ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1.Dữ liệu cho trước:

+ Sản lượng : 35000 chiếc/năm

+ Điều kiện trang thiết bị: tự chọn

Xác định sản lượng sản phẩm hằng năm

(bao gồm phế phẩm và chi tiết được chế tạo them để dự trữ)

6 % + 5 %

N = N = 35000 * 1* (1+ 100 ) = 3503 (chiếc /năm)

Trong đó N0=35000: Số sản phẩm trog 1 năm theo kế hoạch

m=1 : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩmβ= 5% : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo

α – số phế phẩm chủ yếu trong đức và rèn ( α = 6%)Trọng lượng của chi tiết:

Q = γ.V

Trong 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 thể tích của chi tiết

là :

VOLUME = 3.4338944e+04 MM^3 = 0,3433 dm3

SURFACE AREA = 1.0818890e+04 MM^2

DENSITY = 1.0000000e+00 TONNE / MM^3

MASS = 3.4338944e+04 TONNE =3,433 kg

hình 2.2 - tính toán khối lượng chi tiết

Dạng sản xuất Q>200Kg1 – trọng lượng chi tiết4-200kG <4Kg

Sản lượng hàng năm của chỉ tiết ( chiếc)Đơn chiếc <5 <10 <100

Chương 3.LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Phương pháp chế tạo phôi:

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

Phôi dập thường được dùng cho các loại chi tiết như trục răng công, trục răng thẳng, các loạibánh răng khác, các chi tiết dạnh càng, trục chữ thập, trục khuỷu

Phôi rèn tự do dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ  Phôi đúc được dùng cho cácchi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập.Đúc được thực hiện trong khuôn 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 vừanên 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 suất cao và lượng dư giacông cắt gọt nhỏ

Thiết kế khuôn

Khuôn gồm 2 mảnh như hình dưới

3.2 Tra bảng lượng dư gia công

Hình 3.1

 Với các thông số tra được trong tài liệu [6] ta có:

 Chiều dày vách nhỏ nhất của phôi: 7 mm [6, bảng 3 – 5, trang 175]

 Góc nghiêng đối với phôi đúc trong khuôn kim loại: 2o [6, bảng 3 – 7, trang 176]

 Tuổi thọ khuôn đúc bằng gang: 1000 – 5000 lần đối với phôi bằng gang[6, bảng 3 –

8, trang 179]

 Dung sai kích thước: IT14 – IT17; Rz = 40 μm[6, bảng 3 – 13, trang 185]

 Lượng dư gia công mặt bên ngoài: 1.4 mm [6, bảng 3 – 110, trang 259]

 Lượng dư gia công mặt bên trong: 1.6 mm [6, bảng 3 – 110, trang 259]

 Lượng dư gia công mặt bên trên: 2 mm[6, bảng 3 – 110, trang 259]

 Sai lệch cho phép của chi tiết: ±1mm [6, bảng 3 – 98, trang 253]

 Lượng dư gia công tổng cộng: 5 mm

Chương 4.THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ

TẠO CHI TIẾT

4.1 Xác định đường lối công nghệ

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

4.2 Lựa chọn phương pháp gia công

 Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạtđược năng suất cao trong điều kiện sản xuất của Việt Nam thì nên chọn đườnglối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trongmột nguyên công) Ở đây dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng vàcác máy chuyên dùng để chế tạo

 Sau khi nghiên cứu kỹ chi tiết ta phân chia các bề mặt gia công và lựa chọnphương pháp gia công cuối thích hợp để đạt được cấp chính xác và độ bóng yêucầu

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

4.3 Thiết lập tiến trình công nghệ:

 Nguyên công 1: Phay mặt số 1 đạt bộ 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 ɸ9 đạt độ bóng Ra =2.5, chọn máy phay

đứng 6H11

 Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ ɸ22 đạt Ra = 1.25

 Nguyên công 5: Khoan và taro lỗ ɸ15, Ra =2.5, taro trên máy phay đứng 6H11,taro lỗ M10x1,25

 Nguyên công 6: phay mặt 4 đạt Rz = 20, chọn máy phay đứng 6H11

 Nguyên công 7: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt phẳng không và độkhông vuông góc giữa các tâm lỗ không vượt quá vượt quá 0.03

4.4 Lập sơ đồ gá đặt chọn chuẩn

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

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 mặtkhông gia công làm chuẩn thô

 Đối với chi tiết cần phải gia công tất cả các bề mặt thì chọn phải chọn mặt có lượng dưgia 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:

 Nên chọn chuẩn tinh chính làm chuẩn tinh, nghĩa là chọn những mặt của chi tiết sẽđược lắp trên máy công tác sau này để làm chuẩn tinh, như vậy sẽ không tạo nên sai sốtích luỹ làm hỏng chi tiết, phải bỏ đi

 Chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn bằng 0

 Chọn chuẩn thật cứng vững sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực kẹp

và diện tích định vị phải đủ lớn

 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 dùng một chuẩn đểthục hiện các nguyên công của quá trình công nghệ, vì khi thay đổi chuẩn sẽ sinh ra saisố 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 của việc 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 chuẩn thô

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

• Bước 1: Phay bóc vỏ đạt độ bóng cấp 2, Rz = 100

• 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 bậccòn lại, kẹp chặt bằng bulong đai ốc.

Nguyên công 2: Phay mặt 3 đạt độ nhám Rz = 40

 Bước 1: Phay bóc vỏ đạt độ nhám Rz = 100

 Bước 2: Phay thô đạt độ nhám Rz = 40

 Định vị: Mặt đáy định vị 3 bậc tự do, phiến tì tì 1 bên kẹp chặt bằng bulong đaiốc

Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa 2 lỗ ɸ9 đạt độ bóng Ra = 2.5

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, kẹp chặt bằng bulong đai ốc

Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ ɸ42 đạt Ra = 1.25

Bước 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

Nguyên công 5: Khoan và taro lỗ M10Bước 1: Khoan lỗ ɸ8

Bước 2: Taro ren M10

Định vị: Chuẩn tinh thống nhất

Nguyên công 6: phay mặt 4 đạt Rz = 20, chọn máy phay ngang 6H82 Bước 1: Phay thô đạt Rz = 40

Bước 2: Phay bán tinh đạt Rz = 20

Định vị: Dùng chuẩn tinh thống nhất

Nguyên công 7: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt phẳng không và độ không vuông góc giữa các tâm lỗ

4.5 Chọn máy và dao cho từng nguyên công

NC1: Máy phay đứng 6H11

• 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

• Đường kính ngoài của dao phay: D = 100mm

• Chiều rộng của dao: B = 50 mm

• Đường kính lỗ của dao: d= 32mm

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/ph

Ngang: 23,5 – 1180 mm/ph

• Chọn 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

NC3: 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 dao khoan, khoét, doa +Khoan: mũi khoan ruột gà thép gió đuôi cônVật liệu 6PM5

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

khoan:11mm

• Khoét: Vật liệu 6PM5

Chiều dài mũi khoét: 90 mmChiều dài phần làm việc: 40 mm Đường kính mũikhoét: D =11,8 mm

• Doa: Vật liệu BK8

Chiều dài mũi doa: L = 180 mm

Chiều dài phần làm việc: l = 100 mm