Đồ Án Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Chi Tiết Bạc Đỡ.pdf

Nhiệm vụ của công nghệ chế tạomáy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vựccủa nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành côngnghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt

Mục lục

Tran g

I

1.1

1.2

1.3

II

III

I

II

I

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

II

1.1

1.2

1.3

lời mở đầu ………

Chơng một ………

Phân tích………

Phân tích chức năng làm việc ………

Điều kiện kỹ thuật ………

Vật liệu chế tạo ………

Xác định dạng sản xuất ………

Phân tích tính côngnghệ trong kết cấu ……….

Chơng hai ………

Chọn phôi ………

thiết kế bản vẽ lồng phôi ………

Chơng ba: thiết kế nguyên công………

nguyên công I ……….

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công………

Chế độ cắt ………

nguyên công II và V………

Định vị ………

Chọn máy ………

Chọn dao ………

Lợng d gia công ………

Chế độ cắt ………

3 4 4 4 4 5 5 7 10 10 12 14 14 14 14 14 14 15 18 18 19 19 19 19 22 22 22 22 23 23

4046

Lời mở đầuCông nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó

đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoáhiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạomáy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vựccủa nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành côngnghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của

để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sảnxuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọngtrong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật vềthiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục

vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giaothông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơbản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụthiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ án môn học công

nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinhviên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệttình của cô giáo

Nguyễn Kim Nga đến nay Em đã hoàn thành đồ án mônhọc công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế vàtính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế vàkinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của cácthầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự

đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trongthực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày 20 tháng 11 năm2000

SV Nguyễn Hữu Thắng

10 để dẫn dầu bôi trơn Bạc đỡ đợc cố định với thân máybởi hai bu lông.

Chức năng chính của bạc đỡ là đợc dùng để đỡ các trụcquay Nhờ có bạc đỡ, trục có vị trí nhất định trong máy vàquay tự do quanh một đờng tâm đã định

Mặt làm việc chính của bạc đỡ là mặt trong (lỗ 15).Mặt này trong quá trình làm việc luôn tiếp xúc với trục.Ngoài ra yêu cầu về độ chính xác của mặt ngoài (32) và

độ chính xác về khoảng cách giữa hai tâm lỗ bắt bu lôngcũng hết sức quan trọng

 Điều kiện làm việc của bạc đỡ:

Trong quá trình làm việc (trục quay), bạc đỡ luôn chịutải trọng va đập và dao động Mặt làm việc (15) luôn chịu

ma sát và mài mòn, nhiệt độ làm việc tơng đối cao Tuynhiên nó không đên mức quá khắc nghiệt bởi nó đợc bôi trơntrong quá trình làm việc

I.2 Điều kiện kỹ thuật.

Với những đặc điểm về điều kiện làm việc và chứcnăng của bạc đỡ nh trên thì yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của bạc

đỡ là độ đồng tâm giữa mặt ngoài (32) và mặt trong(15) cũng nh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ.

Cụ thể ta phải đảm bảo:

- Đờng kính mặt ngoài (32) đạt CCX 7 : 32-0,025

- Đờng kính lỗ (15) đạt CCX 6: 15+0,011

- Độ không đồng tâm giữa mặt ngoài và lỗ ≤0,15mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm

lỗ không lớn hơn 0,2mm/100mm bán kính

I.3 Vật liệu chế tạo.

Vật liệu chế tạo bạc đỡ là Gang xám GX15-32

loãng cao, rất thích hợp cho phơng pháp chọn phôi là phôi

đúc Nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý sẽ nâng cao đợccơ tính của vật liệu

II Xác định dạng sản xuất.

 Số lợng chi tiết:

Yêu cầu sản lợng hàng năm là N1= 10000 chiếc/năm

 số chi tiết sản xuất hàng năm:

 Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn.

Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định kết cấucủa chi tíêt

III Phân tích tính côngnghệ trong kết cấu của chi tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm vềkết cấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật ứng với chức nănglàm việc của chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quan trọngtrong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lợng lao

động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

Chi tiết bạc đỡ (hình trên) đợc chế tạo bằng phơng pháp

đúc từ gang xám GX15-32 Quá trình đúc không quá phứctạp , nhng cần phải có mặt phân cách vì chi tiết có dạngtròn xoay nên không thể đúc trong một hòm khuôn Cần lu ýrằng bạc có đờng kính lỗ là 15, trong khi chiều dài lỗ là112mm, do vậy việc tạo phôi có lỗ sẵn là không thể đợc

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thìchi tiết có những nhợc điểm sau:

- Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công,vấn đề biến dạng hớng kính cần đợc lu ý

- Hình dáng và vị trí của lỗ 15 không cho phép ta giacông hết toàn bộ từ một phía Nh vậy khi gia công lỗ này, taphải thay đổi gá đặt và quá trình này sẽ ảnh hởng tới độ

đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài cũng nh độ vuông góc giữamặt đầu và đờng tâm lỗ

- Mặt làm việc (mặt lỗ) yêu cầu độ nhám Ra=1,25 làhợp lý vì khi độ nhám bề mặt này càng cao thì khả năng

ờng kính lỗ đạt CCX6 Yêu cầu này ta có thể thực hiện đợcnhng cũng gặp khó khăn bởi với cùng một CCX thì việc giacông trục bao giờ cũng dễ hơn, hơn nữaviệc gia công đạtyêu cầu đó là không cần thiết bởi trong thực tế, kiểu lắpgiữa bạc và trục thông thờng là các kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn:H7/e8 ; H7/f7 ….Nh vậy, với đờn kính lỗ bạc chỉ cần gia côngvới CCX7 là đủ.

- Với mặt ngoài (32), yêu cầu CCX7 và độ nhám Ra=2,5

là hợp lý tuy vậy, nếu ta thực hiện gia công toàn bộ mặtngoài với cùng yêu cầu đó thì rất khó và không cần thiết Dovậy ở đây ta có thể thực hiện hạ bậc mặt ngoài với các đ-ờng kính 28, 30,  32 Khi hạ bậc mặt ngoài cần lu ý đếnbiến dạng hớng kính bởi lúc này chiều dầy thành bạc đã giảmxuống

- Các mặt còn lại không có vấn đề gì khó khăn khi giacông để đạt đợc độ bóng và độ chính xác

- Việc gia công hai lỗ bắt bu lông cũng gặp khó khănbởi:

+ Hai lỗ này là hai lỗ bậc nên phải gia công bằng hai dao

đợc hết Sau một thời gian làm việc, khe hở giữa bạc và trụclớn, không đảm bảo đúng chức năng làm việc ta phải thay

bạc Để tiết kiệm ta có thể dùng lót bạc Với việc dùng lót bạcthì khi bạc bị mòn mặt làm việc ta chỉ cần đổi lót bạckhác thay vì việc phải đổi cả bạc Việc thay thế cũng dễdàng.

Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu

nh ở trên, nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong điềukiện sản xuất hàng loạt lớn

Chơng II Chọn phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi

I Chọn phôi:

Bạc đỡ có hình dáng dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôibằng phơng pháp dập thể tích thì có thể có đợc cơ tính rấtcao Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là gang xám GX15-

32 nên ta không thể dùng phơng pháp dập để chế tạo phôi.Phơng pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một

số u điểm đặc biệt quan trọng mà phơng pháp khác không

có đợc:

- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo

- Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ

- Giá thành tạo khuôn rẻ

- Ngoài ra, nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý sẽ chovật đúc cơ tính cũng rất cao

Bên cạnh đó, nó có một số nhợc điểm:

- Lợng d lớn

- Độ chính xác của phôi không cao

- Năng suất thấp

- Phôi dễ mắc khuyết tật

Tuỳ thuộc vào loại khuôn, mẫu, phơng pháp rót ta có thểdùng nhiều phơng pháp dúc khác nhau và có các đặc điểmkhác nhau Ta có thể xét các đặc điểm của chúng nh sau:

I.1 Đúc trong khuôn cát.

Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến Khuôn cát làloại khuôn đúc một lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn) Vật

đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độbóng bề mặt kém, lợng d lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp,khối lợng lớn Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn vàhàng khối

Phơng pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự

động hoá

I.2 Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầykim loại theo nhiều cách:

 Rót tự do:

Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trungbình, cấu tạo đơn giản Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúccác vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế đúc gang xám

 Điền đày kim loại đới áp lực:

Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơngiản Đúc vật đúc yêu cầu chất lợng cao, thích hợp cho cả vậtliệu có nhiệt độ nóng chảy thấp

Phơng pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hoá và

tự động hoá, giá thành sản xuất đúc cao hơn so với đúctrong khuôn kim loại Tuy vậy, với sản lợng hợp lý thì giá thànhxản xuất sẽ không cao

I.3 Đúc ly tâm.

Dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, vật đúc trònxoay, rỗng Không dùng cho vật liệu có thiên tích lớn Cơ tínhvật đúc không đều.

I.4 Đúc liên tục.

Dùng trong sản xuất hàng loạt Vật đúc có dạng thỏi hoặcống, có thiết diện không đổi trên suốt chiều dài, độ dài lớn.Vật đúc có mặt ngoài và mặt trong đạt chất lợng cao, khôngcần gia công

I.5 Đúc trong khuôn vỏ mỏng

Dùng trong sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ và trungbình Chế tạo vật đúc có chất lợng cao, kim loại quý, lợng dgia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc là rất lớn

Xuất phát từ những đặc điểm về sản xuất và kết cấucủa chi tiết bạc đỡ: dạng sản xuất hàng loạt lớn, Vật liệu gangxám GX15-32, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp, yêucầu chất lợng cao, năng suất cao ở đây ta chọn phơng pháptạo phôI là phơng pháp đúc trong khuôn kim loại, điền đầykim loại bằng phơng pháp rót áp lực

Bản vẽ khuôn đúc đựơc vẽ sơ lợc nh sau:

II thiết kế bản vẽ lồng phôi.

Bản vẽ lồng phôi đợc xây dựng trên cơ sở lợng d và sailệch về kích thớc của chi tiết đúc

Vật đúc nhận đợc từ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễtháo lắp và sấy khô Do vậy cấp chính xác chi tiết đúc nhận

đợc là cấp chính xác II

Theo bảng 3-95 trang 252(Sổ tay CNCTM) ta có lợng d vềkích thớc phôi:

+ Với những kích thớc  50mm: lợng d đạt đợc là 2,5mm.+ Với những kích thớc 50 L  120mm: lợng d đạt đợc là4mm

- Sai lệch cho phép về kích thớc phôi

Theo bảng 3-98 trang 253 (Sổ tay CNCTM) ta có:

+ Với những kích thớc  50mm sai lệch cho phép:

0,5mm

+ Với những kích thớc 50 L  120mm sai lệch cho phép:

0,8mm

- Sai lệch cho phép về trọng lợng phôi: 7%

Từ đây ta có thể vẽ đợc bản vẽ lồng phôi cho chi tiết

ch¬ng ba thiÕt kÕ nguyªn c«ng

I.nguyªn c«ng I: tiÖn mÆt ®Çu, mÆt ®Çu bÝch, mÆt

1.4.2 TiÖn mÆt ®Çu bÝch:

Gia c«ng mét lÇn c¾t hÕt lîng d: Zb=1,25(mm)

Gia c«ng hai lÇn c¾t hÕt lîng d: + tiÖn th«: 2Zb=3(mm)

Theo b¶ng 5-72 trang 64 (Sæ tay CNCTM) ta cã:

- lîng ch¹y dao cho tiÖn mÆt ®Çu: S = 0,2 (mm/vßng).Vµo gÇn t©m (kho¶ng 0,5 b¸n kÝnh), lîng ch¹y dao S =0,1(mm/vßng)

- TiÖn mÆt ®Çu bÝch: S=0,3 (mm/vßng)

Theo bảng 5-65 trang 57 (Sổ tay CNCTM) ta có:

- lợng chạy dao cho tiện mặt ngoài:

Tiện thô: + Mặt ngoài 30: S= 0,4 (mm/vòng)

+ Mặt ngoài bích: S= 1 (mm/vòng)

Tiện tinh: S = 0,5(mm/vong)

a Tiện mặt đầu và mặt đầu bích:

Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (Sổ tayCNCTM)

 Tiện mặt đầu: Vb= 59(m/ph)

 Vt = Vb K1.K2.K3

Trong đó:

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=0,83

- K2: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2=0,8

- K3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao Với dao BK8 thì

Ta thấy, ở nguyên công I, bớc Tiện mặt ngoài bích là có

khả năng cho công suất cắt cao nhất

Theo bảng 5-69 trang 61(Sổ tay CNCTM) Ta có côngsuất cắt cho bớc nguyên công này nh sau: NC = 1,2 (KW)

Nh vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảmbảo công suất cắt

II. Nguyên công II và nguyên công V:

1.1 Định vị:

Thứ tự bớc công nghệ để thực hiện hai nguyên công này nhsau:

Nguyên công II: Gia công

bóc vỏ hết chiều dài của phần

1.2 Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện T620

1.3 Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

- Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thớc dao25x16x45o.

- Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thớc dao25x16x45o

1.4 Lợng d gia công:

Lợng d cần cắt bỏ để gia công mặt 32-0,025 là: 2Zb =2,5(mm)

Theo bảng 3-124 trang 169 (Sổ tay CNCTM) ta có: Lợng

d cho việc tiện tinh mỏng mặt 32-0,025 là: 2Zb = 0,3(mm)

Theo bảng 3-120 trang 165 (Sổ tay CNCTM) ta có: Lợng

d cho việc tiện tinh mặt 32-0,025 là: 2Zb = 1(mm)

Vậy lợng d cần gia công khi tiện bóc vỏ là: 2Zb = 1,2(mm)Lợng d còn lại cần cắt bỏ sau tiện bóc vỏ để gia công mặt

 Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công

theo một phía của bớc: t = 0,6 (mm)

 Lợng chạy dao: Theo bảng 5-11 trang 11(Sổ tay CNCTM)

ta có: S = 0,5 (mm)

 Tốc độ cắt:

Theo b¶ng 5-65 trang57(Sæ tay CNCTM) ta cã: Vb=156(m/ph).

 ChiÒu s©u c¾t: ChiÒu s©u c¾t lÊy b»ng lîng d gia c«ng

theo mét phÝa cña bíc: t = 1(mm)

 Lîng ch¹y dao: Theo b¶ng 5-11 trang 11(Sæ tay CNCTM)

 Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công

theo một phía của bớc: t = 0,65 (mm)

 Lợng chạy dao: Theo bảng 5-11 trang 11(Sổ tay CNCTM)

 Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công

theo một phía của bớc: t = 0,5 (mm)

 Lợng chạy dao và tốc độ cắt: bằng bớc 1

S = 0,5 (mm); nm= 1000(v/ph)

1.5.5 Bớc 5: Tiện tinh mặt 32:

 Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công

theo một phía của bớc: t = 0,5 (mm)

 Lợng chạy dao và tốc độ cắt: bằng bớc 1.

S = 0,5 (mm); nm= 1000(v/ph)

1.5.6 Bíc 6: TiÖn tinh máng mÆt 32 :

 ChiÒu s©u c¾t: ChiÒu s©u c¾t lÊy b»ng lîng d gia c«ng

theo mét phÝa cña bíc: t = 0,15(mm)

- Dao khoan ruột gà đuôi côn, đầu gắn mảnh hợp kim cứng Kích thớc dao: 305x205

- Dao khoét,doa thô và doa tinh: Đầu dao gắn mảnh hợp kimcứng BK8

1.4 Lợng d gia công:

Mặt trong yêu cầu đạt: 21+0,021 và Ra=2,5 Do vậy ở

đây ta phải dùng phơng pháp gia công lần cuối là

- K3: HÖ sè phô thuéc chiÒu s©u khoÐt K3=1.(b¶ng 31)

Thực hiện phay đồng thời hai mặt

bằng hai dao phay 3 mặt răng thép gió:

P8

Kích thớc dao : D=200(mm); B=25(mm); d=50(mm);Z=20(răng)

K2: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn cña dao;

V. Nguyên công Vii: Khoan lỗ dẫn dầu.

1.1 Lập sơ đồ gá đặt:

Gia công lỗ 100,05 cần đảm bảo độ độ

vuông góc của đờng tâm lỗ và hai mặt song

song của mặt bích, yêu cầu lỗ gia công phải

thông với lỗ chính của bạc và yêu cầu đảm

bảo độ chính xác về kích thớc lỗ Bởi vậy ta

định vị nhờ một phiến tì hạn chế 3 bậc tự

do định vị vào một mặt đối diện mặt

khoan lỗ, hai chốt tì định vị vào một mặt

1.2 Chọn máy: Thực hiện trên máy khoan đứng: 2H118

- Dao doa chu«i trô : KÝch thíc dao:60x20.

+k : sai số do kẹp chặt gây ra.

Lực kẹp ở đây song song với đờng tâm lỗ do vậy nó chỉgây biến dạng kích thớc chiều dài lỗ mà không ảnh hởng tớikích thớc đờng kính lỗ

60 25

0 0

0 0

0 160 70

9,82 9,98 10,0 5

15 0 60 20

9,82 9,98 10,0 5

9,67 9,92 10,0 3

250 110

16 0 30

-Từ trên ta thấy: ở bớc công nghệ đầu tiên ta chọn kíchthớc dao khoan là 9,8 Khi đó với lợng d tính toán nh trên kíchthớc đờng kính lỗ sẽ đợc đảm bảo

1.5 Chế độ cắt:

 Lợng chạy dao: S =2,2 mm/vòng( Bảng 5-27 trang22,sổ

tay CNCTM )

 Tốc độ cắt: V đợc tính theo công thức

V = Trong đó, các hệ số đợc tra trong bảng5-28 trang 23(Sổ tay CNCTM):

1.6.1 Sơ đồ tính lực

Khi khoan mũi khoan tác dụng vào phôi một mô menkhoan Mx và một lực Po hớng từ trên xuống Để chống lại ảnh h-ởng của mô men Mx tới yêu cầu gia công ta phải cân bằng mômen khoan bằng cách tạo ra một mô men ma sát Để có mômen ma sát ta phải tạo ra một lực có chiều hớng từ trênxuống.Nh vậy trọng lực và lực cắt P0 đóng vai trò là một lựckep Tuy vậy trọnh lợng chi tiết là không đáng kể do vậy ở

đây ta chỉ tính lực kẹp do lực cắt P0 và lực kẹp chặt W docơ cấu kẹp chặt sinh ra

Theo bảng 5-32 trang 25, sổ tay CNCTM : với vật liệuphôi là Gang xám GX15-32 và vật liệu dao là hợp kim cứng có :

- hệ số cho MK:

CM=0,012; q = 2,2 ; y= 0,8

 Mk =10 0,012 9,82,2 0,30,8 1 = 6,94 N.m

- Hệ số cho P0: