Đồ Án môn học công nghệ chế tạo máy Đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối Đỡ

Phân tích yêu cầu kỹ thật Gối đỡ là chi tiết dạng hộp, dựa vào những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết dạng hộp [1], ta xác định yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gối đỡ - Yêu cầu về dung sai:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

= = =  = = =

ĐỒ ÁN MÔN HỌC Công nghệ chế tạo máy

ĐỀ TÀI: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Mai Anh Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đăng Đông

Mã sinh viên : 2019602016

Hà Nội – 2022

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN

XUẤT 1.1 Phân tích chi tiết gia công

1.1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

- Dạng chi tiết cơ bản: Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng

hộp

- Chức năng: làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của

trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối

đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trượt

- Bề mặt làm việc chủ yếu: Bề mặt làm việc chủ yếu của gối đỡ là lỗ trụ ∅25

- Điều kiện làm việc: Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi

nên vật liệu sử dụng thường dùng là gang xám

- Ta chọn mác vật liệu sử dụng là : GX 15-32 (độ cứng HB=190)

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của GX15-32

1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thật

Gối đỡ là chi tiết dạng hộp, dựa vào những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết dạng hộp [1], ta xác định yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gối đỡ

- Yêu cầu về dung sai:

+ Lỗ chính ∅25 trên gối đỡ đạt cấp chính xác 6-8, chọn cấp chính xác của lỗ chính là 7, trị số dung sai theo tiêu chuẩn là 33𝜇𝑚 Nhưng trên lỗ chính có 2 tai

sử dụng bulong kẹp chặt để kẹp chặt lỗ với ổ bi nên ta không cần gia công lỗ chính xác, mà chỉ cần gia công đạt dung sai kích thước tự do là ±0.2𝑚𝑚

+ Lỗ chính ∅25 xác định vị trí của trục trong không gian nên khoảng cách từ tâm lỗ đến mặt đáy A cần được gia công với dung sai là 0,02 ÷ 0,1𝑚𝑚

+ Hai lỗ phụ ∅12 dùng để lắp ghép bu lông nên không yêu cầu độ chính xác cao, dung sai lấy theo dung sai tự do bằng ±0.2𝑚𝑚

+ Các kích thước gia công khác không dùng làm chuẩn tinh và cũng không ảnh

hưởng đến khả năng làm việc của chi tiết thì lấy dung sai tự do bằng ±0.2𝑚𝑚

- Yêu cầu về vật liệu:

+ Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi nên vật liệu gia công

chi tiết cần đảm bảo độ cứng và bền, khả năng tắt âm tốt nên GX15-32 là lựa chọn phù hợp với yêu cầu trên

- Yêu cầu kỹ thuật khác:

+ Do đặc điểm làm việc của chi tiết gối đỡ nên yêu cầu độ không song song

của mặt đáy và đường tâm lỗ ∅25 không vượt quá 0,01/100mm

+ Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và hai mặt đầu không vượt quá 0,02/100

mm

1.1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

toàn bộ chi tiết từ một chuẩn thống nhất là một mặt phẳng và 2 lỗ vuông góc với mặt phẳng đó

trên một hành trình chạy dao Cho nên ở trên mặt phẳng và mặt đầu không được có chỗ nhô lên làm cản trở cho hành trình gia công này

hành trình ra của mũi khoan

1.2 Xác định dạng sản xuất

Xác định dạng sản xuất theo phương pháp tra bảng

Sản lượng hàng năm được xác định [2]:

Trong đó:

N - Số chi tiết được sản xuất trong một năm

m - Số chi tiết trong một sản phẩm

 - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ  = (5 ÷ 7)% chọn  = 6%

Sử dụng phần mềm Solidworks ta xác định được khối lượng của chi tiết là m = 1,37 kg

Hình 1.1: Thể tích, khối lượng chi tiết gối đỡ

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ

BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI 2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Gối đỡ là chi tiết dạng hộp điển hình, do đó vật liệu được dùng để chết tạo chi tiết thường là gang xám, thép đúc, thép tấm, hợp kim nhôm Ở đây ta chọn gang xám làm vật liệu chế tạo phôi, cụ thể là GX15-32

Gối đỡ là chi tiết dạng hộp và được gia công từ vật liệu GX15-32 nên phương pháp chế tạo phôi thích hợp nhất được chọn lựa là phương pháp đúc Với các bề mặt không làm việc không cần độ chính xác quá cao, mặt khác ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy Sau khi đúc cần

có nguyên công làm sạch và cắt ba via để chuẩn bị cho việc gia công cơ sau này

2.2 Xác định lượng dư gia công

2.2.1 Tính lượng dư gia công cho lỗ ∅𝟐𝟓mm

Với phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, dạng sản xuất hàng loạt, ta có được phôi có cấp chính xác II, vật liệu GX15-32

Do phôi có lỗ được tạo sẵn và yêu cầu lỗ đạt cấp độ nhám 7 nên theo bảng 4 [2], ta chọn được quy trình công nghệ gồm 2 bước: khoét và doa

Chi tiết được định vị bằng mặt đáy A và 2 lỗ ∅12 đã được ta gia công ở các nguyên công trước

 Phôi

Phôi đúc cấp chính xác II, tra bảng 1.21 [3] có Rz + Ta = 800𝜇𝑚

Theo bảng 1.23 [3], Sai số không gian tổng cộng với định vị bằng mặt phẳng

Tra bảng 1.33 [3], Dung sai kích thước đường kính lỗ phôi đúc cấp chính xác II khi kích thước lớn nhất của chi tiết = 132 mm, kích thước danh nghĩa lỗ là ∅25mm là

Sai số không gian còn sót lại sau khi khoét thô được tính gần đúng theo công thức:

Theo công thức 1.14 [3], sai số gá đặt của phôi:

không phụ thuộc vào định vị)

Bỏ qua sai số đồ gá

- Lượng dư gia công nhỏ nhất được tính theo công thức sau:

Theo bảng 1.96 [3], sau khi doa thường, bề mặt đạt cấp độ nhám 7 Sau bước

Theo bảng 1.26 [3], sai số không gian còn sót lại sau khi doa thường lỗ là

Ta lập được bảng lượng dư trung gian sau:

Bảng 2.1: Lương dư ngyên công gia công lỗ ∅25𝑚𝑚

dư

Lượng dư tính toán 2𝑍𝑚𝑖𝑛,

𝜇𝑚

Kích thước tính toán,

mm

Dun

g sai,

𝜇𝑚

Kích thước giới hạn, mm

Giá trị giới hạn của lượng dư,

𝜇𝑚

nhất

Nhỏ nhất

Lớn nhất

Nhỏ nhất

Tra bảng 1.33 [3], lượng dư gia công tổng cộng là 4 ± 0,5 𝑚𝑚

Vậy ta chọn lượng dư khi gia công khoét là 3 mm, còn khi gia công doa là 1

mm

2.2.2 Xác định lượng dư cho các bề mặt còn lại

Tiến hành phay thô và phay tinh

Tra bảng 1.65 và 1.55 [3] ta xác định được lượng dư gia công trung gian tối thiểu khi:

Gia công phay thô là 0,75mm

Gia công phay tinh là 0,25mm

Tra bảng 1.33 [3], lượng dư gia công tổng cộng là 3 ± 0,5 𝑚𝑚

Vậy ta chọn lượng dư khi gia công phay thô là 2,5mm, còn khi gia công phay tinh là 0,5 mm

Tiến hành khoan

Khoan: 12 mm

Lượng dư tổng cộng là: 12𝑚𝑚

Tiến hành phay thô và phay tinh

Tra bảng 1.65 và 1.55 [3] ta xác định được lượng dư gia công trung gian tối thiểu khi:

Gia công phay thô là 0,75mm

Gia công phay tinh là 0,25mm

Tra bảng 1.33 [3], lượng dư gia công tổng cộng là 3 ± 0,5 𝑚𝑚

Vậy ta chọn lượng dư khi gia công phay thô là 2,5mm, còn khi gia công phay tinh là 0,5 mm

Tiến hành phay thô và phay tinh

Tra bảng 1.65 và 1.55 [3] ta xác định được lượng dư gia công trung gian tối thiểu khi:

Gia công phay thô là 0,75mm

Gia công phay tinh là 0,25mm

Tra bảng 1.33 [3], lượng dư gia công tổng cộng là 3 ± 0,5 𝑚𝑚

Vậy ta chọn lượng dư khi gia công phay thô là 2,5mm, còn khi gia công phay tinh là 0,5 mm

 Mặt E, F

Tiến hành phay thô và phay tinh

Tra bảng 1.65 và 1.55 [3] ta xác định được lượng dư gia công trung gian tối thiểu khi:

Gia công phay thô là 0,75mm

Gia công phay tinh là 0,25mm

Tra bảng 1.33 [3], lượng dư gia công tổng cộng là 3 ± 0,5 𝑚𝑚

Vậy ta chọn lượng dư khi gia công phay thô là 2,5mm, còn khi gia công phay tinh là 0,5 mm

Tiến hành phay thô

Tra bảng 1.60 (Sổ tay gia công cơ)

Phay thô: 1,5mm

Bảng thống kê lượng dư gia công các bề mặt còn lại:

Bảng 2.2: Lượng dư gia công các bề mặt còn lại

2.3 Bản vẽ lồng phôi:

Hình 2.1 Hình chiếu đứng của chi tiết lồng phôi

Hình 2.2 Hình chiếu bằng của chi tiết lồng phôi

Hình 2.3 Hình chiếu cạnh của chi tiết lồng phôi

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN CÔNG 3.1 Xác định đường lối công nghệ và lựa chọn phương pháp gia công

3.1.1 Xác định đường lối công nghệ

Do sản xuất hàng loạt, để chuyên môn hóa cao và đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công, nghĩa là ít bước công nghệ trong một nguyên công Ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng để dễ chế tạo

3.1.2 Lựa chọn phương pháp gia công

Mặt A được yêu cầu gia công đạt độ nhám 6, do đó theo bảng 4 [2], ta chọn phương pháp gia công lần cuối là phay tinh, phương pháp gia công trung gian

là phay thô

 Hai lỗ ∅12:

Lỗ ∅12 dùng để lắp ghép bulong nên không yêu cầu độ chính xác cao, ta chọn phương pháp gia công là khoan

Mặt B được yêu cầu gia công đạt độ nhám 6, do đó theo bảng 4 [2], ta chọn phương pháp gia công lần cuối là phay tinh, phương pháp gia công trung gian

là phay thô

Mặt đầu ∅50 được yêu cầu gia công đạt độ nhám 6, do đó theo bảng 4 [2], ta chọn phương pháp gia công lần cuối là phay tinh, phương pháp gia công trung gian là phay thô

Lỗ ∅25 được yêu cầu gia công đạt độ nhám 7, do đó theo bảng 4 [2], ta chọn phương pháp gia công lần cuối là doa thô phương pháp gia công trung gian là khoét

3.2 Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết

 So sánh 2 phương án

- Ta thấy ở phương án 1 thì nguyên công gia công lỗ chính ∅25 được thực hiện sau khi gia công mặt bên B và mặt đầu ∅50 Còn ở phương án 2 thì nguyên công gia công lỗ chính ∅25 được thực hiện trước 2 nguyên công đó

- Việc thực hiện nguyên công gia công lỗ chính ở trước 2 nguyên công đó làm cho lượng kim loại bóc tách khi gia công lỗ chính nhiều hơn, do đó thời gian gia công lớn hơn Chưa kể, nếu 2 bề mặt B và mặt đầu ∅50 có nhiều khuyết tật thì sẽ gây sai số, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt lỗ chính

 Do đó, chọn tiến trình công nghệ theo phương án 1 là hợp lý

3.3 Thiết kế nguyên công

3.3.1 Nguyên công 1: Đúc Phôi

Quá trình chế tạo phôi ta phải chọn phương pháp đúc trong khuôn cát làm khuôn bằng máy Mục đích gia công ta phải chọn phương pháp đúc:

Chế tạo phôi phù hợp với kết cấu của chi tiết nắp nhỏ, phù hợp dạng sản xuất hàng khối Đảm bảo phân phối lượng dư gia công đạt yêu cầu kĩ thuật của chi tiết

Công nhân thực hiện nguyên công có tay nghề 3/7

Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm đúc:

Phôi không bị nứt, nẻ, cong vênh

Phôi không bị sai lệch về hình dạng quá phạm vi cho phép

Đảm bảo kích thước của bản vẽ phôi, và độ nhẵn của những bề mặt không gia công

Phôi sau khi đúc xong phải có quá trình ủ, làm sạch ba via

Hình 3.1 Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

3.3.2 Nguyên công 2: Phay mặt đáy A

a Lập sơ đồ gá đặt

Hình 3.2 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

b Xác định máy cắt

- Chọn máy phay ngang 6H82

- Thông số máy cho trong bảng sau:

kw

Số cấp tốc độ

- Chiều sâu cắt t = 2,5 mm

- Bước tiến dao S:

f Xác định thời gian gia công

Thời gian nguyên công được xác định theo công thức [3]:

Trong đó:

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

3.3.3 Nguyên công 3: Phay mặt cạnh B

a Lập sơ đồ gá đặt

Hình 3.3 Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

b Xác định máy cắt

- Chọn máy phay ngang 6H82

- Thông số máy cho trong bảng sau:

kw

Số cấp tốc độ

- Theo bảng 4 [2], chất lượng bề mặt sau phay thô đạt RZ = 80

- Chiều sâu cắt t = 2,5 mm

- Bước tiến dao S:

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

3.3.4 Nguyên công 4: Khoan hai lỗ ∅12𝑚𝑚

Đường kính d,mm Chiều dài, mm Chiều dài phần làm

- Bước tiến dao S:

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

𝑇𝑝-thời gian phụ, 𝑇𝑝 = 10%𝑇0

Ta có:

𝑇0-thời gian cơ bản cho bước khoan

- Thông số máy cho trong bảng sau:

Kích thước

mặt làm

việc,mm

Công suất động cơ,

kw

Số cấp tốc độ

- Tra bảng 4-95 [4], chọn dao phay mặt đầu răng chắp manh hợp kim

cứng với các thông số cho trong bảng sau:

- Chiều sâu cắt t = 2,5 mm

- Bước tiến dao S:

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

3.3.6 Nguyên công 6: Khoét, doa lỗ ∅25

Dtrụcchính, mm Nđc, kW n (vg/ph) Số cấp tốc độ

b Xác định dụng cụ cắt

- Mũi khoét: tra bảng 4-47 [4], chọn mũi khoét hợp kim cứng liền khối

(phút)

- Mũi doa thô: tra bảng 4-49 [4], chọn mũi doa hợp kim cứng liền khối

(phút)

c Xác định dụng cụ đo:

- Kiểm tra kích thước lỗ: thước cặp

- Kiểm tra độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu: đồng hồ hoặc calíp chuyên dùng

d Xác định chế độ cắt

- Bước tiến dao S:

- Bước tiến dao S:

+ Tra bảng 2.110 [3], vận tốc cắt khi doa 𝑣 = 20 (𝑚/𝑝ℎ)

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

𝑇𝑝-thời gian phụ, 𝑇𝑝 = 10%𝑇0

Ta có:𝑇0 = 𝑇01 + 𝑇02Trong đó:

3.3.7 Nguyên công 8: Khoan lỗ ∅10

- Bước tiến dao S:

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

𝑇𝑝-thời gian phụ, 𝑇𝑝 = 10%𝑇0

𝑇𝑡𝑛-thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân 𝑇𝑡𝑛 = 5%𝑇0

- Chọn máy phay ngang 6H82

- Thông số máy cho trong bảng sau:

kw

Số cấp tốc độ

- Bước tiến dao S:

𝑇𝑡𝑐-thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

𝑇0-thời gian cơ bản

3.3.9 Nguyên công 9: Kiểm tra

Kiểm tra độ song song của hai mặt bên

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOÉT, DOA LỖ CHÍNH

∅𝟐𝟓 4.1 Phân tích sơ đồ định vị và xác định cơ cấu định vị

kẹp cho bước khoét

4.2.3 Lựa chọn và tính toán kích thước cơ cấu kẹp chặt

Ta chọn cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít (cơ cấu kẹp liên động)

Ta có đường kính bulong lắp đai ốc được tính theo công thức [2]:

0,5.[σ]k = √5679

0,5.90 = 11,2 (mm) Chọn theo tiêu chuẩn D = 12 mm`

Hình 4.6: Cơ cấu kẹp liên động

4.3 Xác định cơ cấu khác của đồ gá:

4.3.1 Đế đồ gá

- Vật liệu: GX 15-32

- Dung sai kích thước lấy bằng±0.2𝑚𝑚

Hình 4.7 Đế Đồ gá

4.4 Tính toán sai số chế tạo và xác định yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

4.4.1 Tính toán sai số chế tạo của đồ gá

Ta có công thức tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [2]:

+ εdc = 0,01 mm

Thay vào công thức 4.1, ta có:

4.4.2 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

cầu kĩ thuật của đồ gá như sau:

- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và đáy đồ gá ≤ 0,129 𝑚𝑚

- Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị hình trụ với mặt đáy đế đồ gá

≤ 0,129 𝑚𝑚

CHƯƠNG 5: TÍNH GIÁ THÀNH GIA CÔNG CHI TIẾT Ở NGUYÊN CÔNG

KHOÉT, DOA LỖ ∅𝟐𝟓 MM 1.1 Chi phí tiền lương

- Lương của công nhân xác định theo công thức [2]:

Ttc – thời gian từng chiếc, Ttc = 0,8658 (phút)

Thày vào công thức (5.1) được:

𝑡0 – thời gian cơ bản, 𝑡0 = 0,666 (𝑝ℎú𝑡)

𝜂𝑐 – hệ số thất thoát điện năng trong mạch điện, 𝜂𝑐 = 0,95

𝜂đ – hiệu suất của động cơ, 𝜂đ = 0,95

Thay vào công thức (5.2) được:

𝑇0 – thời gian gia công cơ bản, 𝑇0(𝑘ℎ𝑜é𝑡) = 0,29 (𝑝ℎú𝑡);

𝑇0(𝑑𝑜𝑎) = 0,376 (𝑝ℎú𝑡)

Thay vào công thức (5.3) được:

1.4 Chi phí khấu hao máy

- Chi phí khấu hao máy được tính theo công thức [2]:

𝑆𝑘ℎ = 𝐶𝑚.𝐾𝑘ℎ

Trong đó:

𝑁 – số chi tiết được chế tạo trong một năm, 𝑁 = 6424(𝑐ℎ𝑖ế𝑐)

Thay vào công thức (5.4) được:

𝑆𝑘ℎ =500000000.10

1.5 Chi phí sửa chữa máy

- Chi phí sửa máy được tính theo công thức [2]:

𝑆𝑠𝑐 = 𝑅.𝑇0

Trong đó:

𝑅 – độ phức tạp của máy sửa chữa, 𝑅 = 24 (Bảng 9 Phụ lục [2])

𝑇0 – thời gian gia công, 𝑇0 = 0,666 (𝑝ℎú𝑡)

Thay vào công thức (5.5) được:

𝐵 – hệ số tính đến việc sử dụng và bảo quản đồ gá, 𝐵 = 0,1

N – số lượng chi tiết trong một năm, N = 6424 (chiếc)

Thay vào công thức (5.5) ta được:

1.7 Giá thành chế tạo chi tiết ở nguyên công

- Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công được tính theo công thức sau:

Thay các chi phí tìm được ở mục 5.1 đến mục 5.2 vào công thức (5.7) được:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trần Xuân Việt, Công nghệ chế tạo máy, Hà Nội: NXB Khoa học và Kỹ thuật,