Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy

Gối đỡ là một chi tiết khá phổ biến trong các kết cấu máy.

Thuyết Minh đồ án:

Công nghệ chế tạo máy

I ) Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

+ Gối đỡ là một chi tiết khá phổ biến trong các kết cấu máy

Nhiệm vụ chính: để đỡ các trục đỡ và các trục truyền thông qua các ổ đỡ bi,vì vậy gối đỡ thờng làm việc theo cặp ( hai cáI thành một 1 bộ)

+ Các bề mặt chính cần gia công:

- Bề mặt 100 dùng để lắp với vành ngoài của ổ bi ( thờng ở chế độ lắplỏng hay lắp trung gian) Đây là bề mặt quan trọng nhất của chi tiết giá công,yêu cầu độ chính xác cao nhất ( ta chọn độ chính xác là cấp 7)

-Bề mặt 72 dùng để lắp lót kín tránh hiện tợng chảy dầu hay mỡ bôi trơn,

đây cũng là một bề mặt yêu cầu chính xác

- Các lỗ 17 dùng để bắt chặt gối đỡ vào thân máy bằng bu lông

- Bề mặt 86 có tác dụng là gờ chặn vành ngoài của ổ bi, mặt này khôngyêu cầu phải có độ chính xác cao

- Trong quá trình làm việc tải trọng tác động lên ổ và gối đỡ thờng có giátrị ổn định, nhiệt dộ không cao, thờng các gối đõ làm việc theo bộ lên chếtqạo để đảm bảo đợc lắp lẫn hoàn toàn

- Vật liệu sử dụng là : GX 15-32, có các thành phần hoá học sau:

C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12 P = 0,05 – 1,00

[]bk = 150 MPa

[]bu = 320 Mpa

II ) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

+ Do có hình dáng tơng đối phức tạp, tải trọng đều và cũng không lớn lắm,chọn phôi là gang đúc trong các lòng khuôn kín là hợp lý nhất

+ Kết cấu đã cho có độ cứng vững khá cao, các mặt gia công có thể thựchiện bằng các phơng pháp gia công có năng suất khá cao

+ Khoảng cách từ lỗ tâm 100 tới mặt đáy có dung sai 0,1 là hợp lý± 0,1 là hợp lý

độ nhám trên các bề mặt yêu cầu gia công vẫn theo ký hiệu cũ ta sẽ đổi lại.Các bề mặt 100 và 72 cha có độ nhám Xuất phát từ chức năng làm việclắp trung gian với vòng ngoài của ổ bi ta có:

Bề mặt 100 Ra =2,5 ; 72 có Rz =20 m

kích thớc 100 lắp với vòng ngoài của ổ bi , ta chọn cấp chính xác là cấp 7.Giá trị sai lệch 100+ 0,035

Các kích thớc khác còn lại có thể lấy dung sai tự do là 0,5 mm± 0,1 là hợp lý

lỗ ren M6 nếu điều kiện cho phép ta có thể làm vuôn góc với đờng tâm lỗ đểtiện cho việc gia công hơn ( còn với kết cấu lỗ nghiêng nh trong bản vẽ đãcho có lợi cho việc bôi trơn nhng khó cho gia công)

+ Khoảng cách tâm giữa hai lỗ 17 theo chức năng chỉ cần chế tạo vớidung sai ± 0,1 là hợp lý 0,1 tuy nhiên khi gia công, ngời ta thờng dùng hai lỗ này làmchuẩn tinh thống nhất vì vậy dung sai của nó lên chọn là 0,05 cho phù hợp± 0,1 là hợp lývới chức năng gia công.

III ) Xác định dạng sản xuất:

Ta xác định theo phơng pháp gần đúng:

Khi xác định dạng dạng sản xuất bằng phơng pháp tra bảng ta cần xác

định khối lợng của chi tiết gia công và số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạotrong một năm:

Số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm đợc xác định theocông thức:

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

mặt khác tải trọng làm việc đều không lớn, vì vậy chọn vật liệu là gang xámthông thờng là hợp lý

- Do dạng sản xuất là loạt lớn lên tạo phôi trong khuôn kín là hợp lý nhất

Ta chọn đúc trong khuôn kim loại trong trờng hợp này

Khi đúc ta có thể thiết kế hộp khuôn có mặt phân khuôn nh hình vẽ:

T D

Tính ra ta đợc V = 950(mm3)  trọng lợng của phôi sẽ là :

G = 0,007.950 = 6,5 (kg)

V ) Lập thứ tự các nguyên công:

a) Trớc tiên ta phải phân tích chuẩn và định vị khi gia công:

+ Để đạt dộ chính xác của các lỗ 100; 72, dộ song song của chúng vớimặt đáy và khoảng cách từ tâm của các lỗ này đến mặt đáy thi khi gia côngcác lỗ này lên chọn mặt đáy làm chuẩn tinh chính

+ Để đạt độ vuông góc của tâm hai lỗ 100; 72 với các mặt đầu của gối

Khi sử dụng phơng án thứ hai ta phải mất thêm thời gian gia công chínhxác hai lỗ 17 Nhng theo phơng án này ta dễ dàng đạt đợc độ song songcủa tâm lỗ 100 và 72 với mặt đáy, và độ chính xác của kích thớc 80 cũngcao hơn Độ khônng vuông góc vói hai mặt đầu cũng không quá lớn vì khigia công hai mặt đầu ta đã sử dụng chuẩn tinh thông nhất là ( mặt đáy và hai

Dễ dàng đạt độ song song của tâm lỗ 100 và 72 với mặt đáy, dộvuông góc của chúng với mặt đầu và độ chính xác của kích thớc 80

Đồ gá có kết cấu đơn giản , tin cậy, sử dụng thống nhất cho hầu hết cácnguyên công

Mặt đáy có diện tích đủ lớn , đảm bảo gá đặt ổn định khi gia công bằngcác phơng pháp có năng suất cao.

b) Xác định trình tự của các bớc nguyên công:

Nh đã phân tích ở trên, giai đoạn đầu tiên của quá trình gia công gối đỡ làgia công các mặt đáy cùng hai lỗ 17 để làm chuẩn tinh thống nhất khi giacông các mặt còn lại:

Ta có thứ tự các nguyên công nh sau:

 Nguyên công 1:phay mặt đáy2

 Nguyên công 2: phay mặt đáy trên 3

 Nguyên công 3: khoan , khoét , doa 2 lỗ 17

 Nguyên công 4:phay hai mặt đầu

 Nguyên công 5:tiện thô các lỗ 100; 56; 86;104

 Nguyên công 6:khoan , ta rô 4 lỗ M8x1,25

 Nguyên công 7:khoan lỗ 5; khoet 12, ta rô M6x1

 Nguyên công 8: tiện bán tinh, tiện tinh 100; tiện định hình 72

 Nguyên công 9: tổng kiểm tra

Độ chính xác phôi cấp 1 khối lợng phôi 5,5 kg ,vật liệu Gang xám

GX15-32 Quy trình công nghệ gồm 3 bớc : tiện thô, tiện bán tinh, tiện tinh

Chi tiết đợc định vị bằng mặt đáy và 2 lỗ 17

Theo bảng 3.2[2] ta có Rza và Ta của phôi là 200 và 300 m

Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:

ph = 2 2

lk

cv 

 

Trong đó cv = ( k l) 2  ( k d) 2 - sai lệch cong vênh

l- Chiều dài chi tiết

1 

 

1 là sai số của mặt đáy so với tâm lỗ 100

2 là sai số của 2 lỗ định vị so với tâm lỗ 100

B Dung sai của lỗ 17f7 B = 18 m

Khe hở nhỏ nhất min = 16

 c = max = 0,018+0,018+0,016 = 0,052

Sai số kẹp chặt của kích thớc 80 là k = 400 m ( theo bảng 3.14 )

Do đó sai số gá đặt khi tiện lỗ là

300 50 30 25

310 16 - -

403 20 -

2.120 2.150 2.80

97,175 99,575 99,875 100,035

540 350 87 35

96,635 99,225 99,675 100

97,175 99,575 99,875 100,035

2400 300 160

2940 460 280

2Zomax = 4980 2Zomin = 3760

Lợng d tổng cộng danh nghĩa

Zodn = Zomin + TphôI - Tct

= 3,76 + 0,3 – 0,035 = 4,45

Lấy luợng d danh nghĩa là 2x2,5

Các lợng d còn lại tra bảng với phôi cấp chính xác I ta có( bảng 3-95 [1]

1 2

VII ) Tính toán cho các nguyên công cụ thể

Nguyên công 1: Phay mặt đáy

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đai ốc

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng Với cácthông số sau D = 80, Z = 8 răng

Lợng d gia công : phay 2 lần :

+ Bớc 1 Zb = 2 mm

+ Bớc 2 Zb = 0,5 mm

140 1000

.

Chế độ cắt bớc 2: (Phay tinh với Rz =20)

Chiều sâu cắt t = 0,5 mm , lợng chạy dao răng S0 =1,04 mm/vòng (Bảng 5-37[2] )

140 1000

1000

ph vg D

.

ph m n

D

tt    

Nguyên công 2 : Phay mặt 2 (mặt đối diện với mặt đáy)

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt trên của đáy 3 bậc tự do bởi 2 phiến tì,mặt đầu 2 bậc tự bởi 2 chốt tì, mặt ben 1 bậc tự do bởi 1 chốt tì

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp từ trên xuống phơng của lựckẹp trùng với phơng kích thớc cần thực hiện

Chọn máy : máy phay nằm đứmg vạn năng 6A54 Công suất máy

175 1000

1000

.

250 1000

1000

ph vg D

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

1000

950 80 14 , 3 1000

.

ph m n

D

tt    

Nguyên công 3: Khoan - Khoét – Doa lỗ định vị

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , mặt đầu 2 bậc tự dobởi 2 chốt tì, mặt bên 1 bậc tự do Nh hình vẽ

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu vít - đai ốc

Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy Nm = 2,8KW

Chọn dao : Mũi khoan thép gió , mũi khoét, doa thép gió

5 , 31 1000

1000

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: 32 , 1 ( / )

1000

950 16 14 , 3 1000

.

vong m

n D

33 1000

1000

.

4 , 10 1000

1000

.





 

Nguyên công 4 :P hay 2 mặt đầu

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và 2 lỗ hạn chế 3 bậc

tự do (Dùng một chốt trụ ngắn , một chốt trám )

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuốngvuông góc với mặt đáy

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng

đờng kính dao D = 200 , số răng Z=16 răng

Lợng d gia công : phay 2 lần

+ Bớc 1 : Zb= 2 mm

+ Bớc 2 : Zb= 0,5 mm

203 1000

1000

.

228 1000

1000

+ Số cấp tốc độ 12 ; Nmin=44 ; Nmax=1980 (vòng/ phút)

+ Lợng chạy dao dọc :Smin=0,06 ;SMAX=1,07 (mm/vòng)

*Tính toán chế độ cắt cho nguyên công tiện lỗ 100:

Bớc 1:Tiện thô mặt 100 ta sẽ tính toán cho nguyên công này

+ Ta chọn chiều sâu tiện thô t=1 (mm)

+ s=0,4 (tra bảng 5-12 2

+ tốc độ cắt đợc tính toán theo các công thức:

V = m x v y K v

S t

= 563 (vòng/phút) *ta tính luôn các lực cắt Px ; Py ;Pz :

máy đã chọn sẽ đảm bảo đợc công suất yêu cầu :

 Tiện thô cho các mặt còn lại đợc tra theo bảng :

V .D.n t 3,14.200.375  235 , 5m/ ph

Nguyên công 6: Khoan lỗ và ta rô ren M8x1,25

 Sơ đồ định vị và kẹp chặt nh hình vẽ: chi tiết đợc định vị nhờ bạc rời: Với cấu tạo của bạc dẫn rời nh hình vẽ : chi tiết đợc định vị cả 6 bậc

6 14 , 3

28 1000

ph vong

tốc độ cắt thực tế là : vtt=1320

 Chu kỳ bền T của mũi khoan thờng dùng là : T= 20 phút

 Công suất yêu cầu cầu 1kw

Máy: dùng trên máy khoan đứng K125 ;N=2,8 kw; n=971360

+ (tra bảng 5-92 )ta có : Nyêu cầu =1 (kw)

+ Công suất thực của máy N=2,8 X0,8 =2,24 (KW)

 Tiện bán tinh , tiện tinh 100 , tiện định hình 72

 Sơ đồ gá đặt nh hình vẽ :( Giống nh tiện thô ban đầu)

 Chọn máy T616

 Chọn dao :dùng các loại dao tiện tinh nh hình vẽ

B ớc 1 :Tiện bán tinh 100:

Tiện bán tinh : chọn chế dộ cắt nh sau :

t=0,5 ; S =0,21 (mm/phút)

 tốc độ cắt V=225 (m/phút ); từ đó ta tính đợc số vòng quoay cần thiết

n = 10003,14.D.V = 3 , 14 100

225

VIII- Xác định thời gian nguyên công

Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức sau:

) (

n

S

L L

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2- Chiều dài thoát dao (mm)

Sv- Lợng chạy dao vòng (mm/vg)

n- Số vòng quay trong 1 phút (vg/ph)

i- Số lần gia công

Sp=Sv.n (mm/ph)

C«ng thøc tÝnh thêi gian phay

) (

S

L L

3 15 234

3 9 234

3 15 234

3 9 234

3) Nguyªn c«ng3:Khoan - khoÐt – doa

Khoan lç 16; khoÐt lç 16,7 ; doa lç 17 ;

+ TÝnh thêi gian gia c«ng c¬ b¶n lç 16 (thuéc kiÓu gia c«ng lç th«ng);

Ta cã c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n nh sau :

950 7 , 0

5 , 1 6 25

1 2

Ph N

S

L L

2 5 , 1

1

Ph N

S

L L

5 , 1 2 25

1 2

Ph N

S

L L

5 , 0 ( cot

5 32 148

5 32 148

5) TÝnh thêi gian gia c«ng c¬ b¶n cho nguyªn c«ng sè 5:

+ TiÖn th« 100 (h×nh thøc tiÖn cã r·nh tho¸t dao):

503 4 , 0

2 11

) 1

(

Ph N

2 19

) 1 (

Ph N

2 3 11

L lµ chiÒu dµi tiÖn thùc tÕ : L=13 (mm);

Thêi gian tæng céng cho nguyªn nµy lµ:

3 30

1

Ph N

S

L L

L L N

S

L

l

.

1 1

2 2 18

1 2

Ph N

S

L L

2 5 , 1

1

Ph N

S

L L

N S

L L L N

S

L L l

TCB = 0 , 1 ( )

723 25 , 0

2 11

) 1

(

Ph N

2 11

1

Ph N

ở đây vật liệu gia công là : gang xám:

Gia công trên máy phay ngang , dùng dao phay mặt đầu:

II Chọn cơ cầu định vị cho chi tiết:

Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do bằng hai phiến tì

Các mặt phẳng khác đợc định vị bằng các chốt tỳ hạn chế 3 bậc tự do cònlại:

Tính lực cắt cho lần gia công thô vì khi đó lực cắt là lớn nhất

Tốc độ cắt của dao phay nói chung đợc tính theo công thức sau :

v = m x y u p v

q

Z B Sz t T

D C

.

Trong đó tra bảng (5-39) sách sổ tay công nghệ chế tạo máy II ( với vật

liệu gia công là gang xám có HB =190, vật liệu dao bằng Bk6 , phay mặt

phẳng , bằng dao phay mặt đầu ) ta có các số liệu sau : thì Cv = 445 ,

80 445

0 2 , 0 35 , 0 15 , 0 32 , 0

2 , 0

= 123 (m/phút) Vận tốc vòng quay của máy sẽ là :

n = 1000. . 10003,14..12380

D

v

IV Xây dựng sơ đồ tác dụng của các ngoại lực:

Sơ đồ tác dụng của các ngoại lực nh hình vẽ sau đây:

Z Là số răng của dao phay

n Số vòng quoay của dao

Cp và các hệ số mũ đợc tra bảng

Với các thông số: dao làm bằng thép gió BK6, phay mặt đầu, t=2mm, vậtliệu gia công gang xám có độ cứng là: HB=190

Theo sơ đồ ta thấy lực gây nguy hiểm nhất là lực cắt Pz , tại vị trí bắt đầuvào ăn dao tại vị trí kí hiệu nh hình vẽ:

wn

K =ko. k1.k2.k3.k4.k5.k6

+ Ko là hệ số an toàn dùng chung cho tất cả các loại gia công

ko =1,5

+ K1 là hệ số kể đến lợng d không đồng đều : do phôi thô nên ta chọn k1=1,2+ K2 là hệ số kể đến lợng tăng của lực cắt khi dao bị mòn ta chọn:

1 W

W  =8500 NW8500 (N)

VI ) Tính và chọn các cơ cấu kẹp chặt:

Ta thấy kực kẹp cần cung cấp là W8500 (N) ta thấy kẹp chặt bằng ren cóthể đáp ứng đợc giá trị lực kẹp trên, ta chọn kẹp chặt bằng cơ cấu

ren vít - đòn (vì nó làm cho kết cấu kẹp chặt trở lên đơn giản hơn )

theo bảng 8-51 [2] ta chọn đợc kích cỡ của đai ốc cần thiết là:

Loại vít kẹp d(mm) r tb (mm) L(mm) P(N) Q(N) Dùng cờ lê vặn 24 11,02 310 150 1140

Trong đó : d là đờng kính ren tiêu chuẩn

L là chiều dài của tay vặn

P lực tác động vào tay vặn

Q lực kẹp tạo ra tơng ứng

VII) Chọn các cơ cấu định vị chi tiết và các cơ cấu khác

1) cơ cấu định vị: định vị mặt đáy 3 bậc ta dùng phiến tỳ kích thớccủa phiến tỳ phải đảm bảo chịu đợc lực kẹp tác dụng

24 200 80 40 26 32 6 2,5 8 90 28 30 16 25

VIII) Tính độ chính xác của đồ gá

Sai số chế tạo của đồ gá ảnh hởng đến chi tiết gia công cụ thể là độ chínhxác và sai số về vi trí tơng quan giữa các bề mặt Trong nguyên công Phaymặt đầu A ta quan tâm nhiều đến kích thớc chiều cao và quan tâm nhiều đến

độ bóng của bề mặt

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá chi tiết dợc ính theo công thức sau:

[ct] = [ ] 2 ( 2 2 2 2 )

dc m k c

gd=(

5

1 2

*** Kết luận rút ra từ việc thiết kế đồ án trên***

Từ việc thiết kế quy trình công nghệ để gia công chi tiết gối đỡ đã cho, đãmang lại cho em nhiều bài học bổ ích :

+ Tớc hết đã làm cho em có thể vận dụng những kiến thức đã học về máy,dao cụ, sức bền công nghệ chế tạo vào việc lập quy trình công nghệ để giacông chi tiết cụ thể

+ Giúp cho em thấy đợc những công việc cụ thể khi tiến hành lập quy trìnhcông nghệ để gia công chi tiết cụ thể

+ Rèn luyện các kỹ năng tìm tòi tài liệu tra cứu các sổ tay, áp dụng linh hoạt các kiến thức vào hoàn cảnh thực tế

+ Đánh giá kết quả đã thực hiện : quy trình công nghệ để gia công chi tiết

đợc giao em đã cơ bản hoàn thành : nh việc lập các bản vẽ, đa ra các phơng án gá đặt và gia công chi tiết đạt đợc các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết yêu cầu nhng

do cha có kinh nghiệm thực tế và còn non kém về chuyên môn lên các quy trình công nghệ mà em đa ra cha tối u

Các tài liệu tham khảo

[1] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1

[2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2

[3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3

[6] Máy cắt kim loại –Nguyễn Thế Lỡng

[7] Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá PGS TS Lê Văn Tiến –1999

[8] Đồ gá; GS TS Trần Văn Địch