Lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết gối đỡ

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY IPHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục .Gối đỡ 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 . Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ 22 Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ 16 chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ 40 đến mặt phẳng C là : 100+ 0,05 Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi. Vật liệu sử dụng là : GX 1532 , 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 Từ bản vẽ chi tiết ta thấy : ã Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao ã Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh . Chi tiết gối đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc . Kết cấu tương đối đơn giản . Các bề mặt cần gia công là : 1. Gia công mặt phẳng đáy để làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau . 2. Gia công các mặt trên tai gối đỡ có Rz40 tương ứng với cấp độ nhám là cấp 4 3. Khoan các lỗ lắp ghép và lỗ dùng để định vị 4. Phay hai mặt đầu lỗ có đường kính 22 cấp độ nhám 4 vì vậy có thể dùng máy phay đứng phay thô 5. Với mặt lỗ có Ra2.5 tương ứng có cấp độ nhám bề mặt là cấp 6 6. Phay các mặt bên đảm bảo kích thước 40±0.1 và 16±0.5 trên máy phay ngang cùng một lúc hai dao như vậy sẽ đạt năng suất cao hơn

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sựnghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy làchế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việcphát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và

nhà nớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với việc pháttriển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực lànhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ s cơkhí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tơng đối rộng,

đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể ờng gặp trong sản xuất

th-Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s vàcán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ cácngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho

họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ án môn học côngnghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyên ngành chế tạomáy khi kết thúc môn học

II- Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp

Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Gối đỡ

làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trong

không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối đỡ còn làm

nhiệm vụ của ổ trợt

Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng

có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ Φ22

Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ Φ16 chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảmbảo kích thớc từ tâm lỗ Φ40 đến mặt phẳng C là : 100+ 0,05

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

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

[δ]bk = 150 MPa

[δ]bu = 320 MPa

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

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

• Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùngchế độ cắt cao , đạt năng suất cao

• Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh

Chi tiết gối đỡ đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc Kết cấu tơng đối đơn giản

Các bề mặt cần gia công là :

1 Gia công mặt phẳng đáy để làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau

2 Gia công các mặt trên tai gối đỡ có Rz40 tơng ứng với cấp độ nhám là cấp 4

3 Khoan các lỗ lắp ghép và lỗ dùng để định vị

4 Phay hai mặt đầu lỗ có đờng kính Φ22 cấp độ nhám 4 vì vậy có thể dùng máy phay đứng phay thô

5 Với mặt lỗ có Ra2.5 tơng ứng có cấp độ nhám bề mặt là cấp 6

6 Phay các mặt bên đảm bảo kích thớc 40 0.1 và 16 0.5 trên máy phay ngang ± ±cùng một lúc hai dao nh vậy sẽ đạt năng suất cao hơn

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

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

γ - Träng lîng riªng cña vËt liÖu γgang x¸m= 6,8-:-7,4 Kg/dm3

V - ThÓ tÝch cña chi tiÕt

ThÓ tÝch cña chi tiÕt tÝnh theo phÇn mÕm Solidwork:

• Gia công lỗ φ22+0,021 vật liệu là gang xám 15x32 Ta thấy dung sai

+0,021ứng với φ22 là cấp chính xác 7, với độ nhám Rz=2.5 Ta chọn phơngpháp gia công lần cuối là doa thô.Các bớc gia công trung gian là: khoét, doa thô

• Gia công các bề mặt đạt Rz = 20 và Rz40 Theo bảng 2-1 Q2 (CNCTM 2)

có cấp độ 5 và 4 theo bảng 2.2 với cấp độ bóng là 5 thì gia công làn cuối làphay tinh ,còn cấp độ bóng là 4 thì phơng pháp gia công làn cuối là phay thô

Theo bảng 2-2 Q2 ta có phơng pháp gia công lần cuối là phay tinh ,các bớc gia côngtrớc là phay thô

Nguyên công 1:Phay mặt đáy

định vị

kẹp chặt

Nguyªn c«ng 2:Phay mÆt trªn gê

Nguyªn c«ng 7:Tæng kiÓm tra

VI- TÝnh lîng d cho mét bÒ mÆt vµ tra lîng d cho c¸c bÒ mÆt cßn l¹i

Sai lệch không gian tổng cộng đợc tính theo công thức : ρ = k ρa

k là hệ số giảm sai (Hệ số chính xác hoá )

k = 0,05 _ Bảng 24 Thiết kế đồ án CNCTM

⇒ ρ =0,05 270 =13.5 (àm )

) (

min

2 2

2

2 Zb = Rza + Ta + ρa + εb

⇒ 2Zbmin = 2 ( 50 + 50 + 13.5) = 227 (àm )

Doa thô : Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đờng tâm lỗ sau khi khoét nhân với

hệ số giảm sai ks= 0,04 (Bảng 24 Thiết kế đồ án CNCTM )

min

2 2

2

2 Zb = Rza + Ta + ρ +a εb

⇒ 2Zbmin = 2( 10 + 20 + 0.54) = 61 (àm )

Doa tinh : Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đờng tâm lỗ sau khi doa nhân với

hệ số giảm sai ks= 0,02 (Bảng 24 Thiết kế đồ án CNCTM )

min

2 2

270 13.5 0.54 0.01

1740 227 61 30

39,6213 39,9413 40,0063 40,039

870 220 87 39

39,621 39,941 40,006 40,039

38,751 39,721 39,919 40,000

320 65 33

970 198 81

Kiểm tra kết quả tính toán :

Lợng d gia công mặt đáy Zb= 1.5 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )

Lợng d gia công bên Zb= 1.5 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )

Lợng d gia công 2 mặt đầu Zb = 1.5 mm (Bảng 4-14 SổTayCNCTM )

Lợng d gia công mặt tai gối đỡ : 2Zb = 1 mm

VII- Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

1-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 đòn kẹp liên động từ trên xuống phơng của lựckẹp trùng với phơng kích thớc cần thực hiện

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

Chọn dao : Dao phay hình trụ răng liền P18 Z=10 răng

Lợng d gia công : phay 2 lần :

• Bớc 1 Zb=1 mm

• Bớc 2 Zb=0.5 mm

D n

Công suất cắt No=3,8 KW (Bảng 5-140 SổTayCNCTM )

No< Nm.η=7.0,8=5,6 KW

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

Chiều sâu cắt t =1 mm , lợng chạy dao vòng S0=2,5 mm/vòng (Bảng 5-127SổTayCNCTM )

,

.

25 197 80

14 3

55 49 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm=190 vg/ph

3

= π

Theo bảng 5-139 SổTayCNCTM ,ta có : Nyc = 1,9 Kw < Nm

2-Nguyên công 2: Khoan - Khoét - Doa và khoả mặt bích

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , mặt trụ 2 bậc tự do, mặt đầu 1bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trợt từ trên xuống

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

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

,

.

68 820 13

14 3

5 33 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 950 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: V D nt m ph

1000

190 80 14 3

.

.

520 16

14 3

26 1000

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 540 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: V D nt m ph

1000

540 16 14 3

,

.

35 135 16

14 3

8 6 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 135vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: V D nt m ph

1000

135 16 14 3

.

.

662 225

14 3

52 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 668 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: V D nt m ph

1000

668 25 14 3

= π

Theo bảng 5-150 SổTayCNCTM ,ta có : Nyc = 1,4 Kw < Nm = 2,8 Kw

3.Nguyên công 3 :phay 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 (Dùngmột chốt trụ ngắn , một chốt trám )

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc vớimặt đáy

Chọn máy : máy phay nằm ngang P623 Công suất máy N m = 6,3 KW

Chọn dao : Dao phay đĩa 2 mặt răng liền P18 , đờng kính dao D = 250 , số răng Z=22răng

.

.

12 33 250 14 3

26 1000 1000

=

=

=

= π

Công suất cắt No=4,3 KW (Bảng 5-174 SổTayCNCTM )

No< Nm.η=7.0,8=5,6 KW

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

Chiều sâu cắt t =1 mm , lợng chạy dao vòng S0=1,5 mm/vòng (Bảng 5-37SổTayCNCTM )

,

.

87 52 250

14 3

5 41 1000

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm=60 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

Vtt . D . n , . . 47 , 1 m / ph

1000

250 60 14 3

= π

4 Nguyên công 4 : Khoả mặt bích và khoan lỗ φ6

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do ,2 lỗ φ6 hạn chế 3 bậc tự do( Dùng một chốt trụ , một chốt trám )

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc vớimặt đáy Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy Nm = 2,8KW ,η = 0,8 Chọndao : Dao phay ngón và mũi khoan là thép gió

.

.

7 684 20

14 3

43 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 668 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: Vtt . D . n , . . 41 , 95 m / ph

1000

668 20 14 3

,

.

1672 6

14 3

5 31 1000 1000

=

=

= π

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 1360 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: Vtt . D . n , . . 25 , 62 m / ph

1000

1360 6

14 3

= π

Theo bảng 5-92 SổTayCNCTM , ta có : Nyc = 1,0 Kw < Nm = 2,8.0,8

5.Nguyên công 5 : Tính chế độ cắt cho nguyên công khoét , doa lỗ φ40

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , 2 lỗ φ16 hạn chế 3 bậc tự do.Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuông góc với mặt

đáy

Chọn máy : Máy khoan K135 Công suất máy Nm = 4 Kw

Chọn dao : Mũi khoét thép gió

Chế độ cắt bớc 1 : Khoét lỗ φ 36

Ta có : + Chiều sâu cắt t = 1,3 mm

• Lợng chạy dao S =1,5 mm/vòng ( Bảng 5-26, sổ tay CNCTM )

• Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức

V =

v y x

m

q

S t

1 39 8 18

4 0 1

125 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

= 3 14 39 3

88 19 1000

, ,

,

= 162 vßng/phót

⇒ Ta chän sè vßng quay theo m¸y nm= 168 vg/ph

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: Vtt . D . n , . , . 20 , 62 m / ph

1000

168 1 39 14 3

m

q

S t

7 39 6 15

5 0 1

3 0

2 0

,

,

, ,

, ,

14 3

1000

= 3 14 39 7

47 4 1000

, ,

,

m

q v

K S t

Tuổi thọ của mũi khoan thép gió P18 T =120 phút ( Bảng 5-30, sổ tay CNCTM )

0 120

40 6 15

5 0 1 3

0

2 0

.

,

,

, ,

14

3

1000

= 3 14 40

71 5 1000

,

, = 45,5vòng/phút

6 Nguyên công kiểm tra

Kiểm tra độ song song giữa mặt lỗ trụ và mặt đáy

III- Xác định thời gian nguyên công

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

) (

.

n S

L L L T

v

2

1 + +

=

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 L T

p

2

1 + +

5 0 5

2 80 5 2 3

5 0

,

,

234 92 1

3 15

5 0 1 80 1 3

5 0

1 = t ( D − t ) + ( , ÷ ) = ( − ) + ( , ÷ ) =

L2=3 mm

) (

,

,

234 5 2

3 10

,

,

950 35 0

3 5

15 , − cotg45 + (0,5 ÷ 2) = 3

, ( )

,

540 75 0

2 3

16 − , cotg45 + (0,5 ÷ 2) = 2

, ( )

,

135 4 2

2 2

L L

668 7 0

5 0 5

250 5 3

5 0

5 37 28 5

5 24

=

Phay tinh

L = 80

24 3

5 0 5

250 5 3

5 0

60 5 1

5 24

L L

T = + 1

L=15 mm

L1 = 0,5 ÷ 2 mm

) (

,

,

668 6 0

,

1360 3

0

2 5 3

39 , − , cotgϕ + (0,5 ÷ 2) = 3

L2 = 2

, ( )

,

168 5 1

2 3 120

= +

+

39 , − , cotg45+ (0,5 ÷ 2) = 2

, ( )

,

38 4 3

2 2 120

= +

40 − , cotg45 + (0,5 ÷ 2) = 2

, ( )

, ,

5 45 7 2

2 2

Tp- Thêi gian phô = 10%To =0,591 phót

Tpv- Thêi gian phôc vô = 11%T0 = 0,650 phót

• Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do và có Rz = 20 Mặt phẳng này đợc dùng

2 phiến tỳ để hạn chế

• Hai lỗ trụ Φ16 định vị hạn chế 3 bậc tự do và có Rz = 2,5 Dùng 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trám để hạn chế

Chuyển động cắt song song với mặt đáy và vuông góc với lỗ định vị Φ16

Hớng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị và vuông góc với chuyển độngcắt

14 , = 0,25 Kw < N

m = 4 Kw

1000 31

14 2

,

, .160 = 117115,1 NmmVậy lực kẹp cần thiết W là :

37865 + , K = 1549,8.K ( N )K: là hệ số an toàn,đợc tính nh sau :

K = Ko.K1 K2 K3 K4 K5 K6

Với : Ko:là hệ số an toàn trong mọi trờng hợp , lấy Ko=1,5

K1:là hệ số kể đến lợng d không đều ,khi khoan lỗ rỗng lấy K2=1

K4:là hệ số kể đến nguồn sinh lực , kẹp chặt bằng tay lấy K4=1,3

K5:là hệ số kể đến vị trí tay quay , lấy K5=1,2

Ko:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc , lấy K6=1

Từ đó tính đợc : K = 1,5.1.1.1.1,3.1,2.1 = 2,34 lấy K = 2,5

Thay vào công thức tính lực kẹp ta có :

W = 1549,8 2,5 = 3874,5 N = 387,45 kg

• Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực

Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu : khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹptạo ra phải đủ ,không làm biến dạng phôi , kết cấu nhỏ gọn ,thao tác thuận lợi và antoàn Với các yêu cầu nh vậy ta chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu đòn kẹp , kẹp chặt bằngren

Cơ cấu sinh lực là tay công nhân

4.Chọn cơ cấu dẫn hớng và các cơ cấu khác

*Cơ cấu dẫn hớng

Với đồ gá khoan , khoét , doa thì cơ cấu dẫn hớng là một bộ phận quan trọng ,nó xác

định trực tiếp vị trí của mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quá trìnhgia công

Cơ cấu dẫn hớng đợc dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn đợc chọn là loại bạc thaynhanh

• Các cơ cấu khác

Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc

Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh bản vẽ lắp , thân đợc chế tạo bằng gang

=

2

1 5

1

2 2 2 2 2

gd ctlr ld m k c gd

Suy ra : [ ]2 2 2 2 2

c ld m k gd

εgđ: là sai số gá đặt,

với δ = 0,023 mm là sai lệch cho phép về vị trí của nguyên công,

ta có εgđ = (1/5-:-1/2).50 = 20 àm

vậyεctlr = [ ]εgd 2 − εk2 − εm2 − εld2 − εc2 = 202 − 2 , 52 − 102 − 102 = 17 àm

tài liệu tham khảo

1- Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts - Trần Văn Địch –1999

2- Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Pgs-Pts - Trần Văn Địch vàPgs-Pts Nguyễn Đắc lộc –2000

3- Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá Pgs-Pts– Lê Văn Tiến –1999

4- Công nghệ chế tạo máy tập1và 2 Pgs-Pts– Nguyễn Đắc lộc –1999

5- Máy cắt kim loại –Nguễn Thé Lỡng

6- Cơ sở máy công cụ

7- Dung sai –Ninh Đức Tốn

Mục lục

Lời nói đầu

II- Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo 1

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

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

IIi-xác định dạng sản xuất 2

V.th ứ tự các ng uyên công

Phay tinh

Khoan lỗ 4 lỗ φ 13

Khoét lỗ 4 lỗ φ 15,6

Doa lỗ 2 lỗ φ 16

Khoả các mặt bích

Phay thô

Phay thô

Phay tinh

Khoan lỗ φ 6

Khoét lỗ φ 39,1

Doa lỗ φ 40

Doa thô :

III- Bảng liệt kê danh sách các chi tiết của đồ gá cho nguyên công khoét 27

5- Xác định sai số gá đặt

III- Bảng liệt kê danh sách các chi tiết của đồ gá cho nguyên công khoét Tài liệu tham khảo