Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo gối đỡ vít me dạng hộp

II. phân tích tính công nghệ trong kết cấuTừ bản vẽ chi tiết ta thấy: Các kết cấu bề mặt đều cho phép thoát dao dễ dàng. Nhược điểm của chi tiết là rất khó có thể gia công đồng thời nhiều bề mặt cùng một lúc . Bề mặt làm chuẩn khá lớn vì vậy cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi chọn mặt đáy làm chuẩn. Không có lỗ, rãnh nghiêng nên việc gia công dễ dàng hơn. Chi tiết có đủ độ cứng vững để dảm bảo gia công không bị biến dạng, phá huỷ bề mặt gia công cũng như các bề mặt khác. Kết cấu của chi tiết thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ tiên tiến và thuận lợi cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.III. xác định dạng sản xuấtMuốn xác định dạng sản xuất ta phải xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết gia công và trọng lượng của nó. Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được xác định theo công thức: Trong đó: N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm (cần tính).N1: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm. N1=5000 sản phẩm.M: Số chi tiết trong một sản phẩm.: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( tính theo %), = 57 (%) Lấy = 6 %.: Số phế phẩm (Chủ yếu ở phân xưởng đúc, rèn), = 36 (%), Lấy = 4 %. Do đó số chi tiết là: (Chi tiết). Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q1=V. (Kg).Trong đó:: Trọng lượng riêng của gang xám, =(6,87,4) Kgdm3. Lấy = 7,0 Kgdm3.V: Thể tích của chi tiết.Thể tích của chi tiết được tính theo công thức: V=Vđế+gân+Vthân+VtrênVlỗ+rãnhVới: Vđế+gân= = 163298,59 (mm3). Vthân= (mm3). Vtrên= (mm3). Vlỗ+rãnh= = 48915,92 (mm3). V= 163298,59+63585+31338,6748915,92=209306,34 (mm3). V= 0,20930634 (dm3). Q1= V. = 0,20930634.7,0 = 1,465 (Kg).Từ N=5500 chi tiết và Q1=1,465 (Kg) ta tra bảng 213 ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt lớn.

Trang 1

Lời nói đầu

Trong thời đại ngày nay, đặc biệt là đối với một số nớc đang phát triển

nh đất nớc ta thì nền công nghiệp đọng một vai trò quan trọng trong nền kinh

tế quốc dân Muốn nền công nghiệp phát triển thì trớc tiên ta phải quan tâm

và trú trọng đến lĩnh vực cơ khí , đặc biệt là cơ khí chế tạo máy để tạo ra cácmáy móc , các dụng cụ phục vụ cho sản xuất cũng nh mọi lĩnh vực trongcuộc sống Các vấn đề đợc coi là cốt lõi trong ngành chế tạo máy nói riêng

và ngành cơ khí nói chung là : Máy, dao, công nghệ và phôi Nếu thiếu hoặckém một trong bốn vấn đề trên thì ngành cơ khí sẽ hầu nh không thể tồn tại,phát triển đợc

Đối với sinh viên cơ khí thì đồ án công nghệ chế tạo máy là đồ án khónhất và rất quan trọng , bởi vì nó sát với thực tế sản xuất nhất Vì vậy nó đợcxếp sau đồ án chi tiết máy và là đồ án chuẩn bị cho các đồ án sau này

Đồ án công nghệ chế tạo máy là đồ án tổng hợp hầu nh tất cả các kiếnthức đã học của các môn học thuộc lĩnh vực cơ khí nh : Vật liệu học, chế tạophôi, dung sai và đặc biệt là các môn của bộ môn công nghệ chế tạo máy Vìvậy đòi hỏi sinh viên phải nắm vững rất nhiều các kiến thức khác nhau mới

có thể hoàn thành tốt đồ án Do đó qua đồ án này sinh viên có cơ hội tổngkết lại những kiến thức đã đợc học, bổ sung các kiến thức đã quên do đã lâukhông đợc sử dụng đồng thời giúp sinh viên quen với thói quen tra cứu, tìmtòi các thông số ở các tài liệu, các sổ tay để sau này giải quyết các vấn đềthực tế trong sản xuất đợc dễ dàng hơn

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy sẽ giúp cho sinh viên bớc đầu làmquen và tự giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong thực tế để sau này khi ra tr-ờng khỏi bỡ ngỡ khi phải thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm cũng

nh điều hành sản xuất trong các nhà máy

Qua đề tài này em đã tổng hợp đợc nhiều kiến thức chuyên môn, giúp

em hiểu rõ hơn những công việc của chế tạo máy Song với những hiểu biếtcòn hạn chế cùng với những kinh nghiệm thực tế cha nhiều, nên đề tài nàycủa em không thể tránh khỏi có những sai sót Em rất mong đợc sự chỉ bảocủa các thầy cô cùng các bạn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy côtrong khoa và bộ môn công nghệ chế tao máy và đặc biệt là sự hớng dẫn tậntình của thầy giáo, GV: Nguyễn văn Tài

Vậy em rất mong các thầy , các cô trong bộ môn đặc biệt là thầy giáo h ớng dẫn chỉ bảo và giúp đỡ em tận tình để em hoàn thành đồ án một cách tốtnhất

Hà nội ngày 25 tháng 07 năm 2010 Sinh viên

Nguyễn Quy Linh

Dựa vào bản vẽ chi tiết đợc giao ta nhận thấy: Chi tiết thuộc nhóm các chi

tiết dạng hộp, có tên là gối đỡ vít me Gối đỡ đợc dùng trong các máy có trụctruyền động, nó có nhiệm vụ đỡ các trục của máy và xác định vị trí của các trục trong máy

Nói tóm lại, những máy nào có trục truyền động thì nhất thiết cần phải có các gối đỡ trục Vì vậy việc thiết kế quy trình công nghệ gia công gối đỡ là một vấn đề quan trọng và cơ bản đối với sinh viên ngành cơ khí

Trang 2

Chi tiết có nhiều bề mặt phải gia công , phải đạt nhiều kích thớc nhng ta thấy bề mặt bên trong lỗ 30 là quan trọng nhất vì đây là bề mặt làm việc chủ yếu của giá đỡ ( bề mặt tiếp xúc giữa giá đỡ và trục ), ngoài ra bề mặt

đáy của giá đỡ cũng quan trọng vì ta lấy bề mặt này làm chuẩn để gia công các bề mặt khác

Các kích thớc quan trọng là: 60 ( dảm bảo độ vừa của trục và giá đỡ ),

khoảng cách từ lỗ 60 đến tâm nửa vòng tròn12 ( đảm bảo đúng vị trí của

(Graphit nhỏ mịn và nền kim loại Peclit)

II phân tích tính công nghệ trong kết cấu

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

- Các kết cấu bề mặt đều cho phép thoát dao dễ dàng

- Nhợc điểm của chi tiết là rất khó có thể gia công đồng thời nhiều bề mặt cùng một lúc

- Bề mặt làm chuẩn khá lớn vì vậy cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi chọn mặt đáy làm chuẩn

- Không có lỗ, rãnh nghiêng nên việc gia công dễ dàng hơn

- Chi tiết có đủ độ cứng vững để dảm bảo gia công không bị biến dạng, phá huỷ bề mặt gia công cũng nh các bề mặt khác

- Kết cấu của chi tiết thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ tiên tiến và thuận lợi cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

- M: Số chi tiết trong một sản phẩm

- : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ ( tính theo %),  = 57)% %S < 0,12% (%) Lấy  = 6 %

- : Số phế phẩm (Chủ yếu ở phân xởng đúc, rèn),  = 36 (%), Lấy  = 4 %

 Do đó số chi tiết là:

Trang 3

) 5500

100

4 6 1 (

1

- V: Thể tích của chi tiết

Thể tích của chi tiết đợc tính theo công thức:

14 [

2 2 15 ).

87 , 5657 70

(

- Vlỗ+rãnh=   14 0 , 35 ] 17  2 10 10 15  15 40 

3

2 65 , 9 14 2

7 [

1 25 10

IV chọn phơng pháp chế tạo phôi

IV.1- Ph ơng pháp chế tạo phôi

Có nhiều phơng pháp chế tạo phôi nh rèn, dập, cán….Chi tiết ta có la.Chi tiết ta có lachi tiết có dạng hộp,vật liệu chế tạo chọn là gang xám GX 32-25 nên phơngpháp chế tạo phôi là đúc là tốt nhất

Để thuận lợi cho việc chế tạo phôi cũng nh tăng năng suất, giảm giáthành chế sản phẩm nên đối với các lỗ ta đúc liền để gia công sau

Vật liệu chế tạo phôi là gang xám , kết cấu của chi tiết đã cho có dạnghộp không quá phức tạp nên không phù hợp để đúc trong khuôn kim loại.Vậy ta chọn đúc trong khuôn cát là phù hợp nhất với mẫu làm bằng kimloại, làm khuôn bằng máy Đây cũng là phơng pháp chế tạo phôi rất phổ biến

ở nớc ta hiện nay Sơ đồ bố trí khuôn nh hình vẽ dới đây

Trang 4

é?u rút

é?u ngút

IV.2- Thiết kế bản vẽ lồng phôi

Do phôi đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc trongkhuôn cát nên cần cógóc đúc và lợng d đúc hợp lý để rút mẫu và gia công dễ dàng

Xác định lợng d gia công cơ phụ thuộc hợp kim đúc , kích thớc lớnnhất của vật đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phơngpháp làm khuôn (bằng tay hay bằng máy), vị trí bề mặt trong khuôn và cấpchính xác của vật đúc

Mặt có gia công cơ độ xiên phải lấy trùm lên độ d gia công cơ

Mặt không gia công cơ độ xiên lấy nh sau:

- Thành dày < 5mm độ xiên làm tăng chiều dày

- Thành dày 5 10mm độ xiên tăng một phần và giảm một phần

Trang 5

- Thành dày >10mm độ xiên làm giảm chiều dày.

- Trên các gân tăng cứng vững góc nghiêng thờng lấy 5  8

Do phần lớn các bề mặt cần gia công là mặt phẳng nên phơng pháp giacông phay là chủ yếu

Mặt phẳng 150x100 có độ nhám yêu cầu cần đạt là Rz = 20 nên tachọn phơng pháp gia công lần cuối là phay tinh, các bớc gia công trớc đó làphay bán tinh và phay thô Dao đợc sử dụng là dao phay mặt đầu

Tơng tự, đối với mặt phẳng 150x20 yêu cầu Rz = 40 và mặt phẳng 12yêu cầu Rz = 20 ta cũng sử dụng phơng pháp gia công cuối cùng là phay tinh.Dao đợc sử dụng là dao phay mặt đầu

Đối với 60 yêu cầu nhám cần đạt là Rz = 20 ta sử dụng phơng phápgia công cuối cùng là phay tinh, dao đợc sử dụng là dao khoét doa

Riêng đối với gia công ren lỗ (M6x1,5) ta sử dụng phơng pháp tiện để tạoren

3- Thứ tự các nguyên công

+Nguyên công 1: Đúc chi tiết trong khuôn cát

+Nguyên công 2: Phay mặt đáy

+Nguyên công 3: Phay mặt Trên

+Nguyên công 4: Khoan doa 4 lỗ 12

+Nguyên công 5: Phay hai mặt bên cung f lúc

+Nguyên công 6:Khoét doa lỗ 60

+Nguyên công 7)% %S < 0,12% : Khoan 4 lỗ M8

+Nguyên công 8: Ta ro 4 lỗ M8

+Nguyên công 9: Kiểm tra

Trong đó nguyên công 1 là nguyên công đúc chi tiết trong khuôn cát sẽkhông trình bày trong các phần gia công chi tiết Nh vậy để gia công chi tiết

sẽ có 8 nguyên công là từ nguyên công 2 đến nguyên công 9

VI.Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d các

bề mặt còn lại.

Lợng d gia công đợc xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần

đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:

 Lợng d quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu , tiêu hao lao động để gia côngnhiều đồng thời tốn năng lợng điện , dụng cụ cắt , vận chuyển nặng dẫn đến giá thành tăng

 Ngợc lại, lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi

để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh

Trang 6

Trong công nghệ chế tạo máy , ngời ta sử dụng hai phơng pháp sau

Trong đồ án này chỉ tính lợng d theo phơng pháp phân tích tính lợng

d gia công cơ cho nguyên công 3:Phay mặt trên dạt kích thớc 20mm

Còn lại là thống kê kinh nghiệm

1.Nguyên công 2: phay mặt đáy

Theo tài liệu tham khảo sổ tay CNCTM tập 2 ta có:

Lợng d đúc 3,5 mm

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 1,5 mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 1,0mm

Lợng d gia công tinh sau bán tinh:1,0mm

2.Nguyên công 3:phay mặt đầu trên

+Gia công kích thớc 20+0,15 yêu cầu nh sau:

Độ nhám Ra = 10,0

Dung sai +0,15 mm

Vật liệu GX 32-25

đợc gia công trên đồ gá, có chuẩn định vị là: mặt đáy định vị ba bậc tự

do, ba chốt tỳ định vị 3 bậ tự do Nh vậy chi tiết đợc định vị cả 6 bậc tựdo

Để gia công một bề mặt đạt chất lợng yêu cầu, cần thực hiện qua một

số bớc công nghệ nhất định Lợng d gia công tối thiểu của các bớccông nghệ Zi min phải có giá trị đảm bảo loại bỏ đợc các sai số do bớccông nghệ sát trớc để lại và sai số xuất hiện trên bớc công nghệ đangthực hiện

Lợng d gia công tối thiểu với bề mặt phẳng đối xứng hoặc các mặtphẳng riêng biệt tính theo công thức:

a a a

Trang 7

- εa: sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện.

(m).

Kích thớc giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lợng d (m).

Kiểm tra: TPh-Tch=150-20=130=3630-3500=Zmax-Zmin

Các thông số có trong bảng:

RZa - chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ trớc để lại

Ta - chiều cao lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

a

ρ - sai lệch vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song….Chi tiết ta có la)

gd

ε - sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện.

Rbmin - giá tri nhỏ nhất của lợng d gia công tính cho bớc công nghệ đang thực hiện

Lmin, Lmax - kích thớc giới hạn tại mỗi bớc công nghệ

Zmin , Zmax - lợng d lớn nhất và nhỏ nhất tại mỗi bớc công nghệ

4.Nguyên công 4: khoan 4 lỗ 12

Trang 8

Khoan lỗ 12 mm với lợng d: 17)% %S < 0,12% mm

5.Nguyên công 5: Phay 2 mặt bên

Lợng d đúc: 18,0 mm

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 17)% %S < 0,12% ,0 mm

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 1,0 mm

6.Nguyên công 6: Khoét doa lỗ 60

Lợng d sau khi khoan: 1,6 mm

Lợng d gia công thô sau khi khoan: 1,5 mm

Lợng d gia công tinh sau khi gia công thô: 0,1 mm

8.Nguyên công 8:Ta ro 4 Lỗ M8:

Lợng d sau khi tarro: 1,6 mm

Lợng d gia công thô sau khi taro: 1,5 mm

Lợng d gia công tinh sau khi gia công thô: 0,1 mm

9.Nguyên công 9:Kiểm tra độ song song và vuông góc của lỗ chính với mặt

đáy

VII.Tính chế độ cắt cho các nguyên công.

VII.1- Nguyên công 2: Phay mặt đáy

a.Định vị

Chi tiết đợc định vị bằng 1 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do và ba chốt tỳhạn chế 2 bậc tự do Nh vậy chi tiết bị hạn chế cả 5 bậc tự do

Trang 9

Đờng kính trục gá dao: 50 mm.

Lực kéo lớn nhất của cơ cấu chạy dao dọc, ngang, thẳng đứng lần lợt là:1500(KG), 1200(KG), 500(KG)

- Kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy: 320x1250

Trang 10

- Lợng d gia công thô sau khi đúc: 1,5 mm.

- Lợng d gia công bán tinh sau thô: 1,0mm

- Lợng d gia công tinh sau bán tinh:1,0mm

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1 = 1,0

k2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k2 = 0,8

k3 :Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công,k3 = 0,8

k4 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k4 = 1,13

k5 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 0,95

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công,

Trang 11

k3 = 1,0.

k3 = 1,0

Trang 12

Đờng kính trục gá dao: 50 mm.

Lực kéo lớn nhất của cơ cấu chạy dao dọc, ngang, thẳng đứng lần lợtlà: 1500(KG), 1200 KG,500 KG

Kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy: 320x1250

Tốc độ trục chính (vg/ph): 30; 37)% %S < 0,12% ,5; 47)% %S < 0,12% ,5; 60; 7)% %S < 0,12% 5; 95; 118; 150; 190;135; 300; 37)% %S < 0,12% 5; 47)% %S < 0,12% 5; 600; 7)% %S < 0,12% 50; 950; 1180; 1500 (18 cấp)

- Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,0 mm

- Lợng d gia công tinh sau gia công thô: 1,0mm

f.Tính chế độ cắt

B

ớc 1 : Gia công thô

Trang 13

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1 = 1,0.

k3 = 0,8

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công, k3=1,0

Trang 14

VII.3 :Nguyªn c«ng 4: Khoan lç 12

Trang 15

L = 135 mm, chiÒu dµi phÇn lµm viÖc l = 55 mm

Trang 17

Lợng chạy dao vòng: theo bảng 5-26[3] ta có S = 1,1 mm/vg.

Lợng chạy dao vòng: theo bảng 5-115[3] ta có S = 0,25 mm/vg

Theo bảng 5-30[3] ta tra đợc chu kỳ bền của mũi khoét:

TTB = 120 phút

Tốc độ cắt thực tế tính theo công thức:

Trang 18

q v

Trang 19

khi định vị chi tiết, lực kẹp hớng từ trên xuống dới.

c.Chọn máy

Chọn máy phay vạn năng 6H12 ( máy của Nga) có các thông số của máy nh sau:

- Đờng kính lỗ trục chính: 29 mm

- Đờng kính trục gá dao: 50 mm

- Lực kéo lớn nhất của cơ cấu chạy dao dọc, ngang, thẳng đứng lần lợt là: 1500(KG), 1200(KG), 500(KG)

- Kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy: 320x1250

- Tốc độ trục chính (vg/ph): 30; 37)% %S < 0,12% ,5; 47)% %S < 0,12% ,5; 60; 7)% %S < 0,12% 5; 95; 118; 150; 190; 135; 300; 37)% %S < 0,12% 5; 47)% %S < 0,12% 5; 600; 7)% %S < 0,12% 50; 950; 1180; 1500 (18 cấp)

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,80 mm

Lợng d gia công tinh sau gia công thô: 0,7)% %S < 0,12% 0 mm

Nguyên công tính chế độ cắt(trùng nguyên công thiết kế đồ gá):

Ta có các thông số đầu vào: Phay trên máy phay nằm vạn năng với công suất động cơ Nm=7)% %S < 0,12% kW Phay bằng hai dao phay mặt đầu ba mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc nh trên

q

Z B S t T

D C

.

10 39 6 , 2 80 , 2 240

100 5 , 48

1 , 0 1 , 0 4 , 0 3 , 0 2 , 0

25 , 0

Trang 20

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công,k3=0,8.

x

n D

Z B S t C

.

10

=

2425 935

, 0 11

, 31 100

10 39 6 , 2 3

, 0

1 72 , 0 86 , 0

 = 10003,14..10097,7 = 311,1 vòng/phút

 Chọn tốc độ máy là: n=300 vòng/phút

C p: và các số mũ cho trong bảng 5.41

 C p = 68.2, x = 0.86, y= 0.7)% %S < 0,12% 2, u=1.0, q= 0.86, w = 0.

Kmp: hệ số điều chỉnh cho chất lợng của vật liệu gia công đối với

thép và gang cho trong bảng 5.9:

Py = 0,5.Pz = 0,5.2425 = 1212,5 N

- Mômen xoắn Mx [Nm], để tính trục dao theo uốn:

Mx =

100 2

.D

P z

=