I. PHÂN 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 của gối đỡ là lỗ trụ 40 nên ta cần phải gia công chính xác lỗ này. Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ 16 chính xác để làm chuẩn tinh thống nhất gia công các bề mặt khác của gối đỡ. 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 nên vật liệu sử dụng thường dùng là gang xám. Ta chọn mác 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 : Gối đỡ có kết cấu đủ độ cứng vững cần thiết để khi gia công không bị biến dạng nên có thể dùng chế 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. Gối đỡ có các lỗ lắp ghép vuông góc với mặt đáy của chi tiết nên đây là chi tiết dạng hộp điển hình ta có thể lấy hai lỗ vuông góc với mặt đáy và mặt đáy đó làm chuẩn tinh thống nhất trong quá trình gia công chi tiết, vì thế việc gia công mặt đáy và hai lỗ được ta chọn làm chuẩn tinh cần được gia công chính xác. Kết cấu của gối đỡ tuy tương đối đơn giản, song cũng gặp khó khăn khi khoả 4 bề mặt bích do không gian gá dao hẹp. Điều này ta có thể khắc phục bằng cách chọn loại dao có các thông số hình học hợp lý. Các bề mặt cần gia công là : 1. Gia công bề mặt phẳng C với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên công sau. 2. Gia công 4 lỗ 16 một lần trên máy khoan nhiều trục, trong đó 2 lỗ chéo nhau cần phải gia công tinh để lầm chuẩn tinh thống nhất cho quá trình gia công cho nguyên công sau. 3. Gia công các mặt bích đảm bảo việc gá lắp chặt khi làm việc. 4. Phay 2 mặt phẳng đầu lỗ trụ 40. 5. Khoả mặt bích và khoan lỗ 6 làm lỗ dẫn dầu bôi trơn bề mặt ngõng trục. 6. Khoét, doa lỗ 40 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết, vì bề mặt này là là bề mặt làm việc chính của gối đỡ.
Trang 1Lời nói đầu
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết
định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của côngnghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực củanghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang làmối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời vớiviệc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triểnnguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòihỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bảntơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyếtnhững vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đàotạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơkhí phục vụ các ngành 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 vàgiúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ ánmôn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viênchuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáoNguyễn Xuân Quỳnh, đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chếtạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót dothiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầycô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của cácbạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn
I Phân 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 đỡlàm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trong không
Trang 2gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối đỡ còn làm nhiệm vụcủa 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 của gối đỡ là lỗ
II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :
- Gối đỡ có kết cấu đủ độ cứng vững cần thiết để khi gia công không bịbiến dạng nên có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiệnnhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quátrình gá đặt nhanh Gối đỡ có các lỗ lắp ghép vuông góc với mặt đáy của chitiết nên đây là chi tiết dạng hộp điển hình ta có thể lấy hai lỗ vuông góc vớimặt đáy và mặt đáy đó làm chuẩn tinh thống nhất trong quá trình gia côngchi tiết, vì thế việc gia công mặt đáy và hai lỗ đợc ta chọn làm chuẩn tinhcần đợc gia công chính xác
- Kết cấu của gối đỡ tuy tơng đối đơn giản, song cũng gặp khó khăn khikhoả 4 bề mặt bích do không gian gá dao hẹp Điều này ta có thể khắc phụcbằng cách chọn loại dao có các thông số hình học hợp lý
Các bề mặt cần gia công là :
1 Gia công bề mặt phẳng C với độ bóng cao để làm chuẩn tinh chonguyên công sau
chéo nhau cần phải gia công tinh để lầm chuẩn tinh thống nhất cho quátrình gia công cho nguyên công sau
3 Gia công các mặt bích đảm bảo việc gá lắp chặt khi làm việc
Trang 3N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm
m- Số chi tiết trong một sản phẩm
V - Thể tích của chi tiết
Với các bề mặt không làm việc không cần độ chính xác quá cao, mặt khácứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phơng pháp đúc trong khuôn cát,làm khuôn bằng máy Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt bavia để chuẩn bị cho việc gia công cơ sau này
Kết cấu gối đỡ có dạng đối xứng, việc tạo lỗ chính để quá trình gia côngcắt gọt sau này nên mặt phân khuôn ta chọn hợp lý đợc thể hiện nh hình vẽvới lõi đợc đặt nằm ngang
Trang 4Với mặt phân khuôn nh trên ta dễ dàng tạo lòng khuôn, sửa lại lòng khuôn
dễ dàng, dễ dàng lấy chi tiết Việc bố trí cốc rót, đậu hơi đậu ngót nh hình biểudiễn cùng với mặt phân khuôn ta đã chọn đồng thời đảm bảo việc điền đầy dễdàng vật liệu vào lòng khuôn mà vẫn đảm bảo vị trí của lõi trong lòng khuôn,
dễ dàng cắt đậu hơi đâụ ngót trong nguyên công chuẩn bị gia công
Bản vẽ lồng phôi
Trang 5ph-ơng pháp gia công lần cuối là doa tinh Các bớc gia công trung gian là: khoét,doa thô.
(TKĐA CNCTM), đợc độ bóng cấp 5, phơng pháp gia công lần cuối là phaytinh, các bớc gia công trớc là phay thô
cấp độ bóng là 6, ta có phơng pháp gia công lần cuối là doa thô, các bớc giacông trớc là khoan, khoét Trong 4 lỗ này có 2 lỗ chéo nhau chọn làm chuẩn
định vị nên cần phải qua bớc gia công tinh
bóng cao nên ta chỉ cần khoan lỗ này là đảm bảo yêu cầu
Trang 6VI Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại
1-Tính lợng d khi gia công lỗ φ40
Với phơng pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy,khối lợng phôi 8kg ta có đợc độ chính xác phôi cấp 2, vật liệu GX15-32
Do phôi có lỗ đợc tạo sẵn nên ta chọn quy trình công nghệ gồm 3 bớc:
ta gia công ở các nguyên công trớc
lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức trong bảng 14 (TKĐA
L- Chiều dài chi tiết
k là hệ số giảm sai (Hệ số chính xác hoá )
k = 0,05 theo bảng 24 TKĐA CNCTM
)(
Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đờng tâm lỗ sau khi khoét nhân với hệ
min
2 22
Trang 7Bớc 3:Doa tinh.
Sai lệch không gian chính bằng độ lệch đờng tâm lỗ sau khi doa nhân với hệ
min
2 22
1200602,40,05
36003206532,7
39,621339,941340,006340,039
8702208739
39,62139,94140,00640,039
38,75139,72139,91940,000
3206533
97019881
2 Zomax =1249 2Zomin = 418Kiểm tra lại kết quả tính toán:
2- Tra lợng d cho các nguyên công còn lại
Nguyên công I: chế tạo phôi
Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi
Nguyên công III : Phay mặt phẳng đáy
Nguyên công VI : Gia công mặt phẳng A
Trang 8Nguyên công VII : Gia công lỗ Φ40
Nguyên công IX : Kiểm tra
1/ Nguyên công I: Chế tạo phôi
Bản vẽ chế tạo phôi và bản vẽ chi tiết lồng phôi
2/ Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi
a/ Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót:
Bavia vật đúc đợc làm sạch bằng đục hoặc máy mài cầm tay, đậu ngót,
đậu rót của vật đúc đợc cắt bằng búa tay
b/ Làm sạch phôi
Làm sạch phôi là loại bỏ cát và cháy cát dính trên bề mặt phôi đúc Đối với sản xuất hàng loạt lớn đã chọn, chi tiết đợc làm sạch trong tang quay có chứa các mảnh gang, thép nhọn và cứng, cát và cháy cát đợc làm sạch do va
đập
c/ ủ phôi
Do nguội nhanh và không đồng đều giữa phần kim loại bề mặt phôi đúc
và phần kim loại bên trong nên lớp kim loại bề mặt vật đúc thờng cứng và
có ứng suất do đó cần phải ủ phôi để làm đồng đều cơ tính và giảm ứng suấtlớp bề mặt
Chế độ ủ bao gồm: tốc độ nung, thời gian ủ, tốc độ nguội và phụ thuộc vào thành phần hoá học, hình dạng, kích thớc của phôi
3/ Nguyên công III: 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 phơngcủa lực kẹp trùng với phơng kích thớc cần thực hiện
Chọn dao : Dao phay hình trụ răng liền P18 Z=16 răng
Trang 9,
.
18 229 80
14 3
57 57 1000 1000
= π
Chế độ cắt bớc 2: (phay tinh với Rz =20)
SổTayCNCTM
Các hệ số điều chỉnh:
,
.
25 197 80
14 3
55 49 1000 1000
=
=
= π
= π
Theo bảng 5-139 SổTayCNCTM II, ta có: Nyc = 1,9 Kw < Nm
4 Nguyên công IV: Khoan - Khoét - Doa 4 lỗ φ16 mm
Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do, mặt trụ 2 bậc tự do, mặt
đầu 1 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trợt từ trên xuống tạo lực kẹpcùng chiều với lực cắt khi gia công
Trang 10Chän m¸y : M¸y khoan K125 C«ng suÊt m¸y Nm = 2,8KW
Chän dao : Mòi khoan thÐp giã , mòi khoÐt, doa thÐp giã
5 , 33 1000
1000
=
=
= π
1000
190 80 14 3
.
.
520 16
14 3
26 1000 1000
=
=
= π
1000
540 16 14 3
,
.
35 135 16
14 3
8 6 1000 1000
=
=
= π
1000
135 16 14 3
.
.
662 225
14 3
52 1000 1000
=
=
= π
Trang 11Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: V D nt m ph
1000
668 25 14 3
= π
5 Nguyên công V: 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(Dùng một chốt trụ ngắn, một chốt trám)
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuônggóc với mặt đáy
Chọn dao: Dao phay đĩa 2 mặt răng liền P18, đờng kính dao D = 250, số răngZ=22 răng
Trang 12Lợng chạy dao răng Sz =0,24 mm/răng (Bảng 5-34 và 5-170 Sổ tayCNCTM II)
.
.
12 33 250 14 3
26 1000 1000
= π
Chế độ cắt bớc 2: (phay tinh với Rz = 20)
,
.
87 52 250
14 3
5 41 1000
= π
Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:
1000
250 60 14 3
= π
6 Nguyên công VI: Khoả mặt bích.
do ( Dùng một chốt trụ , một chốt trám )
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuônggóc với mặt đáy
Chọn dao : Dao phay ngón và mũi khoan là thép gió
Trang 13Định 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 xuống vuônggóc với mặt đáy
.
.
7 684 20
14 3
43 1000
= π
1000
668 20 14 3
= π
7 Nguyên công VII : Tính chế độ cắt cho nguyên công khoét, doa lỗ φ40
do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuônggóc với mặt đáy
Chọn dao: Mũi khoét, doa thép gió
Chế độ cắt bớc 1: Khoét lỗ φ36
Ta có : + Chiều sâu cắt t = 1,3 mm
+ Lợng chạy dao S =1,5 mm/vòng ( Bảng 5-26, sổ tay CNCTM II)
+ Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức
Trang 14V =
v y x
m
q
S t
1 39 8 18
4 0 1
125 0
2 0
,
,
, ,
, ,
14 3
1000
88 19 1000
, ,
,
m
q v
K S t
Trang 15⇒ V = 1
4 3 3 0 120
7 39 6 15
5 0 1
3 0
2 0
,
,
, ,
, ,
14 3
1000
47 4 1000
, ,
,
m
q v
K S t
0 120
40 6 15
5 0 1 3
0
2 0
.
,
,
, ,
14
3
1000
71 5 1000
,
,
= 45,5vòng/phút
8 Nguyên công VIII: khoan lỗ φ6
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 xuống vuônggóc với mặt đáy
Trang 16,
.
1672 6
14 3
5 31 1000 1000
=
=
= π
1000
1360 6
14 3
= π
9 Nguyên công IX: Phay 4 vấu đầu lỗ đáy.
do
Trang 17Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu tháo lắp nhanh lực kẹp vuônggóc với mặt đáy
Chọn dao: Dao phay hình trụ răng liền P18 Z= 8 răng
57 , 57 1000
1000
.
10 Nguyên công kiểm tra
Kiểm tra độ song song giữa mặt lỗ trụ và mặt đáy
Trang 18Bàn máp
a
III- 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)
.
S
L L
5 0 5
2 80 5 2 3
5 0
,
,
234 92 1
3 15
5 0 1 80 1 3
5 0
) (
,
,
234 5 2
3 10 120
= + +
Trang 19) (
,
,
950 35 0
3 5
,
540 75 0
2 3
,
135 4 2
2 2 16
= +
5 0 5
250 5 3
5 0
5 37 28 5
5 24 80
= + +
=
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
Trang 20L1 = 0,5 ÷ 2 mm
) (
,
,
668 6 0
,
168 5 1
2 3
,
38 4 3
2 2 120
= +
, ,
5 45 7 2
2 2
,
1360 3
0
2 5 3 27
= +
+
=
+> Nguyªn c«ng 7: gia c«ng 4 vÊu.
Trang 21( )
.
n S
L L
668 7 0
dàng nhận ra rằng với chiều sâu cắt lớn nhất của bớc khoét nên chắc chắn lựccắt sẽ lớn nhất trong các bớc gia công của nguyên công này Vì vậy khi tínhtoán đồ gá ta chỉ cần tính cho nguyên công khoét là đủ độ cứng vững cần thiếtcủa đồ gá gia công cho cả nguyên công
1-Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công gia công
lỗ Φ40
phải vuông góc với 2 mặt đầu do vậy để gia công đợc ta phải định vị đủ 6 bậc
Trang 22Chuyển động cắt song song với mặt đáy và vuông góc với lỗ định vị Φ16 ớng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị và vuông góc với chuyển
1000 31
14
2
,
,
Trang 23K1: là hệ số kể đến lợng d không đều, khi khoan lỗ rỗng lấy K2=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 lựckẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận lợi
và an toàn Với các yêu cầu nh vậy ta chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu đòn kẹp, kẹp chặtbằng ren
Cơ cấu sinh lực là tay công nhân
Để cơ cấu kẹp bằng ren vít đủ điều kiện làm việc thì đờng kính tối thiểu của trụcren cần thiết là:
Đờng kính ren trung bình của bu lông kẹp chặt nh sau:
Chọn đờng kính bulông tiêu chuẩn là d= 16 mm
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 trọngkhông thể thiếu, nó xác định trực tiếp vị trí của dụng cụ cắt và tăng độ cứng vữngcủa chúng trong quá trình gia công
Cơ cấu dẫn hớng đợc dùng là phiến dẫn cố định Do nguyên công gồm nhiều
b-ớc gia công với kích thb-ớc bao của dụng cụ cắt khác nhau nên các bạc đợc ta sửdụng trong nguyên công này đều là là loại bạc thay nhanh
* 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
ε ε ε
=
2
1 5
1
2 2 2 2 2
gd ctlr ld m k c
gd
c ld m k gd
Trang 24víi δ = 0,023 mm lµ sai lÖch cho phÐp vÒ vÞ trÝ cña nguyªn c«ng,
Trang 25tài liệu tham khảo
1- Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts - Trần Văn Địch –19992- 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
Trang 26Mục lục
Lời nói đầu
I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
Iii xác định dạng sản xuất 2
V.thứ 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
Phay thô
Phay thô
Phay tinh
Khoét lỗ φ 39,1
Doa lỗ φ 40
Doa thô :
Khoan lỗ φ 6
5- Xác định sai số gá đặt
Bảng liệt kê danh sách các chi tiết của đồ gá cho nguyên công khoét Tài liệu tham khảo
