Đồ án công nghệ chế tạo máy: Gia công gối đỡ

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

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát 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 phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn 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 đòi hỏi kĩ s cơ khí 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 thờng gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí 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 và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ

án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

nhiệt tình của thầy giáo

Đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế

và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày 20 tháng 9 ăm 2005

Hoàng Bá Lĩnh

Thuyết minh đồ án môn học

công nghệ chế tạo máy

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 tơng đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Gối đỡ còn làmnhiệm 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 Φ22 chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảm bảo kích thớc từ tâm lỗ Φ22 đến mặt phẳng C là : 40+ 0,1

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 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

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

IIi-xác định dạng sản xuất

Muốn xác định dạng sản xuất trớc hết ta phải biết sản lợng hàng năm của chi tiết gia công Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau :

N = N1.m (1+

100

β

α + )

Trong đó

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 (m=1)

α- Phế phẩm trong xởng đúc α =(3-:-6) %

β- Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ β =(5-:-7)%

Vậy N = 5000.1(1 +

100

4

6+ ) =5500 chi tiết /năm

Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức

Q1 = V.γ (kg)

Trong đó

Q1- Trọng lợng chi tiết

γ - Trọng lợng riêng của vật liệu γgang xám= 6,8 ữ7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết

Thể tích của chi tiết tính theo phần mếm Solidwork:

V=1976.87mm3 =1.977dm3 Vậy Q1 = V.γ = 1,977.7.2 = 14.23 (kg)

Dựa vào N & Q1 bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng khối

IV- Xác định phơng pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

1- Xác định phơng pháp chế tạo phôi

Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhng vật liệu của chi tiết là gang xám 15x32 nên ta dùng phơng pháp đúc, do bề mặt không làm việc không cần chính xác và ứng 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 ba via

Bản vẽ lồng phôi:

40±0.1

38

ỉ44

64

Rz20

Rz40

Ra2.5

43

20 22

64

ỉ12

ỉ10

Rz40

ỉ6

ỉ4

ỉ4

V.th ứ tự các ng uyên công

1- Xác định đờng lối công nghệ

Do sản xuất hàng khối lớn nên ta chọn phơng pháp gia công một vị trí ,gia công tuần tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

2- Chọn phơng pháp gia công:

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 phơng pháp gia công là khoan rộng lỗ-khoét-doa thô

Gia công các bề mặt đạt R z = 20 và Rz40 Theo bảng 2-1 Q2 (CNCTM 2) có cấp

độ bóng 5 và 4 theo bảng 2.2 với cấp độ bóng là 5 thì gia công làn cuối là phay 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 công trớc là phay thô

Nguyên công 1:Phay mặt đáy

định vị, kẹp chặt:

Nguyên công 2:Phay mặt trên gờ

đinh vị

kẹp chặt

Nguyên công 3:Khoan các lỗ lắp ghép ,lỗ dùng định vị lỗ tra dầu

định vị

kẹp chặt

Nguyên công 4:Phay hai mặt đầu lỗ có đờng kính Φ22

định vị

kẹp chặt

Nguyên công 5:Khoét và doa và vát mép lỗ có đờng kính Φ22

định vị

kẹp chặt

Nguyên công 6:Phay các mặt bên cùng 2 dao phay

định vị

kep chặt

Nguyên công 7:Tổng kiểm tra

VI- Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại

Xác định lợng d và kích thớc giới hạn cho các bớc công nghệ gia công

lỗ φ22+0.021(φ 22 7H )

1.Lập trình tự gia công: Ghi vào cột 1các thông số Rz,Ta,ρavà ε vào các cột 2,3,4 phôi có dạng phôi đúc trong khuôn kim loại cấp chính xác

I khối lợng khoảng 14 kg.tiến trình công nghệ gia công lỗ (φ 22 7H ) gồm

3 bớc khoan rộng khoét –doa thô

Chuẩn định vị :mặt đàu lỗ là mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

Mặt đáy 2 bậc tự do

Mặt bên 1 bậc tự do

Lợng d đợc tính theo công thức :

2Z i = 2(Rz i− +Ta i− + ρi− + εi )

trong đó :Rz i−1:chiều cao mấp mô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

1

i

Ta− :chiều sâu lớp kim loại bị h hỏng do bớc công nghệ sát trớc

để lại

1

i

ρ− :là sai số không gian tổng cộng do bớc công nghệ trớc để lại

i

ε :sai số gá đặt

Với vật liệu đúc trong khuôn kim loại tra bảng (3.2HDTKACNCTM) ta

có Rz=200,Ta=300(àm) phôi đúc trong khuôn kim loại cấp chính xác 12:14

Tra bảng (3.5)

2.Sai số không gian tổng cộng khi gia công lỗ (φ 22 7H )

Xác định theo công thức :

ph cv lk

ρ = ρ + ρ

trong đó :ρcv:sai số cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc sai số này đợc tính cho hai phơng pháp dọc trục và hớng kính

) ( )

cv κd k l

ρ = (∆ + ∆

trong đó :

0.7

k

∆ = Độ cong vênh đơn vị lấy theo bảng (3.7)

22

d = Đờng kính của lỗ gia công

20

l = Chiều dai của lỗ gia công

Do đó :

) (0.7*20) 21

ρ = (0.7∗22 + =

Sai số do độ lệch thao đúc tạo lỗ trong trờng hợp này lấy ρlk là sai lệch

về vị trí của các mặt chuẩn đã gia công ở các nguyên công trớc và đợc

sử dụng để gá đặt chi tiết trên nguyên công đang thực hiện so với với

bề mặt cần gia công ở đây bể mặt đã gia công là mặt đầu lỗ φ 22và dùng để định vị gia công lỗ

Sai số không gian sót lại sau khi khoét đợc tính theo công thức (HDTK)

ph

trong đó :δph:dung sai của phôi tra theo cấp chính xác chế tạo phôi

và kích thớc lớn nhất δph=200àm(bảng2.11HĐTKACNCTM)

vậy sai lệch không gian tổng cộng

2

270 271

3.Sai số không gian sót lại đợc xác định theo công thức sau:

*

cl K cx ph

trông đó :

Kcx:hệ số chính xác hoá tra bảng (3.9):

ρph:Dung sai của phôi=200 àm

Do đó có bảng tính sau:

4.Xác định sai số gá đặt:

ε = ε2 + +ε2 ε2

εc :Sai số chọn chuẩn =0 do mặt gia công vuông góc mặt định vị

εk :Sai số kẹp chặt

ε = * n * cos( ) 0α =

k c Q ở đây α = 90 kẹp theo phơng vuông góc0

εdg :Sai số đồ gá

Sai số đồ gá thờng không liên quan đến sai số gá đặt do đó :

ε = ε2 +ε2

Thay số vào công thức tính lợng d và lập bảng ta có:

Bớc

công

nghệ

Các thành phần của lợng

d

Lợng

d tt

Zmin

Kích thớc tính

dti

Dung sai δ

Kích thớc giới hạn(mm)

Lợng d giới han(mm)

min 2Z gh

max

Phôi 200 300 271 0 1600 21.488 300 21.188 21.488 - -Khoét 50 50 13.55 0 230 21.918 150 21.768 21.918 230 380 Doa

thô

10 25 0.68 0 72 21.990 39 21.951 21.990 72 183 Doa

tinh

5.Lợng d nhỏ nhất:

-Khoét thô:2Zmin=2(200+300+13.55)=230àm

-Doa thô: 2 Zmin=2(50+50+13.55)=72àm

-Doa tinh: 2Zmin=2(5+10+0.01)=31àm

-Phôi:2Zmin=2(200+300+271)=1542àm 1600; àm

6.Tính kích thớc tính toán:Bằng cách ghi kích thớc lớn nhất vào hàng

cuối cùng còn các kích thớc khác thì lấy kích thớc trớc đó trừ đi lợng

d tính toán nhỏ nhất nh vậy ta có:

-Doa tinh:d=22.021mm

-Doa thô d=22.021-0.031=21.990

-Khoét d=21.990-0.039=21.951mm

-Phôi d=21.918-0.230=21.688mm

7.Tra dung sai của các nguyên công theo sổ tay CNCTM I

m

à

δ1 =300 δ =2 100 δ =3 39 δ4 =21àm

8.Tính kích thớc giới hạn lớn nhất:bằng cách làm tròn số kích thớc

tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai(số có chữ số sau dấu phẩy bằng số chữ số của dung sai) nh vậy kích thớc giới hạn lớn nhất của nguyên công doa tinh(bớc) doa tinh la 22.021 cột 10

-Doa tinh:d=22.021mm

-Doa thô d=22.021-0.031=21.990

-Khoét d=21.990-0.039=21.951mm

-Phôi d=21.918-0.230=21.688mm

9.Tính kích thớc giới hạn nhỏ nhất :cột số 9) bằng cách lấy kích thớc

giới hạn lớn nhất trừ đi dung sai nguyên công.nh vậy ta có :

-Doa tinh:d=22.021-0.021=22 mm

-Doa thô d=21.951-0.039=21.912mm

-Khoét d=21.918-0.15=21.768mm

-Phôi d=21.488-0.3=20.119mm

10.Tính lợng d giới hạn:

2Zmin:là hiệu các kích thớc giới hạn lớn nhất giữa hai nguyên công

2Zmax:là hiệu kích thớc giới hạn nhỏ nhất giữa hai nguyên công

11.Xác đinh lợng d tổng cộng:

i

ghmin min 31 72 230 333à

0

i

ghmax max 49 183 380 612à

0

Tra lợng d cho các nguyên công còn lại:

Sau khi chọn đợc thứ tự các nguyên công các bớc ta tiến hành tra lợng

d cho tất cả các bề mặt ,kể cart bề mặt mà sau này tính lợng d theo

ph-ơng pháp của giáo s Kovan

Lợng d đợc tra theo Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 [7].kết quả tra lợng d của các bề mặt là cơ sở để xác định bản vẽ lồng phôi

Theo bảng 3-142:lợng d gia công các mặt phẳng=1mm với chiều dài bề mặt đợc gia công

Lợng d cho bề mặt có kích thớc Φ40±0.1 là 1.5mm

VII.Tính chế độ cắt cho một nguyên công (tính cho nguyên công cần thiết kế đồ gá ) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

Tính chế độ cắt cho nguyên công khoét doa:

a)chiều sâu cắt:

t=0.5(D-d)=0.5(21.8-20)=0.9mm

D:đờng kính mũi khoét

d:đờng kính lỗ ban đầu

b)Lợng chạy dao S (mm/vòng)

tra bảng 5-26(STCNCTM II) S=1(mm/vòng)

D>20mm vật liệu gia công Gang HB<200

c)Tốc độ cắt:(m/ph)

v y x

m

q

v k

S

t

T

D

C

V =

Vật

liệu gia

công

Vật

liệu lỡi

cắt

S mm/vòng

Nguội

GX

190

Chu kì bền T tra bảng 5-30:

Dụng cụ Vật liệu g/c Vật liệu lỡi cắt T (ph)

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế : kv=kMV.kuv.klv

trong đó :

kMV:Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-1;5-4)

n

HB





















190

190 =1

kuv:Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt(bảng 5-6)

kuv=0.83

klv:Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét (bảng 5-31)

klv=1

kv=1*0.83*1=0.83

thay số vào công thức :

v y x

m

q

v k

S

t

T

D

C

1

* 9 0

* 40

8 21

* 2

34

3 0 0 2

0

45 0

=

d)Mô men xoắn Mx(Nm) và lực chiều trục P0(N)

p y x q M

x C D t S k

M =10

p y q x

p t D S k

C

P0 =10

Trị số CM,Cp và các số mũ tra bảng (5-32):

Vật

liệu

Nguyên

công

Vật liêu cắt

Hệ số và các số mũ trong công thức

GX

15-32

Hệ số kp=kMP chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-9):

kMP=1

Thay số ta có :

p y x q M

x C D t S k

M =10 =10*0.085*21.80*0.90 75 *10 8*1= 0.8(Nm)

p y q x

p t D S k

C

P0 =10 =10*23.5*0.91.2*210*1*1=207N

e)Công suất cắt Ne(kW)

công suất cắt đợc xác định theo công thức:

9750

* n

M

Số vòng quay dụng cụ

788 8

21

* 14 3

54

*

1000

*

*

=

D

V n

06 0 9750

788

* 8 0 9750

Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại :

Nguyên công 1:Phay mặt phẳng đáy Rz40 phay thô 1 lần

Chọn máy:Máy phay đứng công suất Nm=1.7kW

Chọn dao:Dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK8

Lợng d gia công :phay 1 lần với lợng d Zb=1,5mm

Chế độ cắt:xác định chế độ cắt cho dao tra bảng 5-127

Tốc độ cắt:232(m/ph)