Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ

Trong đa ngành chế tạo máy đóng vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất ra các công cụ cho nền kinh tế quốc dân tạo tiền đề cho các ngành phát triển tốt hơn.. Vì vậy việc phát triển k

Lời nói đầu

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật Đảng và Nhà nớc đã đề ra mục tiêu “công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đất nớc Muốn thực hiện đợc mục tiêu

đó chúng ta phải thúc đẩy mọi ngành công nghiệp nh: công nghệ thông tin, công nghệ chế tạo máy, công nghệ sinh học, điện điện tử Trong đa ngành chế tạo máy

đóng vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất ra các công cụ cho nền kinh tế quốc dân tạo tiền đề cho các ngành phát triển tốt hơn Vì vậy việc phát triển khoa học kỹ thuật trong ngành chế tạo máy là mục tiêu hàng đầu nhằm thiết kế hoàn thiện và vận dụng phơng pháp chế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sản xuất

Sau 3 năm học và rèn luyện đến nay chúng em đã kết thúc chơng trình đào tạo hệ cao đẳng liên thông với chuyên ngành cơ khí chế tạo máy

Trong suốt quá trình học tập đợc Nhà trờng trang bị cho những kiến thức kiến thức của các môn cơ sở cũng nh các môn chuyên ngành, kết hợp với thực hànhnghề Sau khi kết thúc môn học ‘’Công nghệ chế tạo máy’’, Em đợc nhận đồ án môn học để tổng hợp và củng cố lại những kiến thức đã học Để trang bị cho nhữnghiểu biết cơ bản về mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tế và tạo điều kiện cho em sau khi ra trờng có một kiến thức nhất định, đáp ứng đợc nhu cầu đào tạo của nhà trờng cũng nh nhu cầu thực tế của xã hội

Với đồ án môn học này có tính tổng hợp cao, đòi hỏi phải có kiến thức và khả năng t duy, tìm tòi phân tích, bám sát vào yêu cầu kỹ thuật, bên cạnh đó phải

có sự sáng tạo để lập ra một trình tự gia công hợp lý để giảm bớt các thời gian phụ, nâng cao chất lợng sản phẩm đồng nghĩa với hạ gián thành sản phẩm tăng sức cạnh tranh

Trong suốt quá trình thiết kế đợc sự hớng dẫn, góp ý tận tình của thầy giáo

Nguy n V ễ ăn Thi n ệ Giáo viên khoa cơ khí và các thầy cô trong khoa cơ khí cùng

với sự nỗ lực của bản thân và sự góp ý của bạn bè, đến nay em đã hoàn thành đồ án

môn học CNCTM với đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối

đỡ”.

Do khả năng và tầm nhận thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế cha nhiều, với khối lợng công việc đòi hỏi có sự tổng hợp cao nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót Em mong các thầy cô tiếp tục chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành tốt hơn nữa những công việc sau này khi vận dụng vào thực tế cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, Ngày 02 Tháng 0 1Năm

2013

Sinh viên thực hiện

Long Văn Oai

Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học

Công Nghệ Chế Tạo Máy

Phần I :Phân tích chức năng và điều kiện làm việc,xác định dạng sản xuất.

1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết :

cao chất lợng sản phẩm , tăng năng xuất lao động và hạ giá thành sản phẩm, cho sản phẩm có u thế về giá cả, chất lợng, thời gian để cạnh tranh trên thị trờng Trong các loại công cụ đó, gối đỡ là một trong những chi tiết đợc quan tâm khá nhiều, bởi hầu hết các chi tiết làm việc quay tròn đều có mặt của gối đỡ,nó có mặt hầu hết các máy công cụ.

Chi tiết gối đỡ là một chi tiết cơ bản Mà ở đó đòi hỏi khả năng chịu lực đồng thời đảm bảo cứng vững chính xác và đồng bộ cho các chi tiết đợc nó đỡ và cho độ chính xác cao Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ Φ50 , Φ66 và các bề mặt định vị chi tiết gia công nh mặt đáy và 2 lỗ Φ10

Chi tiết có các bề mặt quan trọng khi gia công đòi hỏi phải có độ chính xác cao để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết.

- Khi gia công cần đảm bảo độ song song giữa đờng tâm lỗ ỉ50 với mặt đáy và đảm bảo

độ vuông góc giữa lỗ ỉ50 và 2 mặt đầu 0.02 ≤

- Gia công đạt kích thớc theo yêu cầu của bản vẽ.

- Chi tiết đợc làm bằng vật liệu GX15-32, có độ cứng HB190 Thành phần hoá học: C%(3,2ữ3,8); Si%(2,4ữ2,7); Mn%(0,5ữ0,8); 0,65≥ P%; 0,05≥ Cr%,

0, 5≥ Ni% So với thép, gang xám có độ bền thấp hơn, là vật liệu giòn dễ vỡ khi

bị va đập mạnh nên không thể gia công áp lực đợc, tuy nhiên gang xám có khả năng chịu nén tốt có khả năng chịu mài mòn tốt, dễ đúc và dễ gia công cắt gọt,

do có graphít nên có khả năng dập tắt nhanh các rung động

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu.

Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gối đỡ trục không quá phức tạp, và kích thớc

của chi tiết không quá lớn nên đợc gia công trên các máy có công suất bình thờng, các

nguyên công chủ yếu đợc gia công trên các máy phay, khoan, doa…

Khi tính toán thiết kế và chế tạo cần đặc biệt chú ý đến độ dầy của đế, thành hộp, để đảm bảo cho quá trình gia công và làm việc hộp không bị biến dạng.

Với chi tiết này kết cấu đơn giản nên thuận lợi cho quá trình gia công, thoát dao dễ dàng.

Bề mặt đáy làm chuẩn có đủ diện tích nhất định, cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề đó làm chuẩn tinh thống nhất và cho phép thực hiện gá đặt nhanh

a Mục đích của việc xác định dạng sản xuất.

Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết kế công nghệ, nó góp phần quan trọng đến việc tính toán chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cụ thể nh nếu sản xuất đơn chiếc thì ta có thể tập trung để giảm chi phí cho máy móc mà một

số thiết bị khác nh đồ gá, dùng đồ gá chuyên dùng, đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng Còn nếu nh dạng sản xuất là hàng loạt, hàng khối thì ta phải phân tán nguyên công sử dụng các đồ gá chuyên dùng Làm nh vậy sẽ tăng đợc năng suất giacông

+N : số lợng chi tiết cần tính trong1 năm

+N1: Số lợng sản xuất trong 1 năm

Theo bài ra: N1=10000 chi tiết.

Chọn α =4%;β =6%;m=1

.Thay vào (1), ta có:

=11000 chi tiết

Xác định trọng lợng Q của chi tiết :

Với vật liệu là GX15_32, qua phần mềm thiết kế solid ta xác định đợc trọng lợng của chi tiết Q = 3.51 kg

Để xác định đợc dạng sản xuất ta dựa theo bảng phân loại sản xuất sau đây:

- Chi tiết gối đỡ đợc làm từ vật liệu GX 15-32 không thể chế tạo bằng phơng pháp áp lực nh rèn, dập v v do vậy chọn phơng pháp đúc là hợp lý nhất.

- Qua việc tìm hiểu một số phơng pháp chế tạo phôi hiện nay, để phù hợp với dạng sản suất ta chọn phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại làm khuôn bằng máy, đạt độ chính xác cao và năng suất cao, lợng d gia công cắt gọt nhỏ Phôi đợc làm sạch, cắt đạu rót, đậu ngót và khử ứng suất d trớc khi gia công cắt gọt

Vậy ta quyết định sử dụng GX 15-32 là vật liệu để chế tạo vỏ chi tiết gối đỡ

và đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuụn bằng mỏy Ta dựng 1 lừi

ph ụ đ t o l ể ạ ỗbậc

BẢN VẼ CHẾ TẠO PHễI

TÝnh vµ tra lîng d cho tõng nguyªn c«ng

ρphay thô = 0,06 ρphôi =90 µm

ρphay bán tinh = 0,4 ρphay thô =36 µm

ρphay tinh = 0,2 ρphaybántinh=18 µm(0,06 ; 0,4 ;0,2 là hệ số chính xác hóa khi gia công thô; bán tinh; tinh)

- Sai số gá đặt khi phay mặt phẳng bích được tính:

εgđ =

- Sai số chuẩn εc trong trường hợp này = 0 vì mặt chuẩn định vị trùng với gốc kích thước

εk: Sai số kẹp tra bảng 24/50 TKĐACNCTM- Trần Văn Địch ta có εk: = 120 µm

εđg : Sai số đồ gá = 0

⇒ εgđ =120 µm

- Xác định lượng dư nhỏ nhất của các bước:

Zmin i = (Rzi- i Ti-1)+ ρi- 1 + εi

Phay thô: Zmin1 = 500 + 90 + 120 =710 µm

Phay bán tinh: Zmin2= 100 + 36 +120 = 256 µm

Phay tinh Zmin3 = 50 + 18 + 120 =188 µm

- Xác định lượng dư lớn nhất của các bước :

Zimax = Zimin +δi-1 - δi

Trong đó: δi-1 dung sai bước công nghệ trước đó

δi dung sai bước công nghệ đang thực hiện

Tra bảng 3.3(Sổ tay CNCTM T1) ta có TDphôi = 1000µm

-Phay thô:

δ=700µm

Z max1 = Z min1+1000-700 = 710 + 1000 -700=2410 µm

Kích thước tính toán(mm)

Dungsai δ

(µm)

Kích thước giới hạn(mm)

Lượng dư giới hạn(µm)

26,736Phay

b Tra lợng d cho các nguyên công (bảng 3.95 sổ tay CNCTM tập 1)

* Nguyên công2: Phay mặt phẳng đỏy.

Đã tính ở trên

*Nguyên công 3:Khoan 2 lỗ φ 10

Khoan lỗ đặc không phải tra

*Nguyờn cụng 4:Phay hai mặt bờn

Lượng dư: 3,5 mm

Trong đú:

Lượng dư để phay thụ: 3,0 mm

Lượng dư để phay tinh: 0,5 mm (phay 1 lượt đạt kớch thước và độ nhỏm Ra=20)

*Nguyờn cụng 5:Phay mặt đầu lỗ φ 8

Lượng dư: 3,0 mm

Trong đú:

Lượng dư để phay thụ: 2,5 mm

Lượng dư để phay tinh: 0,5 mm (phay 1 lượt đạt kớch thước và độ nhỏm Ra=20)

* Nguyên công 6: Khoan doa lỗ φ 8

Khoan lỗ đặc không tra lợng d.

* Nguyên công 7: tiện 2 lỗ φ 50, φ 66

Lượng dư : 3,5 mm

Trong đú:

Lượng dư để Tiện thụ: 3,0 mm

Lượng dư để Tiện tinh: 0,5 mm

* Nguyên công 8: Phay mặt đầu lỗ φ 14

Lượng dư: 3,0 mm

Trong đú:

Lượng dư để phay thụ: 2,5 mm

Lượng dư để phay tinh: 0,5 mm (phay 1 lượt đạt kớch thước và độ nhỏm Ra=20)

* Nguyên công 9: khoan dao lỗ φ 14

Lỗ đặc không tra lợng d

* Nguyên công 10: Kiểm tra dộ song song theo 2 phơng.

Phần II : TÝnh Vµ Tra ChÕ §é C¾t Cho Tõng Nguyªn C«ng

u P y z x

q v t

B Z S t T

K K K

D C v

.

.

.

75 , 117 1000

125 300 1000

.

vt

W q

u y Z

x P Z

n D

Z B S t C P

.

.

12 24 , 0 5 , 2 180

1 8 , 0 1 125 445

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

2 , 0

72,109.1000

v.1000

Z : số răng Z=12



0 1

1 74 0 9 0300.125

12.42.24,0.5,1.5,54

60

53 , 111 67 , 271 10 1020 60

Ne < Nm = 14 KW đạt công suất gia công

- Lợng chạy dao phút : Sph = So.nm=0,24.284.12 =818 (mm/phút)

W q

u y Z

x P Z

n D

Z B S t C P

.

.

12 05 , 0 5 , 0 180

1 8 , 0 1 125 445

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

2 , 0

.

81 , 210 1000

v

125 478 1000

.

Z : sè r¨ng tham gia c¾t Z=12

0 1

1 74 0 9 0487.125

12.42.05,0.5,0.5,54

60

62 , 187 60 , 45 10 1020 60

.

2

1 + +

(ph)

Trong đó:

L - Chiều dài gia công; L = 32 (mm)

L2 - Lợng vợt quá; thờng L2 = (2 ữ 5) (mm); lấy L2 = 3 (mm)

L1 - Lợng ăn vào ta có:

L1 = 0 , 5(D− D2 −t2)+ ( 0 , 5 ữ 3 )(mm)Với: D - Đờng kính dao phay; D = 125 (mm)

t - Chiều sâu cắt

* Phay thô: t = 1,5 (mm)

L1 = 0,5(125- ) + 2= 1,99 mm

i - Số lần cắt; cắt 2 lần ⇔ i = 2

Ta cú thụng số được thống kờ vào bảng sau:

Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

3: Nguyên công 2 : phay mặt đỏy

a Sơ đồ gỏ đặt

Lượng chạy dao Sz = 0,26 mm/răng (tra bảng 5.125 sổ tay CNCTM tập 2 )

Lượng chạy dao vòng : S0 = Sr Z = 0,26 8 = 2,08 mm/vòng

Tốc độ cắt Vb = 158 m / phút (tra theo bảng 5.127 sổ tay CNCTM tập 2)

- Các hệ số điều chỉnh (bảng 5.127 sổ tay CNCTM tập 2 )

+,Hệ số phụ thuộc vào độ cứng vững của chi tiết gia công ( HB = 200 – 219)

k1 = 0,89

+, Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2 = 0,8

+, Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

+,Hệ số điều chỉnh phị thuộc vào dạng gia công k4 = 1

- Vậy vận tốc tính toán :

Vt = Vb k1.k2.k3.k4 = 158.0,89.0,8.1.1 = 112,5 m/phút

Số vòng quay trục chính tính theo tính toán là :

n= = 286,62 v/phút

ta chọn số vòng quay theo máy nm= 300 v/phút Như vậy tốc độ cắt thực tế

sẽ là :

phút m

1000

300 125 14 , 3

=

=

Lượng chạy dao phút là : Sp = 2,4.300 = 720 mm/ phút

- Kiểm nghiệm công suất cắt : Tra bảng 5.130 (sổ tay CNCTM tập 2) ta có công suất cắt cần thiết :

N0= 11,0 kW < Nm η = 14.0,85 = 11,9 => thỏa mãn

B íc 2: Phay tinh víi t= 0,5mm

Lượng chạy dao Sz = 0,22 – 0,28 mm/răng (tra bảng 5 125 sổ tay CNCTM tập 2 ) Chọn Sz = 0,22

Lượng chạy dao vòng : S0 = Sr Z = 0,22 12 = 2,64 mm/vòng

Tốc độ cắt Vb = 158 m / phút (tra theo bảng 5.127 sổ tay CNCTM tập 2)

- Các hệ số điều chỉnh:

+,Hệ số phụ thuộc vào độ cứng vững của chi tiết gia công ( HB = 203 – 224)

k1 = 0,9

+, Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2 = 0,8

+, Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

+,Hệ số điều chỉnh phị thuộc vào dạng gia công k4 = 1

1000

475 125 14 , 3

=

=

Lượng chạy dao phút là : Sp = 2,4.475 = 1140 mm/ phút

- Kiểm nghiệm công suất cắt : Tra bảng 5.145 (sổ tay CNCTM tập 2) ta có

b,Chän m¸y: M¸y khoan cÇn 2H55( dùa vµo b¶ng 9-22/46 STCNCTM T3)

+, HÖ sè phô thuéc vµo chiÒu s©u lç khoan k1=1

+, Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ tuổi bền k2 = 1

.

1000

=

Theo thuyÕt minh m¸y ,ta chän nm =1280 v/phút

Vậy vận tốc cắt thực tế là :

phút

m /

4 , 39 1000

1280 8

Kiểm nghiệm công suất cắt :

Tra bảng 5.92 (sổ tay CNCTM tập 2) ta có công suất cắt cần thiết :

Ki m nghi m công su t c t: l c doa nh so v i khoan do ó máy m b o yêu c u ể ệ ấ ắ ự ỏ ớ đ đả ả ầ

- Ch c t khi doa tinh :Chi u sâu c t 0,02 mm ế độ ắ ề ắ

Lợng d gia công : Tra bảng 3.103(STCNCTMI )lợng d gia công của vật 3,5 mm

• Chế độ cắt khi phay thô :

Chiều sâu cắt t =3mm

Lợng chạy dao răng Sz=0.25 - 0,40 mm/răng => chọn Sz = 0,33 (Bảng 5-170 sổtay CNCTM tập 2 )

,

3

08 , 19 1000

=

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 48 vòng/phút

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

m /

61 , 22 1000

48 150 14

K1:hÖ sè phô thuéc vµo chÊt lîng cña vËt liÖu ph«i

,

3

84 , 33 1000

=

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 75 vòng/phút.

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

phỳt

m /

32 , 35 1000

75 150 14

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 vuông góc vớimặt đáy

14

,

3

28 , 26 1000

150 60 14

K1:hÖ sè phô thuéc vµo chÊt lîng cña vËt liÖu ph«i

14

,

3

16 , 38 1000

200 60 14

Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do ,2 lỗ φ10 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

b,Chọn máy: Máy khoan cần 2H55( dựa vào bảng 9-22/46 STCNCTM T3)

Thông số kĩ thuật:

Công suất động cơ: 4kW

Kích thớc bàn máy: 968 x 1650mm

+, HÖ sè phô thuéc vµo chiÒu s©u lç khoan k1=1

+, Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ tuổi bền k2 = 1

1200 8 , 13

Kiểm nghiệm công suất cắt :

Tra bảng 5.92 (sổ tay CNCTM tập 2) ta có công suất cắt cần thiết :

Ki m nghi m công su t c t: l c doa nh so v i khoan do ó máy m b o yêu c u ể ệ ấ ắ ự ỏ ớ đ đả ả ầ

- Ch c t khi doa tinh :Chi u sâu c t 0,02 mm ế độ ắ ề ắ

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 vuông góc vớimặt đáy

+, Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2 = 0,8

+, Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

+,Hệ số điều chỉnh phị thuộc vào dạng gia công k4 = 1

 Vt = 78.0,8 0,9 = 56,16 m/phút

Số vòng quay trục chính :

) / ( 7 , 357 50

14 , 3

1000 16 , 56

p v

50 316 14 , 3 1000

.

p m d

n Vtt = π m = =

+, Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

+,Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia cụng k4 = 1

 Vt = 140.0,9.0,8.1,0.1,0 = 100,8

Số vũng quay trục chớnh :

) / ( 03 , 642 50

14 , 3

1000 8 , 100

p v

50 634 14 , 3 1000

.

p m d

n Vtt = π m = =

Công suất cắt No=1,2 KW (Bảng 5-69 SổTayCNCTM2) => đảm bảo

- Chế độ cắt khi tiện thụ lỗ φ66

+, Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia cụng k2 = 0,8

+, Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

+,Hệ số điều chỉnh phị thuộc vào dạng gia cụng k4 = 1

 Vt = 140.0,8 0,9 = 100,8 m/phỳt

Số vũng quay trục chớnh :

) / ( 4 , 486 66

14 , 3

1000 8 ,

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 500 vòng/phút

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

) / ( 62 , 103 1000

66 500 14 , 3 1000

.

p m d

n Vtt = π m = =

+, Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2 = 0,8

+, Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1

+,Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công k4 = 1

 Vt = 177.0,9.0,8.1,0.1,0 = 127,44 m/ph

Số vòng quay trục chính :

) / ( 9 , 614 66

14 , 3

1000 44 , 127

p v

66 634 14 , 3 1000

.

p m d

n Vtt = π m = =

C«ng suÊt c¾t No=1,2 KW (B¶ng 5-69 SæTayCNCTM2) => đảm bảo