Đồ án Công nghệ chế tạo máy Gối đỡ, ĐHBK Hà Nội

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đ ất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân, việc phát triển công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực đầu tư và các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ sư và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và thiết bị có khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực…Để giúp cho sinh viên nắm vững các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là không thể thiếu được của sinh viên sau khi kết thúc môn học.Sau thời gian tìm hiểu và với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy Trương Hoành Sơn, em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Trong quá trình thiết kế và tính toán không thể tránh khỏi các sai sót do thiếu kinh nghiệm và thực tế. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy để em có thể hoàn thiện hơn các thiết kế sau này.Em xin chân thành cảm ơn.IPhân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết2IIPhân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết3IIIXác định dạng sản xuất4IVXác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi5VXác định thứ tự các nguyên công7VILượng dư và chế độ cắt8VIIXác định thời gian của các nguyên công15VIIIThiết kế đồ gá cho nguyên công phay18

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đ ất nước Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là tạo

ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân, việc phát triển công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực đầu tư và các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm

vụ trọng tâm của các trường đại học

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ

sư và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư

và cán bộ kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và thiết bị có khí phục vụ các ngành kinh

tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực…

Để giúp cho sinh viên nắm vững các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là không thể thiếu được của sinh viên sau khi kết thúc môn học

Sau thời gian tìm hiểu và với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy Trương Hoành Sơn,

em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán không thể tránh khỏi các sai sót do thiếu kinh nghiệm và thực tế Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy để em có thể hoàn thiện hơn các thiết kế sau này

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày tháng năm

Mục lục

I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 2

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 3

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 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

- Bề mặt làm việc chủ yếu của gối đỡ là lỗ trụ Ф32

- Cần gia công mặt phẳng A và các lỗ bắt bu lông Ф15 chính xác để làm chuẩn tinh gia công

- Điều kiện làm việc: Rung động và thay đổi

- Vật liệu: GX15-32 có thành phần hóa học như sau:

C = 3 ÷ 3,7 Mn = 0,25 ÷ 1,00 P = 0,05 ÷ 1,00

Si = 1,2 ÷ 2,5 S < 0,12

II PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

- Các bề mặt cần gia công cho phép thoát dao dễ dàng

- Các lỗ trên gối đỡ có thể cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục chính

- Có thể đưa dao vào gia công các lỗ một cách dễ dàng

- Trên gối đỡ có các lỗ tịt, tuy nhiên có thể gia công dễ dàng

- Chi tiết có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng

III XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Sản lượng: 10000 chiếc/năm

- Trọng lượng của chi tiết

γ

2.15 22.95.15 101375,625 0,1)

5,7.(

.495.15

3 3

2

2 16 ).50 50240 0,0524

3632(4

38.24.2

38.85.3624261.15

IV XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI

- Chi tiết có kết cấu phức tạp, vật liệu là gang xám ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc

- Chi tiết có khối lượng nhỏ và dạng sản xuất là hàng loạt lớn Chọn phương án đúc trong khuôn cát, hòm khuôn và mẫu là kim loại Phương pháp làm khuôn bằng máy

T D

Bản vẽ lồng phôi

V XÁC ĐỊNH THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

5.1 Xác định đường lối công nghệ

- Do dạng sản xuất là hàng loạt lớn nên ta chọn phương án gia công một vị trí, gia công tuần

tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

5.2 Chọn phương pháp gia công

- Gia công lỗ 32+ 0 , 02

φ vật liệu là GX 15x32 Dung sai +0,02 đối với kích thước φ32tương ứng với cấp chính xác II, với độ nhám Rz = 1,25 ta chọn phương pháp gia công lần cuối là doa tinh Các bước gia công trung gian là khoét, doa thô

- Gia công mặt đáy và hai mặt đầu đạt Ra = 5 tương ứng với độ nhẵn bóng cấp 5, ta chọn phương pháp gia công lần cuối là phay tinh, bước gia công trước là phay thô

- Các lỗ φ và 6 φ15dùng phương pháp khoan Hai lỗ φ15 dùng làm chuẩn định vị phải qua gia công tinh Các lỗ φ có ren gia công bằng phương pháp taro 6

5.3 Trình tự gia công

5.3.1 Chọn chuẩn

- Chuẩn tinh: Chuẩn tinh thống nhất chọn là 2 lỗ φ15 ở đáy và mặt phẳng đáy

- Chuẩn thô: Chọn chuẩn thô là gờ vai ở đáy

5.3.2 Trình tự gia công

- Gia công tạo chuẩn

+ Gia công mặt phẳng đáy

+ Gia công 2 lỗ làm chuẩn

- Gia công các mặt phẳng còn lại

- Gia công thô, bán tinh lỗ φ32

- Gia công các lỗ φ và 6 φ15

- Gia công tinh lỗ φ32

- Tổng kiểm tra

5.3.3 Thứ tự các nguyên công

- Nguyên công 1: Gia công mặt phẳng đáy bằng phương pháp phay

- Nguyên công 2: Gia công 4 φ15lỗ trên mặt đáy bằng phương pháp khoan, doa 2 lỗ làm chuẩn

- Nguyên công 3: Gia công hai mặt đầu của lỗ φ32 bằng phương pháp phay

- Nguyên công 4: Gia công thô và tinh lỗ chính, vát mép bằng phương pháp khoét và doa

- Nguyên công 5 Gia công các lỗ ren M6 bằng phương pháp khoan và taro

- Nguyên công 6: Kiểm tra

VI LƯỢNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT

6.1 Tra lượng dư

Theo bảng 3 -95 ( Sổ tay CN CTM tập 1 – trang 252) Kích thước lớn nhất của chi tiết nhỏ hơn 120mm

Mặt đáy là mặt bên cạnh khi rót kim loại, có kích thước danh nghĩa lớn hơn 50, do đó lượng dư gia công của mặt đáy là Zb = 3,0 (mm)

Hai mặt đầu lỗ φ32 là mặt bên cạnh khi rót kim loại, có kích thước danh nghĩa nhỏ hơn 50, do đó lượng dư gia công của hai mặt đầu lỗ là Zb = 3,0 (mm)

Lỗ trụ là mặt trên khi rót kim loại, có kích thước danh nghĩa nhỏ hơn 50, do đó lượng

dư gia công là Zb = 3,5 (mm)

6.2 Tính chế độ cắt

6.2.1 Tính chế độ cắt cho nguyên công 1, phay mặt phẳng đáy

- Định vị: Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng các

chốt tì ở mặt trên của đáy

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên

động từ trên xuống

- Máy gia công: Chọn máy gia công là máy phay

đứng 6H12, công suất: Nm = 7(KW)

- Dao gia công: Chọn dao gia công là dao phay mặt

đầu, vật liệu thép gió, số răng là 16, đường kính dao

Kv = Kmv.Knv.Kuv (Trang 28 sổ tay CN CTM – T2)

Kmv: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công: Kmv = 1

Knv: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi: Knv = 1

Knv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt: Kuv = 1

Vậy ta có:

Kv = 1.1.1 = 1

16.45.08,0.5,2.180

80.42

1 , 0 1 , 0 4 , 0 1 , 0 1 , 0

2 , 0

ph m

=

Số vòng quay trục chính theo tính toán là:

80.14,3

60.1000

.1000

ph v D

V

=

=Π

Chọn số vòng quay theo máy: nm = 250 (v/ph)

Tốc độ cắt thực tế là:

1000

80.14,3.250

ph m

Lượng chạy dao phút:

Sph = 1,28.250 = 320 (mm/ph)

- Chọn lượng chạy dao theo máy: Sphm = 315 (mm/ph)

- Công suất cắt: Tra theo bảng 5 – 138 (Sổ tay CN CTM Tập 2, trang 124) ta được

No = 3,8 (KW), thỏa mãn điều kiện

80.1000

- Chọn số vòng quay theo máy: nm = 315 (v/ph)

- Tốc độ cắt thực tế:

1000

315.80.14,3

ph m

=

- Lượng chạy dao phút:

Sph = Sz.nm Z= 0,08.315.16 = 403,2 (mm/ph)

- Chọn lượng chạy dao theo máy: Sphm = 400(mm/ph)

6.2.2 Tính chế độ cắt cho nguyên công 2: Khoan, khoét, doa các lỗ Φ 15

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, trong đó có 3 bậc được định vị ở mặt phẳng đáy,

2 bậc tự do được định vị ở phần trụ tròn, 1 bậc còn lại được định vị ở mặt bên

- Kẹp chặt: Lực kẹp chặt theo hướng từ dưới lên

* Tính toán chế độ cắt cho bước 1 (Khoan 4 lỗ Φ13)

- Dụng cụ của bước này là mũi khoan ruột gà bằng thép gió đuôi trụ, trung bình có d = 13mm

- Chiều sâu cắt t = 6,5 (mm)

- Lượng chạy dao vòng:

Tra bảng 5-89 (trang 86- sổ tay CN CTM T2) ta được

31.1000

ph v

6,710.13.14,

3

ph m

- Chọn lượng chạy dao theo máy:

Sm = 0,4(mm/vòng)

- Với lượng chạy dao vòng là 0,4 theo bảng 5 – 92,

trang 87, sổ tay CN CTM ta được công suất yêu cầu

khi khoan là No = 1,1(KW)

Thỏa mãn điều kiện: No < η.Nm = 0,8.4 = 3,2 (KW)

* Tính toán chế độ cắt cho bước 2 (Khoét lỗ Φ14,6)

3

31

1000

ph v

6,710.6,14.14,

3

ph m

- Chọn lượng chạy dao theo máy:

- Vận tốc cắt: Tra bảng 5 – 114 (Tr 106 - Sổ tay CN CTM tập 2)

V = 8,2 (m/ph)

- Số vòng quay của trục chính theo tính toán;

)/(1,17415

.14,3

2,8.1000

ph v

15.14,3.7,177

ph m

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên

động, lực kẹp từ trên xuống, vông góc với mặt đáy

- Chọn máy: Máy phay đứng 6H12, công suất của

36.1000

ph v

80.14,3.135

ph m

S

W W

6.2.4 Tính chế độ cắt cho nguyên công 4: Gia công lỗ Φ32

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc tự do ở mặt phẳng đáy, 3 bậc tự do còn lại

được định vị bằng một chốt côn và một chốt trám Có thêm chốt tì phụ để tăng độ cứng vững

,

3

23.1000

ph v

7,31.14,3.267

ph m

V = 5,8 (mm/vòng)

- Tốc độ trục chính theo tính toán:

)/(7,5732.14,3

8,5

32.14,3.135

ph m

- Lượng chạy dao vòng tra theo máy:

So = 1,6 (mm/vòng)

* Chế độ cắt cho bước 3 (vát mép)

- Chế độ cắt như bước doa

- Tiến dao bằng tay

6.2.5 Tính chế độ cắt cho nguyên công 5: Gia công các lỗ ren M6

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt

bằng cơ cấu tháo lắp nhanh Lực kẹp

theo phương vuông góc với mặt trụ

- Chọn máy: Máy khoan 2A118, công

,3.5,5

40.1000

ph v

n t = =

- Chọn tốc độ trục chính theo máy:

nm = 2030 (v/ph)

14,3.5,5.2030

W

- Công suất cắt yêu cẩu: Tra theo bảng 5 – 92 (Tr 87 - Sổ tay CN CTM tập 2)

.14,3

8

6.14,3.380

ph m

6.2.6 Kiểm tra

VII XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CỦA CÁC NGUYÊNCÔNG

- Thời gian cơ bản được xác định theo công thức:

)(

2

1 i ph n

S

L L L

T

v

++

=

0

Trong đó:

L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao (mm)

L2: Chiều dài thoát dao (mm)

Sv: Lượng chạy dao vòng (mm/ph)

3 5 , 0 ( ) (

3 15 95

3 5 , 0 ( ) (

3 8 95

3 5 15

ph

* Khoét 4 lỗ Φ14,6:

L = 15

Thời gian gia công:

) ( 19 , 0 4 6 , 710 56 , 0

2 2 15

6,1415)25,0(cot

2 2 15

5 16 50

5,287,31)25,0(cot

2 3 50

ph

* Doa lỗ Φ32

)(2)25,0(45cot2

7,3132)25,0(cot

2 2 50

ph

7.5 Nguyên công 5: Khoan, taro lỗ ren M6

* Taro:

Được thực hiện bằng tay

Tổng thời gian cơ bản là:

To = 0,35 + 0,26 + 0,32 + 0,19 + 0,13 + 0,19 + 0,26 + 0,25 + 0,14 = 2,09 (ph)

Thời gian nguyên công (Thời gian từng chiếc)

VIII THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG 3: PHAY 2 MẶT ĐẦU LỖ Φ32 8.1 Các cơ cấu định vị và kẹp chặt phôi

- Các phiến tì định vị 3 bậc tự do

- Chốt trụ và chốt trám định vị 3 bậc tự do

- Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liên động

8.2 Xác định phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp và lực cắt

u y z

x

=

(2.P s f ms1 f ms2

)(

2

.W

2

1 ms ms

s

f f

P K

K0: Hệ số an toàn trong mọi trường hợp, lấy K0 = 1,5

K1: Hệ số kể đến lượng dư không đều, khi phay thô lấy K1 = 1,2

K2: Hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt, lấy K2 = 1,5

K3: Hệ số kể đến lực cắt không liên tục, lấy K3 = 1

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

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

K S ≤

Vậy: W2 = 1053 (N) = 105,3 (Kg) (2)

So sánh (1) và (2) lấy lực kẹp lớn nhất ta có W = 1053 (N)

* Xác định đường kính bu lông của đòn kẹp:

- Đường kính bu lông xác định theo công thức:

[ ]k

W d

σ.5,0

3,105

mm

- Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn yêu cầu: Khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi, lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận lợi và an toàn Với yêu cầu như vậy ta chọn cơ cấu kẹp là đòn kẹp, kẹp chặt bằng ren, sinh lực bằng tay

8.4 Chọn cơ cấu dẫn hướng và các cơ cấu khác:

- Cơ cấu dẫn hướng: Do nguyên công phay 2 mặt phẳng song song nên phải có ren dẫn hướng

- Các cơ cấu khác: Do phay mặt phẳng nên ta phải có cữ so dao để đảm bảo chính xác kích thước gia công Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là bu lông và đai ốc Thân đồ gá làm bằng gang, kết cấu theo bản vẽ lắp

εεεε

=

2

15

1

2 2 2 2 2

gd ctlr ld m k c gd

c ld m k gd

03 , 0

c

δ δ

Tài liệu tham khảo

1 Atlas đồ gá: GS.TS Trần Văn Địch, NXB khoa học và kỹ thuật – 2004

2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, 3: NXB khoa học và kỹ thuật - 2005

3 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: GS.TS Trần Văn Địch, NXB khoa học và kỹ thuật – 2005