đồ án CNCTM thân gối đỡ

LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước, ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ, thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước, ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ, thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ các ngành kinh tế quốc dân và tạo tiền đề cần thiết để các ngành phát triển mạnh hơn Vì vậy việc phát triển khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực chế tạo có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế hoàn thiện và vận dụng quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.

Để đánh giá kết quả học tập, củng cố lại những kiến thức đã học và làm quen với công việc thiết kế của một cán bộ kỹ thuật, em được thầy giáo Nguyễn Hoàng Lĩnh giao

nhiệm vụ thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thân gối đỡ

Sau hơn 8 tuần làm việc dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Hoàng Lĩnh, các thầy bộ môn và cùng với sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án này.

Trong quá trình thực hiện đồ án, mặc dù bản thân đã cố gắng tìm hiểu, tham khảo nhiều tài liệu nhưng kinh nghiệm thực tế chưa có và kiến thức còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót Em rất mong sự góp ý, giúp đỡ của các thầy, để đồ án được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Hoàng Lĩnh và em cũng gởi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy, các bạn đã tạo điều kiện giúp

đỡ em hoàn thành đồ án này.

Quảng Ngãi, ngày 15 tháng 02 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Trần Tiền Phong

PHẦN I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 Điều kiện làm việc:

- Thân gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu tác động lớn của tải trọng và tải trọng va

1.2.2 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

- Do đặc điểm làm việc của chi tiết hộp mà có yêu cầu khác nhau, thông thường ởcác chi tiết dạng hộp phần đáy của hộp và các lỗ lắp ráp cần được gia công đạt độ chính xáccao Do vậy thân gối đỡ yêu cầu các lỗ được chế tạo cấp chính xác 7, độ nhám các bề mặt lỗ

Ra = 0,63mm

- Độ không song song giữa tâm lỗ ∅

42 so với mặt đáy không quá 0,03/100mm

- Độ không vuông góc giữa tâm lỗ ∅

42 so với mặt đầu không quá 0,02/100mm

1.3 Phân loại:

- Thân gối đỡ là chi tiết dạng hộp nên có độ cứng đồng tâm của các lỗ lắp ghép trên

1 hàng lỗ, độ không song song hoặc vuông góc giữa các hàng lỗ

- Thân gối đỡ để đỡ các trục như trục bánh răng, trục vít, bánh vít…Thực hiện

nhiệm vụ nào đó của máy móc thiết bị Trên thân gối đỡ có các bề mặt cần gia công với độchính xác cao thấp khác nhau Ngoài ra còn có những bề mặt không cần gia công

Tính công nghệ của chi tiết có ý nghĩa rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đếnnăng suất và độ chính xác gia công, đặc tính kỹ thuật của chi tiết…Vì vậy khi thiết kế ta cầnchú ý đến kết cấu của nó như:

+ Độ cứng vững,

+ Kết cấu các bề mặt phải cho phép thoát dao dễ dàng

+ Các lỗ trên hộp phải cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục

+ Có thể đưa dao để gia công các lỗ, các bề mặt một cách dễ dàng

+ Hình dáng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tính thống nhất

và khối lượng của chi tiết gia công.

- Công thức tính sản lượng hàng năm: N= N1.m

100

α β++

N: số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong 1 năm (chi tiết/năm)

N1: số sản phẩm cần tạo trong 1 năm; N1 = 3500 chiếc/năm

m: số chi tiết trong 1 sản phẩm (m = 1)

+

] = 3850 (chi tiết / năm)

- Xác định khối lượng của chi tiết: Q = Vct γ (kg)

× ×

) + (

40 18

62

π ×

× × =

- Tra bảng 2 – 13 sách TKĐACNCTM với: N = 3850 (chi tiết/năm)

 Chi tiết thuộc dạng sản xuất loạt vừa.

2.2 Phương pháp chế tạo phôi:

- Vật liệu chế tạo phôi là GX 15 – 32 nên chế tạo bằng phương pháp đúc

- Thân gối đỡ có 1 số bề mặt yêu cầu không cao về độ bóng và quan trọng là chi tiết

co hình dáng phức tạp và làm việc với tải trọng lớn đặc biệt là tải trọng va đập nên chi tiếtphải được đúc sao cho hiện tượng thiếu, lệch xảy ra là tối thiểu

- Yêu cầu kỹ thuật của phôi:

• Tra lượng dư sơ bộ:

Vì các bề mặt không gia công của chi tiết có độ nhám RZ = 80  vật đúc có độ chính xác cấp II.

- Kích thước lớn nhất: 130mm, ta tra lượng dư cho các bề mặt:

 Lượng dư cho bề mặt 1 là 4,5 mm

 Lượng dư cho bề mặt 2 là 4,5 mm

 Lượng dư cho bề mặt A là 3,5 mm

 Lượng dư cho bề mặt B là 3,5 mm

 Góc thoát khuôn là 10 đến 1,50

 Bán kính các góc lượn R=3mm

Bản vẽ lồng phôi:

PHẦN III

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Theo như khảo sát ở trên, dạng sản xuất trong trường hợp này là hàng loạt vừa Vì vậy, muốn chuyên môn hoá cao và để có khả năng đạt năng suất cao nhất trong điều kiện sản xuất là phân tán nguyên công, sử dụng kết hợp các loại máy vạn năng và đồ gá chuyên dụng.

3.1 Phân tích yêu cầu các kỹ thuật các bề mặt quan trọng:

- Mặt chuẩn là mặt phẳng đáy được gia công với cấp chính xác IT 7, độ nhẵn bóng

có thể gia công bằng dao phay mặt đầu qua 2 nguyên công Nhưng để giảm bớt thời giancho việc gá dao khi phay mặt bên thì dùng dao phay ngón

3.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác vị trí tương quan các bề mặt quan trọng:

- Độ không song song giữa lỗ tâm ∅

42 với mặt đáy và giữa lỗ chuẩn tinh chính ∅

9với mặt bên không vượt quá 0,03/100mm

- Độ không vuông góc giữa lỗ tâm cơ bản ∅

42 với mặt bên và giữa lỗ chuẩn tinhchính ∅

9 với mặt đáy không vượt quá 0,02/100mm

- Như vậy để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của lỗ tâm ∅

42 và lỗ chuẩn tinh chính ∅

9thì ta lựa chọn mặt đáy làm chuẩn phụ để gia công lỗ chuẩn tinh chính ∅

9 Sau đó cùng vớichuẩn tinh phụ 4 lỗ ∅

9 là chuẩn tinh chính sẽ làm chuẩn thống nhất cho các nguyên cônggia công tiếp theo

3.3 Định hướng trình tự gia công và các phương pháp gia công:

- Thân gối đỡ có thể được gia công theo các trình tự sau:

+ Phay thô và phay tinh mặt đáy bằng dao phay mặt đầu

+ Khoan 4 lỗ chuẩn tinh chính ∅

9 +Khoét 4 lỗ bậc ∅

14+ Phay mặt phẳng nghiêng 95 x 55 mm bằng dao phay mặt đầu+ Khoan và tarô 4 lỗ M8

+ Phay mặt bậc nghiêng 68 x 55 mm và mặt bên E bằng dao phay mặt đầu vàdao phay ngón

+ Khoét, doa và vát mép lỗ cơ bản ∅

42 trên máy doa ngang+ Kiểm tra

3.4 Xác định quy trình công nghệ gia công cơ:

3.4.1 Phân tích và lựa chọn phương án:

- Qua phân tích ở trên ta có thể đề ra nhiều phương pháp gia công và chọn mộtphương án hợp lý nhất

* Phương án 1

1) Nguyên công 1: Phay mặt đáy A

2) Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ ∅

9 và khoét 4 lỗ ∅

14

3) Nguyên công 3: Phay 2 mặt bên B

4) Nguyên công 4: Phay mặt phẳng nghiêng 95x55

5) Nguyên công 5: Khoan, tarô 4 lỗ M8

6) Nguyên công 6: Phay mặt bậc nghiêng 68x55

7) Nguyên công 7: Ghép nắp vào thân gối đỡ, khoét doa và vát mép lỗ ∅

42.8) Nguyên công 8: Kiểm tra

Nguyên công 4: phay thô và phay tinh mặt đáy bằng dao phay mặt đầu

Nguyên công 5: Khoan 4 lỗ ∅

9

Nguyên công 6: Khoét 4 lỗ bậc ∅

14Nguyên công 7: Khoét doa và vát mép lỗ cơ bản ∅

42 trên máy doa ngang Nguyên công 8: Kiểm tra

 Qua 2 phương án trên được sự hướng dẫn của thầy, em đã chọn phương án 1 làm phương

án chính

3.4.2 Tính toán thiết kế các nguyên công công nghệ.

+ Sơ định vị và kẹp chặt:

+ Sơ đồ định vị:

• Dùng 3 chốt tỳ đầu khía để định vị mặt phẳng, khống chế ba bậc tự do

• Dùng 2 chốt tỳ đầu khía định vị mặt bên, khống chế 2 bậc tự do

• Lực kẹp W có phương chiều điểm đặt như hình vẽ

+ Chọn máy phay:

Máy phay đứng 6H12, đặc tính kỹ thuật:

- Bề mặt làm việc của bàn máy : 320 x 1250

- Công suất của động cơ: Nđc = 7 kW

- Hiệu suất máy:

75 , 0

±)( mm ) Cho lượng dư gia công : 4,5 mm ; Chia làm 2 bước :

)và ( Bảng

254

993

STCNCTM

−

) + Phay tinh : Zb2 = 0,5 ( mm )

**Bước 1 : Phay thô :

q

Z B S t T

STCNCTM

:

Cv = 445; q = 0,2; x = 0,12; y = 0,35; u = 0,2; p = 0; m = 0,32;

)

1190

STCNCTM

: kuv = 1 83

,0183,0

, 0 32 , 0

2 , 0

105502

,03180

83,0100445

10002721000

Theo máy : Chọn n = 950 ( vg/ph )

- Vận tốc thực : Vthực =

(m ph)

D n

/3,2981000

10014,3950

S ph

( mm/răng )

- Tính Lực cắt Pz ( N ) :

P w

q

u y Z

x p

n D

Z B S t C

STCNCTM

: Cp= 54,5; x = 0.9; y = 0,74; u = 1; q = 1; w = 0;

: kMP =

1190

190190

55 , 0 1

0,1 )

( )N

950100

105502

,035,5410

0 1

1 74 , 0 9

, 0

.79,222100

2

10058,445100

So với công suất định mức của máy N = 7 kW , máy làm việc an toàn;

**Bước 2: Phay tinh :

STCNCTM

)

Chọn S = 0,8 ( mm/vg)

08,010

8,0

Theo công thức : V =

v p u y z x m

q

Z B S t T

D C

STCNCTM

: Tuổi bền của dao : T = 180 ( phút)

Hệ số điều chỉnh : kv = k MV x knv x kuv

)1

STCNCTM

: kuv = 1 83

,0183,0

5508

,05,0180

83,0100445

0 2 , 0 35 , 0 12

, 0 32 , 0

2 , 0

14,3

10002081000

Theo máy : Chọn n = 750 ( phút ) ;

- Vận tốc thực : Vthực =

(m ph)

D n

/5,2351000

10014,3750

×π

- Lượng chạy dao phút , Sph ( mm/ph) :

Sph = Sz x n x Z = 0,08 x 750 x 10 = 600( mm/ph)Theo máy : Chọn Sph = 600 ( mm/ph )

- Lượng chạy dao răng thực tế : Szthực =

08,075010

q

u y Z

x p

n D

Z B S t C

105508

,05,05,5410

0 1

1 74 , 0 9

, 0

.905,123100

2

10081,247100

So với công suất của máy : N = 7 kW , máy làm việc đảm bảo an toàn ;

- Tính thời gian cơ bản : T0 ( phút ) :

Theo công thức : T0 =

i S

L L

L – Chiều dài làm việc : L = 130 ( mm )

L1 – Chiều dài ăn dao : L1 = 0,5 x (D - D2 −B2)+(0,5÷3)

, mm

⇒

L1 = 0,5 x (100 -

2)55

324,9130

×

++

324,9130

×

++

+Sơ đồ định vị :

- Sử dụng 2 phiến tì để khống chế 3 bậc tự do định vị mặt phẳng (gồm 2 bậc quayquanh Ox và Oy ; 1 bậc tịnh tiến phương Oz) (như hình vẽ)

- Lực kẹp W có phương chiểu điểm đặt như hình vẽ

+ Chọn máy khoan : máy khoan K125.Các thông số kĩ thuật của máy :

• Đường kính lớn nhất khoan được : 25 mm , có độ côn móc N0 = 3 ;

• Công suất động cơ chính : 2,8 kW ; Hiệu suất máy

8 , 0

=

η

;

• Lực hướng trục cho phép của cơ cấu tiến dao Pmax = 900 kg ;

• Mômen xoắn Mm = 2500 KG.m (Trang 220[CDCGCCK] ).

STCNCTM

−

)

+ Chiều dài phần làm việc : l = 165 mm ;

+ Chu kì tuổi bền của dao : T = 35 ( ph ) ; ( Bảng

24

305

STCNCTM

−

) + Chiều sâu cắt t , mm : t =D/2 = 9/2 = 4,5 (mm)( Trang 77[CDCGCCK])

+ Lượng chạy dao S , mm/vg :

Khoan: S1=7,34

75 , 0

8 1 0

HB

D

×

, mm/vòngTrong đó : D = 9 mm , độ cứng HB = 190

⇒

: S1=7,34

75 , 0

8 1 0

8 1 0

Theo thuyết minh của máy : chọn S = 0.36 ( mm/vg ) (trang 220[CDCGCCK] )

+ Tốc độ cắt V , m/ph :

Theo công thức : V =

v y x m

z

S t T

D C

v v

:T = 35 ( phút ) Bảng

: kuv = 1,0

Do đó : Kv = kmv x kuv x knv x klv = 0,7

Thay vào : : V =

7,036,05,435

94,23

4 , 0 1

, 0 125 , 0

25 , 0

1416,3

55,2310001000

Vthực =

(m ph)

D n

/12,271000

914,3960

)

6 , 0

111 (kg)

So với Pmax = 900 kg của máy , bước tiến đã chọn đảm bảo máy làm việc an toàn

+Mô men xoắn được tính theo công thức :

: Cm = 0,021 ; Zm = 2,0 ; Ym = 0,8Thay vào ta có : M = 0,021 x 92,0 x 0,360,8 x 1,0 = 0,75 ( kg.m )

So với Mm = 2500 ( kg.m ) , máy làm việc an toàn + Công suất cắt gọt : Nc= 975

0,74 ( kW )

So với công suất động cơ :Nđc = 2,8 kW , đảm bảo máy an toàn khi làm việc

+ Tính thời gian cơ bản khi khoan : (khoan lỗ thông suốt)

T0 = S n

L L L

×

++ 1 2

L – Chiều dài cần khoan : L = 12 mm;

23120

×

++

=

⇒T

= 0,05 ( phút )

Vậy Tổng thời gian cơ bản để khoan xong 4 lỗ :

⇒

To = 4 x T0 = 0,05 x 4 = 0,2 ( phút )

**Bước 2 : Khoét lỗ φ

14 : + Chọn dao khoét : có mũi khoét liền khối chuôi côn bằng thép gió P18 có :

)Tuổi bền của dao : T = 30 ( phút ) ( Bảng

− STCNCTM

100

1085

)

• Chế độ cắt khi khoét :

- Chọn t : t =

5,22

914

: Cs = 0,075 ( nhóm chạy dao thứ III ) Thay vào : S = 0,075 x 140,6 = 0,37 ( mm/vòng )

Theo máy , chọn S = 0,36 ( mm/vòng )

- Tính vận tốc khi khoét :

Theo công thức : V =

v y x m

z

S t T

D C

v v

:T = 30( phút ) Bảng

: kuv = 1,0

Do đó : K = k x k x k x k 1 x 0,7 x 1 x 1 = 0,7

Thay vào : V =

7,036,05,230

148,18

4 , 0 1

, 0 125 , 0

2 , 0

1416,3

02,2010001000

- Khi khoét lực dọc trục bé nên bỏ qua

- Mô men xoắn được tính theo công thức :

m KG Z D K S t C

y x p

p p

.,1000

: Kmp =

1190

190190

6 , 0

: K

p

ϕ = 0,98 ( góc nghiêng chính

060

=

ϕ

) ;

Kγp = 1 ,0 ( góc trước

2

41498,036,05,2

39232,3

=

×

( kW )

So với công suất động cơ :Nđc = 2,8 kW, đảm bảo máy làm việc an toàn;

+ Thời gian khi khoét : ( lỗ không thông suốt )

T0 =

( )ph n S

L L

=

×+

 NGUYÊN CÔNG 3: PHAY HAI MẶT BÊN B:

Các thông số của máy :

- Công suất của động cơ : N = 7 ( kW ) ;

- Hiệu suất máy : η

= 0,75 ;

- Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy : P = 1500 ( kg) ;

+ Chọn dao : Dùng dao phay đĩa ba mặt răng thép gió có kích thước của dao :

)+ Chế độ cắt :

)Chọn : Sz = 0,15 (mm/răng)

)

- Số vòng quay tính toán : N =

30,14580

14,3

5,36100014

,3

( vg/ph)Theo máy : chọn n = 150 ( vg/ph)

⇒

Vthực

68,371000

8015014,3

S ph

( mm/răng )

- Lượng chạy dao vòng : Sv = Sz x Z = 0,17 x 12 = 2,04 ( mm/vg )

- Công suất cắt yêu cầu : Nc = 1,4 kW ( Bảng

− STCNCTM

158

1755

)

- Tính thời gian cơ bản : T0 = S n

L l L

×

++ 1 2

, ( phút) Với L = 55 ( mm ) , L1 = t(D−t) +(0,5÷3)

= 1,5(80−1,5) +2=12,85

( mm)

L2 = ( 2 – 5 ) mm Chọn L2 = 3 ( mm ) ;

)

- Số vòng quay tính toán : N =

14,1798014,3

45100014

,3

( vg/ph)Theo máy : Chọn n = 190 ( vg/ph )

⇒

Vthực

73,471000

8019014,3

S ph

( mm/răng )

- Lượng chạy dao vòng : Sv = Sz x Z = 0,2 x 12 = 2,4 ( mm/vg )

- Công suất cắt yêu cầu : Nc = 2,5 kW ( Bảng

)

- Tính thời gian cơ bản : T0 = S n

L l L

×

++ 1 2

, (phút) Với L = 55 ( mm ) , L1 = t(D−t) +(0,5÷3)

P.tinh

 NGUYÊN CÔNG 4 : PHAY MẶT BẬC NGHIÊNG 95 X 55mm

+ Sơ đồ định vị :

+ Sơ đồ gá đặt :

- Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy, khống chế 3 bậc tự do (2 bậc quay quanh OX và

OY ,một bậc tịnh tiến theo OZ)

- Định vị mặt lỗ trong

9

φ

: dùng một chốt trụ ngắn (khống chế 2 bậc tự do) và một chốt trám (1 bậc tự do) định vị lỗ đối diện

- Lực kẹp có điểm đặt và phương chiều như hình vẽ.

,đặc tính kĩ thuật:

- Bề mặt làm việc của ban máy: 320 x 1250

- Công suất của động cơ: Nđc = 7 kW

- Hiệu suất máy:

75 , 0

=

η

( Trang 221[CDCGCCK] )

- Lực lớn nhất theo cơ cấu tiến dao của máy: P0 = 1500 KG

+ Chọn dao:Sử dụng dao phay mặt đầu bằng thép gió P6M5 Kích thước của dao:

)+ Yêu cầu : Phay đạt bóng bề mặt: R z = 20 µm( )∇ 5

+ Lượng dư gia công của vật đúc cấp chính xác II: 3,5 (

5 , 1

±)( mm )

+ Phay tinh: Zb2 = 0,5 ( mm )

- Tiến hành phay: Gồm 2 bước :

** Bước 1 : Phay thô :

D C

v p u y z x m

: kmv =

1190

: knv = 0,83 ( Có vỏ cứng )Bảng

: kuv = 1,0

83,0183,0

5506

,03180

83,08042

1 , 0 1 , 0 4 , 0 1

, 0 15 , 0

2 , 0

(v ph)

D

V

/41,21414

,380

86,5310001000

Theo thuyết minh của máy , chọn n = 235 (v/ph)

+Tốc độ thực tế là : V =

(m ph)

n D

/59,031000

2358014,3

×π

+ Tính lượng chạy dao phút và lượng chạy dao thực tế theo máy :

Sph = Szbảng x Z x n = 0,06 x 16 x 235 = 225,6 (mm/ph )

Theo máy , chọn Sph = 235 ( mm/ph )

Vậy Szthực =

06,016235

235

=

×

=Ζ

×

n

S ph

(mm/răng)+ Lực cắt Pz : Pz =

Mp w

q

n y z

x p

k n

D

Z B S t C

190 0 , 55 0 , 1

1655

06,035010

0 14 , 1

14 , 1 72 , 0 9

, 0

Z

P + Mô men xoắn Mx , N.m trên trục chính của máy :

8037,1850100

So sánh với công suất của máy : N = 7 kW

Nc < NM : Máy làm việc an toàn

**Bước 2 : Phay tinh:

D C

v p u y z x m

: kmv =

1190

: kuv = 1,0

83,0183,0

551,05,0180

83,08042

1 , 0 1 , 0 4 , 0 1 , 0 15 , 0

2 , 0

(v ph)

D

V

/05,20914

,380

51,5210001000

Theo thuyết minh của máy , chọn n = 190 ( v/ph)

+Tốc độ thực tế là : V =

(m ph)

n D

/73,471000

1908014,3

×π

+ Tính lượng chạy dao phút và lượng chạy dao thực tế theo máy :

Sph = Sz x Zx n = 0,1 x 16 x 190 = 304 (mm/ph ) Theo máy , chọn Sph = 300 ( mm/ph ) ( Trang221[CDCGCCK])

Vậy Szthực =

1.016190

300

≈

×

=Ζ

×

n

S ph

(mm/răng)+ Lực cắt Pz : Pz =

Mp w

q

n y z

x p

k n

D

Z B S t C

: Cp = 50 ; x =0,9 ; y = 0,72 ;u = 1,14 ;q = 1,14;w = 0