ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Ngoài ra chi tiết dạng gối còn dùng đểtruyền động nhờ có thể làm việc như khớp cầu.• Thông thường ta gặp chi tiết gối trong máy dệt, máy cắt kim loại… • Vật liệu chế tạo gối đỡ là: Thép

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết:

Theo đề tài chi tiết “Gối đỡ” là chi tiết thuộc dạng hộp Hộp là một chitiết có hình khối rỗng (xung quanh có thành vách)

Chi tiết dạng hộp thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở, để lắp các đơn

vị lắp (nhóm, cụm, bộ phận) của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộphận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó của máy

1.2 Yêu cầu kỹ thuật và đặc tính công nghệ trong kết cấu:

Trên cơ sở nghiên cứu và phân tích về điều kiện làm việc của chi tiết.Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết không những ảnh hưởng đến sốlượng lao động để chế tạo chi tiết mà còn ảnh hưởng đến vấn đề tiêu hao vậtliệu Do đó trong quá trình thiết kế cần chú ý đến vấn đề kết cấu của chi tiết,mặt khác tính công nghệ kết cấu của hộp ảnh hưởng đến năng suất và độchính xác gia công Vì vậy khi thiết kế chi tiết dạng hộp nên chú ý tới kết cấucủa nó như:

• Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và cóthể dùng chế độ cắt cao

• Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phépthực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn định vị vàphải cho phép thực hiện gá đặt nhanh

• Các bề mặt gia công không có vấu lồi lõm, phải thuận lợi cho việc ăndao và thoát dao Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công đồng thờibằng nhiều dao

• Kết cấu của hộp phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùngmột lúc

• Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc hìnhdạng định hình Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm từ ngoài vàotrong Các lỗ nên thông suốt và ngắn

• Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của vách để khi giacông trách hiện tượng dao khoan, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng

• Các lỗ kẹp phải là lỗ tiêu chuẩn Chi tiết gối là một chi tiết thường gặp trong các hệ thống cơ khí

• Chi tiết dạng gối thường có chức năng đỡ các chi tiết khác hoặc dẫnhướng cho các chi tiết khác hoặc cho các chi tiết khác làm việc bêntrong nó làm cho hệ thống lỗ Ngoài ra chi tiết dạng gối còn dùng đểtruyền động nhờ có thể làm việc như khớp cầu.

• Thông thường ta gặp chi tiết gối trong máy dệt, máy cắt kim loại…

• Vật liệu chế tạo gối đỡ là: Thép C45

 Yêu cầu kỹ thuật:

 Khi chế tạo chi tiết dạng hộp cần chú ý phải đảm bảo các yêu cầu kỹthuật sau:

 Sai số không song song giữa đường tâm lỗ ∅10 và mặt đáy chophép < 0,04/100

 Sai số không vuông góc giữa bề mặt đáy và bề mặt bên≤

Phần II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1 Dạng sản xuất của chi tiết:

 Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là:

• Sản lượng

• Tính ổn định của sản phẩm

• Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất

 Tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm màngười ta chia ra ba dạng sản xuất:

• Sản xuất đơn chiếc

 Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm là:

(2[1]) Trong đó:

N1: Số sản phẩm trong 1 năm theo kế hoạch N0 = 10000(chiếc) m: Số chi tiết như nhau trong một sản phẩm m = 1

α: Độ phế phẩm chủ yếu trong đúc, rèn α = 5%

β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = 5%

Vậy:

 Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Trong đó:

Q - Là trọng lượng chi tiết (Kg)

V – Thể tích của chi tiết ( dm3)

γ - Là trọng lượng riêng của vật liệu, γthepC45 =7,852 (Kg/dm3)

2.3 Tính thể tích:

Vậy trọng lượng của chi tiết:

Sau khi xác định được N và Q thì dựa vào bảng 2[1]

PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Các phương pháp chế tạo phôi:

 Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề như chức năng vàkết cấu của chi tiết máy trong cụm máy, vật liệu sử dụng, yêu cầu kỹthuật, hình dáng bề mặt và kích thước của chi tiết,quy mô và tính loạtcủa sản xuất

 Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo, phương pháp hình thànhphôi, xác định lương dư gia công cho các bề mặt, tính toán kích thước

và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi

 Chọn phôi hợp lý là một bài toán không dễ dàng Phương án cuối cùngchỉ có thể được quyết định sau khi tính toán giá thành của phôi và giáthành của sản phẩm sau khi gia công cơ

 Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện,dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp,địa phương

 Một số loại phôi thường dùng:

• Phôi thép thanh: Phôi thép thanh hay dùng để chế tạo các loại chi

tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piston, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ, v.v…

• Phôi dập: Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục

răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu, v.v… Các loại chi tiết này được dậptrên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng đối với các loại chi tiết đơn giản thh́ khi dập không có bavia, cc̣n chi tiết phức tạp sẽ có bavia (lượng bavia khoảng 0,5% ÷ 1% trọng lượng của phôi)

• Phôi rèn tự do: Trong sản xuất đơn chiếc và hang loạt nhỏ, người

ta tạo phôi bằng rèn tự do Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong sản xuất nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập)

- Phôi đúc được dùng cho các loại chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập, v.v… Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.

- Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại,trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áplực, đúc theo mẫu chảy Tùy theo dạng sản xuất, vật liệu hìnhdáng và khối lượng chi tiết mà chọn phương pháp đúc cho hợplý

3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi:

• Ta có thể chọn nhiều phương án tạo phôi như rèn đúc dập … nhưngvới chi tiết gối đỡ bằng vật liệu thép C45 ta nên chọn phương án đúc

có tính hiệu quả và ít tốn kém Phương pháp đúc ta nên chọnphương nào

• Thông thường phương pháp đúc cho ta phôi liệu có kết cấu phức tạp

mà các phương pháp khác khó có thể thực hiện được Cơ tính và độchính xác của vật đúc phụ thuộc vào phương pháp đúc và phươngpháp làm khuôn đúc Ta có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại,đúc li tâm…có thể làm khuôn bằng tay hay bằng máy

3.2.1 Đúc trong khuôn cát.

• Làm khuôn bằng tay: Áp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơnchiếc hay những chi tiết có kích thước lớn độ chính xác và năngxuất phụ thuộc vào tay nghề đúc

• Làm khuôn bằng máy: Áp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối,

độ chính xác và năng xuất cao

3.2.2 Đúc trong khuôn kim loại.

Sản phẩm đúc có độ chính xác và cơ tính cao Phương pháp này ápdụng cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối Vật đúc có khối lượng nhỏhơn 12kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng

3.2.3 Đúc li tâm.

Áp dụng cho vật đúc có hình dạng tròn xoay, do đó lực li tâm khi rót kim loại lỏng vào khuôn quay, kết cấu vật thể chặt chẽ hơn, nhưng không đồng đều từ ngoài vào trong.

3.2.4 Đúc áp lực.

• Áp dụng cho vật đúc có hình dạng phức tạp, phương pháp này cho ta

độ chính xác cao, cơ tính rất tốt Phương pháp đúc ly tâm và các

phương pháp đúc khác có những nhược điểm mà đúc áp lực có thể khắcphục được Do đó thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối và áp dụng đối với chi tiết có kích thước nhỏ

• Tham khảo qua một số phương pháp đúc như trên,căn cứ vào chi tiết dạng hộp có hình dáng đơn giản, kích thước khung không lớn lắm và làdạng sản xuất hàng loạt lớn và được chế tạo từ vật liệu thép C45

⇒ Vì thế ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại, khuôn mẫu kim loại khuôn đúc trong khuôn kim loại có hai phần ghép vào nhau và một mặt phân khuôn thẳng, khi khuôn kim loại nóng chảy vào khuôn ,kim loại

sẽ điền đầy vào trong khuôn Do đó chi tiết đúc trong khuôn kim loại, khi đúc xong các bề mặt không cần độ bóng thì không cần gia công Hình dáng của các thành phần vật đúc cần hài hoà, không nên lấy quá nhỏ sẽ gây nên khó khăn cho việc diền đầy kim loại, dễ gây ra méo mó và tạo ra vết nứt còn ta lấy quá lớn sẽ gây rỗ co ngót.

• Phương pháp đúc trong khuôn kim loại, phôi đúc đạt độ chính xác

13 ÷ 15, phôi ít bị cong vênh khi chi tiết là dạng hộp có kích thước vàkhối lượng nhỏ

+ Độ nhám bề mặt: =80

+ Độ dốc thoát khuôn: 1030'.+ Bán kính góc lượn: 3 mm

+ Lượng dư tổng cộng của bề mặt phôi.

+ Bề mặt trên của phôi: 3 mm

+ Bề mặt dưới của phôi: 2 mm

PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

CHI TIẾT 4.1 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công Chọn máy, dao, thiết bị công nghệ cho mỗi nguyên công:

4.1.1 Trình tự các nguyên công và phương pháp gia công:

Khi xác thứ tự các nguyên công cần chú ý các nguyên tắc sau:

• Nguyên công bước sau phải được sai số và tăng được độ bóng củanguyên công trước để lại

• Trước hết phải gia công những bề mặt dùng làm chuẩn cho các nguyêncông sau

• Tiếp theo gia công những bề mặt có lượng dư lớn nhất để cố định khảnăng phát hiện những biến dạng của chi tiết

• Những nguyên công có khả năng gây khuyết tật bên trong, gây biếndạng thì nên gia công đầu tiên

• Các bề mặt còn lại nên gia công theo trình tự sau: bề mặt càng chínhxác thì càng được gia công sau

• Cuối cùng gia công các bề mặt có độ chính xác cao nhất và có ý nghĩalớn nhất đối với các tính chất sử dụng chi tiết Nếu bề mặt này đã đượcgia công trước thì cuối cùng nên gia công lại

• Các lỗ trên chi tiết nên được gia công sau cùng (trừ những lỗ làm chuẩnđịnh vị khi gia công)

• Không nên gia công thô và gia công tinh bằng những dao định kíchthước trên cùng một máy

• Nếu chi tiết cần được được nhiệt nên chia quy trình công nghệ ra làmhai giai đoạn: gia công trước nhiệt luyện và gia công sau nhiệt luyện

Vì vậy, ta có trình tự công nghệ gia công chi tiết dạng hộp gồm hai giai đoạn chính sau:

• Gia công mặt phẳng chuẩn và các lỗ chuẩn để làm chuẩn thống nhất

• Dùng chuẩn thống ở trên để làm chuẩn định vị gia công các bề mặt cònlại như

- Gia công các mặt phẳng còn lại

- Gia công thô và bán tinh các lỗ lắp ghép

- Gia công các lỗ không chính xác dùng kẹp chặt

- Gia công chính xác các lỗ lắp ghép

- Tổng kiểm tra

Chọn phương pháp gia công

Khi chọn phương pháp gia công thì phải phù hợp yêu cầu về độ bóng

bề mặt và độ chính xác về hình dáng hình học, kích thước đã cho Đồngthời phải phù hợp với dạng sản xuất (ở đây là sản xuất hàng loạt lớn).Tra theo bảng (4[1] và 13[1]), ta chọn một số phương pháp gia công các

- Nguyên công 1: Gia công phay mặt đáy

- Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt bên ( kích thước 88 ±0,02)

- Lấy NC1 và NC2 làm chuẩn tinh để gia công các mặt kế tiếp

- Nguyên công 3: Gia công phay 2 mặt trên của lỗ bậc ∅13, ∅23

- Nguyên công 4: Gia công khoan doa 2 lỗ bậc ∅13, ∅23

- Nguyên công 5: Gia công phay 2 mặt bên của lỗ ∅10

- Nguyên công 6: Gia công khoan và taro M8, khoan ∅10

- Nguyên công 7: Nhiệt luyện

- Nguyên công 8: Kiểm tra

 Phương án 2:

- Nguyên công 1: Gia công phay mặt đáy

- Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt trên của lỗ bậc ∅13, ∅23

- Nguyên công 3: Gia công khoan doa 2 lỗ bậc ∅13, ∅23

- Nguyên công 4: Gia công phay 2 mặt bên của lỗ ∅10

- Nguyên công 5: Gia công phay 2 mặt bên ( kích thước 88 ±0,02)

- Nguyên công 6: Gia công khoan và taro M8, khoan ∅10

- Nguyên công 7: Nhiệt luyện

- Nguyên công 8: Kiểm tra

Phương án 1: Thời gian gia công tăng do phải tiêu hao thời gian cho quátrình thay gá dao, gá đặt chi tiết và chạy máy trong quá trình thực hiện giacông chi tiết, thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ và vừa Phương án 2: Giảm được thời gian trong quá trình thay gá dao, gá đặt chitiết do tập trung nguyên công nên giảm sai số do gá đặt, thích hợp với dạngsản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Vì vậy ta chọn phương án 2.

4.2 Chọn máy, dao, thiết bị công nghệ cho mỗi nguyên công:

 Nguyên công 1: Gia công phay mặt đáy.

• Định vị và kẹp chặt:

Chọn 2 mặt phẳng trên làm chuẩn thô, định vị 3 bậc tự do bằng 3 chốt tỳ

có khía nhám và cũng dùng 2 chốt tỳ có khía nhám định vị 2 bậc tự do ở 1mặt bên

Kẹp chặt chi tiết ở mặt còn lại

• Chọn dao: (trang 259 [1])

- Chọn dao phay mặt đầu gắn hợp kim cứng T15K6

- Đường kính dao phay: D= 125 (mm)

- Chiều rộng phay: B = 55 (mm)

- Số răng dao phay: 8 (răng)

 Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt trên của lỗ bậc ∅13, ∅23

• Định vị và kẹp chặt:

Chọn mặt phẳng đáy làm chuẩn, định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳphẳng và dùng 2 chốt tỳ khía nhám có định vị 2 bậc tự do ở 1 mặt bên.Kẹp chặt chi tiết ở mặt còn lại

• Chọn dao: (trang 259 [1])

- Chọn dao phay mặt đầu gắn hợp kim cứng T15K6

- Đường kính dao phay: D= 125 (mm)

- Chiều rộng phay: B = 55(mm)

- Số răng dao phay: 8 (răng)

 Nguyên công 3: Gia công khoan, doa, khoét 2 lỗ bậc ∅13, ∅23

• Định vị và kẹp chặt:

Chọn mặt phẳng đáy làm chuẩn, định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳphẳng và dùng 2 chốt tỳ có khía nhám định vị 2 bậc tự do ở 1 mặt bên.Kẹp chặt chi tiết bằng mỏ kẹp ở mặt bên còn lại

- Chọn mũi khoan ruột gà đường kính mũi khoan D= 12,8(mm).

- Chọn dao doa hợp kim cứng D= 13(mm)

- Chọn mũi khoét hợp kim cứng D = 23 mm

Nguyên công 4: Gia công phay 2 mặt bên của lỗ ∅10

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy: Dọc: 700 (mm)

Ngang: 260 (mm) Thẳng đứng: 320 (mm)

• Chọn dao: (trang 262 [1])

- Chọn dao phay đĩa ba mặt cắt

- Đường kính dao phay: D=200 (mm)

• Chọn dao: (trang 213, 236, 259 [1]

- Chọn dao phay mặt đầu gắn hợp kim cứng T15K6

- Đường kính dao phay: D= 125 (mm)

- Chiều rộng phay: B = 55 (mm)

- Số răng dao phay: 8 (răng)

 Nguyên công 6: Gia công khoan ∅10, khoan ∅6,5 - taro M8

• Định vị và kẹp chặt:

- Chọn mặt phẳng bên làm chuẩn tinh, định vị 3 bậc tự do bằng phiến

tỳ phẳng, dùng hai phiến tì phẳng định vị 2 bậc tự do ở mặt đáy vàmặt bên còn lại

- Kẹp chặt chi tiết bằng mỏ kẹp

- Chọn mũi khoan ruột gà làm bằng hợp kim cứng có D= 10(mm).

- Chọn mũi khoan ruột gà làm bằng P18 co D = 6,5mm

- Chọn mũi taro làm bằng P18

 Nguyên công 7: Kiểm tra.

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ ∅10 và mặt đáy cho phép 0,04/100

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa mặt đáy và mặt bên cho phép0,04/100

4.3 Tính lượng dư gia công cho kích thước mặt đáy A, tra lượng dư cho các bề mặt còn lại:

Để đạt được kích thước gia công như yêu cầu ta phải hớt đi một lớpkim loại trên phôi để thay đổi hình dạng và kích thước cho đạt với yêu cầu

kỹ thuật Lớp kim loại bị hớt đi gọi là lượng dư gia công, lượng dư giacông này phải phù hợp bởi:

Nếu lượng dư gia công quá lớn thì làm tiêu tốn nguyên liệu, tổn hao laođộng khi gia công, tổn hao nhiều năng lượng và dụng cụ cắt, vì vậy sẽ làmgiá thành sản phẩm tăng lên

Nếu lượng dư gia công quá nhỏ thì khi gia công chi tiết sẽ không đạt độchính xác theo yêu cầu Bởi lượng dư quá nhỏ thì khi gia công dễ xảy rahiện tượng trượt dao, dẫn đến dao sẽ chóng mòn, bề mặt chi tiết sẽ khôngđạt độ chính xác và độ bóng theo yêu cầu

4.3.1 Tính lượng dư gia công cho kích thước mặt đáy A:

Quy trình công nghệ gia công để đạt kích thước 82± 0 , 02 mặt đáy A baogồm các bước: phay thô, phay tinh

Để xác định lượng dư nhỏ nhất khi gia công ta dùng công thức:

b a a

R

Trong đó:

zmin : Lượngdư gia công nhỏ nhất

R Za : Chiều cao trung bình của lớp nhấp nhô bề mặt do bước công

nghệ sát trước để lại

ρ : Sai lệch về vị trí không gian của chi tiết do công nghệ sát trước đểlại (độ song song, độ cong vênh, độ lệch tâm…)

εb : Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra.

Tra theo bảng 3.2 và 3.4 (trong hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chếtạo máy – GS TS Nguyễn Đắc Lộc-Lưu Văn Nhang) ta có được các thông sốchất lượng bề mặt của chi tiết:

- Phôi đúc trong khuôn kim loại: = 200 (µm) = 300 (µm)

ρ : sai số không gian tổng cộng của phôi.

Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công phay thô:

Kích thướcgiới hạn (mm)

Lượng dưgiới hạn(µm)

z

(µm)

Kíchthước

4.3.2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại:

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy: Dọc: 700 (mm);

qv v

: Hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công, ta chọn: = 1

: Hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi, ta chọn: = 0,6

: Hệ số xét đến vật liệu của dụng cụ, ta chọn: = 1,15

Z B S t C

ω

.

.

Trong đó: Z: Số răng dao phay

n: Số vòng quay của dao phay trong một phút

Các trị số của hệ số C p và các chỉ số mũ tra bảng X-46 (trang 381 [1])

qv v

: Hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công, ta chọn: = 1

: Hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi, ta chọn: = 0,6

D

π