THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

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 nước. 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 nước ta.

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư 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 kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ 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 kĩ sư 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 như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...vv

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

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo Võ Ngọc Yến Phương  đến nay nhóm 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, nhóm chúng em rất mong được 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 được hoàn thiện hơn .

Chúng em xin chân thành cảm ơn.

..................................

I. Phân tích chức năng làm việc của các chi tiết.

Dựa vào bản vẽ ta thấy gối đở là chi tiết dạng hộp.

Ta thấy chi tiết này có chức năng đở đầu trục đồng thời có thể ghép với chi tiết khác  để tạo nên bộ phận máy

Do đo nhiều lỗ cần được gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép.

• Trên chi tiết ta thấy các bề mặt làm việc chủ yếu là:

+ Mặt trụ rỗng trong ^{+ 0,04}  dùng để thực hiện lắp ghép với các chi tiết máy khác.

+ Mặt trụ rỗng trong ^{+ 0,04}  dùng để thực hiện lắp ghép với các chi tiết máy khác.

+ Các lỗ ^+0.03  dùng để bắt bu lông với các chi tiết khác.

Chi tiết là thân đở do vậy các bề mặt trụ trong ^{+ 0,04}  ,^{+ 0,04}  ,  và lỗ ^+0.03  thường phải chịu tải trọng là chủ yếu. Cũng như chịu sự mài mòn khi thực hiện lắp ghép với các chi tiết khác trong quá trình làm việc.

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

Từ bản vẽ chi tiết ta nhận thấy

• Kết cấu của bề mặt trụ trong thông suốt do đó thoát dao dể dàng.
• Chi tiết không có các lỗ tịt đo đó đưa dao vào thực hiện gia công lỗ một cách dể dàng.
• Chi tiết không có mặt nghiêng so với mặt đáy.

Với kết cấu như vậy hoàn toàn có thể áp dụng phướng pháp chế tạo phôi tiên tiến. Ta có thể chế tạo phôi bằng cách : đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại.....

III. Xác định dạng sản xuất.

Trọng lượng của chi tiết được tính theo công thức : Q₁= V. (kg)

          Q₁  : trọng lương của chi tiết (kg)

          : trọng lượng riêng của vật liệu     ( 7.2 kg/dm³).

          V= 11809,14 + 42002,50196 = 53811,64 (mm³) =0,054 (dm³)

          Vậy Q₁ = 0,054.7,2 = 0.3888 kg (tính toán bằng inventor)

IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi như đã trình bày.

1. Chọn dạng phôi:

• Dạng phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiên dạng sản xuất và điều kiện sản xuất của nhà máy, xí nghiệp…..
• Với gối đỡ kết cấu không phức tạp lắm và vật liệu là GX 15-32 ta nên chọn dạng phôi đúc có tính hiệu quả và ít tốn kém hơn

2. Phương pháp chế tạo phôi:

Thông thường với dạng phôi đúc cho ta kết cấu phôi liệu phức tạp mà các phương pháp khác không thể thực hiện được.

             Cơ tính và độ chính xác của vật đúc phụ thuộc vào phương pháp đúc và phương pháp làm khuôn đúc. Ta có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc áp lực… có thể làm khuôn bằng tay hay làm khuôn bằng máy.

1. Đúc trong khuôn cát

a/ Làm khuôn bằng tay: Áp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơn chiết hay những chi tiết có kích thước lớn, độ chính xác và năng suất phụ thuộc vào tay nghề đúc.

b/ Làm khuôn bằng máy: Áp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối, năng suất và độ chính xác cao.

2. Đúc trong khuôn kim loại:

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

3. Đúc ly tâm:

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

4. Đúc áp lực:

Áp dụng đối với các chi tiết có hình dáng phức tạp, phương pháp này có độ chính xác cao, có tính rất tốt. phương pháp đúc ly tâm và các phương pháp khác có những nhược điểm mà phương pháp đúc áp lực có thể khắc phục được. do đó thường được áp dụng cho dang sản xuất hàng loạt lớn và hàng  loạt khối và áp dụng với những chi tiết có kích thước nhỏ.

   Tham khảo các phương pháp đúc như trên, căn cứ vào chi tiết gối đỡ có hình        dáng khá đơn giản, kích thước khung không lớn lắm và dang sản xuất hàng loạt lớn .    Vì thế ta chọn phương pháp  đúc trong khuôn kim loại. Khuôn đúc trong khuôn kim loại có hai phần ghép vào nhau và mặt phân khuôn thẳng, khi kim loại nóng chảy vào khuôn kim loại sẽ điền đầy các phần 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 hòa. Không nên lấy quá nhỏ sẽ gây ra khó khăn cho việc điền đầy kim loại, dễ gây ra méo mó và tạo vết nứt còn nếu ta lấy quá lớn sẽ gây rỗ khi co ngót.

• Độ thoát khuôn: 3⁰ -7⁰  ta chọn  5⁰
• Bán kính góc lượng: lấy R = 1mm
• Tuổi thọ khuôn đúc: 1000-5000 chi tiết (bảng 3-8, 1)

Chọn cấp chính xác cho phôi: dựa vào dạng sản xuất là hàng khối ta chọn cấp chính xác cho phôi đúc là cấp chính xác II

V. Chọn chuẩn.

Chọn bề mặt đáy làm chuẩn thô vì đáp ứng được nguyên tắc 2 và 4 khi chọn chuẩn thô.

• Nguyên tắc 2: nếu có  một số bề mặt không gia công, thì nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt gia công cao nhất làm chuẩn thô.
• Nguyên tắc 4: cố gắng chọn mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng.

Chọn mặt đế làm chuẩn tinh chính vì sẽ thỏa mãn:

• Cho chi tiết lúc gia công có vi trí tương tự lúc làm việc( nguyên tắc 1 khi chọn chuẩn tinh)
• Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với góc kích thước.(nguyên tắc 2)
• Mặt đáy đủ diện tích để đinh vị (nguyên tắc 3)

VI. thứ tự các nguyên công.

1. Xác định  đường lối công nghệ.

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

2. Chọn phương pháp gia công.

• Gia công lỗ ^{+ 0,04}  , vật liệu là gang xám, với độ nhám Rz: 1,25. Ta chọn phương pháp gia công lần cuối là doa tinh. Các bước trung gian là khoét và doa thô.
• Gia công lỗ ^{+ 0,04}  , vật liệu là gang xám, với độ nhám Rz: 1,25. Chọn khoét -> doa thô -> doa tinh.
• Gia công mặt đáy đạt Rz =20, và 2 đầu mặt trụ ^{+ 0,04}  ,^{+ 0,04}  theo bảng 4,5 (TKDACNCTM) Được độ bóng cấp 5, ta chọn phay thô-> phay tinh.
• Gia công 5 lỗ ^{+ 0,03}  đạt Ra=2,5 theo bảng 4,5 (TKDACNCTM) cấp độ bóng là 6, ta chọn phương pháp gia công là khoan-> doa thô -> doa tinh.

Bảng 4: độ chính xác kinh tế và độ bóng bề mặt đạt được bằng các phương pháp gia công.

VII. lập thứ tự các nguyên công. (vẽ sơ đồ gá đặt ,ký hiệu định vị chi tiết ,kẹp chặt ,chọn máy,chọn dao ,ký hiệu chuyển động của dao ,của chi tiết).

1. Nguyên công I: phay mặt đáy A.

Định vị  :Định vị bằng mặt phẳng hạn chế ba bậc tự do, chốt tỳ điều chình khống chế 2 bậc tự do.

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng bulong-ecu ,phương lực kẹp vuông góc với chi tiết

Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng côngxôn 6H11 có các thông số : 

                                                   -Số cấp tốc độ trục chính  :16  

                                                   -Phạm vi tốc độ trục chính  :65-1800 vg/ph

                                              -Công suất động cơ chính :4,5kW

          Bảng 9.38 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3)

Chọn dao :Dùng dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng (D=125,B=60,Z=10)     

 Bảng 4.95 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

2. Nguyên công II: Khoan-Khoét- Doa  3 lỗ  10,5.

Định vị  :Định vị bằng mặt phẳng hạn chế ba bậc tự do, chốt tỳ điều chỉnh khống chế 2 bậc tự do.

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng bulong và e-cu ,phương lực kẹp vuông góc với chi tiết

Chọn máy : Máy khoan đứng  K125 có các thông số  :

                                        -Đường kính lớn nhất khoan được  25mm

                                                  -Kích thước bàn máy 375x500

                                                  -Số cấp tốc độ trục chính 9

                                                  -Phạm vi tốc độ trục chính 97-1360 vg/ph

                                                  -Công suất động cơ :2,8Kw

           Bảng 9.21 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3)

Chọn dao : Mũi khoan ruột gà d=8mm

               Mũi khoét d= 10mm

               Mũi doa d=  10,5  mm             

     Bảng 4-40,4-47,4-49 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

....................................................

X .TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN –KHOÉT –DOA 3 LỖ 10.5

Tính toán và thiết kế đồ gá là xác định cơ cấu kẹp chặt và cơ cấu định vị sao cho cho tiết được cứng vững trong quá trình gia công và đảm bảo độ chính xác cho yêu cầu gia công hàng loạt, phù hợp với từng loại máy và từng loại dụng cụ cắt.

1.Lập sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công khoan -khoét-doa      3 lỗ - 10.5

          Yêu cầu với lỗ  10.5 là phải vuông góc với hai mặt đầu của lỗ và phải đảm bảo độ nhẵn bóng .Để gia công đạt độ chính xác phải định vị đủ bậc tự do.

          Chi tiết được định vị trên mặt đáy kẹp chặt bằng bulong-ecu hạn chế 3 bậc tự do,định vị chốt tỳ điều chỉnh vào mặt đáy B chi tiết.

2.Xác định phương chiều điểm đặt của lực kẹp và tính lực kẹp

• Tính lực kẹp :

Nhận xét :Để thiết kế đồ gá cho nguyên công này ta chỉ cần xác định mômen xoắn Mx của bước khoan ,vì lực cắt và mômen xoắn của bước khoét ,doa nhỏ hơn nhiều so với bước khoan .Vì thế thiết kế đồ gá cho bước khoan là đủ cứng vững cho các bước còn lại của nguyên công.

Chi tiết được định vị bằng mặt phẳng và được kẹp chặt bằng mỏ kẹp

Không tính đến lực hướng trục, thì phương trình cân bằng lực có dạng

                                               K.M_c=W_ct.f.a

a-Là khoảng cách từ tâm dao đến mỏ kẹp . a= 33,75mm

          M_c : momen cắt

        Trị số C_M,C_p và các số mũ tra bảng (5-32) stCNCTM2

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

k_MP= =1 

M_c==0.021. 10,5².0,9^0,8.1=2.13

           W_ct : lực kẹp xuống chi tiết.

          F: hệ số ma sát giữa chấu kẹp và chi tiết. F=0,05

K:là hệ số an toàn ,được xác định như sau:

                                      K=K₀K₁K₂K₃K₄K₅K₆

K₀:Hệ số an toàn cho tất cả các trương hợp K₀=1.5

K₁:Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi

Gia công thô K₁=1.2 gia công tinh K₁=1

K₂:Hệ số tăng lực cắt khi mòn dao K₂=1

K₃:Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K₃=1.2

K₄:Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K₄=1.3

K₅:Hệ số tính đến mức độ thuân lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay K₅=1

K₆:Hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K₆=1.5

=>K=1,5.1.1 .1,2.1,3.1.1,5=2,7

W_ct=    =  =341. (kG)

Từ phương trình cân bằng lực và phương trình mô men xác định  được lực kẹp cần thiết:

                    Q =  =  = 488 N

3.Các thành phần của đồ gá

Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực

    Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các 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 các yêu cầu như vậy ta chọn cơ cấu kẹp là bulong-ecu , kẹp chặt bằng ren

   Cơ cấu sinh lực là tay công nhân

Chọn cơ cấu dẫn hướng và các cơ cấu khác

*Cơ cấu dẫn hướng

   Với đồ gá khoan , khoét , doa thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng ,nó xác định trực tiếp vị trí của mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quá trình gia công.

Cơ cấu dẫn hướng được dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn được chọn là loại bạc thay nhanh

* Các cơ cấu khác

Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc .

Thân đồ gá được chọn theo kết cấu như bản vẽ lắp , thân được chế tạo bằng gang

4Tính sai số

Sai số chuẩn 

Sinh ra do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước

=0 do phương kích thước vuông góc với mặt định vị

 Sai số kẹp chặt 

Gây ra bởi lực kẹp

=0 do phương lực kẹp vuông góc với phương của kích thước

Sai số do mòn

Do đồ gá bị mòn gây ra

Sai số mòn được tính theo công thức sau :

-Hệ số phụ thuộc cơ cấu định vị =0,18

N:Số lượng chi tiết sản xuất trên đồ gá

= = 0,18. = 15,05 (µm)

Sai số điều chỉnh 

          Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá .Sai số điều chỉnh phụ thuộc  vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp.

Trong tính toán đồ gá ta chọn :  =10

Sai số gá đặt 

Trong tính toán đồ gá lấy giá trị sai số gá đặt cho phép 

 Trong đó  =60  là dung sai nguyên công

Sai số chế tạo đồ gá

Sai số chế tạo của đồ gá được xác định như sau:

Thay các giá trị ở trên vào ta có :

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK