THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ TRỤ ĐH SPKT HƯNG YÊN

LỜI NÓI ĐẦU

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

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

     Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể.

      Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

     Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của

ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.

     Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lý Ngọc Quyết, Các Thầy, Cô giáo  đã tận tình giúp đỡ, chỉ  bảo để em có thể  hoàn thành tốt đồ án môn học  này.

     Em xin chân thành cảm ơn!

I: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

Chi tiết ta cần thiết kế là chi tiết gối đỡ, chức năng làm việc chủ yếu là đỡ cho các chi tiết khác mà cụ thể ở đây là đầu trục trong máy

  Gối đỡ được kẹp chặt xuống nền nhờ 2 bu lông lắp vào 2 lỗ chân gối đỡ.

  Các lỗ f49, f90 cần đảm bảo độ đồng tâm, độ song song của tâm so với mặt đáy sao cho khi làm việc trục không bị đảo và khi lắp ráp được dễ dàng.

II: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU

Chi tiết mà ta cần thiết kế có tính công nghệ tương đối cao:

  Trọng lượng sản phẩm vừa phải không quá lớn

  Vật liệu GX15-32 tương đối thông dụng và rẻ tiền

Thành phần hoá học của Gang:

Có độ cứng HB = 170 ¸190

  Các kích thước trên và dưới đều hợp lý

  Dung sai ,độ nhám hợp lý không quá cao và không quá thấp cụ thể như lỗ f90 là bề mặt làm việc nhiều nhất(lắp với vòng ngoài của ổ lăn) nó yêu cầu độ chính xác cao để làm việc và lắp ráp không quá khó khăn dung sai là 0,047 độ nhám R_z=20 như vậy đã phù hợp với chức năng và điều kiện làm việc của nó, f49 chỉ có tác dụng cho đầu trục xuyên qua nên không có yêu cầu gì đặc biệt về độ bóng.

     Các lỗ lắp Bulông M6 là lỗ không thông thì bất tiện cho việc gia công, tuy nhiên đây không phải là bất tiện lớn vì lỗ M6 là tương đối nhỏ và là lỗ phụ.

  Chi tiết gối đỡ như thiết kế cần sửa chữa một chút về phần mặt đầu D của lỗ, chúng ta làm lồi phần này ra so phần rãnh chân nhằm dễ dàng gia công cho phần này vuông góc với tâm lỗ f90, bằng cách làm lõm phần rãnh chân xuống 1 mm và khi chế tạo phôi không cần có lượng dư gia công, nhờ vậy ta có thể dễ dàng tiện được mặt đầu D cùng nguyên công tiện lỗ f90, như vậy ta có thể dùng các phương pháp gia công dao cụ thông thường.

  Gia công tương đối thuận tiện và năng suất.

  Lắp ráp thuận tiện vì nó ít mối lắp ghép, tính chất lắp lẫn cao.

  Ngoài ra nó còn tiết kiệm được vật liệu

III: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

   Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:

                N=N₁.m.[1+ (a +b)/100]

Với N₁ = 20000 chiếc/năm ( m=1 )

       b = 6%, Phần trăm chi tiết chế tạo thêm để dự trữ

       a = 4%, Phần trăm chi tiết phế phẩm

                N=N₁.m.[1+(4+6)/100] = 16500 chiếc/năm

Khối lượng chi tiết: Sách CNCTM – trang19

                Q₁=V.g

                V thể tích của chi tiết(dm³)

     V » V_chân + V_hộp = 2.(70.45.30) + [31.3,14.(55² - 45²) + 7.3,14.(55² - 40²) + 4.3,14.(55² - 24,5²) + 4.3,14.(55² - 30²) + 4.3,14.(40² - 24,5²)]=

                               = 189000 + [97340 + 31321,5 + 30454,86 + 26690 + 12556,86]

                               = 387363 mm³ = 0,39 dm³

     g_{gang xám}=7 kg/dm³

     à Q₁= 0,39.7 = 2.73 kg

  Với sản lượng hàng năm của chi tiết 16500 chi tiết và khối lượng chi tiết là 2,73 kg ta tra bảng 2(sách CNCTM – trang19) được dạng sản xuất là hàng loạt lớn

IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Trong các phương pháp chế tạo phôi ta thấy có rất nhiều phương pháp, trong đó ta thấy phương pháp đúc là hợp lý nhất. Vì:

         -Nó đảm bảo được lượng dư, dung sai, và kích thước phôi như yêu cầu trong bản vẽ chi tiết

         -Mặt khác về mặt chi tiết điển hình ta thấy đây là chi tiết dạng hộp vật liệu GX15-32 do đó ta nên dùng phương pháp đúc là hợp lý hơn cả.

  Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại...

  Dựa vào dạng sản xuất, vật liệu hình dáng và khối lượng của chi tiết ta sẽ chọn phương pháp đúc: Đúc trong khuôn kim loại với mặt phân khuôn thẳng đứng.

  Mặt phân khuôn: (Hình vẽ)

  Bản vẽ chi tiết lồng phôi (bản vẽ A1).

V: LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

  Trong ngành chế tạo máy tồn tại một số lượng lớn các loại chi tiết gia công cho phép tập hợp một số rất lớn các chi tiết và nhóm máy trong cơ khí thành một số loại có hạn, bảo đảm có khả năng chuyển từ quá trình công nghệ đơn chiếc thành quá trình công nghệ điển hình mang dấu hiệu đặc trưng cho từng loại. Chi tiết ta cần gia công được phân loại. Chi tiết ta cần gia công được phân loại thành chi tiết dạng hộp

1)Qui trình công nghệ chế tạo:

     -Lỗ chính xác: Dùng để đỡ các đầu trục được gọi là lỗ chính

     -Lỗ không chính xác: Dùng để kẹp các bộ phận khác được gọi là lỗ phụ

     -Yêu cầu kỹ thuật

          +Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 - 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài

          +Độ nhám bề mặt của các mặt này R_a = 5 – 1,25 mm

           +Độ nhám bề mặt lỗ chính f110 là R_z= 20 mm, cấp chính xác C7

          +Sai số hình dáng của lỗ là 0,5 - 0,7 dung sai đường kính lỗ

          +Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng1/2 dung sai đường kính lỗ nhỏ nhất=0,05

         +Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ chính là 0,05 – 0,1 mm/100mm bán kính

2)Chọn chuẩn

  Chọn chuẩn, phân tích cách chọn chuẩn và cách thiết lập trình tự gia công việc chọn chuẩn trong quá trình gia công sẽ quyết định khả năng để đạt độ chính xác kích thước của chi tiết

  Nếu như chọn chuẩn khi gia công lắp ráp, kiểm tra mà trùng nhau thì sẽ rất có lợi trong việc gia công chế tạo sản phẩm vì nó tránh được sai số chuẩn àgiúp ta đảm bảo được độ chính xác yêu cầu của sản phẩm

Ta thấy rằng với giá đỡ này khi làm việc chi tiết được kẹp chặt và định vị trên mặt đáy nhờ các bề mặt kề trên mặt đáy này(2 lỗ f14,5). Đồng thời khi gia công ta phải đạt các kích thước từ  mặt đáy đến lỗ chính f90,...và các kích thước này đều có gốc là A.

  Mặt khác đây là chi tiết dạng hộp nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất nhất định phải là mặt A, có kèm theo hai lỗ trên đế giá đỡ. Vì mặt A sẽ quyết định các kích thước còn lại trong quá trình gia công các nguyên công khác.

  Vì vậy ở đây ta chọn mặt chuẩn A và hai lỗ f14,5 vuông góc với mặt A làm chuẩn tinh và vì nó còn được dùng trong quá trình lắp ráp, làm chuẩn cho nhiều nguyên công sau. Nguyên công phay mặt đáy, nên nó được gọi là chuẩn tinh chính hay chuẩn tinh thống nhất.

  Vậy chuẩn tinh ở đây ta chọn là mặt A và các lỗ vuông góc với bề mặt A..

   Để có được bề mặt A và các lỗ trên bề mặt A(lỗ f14.5) làm chuẩn tinh thì trước hết ta phải chọn chuẩn thô.

  Phân tích việc chọn chuẩn thô:

  Các mặt có thể dùng làm chuẩn thô là B, D, C, F.

      -Nếu dùng mặt F và mặt B làm chuẩn: Ta có thể dùng mặt trụ ngoài f110 để làm chuẩn thô, dùng khối V để định vị khống chế 4 bậc tự do, dùng mỏ kẹp kẹp vào phía trong của bề mặt trụ f90, và phương án này ta phải dùng 1 chốt tỳ nữa định vị vào mặt B để hạn chế thêm 1 bậc tự do quay quanh tâm khối V. Với cách này thì sau khi gia công xong mặt chuẩn tinh chính thì khi gia công mặt lỗ f90 sẽ đảm bảo đồng tâm với trụ ngoài. Nhưng khi thiết kế đồ gá để gia công trên máy phay đứng thì lại cồng kềnh (cao và kém cứng vững)

      -Đối với việc dùng mặt B và mặt D làm chuẩn thô thì việc định vị tương đối dễ, dùng 3 chốt tỳ định vị lên mặt D khống chế 3 bậc tự do, 2 chốt tỳ định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do. Viêc kẹp chặt, ta có thể dùng bạc chữ C và bulông để kẹp qua lỗ f49. Cách này gia công chi tiết trên máy phay ngang và có ưu điểm là đồ gá gọn và cứng vững. Cách này cũng tương tự như dùng mặt C thay cho mặt D, tuy nhiên nếu chọn mặt C thì sẽ khó hơn trong việc tháo lắp nhanh

   Do vậy ta chọn mặt D và mặt B làm chuẩn thô, kích thước đạt được theo mặt B.

3)Thực hiện các nguyên công chính

- Nguyên công I     : Phay mặt đáy A.

- Nguyên công II    : Phay mặt đối diện với mặt đáy.

- Nguyên công III   : Khoan, khoét, doa hai lỗ f14,5.

- Nguyên công IV   : Phay hai mặt đầu.

- Nguyên công V    : Tiện thô các lỗ f90; f80, f49, tiện mặt đầu.

- Nguyên công VI   : Tiện tinh lỗ f90 và tiện định hình lỗ f60.

- Nguyên công VII : Khoan 3 lỗ f4,5  ,ta ro 3 lỗ M6 trên mặt đầu.

- Nguyên công XIII  : Khoan  lỗ f4,5  ta ro 3 M6 lỗ phía trên.

- Nguyên công I X   : Tổng kiểm tra.

4)Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

   Kích thước vật đúc lớn nhất là 190 mm, đúc trong khuôn kim loại

   ( theo bảng 3-110, trang 259_sổ tay tập 1)

Mặt phẳng A có vị trí phía trên của vật đúc kích thước danh nghĩa: 190mm. Lượng dư

gia công là 2,5 mm.

  Mặt B, D là mặt bên ngoài, và mặt dưới có lượng dư 2,0 mm.

Mặt E và 2 lỗ f49, f90 là mặt bên trong có lượng dư 2,2 mm.

VI: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO MỘT BỀ MẶT.

Tính lượng dư gia công cho bề mặt lỗ f90^-0.017, với việc chọn chuẩn tinh chính là mặt phẳng

chuẩn tinh chính A, và hai lỗ f14,5 vuông góc với mặt phẳng A

Công thức tính Z_imin = R_Zi-1 + T_i-1 + r_i-1 + e_i

Bề mặt được gia công trên tiện T620 với dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng kiểu 1 có

h= 20mm; b=20mm; L = 170mm; P=70mm; n=6,0mm; l =12mm

( Bảng 4.14 STCNCTMTI)

1)Bước gia công thô

Phôi đúc bằng khuôn kim loại( theo bảng 3-66 _T1 Sổ tay CNCTM), Chiều cao

nhấp nhô tế vi, và chiều sâu lớp hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại:

R_Zi-1 = 200 mm,  T_i-1 = 300 mm

Sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại:

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

a)Sai số chuẩn :

Chi tiết gia công được định vị trên mặt phẳng và hai lỗ f14,5

Như đã tính ở phần tính toán lượng dư  thì:

Sai số chuẩn cho bước thô là:

Sai số chuẩn cho bước tinh:

b)Sai số kẹp chặt :

Trong trường hợp này phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước cần đạt nên sai số kẹp chặt trong trường hợp này  = 0

c)Sai số do mòn :

Sai số do mòn đồ gá được tính theo công thức gần đúng:

Với, hệ số b = 0,3

        Số chi tiết gia công N = 21000 chi tiết

d)Sai số điều chỉnh e_đc:

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

Thường lấy gần đúng:

                                   e_đc = 5 mm

e)Sai số gá đặt e_gđ:

Sai số gá đặt cho phép thường lấy bằng 1/3 dung sai kích thước của bước công nghệ

cần đạt

Trong đó: T = 200 mm_Dung sai kích thước chi tiết đúc

f)Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct]:

Thay các số liệu ở phần trên vào ta có:

    [e_ct] = 50 mm = 0,05 mm

Với sai số chế tạo như trên ta sẽ có điều kiện kỹ thuật của đồ gá:

1)Độ không song song giữa mặt dưới của đế đồ gá số 1 và mặt trên của hai phiến tỳ

số 2 là: £ 0,05 mm trên 100 mm chiều dài

2)Độ không song song giữa mặt phẳng đi qua tâm của hai chốt ( chốt trụ số 3 và

chốt trám số 5 ) và mặt phẳng đi qua hai then dẫn hướng số 7 là: £ 0,05 mm trên   100 mm chiều dài

1)Độ không song song giữa mặt phẳng của cữ so dao số 6 và căn đệm số 18 và mặt phẳng đi qua hai then dẫn hướng số 7 là: £ 0,05 mm trên 100 mm chiều dài

MỤC LỤC

I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 2

II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu  2

III: Xác định dạng sản xuất 3

IV: Chọn phương pháp chế tạo phôi 3

V: Lập thứ tự các nguyên công  4

1)Qui trình công nghệ chế tạo: 4

2)Thực hiện các nguyên công chính  4

3)Chọn chuẩn  4

4)Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại 5

VI: Tính lượng dư gia công cho một bề mặt. 5

1)Bước gia công thô  6

2)Bước gia công tinh  7

VII: Tính chế độ cắt cho một nguyên công, các nguyên công khác tra bảng  8

1)Tính chế độ cắt cho nguyên công 4 (Phay mặt bên C) 8

a)Phay thô: 9

b)Phay tinh: 9

c)Kiểm tra công suất cắt của máy  10

*Phay thô  10

                *Phay tinh 10

    2)Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 10

a)Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đáy A làm chuẩn tinh chính) 12

b)Nguyên công 2: (Phay 2 mặt bích đế B) 13

c)Nguyên công 3: (Khoan_Khoét_Doa hai lỗ f14,5 làm chuẩn tinh chính) 14

*Khoan lỗ f12mm: 15

*Khoét lỗ f14 mm   16

*Doa lỗ f14,5 mm: 16

            d)Nguyên công 5: (Tiện mặt đầu, lỗ f90, lỗ f49, và tiện định hình) 17

*Khoả mặt đầu D: 17

*Tiện lỗ f49: 18

*Tiện mặt bậc E( f49 lên f90): 18

*Tiện lỗ f90  19

*Tiện định hình lỗ f49: 20

e)Nguyên công 6: (Tiện bỏn tinh,tiện tinhf 90,tiện định hỡnh f60) 20

f)Nguyên công 7:(Khoan 3 lỗ f5 mm Ta rô 3 lỗ M6) 21

g)Nguyên công 8: (Khoan khoan lỗ f5 để Tarô ren M6) 23

VIII: Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công  27

IX: Tính toán và thiết kế đồ gá  29

1.Tính lực kẹp chặt W    29

a)Tính lực cắt khi phay  31

*Phay thô  31

*Phay tinh  32

b)Tính lực kẹp W khi phay: 32

*Lực kẹp phải chống lật: 33

*Lực kẹp phải chống trượt: 33

2.Tính sai số chế tạo đồ gá  34

a)Sai số chuẩn : 34

b)Sai số kẹp chặt : 34

c)Sai số do mòn : 35

d)Sai số điều chỉnh e_đc: 35

e)Sai số gá đặt e_gđ: 36

f)Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct]: 36

TÀI LIỆU SỬ DỤNG TRONG TÍNH TOÁN

1. Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy _ GS.TS.Trần Văn Địch
2. Sổ tay Công nghệ chế tạo máy (Tập 1, 2, 3) _ GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc

PGS.TS. Lê văn Tiến

PGS.TS. Ninh Đức Tốn

PGS.TS. Trần Xuân Việt

3. Atlas đồ gá  _ GS.TS. Trần Văn Địch
4. Cẩm nang Kỹ thuật cơ khí _ Nguyễn Văn Huyền

NXB xây dựng

5. Giáo trình Công nghệ chế tạo máy (Tập 1, 2) _ Đặng Vũ Giao

 PGS.TS. Lê Văn Tiến

 GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc

 Nguyễn Đức Năm

 Nguyễn Thế Đạt

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