LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ TRỤC BẬC G1 ĐH SPKT HƯNG YÊN

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 quy 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 Luyện Duy Tuấn, 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 4 bu lông lắp vào 4 lỗ chân gối đỡ.

Các lỗ f120, f58 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 f120  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 0,035 độ nhám R_a=2,5 như vậy đã phù hợp với chức năng và điều kiện làm việc của nó, f58  chỉ có tác dụng cho đầu trục xuyên qua nên không có yêu cầu gì đặc biệt về độ bóng.

Các lỗ lắp Bulông  là lỗ không thông thì bất tiện cho việc gia công, tuy nhiên đây không phải là bất tiện lớn vì lỗ M14  là tương đối nhỏ và là lỗ phụ.

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

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

N=N₁.m.[1+ (a +b)/100]

Với N₁ = 15000 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

Q = V.g

V thể tích của chi tiết

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

       = 727200 mm³

V    =  1073785,8 + 727200 = 1800985,8  mm³  = 1,800985 dm³

Vậy Q = 1,800985.7  = 12,6  (Kg)

g_{gang xám}=7 kg/dm³

Với sản lượng hàng năm của chi tiết 16500 chi tiết và khối lượng chi tiết là 12,6  kg  ta tra bảng 2(sách CNCTM–trang19) được dạng sản xuất là hàng khối

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: Thẳng đứng (Hình vẽ)

Bản vẽ chi tiết lồng phôi (bản vẽ A4).

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 lỗ chính f120 là R_a= 2,5 mm, cấp độ nhám 6.

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

+Dung sai của lỗ  f120 là + 0.035

+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. Đồng thời khi gia công ta phải đạt các kích thước  từ  mặt đáy đến lỗ chính f120.

Mặt khác đây là chi tiết dạng hộp nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất nhất định phải là mặt A, có kèm theo các 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 cấc lỗ 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) 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  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 f120, 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 f120 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  bulông đòn kẹp để kẹp qua mặt B. Cách này gia công chi tiết trên máy phay đứng 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 mặ B.

3)Thực hiện các nguyên công chính.

-  Nguyên công I     : Phay mặt đáy A.

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

-  Nguyên công III   : Khoan 4 lỗ đế.

-  Nguyên công IV   : Phay hai mặt đầu.

-  Nguyên công V    : Tiện trong 2 lỗ f58 , f120 và Doa lỗ  f120.

-  Nguyên công VI   : Khoan 6 lỗ  f6,5 - Tarô 6 lỗ M8x1,25

-  Nguyên công VII  : Khoan lỗ f8 - Tarô lỗ M10x1,5

-  Nguyên công VIII : Kiểm tra

Nguyên công 1: Phay mặt đáy A

• Khi gia công mặt đáy A của chi tiết ta định vị 6 bậc tự do.
• 3 bậc định vị bằng 2 phiến tỳ ở mặt đáy.
• 2 bậc còn lại định vị bằng 2 chốt trụ vào mặt bên.
• Một chốt trụ mặt cạnh hạn chế bậc tự do còn lại.
• Lực kẹp hướng từ trên xuống dưới theo hướng vuông góc với phiến tỳ.
• Chi tiết được gia công trên máy phay đứng vạn năng 6A82, dùng dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng.

Nguyên công 2:  Phay mặt đối diện B và mặt trên đỉnh.

• Sau khi phay mặt đáy A làm chuẩn tinh chính ta dùng mặt này để định vị gia công mặt đối diện B.
• Định vị: Dùng phiến tỳ ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do, 2 chốt trụ phẳng ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt tỳ mặt cạnh hạn chế bậc tự do còn lại.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng lực kẹp có hướng vuông góc với phiến tỳ, kẹp vào lỗ .
• Gia công trên máy phay đứng 6A10 (3KW).  Khi gia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy mang chi tiết thực hiện chuyển động chạy dao S.
• Chọn dao phay mặt đầu hợp kim cứng.
• ..................................
• .....................................................

1. Cơ cấu dẫn hướng và cơ cấu khác :

Cơ cấu dẫn hướng : Với đồ gá khoan và doa thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó quyết định trực tiếp đến vị trí của mũi khoan và doa trong quá trình gia công chi tiết. Trong đó cơ cấu dẫn hướng được chọn là bạc dẫn hướng tháo lắp nhanh có vai.

Thân đồ gá được chế tạo và lắp ghép như hình vẽ. Các cơ cấu của thân đồ gá được chế tạo từ vật liệu là gang xám vì nó có tính chất tốt trong quá trình đúc và gia công ngoài ra nó còn giảm được các dung động trong quá trình cắt hay gia công cắt gọt chi tiết.

2. Xác định sai số chế tạo đồ gá :

Sai số khi chế tạo đồ gá khi gia công cho phép theo yêu cầu của nguyên công gia công lỗ f14 nhưng nó phải đảm bảo rằng độ chính xác cũng như độ bóng của các chi tiết để định vị cũng như thân đồ gá phải gia công chính xác hơn khoảng từ 1 ¸ 2 cấp so với lỗ được gia công tức nó phải đạt độ chính xác từ cấp 8 ¸ 10. Để từ đó có thể quy định được việc chế tạo cũng như lắp ghép đồ gá khi gia công chi tiết từ đó ta có thể điều chỉnh được sai số do gá đặt, sai số kẹp chặt cũng như sai số mòn của đồ gá từ đó tạo nên độ chính xác khi gia công.

Như vậy ta có thể tính được sai số chế tạo đồ gá cho phép được tính như sau

Từ đó ta có thể suy ra :  

Trong đó  :  e_k là sai số khi kẹp chặt phôi, trong trường hợp này thì phương của                lực kẹp chặt vuông góc với phương thực hiện kích thước dó đó e_k = 0

e_c : sai số chuẩn đo định vị chi tiết, lấy e_c = 0

e_m : là sai số do mòn đồ gá, ta có   e_m = b = 0,3. = 36,7 (mm)

e_dc : sai số do lắp đặt các chi tiết của đồ gá và lấy e_dc = 5 mm

e_gd : với sai số  e_dc = = 66,67 mm ( trong đó d là dung sai nguyên công)

Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá :

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  5

1)Qui trình công nghệ chế tạo:

2)Thực hiện các nguyên công chính 

3)Chọn chuẩn 

VI: Tính lượng dư gia công cho một bề mặt. 15

1)Bước gia công thô 

2)Bước gia công tinh 

VII: Tính chế độ cắt cho một nguyên công, các nguyên công khác tra bảng  17

1)Tính chế độ cắt cho nguyên công 1 (Phay đế dưới)

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

VIII: Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công  30

IX: Tính toán và thiết kế đồ gá  34

1.Tính lực kẹp chặt W   

2.Tính sai số chế tạo đồ gá 

a)Sai số chuẩn  :

b)Sai số kẹp chặt  :

c)Sai số do mòn  :

d)Sai số điều chỉnh e_đc:

e)Sai số gá đặt e_gđ:

f)Sai số chế tạo cho phép của đồ gá

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