THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GIÁ ĐỠ 3 LỖ ĐẠI HỌC KỸ THUẬT

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án hết sức quan trọng đối với nghành chế tạo cũng như các nghành có liên quan . Đó là nhiệm vụ cần thiết sau khi đã học xong chương trình môn học công nghệ chế tạo máy. Đồ án này giúp ta gần gũi thêm với nhiệm vụ kỹ sư sau này.Nó không những giúp ta hệ thống lại tất cả các kiến thức về môn học công nghệ chế tạo máy, đồ gá  dao cắt mà còn giúp ta giải quyết tốt những vấn đề thực tế hơn.

Đồ án giúp ta vận dụng các lý thuyết đã học để giải quyết tốt một nhiệm vụ cụ thể . Tập làm quen với việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật và nắm vững hơn phần lý thuyết đã học.

Đồ án này thực hiện dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn cũng như các giáo viên khác trong bộ môn. Em xin gởi lời cảm ơn đến  các thầy .

Đây là lần đầu tiên giải quyết một vấn đề cụ thể là một qui trình công nghệ để gia công chi tiết dạng đĩa hoàn chỉnh. Nên bản thân gặp nhiều kó khăn mặc dù em đã cố gắng hết sưc khả năng song vẫn còn thiếu sót mong thầy thông cảm.

Phần I:      PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬTVÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

1. Điều kiện làm việc

Gối đở dùng để đở các ổ trục trong các máy có điều kiện làm việc khác nhau như: máy công cụ, máy cắt, máy bơm, ô tô...

Điều kiện làm việc của nó khá nặng nhọc do chịu tác dung của các lực biến đổi về phương chiều và độ lớn như lực hướng tâm, lực dọc trục, ma sát... Trong quá trình làm việc của máy có sự va đập của các chi tiết cắt dẫn đến ảnh hưởng độ bền cuẩ các gối đở; quá trình làm việc có ma sát sinh ra nhiệt ở ổ ảnh hưởng đến tính bền nhiệt của gối đở, quá trình rung động khi làm việc cũng gây ảnh hưởng đến gối đỡ.

Từ điều kiện làm việc nặng nhọc đó đòi hỏi gối đỡ cần có những yêu cầu kỹ thuật cao nhằm tạo cho gối đỡ làm việc tốt trong diều kiện của máy như độ cứng vững của gối đỡ phải tốt để tránh được rung động hay lưc tác dụng trong quá trình làm việc. Độ chính xác gia công phải cao cho các lắp lỗ do điều kiện ăn khít của hai chi tiết, tức độ nhẵn bóng bề mặt và sai số gia công tốt; chất lượng bề mặt cao như độ cứng bề mặt phải đảm bảo tuổi bền cho chi tiết suốt quá trình làm việc; đảm bảo độ đồng tâm của các lỗ không gây lệch tâm trong quá trình làm việc...

Yêu cầu về kỹ thuật:

            + Độ không song song giữa đường tâm lỗ F20 và F16 không vượt quá 0,03/100mm.

            + Độ không song song giữa đường tâm lỗ và mặt đáy không vượt quá 0,05/100mm.

2. Xác định dạng sản xuất

Số lượng sản xuất: 2000 chiếc/ năm.

Khối lượng của chi tiết...........................

• V₄= 10-168-65 = 109.200 mm-

             Tra bảng 2, TKĐACNCTM, với: Q₁< 4kg.

                                                                      Sản lượng hằng năm: 2000 chiếc/ năm.

             Vậy chọn loại hình sản xuất là hàng loạt vừa.

3. Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi:

             1. Xác định phương pháp chế tạo lồng phôi:

             Chi tiết là một gối đỡ có hình dáng phức tạp, vật liệu bằng gang xám GX15-32. Sản lượng hàng năm là 2000 chi tiết/ năm, được xếp vào sản xuất hàng loạt vừa.

             Đây là chi tiết được sản xuất hàng loạt vừa nên ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát.

             Chọn cấp chính xác chế tạo phôi đúc cấp 1.

                      Dung sai phôi:

                      Độ bóng         :  R_z = 320 hoặc R_z = 80.

             2. Xác định bản vẽ chi tiết chế tạo phôi:

             Phần II:   THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT:

       

             1. Xác định đường lối công nghệ:

             Với khối lượng chi tiết và sản lượng hàng năm như trên, dạng sản xuất là hàng loạt vừa, đường lối công nghệ được xác định phù hợp nhất là phân tán nguyên công.

             2. Chọn phương pháp gia công:

             Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa, muốn chuyên môn hoá cao để đạt năng suất cao trong điều kiên sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công). Ở đây ta dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo.

             3. Lập tiến trình công nghệ:

             - Nguyên công 1: Phay mặt đáy đạt R_z = 10.

             - Nguyên công 2: Phay mặt gờ đạt R_z = 40.

             - Nguyên công 3: Khoan khoét 2 lỗ  đạt độ bóng R_z= 40.

             - Nguyên công 4: Phay hai mặt bên đạt R_z= 40.

             - Nguyên công 5: Tiện thô, tiện tinh lỗ đạt độ bóng R_a= 1,25.

             - Nguyên công 6: Tiện thô, tiện tinh hai lỗ H7 đạt độ bóng R_a= 1,25.

             - Nguyên công 7: Kiểm tra.

             4. Thiết kế nguyên công:

             Thiết kế qui trình công nghệ chi tiết gối đỡ.

                         - Sản lượng: 2000 chiếc/ năm.

                        - Vật liệu GX 15-32.

                        - Dạng sản xuất: hàng loạt vừa.

4.1 Nguyên công 1: Phay mặt đáy.           

             - Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do.

                        Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng 3 chốt tì.

                        Mặt bên định vị 2 bậc tự do bằng 2 chốt tì.

             - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với chiều chạy dao.

             - Chọn máy: Máy phay đứng 6H82.

             - Chọn dao: Dao phay mặt đầu (D/z = 150/14) có gắn hợp kim cứng BK8.

• Tra tính chế độ cắt:

   Khi phay thô mặt phẳng.

- Lượng chạy dao răng S_z

                        S_z = 0,26mm/răng (Bảng 5-33, Sổ tay CNCTM II, trang 29).

- Tốc độ cắt V_b khi phay

                        V_b= 158m/phút (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Chiều sâu cắt t:

                        t = 1,5mm (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Tốc độ cắt tính toán V_t

                               V_t = V_b.k_v

         với k_v = k_MV.k_nv.k_uv

                        trong đó k_MV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

                        (Bảng 5-1 và 5-2 Sổ tay CNCTM II, trang 6 và 7)         

                                    k_MV =

         HB » 200 (GX15-32)

      k_nv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

      k_uv : hệ số phụ thuộc vào chất lượng dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

                                        Các hệ số phụ thuộc

kMV	knv	kuv
0,9378	0,82	0,83

    Vận tốc tính toán :

                                    V_t = 158.0,9378.0,82.0,83 =100,846m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                                    vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy 6H82)

                                    n_m = 220vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                        m/phút

- Lượng chạy dao phút :

                        S_ph = S_z.z.n = 0,26.14.220 = 800,8mm/phút.

- Công suất thực tế của máy :

                        N_e = 6kw (Bảng 5-130, Sổ tay CNCTM II, trang 118).

         Khi phay tinh mặt phẳng.

                        S = 2,52mm/vòng (Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Vậy lượng chạy dao răng:

                        S_z mm/răng.

- Tốc độ cắt V_b khi phay:

                        V_b = 180mm/phút (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Chiều sâu cắt t:

                        t = 1,5mm (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Vận tốc tính toán :

                        V_t =V_b.k_v = 180.0,9378.0,82.0,83 = 114,888m/phút.

- Số vòng quay tính toán

                        vòng/phút.

             Chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn của máy :

                        n_m = 250vòng/phút.

- Vận tố thực tế :

                        m/ phút.                

Lượng chạy dao phút:

                        S_ph = S_z.z.n_m = 0,18.14.250 = 630 mm/ phút.

Công suất thực tế:

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

p hướng vuông góc với bề mặt định vị chi tiết là mặt phẳng bên.

                  

- Khi dao tiện vào gia công sẽ có các lực sau tác dụng lên chi tiết.

                        + Lực tiếp tuyến xu hướng kéo bật chi tiết ra khỏi bề mặt định vị.

                        + Lực hướng kính xu hướng làm rời chi tiết ra khỏi bề mặt định vị.

                        + Lực dọc trục có xu hướng ép chi tiết lại phía hai chốt định vị

      Gọi f₁ là hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết

              f₂ là hệ số ma sát giữa bề mặt định vị và chi tiết.

      Ta có phương trình cân bằng lực

                            

                        Với P_x = 897,3521N.

                              P_Z = 861,3034N.

                 G = 3,8.9,81 = 37,278kg.

                              f₁ = 0,15.

                              f₂ = 0,15.

                        k = k₀.k₁.k₂.k₃.k₄.k₅.

Với  k hệ số  an toàn cho mọi trường hợp gia công (k.

         k: hệ số tính  đến bề mặt phôi (k=1,2).

         k: hệ số tính đến lực cắt cho dụng cụ cắt (k = 1)

         k: hệ số tính đến gia công bề mặt không liên tục (k=1)

         k:hệ số tính đến sự thay đổi lực kẹp gây ra do cơ cấu sinh lực đồ gá (k=1)

         k: hệ số tính đến  trường hợp gia công có moment xoắn có xu hướng làm quay bề mặt gia công.(k=1)

                  k = 1,5.1,2.1.1.1 = 2,34.

                                  

                                        

      2. Tính cơ cấu kẹp

      Ta dùng cơ cấu kẹp bằng ren có tính tự hãm tốt.

            a. Tính bulông : Thân bulông chịu nén do siết và chịu moment xoắn do ma sát.

                        Chọn vật liệu : thép 45.

            Đường kính bulông được tính theo công thúc :

                                              

             Chọn  =

             b. Tính lực vặn bulông

             Phương trình cân bằng moment:

                                    Q.L = M₁ + M₂.

                        Q: lực vặn của tay quay.

                        M₁: moment ma sát giữa bulông và lỗ ren.

                        M₂: moment ma sát giữa miếng kẹp và chi tiết.

                                    M₁ = q.r_tb

                                    M₂ = f₂.R_tb

                                Với q: lực ma sát giữa bulông và đai ốc.

                                   

                               f₂: lực ma sát giữa miếng kẹp và chi tiết.

                                  

                               r_tb: bán kính trung bình của bulông.

                               R_tb: bán kính trung bình của miếng kẹp.

                               : góc nâng của ren.

                               : góc ma sát giữa bulông và đai ốc.

                               : góc ma sát giữa miếng kẹp và chi tiết.

                 

                        Trong đó        L: chiều dài tay vặn; chọn L = 100mm.

                                          

                        Tra bảng 8-42 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy II

                        Chọn r_tb = 9mm, R_tb = 18mm.TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 . Nguyễn Đắc lộc cùng các tác giả khác - Sổ tay công nghệ chế tạo máy _ NXB khoa học kỹ thuật 2001

2 . Bộ môn công nghệ chế tạo máy _ Sổ tay thết kế công nghệ chế tạo máy_ ĐHBKHN 1970

3 . Đặng Vũ Giao _  Tính và thiết kế đồ gá _ ĐHBKHN 1968

4 . Đồ gá gia công cơ _ NXB Đà Nẵng 2000

 5 . Trường Đại học bách khoa Hà Nội _  Công nghệ chế tạo máy _ NXB khoa học kỹ thuật 2001

 6 . Trần Văn Địch Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo may _ NXB khoa học kỹ thuật   

2001

 7 . Ninh Đức Tốn _  Dung sai lắp ghép _ NXBGiáo dục 2000

                                                                                                 

MỤC LỤC

 

   Lời nói đầu                                                                                                            Trang  3          

                                                                                      

       Phần I:      PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬTVÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

     I. Phân tích điều kiện kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết                       Trang 4     

    II. Xác định dạng sản xuất và định phương hướng công nghệ                             Trang 4

   III. Lựa chọn phương án chế tạo phôi và xây dựng bản vẽ phôi                           Trang 6

 

                 Phần II: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

    1 Phân tích chuẩn công nghê                                                                             Trang 7

    2 Xác định trình tự  nguyên công chọn máy, dao , trang bị công nghệ             Trang 7

    3 Trình tự các nguyên công                                                                               Trang 7

    4. Thiết kế nguyên công:                                                                                          Trang 7

             4.1 Nguyên công 1: Phay mặt đáy.                                                                 Trang 7

            4.2 Nguyên công 2: Phay mặt gờ đạt độ bóng R_z = 40                                 Trang 10

            4.3 Nguyên công 3: Khoan, khoét 2 lỗ  .                                                 Trang 13

            4.4 Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên đạt R_z = 40.                                          Trang 17

            4.5 Nguyên công 5 : Tiện lỗ                                                                      Trang 20

            4.6 Nguyên công 6 :Tiện lỗ  H7                                                                 Trang 23

            4.7 Nguyên công 7 : Kiểm tra                                                                           Trang 29

                                                                                                     

                  Phần III: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG  LỖ Æ16

  III.1   Yêu cầu chung về thiết kế đồ gá chuyên dùng và ý nghĩa của nó                Trang 33

  III.2   Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá : Định vị, kẹp chặt, lực cắt

            mômen cắt  cơ cấu   kẹp                                                                              Trang 33

  III.3   Tính toán lực kẹp cần thiết , chọn cơ cấu tạo lực kẹp và tính nguồn sinh lực Trang 35

  III.4   Tính sức bền cho bulông , đai ốc                                                                  Trang 37

  III.5  Tính sai số chuẩn và sai số kệp chặt                                                             Trang 38

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