THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ DẠNG HỘP ĐẠI HỌC KỸ THUẬT

PHẦN I :

        1.PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦN GIA CÔNG :

      - Chi tiết cần chế  tạo được dùng để đở trục . Vật liệu chế tạo là Gang Xám . Hình dạng của chi tiết chế tạo rất phức tạp . Điều kiện làm việc của trục là phải đảm bảo các yêu cầu kỷ thuật cao , độ song song độ đồng tâm giữa các gối đỡ , phải đảm khi quay không bị lệch tâm , giảm được các mômen uốn , giảm đựoc sự rung động , nâng cao sức bền mỏi cho trục và tuổi thọ của gối đỡ.

        - Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra , yêu cầu chi tiết phải đạt  đwợc độ cứng vững cao , chống mài mòn tốt , điều kiện bôi trơn đảm bảo .Cấp chính xác ,độ bóng , độ song song giữa tâm trục và măt j đáy ,độ vuông góc giữa các bền mặt ,dung sai của các bề mặt phải đảm bảo theo yêu cầu đặt ra của các chi cần chế tạo .

       - Tính công nghệ trong kết cấu không những  ảnh hưởng đến khối lượng lao động mà còn ảnh hưởng đến việc tiêu hao nguyên vật liệu.Vì vậy ngay từ khi thiết kế chúng ta phải chú ý đến kết cấu của chúng  như :

      - Hộp phải đủ cứng vững để gia công . Không bị biến dạng ,và có thể dùng chế độ cắt cao để có năng suất cao

      - Các mặt gia công của hộp không có dấu lồi lõm , phải thuận lợi cho việc ăn dao nhanh và thoát dao nhanh , kết cấu của bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công nhiều bề mặt cùng một lúc trên máy nhiều trục .

      - Các lổ trên chi tiết dạng hộp phai r kết cấu hình dạng đơn giản ,không có rảnh hoặc có dạng định hình , bề mặt lổ không bị đứt quãng , các lổ nên có đường kính giảm dần từ ngoài vào trong các lổ nên thông suuốt và ngắn

      - Các lổ dùng để định vị chi tiết phải là các lổ tiêu chuẩn .

            - Từ các yêu cầu trên để đạt được độ chính độ tương quan về vị trí trước hết ta phải gia công bề mặt đáy để  đạt dược độ bóng R_a=2,5 và gia công 2 lỗ  f 14 sao cho tâm lỗ phải gia vuông góc với mặt đáy và hai chuẩn này đều là chuẩn gia công thống nhất . Việt gia công chính xác các bề mặt này đảm bảo độ chính xác gia công csc nguyên công tiếp theo .

2. Yêu Cầu Kỹ Thuật .

       - Độ không song song giữa hai tâm f6o với mặt đáy không vượt quá  0,02 - 0,01 /100mm

       - Độ không vuông góc giữa mặt đáy và mặt bên không vượt quá 0,03/100mm.

3. Vật liệu chế tạo phôi .

Gang xám 15-32 :

Gang xám có những tính chất sau :

• Gang xám là loại gang graphít tồn tại ở dạng tấm . Thành phần hoá học của gang xám dao động trong khoảng 0,8-3,6%C; 1,2 - 2,8 %S; 0,5-1,6%Mn;tới 0,65%P; và 1,5%S.
• Độ bền không đáng kể
• Ơ dạng tấm tựa như những vết nứt nên là mất sự liên tục nền kim loại ..Vì vậy gang xám có đọ bền kéo rất thấp ; và có độ bền nén rất cao ( Xấp xỉ thép có nền kim loại ).
• Ngoài ra gang xám có hàm lượng cacbon cao và tồn tại ở dạng graphít nên nó :

-Nhiệt độ nóng chảy thấp

-Tính đúc

-Tính chống mài mòn

          -Tính chống rung động

  - Được sử dụng phổ biến làm :thân ,vỏ ,bệ máy , ổ trượt tốc độ thấp ...

4. Tính cơ học:

• Sức bền kéo s_k = 150 ( N/mm²)

-  Sức bền uốn   s_u= 320(N/mm²)

• Độ dẻo  d% = 0,5

5. Tính công nghệ của chi tiết:

• Kết cấu của chi tiết đơn giản chỉ gia công các mặt phẳng và lỗ
• Các bề mặt f40,f20 yêu cầu độ bóng và chính xác cao
• Một số bề mặt và các lỗ còn lại không gia công và không cần đật độ bóng và độ chính xác cao

6.Định dạng sản xuất  

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

                        Q₁ = V. ¡ (kg)

• Q1  : trọng lượng của chi tiết

         -V  :Thể tích của chi tiết ( dm³)

• ¡  : khối lượng riêng của vật liệu.

¡_{gang xám} =  ( 6,8 -7,4) kg/dm³.

V = 85.100.240 + 20.200.140 + p . 100².20/2 + p.44².2 + 200.20.220  - p.20².8.4 - p.10².4.12 - 104.4.100 - p.30²107 - p.10².20.2=2837749 mm³

 Vậy   V= 2,837 dm³

Vậy khối lượng chi tiết là: 

       Q = V.¡ = 2,837.7,1 =20,14 (kg)

7.XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI:

   a.  Xác định phương pháp chế tạo phôi :

 Chi tiết là một gối đỡ có hình dạng phức tạp , vật liệu bằng gang xám phôi . Sản lượng hàng năm là 15000 chi tiết / năm , được xếp vào sản xuất hàng khối.

Đây là chi tiết được sản xuất hàng khối nên ta dùng phương pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng .

       1.  Thiết kế 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 khối , 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 khối muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất thì nên chọn đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công . ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng  và các máy chuyên dùng dễ chế tạo .

     - Sau khi nghiêng cứu kỹ ta chọn các bề mặt gia công và chọn phương pháp gia công thích hợp để đạt độ chính xác và độ bóng yêu cầu . Chọn phương pháp gia công có thể dựa vào bảng 4, và chọn phương pháp gia công lần cuối .

1. Lập tiến trình công nghệ:

   -   Xác định thứ tự gia công các bề mặt chi tiết . 

1.phương án 1                                                                                                                                          

 -    Nguyên công 1. Phay mặt đáy  đạt độ bóng Rz= 20

 -    Nguyên công 2 : Phay mặt trên đạt độ bóng Rz = 20

• Nguyên công 3:  khoan 2 lỗ f10 đạt  Ra = 2,5 để làm chuẩn .
• Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ f40  khoan 4 lỗ f20 , đạt Rz = 40 để bắt bulông
• Nguyên cồng 5: Phay hai mặt bên để đạt độ bóng  Rz = 20
• Nguyên công 6: Khoan  1 lỗ f20 và tarô ren lỗ  M20 x 1,5
• Nguyên công 7: Khoét ,Doa  f60H7 để đạt độ bóng  Ra=1,25
• Nguyên công 8: Khoét lỗ rổng dưới
• Nguyên công 9: Kiểm tra độ song song gữa mặt đáy và mặt bên không vượt quá 0,03/100mm
• Nguyên công 10: Kiểm tra độ không song song giữa tâm lỗ f60với mặt đáy không vượt quá 0,03-0,01/100mm  

2.   Phương án 2.

• Nguyên công :Phay mặt đáy
• Nguyên công :Phay mặt phẳng trên
• Nguyên công :Phay mặt trước
• Nguyên công :Khoan ,khoét 4 lỗ bulông
• Nguyên công :khoét ,doa lỗ f60
• Nguyên công :Phay mặt phẳng sau
• Nguyên công :Khoan ,tarô lỗ f10
• Nguyên công :Khoan 2 lỗ f10
• Kiểm tra

3.    Phương án 3

• Nguyên công : Phay mặt đáy
• Nguyên công : Khoan ,khoét 4 lỗ bulong
• Nguyên công : Phay mặt phẳng trên
• Nguyên công : Phay mặt phẳng trên
• Nguyên công : Phay mặt phẳng sau
• Nguyên công : Khoan 2lô  f10
• Nguyên công : Khoan , taro lỗ f20
• Nguyên công : Khoét ,doa lỗ f60
• Nguyên công : Kiểm tra .

            Ngoài 3 phương án trên ta còn có nhiều phương án khác nữa ,nhưng mở đây ta chỉ xét  ba phương án này .

 

          Với Phương án 1 khi phay mặt đáy ta dùng mặt dưới của nó và mặt bên để định vị và khoét 4 lỗ bulông thì ta dùng mặt đáy làm chuẩn tinh . Nghĩa là ta dùng mặt đáy và 4 lỗbu lông làm chuẩn thống nhất cho các nguyên công còn lại để tránh sai số tích luỹ.                                                       

Nguyên công 1 : Phay mặt đáy  :

       Bước 1: Phay thô đạt  độ bóng  Rz = 40

       Bước 2: Phay tinh đạt độ bóng  Rz = 20

Nguyên công 2: Khoan khoét 4 lỗ bulông.

                    Bước 1 : Khoan 4 lỗ f20

                    Bước 2 : Khoét 4 lỗ f40 đạt độ bóng Rz = 40

Nguyên công 3:

           -Bước 1 : phay thô đạt độ bóng Rz =40

           -Bước 2 : Phay bán tinh đạt độ bóng  Rz 20

Nguyên công 4:

• Bước 1 Phay thô mặt phẳng trước
• 
  Bước 2 Phay bán tinh đạt độ bóng  Rz 20

  Nguyên công 5:

                Bước 1 : Phay mặt phẳng sau

 Bước 2 : Phay bán tinh đạt bóng Rz 20

         Nguyên công 6: Bước 1: Khoan 2 lỗ f10

Nguyên công 7 :

Nguyên công 8:

            Khoét và doa lỗ  f60

              Bước 1: Khoét thô đạt độ bóng  Rz80

              Bước 2:Khoét tinh đạt độ bóng Rz = 20

  Bước 3:Doa đạt độ bóng Ra = 1, 25

Nguyên công 9: Kiểm tra

        -Độ không song song giữa tâm lỗ f60 với mặt đáy không vượt quá 0,02-0,01/100mm

\PHẦN V:

TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO LỖ f 60

1. Yêu cầu kỹ thuật :

• Độ bóng Rz = 6,3 (mm)
• Độ không song song so với mặt đáy 0,02 -0,01 (mm/100mm)

2. Tính lượng dư khi gia công lỗ f 60

-     Nguyên công được chia làm 3 bước :   - khoét thô

                                                                    - Khoét tinh

                                                                    - Doa thô

• Lượng dư của gia công đối phương pháp gia công song song với bề mặt trụ trong được tính theo công thức:

                                   

Trong đó :

- Z_min : Lượng dư gia công nhỏ nhất bước đang tính .

- Rza : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.

- Ta   : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.

-  : Sai lệch về không gian do bước công nghệ sát trước để lại.

-  : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện .

• Chất lượng bề mặt của chi tiết đúc bằng khuôn cát có cấp chính xác II : Được tra trong bảng 3-65 (STCNCTM T1)

 

• Sai lệch không gian tổng cộng của phôi được tính theo công thức

- Giá trị cong vênh của lỗ được tính theo cả hai Phương: Hướng mính ; Hướng trục :   

Trong đó :

• : Độ cong giới hạn của phôi trên một đơn vị chiều dài : Được tra theo bảng15 - Trang 43 TKĐACNCTM

= 1,5 (mm)

d    = 60 (mm) ; l = 107 (mm)

- Vậy :    

• Giá trị sai lệch  được xác định theo công thức :

Với

• Như vậy sai lệch không gian tổng cộng là:

• Sai lệch không gian còn lại :

+ Sau khi khoét thô : 

+ Sau khi khoét tinh : 

-Sai lệch gá đặt :

+sau khi khoét thô :   

- Sai số xhuẩn trong trường hợp này xuất hiện là do chi tiết có thể bị xoay khi định vị 2 lỗ mà 2 chốt đó có khe hở .

dung sai của lỗ=16mm = 0,016 mm

: Dung sai của lỗ = 0,014

= 0,013 mm

= 104,6

Sai số kẹp chặt  được xác định thep bảng 24 - trang 48 -TKDACNCTM

• Sai số gá đặt sau khi khoét tinh:

• Vậy lượng dư gia công  nhỏ nhất khi khoét thô.

-     Lượng dư nhỏ nhất khi khoét tinh .

• Lượng dư  nhỏ nhất khi gia công doa thô :
• Kích thước đạt được :

+ Sau khi doa thô :  D₃= 60,03

+ Sau khi khoét tinh : D₂ = 60,03 - 0,04 = 59,99

+ Sau khi khoét thô  : D₁ = 59,99 - 0,1438 = 59,8462

+ Của phôi : D_ph = 59,8462 - 1,70763 = 58,13857

• Dung sai : ( Tra bảng  STCNCTM T1)

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

+Phôi  :

• Các kích thước đạt được :

+ Sau khi doa thô :

D_max3 = 60,03

D_min3 = 60

+ Sau khi khoét tinh :

D_max2 = 59,99

D_min2 = 59,99 - 0,2 = 59,79

+ Sau khi khoét thô :

D_max1 = 59,8462

D_min1  = 59,8462 - 0,3 = 59,5462

+ Sau khi khoét  phôi :

D_max =58,13857

D_min =58,13857 -0,4 =57,73857

• Lượng dư nhỏ nhất và lớn nhất của các bước :

+ Khi doa thô :

2. Z_min3 = D_max3 - D_max2 = 60,03 -59.99 = 0,04

2.Z_min2 = D_min3 -  D_min2 =  60 - 59,79 =0,21

+ Khi khoets tinh :

2. Z_max2 = D_max2 - D_max1 = 59,99 - 59,8462 = 0,144

2. Z_min2 = D_min2  - D_min1  = 59,79 - 59,5462 = 0,2438

+ Khi khoét thô :

2. Z_max1 = D_max1 - D_max = 59,8462 - 58,13857= 1,70763

2. Z_min1 = D_{min 1}- D_min= 59,5462 - 57,73857 =1,8077

• Lượng dư tổng cộng ghi trong bảng được tính như sau :

2. Z_min = 40 + 144 + 1707,63 = 1891,63

2. Z_{ma x} = 210 + 243,8 + 1807,7 = 2261,5

• Kiểm tra kết quả tính toán

+ Sau khi doa thô :

2.Z_max - 2. Z_min = 210 -40 = 170

+ Sau khi khoét tinh :

2.Z_max - 2. Z_min = 243,8 - 144 = 99,8

+ Sau khi khoét thô :

2.Z_max - 2. Z_min = 1807,7 - 1707,63 = 100,07

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

PHẦN V:

1. Yêu cầu kỹ thuật :

• Độ bóng Rz = 6,3 (mm)
• Độ không song song so với mặt đáy 0,02 -0,01 (mm/100mm)

2. Tính lượng dư khi gia công lỗ f 60

-     Nguyên công được chia làm 3 bước :   - khoét thô

                                                                    - Khoét tinh

                                                                    - Doa thô

• Lượng dư của gia công đối phương pháp gia công song song với bề mặt trụ trong được tính theo công thức:

                                  

Trong đó :

- Z_min : Lượng dư gia công nhỏ nhất bước đang tính .

- Rza : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.

- Ta   : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.

-   : Sai lệch về không gian do bước công nghệ sát trước để lại.

-   : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện .

• Chất lượng bề mặt của chi tiết đúc bằng khuôn cát có cấp chính xác II : Được tra trong bảng 3-65 (STCNCTM T1)

• Sai lệch không gian tổng cộng của phôi được tính theo công thức

- Giá trị cong vênh của lỗ được tính theo cả hai Phương: Hướng mính ; Hướng trục :

Trong đó :

• : Độ cong giới hạn của phôi trên một đơn vị chiều dài : Được tra theo bảng15 - Trang 43 TKĐACNCTM

= 1,5 (mm)

d    = 60 (mm) ; l = 107 (mm)

- Vậy :     

• Giá trị sai lệch  được xác định theo công thức :

 

Với

• Như vậy sai lệch không gian tổng cộng là:

• Sai lệch không gian còn lại :

+ Sau khi khoét thô : 

+ Sau khi khoét tinh : 

-Sai lệch gá đặt :

+sau khi khoét thô :   

- Sai số xhuẩn trong trường hợp này xuất hiện là do chi tiết có thể bị xoay khi định vị 2 lỗ mà 2 chốt đó có khe hở .

 

 : Dung sai của lỗ =16mm = 0,016 mm

 : Dung sai của lỗ = 0,014

= 0,013 mm= 104,6

Sai số kẹp chặt  được xác định thep bảng 24 - trang 48 -

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