đồ án kỹ thuật gia công cơ khí đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.61 MB, 34 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKHOA CƠ KHÍBỘ MƠN CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ

GVHD: Ngô Xuân Quang

Hà Nội, 2023

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

LỜI NĨI ĐẦU

H

iện nay cùng với sự đi lên của ngành cơ khí, mơn học cơng nghệ chế tạo máythực sự là hành trang để mỗi một kĩ sư, một cơng nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiếtkế. môn công nghệ chế tạo máy là môn học được đưa vào giảng dạy ở hầu hết cáctrường kĩ thuật, và ngày càng không ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của cácchuyên gia hàng đầu và ngày càng ứng dụng nhiều cơng nghệ mới góp phần tăng năngxuất và chất lượng gia công lên cao.

Đối với sinh viên cơ khí, đồ án mơn học công nghệ chế tạo máy là môn họcgiúp làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đãđược học ở trường qua các giáo trình cơ bản về cơng nghệ ché tạo máy. Khi làm đồ ánnày ta phải làm việc với các tài liệu, cách sử dụng chúng, cách tra sổ tay cũng như sosánh thực tiễn với kiến thức đã học. Để hoàn thành được dồ án này, em xin chân thànhcảm ơn sự hướng dẫn của thầy Ngô Xuân Quang cùng các thầy bộ môn công nghệ chếtạo máy trường Đại học Thủy Lợi. Do đây là lần đầu chúng em được hồn thành mơnhọc này, nên khơng thể tránh được sai sót. Chúng em rất mong có được sự chỉ bảo vàgiúp đỡ của các thầy và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Vương Nguyễn Nhân Vương

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

MỤC LỤC

LỜI NĨI ĐẦU...1

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT GIA CƠNG CƠ KHÍ...4

BẢN VẼ CHI TIẾT GỐI ĐỠ...5

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT. PHÂN TÍCH TÍNH CƠNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT...6

1 - Phân tích chức năng làm việc của chi tiết...6

2 - Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết...6

3 - Xác định dạng sản xuất...7

CHƯƠNG II - CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI...9

1 - Chọn phôi...10

2 - Phương pháp chế tạo phôi...10

CHƯƠNG III - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ...13

1 - Xác định đường lối công nghệ...14

2 - Chọn phương án gia công...14

2.1 - Nguyên công 1: Phay mặt đáy...15

2.2 - Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất...16

2.3 - Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai...18

2.4 - Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 20...19

2.5 - Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ 20 cịn lại...20

2.6 - Ngun cơng 6: Khoan, kht, doa lỗ 30...22

2.7 - Nguyên công 7: Kiểm tra...23

3 - Xác định lượng dư gia công...23

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

4.1.3 - Bước gia công: Doa...29

4.2 - Tra bảng chế độ cắt với các ngun cơng cịnlại...30

KẾT LUẬN...32TÀI LIỆU THAM KHẢO...32

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT GIA CƠNG CƠ KHÍ

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Gối ĐỡI - Số liệu cho trước

- Sản lượng: 10000 chiếc/năm - Điều kiện thiết bị: tự chọn

II - Nội dung thiết kế

1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.2. Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết. 3. Xác định dạng sản xuất.

4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.

5. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết).6. Tính lượng dư cho một bề mặt ……… còn tất cả các bề

mặt khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.

7. Tính chế độ cắt cho một nguyên cơng. ………cịn tất cả các ngun cơng khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.

III - Các bản vẽ

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi:….……….…1 bản (A hoặc A ) 10

Ngày giao nhiệm vụ: 17/04/2023Ngày hoàn thành nhiệm vụ: //2023

Sinh viên thực hiện

(Ký tên) Giáo viên hướng dẫn(Ký tên) Vương

Bản Vẽ Chi Tiết Gối Đỡ

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT.PHÂN TÍCH TÍNH CƠNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT.

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1 - Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

- Gối đỡ thuộc chi tiết dạng Hộp, là chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục.

- Chức năng của gối đỡ là đỡ các trục bánh vít, là cơ sở để lắp ghép các chi tiết khác như bulong, đai ốc, vít, nắp…

- Gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong khơng gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó.

- Gối đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trượt.

- Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi.- Yêu cầu kỹ thuật cơ bản:

Vật đúc không rỗ, ngót khơng ngậm xỉ

Độ khơng vng góc giữa tâm lỗ và đầu mặt là 0.05mm

2 - Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết

Tính cơng nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiếtcơ khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp là thấp nhất, gia thành chế tạo là ít nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất định.

- Chi tiết dạng hộp tính cơng nghê ˜ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực

tiếp đến năng suất và đơ ˜ chính xác gia cơng. Vì vâ ˜y, khi thiết kế nên chú ý đếnkết cấu của nó.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

- Gối đỡ là một chi tiết có kết cấu khá đơn giản, do vậy ta không thể giảm lược đựơc kết cấu hơn nữa, phương pháp đúc kết cấu này với vật liệu là gang xám hồn tồn phù hợp.

Hộp có độ cứng vững cao

Các bề mặt làm chuẩn phải đủ diện tích nhất định

Các lỗ trên mặt bích có kết cấu đơn giản, thông suốt, dễ gia công- Những bề mặt trong của các lỗ rất hay gặp sự rỗ co trong quá trình đúc.- Các bề mặt chính cần đạt độ chính xác cao, bề mặt phụ độ chính xác khơng cao.- Gia cơng tương đối thuận tiện và năng suất

- Ngồi ra nó cịn tiết kiệm được vật liệu

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

3 - Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản xuất trước hết phải biết lượng hàng năm cần gia công:

Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

N1 là số sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch. Theo đầu đề của đồ án ta có N = 10000 chi tiết.1

m là số lượng chi tiết trong một sản phẩm. m = 1 (chi tiết)

là số lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi đúc hoặc do rèn gây ra = 3 - 6 % lấy = 4 %

là lượng sản phẩm dự trù do sai hỏng và phế phẩm trong khi chế tạo = 5- 7 % lấy = 6 %

Phế phẩm: 400 (chi tiết)Dự trữ: 600 (chi tiết)

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

=> (chi tiết/năm )

Khối lượng chi tiết:

Trong đó:

Q1 là trọng lượng của chi tiết. là khối lượng riêng của vật liệu. Với vật liệu gang xám ta có = 7200Kg/m3

V là thể tích của chi tiết (m ). 3

Ta xác định khối lượng của chi tiết dựa vào phần mềm Solidworks:B1: Vẽ chi tiết cần tính khối lượng vào phần mền solitworks.B2: Vào Evalute.

B3: Chọn mục Mass propreties

B4: chỉnh sửa theo đơn vị yêu cầu (m, kg, m )3

B5: Ghi kết quả. (vật kiệu là thép có γgang xám = 7200 (kg/m3);Từ phần mềm Solidworks ta tính được khối lượng của chi tiết là:

= 1.19 (kg)

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí

Kết luận: Dựa vào giá trị tính tốn của N, Q và tra bảng 2 (Sách CNCTM – Trần Văn

Địch) ta xác định được dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt lớn.

CHƯƠNG II - CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI.

- Trong gia cơng cơ khí các dạng phơi có thể là: phơi đúc, rèn, dập, cán.

- Xác định loại và phương pháp chế tạo phơi nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinhtế-kĩ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiếttừ khâu chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết là thấp nhất.

- Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâmđến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu về chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng,kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc,…).

-Sản lương lượng hàng năm của chi tiết.

- Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kĩ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về thiếtbị, trình độ chế tạo phơi,…).

- Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến cácđặc tính của phơi và lượng dư gia cơng ứng với loại phơi đó. Sau đây là một số đặctính quan trọng của các loại phôi thường dùng:

Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khn, có thể đúcđược các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp. Phương pháp đúc với cáchlàm khn theo mẫu gỗ có độ chính xác của phơi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lựctrong khn kim loại cho độ chính xác của phôi đúc cao. Phương pháp đúc trongkhuôn cát, làm khuôn bằng thủ cơng có phạm vi ứng dụng rộng, khơng bị hạn chếbởi kính thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phơi thấp, tuy nhiên năng xuấtkhơng cao. Phương pháp đúc trong khn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn vềkích thước và khối lượng vật đúc, chi phí chế tạo khn cao, tuy nhiên phương phápnày cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt.

Phôi rèn :

Phôi tự do và phôi rèn khn chính xác thường được sử dụng trong ngành chếtạo máy. Phơi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phơi cótính dẻo và đàn hồi tốt. Ở phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôilà vạn năng, kết cấu đơn giản nhưng phương pháp này chỉ tạo chi tiết có hìnhdáng đơn giản và năng suất thấp. Rèn khn có độ chính xác cao, năng suất caonhưng phụ thuộc vào độ chính xác khn, mặt khác khi rèn khn phải có khn

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

chun dùng cho từng chi tiết, chi phí làm khn cao. Phương pháp này khó đạtcác kích thước với độ chính xác cấp 7-8, những chi tiết có hình dạng phức tạp.

Phơi cán:

Có profin đơn giản như: trịn, vng, lục giác, lăng trụ…dùng để chế tạo các trụctrơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục ren, mặt bích.Phơi cán định hình phổ biến thường là phơi thép góc, thép hình: , I U, V…được dùngnhiều trong các kết cấu lắp, phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùngchế tạo các toa tàu, các máy kéo, máy nâng,… Phơi cán có cơ tính cao, sai số phơicán thường thấp, độ chính xác thường là cấp 9-12. Phôi cán được dùng hợp lý trongtrường hợp sau khi cán không cần phải gia cơng cơ tiếp theo, điều đó quan trọng khichế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia cơng, đắt tiền.

Chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có một số mặt gia cơng có độ chính xác cấp 7 ta khơng dùng phương pháp này để chế tạo phơi.

6-Ngồi ra trong sản xuất thực tế người ta cịn dùng phơi hàn nhưng phạm vi nhỏ hơn.

1 - Chọn phôi

Chọn phơi đúc có vật liệu là gang xám.

2 - Phương pháp chế tạo phơi

Trong đúc phơi có những phương pháp sau:

a, Đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, phù hợpcho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.

- Loại phôi này có cấp chính xác IT16 IT17. - Độ nhám bề mặt: R = 160 m. z

Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt khơng cao, gâykhó khăn cho những bề mặt khơng gia công cơ.

b, Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

-Nếu công việc làm khn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao,giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát mẫu gỗ.

- Cấp chính xác của phơi: IT15 IT16.

- Độ nhám bề mặt: Rz=80 m. chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương phápđúc với mẫu gỗ, đúc được những chi tiết hình dạng lớn và phức tạp, nên phù hợp chosản xuất hàng loạt vừa và lớn.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

c. Đúc trong khn kim loại:

- Độ chính xác cao, giá thành đầu tư lớn, phơi có hình dạng gần giống chi tiết vàlượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao.

- Cấp chính xác của phơi: IT14 IT15.- Độ nhám bề mặt: R = 40 m. z

- Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8 mm.

- Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến100 kg.

-Dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn.

g . Đúc liên tục:

- Là q trình rót kim loại lỏng và liên tục vào khuôn kim loại, xung quanh hoặc bêntrong có nước lưu thơng làm nguội. Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại khi rót vàokhn kết tinh ngay, vật đúc được kéo ra khỏi khuôn liên tục bằng cơ cấu đặt biệtnhư con lăn.

- Thường dùng để đúc ống, thỏi, ấm,...

Kết luận:

- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọnphương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát - mẫu kim loại

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

- Phơi đúc đạt cấp chính xác là II (Bảng 3-13 sổ tay CNCTM 1) - Cấp chính xác kích thước IT15 IT16.

- Độ nhám bề mặt: R = 80z m.Độ

Các bề mặt phẳng: Độ lệch dung sai khơng q ±0.1mm

CHƯƠNG III - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ

- Xác định các bậc tự do tối thiểu:

Ở mặt đáy: Hạn chế tối thiểu 3 bậc tự do

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

Quay theo XQuay theo YTịnh tiến theo Z

+ Ở mặt đầu thứ nhất: Hạn chế tối thiểu 3 bậc tự doQuay theo X

Quay theo YTịnh tiến theo Z

Ở mặt đầu thứ hai: Hạn chế tối thiểu 3 bậc tự doQuay theo X

Quay theo YTịnh tiến theo Z

+ Ở lỗ20: Hạn chế tối thiểu 5 bậc tự do Tịnh tiến theo Y

Tịnh tiến theo XQuay theo XQuay theo YQuay theo Z

+ Ở lỗ 20 còn lại: Hạn chế tối thiểu 5 bậc tự do Tịnh tiến theo Y

Tịnh tiến theo XQuay theo XQuay theo YQuay theo Z

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

+ Ở lỗ 30: Hạn chế tối thiểu 5 bậc tự doTịnh tiến theo Y

Tịnh tiến theo XQuay theo XQuay theo YQuay theo Z

1 - Xác định đường lối công nghệ

Với chi tiết là dạng hộp và ở dạng sản xuất hàng loạt lớn, trong khi điều kiện sản xuất ởnước ta chủ yếu là các máy vạn năng nên ta thường chọn phương pháp phân tánnguyên công và gia công tuần tự các bề mặt của chi tiết.

2 - Chọn phương án gia cơng

- Dựa vào hình dáng và điều kiện làm việc của chi tiết ta lập được các nguyêncông sau:

Nguyên công 1: Phay mặt đáy.Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất. Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai.Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 20. Nguyên công 5: Khoan, kht, doa lỗ 20 cịn lại.Ngun cơng 6: Khoan, khoét, doa lỗ 30. Nguyên công 7: Kiểm tra.

Theo bảng 4 tài liệu (I) vật liệu là gang xám GX 15- 32.

Mặt đáy (do nguyên công 1 thực hiện) cần gia cơng mặt đáy có kích thước dài135±0,1 và rộng 45±0,1. Tương ứng với cấp độ chính xác 3, cấp độ bóng 5 nênta chọn phương án gia công cuối cùng là phay tinh, sử dụng đồ gá phay và daophay mặt đầu.

Mặt đầu thứ nhất (do nguyên công 2 thực hiện) ta cần gia công mặt đầu vớikích thước phần đáy dài 135±0,1 và rộng 15±0,1, cùng với đó là phần đỉnh cao

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

35±0,1, rộng 57,28±0,1 và phần ngọn là hình vịng cung R28. Tương ứng vớicấp độ chính xác 3, cấp nhẵn bóng là 5, ta lựa chọn phương án gia công cuốicùng là phay tinh, sử dụng đồ gá phay và dao phay mặt đầu.

Mặt đầu thứ hai (do nguyên công 3 thực hiện) ta cần gia cơng mặt đầu với kíchthước phần đáy dài 135±0,1 và rộng 15±0,1, cùng với đó là phần đỉnh cao35±0,1, rộng 57,28±0,1 và phần ngọn là hình vịng cung R28. Tương ứng vớicấp độ chính xác 3, cấp nhẵn bóng là 5, ta lựa chọn phương án gia cơng cuốicùng là phay tinh, sử dụng đồ gá phay và dao phay mặt đầu.

Lỗ 20 (do nguyên công 4 thực hiện) cần gia cơng lỗ có kích thước 20+0.021.Tương ứng với cấp chính xác 2, cấp độ bóng 7 ta chọn phương án là khoan,khoét, doa tinh, sử dụng đồ gá khoan và mũi khoan, mũi khoét, mũi doa.Lỗ 20 cịn lại (do ngun cơng 5 thực hiện) cần gia cơng lỗ có kích thước20+0.021. Tương ứng với cấp chính xác 2, cấp độ bóng 7 ta chọn phương án làkhoan, khoét, doa tinh, sử dụng đồ gá khoan và mũi khoan, mũi khoét, mũi doa. Lỗ 30 (do nguyên công 6 thực hiện) cần gia công lỗ với kích thước 30+0.021,Tương ứng với cấp chính xác 2 cấp độ bóng 7 nên ta chọn phương pháp khoan,khoét, doa tinh, sử dụng đồ gá khoan và mũi khoan, mũi khoét, mũi doa.

2.1 - Nguyên công 1: Phay mặt đáy Định vị:

- Dùng 2 chốt tỳ khía nhám định vị mặt trên hạn chế 3 bậc tự do.- Dùng một phiến tỳ phẳng định vị 1 mặt đầu hạn chế 2 bậc tự do.

Kẹp chặt: dùng cơ cấu ren vít tay quay để giữ chặt phơi, lực kẹp như hình vẽ.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Đồ án kỹ thuật gia cơng cơ khí

- Kích thước phủ bì của máy: Dài x rộng x cao = 2100 x 2440 x 1875

- Phạm vi tốc độ trục chính 30- 1500 (vòng/phút) với các tốc độ sau: 30; 37.5; 47.5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.Các đặc tính kĩ thuật tra bảng 7-12 trang 458 (sổ tay công nghệ chế tạo máy).

Chọn dao:

- Ta dùng dao phay mặt đầu thép gió (Tra theo bảng 4-91 Sổ tay CNCTM tập 1)Các thơng số:

- Đường kính dao: D = 80mm L = 50, d = 32- Số răng: Z = 18

</div>