ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết: Gối đỡ

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đại Thạch
Lớp: Cơ – Điện Tử K16............................ Chuyên nghành: Cơ – Điện Tử
1. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế qui trình cơng nghệ gia công chi tiết: Gối đỡ
M8

1x45°
R2
2.5

0.015

+0.3
98-0.3

0,05 AB

Ø4

+0.5
128-0.5

B

0.015

38

35

13

57.5

R5

Ø24+0.021
0

R2
.5

0.1 A
0.1 A

8

+0.3
28-0.3

5

Ø4

A

Ø9
Ø16

2. Các số liệu ban đầu:
Sản lượng hàng năm: 20500 sản phẩm/năm
Điều kiện sản xuất:
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
-

Phân tích chức năng, điều kiện làm việc:

1


+ Chức năng: gối đỡ được cố định vị trí với bề mặt lắp ghép bằng chốt định vi.
Sau khi cố định gối đỡ với bề mặt 2 thì kẹp chặt gối đỡ với 2 bằng hai bulong
M8x50. Lắp ghép ổ bi đỡ chặn và trục vitme với gối đỡ sau đó cố định bằng
bulong M8x20

1

13

4

7

Ø25

2

3

5

6
8

11

9

10



Bề mặt 1, 2 , 4,5 không phải là bề mặt lắp ghép và không tham gia trong
q trình gia cơng.

2


 Bề mặt 3 là bề mặt làm việc chính của gối đỡ do lắp ghép trực tiếp ổ bi đỡ
chặn. Trong quá trình làm việc các lực trên trục qua ổ trượt sẽ tác dụng trực
tiếp vào ổ này.
 Bề mặt 5 không phải là bề mặt lắp ghép nhưng 4 sẽ được dùng làm chuẩn
thô để gia công nên cần độ nhẵn bóng cao.
 Bề mặt 6, 10: là bề mặt tiếp xúc với bề mặt lắp ghép nên cần có nhẵn bóng
để tránh cào xước bề mặt khác.
 Bề mặt 7 là bề mặt lắp ghép với lỗ ren để cố định ổ bi đỡ chặn.
 Bề mặt 8 là bề mặt lắp ghép bulong M8 để kẹp chặt gối đỡ với bề mặt lắp
ghép.
 Bề mặt 9 là bề mặt lắp ghép với chốt định vị để định vị vị trí gối đỡ với mặt

phẳng lắp ghép.
 Bề mặt 11 là bề mặt phụ để thoát dầu bơi trơn của trục vitme trong q trình
làm việc.

+ Điều kiện làm việc: Do lắp ghép với trục vitme và ổ bi đỡ chặn 5 nên gối đỡ
chịu lực trực tiếp từ ổ bi đỡ chặn 5. Theo tài liệu TKCTM tải trọng tối đa của ổ
5 là Q=210daN = 2100N.
TH1: Coi gối đỡ chỉ chịu lực kéo của trục:

3


10
Ø25
22.5

57.5
38
x

y

28
35

z
O

Fk1

y

Fk1
Fk

Coi như ổ chịu tải trọng tối đa và chỉ có thành phần dọc trục thì 2 bulong
M8x50 sẽ chịu lực kéo với . Nhận thấy tiết diện (1-1) là tiết diện nguy hiểm do có
momen chống uốn nhỏ nhất.
Tại tiết diện (1-1) momen chống uốn với trục trung hòa Ox là: . Hai lực kéo
thành phần Fk1 sẽ gây ra momen uốn Mu= 2.Fk1.35= 2*2100*35=147000Nmm.
Vậy ứng suất uốn tại mặt cắt (1-1) : .
TH2: Gối đỡ chỉ chịu lực lực nén của trục:

4


10
Ø25
y

Fk1

Fk1
35

z
O

22.5

57.5
x

38

Fk

28

y

Tương tự trường hợp 1 ta có:
Tiết diện nguy hiểm là tiết diện (1-1) với momen chống uốn với trục Oz là:

Momen uốn do hai lực Fn1 gây ra là: . Do đó ứng suất uốn tại mặt cắt (1-1) là:

 Trong quá trình làm việc gối đỡ chủ yếu chịu ứng suất kéo và 1 lượng
không đáng kể ứng suất uốn và có khả năng va đập do hệ thống có trục trặc.
-

Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Từ các chức năng đã phân tích của gối đỡ trên, ta thấy đây là chi tiết cơ sở đảm
bảo vị trí và sự tương quan đúng đắn chi tiết khác trong cơ cấu. Gối đỡ gồm 1 bề
mặt lỗ làm việc chính , lỗ phụ kẹp chặt chi tiết và các lỗ phụ đó.

5


6

2

1

7

9

3

8
1

Ø10

4

5

.5
R2
 1,
là các bề mặt bên
ngồi có thể tiếp xúc trực tiếp với con người nên cần bo trịn góc
nhọn.

 2,
suất.

tránh tập trung ứng

6


Ø9

Ø9
Ø13

Ø16

 3.
đây là lỗ lắp
ghép với bulong M8 mà đầu bulong có kích thước lớn nhất
14,2mm nên chuyển lỗ để có thể lắp ghép được bulong M8.

Do 2 lỗ này có tác dụng kẹp chặt gối đỡ cho nên ta bố trí 2 lỗ để
có được khoảng cách là lớn nhất để cùng 1 lực kẹp nhưng có
momen kẹp chặt là lớn nhất.

 4
là lỗ định vị vị trí của gối đỡ với bề mặt lắp ghép.
Do đó cần phải đảm bảo khoảng cách của 2 lỗ định là xa nhất và
thuận tiện trong q trình gia cơng.

.5
R0
 5
là
góc của lỗ cần phải bo trịn để có khả năng gia công và tránh

ứng suất tập trung.

7


1X45°
 6
đây là phần bề mặt của vành khan
R22.5 có thể tiếp xúc trực tiếp với con người nên cần vát mép
cạnh.
1x45°

 7
là phần vát mép của mặt lỗ để việc lắp ghép với ổ bi
đỡ chặn thuận tiện.

Ø10
Ø4
 8
là lỗ thốt dầu trong q trình
làm việc. Nếu dùng lỗ là lớn, ảnh hướng đến độ chính xác khi lắp
đặt ổ bi đỡ chặn, tăng khối lượng gia công và việc thu nhỏ thành
khơng ảnh hưởng đến việc thốt dầu bôi trơn.
Ø25

 9

Ø24

các ổ bi, ổ lăn, ổ đỡ không được

tiêu chuẩn hóa. Ta thay thế lỗ bằng lỗ
Việc thay đổi không làm giảm lượng dư gia công, tăng momen
chống uốn tại mặt cắt nguy hiểm (1-1).

8


-

Yêu cầu kỹ thuật chủ yếu khi chế tạo chi tiết dạng hộp:

+ Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính cần đảm bảo
trong quá trong khoảng 0,05 ÷ 0,1 mm trên tồn bộ chiều dài `=> thừa => sửa lại:
chọn độ không song là 0,1mm trên toàn bộ chiều dài.
Độ nhám bề mặt của chỳng vi Ra=5ữ125 àm => tha => sa li: chn Ra =5
µm.
+ Các lỗ chính trên hộp có độ chính xác cấp 6÷8 -> đạt => giữ nguyên
Độ nhám bề mt ca cỏc l ny Ra=2,5ữ6,3 àm, ụi khi cn t Ra=0,32ữ0,16àm
=> t gi nguyờn
Sai s hỡnh dỏng hỡnh hc của các lỗ này bằng (0,5÷0,7) dung sai đường kính lỗ
=> thiếu bổ sung: sai số hình dáng của lỗ bằng 0,7 dung sai đường kính lỗ
+ Dung sai khoảng cách tâm giữa các lỗ phụ thuộc vào chức năng của nó. Nếu các
lỗ lắp trục bánh răng thì dung sai khoảng cách lỗ tâm là 0,02÷0,1mm => khơng có
=> bỏ.
Dung sai độ không song song của các tâm lỗ bằng dung sai của khoảng cách làm
các lỗ => không có =>bỏ.
Độ khơng vng góc của các tâm lỗ dùng để lắp trục với bánh răng côn và lỗ dùng
để lắp trục vít và bánh vít là 0,02÷0,06mm => khơng có => bỏ.
+ Dung sai độ khơng đồng tâm của các lỗ đồng trục là 1/2 dung sai đường kính lỗ

nhỏ nhất => do lỗ đồng trục trong trường hợp này khơng cần độ chính xác cao và
trong q trình gia cơng trên 1 lần gá có thể đảm bảo được điều này.
+Độ khơng vng góc giữa mặt đầu mà tâm lỗ trên hộp lấy trong khoảng
0,01÷0,05mm trên 100mm bán kính => đạt => giữ ngun
Và độ khơng vng góc của các mặt phẳng cho trong giới hạn 0,05÷0,2mm trên
100mm chiều dài => bỏ do các mặt vng góc với mặt phẳng chính khơng tham
gia vào làm việc và gia cơng
-

Phân tích chọn vật liệu:

9


Vật liệu chế tạo phôi bao gồm vật liệu kim loại và phi kim. Nhưng vật liệu phi kim
dễ biến dạng nên hoạt động của các thiết bị không ổn định nên ta chọn vật liệu kim
loại để chế tạo phôi.
Vật liệu kim loại bao gồm thép, gang, kim loại màu và hợp kim màu.

10


Vật liệu

Phân loại

Cơ tính

Thép

Thép thường

Độ bền, độ dẻo , và độ dai Dễ chế tạo và gia
va đập thấp so với các loại cơng
thép khác

Thép kết cấu

Thép có độ cứng cao Dễ chế tạo và gia
thường được sử dụng công
trong các loại vật liệu chịu
lực phức tạp

Thép hợp kim

Gang

Gang trắng
Gang xám

Gang cầu

Gang giun

Gang dẻo

Kim
màu
hợp

Chế tạo phơi và gia
cơng

Đánh giá
Đạt

Đạt

Khơng
Có độ cứng tương đương Khó chế tạo và gia đạt
thép kết cấu nhưng có khả cơng
năng chống mài mịn cao
Khơng
Độ cứng cao chống được Khó chế tạo và gia đạt
mài mịn
cơng( ít dùng)
Khơng
Có độ bền kéo thấp nhưng Dễ chế tạo và gia đạt
có độ bền nén cao, khả cơng.
năng chống mài mòn ở
nhiệt độ cao
Đạt
Độ bền kéo cao, độ bền Dễ chế tạo và gia
nén cao, chịu tải trọng công
phức tạp
Khơng
Độ bền kéo cao, độ bền Khó chế tạo và gia đạt
nén cao, chịu tải trọng cơng mất chi phí
phức tạp, có khả năng lớn => khơng thích
chịu mài mịn va đập

hợp sản xuất số
lượng lớn
Khơng
Tính dẻo dai cao và chịu Chế tạo phức tạp đạt
tải trọng lớn
và thời gian dài,
khơng thích hợp
sản xuất hàng khối

loại Đồng và hợp kim Chịu lực trung bình, khả Dễ chế tạo và gia
và đồng
năng chống ăn mịn hóa cơng
kim
học cao

11

Khơng
đạt


màu

Nhôm và hợp kim Độ bền độ cứng thấp, Dễ chế tạo và gia
nhôm
không chịu tải phức tạp
công

Từ các phân tích trên, ta được các loại vật liệu thỏa mãn yêu cầu về cơ tính và sản
xuất sản phẩm:

+ Thép thường : đáp ứng đủ yêu cầu về cơ tính, dễ chế tạo phôi, gia công dễ, giá
thảnh rẻ.
+ Thép kết cấu: đáp ứng đủ yêu cầu về cơ tính, chế tạo phôi, gia công và giá thành
rẻ
+ Gang cầu: đáp ứng được yêu cầu về cơ tính của chi tiết nhưng giá thành vật liệu
cao.
Từ đó có 2 loại vật liệu tối ưu đáp ứng được yêu cầu về cơ tính cơng nghệ : thép
thường và thép kết cấu.
Hai loại thép trên có tính cơng nghệ tương đương nhưng thép thường(thép CTM)
thép thường có ưu điểm vượt trội hơn về tính kinh tế nên ta chọn thép thường làm vật liệu
chế tạo phôi.

12

Không
đạt


Bảng cơ tính của 1 số loại thép CTM:

Từ bảng cơ tính của loại vật liệu trên ta thấy thép kết cấu có cơ tính phù
hợp hơn so với gang để chế làm vật liệu chế tạo chi tiết. Vì theo như phân tích ở
phần chức năng làm việc của gối đỡ thì chi tiết chủ yếu chịu lực kéo trong TH1
với và nên chọn vât liệu thép kết cấu là phù hợp. Nhưng do có thể có quá tải trong
q trình làm việc nên:

Vậy chọn thép kết cấu có ký hiệu: CT31 làm vật liệu chế tạo phôi:

-

Chọn phương pháp chế tạo phôi với 2 loại vật liệu
Trong CTM, chế tạo phôi thường dùng là đúc và phương pháp gia công áp lực.

13


+ Phương pháp đúc:
 Ưu điểm: không yêu cầu vật liệu, độ chính xác của phơi
tùy thuộc vào mức độ đầu tư cơng nghệ, dễ cơ khí hóa, tự
động hóa, năng suất cao, giá thành thấp.
 Nhược điểm: chất lượng chi tiết thấp, khó chế tạo chi tiết
có thành mỏng, hệ số sử dụng sử dụng vật liệu thấp cần xử
lý lại bề mặt sau chế tạo phôi.
+ Phương pháp gia cơng áp lực:
 Ưu điểm: khơng thích hợp với gang xám, độ chính xác
cao hơn mức độ đầu tư tương đương, dễ cơ khí hóa tự
động, có khả năng chế tạo các chi tiết thành mỏng, chất
lượng bề mặt sau chế tạo phơi cao, năng suất cao thích
hợp sản xuất hàng khối, hệ số sử dụng vật liệu cao, cơ tính
vật liệu được cải thiện
 Nhược điểm: chi phí giá thành cao, yêu cầu cao về máy
móc thiết bị.
Do chi tiết gối đỡ, có thành mỏng nên gia cơng bằng phương pháp gia công áp
lực.
Các phương pháp gia công áp lực bao gồm:


Phôi từ thép cán: phôi cắt từ thép cán có hệ số sử dụng
vật liệu thấp, khơng thích hợp với sản xuất hàng loạt =>
loại bỏ

 Phơi rèn tự do: độ chính xác về kích thước và hình dạng
thấp, chi phí gia cơng tăng, hệ số sử dụng vật liệu thấp,
năng suất thấp => khơng thích hợp với sản xuất hàng loạt
=> loại bỏ
 Phôi dập tấm: thường là chi tiết dạng thành mỏng =>
khơng thích hợp với chi tiết trên => loại bỏ

14


 Phơi dập thể tích: Phơi dập thể tích có độ chính xác cao về
hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt cao, chế tạo
được phơi có hình dạng phức tạp, hệ số sử dụng vật liệu
cao, năng suất cao thích hợp cho sản xuất hàng loạt nhưng
khơng chế tạo được chi tiết có hình dạng lớn => phù hợp
với chi tiết
Từ các yếu tố trên ta chọn phương pháp chế tạo phơi là phương pháp dập thể tích
do chi tiết u cầu có kích thước 128x57x28 thuộc loại chi tiết nhỏ, dạng sản xuất
hàng loạt, có năng suất cao => thời gian chế tạo phôi giảm đi. Khi chi tiết chế tạo
bằng phương pháp này thì độ chính xác của phôi cao hơn nên giảm được thời gian
do việc xử lý bề mặt sau gia công; hệ số sử dụng vật liệu cao => tiết kiệm được vật
liệu chế tạo và giảm giá thành gia công chi tiết.

Xác định dạng sản xuất:

+Thể tích của sản phẩm: bằng thể tích phần hình hộp 128x38x28mm + thể tích
nửa hình trụ R22.5 – thể tích lỗ 25 - thể tích lỗ 10 – thể tích lỗ ren M8 – thể
tích 9 – thể tích lỗ 4:
Ø8

V2
V5
165°

10

V1

25

V3

22.5

38

V4

Ø4
128
V7

28

V6

8

-

Ø9
Ø16

15


+ Khổi lượng riêng: = 7.8 kg/dm3.
+ Khổi lượng sản phẩm: Q = .V = 7.8*0.136 = 1.061 kg.
+ Số lượng phơi cần thiết trong 1 năm:
Trong đó:
m = 1 : số lượng chi tiết trong 1 sản phẩm.

N là số phôi cần thiết
là số sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm
- số phế phẩm gia công trong 1 năm ()
- số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng (
Chọn

Tra bảng 1.1( CNCTM): => dạng sản xuất: Hàng loạt lớn.
Lập thứ tự các nguyên công, chọn dao, vẽ sơ đồ gá đặt và kẹp chặt chi tiết cho
từng nguyên công, chiều chuyển động của dao và chi tiết:
7

5

4
6
3
13

-

2

1

NC1: Phay mặt 1:

16


S
n

29

Rz40

W

W

17


NC2: Phay mặt 2:

S
n

28

5

W

W

-

18


NC3: Khoan, doa đồng thời hai mặt 3():

S
n

Rz40

Ø4

W

W

-

19

NC4:Gia công đồng thời hai mặt 4():

s

n

W

Ø16
Ø9

20


NC5: Khoan và tazo ren mặt 5:

S
n

M8

W

W

-

21

NC6: Khoan mặt 6:

s
n

Ø4

W

W

-

22


NC7: Khoét, doa và vát mặt đầu của mặt 3:

S
n

W
1x45°

W

2.5

Ø24

-

23


NC8: Tổng kiểm tra(thiếu: vẽ tất cả các kiểm tra kích thước yêu cầu với chi
tiết):

(1): Độ song song giữa 2 mặt phẳng 1 và 2: 0,1/100mm:
S

24


(2): Độ vng góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng 1 và 2: 0,05/100mm

n

B

A

(3): Độ trụ lỗ : không quá 0,015 mm:

n
bàn
xoay

(4): Độ trịn của lỗ khơng q 0,015mm

25