Đồ án công nghệ chế tạo máy Gối Đỡ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật tpHCM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

---------------------

------------------------

KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Họ và tên:
Ngành:

Nguyễn Phú Quốc
Cơng Nghệ Chế Tạo Máy

MSSV : 12143165
Lớp : 121431D

Tên đề tài: Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết: GỐI TRỤC
I. Số liệu cho trước:
-Sản xuất hàng loạt lớn
II.
1.
2.
3.

4.
5.





6.
-

Nội dung thiết kế:
Nghiên cứu chi tiết gia công: chức năng làm việc, tính cơng nghệ của kết cấu và u cầu kỹ thuật.
Xác định dạng sản xuất.
Chọn phôi và phương pháp tạo phôi, tra lượng dư gia công cho các bề mặt gia cơng.
Lập tiến trình cơng nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chọn phương án hợp lí.
Thiết kế ngun cơng:
Vẽ sơ đồ gá đặt
Chọn máy, kết cấu dao
Trình bày các bước: chọn dao, tra chế độ cắt: s,v,t; tra lượng dư cho các bước và tính thời gian từng
chiếc cho tùng bước cơng nghệ.
Tính lượng dư gia cơng
Tính tốn chế độ cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá.
Thiết kế đồ gá:
Vẽ sơ đồ nguyên lý cho đồ gá, thiết kế kết cấu đồ gá và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá.

- Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp.
- Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá và so sánh và ghi yêu cầu kỹ thuật.
- Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực.
III.

Các bản vẽ:

- Bản vẽ chi tiết:
1 bản (A3).
- Bản vẽ chi tiết lồng phôi:
1 bản ( A3).
- Bản vẽ mẫu đúc:
1 bản (A3).
- Bản vẽ khuôn đúc
1 bản (A3)
- Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công:
4 bản (A3).
- Bản vẽ tách chi tiết từ đồ gá:
1 bản (A1).
- Bản vẽ thiết kế đồ gá:
1 bản (A1).
IV. Ngày giao nhiệm vụ: / /2015
V.
Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
VI. Giáo viên hưỡng dẫn: NGUYỄN VĂN CHÁNH
Chủ nhiệm bộ môn
Ký tên

Giáo viên hướng dẫn
Ký tên


LỜI NĨI ĐẦU
Đồ án mơn học là một cơng trình nghiên cứu và sáng tạo trong phạm vi của ngành
học của quá trình học tập nhằm sử dụng vốn kiến thức đã có để hồn thành một cơng việc

trong phạm vi của ngành học.
Cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cùng với sự đòi hỏi về mẫu
mã đa dạng phong phú, thúc đẩy người thiết kế càng ngày càng nhạy bén hơn, song song
với điều này, hiện nay có rất nhiều phương pháp gia cơng, đặc biệt là máy tự động, máy
điệu khiển bằng chương trình số. Tuy nhiên với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay thì
những phương pháp gia cơng đó chưa được phổ biến. Do đó để phù hợp với điều kiện của
ngành cơ khí nước ta nói riêng, đồ án môn Công Nghệ Chế Tạo Máy đã thiết kế qui trình
cơng nghệ gia cơng theo phương pháp cổ điển. Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả
kinh tế, đồ án này đã đề nghị một trong những qui trình cơng nghệ tối ưu nhất để gia cơng
hồn chỉnh chi tiết.
Việc quyết định sử dụng các phương án tối ưu của qui trình cơng nghệ và tối ưu về
kỹ thuật theo đúng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết giúp cho sinh viên ôn lại những kiến thức
đã học về chọn tiến trình cơng nghệ tối ưu, tính chế độ cắt, chọn chuẩn, sai số chuẩn, tính
lượng dư gia công… và những kiến thức này được vận dụng một cách đúng đắn và phù
hợp dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
Đây là lần đầu tin em làm quen với mơn đồ án cơng nghệ chế tạo máy có nội
dung và kiến thức rất nhiều nên có nhiều thiếu xót trong suốt q trình thực hiện do đó
em rất mong được sự hướng dẫn tận tình của thầy cơ và ý kiến đóng góp của các bạn.
Cuối cùng em xin chân thành ghi ơn sự dẫn dắt và chỉ bảo tận tình của thầy
Nguyễn Văn Chánh đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

5


LỜI CẢM ƠN
Sau mười tuần thực hiện đồ án môn học cơng nghệ chế tạo máy.
Em đã thực hiện hồn thành đề tài: Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công chi tiết
GỐI ĐỠ.
Bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em cịn có sự động viên của bạn bè,
hướng dẫn, giúp đỡ của thầy để hoàn thành đồ án này đúng thời gian quy định.

Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VĂN CHÁNH , giảng viên khoa Cơ
Khí Máy-Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM.

GVHD: NGUYỄN VĂN CHÁNH
SVTH: NGUYỄN PHÚ QUỐC
MSSV: 12143165
LỚP : 121431D


CHƯƠNG 1 : NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHƠI
I. Nghiên cứu chi tiết ga cơng:
1. Cơng dụng và chức năng của chi tiết:
_Gối đỡ dùng để đỡ trục và các vật nặng. Được sử dụng trên các cơ cấu truyền
động cơ khí khi yêu cầu về độ chính xác của chi tiết. Ngồi ra gối đỡ cịn cố định
các ổ lăn trên trục.
_Theo đề bài thì chi tiết cần thiết kế ở đây là “gối đỡ” chi tiết có dạng hộp. Gối đỡ
được sử dụng truyền động cơ khí khi yêu cầu về độ chính xác của chi tiết và khi
làm việc dưới tác động của tải trọng và rung động lớn.
2. Vật liệu chế tạo:
Chi tiết là gang xám, GX 15- 32 , tra theo tài liệu ta có:
-

Giới hạn bền kéo:

150 N/mm2

-

Giới hạn bền uốn:

320 N/mm2

-

Độ cứng 170 – 229 HB

3. Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết:
_Tính cơng 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 :





Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia cơng khơng bị biến dạng, có thể dùng chế
độ cắt cao để đạt năng suất cao.
Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều
ngun cơng khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá
đặt nhanh.
Các mặt gia cơng của hộp khơng có dấu lồi lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao
nhanh và thoát dao nhanh, kết cấu bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công
nhiều bề mặt cùng một lúc trên máy nhiều trục.

4. Yêu cầu kỹ thuật:
- Chi tiết cần chế tạo được dùng để đỡ trục. Hình dạng của chi tiết chế tạo rất
phức tạp. Điều kiện làm việc của trục phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cao, độ song
song, độ đồng tâm giữa các gối đỡ phải đảm bảo khi quay không bị lệch tâm, giảm

được các mômen uốn, giảm được sự rung động, nâng cao suất bền mỏi cho trục và
tuổi thọ của gối đỡ.
II. Xác định dạng sản xuất: Hàng loạt lớn
1. Khối lượng chi tiết:
Khối lượng của chi tiết được xác định theo cơng thức:



Q=V*
Trong đó:
Q : khối lượng của chi tiết (Kg)
V : thể tích của chi tiết (dm3)
 : khối lượng riêng của vật liệu (kg/dm3)
(  = (6,8 ÷ 7,4 kg/dm3, chọn  = 7,2 kg/dm3 )
Theo phần mềm Solidwork, thể tích của chi tiết được tính là :V=237195 mm3
=0,237195 dm3
Tra bảng chọn = 7,2 kg/dm3
Khối lượng chi tiết Q= 0,237195. 7,2 = 1,7 (kg)
2. Dạng sản xuất:
Dựa theo sản lượng chi tiết và khối lượng chi tiết
 

Q - trọng lượng chi tiết

Dạng sản xuất

> 200 kg

 

Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc)

Đơn chiết

<5

< 10

< 100

Hàng loạt nhỏ

55 - 10

10 - 200

100 - 500

hàng loạt vừa

100 - 300

200 - 500

500 - 7500

Hoàng loạt lớn

300 - 1000

500 - 1000

5000 - 50000

Hàng khối

> 1000

> 5000

> 50000

4÷200 kg

Với Q= 1,7 kg < 4 kg
Và dạng sản xuất là hàng loạt lớn
Suy ra chọn sản lượng hàng năm là : 10.000 ct/năm

< 4 kg


III. Chọn phôi và xác định phương pháp chế tạo phơi:
1. Chọn dạng 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 mụt đích đảm bảo hiệu quả kinh
tế-kĩ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết từ
khâu chế tạo phôi cho tới công đoạn gai công chi tiết là thấp nhất.
Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm
đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu về chiệu 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 thiết
bị, trình độ chế tạo phôi…)
Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến các
đặc tính của phơi và lượng dư gia cơng ứng với loại phơi đó.
Trong đồ án cơng nghệ vì sản xuất hàng khối ,vì tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ
chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay.
Phôi đúc đạt cấp chính xác là 2
Cấp chính xác kích thước IT15  IT19.
Độ nhám bề mặt: Rz=80m.
2. Chọn phương pháp chế tạo phôi:
 Chọn phôi:
Dựa vào đặc điểm của các phương pháp chế tạo phôi trên ta chọn phương pháp đúc
Vì:
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ
+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản nên đầu tư thấp
+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn
+ Độ nhám bề mặt, độ chính xác phôi đúc


 Kết luận
_Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ
chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng
máy.Phôi đúc đạt cấp chính xác là II (bảng 3-13/185 tài liệu[2]).
_Cấp chính xác kích thước IT15  IT19.
_Độ nhám bề mặt: Rz=80m.
3. Xác định lượng dư gia cơng của vật đúc cấp chính xác II:
_Chi tiết chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm
khuôn bằng máy, mặt phân khuôn nằm ngang.

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CƠNG
Bản vẽ đánh số bề mặt gia công:


Các phương án gia công




_Dựa vào điều kiện máy hiện có, phương pháp gia công, yêu cầu kĩ thuật và đặc biệt là năng
suất sản xuất, vì đây là sản xuất hàng loạt lớn. Dựa vào những điều kiện nêu trên nên em chọn
phương án 1 làm phương án gia công.

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ NGUN CƠNG
 Ngun cơng 1: phay mặt phẳng đáy
1. Sơ đồ gá đặt

2. Định vị: dùng mặt phẳng định vị 3 bậc tự do ,dùng mặt phẳng bên định vị 1 bậc tự do và
dùng mặt phẳng sau định vị 2 bậc tự do còn lại
3. Kẹp chặt bằng đồ gá kẹp ren.
4. Chọn máy: máy phay ngang 6H81 có cơng suất Nm= 4,5Kw,tốc độ trục chính
65-1800vg/ph ,số cấp tốc độ trục chính 12 cấp (sổ tay CNCTM 3 tr.74)
5. Chọn dao: phay trụ gắn các răng dao bằng mảnh hợp kim cứng.Các thông số của dao
( tra bảng 5-134,sổ tay CNCTM 2 ,tr. 120)
+Đường kính dao :
,số răng Z= 4 ,B=80mm, tốc độ cắt Vb=227m/ph
+Tuổi bền dao : T=180 ph
+dụng cụ đo :thước kẹp 150mm ,độ chính xác 0,02
6. Chia bước: phay thô Zb=3,5mm và phay tinh Zb=0,5mm.

7. Tra chế độ cắt & tính tốn thời gian gia công :
 phay thô
Chiều sâu cắt t = 3.5 mm
Lượng chạy dao răng: Sz=0,2 mm/răng (tr.126 CNCTM 2)


Tốc độ cắt Vb=227 m/phút ( bảng 5-143 sổ tay CNCTM 2,tr. 128)
Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=1 (tr. 127)
Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2=1
Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K3=0,8
Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay K4=0,89
Vậy tốc độ tính tốn là
Vt=Vb .K1 .K2 .K3.K4=227. 1. 1 .0,8.0,89 =162 mm/phút
Số vòng quay của trục chính theo tính tốn là
(vịng/phút).
-

Máy 6H81 có

=65

=1800, số cấp tốc độ m = 12, tìm cơng bội

như sau :
Ứng với

có giá trị là 28,48 gần với 28 tương ứng với

=1,12

Mặc khác
Theo bảng 4.1 (sách HD DACNCTM) ứng với

ta có giá trị

gần với

8,82
Vậy số vịng quay theo máy là:

(vòng/phút)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:
(m/phút)
Lượng chạy dao phút Sph=0,2.4. 578=462(mm/phút)
Lượng chạy dao của máy là :

,với lượng chạy dao 462mm/ph là

quá nhanh cho bề mặt gia công q nhỏ vì thế ta chọn
Cơng suất cắt khi phay thơ:
Theo bảng 5-139 (sổ tay CNCTM 2) ta có cơng suất cắt là Nc= 3,7 Kw


So sánh Nc= 3,7 Kw < Nm =4,5 Kw
Thời gian gia công
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối thời gian ngun cơng được tính như sau
Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn
Với
Ttc : thời gian từng chiếc

T0 : thời gian cơ bản
Tp : thời gian phụ
Tpv :thời gian phục vụ
Ttn : thời gian nghỉ ngơi
Thời gian gia cơng cơ bản được tính như sau
T 0=

L+ L1 + L2
S.n

(phút)

Với :
L: chiều dài bề mặt gia công
L1: chiều dài ăn dao
L2: chiều dài thốt dao
S: lượng chạy dao vịng
n: số vịng quay hành trình kép trong một phút
(mm)
L2 =( 2÷5 ) mm chọn L2 =3 (mm)

(phút)

Ltc = 0,53+ 0,53.0,26 = 0,67 (phút)
 phay tinh:
_ Chiều sâu cắt t = 0,5 mm
_Lượng chạy dao vòng: Sz=0,5 mm/răng
_Tốc độ cắt Vb=264 m/phút ( bảng 5-125 sổ tay CNCTM 2,tr. 113)

_Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=1 (tr. 128)
_Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2=1
_Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay K3=0,89
_Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia cơng K4=1
Vậy tốc độ tính tốn là
Vt=Vb .K1 .K2 .K3.K4=288. 1. 1 .1.89 =234 mm/phút
Số vịng quay của trục chính theo tính tốn là
(vịng/phút).

-

Tính theo máy :

Theo bảng 4.1 (sách HD DACNCTM) ta có
Vậy số vịng quay theo máy là:

gần bằng 12,7
(vòng/phút)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:
(m/phút)
Lượng chạy dao phút Sph=

=0,05.4. 822=164(mm/phút) , chọn

Lượng chạy dao của máy là :
Thời gian gia công
Trong sản xuất hàng laot5 và hàng khối thời gian ngn cơng được tính như sau
Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn
Với

T 0=

L+ L1 + L2
S.n

(mm)

(phút)


L2 =( 2÷5 ) mm chọn L2 =3 (mm)

(phút)

Ltc =0,84+ 0,84.0,26 = 1,1(phút)
 Nguyên công 2 : phay mặt bậc
 Sơ đồ gá đặt

Định vị: dùng mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do ,dùng mặt phẳng bên định vị 1 bậc tự do
và dùng mặt phẳng sau định vị 2 bậc tự do
 Kẹp chặt Cơ cấu liên động
 Chọn máy: máy phay đứng 6H11 có cơng suất Nm= 4,5 Kw,tốc độ trục chính 651800vg/ph ,số cấp tốc độ trục chính 12 cấp (sổ tay CNCTM 3; tr. 74)
 Chọn dao: phay ngón gắn mảnh hợp kim cứng. Các thông số của dao ( tra bảng 5-161,sổ
tay CNCTM 2,tr. 143)
+Đường kính dao :
,số răng Z= 6 , tốc độ cắt Vb=172 m/ph
+Tuổi bền dao : T=120ph
+dụng cụ đo :thước kẹp 150mm ,độ chính xác 0,05
 Chia bước: phay thô Zb=2,5mm và phay tinh Zb=0,5mm.

 Tra chế độ cắt & tính tốn thời gian gia cơng :
 phay thơ


Chiều sâu cắt t = 2,5 mm
Lượng chạy dao răng: Sz=0,14 mm/răng (tr. 143 CNCTM 2)
Tốc độ cắt Vb=172 m/phút ( bảng 5-148 sổ tay CNCTM 2,tr 143)
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K1=0,89 (tr. 143)
Hệ số điều chỉnh K2=1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng K3 = 1.
Vậy tốc độ tính tốn là
Vt=Vb .K1 .K2 .K3.K4=172.0,89.1.1 =153 mm/phút
Số vịng quay của trục chính theo tính tốn là
(vịng/phút).
-

Máy 6H11 có

bội
Ứng với

=65

=1800, số cấp tốc độ m = 16, tìm cơng

như sau :

có giá trị là 28,48 gần với 28 tương ứng với

=1,12

Mặc khác
Theo bảng 4.1 (sách HD DACNCTM) ứng với

ta có giá trị

gần với

18,73
Vậy số vòng quay theo máy là:

(vòng/phút)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:
(m/phút)
Lượng chạy dao phút

=0,14.6.1081=908(mm/phút)

Lượng chạy dao của máy là :
nhanh cho bề mặt gia công quá nhỏ vì thế ta chọn
Cơng suất cắt khi phay thơ:

,với lượng chạy dao 908 mm/ph là quá


Theo bảng 5-139 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) ta có cơng suất cắt là N c= 3,1 Kw
So sánh Nc= 3,1 Kw < Nm = 4,5 Kw
Thời gian gia công
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối thời gian ngun cơng được tính như sau

Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn
Với
Ttc : thời gian từng chiếc
T0 : thời gian cơ bản
Tp : thời gian phụ
Tpv :thời gian phục vụ
Ttn : thời gian nghỉ ngơi
Thời gian gia cơng cơ bản được tính như sau
(phút)
Với :
L: chiều dài bề mặt gia công
L1: chiều dài ăn dao
L2: chiều dài thốt dao
S: lượng chạy dao vịng
n: số vịng quay hành trình kép trong một phút
(mm)

L2 =( 2÷5 ) mm chọn L2 =3 (mm)

(phút)

Ltc = 0,39+ 0,39.0,26 = 0,49 (phút)
 Phay tinh:
_ Chiều sâu cắt t = 0,5 mm


_Lượng chạy dao răng : Sz=0,1 mm/răng
_Tốc độ cắt Vb=191 m/phút ( bảng 5-161 sổ tay CNCTM 2,tr. 143)
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K1=0,89 (tr. 143)
Hệ số điều chỉnh K2=1

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng K3 = 1.
Vậy tốc độ tính tốn là
Vt=Vb .K1 .K2 .K3.K4=191. 0,89. 1.1 =169 mm/phút
Số vịng quay của trục chính theo tính tốn là
(vịng/phút).

-

Tính theo máy :

Theo bảng 4.1 (sách HD DACNCTM) ta có
Vậy số vòng quay theo máy là:

gần bằng 20
(vòng/phút)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:
(m/phút)
Lượng chạy dao phút Sph=

= 0,01.6. 1300 =78(mm/phút) , chọn

Lượng chạy dao của máy là :
Thời gian gia công
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối thời gian ngn cơng được tính như sau
Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn
Với

T 0=

L+ L1 + L2
S.n

(mm)

(phút)


L2 =( 2÷5 ) mm chọn L2 =3 (mm)

(phút)

Ltc =0,66+ 0,66.0,26 = 0,83 (phút)