Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ (Full bản vẽ + thuyết minh)

GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG
1) Phân tích chức năng, điều kiện kỹ thuật, làm việc:
a) Công dụng của chi tiết:
o Chi tiết gối đỡ có nhiệm vụ đỡ trục để tăng độ cứng vững của trục khi làm việc, khắc
phục hiện tượng võng trục đối với những trục dài.
o Bề mặt trụ R12mm có nhiệm vụ đỡ trục.
o Bề mặt rãnh đuôi én cho phép gỗi đỡ trượt trên bề mặt khác.
o Các lỗ M12 để bắt chặt dụng cụ kẹp chặt vào gối đỡ.
o Các lỗ 2mm
∅1 dùng để định vị gối đỡ.
b) Thông số kỹ thuật của chi tiết:
Với chi tiết giá đỡ cho như hình vẽ thì thơng số về hình dáng và vị trí cần quan tâm là:
 Bề mặt làm việc của rãnh đuôi én được gia cơng với đợ nhám là Ra=1,6μm, cấp chính xác
là IT9.
 Bề mặt lắp ráp có độ nhám là Rz=25μm, cấp chính sác là IT11.
 Bề mặt lỗ định vị có đợ nhám là Ra=1,6μm, cấp chính xác là IT9.
 Độ vuông góc giữa mặt đáy và lỗ định vị không quá 0,03mm.
c) Vật liệu của chi tiết:
- Chi tiết là gang xám, ký hiệu GX 18-36, theo ta có các thông số sau :
 Giới hạn bền kéo 180 N/mm2
 Giới hạn bền uốn 360 N/mm2
Chi tiết là gang xám GX 18-36 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc.

2) Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Với chi tiết gối đỡ này thì các thơng số chúng ta cần quan tâm đó là độ bóng bề mặt làm việc
của rãnh đuôi én,
 Bề mặt của rãnh đuôi én do làm việc trong điều kiện ma sát cao do phải trượt nên cần độ

bóng cao nên chọn cấp chính xác là cấp 7 đợ nhám bề mặt Rz=1,6μm.
 Bề mặt lỗ lắp ráp gồm lỗ và rãnh do phải định vị nên có độ nhám bề mặt là Ra=1,6μm và
Rz=25μm.

1


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1) Sản lượng chi tiết cần chế tạo:
N = N0 . m . (1 + /100+ /100) (chiếc/ năm)
Trong đó:
m = 1 : số lượng chi tiết như nhau trong một đơn vị sản phẩm.
 = 3- 6% : số % chi tiết dùng làm phụ tùng,
= 5 - 7% : số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo.
Ta chọn =5%, chọn  = 5%
N0 =80000 là sản lượng trong một năm theo kế hoạch
 N=80000.1. (1 +5/100 + 5/100) = 88000(chiếc/ năm).
2) Khối lượng chi tiết:
Khối lượng tính lại bằng phần mềm ProE là: 3,76 kg
Tra bảng 2 trang 14 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy và dựa theo sản lượng, khối
lượng của chi tiết ta xác định gần đúng dạng sản xuất là sản xuất hàng khối.
Dạng sản xuất

Đơn chiếc
Hàng loạt nhỏ
Hàng loạt vừa

Hàng loạt lớn
Hàng khối

Q1: trọng lượng của chi tiết
> 200 Kg
4 ÷ 200 Kg
< 4 Kg
Sản lượng hằng năm của chi tiết ( chiếc)
<5
5÷ 100
> 100 ÷300
> 300÷ 1000
> 1000

< 10
10÷ 200
> 200 ÷500
> 500 ÷5000
> 5000

< 100
100÷ 500
> 500 ÷5000
> 5000 ÷50000
> 50000

2


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

CHƯƠNG III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI
1) Chọn dạng phơi :
Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi, ta chọn phơi đúc vì:
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ
+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản,cho nên đầu tư thấp
+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn
+ Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công
tiếp theo.
2) Chọn phương pháp chế tạo phôi:
Trong đúc phôi có những phương pháp sau:
1. Đúc trong khuôn cát –mẫu gỗ
- Chất lượng bề mặt vật đúc khơng cao, gía thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp
cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
-Loại phơi này có cấp chính xác IT16  IT17.
-Độ nhám bề mặt: Rz=160m.
=> Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt khơng cao,gây khó
khăn trong các bước gia công tiếp theo.
2. Đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại:
-Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá
thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ,vì giá tạo khn cao.
-Cấp chính xác của phôi: IT14  IT17.
-Độ nhám bề mặt: Rz=80m.=> Chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc
với mẫu gỗ,đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạng sản
xuất loạt vừa và lớn.
3. Đúc trong khuôn kim loại:
3

GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

-Đợ chính xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phơi có hình dáng gần giống với chi tiết
nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao.
-Cấp chính xác của phơi: IT14  IT15.
-Đợ nhám bề mặt: Rz=40m.
=>Phương pháp nay cho năng suất cao,đặc tính kỹ thuật của chi tiết tốt nhưng giá thành
cao nên không phù hợp với tính kinh tế trong sản suất loạt vừa.
4. Đúc ly tâm:
-Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, rỗng, đối xứng, đặc biệt là các chi tiết
hình ống hay hình xún.
-Khó nhận được đường kính lỗ bên trongvật đúc chính xác vì khó định được lượng kim
loại rót vào khn chính xác
-Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém (đối với vật đúc tròn xoay) vì chứa nhiều tạp chất
và xỉ.
5. Đúc áp lực:
-Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lịng khn
Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim Thiếc, Chì, Kẽm, Mg, Al,Cu.
-Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng, dầu, nắp buồng
ép, van dẫn khí…
-Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao.Đặc tính kỹ thuật tốt nhưng đối với dạng
sản suất loạt vừa thì hiệu quả kinh tế không cao.
6. Đúc trong khuôn vỏ mỏng:
-Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm
-Có thể đúc được gang , thép, kim loại màu như khuôn cát,khối lượng vật đúc đến 100 kg
-Dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.
7. Đúc liên tục:

-Là quá trình rót kim loại lỏng đều và liên tục vào moat khuôn bằng kim loại,xung quanh
hoặc bên trong khuôn có nước lưu thơng làm ng̣i (cịn gọi là bình kết tinh) .Nhờ truyền
4


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

nhiệt nhanh nên kim loại lỏng sau khi rót vào khuôn được kết tinh ngay, vật đúc được
kéo liên tục ra khỏi khuôn bằng cơ cấu đặc biệt như con lăn…
-Thường dùng để đúc ống, đúc thỏi, đúc tấm

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 I (Bảng 3-13 sổ tay CNCTM 1):
-Cấp chính xác kích thước IT14- IT17
-Đợ nhám bề mặt: Rz=50m.
Bản vẽ khuôn đúc

3) Lượng dư gia công:
-Chi tiết được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm
khuôn bằng máy, mặt phân khn X-X (nằm ngang).
 Lượng dư phía trên: 3 mm
 Lượng dư phía dưới: 2.5 mm
 Lượng dư mặt bên: 2.5 mm
( Bảng 3-94 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1).
-Góc nghiêng thốt khn: 0045’
-Bán kính góc lượn: 5 mm

Tra bảng (3 – 94) trang 252 [sổ tay cơng nghệ tập 1]
 Kích thước lớn nhất của chi tiết: 140 mm.
 Các lỗ Ø12mm đều đúc đặc.
Kích thước của phơi đúc:
Từ kích thước của chi tiết ta có kích thước của phơi đúc như sau:
Kích thước phơi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư
5


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Bản vẽ lồng phôi:

XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG NGUYÊN CÔNG PHAY MẶT ĐÁY
1) Xác định lượng dư gia công cho nguyên công gia công mặt phẳng đáy:
Bề mặt gia công đối xứng tra bảng 9 tài liệu thiết kế đồ án CNCTM_ GS.TS. Trần Văn Địch.
Lượng dư nhỏ nhất mợt phía:

Trong đó:
Zimin : Lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ i.
: Chiều cao nhấp nhô do bước gia công trước để lại,
: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lai
: là tổng sai lệch về vị trí khơng gian do bước cơng nghệ sát trước để lại
: là sai số gá đặt chi tiết ở bươc công nghệ đang thực hiện.
là sai số chuẩn , k là sai số do kẹp chặt, bỏ qua sai số đồ gá ( Tài liệu công nghệ chế tạo
máy)
Phơi đúc chính xác cấp I, gia cơng trên máy phay qua 2 bước phay thô, phay tinh.
Bước 1: phay thô

Phôi được chọn là phôi đúc trong khuôn cát có:
Dung sai phôi khi đúc là (bảng 3-97 sổ tay CNCTM tập 1)
Phay thơ cấp chính xác đạt được là IT 12 bảng 3.69 sổ tay CNCTM tập 1
Dung sai của phay thô tra bảng 3.91 sổ tay CNCTM tập 1:
Phôi : ( Bảng 3-65 sổ tay CNCTM tập 1)
6


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Khi phay thô: Rz=50, T=0( bảng 3-69 sổ tay CNCTM tập 1 )
Sai lệch khơng gian của phơi được tính theo cơng thức sau:
(bảng 14 tài liệu thiết kế đồ án CNCTM_ GS.TS. Trần Văn Địch)

Trong đó: (μm/mm) độ cong vênh (Bảng 3-67 sổ tay CNCTM tập 1)
(trang 50 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch)
Sai số chuẩn (chuẩn định vị trùng gốc kích thước)
Sai số kẹp chặt: bảng 24 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch)
Sai số gá đặt:
- Lượng dư cho bước gia công phay thô:
Bước 2: phay tinh
Rz=25( bảng 3-69 sổ tay CNCTM tập 1)
Vật liệu làm bằng gang nên T=0 ( trang 21 sách Công nghệ chế tạo máy_ ồ Viết BìnhNguyễn Ngọc Đào)
Sai lệch khơng gian:
(trang 50 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch)
Sai số gá đặt:

- Lượng dư cho bước gia công phay tinh:

7


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Tên chi tiết: gối đỡ; Vật liệu: Gang xám 18-36
Bề mặt cần gia công: mặt đáy
Thứ tự Thành phần lượng dư
các
(m)
bước
gia
cơng
RZ
T



Lượng
dư
tính

KT
tính
tốn

Dung

sai
(μm)

Kích
giới
hạn

thước Trị số g/h
lượng dư
(m)

(mm)

tốn
Zmin

amax

amin

Zmax

Zmin

(m)
Phơi

400

210

Phay
thơ

50

0

12,6

90

Phay
tinh

25

0

2,52

5,4

Tổng

65,66
8

800

66,5

65,7

700

64,96
8

300

65,3

65

1200

700

68

64,9

200

65,1

64,9

200

100

1400

800

Lượng dư tổng cợng:

Kiểm tra lại:

8


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Lượng dư tra bảng là:
So sánh với lượng dư tra bảng ta thấy lượng dư tương đối hợp lý.

XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT NGUYÊN CƠNG PHAY RÃNH

Bước 1: phay thơ
Máy phay ngang 6H82Γ, cơng suất 7 KW (phụ lục trang 101 chế độ cắt gia cơng cơ khí_Hồ
Ngọc Đào) Dao phay đĩa 3 mặt răng bảng 4-85 sổ tay CNCTM tập 1.
Chiều sâu phay t=2mm
Chiều rộng phay B=2,5mm
Lượng chạy dao răng: bảng 5-34 sổ tay CNCTM tập 2
Tốc độ cắt:

Các hệ số tra bảng 5-39 sổ tay CNCTM tập 2
68,5

q
0,25

x
0,3

y
0,2

u
0,1

p
0,1

m
0,2

T=120 chu kỳ bền của dao tra bảng 5-40 sổ tay CNCTM tập 2
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt:

-=: hệ số điều chỉnh phụ tḥc tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 5-1 sổ tay cnctm
tập 2 )
9

GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

HB =170-229 độ cứng vật liệu gia công
số mũ (tra bảng 5-2 sổ tay cnctm tập 2) → =
hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi tra bảng 5-5 sổ tay cnctm tập 2
- : hệ số điều chỉnh phù thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5-6 sổ tay cnctm tập 2
→
→

Số vòng quay:
Chọn tài liệu chế đợ cắt gia cơng cơ khí_ Hồ Ngọc Đào
Lượng chạy dao phút Sph=n.(mm/phút)
-Thời gian gia công cơ bản : Bảng 31 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch
L=140mm : chiều dài bề mặt gia công

chiều dài ăn dao
(mm) : chiều dài thốt dao
S = 4,4 (mm/vịng) lượng chạy dao vòng
n= 95 (vòng/ phút)

Bước 2: phay tinh
Chiều sâu phay t=0,5mm
Chiều rộng phay B=2,5mm
10


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Lượng chạy dao vòng: bảng 5-37 sổ tay CNCTM tập 2
Lượng chạy dao răng
Tốc độ cắt:

Các hệ số tra bảng 5-39 sổ tay CNCTM tập 2
68,5

q
0,25

x
0,3

y
0,2

u
0,1

p
0,1

m
0,2

T=120 chu kỳ bền của dao tra bảng 5-40 sổ tay CNCTM tập 2
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc đợ cắt:

-=: hệ số điều chỉnh phụ tḥc tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 5-1 sổ tay cnctm
tập 2 )
HB =170-229 độ cứng vật liệu gia công
số mũ (tra bảng 5-2 sổ tay cnctm tập 2) → =
hệ số điều chỉnh phụ tḥc vào tình trạng bề mặt phôi tra bảng 5-5 sổ tay cnctm tập 2
- : hệ số điều chỉnh phù thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5-6 sổ tay cnctm tập 2
→
→

Số vịng quay:
Chọn tài liệu chế đợ cắt gia cơng cơ khí_ Hồ Ngọc Đào

11


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

-Thời gian gia công cơ bản : Bảng 31 hướng dẫn thiết kế đồ án Trần Văn Địch
L=140mm : chiều dài bề mặt gia cơng

chiều dài ăn dao
(mm) : chiều dài thốt dao
S = 1,2 (mm/vòng) lượng chạy dao vòng
n= 235 (vòng/ phút)

Lực cắt Pz:

Z= 14 răng

n=95 vòng/phút
Cp
30
0,83
(bảng 5-41 sổ tay CNCTM tập 2)

y
0,63

u
1

q
0,83

w
0

(bảng 5-9 sổ tay CNCTM tập 2)

Moment xoắn Mx:

12


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

W

n
00
R1

21,8°

Pz
R
ß

35

Py

78
,5°

2

O

63

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1)Tính lực kẹp cần thiết:

13


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Các thành phần của lực cắt như hình vẽ. Theo bảng 5-42 sổ tay CNCTM tập 2:
Với Pz=166,67 N thì ta tính được Py =16,667N, R=167,5N và góc β=5,7o
Phương trình cân bằng moment:

Hệ số an toàn
Với K0 = 1,5 : Hệ số chung trong các trường hợp
K1 = 1,2: Hệ số trong trường hợp gia cơng thơ
K2 = 1 : Hệ số tính đến mịn dao
K3 = 1,2 : Hệ số tính đến gia cơng gián đoạn
K4 = 1,3 : Hệ số tính đến khi kẹp bằng tay
K5 = 1 : Hệ số tính đến thuận tiện khi kẹp
K6 =1 : Hệ số tính đến moment làm quay chi tiết.
K=1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1=2,808 (Tài liệu thiết kế đồ án CNCTM _Trần Văn Địch trang 85)

Lực kẹp ở mỗi mỏ kẹp là:

2) Các thơng số hình học của chi tiết:
a) Tính chọn buloong:
Lực kẹp trên buloong
14


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Kích thước địn kẹp lấy theo bảng 8-33 Trang 438 sổ tay CNCTM Tập 2

Tỷ lệ chung của đòn kẹp là :

Vậy, lực kẹp trên Bulơng sẽ là:

Tính tốn đường kính Bulơng:(sách CNCTM Trang79)

Trong đó: W: là lực kẹp do ren tạo ra W=
C = 1.4 với ren hệ mét
σ : ứng suất kéo , đối với buloong bằng thép 45 thì σ=8÷10 (kG/mm2)
d: đường kính đỉnh ren

Theo tiêu chuẩn chọn buloong có
Tra bảng 8-51sổ tay CNCTM2
Bulông M12 có:

15


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

. Bán kính trung bình: rtb = 5,43 mm
. Chiều dài tay vặn: L = 140 mm
.Lực kẹp: Q=4750 N
. Lực tác động vào tay vặn: P= 70N

- Kiểm tra bền theo hệ số tương đương:

P: lực kéo hoặc nén tác dụng lên buloong

d: đường kính chân ren của buloong
: Ứng suất cho phép

S

Vậy buloong-đai ốc của cơ cấu đảm bảo an toàn.
n

30+0.06

b)
Các
thơng
số
hình
học
tiêu
chuẩn
của
các
chi
tiết
trong
đồ gá:

16


GVHD: Trần Quốc Hùng

SVTH: Lê Ngọc Huy

Sổ tay CNCTM tập 2 Bảng: 8-3; 8-9; 8-19; 8-23; 8-33.
-

Phiến tỳ: kiểu I, B=16mm, L=100mm, H=10mm. Vật liệu: thép 20Cr, thấm than,
chiều sâu lớp thấm 0,5-0,8mm, nhiệt luyện đạt HRC 50÷60.
Chốt trụ: D=12mm, t=16mm, d=12mm. Vật liệu: thép 20Cr thấm than, sâu 0,81,2mm, HRC 50÷55.
Chốt trám: Chốt trụ: D=12mm, t=16mm, d=12mm. Vật liệu: thép 20Cr thấm than, sâu
0,8-1,2mm, HRC 50÷55.
Then dẫn hướng đồ gán trên bàn máy: kiểu I, B=18mm, H=11mm, L=30mm. Vật
liệu: thép 40X, độ cứng HRC 40-45.
Đai ốc M12, kiểu II, vật liệu C45.
Mỏ kẹp M=12mm, L=125mm, B=40mm. Vật liệu: thép C45, độ cứng HRC 40-45.

c) Kiểm nghiệm lại lực kẹp của buloong:
Lực kẹp của buloong: Q=4750 N
Khi đó lực kẹp cần thiết là = N. Vậy lực kẹp đủ kẹp.

17