ĐỒ án môn HỌC CHUYÊN NGÀNH công nghệ chế tạo máy đề tài thiết kế và gia công chi tiết gối đơ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
NGÀNH: Cơng Nghệ Kỹ Tḥt Cơ khí
CHUYÊN NGÀNH: Công Nghệ Chế Tạo Máy

ĐỀ TÀI:
Thiết kế và gia công chi tiết Gối Đỡ

Người Hướng Dẫn

:

Gv.Bùi Hệ Thống

Sinh Viên Thực Hiện

:

Lê Tấn Nhật
Hồ Quang Khải


Lớp

:

18C1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Đảng và Nhà nước đã đề ra mục tiêu
“cơng nghiệp hố - hiện đại hố” đất nước. Muốn thực hiện được mục tiêu đó chúng ta phải
thúc đẩy mọi ngành công nghiệp như: công nghệ thông tin, công nghệ chế tạo máy, công nghệ
sinh học, điện điện tử. Trong đa ngành chế tạo máy đóng vai trị rất quan trọng trong việc sản
xuất ra các công cụ cho nền kinh tế quốc dân tạo tiền đề cho các ngành phát triển tốt hơn. Vì
vậy việc phát triển khoa học kỹ thuật trong ngành chế tạo máy là mục tiêu hàng đầu nhằm
thiết kế hoàn thiện và vận dụng phương pháp chế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sản
xuất.
Trong suốt quá trình học tập được Nhà trường trang bị cho những kiến thức kiến thức
của các môn cơ sở cũng như các môn chuyên ngành, kết hợp với thực hành nghề. Sau khi kết
thúc môn học ‘’Công nghệ chế tạo máy’’, Em được nhận đồ án môn học để tổng hợp và củng
cố lại những kiến thức đã học. Để trang bị cho những hiểu biết cơ bản về mối quan hệ giữa lý
thuyết và thực tế và tạo điều kiện cho em sau khi ra trường có một kiến thức nhất định, đáp
ứng được nhu cầu đào tạo của nhà trường cũng như nhu cầu thực tế của xã hội.
Với đồ án môn học này có tính tổng hợp cao, địi hỏi phải có kiến thức và khả năng tư
duy, tìm tịi phân tích, bám sát vào yêu cầu kỹ thuật, bên cạnh đó phải có sự sáng tạo để lập ra

một trình tự gia công hợp lý để giảm bớt các thời gian phụ, nâng cao chất lượng sản phẩm
đồng nghĩa với hạ giá thành sản phẩm tăng sức cạnh tranh.
Trong suốt quá trình thiết kế được sự hướng dẫn, góp ý tận tình của thầy giáo Bùi Hệ
Thớng. Giáo viên khoa cơ khí và các thầy cơ trong khoa cơ khí cùng với sự nỗ lực của bản
thân và sự góp ý của bạn bè, đến nay em đã hoàn thành đồ án mơn học CNCTM với đề tài
“Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công chi tiết gối đỡ”.
Do khả năng và tầm nhận thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, với khối
lượng cơng việc địi hỏi có sự tổng hợp cao nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu
sót. Em mong các thầy cơ tiếp tục chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành tốt hơn nữa những công
việc sau này khi vận dụng vào thực tế cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, Ngày Tháng
Sinh viên thực hiện

Năm


MỤC LỤC

Chương 1. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CẦN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT..................................7
1.1. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT:.............................................................7
1.1.1. Điều Kiện Làm Việc:...........................................................................................................................7
1.1.2. Điều kiện làm việc của ổ trượt:..........................................................................................................8
1.1.3. Yêu cầu kĩ thuật:................................................................................................................................8
1.1.4. Vật liệu chế tạo phôi..........................................................................................................................8
1.1.5. Tính cơng nghệ của chi tiết:...............................................................................................................8
Chương 2. ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.....................................................................................................................10
2.1. Dữ liệu cho trước:...................................................................................................................................10
Chương 3. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI......................................................................................13

3.1. Phương pháp chế tạo phơi:....................................................................................................................13
3.2. Tra bảng lượng dư gia cơng....................................................................................................................14
Chương 4. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT......................................................................15
4.1. Xác định đường lối công nghệ................................................................................................................15
4.2. Lựa chọn phương pháp gia công.............................................................................................................16
4.3. Thiết lập tiến trình cơng nghệ:................................................................................................................18
4.4. Lập sơ đồ gá đặt chọn chuẩn..................................................................................................................18
4.5. Chọn máy và dao cho từng ngun cơng................................................................................................26
4.6. Tính tốn lượng dư cho bề mặt lỗ ɸ22±0.05 bằng phương pháp phân tích...............................................29
4.7. 7. Tính tốn chế độ cắt cho ngun công lỗ ɸ22 ±0.025 - Khoét thô...........................................................32
4.8. 8. Tra bảng chế độ cắt cho các ngun cơng cịn lại...............................................................................39
Chương 5. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA........................................................................................40
CÔNG LỖ REN M10............................................................................................................................................40
5.1. Xây dựng nguyên lý của đồ gá................................................................................................................40
5.2. Tính chọn kích thước cho các chi tiết định vị..........................................................................................41
5.2.1. Chốt trụ ngắn:..................................................................................................................................41
5.2.2. Chốt trám:........................................................................................................................................41
5.2.3. Tính lực kẹp:....................................................................................................................................41


Chương 1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU
CẦU CẦN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
1.1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT:
1.1.1.Điều Kiện Làm Việc:
Gối đỡ thường được dùng trong ngành công nghiệp chế tạo máy
Gối đỡ dùng để đỡ trục gối đỡ chịu tác dụng của các lực đặt lên trục và truyền các lực này vào
thân máy và bệ
Gối đỡ dùng để dẫn hướng, nhờ đó mà trục có vị trí nhất định trong máy và quay, trượt tự do
quanh một đường hay một điểm.
Ngồi ra gối đỡ cịn có nhiệm vụ như ổ trượt

hình 1.1 - Bản vẽ chi tiết


1.1.2.Điều kiện làm việc của ổ trượt:
Chi tiết làm việc trong điều kiện áp lực lớn do mài mòn do vậy ta chọn vật liệu thép C45.
Độ bền kéo, độ bền uốn cao, khả năng chống mài mòn tốt, chịu được nhiệt độ cao
Tính đúc tốt dể da cơng cắt gọt.
1.1.3.Yêu cầu kĩ thuật:
Độ song song giữa đường tâm lỗ ∅22
với mặt
Độ khơng vng góc giữa mặt đáy và mặt bên < (0,03/100)mm

đáy

<

(0,02/100)mm

1.1.4.Vật liệu chế tạo phôi
Gối đỡ là chi tiết chịu nén, do vậy vật liệu chế tạo ta dùng gang xám GX15-32 (giới hạn bền
kéo tối thiểu là 15kg/mm2, giới hạn bền uốn tối thiểu là 32kg/mm2)
Gang xám là loại gang mà thành phần gồm toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng graphit tự do.
Gang xám có nhiệt độ nóng chảy thấp và khơng địi hỏi khắt khe về tạp chất khi sử dụng đúc
luyện. Gang xám có tính đúc tốt. Do có tổ chức xốp nên đây là loại gang rất phù hợp với các
vật liệu cần bơi trơn có chứa dầu nhớt.
Loại gang

C

Si

Mn

S

P

Xám

3 - 3.7

1.2 - 2.5

0.25 - 1

0.06 -0.2

0.05 -0.2

hình 1. 1 Thành phần của gang xám
1.1.5.Tính cơng nghệ của chi tiết:
Kết cấu của chi tiết phức tạp, gia công 4 mặt, 3 lỗ và 1 lỗ taro ren M10.


hình 2.1 - kết cấu chi tiết


Chương 2.ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1.Dữ liệu cho trước:
+ Sản lượng : 35000 chiếc/năm.
+ Điều kiện trang thiết bị: tự chọn.

Xác định sản lượng sản phẩm hằng năm
(bao

gồm

phế

N=N
Trong đó

phẩm

và

chi

tiết

được

chế

tạo

them

6 %+5 %
= 35000 * 1* (1+ 100 ) = 3503 (chiếc /năm)

để

dự

trữ)

N0=35000: Số sản phẩm trog 1 năm theo kế hoạch
m=1

: số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

β= 5%

: số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo

α – số phế phẩm chủ yếu trong đức và rèn ( α = 6%)
Trọng lượng của chi tiết:
Q = γ.V
Trong đó: γgang xám = 6.8 – 7.4 kg/dm3 (Trọng lượng riêng của vật liệu)
V-Thể tích của chi tiết
Ta dựa trên phần mềm thiết kế 3d Creo parametric 5.0 để tính tốn được thể tích của chi tiết
là :
VOLUME = 3.4338944e+04 MM^3 = 0,3433 dm3
SURFACE AREA = 1.0818890e+04 MM^2
DENSITY = 1.0000000e+00 TONNE / MM^3
MASS = 3.4338944e+04 TONNE =3,433 kg

hình 2.2 - tính tốn khối lượng chi tiết


Dạng sản xuất
Đơn chiếc
Hàng loạt nhỏ
Hàng loạt vừa
Hàng loạt lớn
Hàng khối

Q1 – trọng lượng chi tiết
>200Kg
4-200kG
Sản lượng hàng năm của chỉ tiết ( chiếc)
<5
<10
55-100
10-200
100-300
200-500
300-1000
500-1000
>1000
>5000

<4Kg
<100
100-500
500-5000

5000-50000
>50000

hình 2.3
Dựa vào bảng 2.3 ta xác định được dạng sản xuất với sản lượng 3503 và khối lượng 3,433kg
Sản xuất dạng vừa


Chương 3.LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
3.1.Phương pháp chế tạo phôi:
Phôi thép thanh hay dùng dể chế tạo các chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục
xilanh, piston, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ.
Phơi dập thường được dùng cho các loại chi tiết như trục răng công, trục răng thẳng, các loại
bánh răng khác, các chi tiết dạnh càng, trục chữ thập, trục khuỷu
Phôi rèn tự do dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ  Phôi đúc được dùng cho các
chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập.
Đúc được thực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc
ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy.
Chi tiết gối đỡ có hình dáng phức tạp, vật liệu bằng gang xám, dạng sản xuất hang loạt vừa
nên ta lựa chọn phương pháp đúc.
Để lựa chọn được phương pháp đúc hợp lí ta cần phân tích lại yêu cầu của chi tiết:
Một số bề mặt cần gia cơng với độ chính xác cao.
Lượng dư bề mặt nhỏ.
 Ta dùng phương pháp đúc trong vỏ mỏng cấp chính xác cao, năng suất cao và lượng dư gia
công cắt gọt nhỏ.
Thiết kế khuôn
Khuôn gồm 2 mảnh như hình dưới.


Hình 3.1

3.2.Tra bảng lượng dư gia cơng
 Với các thơng số tra được trong tài liệu [6] ta có:
 Chiều dày vách nhỏ nhất của phôi: 7 mm [6, bảng 3 – 5, trang 175]
 Góc nghiêng đối với phơi đúc trong khuôn kim loại: 2o [6, bảng 3 – 7, trang 176]
 Tuổi thọ khuôn đúc bằng gang: 1000 – 5000 lần đối với phôi bằng gang[6, bảng 3 –
8, trang 179]
 Dung sai kích thước: IT14 – IT17; Rz = 40 μm[6, bảng 3 – 13, trang 185]
 Lượng dư gia cơng mặt bên ngồi: 1.4 mm [6, bảng 3 – 110, trang 259]
 Lượng dư gia công mặt bên trong: 1.6 mm [6, bảng 3 – 110, trang 259]
 Lượng dư gia công mặt bên trên: 2 mm[6, bảng 3 – 110, trang 259]
 Sai lệch cho phép của chi tiết: ±1mm [6, bảng 3 – 98, trang 253]
 Lượng dư gia công tổng cộng: 5 mm


Chương 4.THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ
TẠO CHI TIẾT
4.1.Xác định đường lối cơng nghệ
Với khối lượng và hình dáng chi tiết chi tiết và sản lượng hàng năm như trên, dạng sản
xuất hàng loạt vừa. Theo kinh nghiệm tham khảo thì đường lối cơng nghệ được xác
định phù hợp nhất gia cơng một vị trí và nhiều vị trí kết hợp nhau, gia công bằng một
dao và hai dao, gia công tuần tự - song song.


4.2.Lựa chọn phương pháp gia công
 Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa muốn chun mơn hố cao để có thể đạt
được năng suất cao trong điều kiện sản xuất của Việt Nam thì nên chọn đường
lối cơng nghệ thích hợp nhất là phân tán ngun cơng (ít bước công nghệ trong
một nguyên công). Ở đây dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và
các máy chuyên dùng để chế tạo.

 Sau khi nghiên cứu kỹ chi tiết ta phân chia các bề mặt gia công và lựa chọn
phương pháp gia cơng cuối thích hợp để đạt được cấp chính xác và độ bóng u
cầu.
 thứ tự các vị trí lỗ và bề mặt cần gia công được đánh dấu theo thứ tự



4.3.Thiết lập tiến trình cơng nghệ:
 Ngun cơng 1: Phay mặt số 1 đạt bộ bóng Ra=2,5, chọn máy phay đứng 6H11
 Nguyên công 2: Phay mặt 3 đạt Rz = 40, chọn máy phay ngang 6H82
 Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa 2 lỗ ɸ9 đạt độ bóng Ra =2.5, chọn máy phay
đứng 6H11
 Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ ɸ22 đạt Ra = 1.25
 Nguyên công 5: Khoan và taro lỗ ɸ15, Ra =2.5, taro trên máy phay đứng 6H11,
taro lỗ M10x1,25
 Nguyên công 6: phay mặt 4 đạt Rz = 20, chọn máy phay đứng 6H11
 Nguyên công 7: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt phẳng khơng và độ
khơng vng góc giữa các tâm lỗ không vượt quá vượt quá 0.03
4.4.Lập sơ đồ gá đặt chọn chuẩn
 Chuẩn định vị dùng để gá lắp lần đầu tiên gọi là chuẩn thô.
 Các mặt đã gia công được dùng làm để định vị dùng trong q trình gia cơng
về sau gọi là chuẩn tinh.
 Mục đích của việc chọn chuẩn là đảm bảo: + Chất lượng của chi tiết trong q
trình gia cơng
Các ngun tắc chọn chuẩn thô :
Khi chọn chuẩn thô phải chủ ý 2 yêu cầu
Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia cơng
 Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt
 Lấy mặt nào dùng để tiếp tục gia công các bề mặt khác làm chuẩn thô
 Đối với các chi tiết không cần phải gia công tất cả các các bề mặt thì cố gắng dùng mặt

khơng gia cơng làm chuẩn thô
 Đối với chi tiết cần phải gia công tất cả các bề mặt thì chọn phải chọn mặt có lượng dư
gia công nhỏ nhất làm chuẩn thô
 Nên chọn mặt bằng phẳng, nhẵn khơng có lỗ rót làm chuẩn thô
 Nên chọn mặt phẳng tương đối vững chắc làm chuẩn thô để tránh cho kẹp bị hỏng
hoặc kẹp không chặt Các nguyên tắc chọn chuẩn tinh:
 Nên chọn chuẩn tinh chính làm chuẩn tinh, nghĩa là chọn những mặt của chi tiết sẽ
được lắp trên máy công tác sau này để làm chuẩn tinh, như vậy sẽ không tạo nên sai số
tích luỹ làm hỏng chi tiết, phải bỏ đi
 Chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn bằng 0


 Chọn chuẩn thật cứng vững sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực kẹp
và diện tích định vị phải đủ lớn.
 Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng
 Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, tức là trong nhiều lần cũng chỉ dùng một chuẩn để
thục hiện các ngun cơng của q trình cơng nghệ, vì khi thay đổi chuẩn sẽ sinh ra sai
số tích luỹ ở những lần gá sau.
Căn cứ vào những luận điểm trên và phân tích chi tiết ta chọn chuẩn tinh là mặt I và chuẩn
thơ là mặt II.
•

•

Mặt I là mặt lắp ráp, và là chuẩn thiết kế, diện tích lớn cứng vững, và được
chọn làm chuẩn tinh thống nhất về sau, đảm bảo các yêu cầu của việc chọn
chuẩn tinh
Mặt II khơng gia cơng, khơng có đậu ngót, bằng phẳng và vững chắc, dễ gá
trên mâp cặp 3 chấu tự định tâm, đảm bảo yêu cầu việc chọn chuẩn thơ.

Ngun cơng 1: Phay mặt số 5 đạt độ bóng Ra = 2,5.
•
•
•

Bước 1: Phay bóc vỏ đạt độ bóng cấp 2, Rz = 100
Bước 2: Phay thô đạt độ bóng cấp 4, Rz = 40
Bước 3: Phay bán tinh đạt độ bóng cấp 6, Ra = 2,5.


Định vị: Dùng 3 chốt tì khía nhám định vị 3 bậc tự do, dung 3 chốt để định vị 3 bậc
cịn lại, kẹp chặt bằng bulong đai ốc.

Ngun cơng 2: Phay mặt 3 đạt độ nhám Rz = 40.




Bước 1: Phay bóc vỏ đạt độ nhám Rz = 100
Bước 2: Phay thô đạt độ nhám Rz = 40.
Định vị: Mặt đáy định vị 3 bậc tự do, phiến tì tì 1 bên kẹp chặt bằng bulong đai
ốc.


Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa 2 lỗ ɸ9 đạt độ bóng Ra = 2.5
Bước 1: Khoan đạt độ nhám Rz = 40
Bước 2: Khoét đạt độ nhám Rz = 40
Bước 3: Doa đạt độ bóng Ra = 2.5.
Định vị: Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do, dùng phiến tì tì 1 bên, kẹp chặt bằng bulong đai
ốc.

Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ ɸ42 đạt Ra = 1.25
Bước 1: Khoét thô lỗ đạt độ nhám Rz = 50
Bước 2: Khoét tinh đạt Rz = 40
Bước 3: doa thô đạt Rz = 10
Bước 4: Doa tinh lỗ đạt độ bóng Ra = 1.25
Định vị: Mặt phẳng đáy định vị 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn và một chốt trám định vị
3 bậc tự do.


Nguyên công 5: Khoan và taro lỗ M10
Bước 1: Khoan lỗ ɸ8
Bước 2: Taro ren M10
Định vị: Chuẩn tinh thống nhất


Nguyên công 6: phay mặt 4 đạt Rz = 20, chọn máy phay ngang 6H82
Bước 1: Phay thô đạt Rz = 40
Bước 2: Phay bán tinh đạt Rz = 20
Định vị: Dùng chuẩn tinh thống nhất


Nguyên công 7: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt phẳng khơng và độ khơng vng
góc giữa các tâm lỗ


4.5.Chọn máy và dao cho từng nguyên công
NC1: Máy phay đứng 6H11
•

•
•
•

Số cấp tốc độ trục chính: 16
Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 v/ph
Cơng suất động cơ chính: 4,5 kW
Số cấp bước tiến bàn máy: 16 + Bước tiến bàn
máy:
Dọc: 35 – 980 mm/ph
Ngang: 25 – 765 mm/ph
Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8: