Đồ án công nghệ chế tạo máy gối đỡ

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
*** o0o

KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Họ và tên: MSSV:
Ngành : Cơ khí chế tạo máy Lớp :
Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Giá đỡ
I. Số liệu cho trƣớc: Sản lƣợng: 5500cái/năm
II. Nội dung thuyết minh và tính toán:
1. Nghiên cứu chi tiết gia công: Chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu…
2. Xác định dạng sản xuất.
3. Chọn phôi và phƣơng pháp tạo phôi, tra lƣợng dƣ cho các bề mặt gia công
4. Lập tiến trình công nghệ: Ghi kích thƣớc, độ bóng
5. Thiết kế nguyên công.
 Vẽ sơ đồ gá đặt có ký hiệu định vị, kẹp chặt,dụng cụ cắt ỡ vị trí cuối cùng,chỉ rõ
phƣơng chiều của chuyển động. Ghi kích thƣớc, độ bóng, dung sai của nguyên công

 Chọn máy, kết cấu dao
 Trình bày các bƣớc: chọn dao (loại dao và vật liệu làm dao), tra các chế đọ cắt:s,v,t;
tra lƣợng dƣ cho các bƣớc và tính thới gian gia công cơ bản cho từng bƣớc công
nghệ.
 Tính lƣợng dƣ cho nguyên công phay mặt phẳng bên.
 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá: phay mặt phẳng bên
6. Thiết kế đồ gá:
– Vẽ sơ đồ nguỵên lý,thiết kế cơ cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá
– Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp
– Tính sai số chuẩn và so sánh với dung sai của nguyên công đang thực hiện trên đồ gá
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 A3
– Bản vẽ thiết kế đồ gá: 1 bản (A1).
IV. Ngày giao nhiệm vụ:
V. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
VI. Giáo viên hƣớng dẫn:
Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hƣớng dẫn
Ký tên Ký tên


2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
3

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học thuộc chuyên nghành của
sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy . Là môn học tổng hợp những kiến thức sau cùng của
nhiều môn học như: Công nghệ chế tạo máy, Vật liệu học, Công nghệ kim loại, Dung sai,
… Qua đồ án này giúp cho sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ hiện đại,cũng
như bám sát thực tế sản xuất trước khi làm luận án tốt nghiệp.

Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công
nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất
lượng kém. Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia công giúp người chế tạo giảm
được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử
dụng.

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau. Việc thiết lập quy
trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương án công nghệ
hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm
nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội.

4

MỤC LỤC


Contents
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN 2
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƢƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI 5
Chƣơng II: LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 10
ChƣơngIII: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG 12
CHƢƠNG IV: TÍNH LƢỢNG DƢ GIA CÔNG 38
CHƢƠNG V: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 41
KẾT LUẬN 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

5


CHƢƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ chi tiết có
phù hợp hay không đối với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo.



I. Phân tích chi tiết gia công:
6

1. Phân tích chi tiết:
- Chi tiết gia công có dạng hộp để làm giá đỡ các chi tiết khác thành một bộ phận của chi
tiết máy.
- Độ vuông góc giữa đƣờng tâm của lỗ và mặt đầu cần phải đƣợc đảm bảo.
- Độ song song giữa các bề mặt cần đƣợc đảm bảo.
2. Các yêu cầu kỹ thuật:
- Lỗ có Ø34,20 có độ nhám bề mặt Rz1,6;

- Bề mặt bao và bị bao H14;
- Các góc lƣợn R= 3mm;
- Làm cùn các cạnh bén;
- Độ không vuông góc của các tâm lỗ so với các mặt đầu không quá 0,05;
- Độ không song song của trục Ø20 không quá 0.03, lỗ Ø34 không quá 0.05 so với mặt
đáy.

3. Phân tích kỹ thuật:
-Vật liệu: Gang xám GX15-32
Độ cứng HB: 163…229
Giới hạn kéo:


2
150
mm
N
k



Giới hạn uốn:


2
320
mm
N
u




-Tính chất:
Có cơ tính trung bình;
Nhiệt độ nóng chảy thấp,không biến dạng dẻo ở trạng thái nóng;
Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm
rung động nên đƣợc sử dụng nhiều trong chế tạo máy.
4. Xác định dạng sản xuất:
- Số lƣợng chi tiết cần chế tạo:
N = No[1+(α+β)/100]
Trong đó:
+ No là số chi tiết theo kế hoạch năm;
+ α : số % phế phẩm, chon α=4%;
+ β : số % chi tiết đƣợc chế tạo thêm để dự trữ, chọn β=6%.
7

Số lƣợng chi tiết cần chế tạo 5000x1.1=5 500 (cái/năm).
- Thể tích của chi tiết : V= 0,1872 (dm
3
)
- Khối lƣợng : m = V ×

=0,1287×7,4

1,38( Kg)
Tra bảng 2.2, trang 17, hƣớng dẫn thiết kế đồ án ta đƣợc dạng sản xuất hàng loạt lớn.

II. Chọn phôi và các phƣơng pháp chế tạo phôi:
1. Chọn dạng phôi:
Có rất nhiều phƣơng pháp để tạo nên phôi. Do đó cần phải phân tích (phân tích ƣu điểm,

khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phƣơng pháp tạo phôi thích hợp
cho quá trình gia công cơ sau này, nên ta có một số phƣơng pháp tạo phôi sau:
2. Phôi đúc:
Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhƣng việc chế tạo khuôn đúc cho
những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn giản. Đồng thời chi tiết rất phù
hợp với những chi tiết có vật liệu là gang vì có những đặc điểm nhƣ sau:
- Lƣợng dƣ phân bố đều.
- Tiết kiệm đƣợc vật liệu.
- Giá thành rẻ, đƣợc dùng phổ biến.
- Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm
- Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công) nên làm
giảm năng suất và hiệu quả.
Kết luận:
- Từ các phƣơng pháp tạo phôi, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì
có nhiều ƣu điểm hơn so với các phƣơng pháp khác;
- Vậy ta chọn phƣơng pháp để tạo ra chi tiết là dạng phôi đúc.
3. Phƣơng pháp chế tạo phôi:
Trong đúc phôi có những phƣơng pháp nhƣ sau:
a. Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:
- Chất lƣợng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho
dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
- Loại phôi này có cấp chính xác:
1716 ITIT 
.
- Độ nhám bề mặt:
mR
z

160
.

b. Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:


8

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với
đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn.
- Loại phôi này có cấp chính xác:
1615 ITIT 
.
- Độ nhám bề mặt:
mR
z

80
.
c.Đúc trong khuôn kim loại:
- Độ chính xác cao nhƣng giá thành thiết bị dầu tƣ lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi
tiết. Giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
- Loại phôi này có cấp chính xác:
1514 ITIT 

- Độ nhám bề mặt:
mR
z

40
.
d. Đúc ly tâm:
- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến.

e Đúc áp lực:
- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phƣơng pháp này chỉ thích hợp với
chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao. Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản
phẩm cao.
f. Đúc trong vỏ mỏng:
- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp đƣợc dùng trong sản xuất hàng loạt lớn
và hàng khối.
Kết luận:
- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng nhƣ dạng sản xuất đã chọn ta sẽ
chọn phƣơng pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại ”
- Loại phôi này có cấp chính xác:
1615 ITIT 
.
- Độ nhám bề mặt:
mR
z

80
.
- Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II
4. Tạo phôi – Thông số về phôi:
- Chi tiết giá đỡ đƣợc chế tạo bằng gang xám 15-32 đúc trong khuôn kim loại, làm khuôn
bằng máy.
+ Lƣợng dƣ cạnh bên và đáy: 3.5mm
+ Góc nghiêng thoát khuôn: 4
0

9
Bản vẽ khuôn đúc của chi tiết:













10
Chƣơng II: LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

I. Mục đích:
Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thƣớc, vị trí tƣơng
quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo.
II. Nội dung:
1. Chọn chuẩn công nghệ:
- Khi phân tích và chế tạo chi tiết ta chọn mặt bên làm chuẩn công nghệ và gốc kích thƣớc.
- Kiểm tra đánh giá các nguyên công sau:
+ Độ vuông góc với mặt đầu của lỗ.
+ Độ song song giữa các đƣờng tâm và mặt đáy.
2. Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi:

- Từ sự phân tích chuẩn trên đây, các nguyên công để gia công chi tiết gồm:
+ Gia công 2 mặt phẳng bên;
+ Gia công 2 mặt phẳng đáy;
+ Gia công thô và tinh 3 lỗ ϕ 34, ϕ20, ϕ10;
+ Gia công thô 8 lỗ ϕ5, 2 lỗ ϕ12;
3. Chọn phƣơng pháp gia công các bề mặt phôi:
Sử dụng các thiết bị nhƣ: Máy phay, khoan, khoét, doa, …

11

STT
Phƣơng án 1
Phƣơng án 2
1
Phay hai mặt bên (1)
Phay mặt đáy (6)
2
Khoan, khoét, doa lỗ ( 2 )
Phay hai mặt bên (1)
3
Khoan, khoét, doa lỗ (4)
Khoan, khoét, doa lỗ ( 2 )
4
Phay mặt đáy (6)
Khoan, khoét, doa lỗ (4)
5
Khoan, khoét, doa lỗ (3)
Khoan, khoét, doa lỗ (3)
6
Khoan 8 lỗ (5)

Khoan 8 lỗ (5)
7
Khoan 2 lỗ (7)
Khoan 2 lỗ (7)
8
Phay mặt bên (8)
Phay mặt bên (8)
9
Phay mặt trên (9)
Phay mặt trên (9)
10
Phay mặt trên (10)
Phay mặt trên (10)

Từ 2 phƣơng án đã trình bày trên, thì phƣơng án 1 là hợp lý nhất. Phƣơng án 1 đảm bảo
đƣợc trình tự gia công hợp lý, đảm bảo độ không song song, không vuông góc, kích thƣớc
của chi tiết và hiệu quả kinh tế trong sản xuất hàng loạt lớn.


12

ChƣơngIII: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG

I. Nguyên công 1: Phay mặt bên.
1. Sơ đồ gá đặt:

2. Định vị: Chi tiết đƣợc định vị 3 bậc tự do. Mặt phẳng đáy dùng 2 phiến tỳ.
3. Kẹp chặt: Chi tiết đƣợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp nhanh, lực kẹp hƣớng từ trên
xuống.
4. Chọn máy: Chi tiết đƣợc gia công trên máy phay 6H11 có công suất 4,5 KW, n =

65÷1800, 16 cấp.
5. Chọn dao: Chọn dao : Dao phay mặt đầu có mảnh hợp kim cứng có thông số :
Đƣờng kính: D = 90 mm; Số răng Z = 10.
6. Chia bƣớc: Nguyên công này đƣợc chia thành 2 bƣớc:
Gia công thô Z = 3mm.
Gia công tinh Z = 0,5mm.
7. Tính chế độ cắt và thời gian gia công:
7.1. Gia công thô:
+ Chiều sâu cắt t = Z = 0,5mm.
13

+ Lƣợng chạy dao thô: S
Z
= 0,19 mm/răng. (Bảng 5-125, trang 113 CNCTM tập 2)
+ Vận tốc cắt: V =
.
.
. . . .
v v v v
qv
v
v
x y u P
m
Z
CD
K
T t S B Z
(m/phút). (1)
Tra bảng 5-39 trang 33 (CNCTM tập 2) ta đƣợc:

C
v
= 445, q
v
= 0,2, x
v
= 0,15, y
v
= 0,35, u
v
= 0,2, p
v
= 0, m = 0,32.
Chu kì bền của dao T = 120 phút. (Bảng 5-127, trang 115 CNCTM tập 2)
K
mv
: xét đến ảnh hƣởng của vật liệu gia công: K
mv
= 1. (Bảng 5-1, trang 6 CNCTM tập 2)
K
nv
: xét đến trạng thái phôi: K
nv
= 0,8. (Bảng 5-5, trang 8 CNCTM tập 2)
K
uv
: Xét đến ảnh hƣởng của vật liệu làm dao: K
uv
= 1. (Bảng 5-6, trang 8 CNCTM tập 2)
Vậy K

v
= K
mv
.K
nv.
K
uv
= 1.0,8.1 = 0,8.
Thay vào công thức (1) ta đƣợc:
V =
.
.
. . . .
v v v v
qv
v
v
x y u P
m
Z
CD
K
T t S B Z
= 153 m/phút.
Số vòng quay tính toán: n
t
=
1000V
D


= 541 vòng/phút.
Máy 6H11 có n
min
= 65, n
max
= 1800, số cấp tốc độ m = 16, tìm công bội nhƣ sau:

m-1
= 
16-1
= 
15
=
ax
min
1800
27,69.
65
m
n
n


Ứng với 
15
có giá trị 32 gần với 27,69 tƣơng ứng với  = 1,26 (bảng 4.7).
Mặt khác:. 
x
= 541/65 = 8,3.
Theo bảng 4.7 ứng với  = 1,26 ta có giá trị 

9
= 8, gần với 8,3.
Vậy số vòng quay theo máy là: n
m
= 65.8 =520 vòng/phút.
Vậy tốc đô cắt thực tế là:

)/(147
1000
90.14,3.520
1000

1
1
phm
Dn
V
tt




14
Lực cắt đƣợc tính theo công thức:
. . . .
.
xp yp up
pZ
Zp
qp p

C t S B Z
PK
Dn


KG
Trong đó:
Z: số răng dao phay = 10 răng.
C
p
= 82,5; x
p
= 1; y
p
= 0,75; u
p
= 1,1; w
p
= 0,2; q
p
= 1,3. (Bảng 5-41, trang 34 CNCTM tập
2)
K
p
= K
mp
=
190
np
HB




, với HB = 190, n
p
= 1,81. Thay vào ta đƣợc: K
p
= 1.
Thay tất cả số liệu vào công thức tính P
z
ta đƣợc: P
z
= 62,8 (kg).
Theo tỉ lệ P
z
: P
y
: P
x
= 0,5 : 0,4 : 0,3 ta đƣợc P
y
= 50,24 (kg), P
x
= 37,68 (kg).
+ Công suất cắt: N = 1,5 (KW).
So sánh công suất của động cơ ta thấy thỏa điều kiện cho phép.
7.2. Gia công tinh:
+ Chiều sâu cắt t = Z = 0,5mm.
+ Lƣợng chạy dao tinh: S
Z

= 0,1 mm/răng. (Bảng 5-127, trang 115 CNCTM tập 2)
+ Vận tốc cắt: V =
.
.
. . . .
v v v v
qv
v
v
x y u P
m
Z
CD
K
T t S B Z
(m/phút). (1)
Tra bảng 5-39 trang 33 (CNCTM tập 2) ta đƣợc:
C
v
= 445, q
v
= 0,2, x
v
= 0,15, y
v
= 0,35, u
v
= 0,2, p
v
= 0, m = 0,32.

Chu kì bền của dao T = 120 phút. (Bảng 5-127, trang 115 CNCTM tập 2)
K
mv
: xét đến ảnh hƣởng của vật liệu gia công: K
mv
= 1. (Bảng 5-1, trang 6 CNCTM tập 2)
K
nv
: xét đến trạng thái phôi: K
nv
= 0,8. (Bảng 5-5, trang 8 CNCTM tập 2)
K
uv
: Xét đến ảnh hƣởng của vật liệu làm dao: K
uv
= 1. (Bảng 5-6, trang 8 CNCTM tập 2)
Vậy K
v
= K
mv
.K
nv.
K
uv
= 1.0,8.1 = 0,8.
Thay vào công thức (1) ta đƣợc:
V =
.
.
. . . .

v v v v
qv
v
v
x y u P
m
Z
CD
K
T t S B Z
= 251 m/phút.
15

Số vòng quay tính toán: n
t
=
1000V
D

= 887,73 vòng/phút.
Máy 6H11 có n
min
= 65, n
max
= 1800, số cấp tốc độ m = 16, tìm công bội nhƣ sau:

m-1
= 
16-1
= 

15
=
ax
min
1800
27,69.
65
m
n
n


Ứng với 
15
có giá trị 32 gần với 27,69 tƣơng ứng với  = 1,26 (bảng 4.7).
Mặt khác:. 
x
= 887/65 = 13,65.
Theo bảng 4.7 ứng với  = 1,26 ta có giá trị 
11
= 12,64, gần với 13,65.
Vậy số vòng quay theo máy là: n
m
= 65.11 =715 vòng/phút.
Vậy tốc đô cắt thực tế là:

)/(202
1000
90.14,3.715
1000

1
1
phm
Dn
V
tt



Lực cắt đƣợc tính theo công thức:
. . . .
.
xp yp up
pZ
Zp
qp p
C t S B Z
PK
Dn


(Kg).
Trong đó:
Z: số răng dao phay = 10 răng.
C
p
= 82,5; x
p
= 1; y

p
= 0,75; u
p
= 1,1; w
p
= 0,2; q
p
= 1,3. (Bảng 5-41, trang 34 CNCTM tập
2)
K
p
= K
mp
=
190
np
HB



, với HB = 190, n
p
= 1,81. Thay vào ta đƣợc: K
p
= 1.
Thay tất cả số liệu vào công thức tính P
z
ta đƣợc: P
z
= 6,08 (kg).

Theo tỉ lệ P
z
: P
y
: P
x
= 0,5 : 0,4 : 0,3 ta đƣợc P
y
= 4,9 (kg), P
x
= 3,7 (kg).
+ Công suất cắt: N = 0,2 (KW).
So sánh công suất của động cơ ta thấy thỏa điều kiện cho phép.


II. Nguyên công 2: Khoét, doa lỗ Ø34