Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy

Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang

Thuyết Minh đồ án:
Công nghệ chế tạo máy
I ) Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
+ Gối đỡ là một chi tiết khá phổ biến trong các kết cấu máy
Nhiệm vụ chính: để đỡ các trục đỡ và các trục truyền thông qua các ổ đỡ bi, vì
vậy gối đỡ thờng làm việc theo cặp ( hai cáI thành một 1 bộ)
+ Các bề mặt chính cần gia công:
- Bề mặt 100 dùng để lắp với vành ngoài của ổ bi ( thờng ở chế độ lắp lỏng
hay lắp trung gian). Đây là bề mặt quan trọng nhất của chi tiết giá công, yêu
cầu độ chính xác cao nhất ( ta chọn độ chính xác là cấp 7)
-Bề mặt 72 dùng để lắp lót kín tránh hiện tợng chảy dầu hay mỡ bôi trơn,
đây cũng là một bề mặt yêu cầu chính xác.
- Bề mặt 56 để thoát trục ra
- 4 lỗ M8x1,25 dùng để bắt lắp đậy của gối đõ đôi khi cũng có tác dụng
chặn ổ ( khi trên trục có chịu tác dụng của lực dọc trục)
- Lỗ 6x1 chỉ dùng để tiếp dầu hoặc mỡ bôi trơn ổ bi, lỗ này thờng đợc nút
kín lại khi làm việc để tránh làm bẩn, bụi rơi vào các phần bên trong của ổ
- Các lỗ 17 dùng để bắt chặt gối đỡ vào thân máy bằng bu lông
- Bề mặt 86 có tác dụng là gờ chặn vành ngoài của ổ bi, mặt này không
yêu cầu phải có độ chính xác cao
- Trong quá trình làm việc tải trọng tác động lên ổ và gối đỡ thờng có giá trị
ổn định, nhiệt dộ không cao, thờng các gối đõ làm việc theo bộ lên chế tqạo để
đảm bảo đợc lắp lẫn hoàn toàn.
- Vật liệu sử dụng là : GX 15-32, có các thành phần hoá học sau:
C = 3 3,7 Si = 1,2 2,5 Mn = 0,25 1,00
S < 0,12 P = 0,05 1,00
[]
bk
= 150 MPa

[]
bu
= 320 Mpa
II ) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
+ Do có hình dáng tơng đối phức tạp, tải trọng đều và cũng không lớn lắm,
chọn phôi là gang đúc trong các lòng khuôn kín là hợp lý nhất.
+ Kết cấu đã cho có độ cứng vững khá cao, các mặt gia công có thể thực
hiện bằng các phơng pháp gia công có năng suất khá cao.
+ Khoảng cách từ lỗ tâm 100 tới mặt đáy có dung sai 0,1 là hợp lý

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
1
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
độ nhám trên các bề mặt yêu cầu gia công vẫn theo ký hiệu cũ ta sẽ đổi lại.
Các bề mặt 100 và 72 cha có độ nhám. Xuất phát từ chức năng làm việc lắp
trung gian với vòng ngoài của ổ bi ta có:
Bề mặt 100 Ra =2,5 ; 72 có Rz =20 àm
kích thớc 100 lắp với vòng ngoài của ổ bi , ta chọn cấp chính xác là cấp 7.
Giá trị sai lệch 100
+ 0,035
Các kích thớc khác còn lại có thể lấy dung sai tự do là 0,5 mm
lỗ ren M6 nếu điều kiện cho phép ta có thể làm vuôn góc với đờng tâm lỗ để
tiện cho việc gia công hơn ( còn với kết cấu lỗ nghiêng nh trong bản vẽ đã cho
có lợi cho việc bôi trơn nhng khó cho gia công)
+ Khoảng cách tâm giữa hai lỗ 17 theo chức năng chỉ cần chế tạo với dung
sai 0,1. tuy nhiên khi gia công, ng ời ta thờng dùng hai lỗ này làm chuẩn
tinh thống nhất vì vậy dung sai của nó lên chọn là 0,05 cho phù hợp với chức
năng gia công.
III ) Xác định dạng sản xuất:
Ta xác định theo phơng pháp gần đúng:

Khi xác định dạng dạng sản xuất bằng phơng pháp tra bảng ta cần xác định
khối lợng của chi tiết gia công và số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong
một năm:
Số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm đợc xác định theo
công thức:
XáC ĐịNH DạNG SảN XUấT :
Muốn xác định dạng sản xuất trớc hết ta phải biết sản lợng hàng năm của
chi tiết gia công . Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau:
N = N
1
.m (1+
100

+
)
Trong đó:
N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm
N
1
- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)
m- Số chi tiết trong một sản phẩm
- Phế phẩm trong xởng đúc =(3-:-6) % ta chọn =4%
- Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ = (5-:-7)% chọn = 6%
Vậy N = 5000.1(1 +
100
46
+
) = 5500 chi tiết /năm
Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức
Q

1
= V. (kg)
Trong đó
Q
1
- Trọng lợng chi tiết
- Trọng lợng riêng của vật liệu
gang xám
= 6,8-:-7,4 Kg/dm
3
Ta chọn :
gang xám
= 7,0 Kg/dm
3
V - Thể tích của chi tiết:
V = V
1
+V
2


Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
2
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
V
1
= 2,2.6,5.23,4-0,3.6,5-
2.2,2.
4
7,1.

2

V
2
= 5,8.6,5.15+0,5..7,5
2
.6,5-.5
2
.4,3-.4,3
2
-.4,3
2
.1,9-.2,8
2
.0,8-
.3,6
2
.0,7-4.0,4
2
..3+0,3.(5,9
2
+5
2
+5,9.5)-.0,3
2
.1,5
Tính ra ta đợc V = 950(mm
3
) trọng lợng của phôi sẽ là :
G = 0,007.950 = 6,5 (kg)

IV ) Chọn phôi và phơng chế tạo phôi:
- Nh đã phân tích ở trên, gối đỡ trên có hình dạng khá phức tạp, có nhiều
mặt cong, có gân , các gờ bố trí khá gần nhau
mặt khác tải trọng làm việc đều không lớn, vì vậy chọn vật liệu là gang xám
thông thờng là hợp lý
- Do dạng sản xuất là loạt lớn lên tạo phôi trong khuôn kín là hợp lý nhất. Ta
chọn đúc trong khuôn kim loại trong trờng hợp này.
Khi đúc ta có thể thiết kế hộp khuôn có mặt phân khuôn nh hình vẽ:
T
D
Tính ra ta đợc V = 950(mm
3
) trọng lợng của phôi sẽ là :
G = 0,007.950 = 6,5 (kg)
V ) Lập thứ tự các nguyên công:
a) Trớc tiên ta phải phân tích chuẩn và định vị khi gia công:

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
3
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
+ Để đạt dộ chính xác của các lỗ 100; 72, dộ song song của chúng với
mặt đáy và khoảng cách từ tâm của các lỗ này đến mặt đáy thi khi gia công
các lỗ này lên chọn mặt đáy làm chuẩn tinh chính.
+ Để đạt độ vuông góc của tâm hai lỗ 100; 72 với các mặt đầu của gối
đỡ ta có hai phơng án sau:
Chọn một trong hai mặt đầu đã gia công làm chuẩn tinh khống chế 3
bậc tự do đẻ gia công lỗ.
Dùng mặt đáy và hai lỗ 17 để làm chuẩn tinh thống để gia công lỗ
100, 72 và hai mặt đầu
Khi ta sử dụng phơng án đầu tiên dễ dàng đạt đợc độ vuông góc của tâm

hai lỗ 100 và 72 với mặt đầu nhng khả năng đạt đợc độ song song của hai
tâm lỗ này với mặt đáy và khoảng cách 80 là không cao.
Khi sử dụng phơng án thứ hai ta phải mất thêm thời gian gia công chính
xác hai lỗ 17. Nhng theo phơng án này ta dễ dàng đạt đợc độ song song của
tâm lỗ 100 và 72 với mặt đáy, và độ chính xác của kích thớc 80 cũng cao
hơn. Độ khônng vuông góc vói hai mặt đầu cũng không quá lớn vì khi gia
công hai mặt đầu ta đã sử dụng chuẩn tinh thông nhất là ( mặt đáy và hai lỗ
17 làm chuẩn).
+ Đối với gối đỡ, yêu cầu về độ song song của tâm lỗ 100 và 72 với
mặt đáy thờng cao hơn so với yêu cầu về độ vuông góc của chúng với mặt đầu
.Do đó ta chọn phơng án mặt đáy và hai lỗ 17 vuông góc với nó đã đợc gia
công tinh từ trớc làm chuẩn tinh thống nhất để gia công các bề mặt còn lại là
hợp lý.Việc chọn chuẩn nh vậy cho phép đạt đợc các u điểm sau:
Dễ dàng đạt độ song song của tâm lỗ 100 và 72 với mặt đáy, dộ
vuông góc của chúng với mặt đầu và độ chính xác của kích thớc 80
Đồ gá có kết cấu đơn giản , tin cậy, sử dụng thống nhất cho hầu hết các
nguyên công.
Mặt đáy có diện tích đủ lớn , đảm bảo gá đặt ổn định khi gia công bằng
các phơng pháp có năng suất cao.
b) Xác định trình tự của các bớc nguyên công:
Nh đã phân tích ở trên, giai đoạn đầu tiên của quá trình gia công gối đỡ là
gia công các mặt đáy cùng hai lỗ 17 để làm chuẩn tinh thống nhất khi gia
công các mặt còn lại:
Ta có thứ tự các nguyên công nh sau:
Nguyên công 1:phay mặt đáy2
Nguyên công 2: phay mặt đáy trên 3
Nguyên công 3: khoan , khoét , doa 2 lỗ 17
Nguyên công 4:phay hai mặt đầu
Nguyên công 5:tiện thô các lỗ 100; 56; 86;104
Nguyên công 6:khoan , ta rô 4 lỗ M8x1,25

Nguyên công 7:khoan lỗ 5; khoet 12, ta rô M6x1
Nguyên công 8: tiện bán tinh, tiện tinh 100; tiện định hình 72
Nguyên công 9: tổng kiểm tra

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
4
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
c) Xác định đờng lối công nghệ:
Do sản xuất hàng khối lớn nên ta chọn phơng pháp gia công một vị trí, gia
công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
VI ) Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại
1-Tính lợng d khi gia công lỗ

100
Độ chính xác phôi cấp 1 khối lợng phôi 5,5 kg ,vật liệu Gang xám GX15-
32. Quy trình công nghệ gồm 3 bớc : tiện thô, tiện bán tinh, tiện tinh.
Chi tiết đợc định vị bằng mặt đáy và 2 lỗ 17 .
Theo bảng 3.2[2] ta có R
za
và T
a
của phôi là 200 và 300 àm .
Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:

ph
=
22
lkcv

+

Trong đó
cv
=
22
)()( dl
kk
+
- sai lệch cong vênh
l- Chiều dài chi tiết

k
= 0,8 àm/mm (Bảng 3.7 [2]) .
l = 41 là chiều dài lỗ
d=100 đờng kính lỗ

cv
=
22
)8,0.100()8,0.77(
+
=120 (àm ).

lk
là độ lệch khuôn

lk
=
2
2
2

1

+


1
là sai số của mặt đáy so với tâm lỗ 100

2
là sai số của 2 lỗ định vị so với tâm lỗ 100

1
=
2
=
ph
/2

ph
là dung sai của phôi đúc CCXI và bằng 800(àm )( theo bảng 2.11[2])

1
=
2
= 400(àm )

lk
=
22
200200

+
=284
Vậy sai số tổng cộng của phôi là
cv
=
22
284120
+
= 310 (àm ).
Sai số còn sót lại

c1
= 0,05.310 = 16

c2
= 0,05.16 = 0,8
Sai số gá đặt khi tiện thô
22
kcgd

+=
Sai số chuẩn xuất hiện do chi tiết bị xê dịch ngang trên chốt định vị
Khe hở lớn nhất
max
=
A
+
B
+
min

A
Dung sai của lỗ 17H7
A
= 18 àm

B
Dung sai của lỗ 17f7
B
= 18 àm
Khe hở nhỏ nhất
min
= 16

c
=
max
= 0,018+0,018+0,016 = 0,052
Sai số kẹp chặt của kích thớc 80 là
k
= 400 àm ( theo bảng 3.14 )
Do đó sai số gá đặt khi tiện lỗ là

gd
=
22
40052
+
= 403

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
5
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
Khi tiện tinh và bán tinh không thay đổi cách gá đặt

gd2
= 0,05
gd1
+
phân độ

phân độ
= 0

gd2
= 0,05.403 = 20

gd3
= 0,05.20 = 1
Theo công thức
)(
min
22
22
baazab
TRZ

+++=
Khi tiện thô
)403310300200(22

22
min
+++=
b
Z
= 2.1200
Khi tiện bán tinh R
za
= 50 , T
a
= 50

)20165050(22
22
min
+++=
b
Z
= 2.150
Khi tiện tinh R
za
= 35 , T
a
= 30

)18,03035(22
22
min
+++=
b

Z
= 2.80

Bớc
công
nghệ gia
công
100
R
z
Ta



2Z
min
d
p

D
min
D
max
2Z
m
i
2Z
ma
Phôi
Tiện thô

Tiện
bán tinh
Tiện
tinh
200
50
35

20
300
50
30
25
310
16
-
-
403
20
-

2.120
2.150
2.80
97,175
99,575
99,875
100,035
540
350

87
35
96,635
99,225
99,675
100
97,175
99,575
99,875
100,035
2400
300
160
2940
460
280

2Z
omax
= 4980
2Z
omin
= 3760
Lợng d tổng cộng danh nghĩa
Z
odn
= Z
omin
+ T
phôI

- T
ct
= 3,76 + 0,3 0,035 = 4,45
Lấy luợng d danh nghĩa là 2x2,5
Các lợng d còn lại tra bảng với phôi cấp chính xác I ta có( bảng 3-95 [1]

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
6
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang

1
2
3
5
6
4

Bề mặt Kích thớc Lợng d Dung sai
1 65 2,5
0,4
2
30
2,5
0,3
3
150
2,5
0,6
4
100

2,5
0,4
5
86
2,5
0,4
6
56
2,5
0,4
VII ) Tính toán cho các nguyên công cụ thể
Nguyên công 1: Phay mặt đáy
Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đai ốc
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất máy N
m
= 7 KW
Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng. Với các
thông số sau D = 80, Z = 8 răng

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
7
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
Lợng d gia công : phay 2 lần :
+ Bớc 1 Z
b
= 2 mm
+ Bớc 2 Z
b
= 0,5 mm

R
z
20
w
n
22

Chế độ cắt bớc 1: (Phay thô)
Chiều sâu cắt t = 2 mm
Lợng chạy dao răng S
z
= 0,2 mm/răng (Bảng 5-34 [2]) .
Lợng chạy dao vòng S
v
= 0,2.8 = 1,6 mm/vòng
Tốc độ cắt V
b
=125 mm/ph
Hệ số điều chỉnh: Ws = 1,12
Tốc độ cắt tính toán là: V
t
=V
b
. Ws = 229.1,12 = 140 m/phút

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
8
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

)/(561
80.14,3
140.1000
.
.1000
phvg
D
V
n
t
t
===


Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
=640 vg/ph.
Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

phm
nD
V
t
tt
/768,160
1000
640.80.14,3
1000
..

===

Công suất cắt N
o
=2,2 KW (Bảng 5-145 [2] ) .
N
o
< N
m
.=7.0,8=5,6 KW
Chế độ cắt bớc 2: (Phay tinh với R
z
=20)
Chiều sâu cắt t = 0,5 mm , lợng chạy dao răng S
0
=1,04 mm/vòng (Bảng 5-37
[2] ) .
Tốc độ cắt V
b
=125 mm/ph
Hệ số điều chỉnh: Ws = 1,12
Tốc độ cắt tính toán là: V
t
=V
b
. Ws = 125.1,12 = 140 (m/phút)
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:


)/(561

80.14,3
140.1000
.
.1000
phvg
D
V
n
t
t
===


Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
=640 vg/ph.
Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

)/(768,160
1000
640.80.14,3
1000
..
phm
nD
V
t
tt
===

Nguyên công 2: Phay mặt 2 (mặt đối diện với mặt đáy)
Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt trên của đáy 3 bậc tự do bởi 2 phiến tì,
mặt đầu 2 bậc tự bởi 2 chốt tì, mặt ben 1 bậc tự do bởi 1 chốt tì
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp từ trên xuống phơng của lực
kẹp trùng với phơng kích thớc cần thực hiện .
Chọn máy : máy phay nằm đứmg vạn năng 6A54 . Công suất máy

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
9
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
N
m
= 7,8 KW
Chọn dao : Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng
Với các thông số sau D = 80 mm, Z = 8 răng
Lợng d gia công : phay 2 lần :
+ Bớc 1 Z
b
=2 mm
+ Bớc 2 Z
b
=0,5 mm
w
n
+
R
z
20
25
Chế độ cắt bớc 1: (phay thô)

Chiều sâu cắt t = 2mm
Lợng chạy dao răng S
z
= 0,24 mm/răng (Bảng 5-143 [2]) .
Lợng chạy dao vòng S
0
= 0,24. 8 = 1,92 mm/vòng.
Tốc độ cắt V
b
=175 m/ph (Bảng 5-143 [2] ) .
Hệ số điều chỉnh: Ws = 1
Tốc độ cắt tính toán là: V
t
=V
b
. Ws = 175.1= 175m/phút


phvg
D
V
n
t
t
/65,696
80.14,3
175.1000
.
.1000
===

Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 640 vg/ph. (theo [4])
Lợng chạy dao phút S
ph
= 640. 1,04 = 665,6 mm/ph
Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

phm
nD
V
t
tt
/76,160
1000
640.80.14,3
1000
..
===


Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
10
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
Chế độ cắt bớc 2: (phay tinh)
Chiều sâu cắt t = 0,5 mm
Lợng chạy dao răng S
z

= 0,13 mm/răng (Bảng 5-143 [2]) .
Lợng chạy dao vòng S
0
= 0,13. 8 = 1,04 mm/vòng.
Tốc độ cắt V
b
=250 m/ph (Bảng 5-143 [2] ) .
Hệ số điều chỉnh: Ws = 1
Tốc độ cắt tính toán là: V
t
=V
b
. Ws = 250.1= 250(m/phút)

)/(995
80.14,3
250.1000
.
.1000
phvg
D
V
n
t
t
===


Ta chọn số vòng quay theo máy n
m

= 950 ( vg/ph.) (theo [4])
Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

)/(64,238
1000
950.80.14,3
1000
..
phm
nD
V
t
tt
===

Nguyên công 3: Khoan - Khoét Doa lỗ định vị
Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do , mặt đầu 2 bậc tự do bởi
2 chốt tì, mặt bên 1 bậc tự do. Nh hình vẽ
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu vít - đai ốc
Chọn máy : Máy khoan K125 . Công suất máy N
m
= 2,8KW
Chọn dao : Mũi khoan thép gió , mũi khoét, doa thép gió .

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
11
Đồ án môn học CNCTM -------------Giáo viên hớng dẫn :Lu Văn Nhang
R
z
2

0
S
n
_
194
0,1
+
ỉ17
w
Chế độ cắt bớc 1: Khoan lỗ ( 2 lỗ 16 mm )
Chiều sâu cắt t = 22 mm
Lợng chạy dao So = 0,70 mm/vòng (Bảng 5-89 [2] ) .
Vận tốc cắt V= 31.5 m/vòng (Bảng 5-90 [2]) .

phvg
D
V
n
t
t
/921
16.14,3
5,31.1000
.
.1000
===

Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 950 (vg/ph.)

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:
)/(1,32
1000
950.16.14,3
1000
..
vongm
nD
V
t
tt
===

Theo bảng 5-92 [2] ,ta có : Nyc = 1 Kw < Nm = 2,8
Chế độ cắt bớc 2: Khoét 2 lỗ 16,7
Ta tính chế độ cắt cho lỗ 16,7
Chiều sâu cắt t = (16,7-16)/2 = 0,35 mm ,

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Hiếu ---Lớp CTM5-K48
12