Đồ án công nghệ chế tạo máy: Gia công gối đỡ

Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

Lời nói đầu
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh
trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc. Nhiệm vụ của công
nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của
nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy
đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với
việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại. Việc phát
triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi
hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ
bản tơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải
quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào
tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị
cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông
vận tải, điện lực ...vv
Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và
giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ
án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của
sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo
IInhiệt tình của thầy giáo
Đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong
quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế
và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo
trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để

lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn.
Ngày 20 tháng 9 ăm 2005
Hoàng Bá Lĩnh
Thuyết minh đồ án môn học
công nghệ chế tạo máy

Lớp Chế tạo máy 6 K46

1

Khoa Cơ khí


Hoàng Bá Lĩnh

Đồ án công nghệ chế tạo máy

I-Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của
chi tiết
Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp
Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục .Gối
đỡ
làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trong
không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó . Gối đỡ còn
làmnhiệm vụ của ổ trợt .
Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau
và cũng
có nhiều bề mặt không phải gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ
22

Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ 22 chính xác để làm chuẩn tinh gia
công Đảm bảo kích thớc từ tâm lỗ 22 đến mặt phẳng C là : 40+ 0,1
Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi.
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
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :
Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có
thể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao
Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực
hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm
bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh .
Chi tiết gối đỡ đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc . Kết cấu tơng
đối đơn giản .
Các bề mặt cần gia công là :
1. Gia công mặt phẳng đáy để làm chuẩn tinh cho các nguyên công
sau .
2. Gia công các mặt trên tai gối đỡ có Rz40 tơng ứng với cấp độ nhám
là cấp 4
Lớp Chế tạo máy 6 K46

2

Khoa Cơ khí

Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

3. Khoan các lỗ lắp ghép và lỗ dùng để định vị
4. Phay hai mặt đầu lỗ có đờng kính 22 cấp độ nhám 4 vì vậy có thể
dùng máy phay đứng phay thô
5. Với mặt lỗ có Ra2.5 tơng ứng có cấp độ nhám bề mặt là cấp 6
6. Phay các mặt bên đảm bảo kích thớc 400.1 và 160.5 trên máy
phay ngang cùng một lúc hai dao nh vậy sẽ đạt năng suất cao hơn
IIi-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 = N1.m (1+

+)
100

Trong đó
N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm
N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)
m- Số chi tiết trong một sản phẩm (m=1)
- Phế phẩm trong xởng đúc =(3-:-6) %
- Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ =(5-:-7)%
6+4
Vậy N = 5000.1(1 +
) =5500 chi tiết /năm

100
Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức
Q1 = V.
(kg)
Trong đó
Q1- Trọng lợng chi tiết
- Trọng lợng riêng của vật liệu

gang xám= 6,8 ữ 7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết
Thể tích của chi tiết tính theo phần mếm Solidwork:
V=1976.87mm 3 =1.977dm3
Vậy
Q1 = V. = 1,977.7.2 = 14.23 (kg)
Dựa vào N & Q 1 bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là
dạng sản xuất hàng khối.
IV- Xác định phơng pháp chế tạo phôi và thiết kế
bản vẽ chi tiết lồng phôi
1- Xác định phơng pháp chế tạo phôi
Lớp Chế tạo máy 6 K46

3

Khoa Cơ khí


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhng vật liệu của chi tiết là gang xám
15x32 nên ta dùng phơng pháp đúc, do bề mặt không làm việc không cần
chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phơng pháp đúc
trong khuôn cát.Làm khuôn bằng máy. Sau khi đúc cần có nguyên công
làm sạch và cắt ba via
Bản vẽ lồng phôi:
38

20

80.5

16

Rz40

36

ỉ44

160.5

Ra2.5

Rz20

400.1
43
64

ỉ4

ỉ6

20
22

ỉ1
0

ỉ12

ỉ4

Rz40
64

Lớp Chế tạo máy 6 K46

4

Khoa Cơ khí


Hoàng Bá Lĩnh

Đồ án công nghệ chế tạo máy

V.th ứ tự các ng uyên công

1- 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 .
2- Chọn phơng pháp gia công:
Gia công lỗ 22+0,021 vật liệu là gang xám 15x32. Ta thấy dung sai
+0,021ứng với 22 là cấp chính xác 7, với độ nhám R z=2.5 . Ta chọn
phơng pháp gia công là khoan rộng lỗ-khoét-doa thô
Gia công các bề mặt đạt R z = 20 và Rz40 .Theo bảng 2-1 Q2 (CNCTM 2) có cấp
độ bóng 5 và 4 theo bảng 2.2 với cấp độ bóng là 5 thì gia công làn cuối là phay
tinh ,còn cấp độ bóng là 4 thì phơng pháp gia công làn cuối là phay thô

Theo bảng 2-2 Q2 ta có phơng pháp gia công lần cuối là phay tinh ,các bớc
gia công trớc là phay thô .
Nguyên công 1:Phay mặt đáy
định vị, kẹp chặt:
Nguyên công 2:Phay mặt trên gờ
đinh vị
kẹp chặt
Nguyên công 3:Khoan các lỗ lắp ghép ,lỗ dùng định vị lỗ tra dầu
định vị
kẹp chặt
Nguyên công 4:Phay hai mặt đầu lỗ có đờng kính 22
định vị
kẹp chặt
Nguyên công 5:Khoét và doa và vát mép lỗ có đờng kính 22
định vị
kẹp chặt
Nguyên công 6:Phay các mặt bên cùng 2 dao phay
định vị

kep chặt
Nguyên công 7:Tổng kiểm tra
VI- Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho
các bề mặt còn lại
Lớp Chế tạo máy 6 K46

5

Khoa Cơ khí


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

Xác định lợng d và kích thớc giới hạn cho các bớc công nghệ gia công
lỗ 22+0.021( 22 H 7 )
1.Lập trình tự gia công: Ghi vào cột 1các thông số Rz,Ta, a và vào
các cột 2,3,4 phôi có dạng phôi đúc trong khuôn kim loại cấp chính xác
I khối lợng khoảng 14 kg.tiến trình công nghệ gia công lỗ ( 22 H 7 ) gồm
3 bớc khoan rộng khoét doa thô.
Chuẩn định vị :mặt đàu lỗ là mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do
Mặt đáy 2 bậc tự do
Mặt bên 1 bậc tự do
Lợng d đợc tính theo công thức :
2 Z i min = 2( Rzi 1 + Tai 1 + i21 + i2 )

trong đó : Rzi 1 :chiều cao mấp mô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại
Tai 1 :chiều

sâu lớp kim loại bị h hỏng do bớc công nghệ sát trớc

để lại
i 1 :là

sai số không gian tổng cộng do bớc công nghệ trớc để

i :sai

số gá đặt

lại
Với vật liệu đúc trong khuôn kim loại tra bảng (3.2HDTKACNCTM) ta
có Rz=200,Ta=300( à m ) phôi đúc trong khuôn kim loại cấp chính xác
12:14
Tra bảng (3.5)
Bớc gia công
Rz( à m )
Ta( à m )
Phôi
200
300
Khoét thô
50
50
Doa thô
10
25
Doa tinh
5

10
2.Sai số không gian tổng cộng khi gia công lỗ ( 22 H 7 )
Xác định theo công thức :
ph = cv2 + lk2

Lớp Chế tạo máy 6 K46

6

Khoa Cơ khí


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

trong đó : cv : sai số cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc sai số này đợc
tính cho hai phơng pháp dọc trục và hớng kính
cv = ( d ) 2 + ( k l ) 2

trong đó :
k = 0.7 Độ

cong vênh đơn vị lấy theo bảng (3.7)

d = 22 Đờng

kính của lỗ gia công
l = 20 Chiều dai của lỗ gia công
Do đó :

cv = (0.7 22) 2 + (0.7 * 20) 2 = 21à m

Sai số do độ lệch thao đúc tạo lỗ trong trờng hợp này lấy lk là sai lệch
về vị trí của các mặt chuẩn đã gia công ở các nguyên công tr ớc và đợc
sử dụng để gá đặt chi tiết trên nguyên công đang thực hiện so với với
bề mặt cần gia công .ở đây bể mặt đã gia công là mặt đầu lỗ 22 và
dùng để định vị gia công lỗ
Sai số không gian sót lại sau khi khoét đợc tính theo công thức (HDTK)
2


0.2
2
lk = ph ữ + 0.252 =
ữ + 0.25 = 0.270mm = 270à m
2
2
2

trong đó : ph :dung sai của phôi tra theo cấp chính xác chế tạo phôi
và kích thớc lớn nhất ph =200 à m (bảng2.11HĐTKACNCTM)
vậy sai lệch không gian tổng cộng
ph = 212 + 2702 = 271à m

àm

3.Sai số không gian sót lại đợc xác định theo công thức sau:
cl = K cx * ph

trông đó :

Kcx:hệ số chính xác hoá tra bảng (3.9):
Hệ sô chính xác hoá
Khoét
Doa thô
Doa tinh
Lớp Chế tạo máy 6 K46

7

Kcx
0.05
0.05
0.02
Khoa Cơ khí


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

ph:Dung sai của phôi=200 à m
Do đó có bảng tính sau:
Bớc gia công
Khoét
Doa thô
Doa tinh

Lợng d còn lại
0.05*271=13.55 à m
0.05*13.55=0.68 à m

0.02*0.68=0.01

4.Xác định sai số gá đặt:

gd = c2 + k2 + dg2
c : Sai số chọn chuẩn =0 do mặt gia công vuông góc mặt định vị
k : Sai số kẹp chặt

k = c * Qn * cos( ) = 0 ở đây = 90 0 kẹp theo phơng vuông góc
dg : Sai số đồ gá
Sai số đồ gá thờng không liên quan đến sai số gá đặt do đó :

gd = c2 + k2 =0
Thay số vào công thức tính lợng d và lập bảng ta có:
Bớc
công
nghệ

Các thành phần của lợng
d

Lợng
d tt
Z min

Kích
thớc
tính
dti

Dung
sai

Rz

T





Phôi

200

300

271

0

1600

21.488

300

21.188 21.488

-

-

Khoét

50

50

13.55

0

230

21.918

150

21.768 21.918

230

380

Doa
thô
Doa
tinh

10

25

0.68

0

72

21.990

39

21.951 21.990

72

183

5

10

0.01

0

31

22.021

31

31

49



Kích thớc giới
hạn(mm)
dmin

22

dmax

22.021

Lợng d giới
han(mm)
2Z ghmin 2Z ghmax

5.Lợng d nhỏ nhất:
-Khoét thô:2Z min=2(200+300+13.55)=230 à m
-Doa thô: 2 Z min=2(50+50+13.55)=72 à m
-Doa tinh: 2Zmin=2(5+10+0.01)=31 à m
-Phôi:2Zmin=2(200+300+271)=1542 à m ; 1600 à m
Lớp Chế tạo máy 6 K46

8

Khoa Cơ khí


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

6.Tính kích thớc tính toán:Bằng cách ghi kích thớc lớn nhất vào hàng
cuối cùng còn các kích thớc khác thì lấy kích thớc trớc đó trừ đi lợng
d tính toán nhỏ nhất nh vậy ta có:
-Doa tinh:d=22.021mm
-Doa thô d=22.021-0.031=21.990
-Khoét d=21.990-0.039=21.951mm
-Phôi d=21.918-0.230=21.688mm
7.Tra dung sai của các nguyên công theo sổ tay CNCTM I

1 = 300àm

2 = 100

3 = 39

4 = 21à m

8.Tính kích thớc giới hạn lớn nhất:bằng cách làm tròn số kích thớc
tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai(số có chữ số sau dấu phẩy
bằng số chữ số của dung sai) nh vậy kích thớc giới hạn lớn nhất của

nguyên công doa tinh(bớc) doa tinh la 22.021 cột 10
-Doa tinh:d=22.021mm
-Doa thô d=22.021-0.031=21.990
-Khoét d=21.990-0.039=21.951mm
-Phôi d=21.918-0.230=21.688mm
9.Tính kích thớc giới hạn nhỏ nhất :cột số 9) bằng cách lấy kích thớc
giới hạn lớn nhất trừ đi dung sai nguyên công.nh vậy ta có :
-Doa tinh:d=22.021-0.021=22 mm
-Doa thô d=21.951-0.039=21.912mm
-Khoét d=21.918-0.15=21.768mm
-Phôi d=21.488-0.3=20.119mm
10.Tính lợng d giới hạn:
2Zmin:là hiệu các kích thớc giới hạn lớn nhất giữa hai nguyên công
2Zmax:là hiệu kích thớc giới hạn nhỏ nhất giữa hai nguyên công
11.Xác đinh lợng d tổng cộng:
Z 0ghmin = Z ighmin = 31 + 72 + 230 = 333àm
Z 0ghmax = Z ighmax = 49 + 183 + 380 = 612àm
Tra lợng d cho các nguyên công còn lại:
Lớp Chế tạo máy 6 K46

9

Khoa Cơ khí


Hoàng Bá Lĩnh

Đồ án công nghệ chế tạo máy

Sau khi chọn đợc thứ tự các nguyên công các bớc ta tiến hành tra lợng

d cho tất cả các bề mặt ,kể cart bề mặt mà sau này tính lợng d theo phơng pháp của giáo s Kovan
Lợng d đợc tra theo Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 [7].kết quả tra
lợng d của các bề mặt là cơ sở để xác định bản vẽ lồng phôi
Theo bảng 3-142:lợng d gia công các mặt phẳng=1mm với chiều dài bề
mặt đợc gia công
Lợng d cho bề mặt có kích thớc 40 0.1 là 1.5mm
VII.Tính chế độ cắt cho một nguyên công (tính cho nguyên
công cần thiết kế đồ gá ) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn
lại
Tính chế độ cắt cho nguyên công khoét doa:
a)chiều sâu cắt:
t=0.5(D-d)=0.5(21.8-20)=0.9mm
D:đờng kính mũi khoét
d:đờng kính lỗ ban đầu
b)Lợng chạy dao S (mm/vòng)
tra bảng 5-26(STCNCTM II) S=1(mm/vòng)
D>20mm vật liệu gia công Gang HB<200
c)Tốc độ cắt:(m/ph)
Cv D q
V = m x y kv
T t S
Vật
Vật
S
Hệ số và các số mũ
liệu gia liệu lỡi mm/vòng
công
cắt
Cv
q

y
GX
BK8
1
34.2
190
Chu kì bền T tra bảng 5-30:
Dụng cụ
Vật liệu g/c
Mũi khoét
GX15-32
Lớp Chế tạo máy 6 K46

0.45

0.3

Vật liệu lỡi cắt
BK8
10

Trơn
Nguội
m
0.2

T (ph)
40

Không

Khoa Cơ khí


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Hoàng Bá Lĩnh

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế :
kv=kMV.kuv.klv
trong đó :
kMV:Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-1;5-4)
nv

nv

kMV= 190 = 190 =1
HB 190
kuv:Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt(bảng 5-6)
kuv=0.83
klv:Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét (bảng 5-31)
klv=1
kv=1*0.83*1=0.83
thay số vào công thức :
0.45
Cv D q
34
.
2
*

21
.
8
V = m x y k v = 0.2
* 0.83 = 54m / ph
40 * 0.90 *10.3
T t S
d)Mô men xoắn Mx(Nm) và lực chiều trục P 0(N)

M x = 10.CM .D q .t x .S y .k p
P0 = 10.C p .t x .D q .S y .k p
Trị số CM,Cp và các số mũ tra bảng (5-32):
Vật
liệu

GX
15-32

Nguyên
công

khoét

Vật
liêu
cắt

Hệ số và các số mũ trong công thức
Mô men xoắn
CM

q

x

y

CP

q

x

y

BK8

0.085

-

0.75

0.8

23.5

-

1.2

0.4

Lực hớng trục

Hệ số kp=kMP chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-9):
kMP=1
Thay số ta có :
M x = 10.CM .D q .t x .S y .k p =10 * 0.085 * 21.80 * 0.90.75 *10.8 *1 = 0.8( Nm)
P0 = 10.C p .t x .D q .S y .k p =10*23.5*0.91.2*210*1*1=207N
e)Công suất cắt Ne(kW)
Lớp Chế tạo máy 6 K46

11

Khoa Cơ khí


Hoàng Bá Lĩnh

Đồ án công nghệ chế tạo máy

công suất cắt đợc xác định theo công thức:
M x * n (kW)
9750
Số vòng quay dụng cụ
Ne =

n=

1000 * V 1000 * 54
=
= 788 (vòng/phút)
*D
3.14 * 21.8

M x * n 0.8 * 788
=
= 0.06 (kW)
9750
9750
Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại :
Nguyên công 1:Phay mặt phẳng đáy Rz40 phay thô 1 lần
Chọn máy:Máy phay đứng công suất Nm=1.7kW
Chọn dao:Dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK8
Lợng d gia công :phay 1 lần với lợng d Zb=1,5mm
Chế độ cắt:xác định chế độ cắt cho dao tra bảng 5-127
T,ph
D/Z
t (mm)
Lợng chạy dao răng mm/vòng
120
75/10
1
0.13
Tốc độ cắt:232(m/ph)
Ne =

Lớp Chế tạo máy 6 K46

12

Khoa Cơ khí