thiết kế quy trình gia công thân đỡ trục 2 gân(kèm bản vẽ)

Chương 1
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG
1/CƠNG DỤNG:
Tên chi tiết: THÂN ĐỠ TRỤC
Chi tiết gia công là một chi tiết có dạng hộp, có kết cấu các bề mặt cho phép thoát dao một cách dễ

Chi tiết có chức năng đỡ và dẫn hướng trục có đường kính Ø32, chi tiết còn
được thiết kế thêm gân chịu lực để tạo độ cứng vững cho hệ thống.
dàng.

Điều kiện làm việc trong môi trường chòu sự va đập và trong môi trường có nhiều dầu.

2/ĐIỀU KIỆN KỸ THT:
Theo sách “ Cơng nghệ chế tạo máy/ Trần Văn Địch/bảng 2.2/33”
Bảng 2.1. Cấp độ nhám và các giá trị l tương ứng:
Cấp độ nhám
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Ra(μm)
Rz(μm)
Khơng lớn hơn
84
320
40
150
20
80
10
40
5
20
2,5
10
1,25
6,3
0,63
3,2
0,32
1,6
0,16
0,8
0,08
0,4
0,04
0,2
0,02
0,1
0,01

0,05

Chiều dài chuẩn l
(mm)
8
2,5
0,8
0,25
0,08

Bảng 2.2. Phương pháp gia cơng cơ và độ bóng tương ứng:
Phương pháp gia cơng
Tiện, bào thơ

Cấp độ bóng
3


Tiện, bào tinh
Tiện, bào rất tinh
Phay thô
Phay tinh
Khoan, khoét
Doa
Chuốt
Chuốt tinh
Mài thô
Mài tinh
Mài rất tinh
Mài nghiền

Mài khôn
Mài siêu tinh xác
Đánh bóng bằng bột mài
Đánh bóng bằng vải

4÷6
6÷7
4
5÷7
3÷6
6÷8
6÷7
7÷8
5÷6
7÷8
9÷10
9÷13
7÷10
10÷14
11÷13
12÷14

Trong đó
-

Gia công thô có cấp độ nhẵn bóng từ 1 - 4.
Gia công bán tinh có cấp độ nhẵn bóng từ 5 – 7.
Gia công tinh có cấp độ nhẵn bóng từ 8 – 11.
Gia công siêu tinh có cấp độ nhẵn bóng từ 12 – 14.
(Theo bảng 4.1/113/ cơ sở công nghệ chế tạo máy).

Từ đó có thể xác định cấp độ bóng:
-

Mặt đáy và các mặt gia công có cấp độ bóng là 6 → Ra=2,5 μm.
2 lỗ bậc Ø 48, Lỗ Ø 32 có cấp độ bóng là 8 → Ra=0.63 μm.
2 lỗ Ø16 có cấp độ bóng là 4 → Rz = 40 μm.

( Coi bảng 1.8/24/gia công trên máy tiện/
TS.Nguyễn Tiến Đào).
Về dung sai hinh dạng: (theo bảng 2-36/102/sổ tay công nghệ chế tạo máy tập
1/GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc).


( Coi cấp chính xác/22/ gia cơng trên máy tiện/
TS.Nguyễn Tiến Đào).
-

Các góc lượn khơng ghi trên bản vẽ là r3.
Độ khơng song song giữa các mặt đầu khơng q 0,05mm.
Độ khơng đồng tâm giữa hai lỗ Ø16 khơng q 0,03mm.
Độ khơng vng góc giữa mặt đáy và lỗ Ø32 khơng q 0,02mm.

Chương 2
XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Dạng sản xuất ở chi tiết này là sản xuất hàng loạt lớn với vật liệu là gang
xám. Nên sản lượng chi tiết sản xuất trong một năm được tính như sau:
Trọng lượng của chi tiết được xác đònh theo công thức:
γ

Q = V. (kg) (thiết kế đồ án cơng nghệ chế tạo máy/Trần Văn
Địch/14)
+Q: Trọng lượng chi tiết (kg)
+V: Thể tích của chi tiết (

dm 3

)

+γ : Trọng lượng riêng của vật liệu.
γgang xám = (6,8 – 7,4) kg/dm3.
+Lấy γ = 7,4 (kg/dm3).
I/ Trọng lượng của chi tiết thơng qua việc tính thể tích từng phần:
1/ Thể tích của chi tiết:


 phần đế .
V1 = 2VR36+2VÞ26+V112,49×80 – 2VÞ16
= 2..π.362.24 + 2.π.132.3 + 112,49.80.24 – π.82.27
= 97667 + 2.1592 + 215981 – 2.5426
= 305980 mm3.
Phaàn thân:
V2 = VÞ64 – 2VÞ48 – VÞ32
= π.132.72 – 2.π.242.8 – π.16280
= 231506 – 2.14469 – 64302
= 138266 mm3.
Phaàn gân:
V3 = 2.8.48.= 384 mm3.
Thể tích của chi tiết là:
V= V1 + V2 + V3 = 305980 + 138266 + 384 = 444630 mm3

= 0,444630dm3.
2/ Khối lượng của chi tiết:
γ

Q = V.


= 0,444630. 7, 4
= 3,29 (kg) ≈ 3,3 (kg)
II/ Khối lượng chi tiết được tính bằng phần mềm autocad:
1/ Thể tích của chi tiết tính bằng phần mềm autocad:
V = 0,4537774643 dm3.
2/ Khối lượng chi tiết:
γ

Q = V.
= 0,4537774643. 7,4
= 3,36 (Kg)
III/ Xác định dạng sản xuất:
Từ hai kết quả trên ta nhận thấy cả hai đều có khối lượng nhỏ hơn 4 Kg
nên theo bảng 2/14/sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.
Bảng 2. Cách xác định dạng sản xuất.
Dạng sản xuất
Đơn chiếc
Hàng lạt nhỏ
Hàng loạt vừa
Hàng loạt lớn
Hàng khối

Q1 – trọng lượng của chi tiết

> 200kg
4÷200kg
<4kg
Sản lượng hàng năm của chi tiết
<5
<10
<100
55 – 10
10 – 200
100 – 500
100 – 300
200 – 500
500 – 7500
300 – 1000
500 – 1000
5000 – 50000
>1000
>5000
>50000


Vì Q = 3,29 kg < 4 kg nên theo bảng trên thì sản lượng hàng năm của chi tiết là từ
5000 – 50000 chi tiết.
Chọn số lượng chi tiết là 50000 chi tiết.
Chương 3
CHỌN PHƠI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TẠO PHƠI
I/Vật liệu:
- Vật liệu chế tạo thân đỡ trục là: Gang Xám 15-32
- Độ cứng HB: 182…199, độ bền kéo 12kG/cm2, độ bền nén 20kG/cm2. “ Cơng
nghệ chế tạo máy/ Trần Văn Địch/219”

- Gang xám là hợp kim chủ yếu Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố
khác như (1,2÷2,8)% Si, (0,5÷1.6)% Mn, 0.65% P, 0.15% S và một số nguyên tố
không đáng kể như: Cr, Ni, Cu, Al …
- Gang xám có độ bền nén cao, chòu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm
giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong ngành chế tạo máy.
II/ Chọn phơi:
Loại phơi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất
và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Sau đây là
một số loại phơi thường dùng trong sản xuất.
1/ Phôi rèn dập:
- Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng
suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt.
- Chi tiết đã cho làm bằng gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp
này là không hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ
làm cho chi tiết bò hiện tượng nứt nẻ.


2/ Phôi cán:
- Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có cơ tính gần giống như phôi rèn dập.
3/ Phôi đúc:
- Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo khuôn
đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bò 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 như sau:
+ Lượng dư phân bố đều.
+ Tiết kiệm được vật liệu.
+ Giá thành rẻ, được 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.

4/ Phơi thép thanh:
- Phơi thép thanh hay dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp
chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ, v.v…

* Kết luận:


- Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với
chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc
biệt khi vật liệu chi tiết là gang xám.
- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết là dạng phôi đúc.
III/Phương pháp chế tạo phơi:
1/ Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:
- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bò đơn giản, thích
hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
2/ Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:
- 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:
- Độ nhám bề mặt:

Rz = 80 µm

IT 15 ÷ IT 19

.

.

(Bảng 3-13/185/ Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC)
3/ Đúc trong khuôn kim loại:
- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bò dầu tư 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:
- Độ nhám bề mặt:

Rz = 40µm

.

IT 14 ÷ IT 17

.


(Bảng 3-13/185/ Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC)
4/ Đúc ly tâm:
- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến.
5/ Đúc áp lực:
- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phương pháp này chỉ thích hợp
với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao. Trang thiết bò đắt tiền nên giá
thành sản phẩm cao.
6/ Đúc trong vỏ mỏng:- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được
dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
* Kết luận:
- Để đảm bảo tính kinh tế (khn kim loại dễ tháo lấp và sấy khơ) cũng như dạng sản
xuất đã chọn (hàng loạt lớn) ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong
khuôn cát , mẫu kim loại , làm khuôn bằng máy ”.

+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II (Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS
NGUYỄN ĐẮC LỘC/168)
+ Cấp chính xác kích thước:
+ Độ nhám bề mặt:

IT 15 ÷ IT 16

R z = 80 µm

.

.

IV/ Thiết bị cắt đứt và làm sạch chi tiết đúc:
a/ Thiết bị cắt đứt chi tiết đúc:
Sử dụng loại cưa đĩa, đường kinhd cưa 400÷1300mm. Chiều rộng mạch cắt
4÷8mm. Vòng quay tới 1200 vòng/phút.


b/ Thiết bị làm sạch chi tiết đúc:
Vì đây là sạng sản suất hàng loạt lớn và hàng khối nên các chi tiết đúc được làm
sạch bằng các thiết bị phun cát khơ và phun cát ướt tự động và bán tự động cụ thể như:
- Tang trống làm sạch với số vòng quay 20 40 vòng/phút, thời gian làm sạch: 1,5 2 giờ,
đường kính tang trống: 0,6 1,2m diện tích chiếm choox0,7 4m2. Năng suất 1500kg/giờ.
- Thùng phun cát với diện tích thùng: 20 m 2. Áp lực khí nén 2At. Tiêu tốn cát 80kg/T.
năng suất 10T/giờ.
(Bảng 3-9/179/ Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC).
* Các lưu ý khi đúc chi tiết:
Do gang xám dễ đúc do chảy loãng tốt, ít co ngót nên được dùng rộng rãi để
đúc các chi tiết, nhưng trong quá trình đúc cần lưu ý một số việc sau:

-

Do gang dễ biến trắng nên khi dùng vật làm nguội cần phải thận trọng
Khi đúc, thông thường, nên rót kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đồng
đều nhiệt độ, tránh nút nhiệt ở vật đúc

V/ Bản vẽ đúc của chi tiết và bản vẽ lồng phơi:


1/ Bản vẽ đúc của chi tiết:


2/ Bản vẽ lồng phôi của chi tiết:


Chương IV
CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG
VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
I/ CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG:
-

Đối với các dạng sản xuất hàng loạt vừa, hàng loạt lớn và hàng khối muốn chuyên
môn hóa cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta thì
đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ
trong một nguyên công). Ở đây cần dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá
chuyên dùng và các máy chuyên dùng để chế tạo.
- Dựa vào bảng vẽ lồng phôi, ta nhận thấy rằng có những phương pháp gia công sau:


1. Phương án 1:

Theo TCVN 2511 – 78 ( trang 24/gia cơng trên máy tiện/ TS.Nguyễn Tiến Đào).
Và theo bảng 4/21/ thiết kế đồ án cơng nghệ chế tạo máy/TS.Trần Văn Địch.

STT

1
2

3

4

5

6
7

TÊN NGUYÊN CÔNG
Bào mặt đáy
- Bước 1 : Bào thô
- Bước 2 : Bào tinh
Tiện lỗ Ø32
Tiện thơ
Tiện tinh
Tiện lỗ bậc Ø48
Tiện thơ
Tiện tinh
Tiện lỗ bậc Ø48
Tiện thơ

Tiện tinh
Phay mặt đầu
- Bước 1 : Phay thô
- Bước 2 : Phay tinh
Phay hai mặt Ø26
- Bước 1 : Phay thô
- Bước 2 : Phay tinh
Khoan hai lỗ Ø16

BỀ MẶT
C

CẤP
CHÍNH
XÁC

CẤP ĐỘ
BĨNG

5
3

1-3
6-7

ĐỊNH VỊ
6
6

D

5
3

1-3
4-7
6

C

5
3

1-3
4-7
6

D

5
3

1-3
4-7

D

4
3

1-3
4-7

6

A,B

4
3
5

1-3
4-7
1-3

6

CẤP
CHÍNH
XÁC

CẤP ĐỘ
BĨNG

A,B

6

2. Phương án 2:
STT

TÊN NGUYÊN CÔNG

BỀ MẶT

ĐỊNH VỊ


Phay mt ỏy
1

- Bửụực 1 : Phay thoõ

C

4

1-3

3

4-5

4

1-3

3

4-5

A,B

5

4-6

6

D

4

1-3

6

3

4-5

5

4-6

3

5-7

5

4-6

3

5-7

5

4-6

3

5-7

- Bửụực 2 : Phay tinh

6

Phay hai mt ỉ26
2

- Bửụực 1 : Phay thoõ

A,B

- Bửụực 2 : Phay tinh
3

Khoan hai l ỉ16

6

Phay maởt ủau
4

- Bửụực 1 : Phay thoõ
- Bửụực 2 : Phay tinh

5

Khoan , khoeựt,

D

doa l ỉ32
6

Khoeựt ,

D

doa l ỉ48
7

Khoeựt ,
doa l ỉ48

C

(Trong ú cp chớnh xỏc v cp búng tra trong sỏch thit k ỏn cụng ngh ch to
mỏy/GS.TS.TRN VN CH/ bng 4/21 ).

T hai phng ỏn trờn em nhn thy rng:
Phng ỏn 1:
-

u im: Vic tin l bc cú kh nng m bo cỏc yờu cu k thut cao:
chớnh xỏc cao, nhn b mt cú th t cp 6, v phn bo mt phng thỡ d t

6

6

6


-

-

-

yêu cầu ( độ nhám bề mặt ) hơn so với phay đồng thời thời giant hay dao của bào
nhanh hơn so với phay.
Nhược điểm: Việc tiện lỗ tuy đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nhưng năng suất thấp, độ
chính xác không cao bằng phương pháp doa. Bên cạnh đó việc gá đặt dao để tiện
rất phức tạp và khó đảm bảo độ vuông góc, độ đồng tâm giữa các lỗ bậc. Tương tự
đối với phương pháp bào vì mặt phẳng bào không có dạng phẳng dài và hẹp nên
thời gian bào xo với phay là lâu hơn.

Phương án 2:
Ưu điểm: Với việc khoan, khoét và doa lỗ bậc có thể đạt độ bóng theo yêu cầu
ban đầu. Việc phay các mặt phẳng nhanh hơn so với bào tuy độ chính xác không
cao nhưng cũng có thể đảm bảo yêu cầu về độ nhám, ngoài ra việc gá đặt của
phương án này đơn giản hơn so với phương pháp 1. Có thể đảm bảo được độ
vuông góc, độ đồng tâm giữa các lỗ bậc và độ song song giữa các mặt đầu
Nhược điểm: độ chính xác của phay không bằng so với phương pháp bào.
Từ hai phương án trên ta nhận thấy phương án 2 là hợp lý nhất vì loại hình sản
xuất ở đây là sản xuất hàng loạt lớn nên việc gia công mặt phẳng bằng phương
pháp phay là hợp lý nhất, bên cạnh đó việc gá đặt dễ dàng cũng giúp cho việc gia
công chi tiết được tiến hành nhanh hơn đồng thời đảm bảo độ vuông góc và độ
đồng tâm cao hơn so với phương án 1.