Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM
Trường Đại học SPKT TP.HCM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa CKM - Bộ môn CN Chế tạo máy
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Họ và tên: Ngô Vũ Thành Tâm

MSSV: 16143309

Ngành: Công nghệ chế tạo máy

Niên khóa: 2019-2020

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Gối đỡ
I. Số liệu cho trước :
- Sản lượng: 45.000 chi tiết/năm.

- Điều kiện thiết bị: tự

chọn.
II. Nội dung thiết kế:
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 phương pháp tạo phôi: Tra lượng dư gia công cho các bề mặt
gia công.

4. Lập tiến trình công nghệ: Thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án,
chọn phương án hợp lý.
5. Thiết kế nguyên công:
- Vẽ sơ đồ gá đặt có ký hiệu định vị, kẹp chặt, dụng cụ cắt ở vị trí cuối cùng, chỉ rõ
phương chiều các chuyển động. Ghi kích thước, độ bóng, dung sai của các nguyên
công đang thực hiện.
- Chọn máy, kết cấu dao.
- Trình bày các bước: Chọn dao (loại dao và vật liệu làm dao), tra các chế độ cắt:
n,s,t; tra lượng dư cho các bước và tính thời gian gia công cơ bản cho từng bước
công nghệ.
- Tính lượng dư gia công cho nguyên công 1.


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

- Tính chế độ cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá gia công lỗ Ø40.
6. Thiết kế đồ gá:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý cho đồ gá. Chọn kết cấu cho đồ gá, 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 nguyên công thực hiện trên đồ gá.
- Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực.
III. Các bản vẽ:
- Bản vẽ chi tiết :.............................................................................1 bản (A3).
- Bản vẽ lồng phôi :........................................................................1 bản (A3).
- Bản vẽ mẫu đúc:.......................................................................... 1 bản (A3).
- Bản vẽ lắp khuôn đúc:..................................................................1 bản (A3).
- Bản vẽ sơ đồ nguyên công:..........................................................4 bản (A3).
- Bản vẽ thiết kế đồ gá:...................................................................1 bản (A1).
(các bản vẽ A3 đóng thành một tập theo qui định của bộ môn).

IV. Ngày giao nhiệm vụ:
V. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
VI. Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoài Nam
Chủ nhiệm bộ môn

Giáo viên hướng

dẫn

Nguyễn Hoài Nam

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

2


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ chế tạo máy là ngành kỹ thuật vô vùng quan trọng trong sản xuất
cơ khí nói chung cũng như ngành chế tạo máy nói riêng. Nó gắn liền với thực tế
của ngành cơ khí như: thiết kế, chế tạo, sản xuất ra các chi tiết máy với điều kiện
đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các chi tiết làm ra để thay
thế cho các chi tiết máy, các loại thiết bị máy móc bị hư hỏng từ đơn giản đến phức
tạp.
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là đồ án chuyên ngành của sinh viên
ngành cơ khí chế tạo máy, là kết sau cùng của nhiều môn học như Công Nghệ Chế
Tạo Máy và Công Nghệ Kim Loại, Dung sai kỹ thuật đo, … Qua đồ án này giúp
cho sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ trước khi làm đồ án tốt
nghiệp.

Sau thời gian được trang bị các môn lý thuyết về công nghệ chế tạo máy và
được tiến hành làm đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với đề tài :
Thiết kế qui trình công nghệ gia công “Gối đỡ”
Thông qua việc thực hiện đồ án sinh viên sẽ được tiếp cận với dạng sản xuất
hàng loạt lớn, hàng khối. Đây là nội dung khá mới mẻ vì dạng sản xuất chủ yếu ở
nước ta là sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ và vừa.
Sau thời gian thực hiện công việc thiết kế, em đã được sự hướng dẫn tận tình
của thầy Nguyễn Hoài Nam. Tuy nhiên do khả năng còn hạn chế của mình nên bản
thiết kế đồ án này không thể tránh khỏi những yếu kém và thiếu sót. Vì vậy, em rất
mong được sự đóng góp, chỉ dạy tận tình của các thầy cô giáo.
Qua đây, em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Hoài Nam - thầy là người đã
trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án môn Công nghệ chế tạo máy này.
Sinh viên thực hiện

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

3


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Ngô Vũ Thành Tâm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Chữ ký của GVHD

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

4


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Nguyễn Hoài Nam
MỤC LỤC

CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI
1. Phân tích chi tiết gia công.
1.1.

Công dụng.
Gối đỡ là chi tiết dạng hộp, có lỗ mà tâm của chúng song song với mặt đáy,
chi tiết dùng để đỡ các trục có chuyển động quay tròn, để tăng độ cứng vững của
trục khi làm việc và khắc phục hiện tượng võng trục đối với những trục dài.

1.2.

Yêu cầu kỹ thuật.

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

5


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy
-

Độ không song song giữa tâm lỗ chính ∅40mm so với mặt đáy không quá
0.016mm (bảng 2-36/102, Sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

-

Độ không vuông góc 2 mặt đầu với lỗ ∅40mm không quá 0.03mm (bảng 236/102, Sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

-

Độ không vuông góc của lỗ ∅22mm so với lỗ ∅40mm không quá 0.01mm
(bảng 2-36/102, Sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

-

Độ không đồng tâm của lỗ ∅40mm so với mặt B là lỗ ∅40mm không quá
0,02mm (bảng 2-37/102, Sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

1.3.

Vật liệu chế tạo: Vật liệu gang xám GX 28-48.

1.4.

Xác định dạng sản xuất.

1.4.1.

Sản lượng hàng năm của chi tiết.
Sản lượng hàng năm của chi tiết là số chi tiết đựơc sản xuất trong một năm,
N = N1.(1 +

được tính bởi công thức:

α +β
)
100

Trong đó:
N : số chi tiết được sản xuất trong một năm
N1 : số sản phẩm được sản xuất trong một năm
α : phần trăm phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn
(α = 3% - 6%)

β : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ: (β = 5% - 7%)
Từ phiếu nhiệm vụ, ta có các số liệu:
Số sản phẩm được sản xuất trong một năm là N0 = 45000 chiếc/năm
Ta chọn:
Phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng là α = 5%
Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ là β = 5%

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

6


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

N = 45000 x(1+
1.4.2.

5+ 5
) = 49500
100

(chiếc/năm)

Trọng lượng của chi tiết.
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q1 = V.γ (kg)
Trong đó: Q1: trọng lượng của chi tiết (kg)
V= 0.27 (dm3): Thể tích của chi tiết
γ : Trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết
Với chi tiết thân hộp tốc độ là chi tiết dạng hộp, vật liệu là gang xám
Nên: trọng lượng riêng của gang xám là: 7.8 (kg/dm3 )

Dùng phần mềm Solid works


Ta tính được trọng lượng của chi tiết là: Q 1=V. γ = 0.1647 x 7.8 = 2,08
(kg)

Từ những kết quả có được qua tính toán, kết hợp với việc tra bảng xác định
dạng sản xuất, ta kết luận chi tiết được sản xuất ở dạng sản xuất hàng loạt lớn.
(Thiết kế ĐA-CNCTM – trang 13)
1.5.

Vật liệu và phương pháp chế tạo phôi.

1.5.1.

Vật liệu.
Với chi tiết này, ta chọn vật liệu chế tạo là gang xám GX 28-48, grafit dạng

tấm thô. Với vật liệu gang xám GX 28-48 có thành phần hóa học như sau :

Độ bền
Mác gang
Kéo

Uốn

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

Thành phần hoá học ( % )

Độ cứng
HB

C

Si

Mn

P
S
Không quá
7


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

GX 28-48
1.5.2.

15

32

190

3,4

1,7

0,5

0,3

0,15

Phương pháp chế tạo phôi:
Do vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám, cùng với việc chi tiết được sản xuất

hàng loạt lớn nên chi tiết đựơc đúc trong khuôn cát, cấp chính xác 2, cấp chính xác
kích thước IT16.
Sai lệch cho phép về kích thước chi tiết đúc: ± 1 (mm) (bảng 3-3/174 – ST1)
Sai lệch cho phép về kích thứơc mẫu: ± 0,5 (mm) (trang 207 – Thiết kế đúc)
Sai lệch cho phép về khối lựơng: 7% (bảng 17/80 – Thiết kế đúc)
Lượng dư lớn nhất để gia công cơ khí vật đúc: 3(mm) (B19/83-TK Đúc)
Lượng co theo chiều dài của vật đúc: 1% (B23/90-TK Đúc)
Độ dốc rút mẫu: 1o30’
Bán kính góc lượn: R = 3mm

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

8


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Bản vẽ chi tiết lồng phôi:

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

9


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

1.5.3.

Thiết kế mẫu đúc và bản vẽ lắp khuôn đúc:

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

10


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Bản vẽ khuôn:

Bản vẽ mẫu đúc
SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

11


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

12

Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

CHƯƠNG II: THIẾT LẬP TRÌNH TỰ GIA CÔNG

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

13


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

14


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

15


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

16

Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

1.

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
Nguyên công I: Phay thô mặt đáy

1.1.

Sơ đồ gá đặt:

1.2.

Định vị:
Hạn chế 6 bậc tự do gồm:
•

5 bậc tự do định vị bằng 2 mũi chống tâm.

•

1 bậc tự do bằng 1 chốt tỳ chỏm cầu ở mặt bên.

1.3.

Kẹp chặt: Cơ cấu kẹp bằng ren

1.4.

Chọn máy:
Máy phay 6H11 Tra bảng 9-38 sổ tay CNCTM tập 3, có:
P=4,5kW, n=65÷1800, 16 cấp.

1.5.

Chọn dao:
Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng.
Các thông số của dao: (tra bảng 5-127, sổ tay CNCTM tập 2)

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

17


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy
-

Đường kính dao: D = 110mm; số răng Z = 12; vật liệu BK8

-

Tuổi bền dao: T = 180

Chọn dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05
1.6.

Chia bước: Phay thô z = 3mm

1.7.

Tra chế độ cắt và tính thời gian gia công:
Chiều sâu cắt: t = 3mm
Lượng chạy dao răng: Sz = 0,2 (mm/răng) (bảng 5-125, STCNCTM 2)
Lượng chạy dao vòng: S = Sz.Z = 0,2.12 = 2,4 (mm/vòng)
Tốc độ cắt: Vb = 158 m/ph (bảng 5-127, ST CNCTM 2)
Tốc độ tính toán:
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 = 72 (m/ph)
Với :
•

k1 = 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang

•

k2 = 0,8: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao

•

k3 = 0,8: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng

•

k4 = 0,8: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia
công

•

k5 = 0,89: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay

•

k6 = 1: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính

Số vòng quay theo tính toán:

nt =

1000.Vt 1000.72
=
= 208
π .D
3,14.110

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

18


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Máy 6H11 có

bội

ϕ

nmin = 65; nmax = 1800

ϕ m−1 = ϕ 16−1 = ϕ 15 =

như sau :
Ứng với

ϕ 15

, số cấp tốc độ m = 16, tìm công

nmax 1800
=
= 28
nmin
65

có giá trị là 32 gần với 28 tương ứng với

ϕ

=1,26 (bảng 4.7

sách 13)

ϕx =
Mặt khác

nt
208
=
= 3,2
nmin
65

Theo bảng 4.1 (sách HD DACNCTM) ứng với

ϕ 5 = 3,16

ϕ = 1, 26

ta có giá trị

gần với 3,2

Vậy số vòng quay theo máy là:

nm = 65.3,16 = 205

(vòng/phút)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Vtt =

π Dn 3,14.110.205
=
= 71(m / ph)
1000
1000

Lượng chạy dao phút:
Lượng chạy dao của máy là :

S m = 35 − 980mm / ph

,với lượng chạy dao

492mm/ph là quá nhanh cho bề mặt gia công quá nhỏ vì thế ta chọn
S m = 270mm / ph

Công suất cắt khi phay thô:
Theo bảng 5-130 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) ta có công suất
cắt là Nc = 1,1 Kw
SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

19


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

So sánh Nc = 1,1kW < Nm = 4,5kW
Thời gian gia công
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối thời gian nguyên công được tính
như sau
Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn = T0 + 26%T0
Với
•

Ttc : thời gian từng chiếc

•

T0 : thời gian cơ bản

•

Tp : thời gian phụ (=10%T0)

•

Tpv :thời gian phục vụ (=11%T0)

•

Ttn : thời gian nghỉ ngơi (=5%T0)

Thời gian gia công cơ bản được tính như sau
T0 =

L + L1 + L2
S .n

(phút)

Với :
•

L = 100: chiều dài bề mặt gia công

•

L1: chiều dài ăn dao
L1 = 0,5D + 3 = 58mm

•

L2: chiều dài thoát dao
L2 = 0,5D + 2 = 57mm

•

S = 270 mm/ph: lượng chạy dao

⇒ T0 =

100 + 58 + 57
= 0,8
270

Ttc

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

(phút)

= 0,8+ 0,8.0,26 = 1 (phút)
20


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Chế độ cắt khi phay thô:

2.
2.1.

t = 3mm;

Sph = 270 mm/ph

nm = 205 vòng/ph;

N = 3,8kW

Nguyên công II: Phay thô 2 mặt Ø20
Sơ đồ gá đặt:

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

21


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

2.2.

Định vị:
Hạn chế 6 bậc tự do gồm:
•

3 bậc tự do định vị bằng phiến tỳ

•

2 chốt tỳ hạn chế 2 bậc tự do

•

1 chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do

2.3.

Kẹp chặt: Cơ cấu kẹp bằng ren

2.4.

Chọn máy:
Máy phay 6H11 Tra bảng 9-38 sổ tay CNCTM tập 3, có:
P=4,5kW, n=65÷1800, 16 cấp.

2.5.

Chọn dao:
Dao phay ngón gắn mảnh hợp kim cứng.
Các thông số của dao (tra bảng 5-161, STCNCTM 2):
•

D = 12mm; Z = 6 răng

•

Tuổi bền T = 120ph

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

22


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,02
2.6.

Chia bước: Phay thô z = 3mm

2.7.

Tra chế độ cắt và tính thời gia gia công:
Chiều sâu cắt: t = 3mm
Lượng chạy dao răng: Sz = 0,03 mm/răng (bảng 5-160, ST CNCTM 2)
Tốc độ cắt: Vb = 98 m/ph (bảng 5-161, ST CNCTM 2)
Tốc độ tính toán:
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 = 50 (m/ph)
Với:
•

k1 = 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang

•

k2 = 0,8: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao

•

k3 = 0,8: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng

•

k4 = 0,8: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia
công

•

k5 = 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay

Số vòng quay theo tính toán:

nt =

1000.Vt 1000.50
=
= 796
π .D
3,14.20

Máy 6H11 theo tính toán có công bội φ = 1,26

ϕx =
Mặt khác

nt
796
=

= 12, 25
nmin
65

Theo bảng 4.7, sách HD DACNCTM, ứng với φ = 1,26 ta có φ 11 = 12,64
gần với 12,25
Vậy số vòng quay theo máy là: nm = 65.12,64 = 821,6 (vòng/phút)
Tốc độ cắt thực tế:

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

23


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Vtt =

π .D.n 3,14.20.821.6
=
= 52( m / ph)
1000
1000

Lượng chạy dao phút:
Lượng chạy dao của máy là :

Sm = 35 − 980mm / ph

147mm/ph là hợp lý cho bề mặt gia công vì thế ta chọn

, với lượng chạy dao

Sm = 130mm / ph

Công suất cắt:
Theo bảng 5-162, ST CNCTM 2, ta có công suất cắt nhỏ hơn 1kW
So sánh Nc < Nm = 4,5kW
Thời gian gia công
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối thời gian nguyên công được tính
như sau
Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn = T0 + 26%T0
Với
•

Ttc : thời gian từng chiếc

•

T0 : thời gian cơ bản

•

Tp : thời gian phụ (=10%T0)

•

Tpv :thời gian phục vụ (=11%T0)

•

Ttn : thời gian nghỉ ngơi (=5%T0)

Thời gian gia công cơ bản được tính như sau
T0 =

L + L1 + L2
S .n

(phút)

Với :
•

L = 60: chiều dài bề mặt gia công

•

L1: chiều dài ăn dao
L1 = 0,5D + 3 = 9mm

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

24


Đồ án Công nghệ Chế tạo máy
•

L2: chiều dài thoát dao

L2 = 0,5D + 2 = 8mm

•

S = 130 mm/ph: lượng chạy dao

⇒ T0 =

60 + 9 + 8
= 0,6
130

Ttc

(phút)

= 0,6+ 0,6.0,26 = 0,8 (phút)

Chế độ cắt khi phay thô:

3.

t = 3mm;

Sph = 130 mm/ph

nm = 821 vòng/ph;

N = 1kW

Nguyên công III: Phay thô 2 mặt Ø20 còn lại

3.1.

Sơ đồ gá đặt:

3.2.

Định vị:
Hạn chế 6 bậc tự do gồm:
•

3 bậc tự do định vị bằng phiến tỳ

SVTH: Ngô Vũ Thành Tâm - 16143309

25