BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CHI TIẾT THÂN ĐỠ TRỤC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TIỂU LUẬN
MƠN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
MÁY
ĐỀ TÀI: THÂN ĐỠ TRỤC
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

TP. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 1 năm 2021


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Lời Nhận Xét
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

………………………….
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

2


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

……………………………………………………………………..........
……………………………………………..
Bài tập lớn cơng nghệ chế tạo máy
Lời nói đầu
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay. Các
ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng địi hỏi người kỹ sư phải có

kiến thức tương đối rộng, phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết
các vấn đề cụ thể trong sản xuất và trong sửa chữa.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vai trị rất quan trọng, mơn học giúp
sinh viên nắm vững và biết vận dụng hiệu quả các phương pháp thiết kế và
quản lí q trình chế tạo một sản phẩm cơ khí có hiệu quả. Bài tập lớn cộng
nghệ chế tạo máy là việc tổ hợp những kiến thức đã học vào việc thiết kế quy
trình cơng nghệ chế tạo máy cho chi tiết điển hình. No giúp cho người sinh
viên làm quen và thiết kế một quy trình cộng nghệ gia cơng cho một sản phẩm
cơ khí cụ thể.
Trong q trình làm bài tập lớn mơn học được sự chỉ bảo tận tình của
thầy Phan Thanh Vũ và các thầy cô trong bộ môn nhưng do kiên thức và thời
gian còn hạn chế nên còn nhiều thiếu sót, mong các thầy cơ trong bộ mơn tận
tình góp ý chỉ bảo cho nhóm em.
Em xin cảm ơn các thầy, cơ đã giúp em hồn thành bài tập lớn này.

3


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

MỤC LỤC
Lời nói đầu..........................................................................................................
Phần I: Phân tích điều kiện làm việc,u cầu kỹ thuật,tính kết cấu cơng nghệ…
Xác định dạng sản xuất,phương pháp chọn phơi và gia cơng phơi.
1. Phân tích điều kiện làm việc.
2. Yêu cầu kỹ thuật và tính kết cấu trong công nghệ.
3. Xác định dạng sản xuất.

4. Phương pháp chọn phơi và gia cơng phơi.
Phần II: Trình tự gia công …………………………………………………………
 NC1:
 NC2:
 NC3:
 NC4:
 NC5:
 NC6:
 NC7:
 NC8:
Phần III: Tính tốn thiết kế đồ giá các ngun công ở Phần 2
………………....

4


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Phần I: Phân tích điều kiện làm việc,yêu cầu kỹ thuật,tính
kết cấu công nghệ
1. Điều kiện làm việc
Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết: Theo đề bài thì chi tiết cần
thiết kế ở đây là chi tiết “THÂN ĐỠ TRỤC” dạng hộp. Thân đỡ trục được sử
dụng trên các cơ cấu truyền động cơ khí yêu cầu về độ chính xác của chi tiết và
khi làm việc dưới tác động của tải trọng và rung lượng lớn .
Do điều kiện làm việc trên đòi hỏi Thân đỡ trục phải có độ chính xác cao,
đủ độ cứng vững để làm việc chính xác, chịu va đập và dao động tốt.

2. u cầu kỹ thuật và tính kết cấu trong cơng nghệ
 Độ song song giữa tâm lỗ d60 và mặt A là 0.08
 Độ song song giữa tâm lỗ d84 và mặt A là 0.02
 Độ vng góc giữa tâm lỗ d60 và mặt A là 0.02
Bề mặt làm việc là mặt đầu và mặt lỗ trong nên cần độ bóng cao
Rz =20, cấp chính xác cấp 8.

5


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Các bề mặt kết cấu khác được gia cơng đạt cấp chính xác 8,9,10;
Độ nhám Ra =(102,5) hay Rz =(4010)
Sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng 5560 HRC. Độ sâu khi thấm các
bon là 12mm
Độ cứng các bề mặt không gia công thường đạt 180280 HB
 Tính kết cấu trong cơng nghệ cũng như các chi tiết dạng khác tính kết
cấu cơng nghệ trong kết cấu Thân đỡ trục có kết cấu ảnh hưởng trực tiếp
đến năng suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền khi làm
việc.
 Do điều kiện làm việc trên đòi hỏi Thân đỡ trục phải có độ chính xác
cao, đủ độ cứng vững để làm việc chính xác, chịu va đập và dao động
tốt.

3. Xác định dạng sản xuất:

6


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

a. Áp dụng công thức (2) trang 12 sách thiết kế đồ án cơng
nghệ chế tạo máy ta có.
�   �

N  N1.m �
1
�
� 100 �
Trong đó:   4% tỷ lệ phế phẩm.

N1=5000 chiếc/năm.

m  1 số chi tiết trong một sản phẩm.
  6% số chi tiết được chế tạo để dự trữ.

=> N = 5000.1.
= 5500
(chiếc)
b. Trọng lượng chi tiết được tính theo cơng thức:
Q1  V . (kg)

Q1 : trọng lượng chi tiết

V : thể tích chi tiết (dm3)
  7,852 kg/dm3khối lượng riêng của thép

=> Q1 =30.72.7,852 = 241 (kg)
Qua bảng 2 trang 13 sách thiết kế đồ án cơng nghệ chế tạo máy ta có:

Dạng sản
xuất
Đơn chiếc

Q1:Trọng lượng của chi tiết (kg)
>200
4-200
<4
Sản lượng hằng năm của chi tiết
<5
<10
<100

Hàng loạt nhỏ

55-100

10-200

Hàng loạt vừa
Hàng loạt lớn

100-300

300-1000

200-500
500-1000

Hàng khối
>1000
>5000
Vậy chi tiết có dạng sản xuất ra hàng khối.
4. Phương pháp chọn phôi và gia công phôi:

100-500
500-5000
5000-50000
>50000

 Theo yêu cầu làm việc của chi tiết thì vật liệu được chế tạo là thép C45. Với vật liệu
này thì chỉ có thể chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Chi tiết được chế tạo có hình
dáng phức tạp. Nhưng với vật liệu thép C45 thì việc chế tạo phơi chỉ bằng phương
pháp đúc trong khuôn cát
 Bề mặt chi tiết đạt được là cấp 3, với độ nhám là Rz = 80mm.

7


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Phần II: Trình tự gia cơng
Chọn phương án hợp lý:
 Phương án 1:
1. NC1: Phay mặt A-B

8


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

2. NC2: PHAY MẶT C-D

3. NC3: KHOAN KHOÉT DOA LỖ J

9


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

4. NC4:PHAY RÃNH E

5. NC5: KHOAN KHOÉT DOA LỖ F
10

Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

6. NC6: PHAY MẶT ĐÁY G

7. NC7: KHOÉT DOA LỖ K
11


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

8. NC8:KHOAN LỖ H

12


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Phần III: Tính tốn thiết kế đồ giá các ngun cơng ở Phần 2
 NC4 PHAY RÃNH E
 NC5 KHOÉT DOA LỖ F

 NC6 PHAY MẶT ĐÁY
 NC7 KHOÉT DOA LỖ K
 NC8 KHOAN LỖ H
1. NC4
2. NC5: KHOÉT DOA LỖ F (Phan Nguyn Tun Cng_18143203)

Chi tiết gia công đợc gá đặt khống chế 6 bậc tự do.
Sai số của đồ gá ảnh hởng đến sai số của kích thớc gia công
nhng phần lớn nó ảnh hởng đến sai số vị trí tơng quan giữa bề
mặt gia công và bề mặt chuẩn.

Sai sè chuÈn
 Tính theo dung sai kích thước 468 giữa tâm lỗ Ø60 và Ø84
=0.037

13


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Do chốt trụ ngắn và lỗ Ø84 lắp ghép có độ hở nên xuất hiện độ hở Δ. Xét 2 TH xấu nhất
có thể xảy ra: Nếu lỗ Ø84 được gá đặt lệch qua phải, lỗ Ø84 ở vị trí xa nhất so với tâm
bạc dẫn hướng nên khoảng cách giữa lỗ Ø84 và Ø60 lớn nhất (Lmax). Nếu lỗ Ø84 được
gá đặt lệch qua trái, lỗ Ø84 ở vị trí gần nhất so với tâm bạc dẫn hướng nên khoảng cách
giữa lỗ Ø84 và Ø60 nhỏ nhất (Lmin). Lắp ghép giữa chốt và lỗ là lắp ghép H6/h5
Kích thước lỗ là Ø
kích thước chốt là



 Sai sè kĐp chỈt k
ԑk = 0 do phương của lực kẹp vng góc với phương kích thước đang thực hiện

 Sai sè mßn

m

: = 0,1 (đối với chốt trụ ngắn)
: số lượng sp gia công trờn gỏ/nm

Sai số điều chỉnh dc
dc = 10 àm
Sai số chế tạo cho phép của đồ gá ct
Sai số gá đặt:
 0.07mm
 Ta có YCKT : Dung sai khoảng cách giữa tâm chốt trụ ngắn đến tâm bạc dẫn
hướng là 0,07 mm Với sai lệch giới hạn là +- 0.035
 Tính theo độ song song giữa đường tâm Ø60 so vs mặt A

14


Nhóm 15
Thứ 3alpha
Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Góc alpha là góc lệch.
ԑk = 0 do phương của lực kẹp vng góc với phương kích thước đang thực hiện
ԑđc = 10 µm;
 0.038mm
 Ta có YCKT : Độ song song của tâm bạc dẫn hướng so với mặt đáy thân gá khơng
q 0,038mm.

 TÍNH LỰC KẸP

15


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

A

Lực Po làm chi tiết lật quanh điểm A
 Ta có phương trình cân bằng momen:
 K. Mc = Wct .384
K.Po.384 = Wct.41,64
Với K = Ko.K1.K2.K3.K4 = 1,5. 1,2. 1. 1,2. 1,3…. (hệ số an toàn- Ko là hệ số an
toàn chung)
3. NC6 : Phay mặt Đáy (Hoàng Gia Thiên)

16

Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

1. Sai số cho phép chế tạo của đồ gá
Ta có:
 Tính theo dung sai kích thước 240 giữa tâm lỗ và mặt A
Trong đó:

Do chốt trụ ngắn và lỗ lắp ghép có độ hở nên xuất hiện độ hở Δ. Xét trường hợp
xấu nhất có thể xảy ra: Nếu lỗ được gá đặt lệch xuống dưới, lỗ ở vị trí xa nhất so với
mặt A nên khoảng cách giữa lỗ và mặt A lớn nhất () (chi tiết có khối lượng lớn và gá đặt
như hình nên khi gá chi tiết sẽ bị lệch xuống dưới)
Lắp ghép giữa chốt và lỗ là lắp ghép H6/h6.
Kích thước lỗ là ; kích thước chốt là
Vậy


do phương của lực kẹp vng góc với phương kích thước đang
thực hiện


Với: = 0,1 (đối với chốt trụ ngắn)
= 900 số lượng chi tiết gia công được trên đồ gá

Chọn
Ta có YCKT:
Dung sai khoảng cách giữa tâm chốt trụ ngắn đến mặt phía trên cùng của đồ
gá là 0,00039 mm.

17


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

2. Tính lực kẹp cần thiết:
-Đối với nguyên công phay mặt đầu thì chỉ có mơmen xoắn (M) và lực (P).

SƠ ĐỒ LỰC

18


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

 Với sơ đồ định vị và kẹp chặt như trên, ta có:
+ Lực P (do lực chạy dao S tạo ra) có xu hướng đẩy chi tiết trượt qua phía trái, nhưng
nhờ có 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trám giữ chi tiết lại, nên chi tiết không bị trượt qua trái.
+ Chiều quay của dao cùng chiều kim đồng hồ tạo ra moment M, có xu hướng ép chi tiết
vào phiến tỳ giữ cho chi tiết chặt lại.
4. NC7 : Khoét doa lỗ K

19

Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Sai số chuẩn :
Tính theo dung sai kich thước 204 giữa tâm lỗ và .
Do chốt trụ ngắn và lỗ lắp ghép có độ hở nên xuất hiện độ hở Δ
Kích thước lỗ là ; kích thước chốt là .

Dựa vào hình vẽ ta có :
= = = 0,0185

20


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Xét 2 TH xấu nhất có thể xảy ra: Nếu lỗ được gá đặt lệch qua phải, lỗ ở vị trí xa nhất
so với tâm bạc dẫn hướng nên khoảng cách giữa lỗ và lớn nhất (Lmax). Nếu lỗ được
gá đặt lệch qua trái, lỗ ở vị trí gần nhất so với tâm bạc dẫn hướng nên khoảng cách giữa
lỗ và nhỏ nhất (Lmin). Lắp ghép giữa chốt và lỗ là lắp ghép H6/h5.
Vậy sai số chuẩn của 204 là 2
= 2 = = + + = 2*0,0185 = 0,037 mm
Sai số kẹp chặt

= 0 do phương của lực kẹp vng góc với phương kích thước đang thực hiện
= 0,1* = 7,41 = 7,41* mm
= 0,1 (đối với chốt trụ ngắn)
N = 5500 số lượng chi tiết gia công được trên đồ gá
= 0,01mm
= = 0,08mm
[ =
= 0,069mm

Tính theo độ khơng vng góc giữa đường tâm so và mặt A
Do chốt trụ ngắn và lỗ ∅84 lắp ghép có độ hở nên xuất hiện độ hở Δ. Độ hở này xuất
hiện lớn nhất theo trục z khi kích thước 204 giữa 2 lỗ và được thỏa mãn, gây ra góc
xoay α quanh điểm A trong mặt phẳng yz quanh trục qua A song song với trục Oz (điểm
tiếp xúc giữa chi tiết và chốt trám)

21


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Gọi α là góc lệch, ta có: tan = = = 3,95*
= tan*78 = 3,95* *78 = 0,003(mm) với 78 mm là chiều dài .
Sai số kẹp chặt
= 0 do phương của lực kẹp vng góc với phương kích thước đang thực hiện
= 0,1* = 7,41 = 7,41* mm
= 0,1 (đối với chốt trụ ngắn)
N = 5500 số lượng chi tiết gia công được trên đồ gá

= 0,01mm
= = 0,01mm
[ =
= 0,016mm

Lực kẹp cần thiết

22


Nhóm 15
Thứ 3 Tiết 3-5

Báo cáo mơn học CNCTM

Moment xoắn làm quay chi tiết quanh trục của lỗ đang gia cơng , do đó lực kẹp cần thiết
Wct và lực ma sát Fms1 trên mặt đầu của lỗ và phiến tỳ sẽ tạo ra moment chống lại .
Phương trình cân bằng moment như sau ;
K*Mc =
K*Mc =
Với K là hệ số an toàn
f là hệ số ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ .
5. NC8: Khoan lỗ H

23