Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phâm 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 nước ta. Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn đồ án 2 là tạo điều kiện cho người học năm vững và vận dụng những gì đã học sao có hiệu quả cao nhất thông qua các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chi tiêu kinh tế kỹ thuật theo cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Đồ án 2 là môn học nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí khi ra trường.
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
PHÂN TÍCH CHI TIÊT GIA CÔNG
Chi tiết dạng càng, theo đề bài, có vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu hoặc ngược lại Ngoài ra, chi tiết này còn được sử dụng để đẩy bánh răng nhằm thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ Tuy nhiên, điều kiện làm việc của chi tiết dạng càng yêu cầu khá cao.
Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.
Luôn chịu lực tuần hoàn va đập.
PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT
Vì phải chịu ứng suất và va đập nên ta chọn vật liệu chế tạo càng gạt là: Thép C45
Thép C45 là thép Cacbon cá hàm lượng C là 0,45%C, ngoài ra loại thép này còn chứa các tạp chất khác như silic, mangan, lưu huỳnh, crom, phốt pho, niken, …
Khi chế tạo các chi tiết dạng càng cần đảm bảo các yêu cần kĩ thuật sau:
Kích thước các lỗ cơ bản được gia công với độ chính xác 7 9; độ nhám bề mẳ Ra= 0,63 0,32.
Độ không song song của các tâm lỗ cơ bản trong khoảng 0,03 0,05 mm trên 100 mm chiều dài.
Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu trong khoảng 0,05 0,1 trên 100 mm bán kính.
Độ không song song của các mặt đầu của các lỗ cơ bản khác trong khoảng 0,05 0,25 mm trên 100 mm bán kính mặt đầu.
Các rãnh then được gia công đạt cấp chính xác 8 10 và độ nhám Rz 40 10 hay Ra= 10 2,5.
Các mặt làm việc của càng được nhiệt luyện đạt độ cứng 50 55 HRC.
BẢN VẼ CHI TIẾT CÀNG GẠT
1.3.5 Xác định dạng sản xuất
Từ phần mềm Inventor ta tính được khối lượng của chi tiết là 0.57 kg
Hình 1 1: Bản vẽ chi tiết càng gạt Áp dụng công thức
N = N1.m.(1+ ) ( Chiếc / năm ) (CTM Trần Văn Địch [1])
Giả sử cho các thông số như sau:
Số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch N1 = 5000 chiếc.
Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phầm m = 1 chiếc.
Số phần trăm dự trữ cho chi tiết làm phụ tùng = 3-6%.
Số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo = 5-7%.
Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm
Với chi tiết bằng Thép C45
Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc
K5= 1,13 o Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính K6 = 1 o Tốc độ cắt được tính là:
Vt = Vb K $9 1.0,87.1.1.1,13.1$4,79 (m / phút) o Tốc độ trục chính là: n = = = 779,1 (vòng/ phút) o Chọn tốc độ quay của máy là: 375 vòng/ phút o Tốc độ quay thực tế là
V= = = 118 (vòng/ phút) o Lượng chạy dao phút là
Phay tinh o Chiều sâu cắt t = 0,5 mm; o Lượng chạy dao vòng Sv = 1mm/vòng; o Tốc độ cắt khi chưa tính tới hệ số điều chỉnh tra bảng 5-126 / trang 114 –
STCNCTM2 ta có v = 398 mm/vòng với tuổi tho là 180ph; o Khi tính đến các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của Thép, với
Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao được xác định là K2 = 0,87 Đối với mác hợp kim cứng T15K6, hệ số K3 được lấy là 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công là K4 = 1 Cuối cùng, hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay cũng cần được xem xét.
Tỉ số giữa chiều rộng phay B và đường kính dao phay D ta có = = 0,4 =>
K5= 1,13 o Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính K6 = 1 o Tốc độ cắt được tính là:
Vt = Vb K 98 1.0,87.1.1.1,13.191,2 (m / phút) o Tốc độ trục chính là: n = = = 1245,2 (vòng/ phút) o Chọn tốc độ quay của máy là: 1300 vòng/ phút o Tốc độ quay thực tế là
V= = = 408,4 (vòng/ phút) o Lượng chạy dao phút là
Từ các tính toán trên ta lập được bảng chế độ cắt như sau:
Mác máy Dụng cụ cắt Bước n (v/ph) t (mm) v (m/ph) Sph
Dao phay mặt đầu chấp mảnh kim loại
Bảng 3.2 Thông số nguyên công 3
27 d Nguyên công 4: khoét mỏ rộng và doa lỗ nhỏ
Định vị o Hạn chế 3 bậc tự do (bằng phiến tỳ); o Hạn chế 2 bậc tự do (bằng đòn kẹp)
Chi tiết kẹp chặt được thực hiện nhờ khối V di động, với lực kẹp chặt W tác động từ bên phải qua bên trái Mặt ngoài của trụ bán kính lớn tiếp xúc với khối V cố định, đảm bảo sự ổn định và chính xác trong quá trình kẹp.
Chọn máy khoan đứng 2H125 với các thông số:
Hình 3 6: Sơ đồ định vị nguyên công 4 o Đườn g kính lớn nhất khoan được: 25 mm; o Số cấp chạy dao: 12;
Công suất động cơ chính: 2,2 kw;
Số cấp tốc độ quay của của trục chính 12 với số vòng quay 45- 2000 vòng / phút;
Phạm vi bước tiếng: 0,1 – 1,6 mm / vòng với 9 cấp bước tiến;
Chọn dao o Dùng mũi khoét liền khối chuôi côn – đường kính (1040); chiều dài
(160-350); chiều dài phần làm việc (80-200).
Ta chọn được d = 18mm; L = 50mm; Llv = 30mm. o Mũi doa thép gió 13mm
Lượng dư gia công o Lượng gia công cho khoan doa lần lượt là:
Lượng dư khoan là: 1.5mm;
Lượng dư doa là: 0,1mm.
Khoét lỗ đường kính 12 mm.
Lượng chạy dao ta có Sv = (0,7 – 1,1) nhóm chạy dao số I
Sv= 0,7 mm/vòng (tra bảng 5-97/trang90 STCNCTM2) o Chu kì bền T = 60p o Tốc độ cắt (tra bảng 5-88/trang 83 STCNCTM2) với Vb = 24m.phút tốc độ tính toán Vt =Vb.k1 k2
Trong đó, k1 là hệ số điều chỉnh tốc độ theo chu kì bền T của mũi khoan (tra bảng 5-2/ trang 6 STCNCTM2) ta có k1 = 1;
K2 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi với đã khaon không vỏ cứng K2=1;
Từ đó Vt= 24.1.1$ (m/ph) o Tốc độ quay của máy là nt = = = 645m/ph
Vtt = = = 23,9 9m/ph) o Lượng chạy dao chọn theo máy Sm = 0,8 (mm/vg) o Lượng chạy dao theo phút Sph= 0,8.645 = 516 (mm/ph)
Doa thô lỗ có chiều sâu cắt 0,1 mm và lượng chạy dao Sv được xác định theo bảng 5-112 trang 104 STCNCTM2, với nhóm chạy dao I cho Sv = 0,9 Thời gian chu kỳ bền T là 60 phút Tốc độ cắt Vb được tra cứu từ bảng 5-113 trang 105 STCNCTM2 và có giá trị là 14,3 m/ph Tốc độ tính toán Vt được tính bằng công thức Vt = Vb.k, trong đó k là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền.
= 1 => k = 1 => Vt= Vb.k ,3.1,3 (m/ph) o Tốc độ quay của máy là
Chọn theo nm = 345 (vòng/phút)
Vtt = = = 13 (m/ph) o Lượng chay dao chọn theo máy Sm = 0,4 (mm/phút)
Từ các tính toán trên ta có bảng thông số như sau:
Mác máy Dụng cụ cắt Bước n (v/ph) t (mm) Sph (mm/v)
Mũi khoét liền khối chuôi côn 546 1,5 516
Mũi doa thép gió Doa thô 345 0,5 390
Bảng 3.3 Thông số nguyên công 4 e Nguyên công 5: khoét mở rộng và doa lỗ
Định vị o Hạn chế 3 bậc tự do (bằng phiến tỳ); o Hạn chế 2 bậc tự do (bằng đòn kẹp) o Hạn chế 1 bậc tự do (bằng 1 chốt trụ ngắn).
Kẹp chặt o Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp lên khối trụ ở giữa, lực kẹp hướng từ trên xuống dưới.
Chọn máy khoan đứng 2H125 với các thông số:
Hình 3.8: Sơ đồ định vị nguyên công 5 o Đườn g kính lớn nhất khoan được: 25 mm; o Số cấp chạy dao: 12;
Công suất động cơ chính: 2,2 kw;
Số cấp tốc độ quay của của trục chính 12 với số vòng quay 45- 2000 vòng / phút;
Phạm vi bước tiếng: 0,1 – 1,6 mm / vòng với 9 cấp bước tiến;
Chọn dao o Dùng mũi khoét liền khối chuôi côn – đường kính (1040); chiều dài
(160-350); chiều dài phần làm việc (80-200).
Ta chọn được d = 18mm; L = 50mm; Llv = 30mm. o Mũi doa thép gió 20mm
Lượng dư gia công o Lượng gia công cho khoan doa lần lượt là:
Lượng dư khoét là: 1.5mm;
Lượng dư doa là: 0,1mm.
Khoét thô lỗ đường kính 20 mm. o Chiều sâu cắt 0.4mm
Lượng chạy dao Sv (tra bảng 5-104 (3) với d= 15.8, Hb < 200, nhóm chạy dao I ta có Sv= 0,0,74 ÷ 0,9 lấy Sv = 0,8mm/vòng
Tốc độ cắt: tra bảng 5-90 ta có Vb = 27,5 m phút tốc đọ tính toán
Trong đó k1 là hệ số diều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền k1 =1
k2 là hệ số điều chỉnhr phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi với phôi đã khoan không vỏ cứng k2 =1
Từ đó ta có Vt= 27,5.1.1 = 27,5 (m / phút)
Tốc độ quay của máy là:
Lượng chạy dao: chọn theo máy Sm =0,8 (mm/v)
Lượng chạy dao phút Sph = 0,8.475 = 380 (mm/phút)
Doa lỗ 20 o Chiều sâu cắt 0,1 mm
Lượng chạy dao Sv (tra bảng 5-112) với d= 16 Hb < 190 nhóm chạy dao
II ta có Sv = 2,4mm/vòng
Tốc độ cắt: tra bảng 5-114(3) ta có Vb = 6,5 m/
phút tốc đọ tính toán Vt = Vb k các hệ số điều chỉnh
k là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền
Tốc độ quay của máy là:
Lượng chạy dao: chọn theo máy Sm =2,4 (mm/ph)
Lượng chạy dao theo phút Sph= 2,4.475 = 1140 (mm/ph)
Từ các tính toán trên ta có bảng sau:
Mác máy Dụng cụ cắt Bước n (n/ph) t (mm) Sph
Mũi thép gió Doa tinh 145 0,1 1140
Bảng 3.4: Thông số nguyên công 5 f Nguyên công 6: phay mặt đầu lỗ trên đường sinh bán kính to
Định vị trong cơ khí bao gồm việc hạn chế 5 bậc tự do ở hai mặt đầu thông qua hai phiến tỳ, đồng thời hạn chế 1 bậc tự do ở mặt trụ bé bằng chốt tì chỏm cầu tùy chỉnh Ngoài ra, còn có một bậc tự do được hạn chế bằng khối V cố định.
Kẹp chặt o Dung eto di động lực kẹp chặt tác dụng từ phải qua trái;
Chọn máy o Để phay mặt đầu thứ nhất này ta chọn máy phay đúng vạn năng NC với các đặc tính kĩ thuật sau:
Công suất của động cơ chính: 7kW;
Hình 3 10: Sơ đồ định vị nguyên công 6
Cơ sở động cơ chạy dao: 1,7kW;
2100x2440x1875 o Phạm vi hoạt dộng của trục cính 30-1500 (vòng/chính) với các tốc độ sau: 30; 37,5; 47.5; 60; 75; 95; 118;
Chọn dao o Ta dung dao phay mặt đầu bằng theo gió o Các thông số;
Lượng dư o Tra bảng 3-94 [3]: với Thép C45 cấp chính xác là 1; o Kích thước danh nghĩa bê mặt gia công o Vị trí khi rót kim loại: trên
Do đó chọn lượng dư gia công là z= 2
Phay thô o Chiều sâu cắt t= 1,5mm
Máy phay vạn năng Napoleong 79 có lượng chạy dao Sz là 0,26 mm và lượng chạy dao vòng Sv được tính là 2,6 mm/vòng (Sv = 10 * Sz) Tốc độ cắt được xác định theo bảng 5-126 trên trang 114, chưa bao gồm hệ số điều chỉnh.
– [4] ta có v = 294 mm/vòng với tuổi tho là 180ph; o Khi tính đến các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của Thép, với
Hệ số HB nằm trong khoảng 203-226, với K1=1, cho thấy sự phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2=0,87 phản ánh yếu tố liên quan đến mác hợp kim cứng, trong khi K3=1 cho thấy sự ổn định với T15K6 Hệ số điều chỉnh K4=1 phụ thuộc vào bề mặt gia công, và tỷ số giữa chiều rộng phay B và đường kính dao phay D là 0,4.
=> K5= 1,13 o Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính K6 = 1 o Tốc độ cắt được tính là:
Vt = Vb K )4 1.0,87.1.1.1,13.1(9 (m / phút) o Tốc độ trục chính là: n = = = 920 (vòng/ phút) o Chọn tốc độ quay của máy là: 945 vòng/ phút o Tốc độ quay thực tế là
V= = = 297 (vòng/ phút) o Lượng chạy dao phút là
36 o Chiều sâu cắt t = 0,5 mm; o Lượng chạy dao vòng Sv = 1mm/vòng; o Tốc độ cắt khi chưa tính tới hệ số điều chỉnh tra bảng 5-126 / trang
Khi tính toán cho hệ thống gia công, ta có vận tốc v = 352 mm/vòng và tuổi thọ là 180 phút Các hệ số điều chỉnh cần xem xét bao gồm: K1 = 1 (điều chỉnh theo độ cứng của thép với HB = 203-226), K2 = 0,87 (phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao), K3 = 1 (theo mác hợp kim cứng T15K6), và K4 = 1 (phụ thuộc vào bề mặt gia công) Ngoài ra, hệ số cũng phụ thuộc vào chiều rộng phay.
Tỉ số giữa chiều rộng phay B và đường kính dao phay D ta có = 0,4 => K5= 1,13 o Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính K6 = 1 o Tốc độ cắt được tính là:
Vt = Vb K 52 1.0,87.1.1.1,13.146 (m / phút) o Tốc độ trục chính là: n = = = 1101 (vòng/ phút) o Chọn tốc độ quay của máy là: 1145 vòng/ phút o Tốc độ quay thực tế là
V= = = 360(vòng/ phút) o Lượng chạy dao phút là
Từ các tính toán trên ta lập được bảng chế độ cắt như sau:
Dao phay mặt đầu bằng theo gió
Nguyên công 7 trong bảng 3.5 liên quan đến việc khoan, doa và taro ren lỗ trên đường sinh bán kính lớn Quá trình định vị sử dụng hai phương pháp: định vị hai mặt đầu để hạn chế 5 bậc tự do bằng 2 phiến tỳ, và định vị mặt trụ bé để hạn chế 1 bậc tự do bằng chốt tì chỏm cầu tùy chỉnh Cuối cùng, một bậc tự do được hạn chế bằng khối V cố định.
Kẹp chặt o Dung eto di động lực kẹp chặt tác dụng từ phải qua trái;
Chọn máy khoan đứng 2H125 với các thông số:
Hình 3 12: Sơ đồ định vị nguyên công 7 o Đường kính lớn nhất khoan được:
25 mm; o Số cấp chạy dao: 12;
Công suất động cơ chính: 2,2 kw;
Số cấp tốc độ quay của của trục chính 12 với số vòng quay 45- 2000 vòng / phút;
Phạm vi bước tiếng: 0,1 – 1,6 mm / vòng với 9 cấp bước tiến;
Chọn dao o Dùng mũi khoan ruột gà – đuôi trụ đường kính (310); chiều dài (80-
300); chiều dài phần làm việc (50-230).
Ta chọn được d = 8mm; L = 50mm; Llv = 30m o Mũi doa thép gió 3.5mm o Mũi ta rô thép gió có 4 mm
Lượng dư gia công o Lượng gia công cho khoan doa lần lượt là:
Lượng dư khoan là: 1.5mm;
Khoan thô lỗ đường kính 3.5 mm.
Lượng chạy dao ta có Sv = (0,7 – 1,1) nhóm chạy dao số I
Sv= 0,7 mm/vòng (tra bảng 5-97/trang90 [4]) o Chu kì bền T = 60p o Tốc độ cắt (tra bảng 5-88/trang 83 [4]) với Vb = 24m.phút tốc độ tính toán Vt =Vb.k1 k2
Trong đó, k1 là hệ số điều chỉnh tốc độ theo chu kì bền T của mũi khoan (tra bảng 5-2/ trang 6 [4]) ta có k1 = 1;
K2 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi với đã khaon không vỏ cứng K2=1;
Từ đó Vt= 24.1.1$ (m/ph) o Tốc độ quay của máy là nt = = = 645m/ph
Vtt = = = 23,9 9m/ph) o Lượng chạy dao chọn theo máy Sm = 0,8 (mm/vg) o Lượng chạy dao theo phút Sph= 0,8.645 = 516 (mm/ph)
Doa lỗ 3.5 o Chiều sâu cắt 0,01 mm
Lượng chạy dao Sv (tra bảng 5-112) với d= 16 Hb < 190 nhóm chạy dao
II ta có Sv = 2,4mm/vòng
Tốc độ cắt: tra bảng 5-114(3) ta có Vb = 6,5 m/
phút tốc đọ tính toán Vt = Vb k các hệ số điều chỉnh
k là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền
Tốc độ quay của máy là:
Lượng chạy dao: chọn theo máy Sm =2,4 (mm/ph)
Lượng chạy dao theo phút Sph= 2,4.475 = 1140 (mm/ph)
Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = 0,5 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho ta rô lỗ 4,
Lượng chạy dao: S = 0,5 mm/vòng,
Tốc độ cắt: Vb = 9 m/phút Ta có các hệ số: o Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1 k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công, k1 = 1.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 716,56 v/ph
Chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 745vòng/phút
Tốc độ cắt thực tế Vtt = m/ph
Từ các tính toán trên ta có bảng sau:
Mác máy Dụng cụ cắt Bước n (v/ph) t (mm) Sph (mm/v)
Mũi khoan ruột gà Khoan 645 2,5 516
Mũi doa thép gió Doa 645 2,5 516
Bảng 3.6: Thông số nguyên công 7 h Nguyên công 8: phay mặt đầu lỗ trên đường sinh bán kính nhỏ
TÍNH LƯỢNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG ĐƯỢC CHỈ ĐỊNH
XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO NGUYÊN CÔNG 1
4.1.1 Lượng dư gia công mặt 1
Lượng dư nhỏ nhất một phía:
Trong quy trình công nghệ, Zimin đại diện cho lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ nhất Chiều cao nhấp nhô được tạo ra bởi bước gia công trước, trong khi chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt cũng do bước công nghệ sát trước để lại Tổng sai lệch về vị trí không gian là kết quả của bước công nghệ trước, và sai số gá đặt chi tiết xảy ra trong bước công nghệ hiện tại Cuối cùng, sai số chuẩn và sai số do kẹp chặt cũng cần được xem xét, trong đó sai số đồ gá được bỏ qua.
Phôi đúc chính xác cấp I, gia công trên máy phay qua 2 bước phay thô, phay tinh
Sai lệch không gian của phôi được tính theo công thức sau:
(bảng 14 [1]) o c : sai số do cong vênh. o lk: sai số do lệch khuôn lệch lõi.
Trong đó: o (μm/mm) độ cong vênh (Bảng15 [1] o
49 o L= 797,5: Chiều dài lớn nhất của chi tiết đúc o lk = 100(xê dịch khuôn = Dung sai kích thước )
Như vậy sai lệch không gian tổng cộng là:
Sai lệch không gian còn lại sau khi phay thô:
Sai số chuẩn: (chọn e=0 không có độ lệch tâm)
Sai số kẹp chặt: (bảng 24 [1])
-Lượng dư cho bước gia công phay thô:
- Lượng dư cho bước gia công phay tinh:
Lượng dư tổng cộng cho 2 nguyên công là 1391+11809 ) Phôi được chọn là phôi đúc trong khuôn kim loại có:
Dung sai phôi khi đúc là (bảng 3-97 [3]))
Phay thô cấp chính xác đạt được là IT 12 (bảng 3.69 [3])
Dung sai của phay thô tra bảng 3.91 STCNCTM 1 :
Phay tinh cấp chính xác đạt được là IT 10 (bảng 3.69 [3])
Dung sai của phay tinh tra bảng 3.91 [3]:
Kích thước nhỏ nhất của phôi:
Kích thước lớn nhất của phôi:
Kích thước trung gian nhỏ nhất của phôi trước khi phay bán tinh:
Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi phay bán tinh:
Kích thước trung gian nhỏ nhất của phôi trước khi phay thô:
Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi phay bán tinh:
Lượng dư trung gian của phôi khi phay thô
Lượng dư trung gian của phôi khi phay bán tinh
XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO NGUYÊN CÔNG 4
Bề mặt gia công là mặt trong đối xứng nên ta chọn dùng công thức:
Trong quy trình công nghệ, Rza thể hiện chiều cao nhấp nhô tế vi còn Ta cho biết chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt Sai lệch vị trí không gian được ký hiệu là a, bao gồm độ cong vênh và độ lệch tâm Cuối cùng, sai số gá đặt chi tiết trong bước công nghệ hiện tại được biểu thị bằng b.
Giả thiết đg = 0 thì b a Khoan lỗ đặc đạt 12 :
Vì ban đầu ta khoan lỗ đặc nên ta không tính lượng dư cho bước này. Tra bảng 3 – 87 [3] ta có chất lượng bề mặt sau khi khoan lỗ là:
Sai lệch tổng cộng sau khi khoan lỗ là:
a Với các thông số: o C0: độ xê dịch đường tâm lỗ khoan (m) ; o y: độ lệch tâm của mũi khoan (m/mm) ; o l: chiều dài của lỗ khoan (mm); l = 30 (mm).
Tra bảng 18/trang44 [1] ta có:
Suy ra : a = = = 43,83 (m). b Khoét lỗ đạt 12 :
Tra bảng 3 – 87 [3] có chất lượng bề mặt sau khi khoét lỗ là:
Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét lỗ được tính theo công thức: ρ₁ = k.ρₐ, trong đó k là hệ số chính xác hoá Sau quá trình gia công thô và gia công lỗ, k có giá trị là 0,05, dẫn đến ρ₁ = 0,05.43,83 = 2,19 (μm).
Sai số gá đặt chi tiết b ở bước đang thực hiện được xác định bằng tổng véctơ sai số chuẩn c và sai số kẹp chặt.
Sai số kẹp chặt ( k) được xác định từ bảng 22, với vật liệu chi tiết GX15 – 32 và bề rộng chi tiết nhỏ hơn 180, cho giá trị k là 110 m Bên cạnh đó, sai số chuẩn (c) phát sinh khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định vị, do quá trình gá đặt sử dụng chốt trụ ngắn và chốt trám, dẫn đến hiện tượng chi tiết bị xoay.
Công thức tính góc xoay của chi tiết gia công được biểu diễn bởi phương trình c = L1.tgα, trong đó α là góc xoay cần xác định để tính toán sai số chuẩn L1 đại diện cho khoảng cách giữa một trong hai lỗ lắp chốt và lỗ gia công.
Góc xoay của đường nối hai tâm lỗ so với đường nối hai tâm chốt được xác định bằng công thức trong bảng 8 – 11 [3] Công thức tính góc xoay này sử dụng đại lượng khe hở bán kính lớn nhất giữa lỗ và chốt trám, ký hiệu là max Giá trị của max được tính bằng tổng của các khe hở A, B và min.
A : dung sai của lỗ định vị, A = 0,020 (mm).
B : dung sai của chốt trám, B = 0,011 (mm).
min : khe hở bán kính nhỏ nhất giữa phần làm việc của chốt trám với lỗ, được tính theo công thức:
min D0: đường kính nhỏ nhất của lỗ; D0 = 11,99 (mm).
b: chiều rộng phần làm việc của chốt trám, b = 3 (mm)
: khe hở của chốt trám khi lỗ dịch chuyển chốt cố định, tính toán theo dung sai khoảng cách tâm.
y: sai lệch lớn nhất của khoảng cách tâm giữa hai lỗ; y = 0,02
y1: sai lệch lớn nhất của khoảng cách tâm giữa hai chốt; y1 0,011
’ min : khe hở bán kính nhỏ nhất giữa chốt trụ và lỗ của phôi ’ min Dc: đường kính lớn nhất của chốt trụ; Dc = 11,8055 (mm).
’ max : khe hở bán kính lớn nhất giữa lỗ và chốt trụ.
’ A : dung sai của lỗ định vị, A = 0,020 (mm).
’ B : dung sai của chốt trám, B = 0,011 (mm).
’ min : khe hở bán kính nhỏ nhất giữa chốt trụ và lỗ của phôi, như ở trên đã tính ta có ’ min = 0,0923 (mm)
’max = ’A + ’B + ’min = 0,02 + 0,011 + 0,0923 0,123 (mm) o L: khoảng cách tâm giữa hai lỗ lắp chốt, L = 150 (mm).
Sai số chuẩn sẽ là : c = L1.tg = 90.0,00064 = 0,0576 (mm) = 57,6 (m)
Như vậy, lượng dư nhỏ nhất của khoét sau khi khoan là :
Tra bảng 3 – 87 [3] có chất lượng bề mặt sau khi doa lỗ là:
Sai lệch không gian còn lại sau khi doa lỗ được tính theo công thức:
2 = k 1 ; với k là hệ số chính xác hoá, sau gia công tinh với gia công lỗ thì k = 0,02 ; suy ra 2 = 0,02.2,19 = 0,0438 (m).
Sai số gá đặt còn lại ở bước đang thực hiện được xác định bằng công thức: b = 0,05.124,17 = 6,2085 6,2 (m).
Tính toán lượng dư nhỏ nhất để doa sau khi khoét:
KHÁI NIỆM CHUNG
Chế độ cắt trong gia công cơ khí bao gồm việc xác định chiều sâu cắt, số lần chạy dao, lượng chạy dao, tốc độ cắt và công suất cắt phù hợp với điều kiện gia công cụ thể Việc lựa chọn chế độ cắt tối ưu không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm chi phí sản xuất, từ đó tạo ra sản phẩm với giá thành thấp nhất.
Để đạt hiệu quả tối ưu trong gia công, việc lựa chọn cấu trúc dao, thông số hình học của phần cắt, loại vật liệu, phương pháp mài sắc và mài bóng là rất quan trọng Bên cạnh đó, xác định đúng cách gá đặt và kẹp chặt cũng góp phần quyết định đến chất lượng sản phẩm.
Việc sử dụng 54 dao và phôi, điều chỉnh máy một cách chính xác, cùng với việc trang bị công nghệ có kết cấu hợp lý, sẽ giúp tối ưu hóa quá trình cắt và lựa chọn chế độ cắt hiệu quả, mang lại lợi ích cho sản xuất.
Chế độ cắt được lựa chọn sẽ được tối ưu hóa trong quá trình gia công, nhằm đạt năng suất cao nhất trong khi giảm thiểu tiêu hao.
Khi áp dụng chế độ cắt trong bản vẽ chế tạo, cần chỉ rõ các yêu cầu về độ chính xác kích thước, hình dáng, và độ bóng bề mặt sau gia công Ngoài ra, cũng cần nêu rõ đặc trưng vật liệu sản phẩm, bao gồm nhãn hiệu thép, trạng thái, cơ tính, và tình trạng lớp bề mặt của phôi.
TÍNH CHẾ DỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG
Chiều sâu cắt t: phay thô t= 2,5(mm)
Lượng chạy dao răng =0,1 mm/ph bảng 5-34/trang 29 [4]
Lượng chạy dao vòng S= Z =0,1.10=1 (mm/v)
Tốc độ cắt V (m/ph) được xác định theo công thức Cv22 với các tham số m=0,2; x=0,1; y=0,4; u=0,2; q=0,2 và p=0, trong đó hệ số mũ được trình bày ở bảng 5-39 trang 32 Thời gian chu kỳ bền của dao là T = 180ph, như được nêu trong bảng 5-40 Chiều sâu phay t là 2,5 mm, khoảng rộng gia công B0 mm và đường kính dao phay D0 mm Hệ số điều chỉnh được tính toán là 0.664.
= 0.83 hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu bảng 5-1/5.4
=0.8 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi bảng 5-5
=1 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt bảng 5-6
Để tính toán lực cắt trong gia công thép, sử dụng công thức 14354,6 N o Z = 10 số răng dao phay với n = 1000 vòng quay của dao (v/ph) và Cp = 82,5 Các hệ số được áp dụng bao gồm x = 0,95, y = 0,8, q = 1,1, w = 0, u = 1,1, cùng với các hệ số mũ được nêu trong bảng 5-41/trang 34 [4] Hệ số điều chỉnh vật liệu gia công thép được tham khảo từ bảng 5-3/trang 7 [4] với o = 1.
-Moomem xoắn Mx (N.mm) trên trục chính của máy
-Công suất cắt Ne (KW)
So sánh với công suất của máy η coi η=0.8 (hiệu suất của máy)
Vậy máy trên đủ công suất để thực hiện phay thô mặt đầu
Hệ số mũ cho các thông số dao phay được chỉ định là V o Cv5,4; m=0,33; x=0,3; y=0,4; u=0,1; q=0,45 và p=0,1, theo bảng 5-39 Thời gian chu kỳ bền của dao được xác định là T = 120 phút, như nêu trong bảng 5-40 Chiều sâu phay t là 3mm, khoảng rộng gia công B0 mm và đường kính dao phay D0 mm.
= 0.83 hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu bảng 5-1/5.4
=0.8 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi bảng 5-5 =1 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt bảng 5-6
Z = 10 số răng dao phay n = 1000 số vòng quay của dao (v/ph)
Cph,2; x=0,86; y=0,72; q=0,86; w=0; u=1 và các hệ số mũ cho trong bảng 5-41 =0.83 hệ số điều chính vật liệu gia công thép bảng 5-3 ([4]/trang 7)
Moomem xoắn Mx (N.mm) trên trục chính của máy
Công suất cắt Ne (KW)
So sánh với công suất của máy η coi η=0.8 (hiệu suất của máy)
Vậy máy trên đủ công suất để thực hiện phay tinh mặt đầu
Tính thời gian gia công phay mặt 1 Áp dụng công thức : T = = =0,34 (ph)
Trong đó L 0mm - chiều dài bề mặt gia công
L2= (2-5) mm - chiều dài thoát dao
S=2,4 m m/v -lượng chạy dao vòng n 0 v- số vòng quay t =3mm- chiều cao răng
D0mm- đường kính dao phay
Chọn máy phay ngang vạn năng NC
Vì là máy phay ngang nên ta chọn dao phay trụ chắp răng làm bằng thép gió
Phay tinh = 2 mm/vòng (bảng 5-131/trang 119 [4] )
Phay thô V= 38,5 mm/ph (bảng 5-132/trang 119 [4])
Phay tinh VR mm/ph
Tra công suất cắt yêu cầu
5.2.2 Nguyên công khoét doa o Chiều sau cắt: t=0.5 (D-d) = 0.5 (80-79.5) = 0.25mm (trang 20 [4]) o Lượng chạy dao: S=1,2(mm/vòng) (Bảng 5-107/ trang 98 [4]) o Vận tốc cắt: V= 114 (m/phút) (Bảng 5-108/ trang 99[4])
Thời gian nguyên công: o Thời gian gia công cơ bản:=0,00021d.L= 0,00021.30.65=0,4095 (phút)
(Bảng 3/ trang 71[2]) o Thời gian nguyên công:=+++
Với tp: thời gian phụ: tp= 10% t0 = 0,04095 (phút) tpv: thời gian thực hiện gia công tpv= 10% t0 = 0,04095 (phút) tn: thời gian nghỉ ngơi của công nhân ttn= 5% t0 = 0,020475 (phút)
Chiều sau cắt: t= 0.5 (D-d) =0.5 (80-79,85) = 0.075mm (CT trang 20 [4])
Lượng chạy dao: S=1,3(mm/vòng) (Bảng 5-107 trang 98 [4])
Vận tốc cắt: V= 114 (m/phút) (Bảng 5-108 trang 99 [4])
Thời gian nguyên công: o Thời gian gia công cơ bản:=0,00021dL=0,00021.30.75=0,4725 (phút)
(Bảng 33, trang 71 [2]) o Thời gian nguyên công:=+++
Với tp: thời gian phụ: tp = 10% t0 = 0,04725 (phút) o tpv: thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0,04725 (phút) o tn: thời gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 = 0,023625 (phút) o ttc =0.590625 (phút)
Lượng chạy dao: S = 1.6 (mm/vòng)
Thời gian nguyên công: o Thời gian gia công cơ bản: T0 = 0,00086dL (Bảng 33, trang 71, thiết kế đồ án)
T0 = 0,00086 dL = 0.00086 24 100= 2.064(phút) o Thời gian nguyên công: ttc = t0 + tp + tpv + ttn
Với tp: thời gian phụ tp = 10% t0 = 0,2064 (phút) o tpv: thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0,2064(phút) o ttn: thời gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 = 0,01032 (phút) Ttc = 2.48712 (phút)
Hệ số phụ thuộc K1, K2 và K3 được xác định dựa trên các yếu tố khác nhau: K1 phụ thuộc vào chu kỳ bền với giá trị k1=1, K2 phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi với k2=1, và K3 phụ thuộc vào mác của hợp kim cứng với k3=1 Do đó, công thức tính vận tốc Vt được biểu diễn là Vt=vb k1 k2 k3.1.1.1 mm/ph.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính theo công thức:
Số vòng quay của trục chính là 900vp/ph và lượng chạy dao S=0.12mm/ph o Tính momen xoắn và lực chiều trục:
Mx = 10 Cm tx Dq Sy kp
Po = 10 Cp tx Dq Sy kq
(Công thức tính Mx, P0 trang 21/ [4])
Tra bảng 5.9 [4] ta có : Kp== n ==1
, Cp và các số mũ tra bảng 5.32 trang 25 [4] o Momen xoắn Mx: Cm = 0,09; q =1,0; y = 0,8; t= 1,125.x=0.2
Mx = 10 0,09 1.23,35 0,60,8 1,125 0,2 = 19 (N.m) o Lực chiều trục Po: Cp = 67; q = 1,0; y = 0,65; x=1,2; t=1,125
Po = 10 67 23,35 1,1251,2 0,6 0,65 1 = 12928(N) o Công suất cắt : Nc===1.36 kw
So sánh với công suất của máy: Nc ≤ Nm η
Vậy máy phay vạn năng NC đủ công suất để gia công lỗ có đường kính
TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
PHƯƠNG PHÁP TÍNH LỰC KẸP
6.1 Lực kẹp khi phay mặt đầu bằng dao phay trụ
Hệ số an toàn được tính theo công thức K = K0 × K1 × K2 × K3 × K4 × K5 × K6, trong đó K0 là hệ số an toàn chung với giá trị K0 = 1,5 K1 là hệ số an toàn cho lượng dư không đều khi phay với K1 = 1,3 K2 đại diện cho hệ số an toàn liên quan đến dao mòn với K2 = 1,3 K3 tính đến lực cắt không liên tục với giá trị K3 = 1,1 K4 phản ánh sai số kẹp chặt, với K4 = 1,3 do kẹp bằng tay K5 là hệ số thuận lợi khi kẹp với K5 = 1,1, và cuối cùng, K6 tính đến momen quay của chi tiết với giá trị K6 = 1.
Như vậy hệ số an toàn tính được là: K =1,5.1,1.1,3.1.1,3.1.1 = 3,4 Điều kiện chống trượt dọc trục:
K.P0 = 2N3 Điều kiện chống xoay : o L1= 120 mm : khoảng cách từ chốt tỳ đến điểm O o L2 = 70 mm : khoảng cách từ chốt tỳ đến điểm O o f =0,15 : ma sát giữa chốt tỳ và chi tiết o L = 82 mm : khoảng cách từ tâm lỗ đến điểm O Để đảm bảo đủ điều kiện oan toàn cho chi tiết khi gia công ta chọn N3 =0
61 Đường kính vít kẹp: với
Chọn [s] = 2, cấp bền bulông 6.6 vật liệu C45 có
(Trang 575, Giáo trình Thiết kế máy của Nguyễn Hữu Lộc).
Momen quay cần thiết để có lực kẹp W:
Lực tác động từ tay người với l 0 mm là cánh tay đòn Đường kính chốt tỳ:
Chọn vật liệu thép C45 có ,s=2 Để bảo đảm an toàn, ta chọn d = 16 mm
Sai số đồ gá bao gồm o - sai số đồ gá o - sai số chế tạo đồ gá o - sai số mòn đồ gá o - sai số điều chỉnh đồ gá
Công thức được trình bày dưới dạng cộng vectơ do phương sai của các sai số khó xác định Giá trị tuyệt đối của sai số đồ gá được xác định theo cách cụ thể.
Sai số mòn đồ gá được xác định theo công thức: o o - hệ số ( = 0.18 )
N – số lượng chi tiết gá đặt trên đồ gá(N960)
Sai số điều chỉnh của đồ gá phụ thuộc vào kỹ năng của người lắp ráp và công cụ điều chỉnh Trong quá trình thiết kế đồ gá, có thể áp dụng tiêu chuẩn sai số là 10.
Tính sai số chế tạo cho phép và đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
Trong đó: o - sai số gá đặt o - sai số kẹp chặt o - sai số chế tạo đồ gá o - sai số mòn đồ gá
62 o - sai số điều chỉnh đồ gá o - sai số chuẩn
Từ công thức trên ta suy ra:
* Tính sai số chế tạo cho nguyên công phay thô:
Ta có o = 1/3 = (1/3).160 = 53.33 o = = = 19.7 o = 10 o = 0 – kích thước gốc trùng chuẩn định vị
Để tính sai số kẹp chặt, ta sử dụng công thức o = ()cos(o), trong đó o là góc giữa phương lực kẹp và phương kích thước thực hiện Theo công thức đồ gá gia công cơ khí, ta có Y = (0.776 + 0.53.F + 0.016.Rz – 0.0045HB) Trong đó, F là diện tích mặt tỳ, được tính là F = 60.16 = 960 mm² = 9,6 cm², và Rz là độ nhám bề mặt chi tiết, với giá trị Rz = 50 Cuối cùng, q là áp suất trên mặt tiếp xúc, tính bằng Kg/cm².
Chọn HB của gang là 180 HB
Ta có lực kẹp Q trong phần tính toán đồ gá là Q = 2530N
Lực kẹp Q tác dụng lên 2 phiến tỳ nên mỗi phiến tỳ chịu 1 lực la Q/265N Cho sai số trong khi kep chặt là 1295 ( Kg )
Thay số vào ta được: = 0.28 4
* Tính sai số chế tạo cho nguyên công phay tinh: o = 1/3 = (1/3).25 = 8.3 o = 0 o = 0 o = 0 o = 0
Vậy ta chọn sai số chế tạo nhỏ nhất là 8.3
6.2 Tính lực kẹp khi khoét doa
Dưới tác dụng của lực khoét P0 chi tiết sẽ bị trượt ,mômen xoắn M0 khi khoét làm cho chi tiết xoay quanh điểm O. Điều kiện chống trượt dọc trục:
K.P0 = 2N3 Điều kiện chống xoay : o L1= 120 mm : khoảng cách từ chốt tỳ đến điểm O o L2 = 70 mm : khoảng cách từ chốt tỳ đến điểm O o f =0,15 : masát giữa chốt tỳ và chi tiết o L = 82 mm : khoảng cách từ tâm lỗ đến điểm O Để đảm bảo đủ điều kiện oan toàn cho chi tiết khi gia công ta chọn N3 =0 Đường kính vít kẹp: với
Chọn [s] = 2, cấp bền bulông 6.6 vật liệu C45 có
(Trang 575, Giáo trình Thiết kế máy của Nguyễn Hữu Lộc).
Momen quay cần thiết để có lực kẹp W:
Lực tác động từ tay người với l 0 mm là cánh tay đòn Đường kính chốt tỳ:
Chọn vật liệu thép C45 có ,s=2 Để bảo đảm an toàn, ta chọn d = 16 mm
Sai số đồ gá bao gồm
64 o - sai số đồ gá o - sai số chế tạo đồ gá o - sai số mòn đồ gá o - sai số điều chỉnh đồ gá
Công thức được trình bày dưới dạng cộng vectơ do phương sai của các sai số khác nhau khó xác định Giá trị tuyệt đối của sai số đồ gá được xác định theo cách cụ thể.
Sai số mòn đồ gá được xác định theo công thức:
N – số lượng chi tiết gá đặt trên đồ gá(N960)
Sai số điều chỉnh của đồ gá phụ thuộc vào kỹ năng của người lắp ráp và công cụ sử dụng Trong quá trình thiết kế đồ gá, có thể áp dụng hệ số điều chỉnh bằng 10 để đảm bảo độ chính xác cần thiết.
Tính sai số chế tạo cho phép và đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
Trong quá trình gia công, có nhiều loại sai số ảnh hưởng đến độ chính xác của sản phẩm, bao gồm: sai số gá đặt, sai số kẹp chặt, sai số chế tạo đồ gá, sai số mòn đồ gá, sai số điều chỉnh đồ gá và sai số chuẩn Việc hiểu và kiểm soát những sai số này là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Từ công thức trên ta suy ra:
* Tính sai số chế tạo cho nguyên công khoét thô:
Ta có o = 1/3 = (1/3).160 = 53.33 o = = = 19.7 o = 10 o = 0 – kích thước gốc trùng chuẩn định vị
Tính sai số kẹp chặt :
- góc hợp bởi phương lực kẹp và phương kích thước thực hiện (= 0 )
Theo công thức (3 - 23) trong đồ gá gia công cơ khí, giá trị Y được tính bằng công thức Y = (0.776 + 0.53.F + 0.016.Rz – 0.0045HB) Trong đó, F là diện tích mặt tỳ, với giá trị F = 60.16, tương đương 960 mm² hay 9,6 cm² Rz biểu thị độ nhám bề mặt chi tiết, với Rz = 50 Cuối cùng, q là áp suất trên mặt tiếp xúc, được đo bằng Kg/cm².
Chọn HB của gang là 180 HB
Ta có lực kẹp Q trong phần tính toán đồ gá là Q = 2530N
Lực kẹp Q tác dụng lên 2 phiến tỳ nên mỗi phiến tỳ chịu 1 lực la Q/265N Cho sai số trong khi kep chặt là 1295 ( Kg )