Công nghệ chế tạo máy

c sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy 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 ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Huy Ninh đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này. I - Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. Chức năng làm việc. Là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trượt nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ). Điều kiện làm việc. Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn nhỏ khi làm việc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết thường xuyên không chịu tải, không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việc không cao. ii- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Phần tử kết cấu cũng như những yêu cầu kỹ thuật đã hợp lý với chức năng làm việc của đối tượng gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ. Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: - Hai lỗ vít 1 và 2 dùng để cố định càng với trục - Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải song song với nhau và cùng vuông góc với mặt đầu tay biên . Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải đảm bảo khoảng cách A = 150±0,1, độ không song song của hai mặt A và B là 0,1 mm trên l = 100 mm , độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu là 0,1 mm trên l = 100 mm . Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết tay biên như sau: + Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững. + Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. + Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với càng gạt các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Khả năng áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến. Các phương pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất. Gia công bằng phương pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điều kiện sản xuất ở nước ta. Iii - Xác định dạng sản xuất. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây: Trong đó: N: Số lượng chi tiết được sản xuất trong một năm. N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm. m: Số chi tiết trong một sản phẩm, m=1. b : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5%). a : Số phế phẩm (3%). ( chiếc). Trọng lượng của chi tiết: Q=V.g Trong đó: g : Trọng lượng riêng của vật liệu. g = 7,85 g/cm3 V: Thể tích chi tiết. V= P. 202. 25 + P. 12,52.25 + P. 42. 5 + P.42.4,5 + 0,5.(25 + 40).150. 10 + 0,5.( P. 202. 10 - P. 12,52.10) =96719 mm3=96,7 cm3 Q=96,7 .7,85=760 (g) Tra bảng 2 trang 13 [5], ta được dạng sản xuất là hàng loạt. iv- CHọn phương pháp chế tạo phôi. Đối với chi tiết đã có, có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi sau đây. *Phôi dập. Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu . . . có các đặc điểm. Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia công. Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thước theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn. Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được từ D 2 áD 4,độ chính xác đạt được ± 0,1á ± 0,05. Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn, cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức tạp. Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao. Hệ số sử dụng vật liệu cao. Thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, chế tạo khuôn đắt tiền. Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. *Rèn tự do. Ưu điểm của rèn tự do. Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu tư ít. Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc như rỗ khí, rỗ co ... Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ, tạo được các tổ chức thớ uốn xoắn, do đó làm tăng cơ tính sản phẩm. Lượng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt. Các nhược điểm của rèn tự do. Độ chính xác kích thước, độ bóng bề mặt kém. Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạt gia công chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc. Năng suất lao động thấp, lượng dư, dung sai và thời gian gia công lớn, hiệu quả kinh tế không cao. Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế tạo máy. *Đúc trong khuôn kim loại. Có thể tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, kích thước chính xác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác. Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt . . . Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót. . . Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy kém. Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt. Tóm lại: Từ chức năng, điều kiện làm việc và sản lượng của chi tiết ta chọn phương pháp chế tạo phôi dập. v- Lập thứ tự các nguyên công. *Xác định đường lối công nghệ. Với dạng sản xuất loạt lớn và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nước ta là các máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phương án gia công tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt. *Lập sơ bộ các nguyên công Nguyên công 1 : Phay mặt đầu A của càng, gia công trên máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu, đạt độ bóng Rz= 20 Nguyên công 2 : Phay mặt đầu B của càng, gia công trên máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu ,đạt độ bóng Rz= 20 Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ to của càng ặ20+0.084, gia công trên máy khoan đứng, đạt độ nhám Ra=2,5 Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ nhỏ của càng ặ12+0.07, gia công trên máy khoan đứng, đạt độ nhám Ra=2,5 Nguyên công 5 : Phay hai mặt đầu lỗ ren, gia công trên máy phay ngang, dao phay đĩa. Nguyên công 6: Khoan, ta rô lỗ ren ặ4 trên vấu đầu to, gia công trên máy khoan đứng. Nguyên công 7 : Khoan, ta rô lỗ ren ặ4 trên vấu đầu nhỏ, gia công trên máy khoan đứng. Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song của đường tâm hai lỗ, độ không song song của 2 lỗ ặ20 và ặ12 nhỏ hơn 0.1mm trên 100mm. *Thiết kế các nguyên công cụ thể Nguyên công 1 : Phay mặt đầu A của càng Định vị: Chọn hai mặt đầu B của trụ làm chuẩn thô định vị ba bậc tự do ,hai khối V một khối V tuỳ động và một khối V cố định dịnh vị ba bậc tự do. Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít tay đòn. Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6M12. Công suất của máy Nm = 8,7kW, hiệu suất máy h = 0,75. Giới hạn số vòng quay trục chính(31,5-1600) m=18 Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thước sau( Tra theo bảng 5-126 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 80 mm, Z = 5 răng. *Phay thô Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm. Lượng chạy dao răng làSz = 0,13mm/răng, tốc độ cắt V= 316 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng(HB=170-220) của chi tiết gia công (bảng 5-126 Sổ tay CNCTM2) ị k1 = 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công(có vỏ cứng) cho trong bảng 5-126 trong Sổ tay CNCTM2 ị k2 = 0,9 k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k3=1 Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 316.1.0,9.1 = 284.4 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: nt = 1132vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1250 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: Vtt = 314 m/phút. Lượng chạy dao phút là Sp = Sz.z.nm = 0,13.5.1250 =812.5 mm/phút. Theo máy ta có Sm = 800mm/phút. * Chế độ cắt khi phay tinh t=0,5 So=1mm/vòng các thông số khác lấy như phần trên Vtt=314 m/phút nm = 1250 vòng/phút Sn = 800mm/phút Tra bảng 5-129STCNCTM có công suất cắt cần thiết là N=2,3 kw thoả mãn công suất của máy Nguyên công 2 : Phay mặt đầu B của càng Định vị: Chọn mặt đầu A của trụ làm chuẩn định vị ba bậc tự do ,hai khối V một khối V tuỳ động và một khối V cố định dịnh vị ba bậc tự do. Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít tay đòn. Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6M12. Công suất của máy Nm = 8,7kW, hiệu suất máy h = 0,75.Giới hạn số vòng quay trục chính(31,5-1600) m=18 Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thước sau( Tra theo bảng 5-126 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 80 mm, Z = 5 răng. Lượng dư gia công: Phay với lượng dư Zb1 = 1,5 m m *Phay thô Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lượng chạy dao răng là Sz = 0,13mm/răng, tốc độ cắt V= 316 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng(HB=170-220) của chi tiết gia côngbảng 5-127 Sổ tay CNCTM2 ị k1 = 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công(có vỏ cứng) cho trong bảng 5-126 trong Sổ tay CNCTM2 ị k2 = 0,9 k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k3=1 Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 316.1.0,9.1 = 284.4 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: nt = 1132vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1250 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: Vtt = 314 m/phút. Lượng chạy dao phút là Sp = Sz.z.nm = 0,13.5.1250 =812.5 mm/phút. Theo máy ta có Sm = 800mm/phút. *Chế độ cắt khi phay tinh t=0,5 So=1mm/vòng các thông số khác lấy như phần trên Vtt=314 m/phút nm = 1250 vòng/phút Sn= 800mm/phút Tra bảng 5-129STCNCTM có công suất cắt cần thiết là N=2,3 kw thoả mãn công suất của máy Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ đầu to của càng ặ20+0.084. Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt Alàm mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, dùng khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do, dùng khối V di động hạn chế 1 bậc tự do còn lại Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp có đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt đầu to của càng Chọn máy: Máy khoan đứng 2H125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình ặmax = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,2 kW Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 18 mm, mũi khoét có d=19,8mm và mũi doa có d = 20mm ( Tra theo bảng 3-131Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 9 mm, lượng dư khi khoét là Zb2=(d2-d1)/2=0,9 và lượng dư doa Zb3 = (d3-d2)/2 =0,1 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ ặ18, chiều sâu cắt t = 9 mm, lượng chạy dao S = 0,36 (Tra bảng 5-87 STCNCTM-tập2 S=0.35á0,43 mm/vòng), Thép 45 HB=170-220 là nhóm gia công 6 ta có tốc độ cắt V=24 m/phút. (bảng 5-86 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ) Ta có các hệ số: k1:Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2) vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 24.1.1.1.1 = 24 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 425vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 450 vòng/phút Tra bảng 5-88 ta có công suất cần thiết là 1,7 kw thoả mãn công suất làm việc của máy Xác định chế độ cắt cho khoét lỗ ặ19,8, chiều sâu cắt t = 0,9 mm, lượng chạy dao S = 0,56 (Tra bảng 5-107 STCNCTM-tập2 0.5á0,6)mm/vòng, tốc độ cắt V=22 m/phút. (bảng 5-105 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ) Ta có các hệ số: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2) vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 22.1.1.1.1 = 22 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 354 vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 360 vòng/phút Xác định chế độ cắt cho doa lỗ ặ20. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao S = 1 mm/vòng (tra bảng 5-112 STCNCTM-tập2), tốc độ cắt V = 9,2 m/phút. Ta có các hệ số: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: HS điều chỉnh phụ thuộc vào mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1 vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 9,2.1.1.1.1 = 9,2 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 146 vòng/phút ị Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 150 (vòng/phút) và lượng chạy dao S = 1 (mm/vòng) Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ đầu nhỏ của càng ặ12+0.07. Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt B làm mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, dùng 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, dùng khối V tự lựa hạn chế 1 bậc tự do còn lại Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp có đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt đầu to của càng Chọn máy: Máy khoan đứng 2H125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình ặmax = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,2 kW Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d1 = 11.8 mm và mũi doa thô có d2 = 12mm Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 5,9 mm, lượng dư khi khoét là Zb2=(d2-d1)/2=0,1 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ: chiều sâu cắt t = 5,9mm, lượng chạy dao S = 0,27 (Tra bảng 5-87 STCNCTM-tập2 0.25á0,31)mm/vòng, tốc độ cắt V=20,5 m/phút. (bảng 5-86 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ) Ta có các hệ số: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2) vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 20,5.1.1.1.1 = 20,5 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 553 vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 570 vòng/phút Tra bảng 5-88 ta có công suất cần thiết là 0,8 kw thoả mãn công suất làm việc của máy Xác định chế độ cắt cho doa lỗ ặ12. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng (tra bảng 5-112 STCNCTM-tập2), tốc độ cắt V = 10.6 m/phút. Ta có các hệ số: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1. vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 10,6.1.1.1.1 = 10,6 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 281 vòng/phút ị Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay nm =250 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng Nguyên công 5: Phay mặt đầu hai lỗ ren Định vị: Chọn mặt B làm chuẩn thô định vị ba bậc tự do, một chốt trụ ngắn đặt vào lỗ ặ20 định vị hai bậc tự do, và một chốt trám vào lỗ ặ12 định vị nốt 1 bậc tự do. Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng các bu lông đai ốc có trục ren nối với các chốt trụ và chốt trám. Chọn máy: Máy phay nằm ngang vạn năng 6H81. Công suất của máy Nm = 6.3kW Chọn dao: Dùng dao phay đĩa, có các kích thước sau Dao 1: D= 130, z= 16, B=8, lượng dư t= 2mm Dao 2: D= 60, z=16, B=10, lượng dư t= 3mm ( Tra theo bảng 5-171 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Chế độ cắt ta chỉ cần tính cho dao 2: theo bảng 5-171 ta được với Sz= 0,13 mm ta có v= 41m/ph Các hệ số hiệu chỉnh: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng(HB=170-220) của chi tiết gia công bảng 5-127 Sổ tay CNCTM2 ị k1 = 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công(có vỏ cứng) cho trong bảng 5-126 trong Sổ tay CNCTM2 ị k2 = 0,9 k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k3=1 Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 41.1.0,9.1 = 36.9 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: nt = 195 vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 200 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: Vtt = 37,68 m/phút. Lượng chạy dao vòng là Sv = Sz.z = 0,13.16=2 mm/vòng. Lượng chạy dao phút là SP = Sz. z. n = 0,13. 16. 200=416mm/ph2 Tra bảng 5-174 ta được công suất cát cần thiết một dao là 2,5 kw, nên của hai dao là 5kw <6,3 nên thoả mãn Nguyên công 6: Khoan, ta rô lỗ ren ặ4 ở vấu đầu to. Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt A làm mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn đặt vào lỗ ặ20 định vị hai bậc tự do, và một chốt trám vào lỗ ặ12 định vị nốt 1 bậc tự do. Kẹp chặt: Dùng mỏ k ẹp có đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt đầu to của càng Chọn máy: Máy khoan đứng 2M112 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình ặmax = 12mm. Công suất của máy Nm = 0,6 kW Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d1 = 3,4 mm, mũi ta rô có d2=4 mm Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 1,7 mm. Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ ặ3,4, chiều sâu cắt t = 1,7 mm, lượng chạy dao S = 0.1mm/v, tốc độ cắt V=32 m/phút. (bảng 5-86 STCNCTM tập 2) Ta có các hệ số: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2) vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 32.1.1.1.1 = 32 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 2997 vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 2844 vòng/phút Tra bảng 5-88 ta có công suất cần thiết là 1,7 kw thoả mãn công suất làm việc của máy Xác định chế độ cắt cho ta rô ặ4. tra bảng 5-188 STCNCTM-T2: với lượng chạy dao 0,2 mm/v ta có tốc độ cắt là v= 5m/ph. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 398 vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 400 vòng/phút Nguyên công 7: Khoan, ta rô lỗ ren ặ4 ở vấu đầu nhỏ. Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt Alàm mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn đặt vào lỗ ặ20 định vị hai bậc tự do, và một chốt trám vào lỗ ặ12 định vị nốt 1 bậc tự do. Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp có đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt đầu to của càng Chọn máy: Máy khoan đứng 2H125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình ặmax = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,2 kW Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d1 = 3,4 mm, mũi ta rô có d2=4 mm Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 1,7 mm. Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ ặ3,4, chiều sâu cắt t = 1,7 mm, lượng chạy dao S = 0.2mm/v, tốc độ cắt V=15 m/phút. (bảng 5-86 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2). Ta có các hệ số: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1 k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1. k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1. k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2) vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 15.1.1.1.1 = 15 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 1440 vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1440 vòng/phút Xác định chế độ cắt cho ta rô ặ4. tra bảng 5-188 STCNCTM-T2: với lượng chạy dao 0,2mm/v ta có tốc độ cắt là v= 5m/ph. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 398 vòng/phút ị ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 400 vòng/phút Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song của đường tâm hai lỗ Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt A làm mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn đặt vào lỗ ặ20 định vị hai bậc tự do. Lồng trục kiểm tra vào lỗ ặ12 của càng . Quay càng quanh chốt định vị cho đến khi trục kiểm tra chạm vào cữ tì. Hiệu số của hai đồng hồ biểu hiện độ không song song của hai lỗ càng . Vi - Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng bề mặt còn lại. Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì: Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều đồng thời tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng . . . dẫn đến giá thành tăng. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh. Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng hai phương pháp sau đây để xác định lượng dư gia công: Phương pháp thống kê kinh nghiệm. Phương pháp tính toán phân tích. Phương pháp thống kê kinh nghiệm xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết. Ngược lại, phương pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh. Trong đồ án này chỉ tính lượng dư theo phương pháp phân tích cho nguyên công 3, còn lại là thống kê kinh nghiệm. *Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất. Theo tài liệu tham khảo ta có: Lượng dư dập 2±0,05mm. Lượng dư gia công thô sau khi dập: 1,5mm. Lượng dư gia công tinh sau bán tinh: 0,5mm. *Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ hai. Lượng dư dập 2 ± 0,5mm. Lượng dư gia công thô sau khi dập: 1,5 mm. Lượng dư gia công tinh: 0,5 mm. *Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ ặ20. Gia công lỗ ặ20+0,084 đạt các yêu cầu sau đây: Độ nhám bề mặt : Ra=2.5mm. Vật liệu : Thép 45. Chi tiết máy: Càng gạt. Trình tự gia công bề mặt lỗ ặ20 của càng gạt gồm các nguyên công sau: Khoan lỗ đặc. Khoét rộng lỗ. Doa lỗ. Cả ba nguyên công trên đều có cùng chuẩn định vị là: Mặt đáy định vị 3 bậc bằng phiến tì, 2 khối V (một cố định, một tuỳ động) định vị 3 bậc còn lại trên 2 mặt trụ. Lượng dư gia công tính cho các nguyên công, các bước khoan, khoét, doa lỗ ặ20. Công thức tính: RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại. Ta: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại. ra : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …) eb : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Khoan lỗ từ phôi đặc. Sau khi khoan theo bảng 13-TKĐA- CNCTM: Rza=40mm; Ta= 60mm. Sai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau: ra = Giá trị cong vênh rc của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và hướng trục: rc= = 48 mm. Trong đó: Với Dphôi=40 => Theo bảng 15 TKĐA Công nghệ Chế Tạo Máy=>Dk =1,5 L=25, d=20 là chiều dài và đường kính lỗ. Giá trị rcm (Độ xê dịch phôi) được tra theo bảng 17 -TKĐA Công nghệ Chế Tạo Máy: rcm = 0,5 mm = 500mm. ị ra == 502,3 mm. Sai số gá đặt chi tiết eb ở bước nguyên công đang thực hiện được xác định bằng tổng véctơ sai số chuẩn ec và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá: eb = ec : sai số chuẩn( khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định vị) ec = 0.2 + 2.e (chọn e = 0 không tồn tại độ lệch tâm) ị ec = 0,2mm=200àm ek: sại số kẹp chặt (Bảng 24) ị ek = 55 mm ị eb = = = 207,4mm. Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức: 2.Zbmin = 2.(RZ + Ti+ ) = 2.(40 + 60 + ) = 2.643,4 = 1286,8 mm. ị Lượng dư nhỏ nhất của khoét (gia công thô): 2.Zbmin = 1286,8 mm. Tính lượng dư cho bước gia công tinh( doa): Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là: r1 = k.ra đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô( hệ số chính xác hoá). r1 = 0,05. 502,3 = 25,12 mm. eb = 0,05.207,4= 10,37m. RZi = 30 mm. Ti = 40 mm. ị 2.Zbmin = 2.(30 + 40 + ) = 2. 97,2= 194,4m. Khi gia công khoan: dmax=18,58 => dmin=dmax-d=18,58-0,18=18,40 Khi gia công khoét: dmax=19,89 => dmin=dmax-d=19,89-0,07=19,82 Khi gia công doa : dmax=20,08 => dmin=dmax-d=20,08-0,02=20,06 Lượng dư giới hạn: Sau khoan: 2Zmin=19,89-18,58 =1310  (mm) 2Zmax=19,82-18,40 =1420 (mm) Sau khoét: 2Zmin= 20,08-19,89 =190 (mm) 2Zmax=20,06-19,82 =240 (mm) ị Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư như sau: Bước RZa Ti ra eb Zbmin dt d Dmin Dmax 2Zmin 2Zmax mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Khoan 40 60 502,3 18,582 180 18,40 18,58 Khoét 30 40 25,12 207,4 643,4 19,889 70 19,82 19,89 1310 1420 Doa 5 10 10,37 97,2 20,084 20 20,06 20,08 190 240 Tổng 1500 1660 Kiểm tra: Tph - Tch = 1660- 1500 = 160 = 180 - 20 = 2Zmax - 2Zmin δ2- δ3=70-20=50 2Zmax-2Zmin=240-190=50 δ1- δ2=180-70=110 2Zmax-2Zmin=1420-1310=110 Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ ặ12+0,07 Lượng dư khoan 6.9mm ị đạt kích thước lỗ ặ11.78 mm. Lượng dư doa 0,1mm ị đạt kích thước lỗ ặ12. Nguyên công 5: phay mặt đầu hai vấu. Kích thước cho trên bản vẽ chi tiết. Nguyên công 6 ,7: Khoan ta rô ren M4. Lượng dư khi khoan 1,7 mm ị đạt kích thước lỗ ặ3,4. Ta rô ren M4 bước 0,2mm. Vii - Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [1-2]. Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 4 khoan, khoét, doa, vát mép lỗ f20+0,035. Ta có các thông số đầu vào: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất của máy Nm = 6 kW, hiệu suất h = 0,8. *Tính chế độ cắt khi khoan lỗ ặ18 Chiều sâu cắt:t= =9 mm Tốc độ cắt: Có công thức: . Trong đó: theo bảng 5-28 trang 23, với mũi khoan bằng thép gió, lượng chạy dao S=0,36 mm >0.2 Cv=9,8; y=0, 5; q =0,4; m=0,2. khi khoan không có dung dịch trơn nguội. T : Chu kỳ bền, với dao bằng thép gió T=45 phút (tra bảng 5-30 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt khi tính đến các điều kiện thực tế: kV=kMV.kUV.kLV. kMV: Hệ số phụ thuốc vào vật liệu gia công. Đối với thép 45 (tra bảng 5-1 STCNCTM tập 2) kMV=1 kUV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt. Theo bảng 5-6 STCNCTM tập 2 có kUV=1 kLV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. L=25mm, theo bảng 5-31 có kLV=1 ị v = 24 (m/phút). n== =425 (vòng/phút) Tra theo máy có nm=450 Theo sổ tay có , mô men cắt khi khoan: MX = 10.CM.D.S.kp Theo bảng 5.32 STCNCTM2 có: CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8. Theo bảng 5.9 STCNCTM2 có: kP = kMP = 1 ị MX=10. 0,0345 .18 0,36.1=39,4 Nm Lực cắt: P0=10.CP.D.S.kP Theo bảng 5.32 có CP=68; q=1; y =0,8 ị P0=10. 68. 18. 0,36. 1=5405 N Công suất cắt: Ne= ==1,8 kw so với công suất máy Ne<h.Nm nghĩa là 1,8<2,8.0,8 Máy 2A125 đủ công suất để gia công lỗ ặ18 2.Tính chế độ cắt khi khoét lỗ ặ19,8 Chiều sâu cắt:t=0.9 mm Tốc độ cắt: V Ta có theo bảng5-30: T=30 phút, theo bảng5-112: S=0,56 mm/vòng Theo bảng 5-29 STCNCTM tập 2 ta có các hệ số :Cv=16,3 q=0,3 x=0,2 y=0, 5 m=0,3 V==20 n===322 v/p chọn theo máy nm=360 v/p Tính mômen xoắn: Theo sổ tay CNCTM tập 2 trang 21 ta có M=10. CM D.t.S.kp Theo bảng 5-32 STCNCTM tập 2 ta có :CM=0,09 q=1 x=0,9 y=0,8 M= 10.0,09 .19,8.0,90,9.0,560,8.1=10,2(Nm) Tính lực cắt: P0 =10.Cp.t.D.S.Kp Theo bảng 5-23 STCNCTM tập 2 ta có: Cp=67 ; x=1,2 ; y=0,65 P0=10.67.0,91,2.19,80.0,560,65.1=405 (N) Tính công suất cắt :Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có Ne= = =0,4 kw 3.Tính chế độ căt cho nguyên công doa Chiều sâu cắt: t=0.1 mm Tốc độ cắt: V Theo bảng5-30 Ta có T=40 phút, Theo bảng 5-27 có S=1mm/vòng Theo bảng 5-29 STCNCTM tập 2 ta có các hệ số :Cv=10,5 q=0,3 x=0,2 y=0,65 m=0,4 V==9,3 m/phut n===148 v/p Tra theo máy nm=150 v/p Tính mômen xoắn: Theo sổ tay CNCTM tập 2 trang 21 ta có Mx=(10 Cp D.t.Sz.Z)/200 Theo bảng 5-32 STCNCTM tập 2 ta có :Cp=67 x=1,2 y=0,65 Sz===0.1 mm/rang Mx==0,95(Nm) Tính công suất cắt :Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có Ne= ==0,015 kw viii- Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công. Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác định theo công thức sau đây: Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn Trong đó : Ttc - Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công). To - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thước và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể được thực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trường hợp gia công cụ thể có công thức tính tương ứng). Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thước của chi tiết ...). Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giá trị gần đúng Tp = 10%To. Tpv - Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, mài dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ (Tpvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To). Ttn - Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%To). Xác định thời gian cơ bản theo công thức sau đây: To = Trong đó: L - Chiều dài bề mặt gia công (mm). L1 - Chiều dài ăn dao (mm). L2 - Chiều dài thoát dao (mm). S - Lượng chạy dao vòng(mm/vòng). n - Số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút. 1. Thời gian cơ bản của nguyên công 1: Phay mặt đầu A bằng dao phay mặt đầu: Phay thô : L = 182,5 mm. L1 = = + 2 = 12,85 L2 = (2 á 5) mm. Chọn L2=5 Thời gian phay thô: T1 = = = 0,25 phút Phay tinh : L = 182,5 mm. L1 = = + 2 = 8,3 L2 = (2 á 5) mm. Chọn L2=5 Thời gian phay tinh: T2 = = = 0,24 phút Thời gian phay mặt A: T01 = T1+T2=0,25+ 0,24 = 0,49 phút 2. Thời gian cơ bản của nguyên công 2: Phay mặt B của càng.._.