Thiết kế máy khoan bàn

n máy. Trong điều kiện sản xuất tại Việt nam, nên trong quá trình tính toán thiết kế em đã cố gắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi. Như thiết kế qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy em đã sử dụng phương án phân tán nguyên công, sử dụng các máy công cụ vạn năng sẵn có ở Việt nam cộng với các đồ gá chuyên dùng và tận dụng nguồn nhân lực dư thừa để đảm bảo tính kinh tế của đồ án. Kết cấu của đồ án được chia làm ba phần chính. Phần I : Tính toán và thiết kế máy khoan bàn. Phần II : Tính toán và thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy. Phần III: Tính toán và thiết kế các đồ gá chuyên dùng. Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và học hỏi song bản đồ án này mới chỉ dừng lại ở mức tập thiết kế của một sinh viên ngành Cơ khí chế tạo máy. Nên chắc chắn còn nhiều sai sót rất mong các thầy và các bạn đồng nghiệp góp ý. Em xin trân thành cám ơn cám ơn thầy Đinh Đắc Hiến là người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, cùng các thầy cô ở bộ môn công nghệ đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tại bộ môn. Phần I Thiết kế máy khoan bàn Chương i khảo sát một số máy tương tự Chức năng của máy khoan bàn. Máy khoan bàn là một loại máy khoan cỡ nhỏ, đặt ở trên bàn dùng để gia công những chi tiết nhỏ với những lỗ nhỏ có đường kính không quá 16 mm. Truyền động trục chính dùng puli đai truyền có nhiều bậc thường cho vân tốc cao. Loại máy này dùng rộng rãi trong các nghành cớ khí chính xác. Một số máy khoan bàn có độ chính xác cao. a. Máy khoan bàn kiểu 2H106P. Máy dùng để khoan các lỗ có đường kính đến 6 mm trong các vật phẩm kim loại đen, màu và dùng có hiệu quả nhất trong sản xuất hàng loạt với khối lượng lớn. Động cơ điện quay trục chính qua bộ phận truyền động dây đai thang. Còn chuyển động chạy dao làm bằng tay. Cơ sở của máy là bàn, trong đó động cơ điện được bố trí trên một panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua hai bánh răng nghiêng và khớp vít. Máy có cơ cấu kéo căng và ổn định dây đai cũng như có cơ cấu kẹp đầu khoan vào trụ. Xác định độ sâu khoan nhờ một gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi chống. Sau khi khoan song bằng một lò xo ống mũi chống trở về vị trí cũ ở trên. Những số liệu cơ bản Kích thước chủ yếu: Đường kính khoan lớn nhất : 6 mm. Tầm với trục chính : 125 mm. Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính: 70 mm. Dịch chuyển lớn nhất của đầu khoan trên trụ bằng tay: 130 mm. Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn Bé nhất : 50 mm. Lớn nhất : 250 mm. Bàn và đầu trục chính: Diện tích mặt bàn hiệu dụng : 200 x 200 mm. Chiều rộng rãnh chữ T của bàn : 14 mm. Đầu côn trục chính ngoài : Moóc sổ 1s, Thu ngắn lại. Cơ học của máy: Số lượng vận tốc của trục chính : 7 cấp. Số vòng quay trục chính (vg/ph) : 1000; 1400; 2000; 2800; 4000; 5000; 8000. Dẫn động, kích thước và tải trọng: Động cơ điện ba pha Công suất : 0,4 KW. Số vòng quay : 1500 (vg/ph). Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 560 x 405 x 625 mm. Máy khoan bàn kiểu 2H112P. Máy dùng để khoan các lỗ có đường kính đến 12 mm trong các vật phẩm kim loại đen, màu và dùng có hiệu quả nhất trong sản xuất hàng loạt với khối lượng lớn. Động cơ điện quay trục chính qua bộ phận truyền động dây đai thang. Còn chuyển động chạy dao làm bằng tay. Cơ sở của máy là bàn, trong đó động cơ điện được bố trí trên một panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua hai bánh răng nghiêng và khớp vít. Máy có cơ cấu kéo căng và ổn định dây đai cũng như có cơ cấu kẹp đầu khoan vào trụ. Xác định độ sâu khoan nhờ một gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi chống. Sau khi khoan song bằng một lò xo ống mũi chống trở về vị trí cũ ở trên. Những số liệu cơ bản Kích thước chủ yếu: Đường kính khoan lớn nhất : 12 mm. Tầm với trục chính : 160 mm. Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính : 100 mm. Dịch chuyển lớn nhất của đầu khoan trên trụ bằng tay: 250 mm. Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn Bé nhất : 70 mm. Lớn nhất : 420 mm. Bàn và đầu trục chính: Diện tích mặt bàn hiệu dụng : 250 x 250 mm. Chiều rộng rãnh chữ T của bàn : 14 mm. Đầu côn trục chính ngoài : Moóc sổ 1s, Thu ngắn lại. Cơ học của máy: Số lượng vận tốc của trục chính : 7 cấp. Số vòng quay trục chính (vg/ph) : 500; 710; 1000; 1400; 2000; 2800; 4000. Dẫn động, kích thước và tải trọng: Động cơ điện ba pha Công suất : 0,6 KW. Số vòng quay : 1500 (vg/ph). Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 785 x 465 x 795 mm. Chon máy cơ sở: Qua số liệu của các máy khoan bàn đã khảo sát và theo yêu cầu thiết kế đã giao ta chọn máy khoan bàn kiểu 2H112P làm cơ sở để thiết kế máy mới. cHương II thiết kế máy mới thiết kế động học máy khoan bàn. Yêu cầu khoan các lỗ từ f1 á f12. Ta chọn theo máy cơ sở là: Số cấp tốc độ là : 7 nmin á nmax = 500 á 4000 vòng/ phút. Xác định chuỗi số vòng quay của máy khoan bàn. Như đã nghiên cứu mỗi loại máy đều có một giới hạn số vòng quay của trục chính từ nmin đến nmax. Trong đó có Z cấp tốc độ nmin = n1, n2,… nk, nk +1,… nz = nmax, các trị số này phải phân bố sao cho có lợi nhất Từ công thức [m/phút] Với d: Đường kính chi tiết gia công. n: Số vòng quay trục chính. Cho d thay đổi ta sẽ được V xác định tương ứng với một số vòng quay nào đó biểu diễn mối quan hệ V, d, n ta được đồ thị (hình 1) n1 =nmin n2 n2 = nmax nk+1 nk n0 Vk+1 V0 Vk d0 V (m/p) d(mm) Hình 1 Giả sử đường kính chi tiết gia công là d0 ta xác định được V0 hợp lý dùng đồ thị ta xác định được n0 hợp lý. Nhưng do máy có hữu hạn cấp tốc độ nên n0 thường không có trong máy mà nk < n0 < nk + 1 hay Vk < V0 < Vk + 1. Để đỡ hao mòn máy ta chọn tốc độ gia công thực tế là nk ứng với Vk Vậy ta có tổn thất tốc độ: Tổn thất lớn nhất khi V0 tiến đến Vk+1 Nếu ta phân bố số vòng quay bất kỳ sẽ dẫn đến (DV)max thay đổi bất kỳ mà ta mong muốn (DV)max = const khi d0 thay đổi ị số vòng quay phải phân bố theo cấp số nhân. Xác định các số hạng của chuỗi số và công bội. Nếu gọi công bội của chuỗi số vòng quay là j thì ta có trị số chuỗi số vòng quay như sau: n1 ... = nmin n2 ... = n1. j n3 = n2. j ... = n1. j2 ... nZ = ... nZ-1. j = n1. jZ-1 = nmax Ta có: jZ-1 = ị j = Trên một máy chuỗi số vòng quay của trục chính có thể có nhiều công bội khác nhau, có mục đích mở rộng phạm vi điêu chỉnh máy và tránh tốc độ thừa vô ích. Ta lấy các số hạng trong theo nguyên tắc gấp 10 nghĩa là một số hạng bất kỳ trị số của chuỗi số gấp 10 lần trị số của hạng cách nó x số hạng. nx+1 = 10.n1 Mặt khác: nx+1 = n1. jx Vậy ta có : jx = 10 ị j = . Với số cấp tốc độ = 7 ị j = = 1,414 Chọn theo tiêu chuẩn j = 1,41 bảng I-1 [3] ị Khoảng cách giữa các số hạng là x = = = 6 Theo dãy trị số vòng quay tiêu chuẩn (cơ sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên n1 = 1 vòng/phút, công bội j = 1 á 40) trang 13 [3] ta có: n1 = nmin = 500; n2 = 710; n3 = 1000; n4 = 1410 n5 = 2000; n6 = 2800; n7 = 4000. Lưới kết cấu Xác định tỷ số nhóm truyền: sử dụng động cơ có tốc độ nđc = 1500 vòng/phút: Do chuỗi vòng quay tuân theo cấp số nhân nên các tỷ số truyền cũng tuân theo cấp số nhân với công bội là jx với x là lượng mở. Ta có: i1 : i2 : i3 : i4 : i5 : i6 : i7 = n1 : n2 : n3 : n4 : n5 : n6 : n7 n1 : n2 : n3 : n4 : n5 : n6 : n7 = 1 : j : j2 : j3 : j4 : j5 : j6 i1 : i2 : i3 : i4 : i5 : i6 : i7 = 1 : j : j2 : j3 : j4 : j5 : j6 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n0 Nên ta vẽ được lưới kết cấu: Tính thông số bộ truyền. Chọn đường kính bánh đai chủ động theo dãy tiêu chuẩn và theo công thức 4.2 t1 [4]. [mm] d1: Đường kính bánh đai chủ động. d2: Đường kính bánh đai bị động. e: Hệ số trượt; chọn e = 0,02 Vậy ta có: Chọn đường kính bánh chủ động theo dãy tiêu chuẩn d17 = 71 ị d’27 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d27 = 180 [mm] d16 = 90 ị d’26 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d26 = 160 [mm] d15 = 112 ị d’25 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d25 = 140 [mm] d14 = 125 ị d’24 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d24 = 125 [mm] d13 = 140 ị d’23 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d23 = 90 [mm] d12 = 160 ị d’22 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d22 = 80 [mm] - d11 = 180 ị d’21 = [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d27 = 63 [mm] Xác đinh khoảng cách trục truyền a Theo công thức 4.3 t1[4] ta có khoảng cách trục truyền a là a ³ (1,5 á 2).(d1 + d2) ở đây ta chon cặp truyền 7 để tính toán và chọn a = 1,8.(d1 + d2) a = 1,8.(d17 + d27) = 1,8.(71 + 180) = 451 xác định chiều dài dây đai. Theo công thức 4.4 t1 [4] ta có công thức xác đinh chiều dài dây đai là [mm] theo bảng 4.13 t1 [4] chọn loại đai thường ký hiệu là O với các thông số như sau: bt b h y0 A l 8,5 10 6 2,1 4,7 1400 kiểm nghiệm về tuổi thọ đai Theo công thức 4.15 t1 [4] tuổi thọ đai được kiểm nghiệm theo điều kiện sau Với i là số lần uấn trong 1giây. [m/s] Thoả mãn điều kiện. Xác định lại khoảng cách trục a Khoảng cách trục a được xác định lại theo công thức 4.6 t1[4] ta có [mm] Kiểm nghiệm góc ôm Trong qúa trình làm việc để tránh hiện tượng trượt giữa bánh đai và dây đai thì góc ôm của đai phải thoả mãn điều kiện: a1 ³ a = 1200 đối với đai sợi tổng hợp Theo công thức 4.7 t1 [4] ta có: Thoả mãn điều kiện. thiết kế động lực học máy khoan bàn. Xác định chế độ làm việc giới hạn của máy. Chế độ làm việc của máy bao gồm chế độ cắt gọt, chế độ bồi trơn, làm lạnh, an toàn... Đối với máy khoan bàn và giới hạn chương trình ta chỉ xác định chế độ cắt gọt giới hạn của máy, làm cơ sở tính toán động lực học máy. ỏ đây ta sử dụng phương pháp xác định chế độ cắt gọt cực đại để xác định chế độ cắt giới hạn của máy khoan bàn. Đối với máy khoan bàn chiếu sâu cắt được xác định theo yêu cầu thiết kế là khoan các lỗ từ f1 á f12 nên ta có: Lượng chạy dao được xác định theo bảng 5-25 t2 [2] nên ta có: Lượng chạy dao vòng SV = 0,05 á 0,35 [mm/vòng]. Do máy khoan bàn có độ cứng vững thấp nên ta chon hệ số cững vững của máy là kCV = 0,5 vậy lượng chạy dao giới hạn thực của máy là SV = 0,01 á 0,15 [mm/vòng]. Lượng chạy dao này chỉ dùng để tính toán xác định công suất của động cơ trong thực tế việc chạy dao được thực hiện bằng tay. Vì vậy nếu công suất cắt vượt quá công suất của động cơ hệ thống đai sẽ bị trượt vì vậy đảm an toàn. Vận tốc cắt Xác định lực tác dụng trong chuyền dẫn. Trong quá trình cắt máy khoan chịu tác dụng của hai lực chính là mô men cắt (Mx) và lực chạy dao (P0) và chúng được xác định theo công thức (trang 21 t2 [2]): Mx = 10. CM. Dq.Sy.kp P0 = 10. Cp. Dq.Sy.kp Các hệ số và số mũ được tra trong bảng 5-32 t2 [2] Mx = 10. 0,0345. 122.0,010,09.1 = 1,2 [N.m] Po = 10. 68. 121.0,01y.1 = 324 [N] Xác định công suất động cơ. Hiện nay vấn đề xác định công suất của động cơ điện là một vấn đề khó khăn . Vì khó xác định được đúng điều kiện làm việc và hiệu suất của máy, điều kiện chế tạo và những ảnh hưởng khác. Có hai cách thường dùng để xác định công suất của động cơ điện: Xác định công suất động cơ điện gần đúng theo hiệu suất tổng và tính chính xác sau khi đã chế tạo song Xác định công suất của động cơ điện bằng phương pháp thực nghiệm có thể được công suất động cơ taị các số vòng quay và chế độ cắt gọt khác nhau. Thường công suất cắt gọt chiếm 70% á 80% công suất động cơ điện nên ta có thể tính gần đúng công suất của động cơ điện. Nđc = h = h1.h2 Với h1,h2, là hiệu suất của bộ truyền và các ổ lăn, theo bảng 2.3 t1 [4] h1: hiệu suất của bộ truyền đai h1 = 0,95. h2: hiệu suất của cặp ổ lăn h2 = 0,98. Công suất cắt được tính theo công thức (trang 21 t2 [2]) Nđc = Theo P1.2 t1 [4] ta chọn động cơ điện DK 31- với các thông số. Công suất (kw) V.tốc đồng bộ (vg/hp) cosj TK/Tdn Tmax/Tdn KL (kg) 0,6 1500 0,76 1,8 1,8 24 Tính thân máy. Trong các chi tiết vỏ hộp của thân máy như trụ máy, sà ngang, vỏ hộp tốc độ, hộp chạy dao... Thì thân máy là chi tiết quan trọng nhất vì nó dùng làm chuẩn để tổ hợp các bộ phận của máy tạo thành bố trí chung của máy. Nếu trong quá trình làm việc thân máy bị biến dạng và dung động, sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ độ chính xác của máy. Vì vậy phải tính toán độ cứng vững của máy. Thường thân máy được chế tạo bằng gang CX 32 - 52; CX 21 - 40 ta chọn gang CX 32- 52 để chế tạo. Kết cấu thân máy rất phức tạp, hình thù khác nhau . Vì vậy việc tính toán nó chủ yếu dựa vào kinh nghiệm chưa có trình tự tính toán thật chính xác. V. Rê sê tốp và A.S. Prô nhi cốp đã nghiên cứu và tính toán những thân máy điển hình. Và đưa ra cấc bước cơ bản về tính toán thân máy theo độ cứng vững : Chọn sơ đồ tính toán của thân máy. Phân tích lực tác dụng lên thân máy. Tính biến dạng của thân máy dưới tác dụng của các lực trên. Kết luận nâng cao độ cứng vững của thân máy. Chọn sơ đồ tính toán thân máy. Tính toán thân máy theo sơ đồ: Phân tích lực tác dụng lên thân máy. Trong quá trình làm việc thân máy chịu tác dụng của mô men xoắn, mô mên ma sát của trục chính với thân máy, lực chạydao (P0) và trọng lượng bản thân. Tính biến dạng thân máy. Do thân máy chịu tác dụng của phản lực chạy dao là chủ yếu nên ta đi tính biến dạng của thân máy (uấn và xoắn) theo lực P0 theo phương pháp toán đồ trang 124 [5] Tính độ cứng vững. Tính góc xoay. j Trong đó: E là mô đun đàn hồi kéo nén của vật liệu E= 2.107 N/cm2 Jx là mồ men quán tính . Theo tiết diện như hình vẽ ta tính được Jx theo công thức trang 116 [5]. j Các trị số biến dạng cho phép. Biến dạng cho phép của thân máy không được vượt quá 5% á 10% biến dạng cho phép của dao. Các kích thước cơ bản của thân máy. Dựa trên kích thước của máy cơ sở ta chọn kích thước của máy thiết kế như sau: Khoảng cách trục đỡ thân máy và trục chính : 225 mm. Chiều cao thân máy : 177 mm. Chiều cao ụ trục chính : 290 mm. Đường kính lỗ trục chính : f52 mm. Đường kính lỗ trục đỡ thân máy : f70 mm. Chiều dài rãnh mang cá : 215 mm. Bề dày đúc của thân máy : 10 mm. Các kích thước khác thể hiện trong bản vẽ chi tiết. Kết cấu của một số cơ cấu đặc biệt Rãnh mang cá: Dùng để lắp panel mang động cơ và để căn dây đai Cơ cấu hãm thân máy với trục đỡ: Dùng để cố định thân máy lên trục đỡ. Phần II Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy Chương i phân tích chi tiết gia công và định dạng sản xuất Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của thân máy. Thân máy có chức năng là chi tiết cơ sở để lắp các chi tiết khác như trục chính, hệ thống truyền động, động cơ điện và nó dữ tất cả các chi tiết lắp trên nó trên một trục, là trục đỡ thân máy nối trên bàn máy. Do đó độ chính xác gia công phụ thuộc rất lớn vào độ chính xác của thân máy nên yêu cầu kỹ thuật của thân máy là: Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 á 0,01 mm trên toàn bộ chiều dài, độ nhám của chúng Ra = 5 á 1,25. Các lỗ có độ chính xác cấp 5 á 8 và độ nhám bề mặt Ra = 2,5 á 0,63, sai số hình dạng của các lỗ là 0,5 á 0,07 dung sai đường kính lỗ. Dung sai khoảng cách tâm lỗ là 0,02 á 0,1 mm Dung sai độ không song song của các tâm lỗ bằng dung sai khoảng cách tâm lỗ. Độ không vuông góc của các tâm lỗ với mặt đầu là 0,02 á0,05 mm trên 100mm bán kính. Điều kiện làm việc của thân máy khoan bàn tương đối khắc nghiệt do phải chịu độ công sôn lớn, độ rung do quá trình gia công, độ rung do động cơ điện gây nên. Dựa vào điều kiện làm việc của thân máy khoan bàn và kết cấu của thân máy nên ta chọn vật liệu làm thân máy gang xám GX 32 - 52. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của thân máy. Các bề mặt gia công đều cho phép thoát dao một cách dễ dàng. Các lỗ trên hộp thì không phải gia công đồng thời trên các máy nhiều trục, Các lỗ như lỗ trục chính lỗ trục đỡ thân máy có thể đưa dao vào để gia công một cách dễ dàng. Trên thân máy có một số lỗ bắt vít và lỗ tịt nhưng nhỏ , không quan trọng. Độ cứng vững của hộp cao đảm bảo khi gia công không bi biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao. Xác định dạng sản xuất. Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất bao gồm: Sản xuất đơn chiếc. Sản xuất hàng loạt (hàng loạt lớn, hàng loạt vừa, hàng loạt nhỏ). Sản xuất hàng khối. Mỗi dạng đều có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Để xác định dạng được sản xuất người ta dựa vào hai chỉ tiêu đó là sản lượng hàng năm và trọng lượng của chi tiết. Xác định sản lượng hàng năm. Sản lượng được xác định theo công thức1 [1]. Trong đó: N : Số 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. b : Số chi tiết được chế tạo thêm để dữ trữ (5% á 7%). Nếu tính đến %a phế phẩm chủ yếu trong các phân xương đúc thì sản lượng được tính theo công thức Trong đó a = 3% á 6% Theo số liệu ban đầu ta có: N1 = 200 chi tiết/năm. m = 1 Ta chọn: b = 5%; a = 5% Vậy ta có sản lượng hàng năm là: [chi tiết/năm] Xác định trọng lượng của thân máy. Trọng lượng của thân máy được xác định theo công thức: Q = V.g [kg]. Trong đó: Q : Trọng lượng của thân máy. V : Thể tích của thân máy [dm3]. g : Trọng lượng riêng của vật liệu làm thân máy. g = 6,8 [kg/dm3] Theo kết cấu thân máy ta có: V = V1 + V2 + V3 + V4 [mm3] [mm3] [mm3] ị V = 2,54 [dm3] Vậy ta có: Q = 6,8.2,54 = 17,3 [kg] Theo bảng 2 [1] ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt vừa. Chương II xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi Xác định phương pháp chế tạo phôi. Loại phôi 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. Chọn phôi tức là xác định phương pháp chế rạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi. Phôi của chi tiết dạng hộp thường được chế tạo theo các phương pháp sau đây. phôi đúc. Phôi đúc bao gồm cả phôi gang và phôi thép hoặc hợp kim nhôm là những phôi phổ biến nhất để chế tạo chi tiết dạng hộp. Chế tạo phôi đúc thường dùng các phương pháp đúc sau đây. Đúc gang trong khuân cát, mẫu gỗ, làm khuân bằng tay, phương pháp này có độ chính xác thấp lượng dư gia công để cắt gọt lớn, năng suất thấp, đòi hỏi trình độ công nhân phải cao. Thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Dùng mẫu kim loại, khuân cát, làm khuân bằng máy, đạt độ chính xác và năng suất cao. Lượng dư gia công cắt gọt nhỏ, phương pháp này thích hợp trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. Dùng phương pháp đúc trong khuân vỏ mỏng, phôi đúc có độ chính xác 0,3 á 0,6 mm, tính chất cơ học tốt. Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, nhưng chỉ thích hợp cho những chi tiết dạng hộp cỡ nhỏ. Đúc áp lực có thể tạo nên những chi tiết dạng hộp cỡ nhỏ có hình thù phức tạp. ở những chỗ gấp khúc của hộp cần phải có góc lượn, các hốc bên trong cần được làm sạch. Các mặt cạnh và đáy cần sạch phẳng, vật đúc ra không được. Chi tiết hộp đúc ra thường nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt và ứng suất dư nên cần có biện pháp khử ứng suất dư trước khi gia công cắt gọt. Phôi hàn. Phôi hàn được chế tạo từ thép tấm rồi hàn lại thành hộp. Loại phôi này được dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, phôi hàn có hai kiểu: Kiểu thô: hàn các tấm thành hộp sau đó mới gia công. Kiểu tinh: hàn các tấm thép đã được gia công sơ bộ các bề mặt cần thiết thành hộp, sau đó mới gia công tinh lại. Sử dụng phôi hàn sẽ rút ngắn được thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên dùng phôi hàn thường gặp khó khăn khi khử ứng suất dư. Phôi dập. Phôi dập được dùng với các chi tiết nhỏ có hình thù không phức tạp loại phôi này được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Đối với thép có thể dập nóng còn đối với kim loại mầu có thể dập nguội. Phương pháp này tạo được cơ tính tốt và cho năng suất cao. Dựa vào kết cấu thân máy và dạng sản xuất của thân máy ta chọn phôi đúc dùng mẫu kim loại, khuân cát, làm khuân bằng máy. Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy thì phương pháp đúc này đạt cấp chính xác II. Theo bảng 3-3 t1[2] thì sai lệch cho phép kích thước đúc bằng gang là 1,5mm. Theo bảng 3-7 t1 [2] các góc nghiêng và bán kính góc lượn ta được bán kính góc lượn của thân hộp là R = 3 mm. Chọn mặt phân khuân khi đúc thiết kế bản vẽ lồng phôi. Bản vẽ lồng phôi được trình bày trên giấy khổ A0 gồm 3 hình chiếu và các hình chiếu phụ, mặt cắt, các đường nét, ký hiệu được thể hiện theo qui định. Đường viền chi tiết màu đỏ lượng dư được thể hiện bằng các nét gạch chéo trồng lên nhau và màu đỏ. Lượng dư, kích thước yêu cầu và các thông số kỹ thuật được thể hiện trên bản vẽ Chương iii thiết kế qui trình công nghệ gia công thân máy khoan bàn Xác định đường lối công nghệ. Do dạng sản xuất là hàng loạt vừa và điều kiện gia công phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt nam, chủ yếu là dùng các máy công cụ vạn năng. Do kết cấu của thân máy khá phức tạp, độ cừng vững không cao. Vì vậy ta chọn phương án phân tán nguyên công, qui trình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản để sử dụng máy vạn năng. Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng. Để tận dụng được điều kiện máy móc ở Việt nam và thuê lao động rẻ nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế của chi tiết. Lập tiến trình công nghệ. Thân máy là một chi tiết dạng hộp vì vậy nó tuân theo qui trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp nó bao gồm hai giai đoạn chính: Gia công mặt phẳng chuẩn và các lỗ chuẩn để làm chuẩn tinh thống nhất. Dùng mặt phẳng và hai lỗ định vị làm chuẩn tinh thống nhất để lần lượt gia công các mặt còn lại như: + Gia công các mặt phẳng còn lại. + Gia công thô và bán tinh các lỗ láp ghép. + Gia công các lỗ không chính xác dùng để kẹp chặt. + Gia công chính xác các lỗ lắp ghép. + Tổng kiểm tra. Dựa trên qui trình công nghệ điển hình như đã trình bày ở trên và điều kiện cụ thể kết cầu của thân máy ta lập được trình tự các nguyên công như sau: Nguyên công 1: Phay thô và phay tinh mặt đáy. Nguyên công 2: Khoét và doa lỗ f52. Nguyên công 3: Khoét và doa lỗ f70. Nguyên công 4: Kiểm tra độ song song của hai lỗ f52 và f70 và độ vuông góc của hai lỗ với mặt phẳg đáy. Nguyên công 5: Phay thô và phay tinh mặt bên, bên trái. Nguyên công 6: Phay thô và phay tinh mặt bên, bên phải. Nguyên công 7: Phay thô và phay tinh mặt trước. Nguyên công 8: Phay thô và phay tinh mặt trên và mặt đầu lỗ f52. Nguyên công 9: Phay thô và phay tinh rãnh hai mang cá. Nguyên công 10: Phay rãnh bề rộng B = 16 bằng dao phay ngón. Nguyên công 11: Khoan, khoét, doa lỗ f35. Nguyên công 12: Khoan f15,khoét f22. Nguyên công 13: Phay 2 rãnh ngang bề rộng B = 3 bằng dao phay đĩa. Nguyên công 14: Phay rãnh dọc bề rộng B = 3 bằng dao phay đĩa. Nguyên công 15: Phay rãnh then B = 10 bằng dao phay ngón. Nguyên công 16: Khoan 4 lỗ f3,4 và 2 lỗ f5,1 ở mặt trước. Nguyên công 17: Khoan 4 lỗ f5,1 và 1 lỗ f10 ở mặt đáy. Nguyên công 18: Khoan 1 lỗ f5,1 ở trụ f52. Nguyên công 19: Khoan 1 lỗ f3,4 ở rãnh then 10. Nguyên công 20: Ta rô ren các lỗ M4 và M6 bằng tay. Nguyên công 21: Tổng kiểm tra. Thiết kế nguyên công. Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công là đảm bảo được độ chính xác và năng suất yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, số bước và thứ tự các bước công nghệ... Vì vậy khi thiết kế nguyên công phải dựa vào dạng sản xuất, phương pháp phân tán nguyên công để chọn sơ đồ nguyên công hợp lý. Lập sơ đồ gá đặt theo qui ước mặt định vị được vẽ bằng màu xanh và vẽ các ký hiệu định vị (L) với số bậc tự do được khống chế bằng số định vị. Lực kẹp được ký hiệu bàng mũi tên (¯). Bề mặt gia công được vẽ bằng bút đỏ. Nguyên công 1: phay thô phay tinh mặt đáy. Sơ đồ định vị. Dùng ba chốt tỳ chỏm cầu định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Hai chốt tỳ chỏm cầu định vị mặt trước hạn chế hai bậc tự do. Một chốt tỳ chỏm cầu định vị mặt trên hạn chế một bậc tự do. Lực kẹp hướng từ trên xuống. Chọn máy. Chọn máy phay nằm vạn năng 6H82. Công suất động cơ N = 7 kw; hiệu suất 0,75. Số vòng quay trục chính (vòng/ phút): 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500 Lượng chạy dao dọc và ngang (mm/ phút): 19; 23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 900. Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy Pxmax = 14720 [N] (1500 kg). Chọn dao. D (mm) L (mm) d (H7) Số răng Z 100 50 32 8 Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6 với các thông số Nguyên công 2: Khoét và doa lỗ f52. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Hai chốt tỳ chỏm cầu định vị mặt bên trái hạn chế hai bậc tự do. Một chốt tỳ chỏm cầu định vị mặt trước hạn chế một bậc tự do. Lực kẹp hướng từ trên xuống. Chọn máy. Chọn máy doa đứng 2A78. Giới hạn đường kính các lỗ hở để doa (mm) Bé nhất 27 Lớn nhất 200 Số vòng quay trục chính 12 (vòng/ phút): 26; 36,8; 52; 73; 103; 145; 205; 289; 408; 575; 811; 1200. Số lượng chạy dao 4: 0,05 á 2 mm/ vòng Công suất động cơ N = 7 kw; hiệu suất 0,85. Chọn dao. Chọn dao khoét phi tiêu chuẩn vật liệu lưỡi cắt bằng thép gió, chuôi côn có đường kính D = 51 mm. Dao doa hai bậc liền khối bằng thép gió làm việc đồng thời, đường kính lần lượt là D1 = 51,8 và D2 = 52 mm. Nguyên công 3: Khoét và doa lỗ f70. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế hai bậc tự do. Một chốt tỳ chỏm cầu định vị mặt trái hạn chế một bậc tự do. Lực kẹp hướng từ trên xuống. Chọn máy. Chọn máy doa đứng 2A78. Chọn dao. Chọn dao khoét phi tiêu chuẩn vật liệu lưỡi cắt bằng thép gió, chuôi côn có đường kính D = 69 mm. Dao doa hai bậc liền khối bằng thép gió làm việc đồng thời, đường kính lần lượt là D1 = 69,8 và D2 = 70 mm. Nguyên công 4: Kiểm tra độ song song của hai lỗ f52 và f70 và độ vuông góc của hai lỗ với mặt phẳg đáy. Kiểm tra độ vuông góc của hai lỗ với mặt đáy Khi kiểm tra để thân máy lên mặt phẳng định vị lắp hai trục kiểm vào. Dùng bạc điều chỉnh cho không còn khe hở sau đó tạo chuyển động quay quanh tâm trục ta ghi được sai lệch chỉ thị lớn nhất và nhỏ nhất trên đồng hồ xo là xmax và xmin Độ không vuông góc D^ = Kiểm tra độ vuông song song của hai lỗ Để thân máy lên mặt phẳng định vị lắp hai trục kiểm vào, dùng bạc điều chỉnh cho không còn khe hở. Sau đó lắp tay đeo có mang hai đồng hồ so theo hai phương vuông góc vào hai trục kiểm. Hiệu chỉnh cho các đồng hồ so về vị trí 0, tháo tay đeo ra và lắp nó về phía đôi đối diện. Số chỉ trên hai đồng hồ là độ không song song của dai lỗ theo hai phương tương ứng. Nguyên công 5: Phay thô và phay tinh mặt bên trái. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f70 hạn chế hai bậc tự do. Chốt trám định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế 1 bậc tự do. Lực kẹp hướng vào mặt phiến tỳ. Chọn máy. Chọn máy phay đứng vạn năng 6H12. Công suất động cơ N = 7 kw; hiệu suất 0,75. Số vòng quay trục chính (vòng/ phút): 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500 Lượng chạy dao dọc và ngang (mm/ phút): 19; 23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 900. Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy Pxmax = 19650 [N] (2000 kg). Chọn dao. D (mm) L (mm) d (H7) Số răng Z 110 50 32 12 Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6 với các thông số Nguyên công 6: Phay thô và phay tinh mặt bên phải. Chọn sơ đồ định vị, máy, dao như ở nguyên công 5 Nguyên công 7: Phay thô và phay tinh mặt trước. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế hai bậc tự do. Chốt trám định vị mặt trụ trong của lỗ f70 hạn chế 1 bậc tự do. Lực kẹp hướng vào mặt phiến tỳ. Chọn máy. Chọn máy phay đứng vạn năng 6H12. Chọn dao. Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6 với các thông số D (mm) L (mm) d (H7) Số răng Z 110 50 32 12 Nguyên công 8: Phay thô và phay tinh mặt trên và mặt đầu lỗ f52. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f70 hạn chế hai bậc tự do. Chốt trám định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế 1 bậc tự do. Lực kẹp hướng vào mặt phiến tỳ. Chọn máy. Chọn máy phay đứng vạn năng 6H12. Chọn dao. D (mm) L (mm) d (H7) Số răng Z 110 50 32 12 Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6 với các thông số Nguyên công 9: Phay thô và phay tinh hai rãnh mang cá. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f70 hạn chế hai bậc tự do. Chốt trám định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế 1 bậc tự do. Lực kẹp hướng vào mặt phiến tỳ. Chọn máy. Chọn máy phay đứng vạn năng 6H12. Chọn dao. D (mm) B (mm) d (H7) j0 Số răng Z Vật liệu 63 12 22 500 12 P18 Chọn dao phay một góc với thông số cho trong bảng 4-88 t1 [2] Nguyên công 10:Phay rãnh bề rộng B = 16 bằng dao phay ngón. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế hai bậc tự do. Chốt trám định vị mặt trụ trong của lỗ f70 hạn chế 1 bậc tự do. Lực kẹp hướng vào mặt phiến tỳ. Chọn máy. Chọn máy phay đứng vạn năng 6H12. Chọn dao. Chọn dao phay ngón chuôi trụ với các thông số tra theo bảng 4-65 t1 [2] D (mm) L (mm) l (mm) Số răng Z Vật liệu 16 92 22 4 P18 Nguyên công 11: Khoan, khoét và doa lỗ f35. Sơ đồ định vị. Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế ba bậc tự do. Chốt trụ định vị mặt trụ trong của lỗ f70 hạn chế hai bậc tự do. Chốt trám định vị mặt trụ trong của lỗ f52 hạn chế 1 bậc tự do. Lực kẹp hướng vào mặt phiến tỳ. Chọn máy. Chọn máy khoan đứng 2A150 Đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmăx = 50 mm Công suất động cơ N = 7 kw; hiệu suất 0,85. Số vòng quay trục chính (vòng/ phút): 32; 47; 63; 89; 125; 185; 140; 351; 500; 735; 996; 1400 Lượng chạy dao vòng (mm/ phút): 0,12; 0,19; 0,28; 0,4; 0,62; 1,17; 1,8; 2; 2,4 Lực khoan chiều trục lớn nhất của cơ cấu chạy dao Pxmax = 24580 [N] (2500 kg). Chọn dao. Chọn dao doa thép gió có đường kính D = 35 mm; chiều dài tổng L = 134 á 380 mm; chiều dài phần làm việc l = 54 á 210 mm. ._.