Đề tài Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Piston Vòi phun bơm Cao áp Diezel D12

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC Nội dung Trang Phần I : Phân tích tính công nghệ của chi tiết Phần II: Xác định dạng sản xuất Phần III: Xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi Phần III.1 : Phương án tạo phôi Phần III.2 : Gia công chuẩn bị phôi Phần IV: Lập quy trình công nghệ gia công Piston vòi phun bơm Phần IV.1 : Đường lối công nghệ Phần IV.2 : Phương án gia công Phần IV.3 : Thứ tự các nguyên công -Nguyên công 1 -Nguyên công 2 -Nguyên công 3 -Nguyên công 4 -Nguyên công 5 -Nguyên công 6 -Nguyên công 7 Phần V: Tính lượng dư cho các bề mặt gia công Phần VI : Tính toán chế độ cắt cho các nguyên công Phần VII : Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công Phần VIII : Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công lỗ Phần IX : Kết luận chung TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Công nghệ chế tạo máy 2 Đồ gá 3 Nguyên lý cắt kim loại 4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 5 Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy Trường ĐHBK Hà Nội 6 Tính và thiết kế đồ gá 7 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy 8 Công nghệ vật liệu cơ bản trong ngành cơ khí 9 Dung sai và chuỗi kích thước trong thiết kế 10 Chế độ cắt gia công cơ khí 11 Sổ tay và Atlas đồ gá LỜI NÓI ĐẦU Nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước theo đường lối xây dựng chủ nghĩa xã hội Đảng ta đã đồng thời đề ra 3 cuộc cách mạng KHKT là then chốt tạo ra của cải cho xã hội . Do đó phải ưu tiên công nghiệp nặng một cách hợp lý. Trước tình hình và yêu cầu cấp thiết đó việc phát triển công nghiệp chế tạo máy đóng vai trò hết sức quan trọng đối với việc phát triển nền kinh tế quốc dân , song song với việc phát triển ngành chế tạo máy đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ công nhân kỹ thuật lành nghề . Để đáp ứng nhu cầu của sự phát triển đó . Hiện nay em là một sinh viên đã và đang trang bị kiến thức về mặt lý luận , về kỹ thuật cơ sở và đặc biệt là kiến thức chuyên môn , tay nghề để sau này ra trường với vốn kiến thức được trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé của mình làm giàu cho đất nước. Vừa rồi em đã được giao đề tài : Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết > . Mục đích của đề tài này nhằm kiểm tra đánh giá việc vận dụng kiến thức khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất đã được tiếp thu trong quá trình học tập trong trường ĐHSPKT HƯNG YÊN , so sánh qua lý thuyết và thực tế sản xuất và đặc biệt là rèn luyện kỹ năng nghề cho em. Sau khi nhận đề tài với sự giúp đỡ chỉ đạo tận tình của thầy giáo hướng dẫn , các thầy cô giáo trong khoa , các bạn cùng lớp và sự nỗ lực cố gắng của bản thân em đã làm việc một cách nghiêm túc cùng với sự tìm tòi nghiên cứu cho đến nay đề tài của em đã được hoàn thành. Trong quá trình thực hiện mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do trình độ còn hạn chế cùng những kinh nghiệm còn ít nên không tránh khỏi những sai sót. Vậy em kính mong sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thiện đề tài này. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Ngày 28 Tháng 12 Năm 2004 Sinh Viên : Nguyễn Văn Bính Phần I: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ Tính công nghệ của một sản phẩm hay của một chi tiết là đảm bảo những yêu cầu và công nghệ chế tạo sản phẩm đó .Tận dụng được nguyên liệu, hợp lý hoá kết cấu sao cho chi tiết dễ tháo lắp, tận dụng được thời gian gia công và thời gian lắp ráp.Vật liệu trong quá trình gia công là ít nhất, sử dụng được các phương pháp gia công tiên tiến để nâng cao được chất lượng và hạ giá thành sản phẩm . Chi tiết cần chế tạo là Piston Vòi phun bơm cao áp Diezel D12 .Vật liệu để chế tạo là Thép 45 nên chi tiết có thể dễ dàng gia công trên các loại máy vạn năng bằng các loại dao thông thường . Từ bản vẽ của Piston ta có thể thấy phần làm việc chính của Piston chủ yếu là phần f10,5 ,độ dài là 7,3 mm .Độ nhẵn bề mặt theo yêu cầu là Rz 3,2 tương ứng với cấp độ nhẵn là 8. Để có thể đạt được độ nhẵn này thì ở bước gia công cuối cùng ta phải dùng phương pháp mài tinh lại các bề mặt.Trên phần làm việc này còn có một lỗ f4, yêu cầu kỹ thuật gia công đạt cấp chính xác là 5 .Như vậy ta có thể khoan rồi doa tinh để đạt cấp chính xác này.Góc nghiêng của lỗ so với lỗ f3 là 40 nên ta cần gia công sau khi đã gia công được lỗ f3 rồi phân độ để gia công lỗ f4 . Lỗ f3 này sẽ được gia công sau khi phay một rãnh vuông nghiêng 450,yêu cầu về độ vuông góc giữa mặt A & B 0,03 mm nên trong nguyên công chuẩn bị phôi ,trước khi khỏa mặt đầu phải tiện đi một lớp mỏng để khử các mấp mô ở bề mặt trụ thì khi gia công mặt đầu có thể giảm được sai số gây ra do hình dáng hình học của phôi và đạt độ vuông góc như yêu cầu kỹ thuật. Trên Piston có đoạn trụ dài 9 mm , một rãnh dài 1,5 mm và các đoạn trụ f8,5 có thể tiện dễ dàng trên máy tiện vạn năng . Vì điều kiện làm việc của Piston đòi hỏi phải có độ cứng để Piston không bị cong vênh , mòn trong quá trình làm việc nên cần phải nhiệt luyện trước khi mài đạt kích thước . Phần II : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Xác định dạng sản xuất là khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt chi tiêu kinh tế kỹ thuật. - Để xác định dạng sản xuất ta căn cứ vào hai thông số chính là : + Khối lượng chi tiết. + Số lượng được sản xuất trong một năm . II.1 Xác định khối lượng chi tiết Để tính được khối lượng chi tiết ta cần phải xác định được thể tích của chi tiết. Ta chia chi tiết thành các phần như sau: Thể tích của chi tiết là: V =V1 + V2 + V3 + V4 + V5 - V6 -V7 -V8 + V9 + V10 -V11 - V12 (1) Ta có : V1 = mm3 V2 + V4 = mm3 V3 + V5 = mm3 V6 mm3 V7 = mm3 V8 = mm3 V9 = mm3 V10 = mm3 V11 = mm3 V12 = mm3 Thay vào công thức (1) ta có : V=3181,7 mm3 = 3181,7. 10-6 dm3 Khối lượng của chi tiết được tính theo công thức : m = g.V (2) Với V : Thể tích của chi tiết . g : Khối lượng riêng của vật liệu làm chi tiết. m : Khối lượng của chi tiết. Tra bảng ta được g =7.852 kg/dm3. => Khối lượng của chi tiết là : m = 7,852.3181,7.10-6 = 0,025 Kg =25 g. II.2 Xác định dạng sản xuất Việc xác định dạng sản xuất dựa vào Bảng 2 (TKĐACNCTM) Dạng sản xuất Khối lượng chi tiết (Kg) Kg>200 4 - 200Kg < 4 Kg Sản lượng hàng năm của chi tiết (Chi tiết) Đơn chiếc Loạt nhỏ Loạt vừa Loạt lớn Hàng khối <5 5 – 100 100 – 300 300 – 1000 >1000 <10 10 – 200 200 – 500 500 – 1000 >5000 <100 100 – 500 500 – 5000 5000 – 50000 >50000 Theo phân công :Sản lượng hàng năm là N = 2000 chiếc/năm Khối lượng chi tiết là m = 0,025 Kg < 4 Kg Dạng sản xuất là loạt vừa. Phần III : PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO PHÔI III.1 Phương án chế tạo phôi Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết ,vật liệu , dạng sản xuất và điều kiện cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp , địa phương . Có nhiều phương pháp chế tạo phôi khác nhau như : Đúc , dập , rèn , cán ... Đúc được dùng chế tạo phôi cho các loại chi tiết như : Gối đỡ , các chi tiết dạng hộp , các loại càng phức tạp ,các loại trục chữ thập ... Vật liệu thường dùng cho phôi đúc là gang , thép, đồng , nhôm và một số loại hợp kim khác .Đúc được thực hiện trong các khuôn cát , khuôn kim loại , trong khuôn vỏ mỏng hoặc các phương pháp đúc ly tâm , đúc áp lực , đúc theo mẫu chảy ... Tuỳ theo dạng sản xuất , vật liệu , hình dáng và khối lượng chi tiết mà chọn các phương pháp đúc hợp lý . Dập dùng để chế tạo phôi cho các loại chi tiết như : Trục răng côn , trục răng thẳng ,các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng ,trục khuỷu ...Các chi tiết được dập trên máy dập nằm ngang hoặc máy dập đứng .Đối với các loại chi tiết đơn giản thì dập sẽ không có ba via còn chi tiết phức tạp có ba via ( khoảng 0,5 ->1% trọng lượng của phôi ). Rèn : Trong sản xuất đơn chiếc và hang loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do. Ưu điểm chính của phôi rèn tự do là giá thành hạ do không phải chế tạo khuôn dập . Cán : Phôi cán hay phôi thép thanh dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn , chi tiết kẹp chặt , các loại trục , xi lanh, Piston , bạc ,bánh răng có đường kính nhỏ... Trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn và hàng khối thì dung sai của phôi thép có thể đạt được theo bảng 3 . Trong thực tế , chi tiết được chế tạo là Piston vòi phun bơm ,dạng sản xuất là loạt vừa, khối lượng chi tiết nhỏ ,điều kiện sản xuất thuận lợi .Dựa vào việc phân tích các phương án chế tạo và điều kiện thực tế ta chọn phương pháp gia công chế tạo phôi là phôi cán . III-2 Gia công chuẩn bị phôi: Do dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa nên việc gia công chuẩn bị phôi là việc đầu tiên của quá trình gia công cơ , cần chuẩn bị phôi vì : vì phôi được chế tạo ra có bề mặt xấu so với yêu cầu như xù xì rỗ nứt .Tình trạng đó làm cho dụng cụ cắt nhanh bị mòn , nhanh hỏng , chế độ cắt khi gia công bị hạn chế nhiều , đồng thời dễ sinh ra va đập , rung động làm giảm nhanh độ chính xác của các thiết bị , máy móc sai lệch hình dáng hình học của phôi lớn do tính in dập khi gia công để đạt yêu cầu của chi tiết cần phải cắt nhiều lần và bằng nhiều dao làm cho thời gian công kéo dài chi phí lớn . Do đó để khắc phục ta phải tiến hành gia công chuẩn bị phôi. Gia công chuẩn bị phôi thường là làm sạch phôi , gia công bóc vỏ . Tuỳ thuộc vào dạng phôi yêu cầu cần đạt của chi tiết gia công mà dùng nguyên công gia công chuẩn bị phôi thích hợp nhất , không nhất thiết phải qua các công việc nói trên . Trong trường hợp phôi dùng để gia công thành chi tiết là Piston nên ta cần phải gia công bóc vỏ trước khi gia công tạo các bề mặt . Phần IV : THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG Phần IV.1 Đường lối công nghệ Do dạng sản xuất là hang loạt vừa do đó việc lập quy trình công nghệ cho chi tiết “ Piston vòi phun bơm” hợp lý có ý nghĩa quan trọng . Nó ảnh hưởng tới năng xuất lao động và chất lượng sản phẩm Thực tế quy trình công nghệ được xây dựng trên nguyên công hay một số nguyên công trong trường hợp có nhiều dao hoặc trên máy có phạm vi rộng tức là quy trình công nghệ được phân ra nhiều nguyên công đơn giản , ít bước công nghệ . Trong một số nguyên công dùng máy vạn năng kết hợp với một số thiết bị chuyên dùng hoặc chuyên dùng đơn giản để chế tạo . Nguyên tắc khi thiết kế thi công là phải đảm bảo năng xuất lao động và độ chính xác yêu cầu . Năng xuất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt , các bước gia công thứ tự các bước công nghệ . Vì vậy ta phải dựa vào dạng sản xuất , đường lối công nghệ để chọn sơ đồ nguyên công cho phù hợp với dạng sản xuất đó thì gia công tập chung cho một vị trí hay một vài vị trí sử dụng đồ gá vạn năng kết hợp , các nguyên công còn lại với dạng sản xuất hàng loạt vừa ta phải dựa trên nguyên tắc phân tán nguyên công có thể gia công trên nhiều vị trí và dùng đồ gá chuyên dùng và một số nguyên công nào đó có thể gia công làm nhiều bước Với dạng sản xuất hàng loạt vừa và hàng khối các nguyên công được tách ra và gia công có ở nhiều vị trí khác nhau và có thể gia công bằng nhiều dao hoặc bằng nhiều tổ hợp dao . Chi phí cho các dụng cụ là các cơ sở sau đây Kết cấu hình dáng kích thước của chi tiết Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của phương pháp tạo phôi . IV.2 Trình tự các nguyên công Phương án 1 : Nguyên công 1 : Tiện khỏa mặt đầu . Nguyên công 2 : Tiện các mặt trụ ứ 8 và ứ 8,5 . Nguyên công 3 : Đảo đầu chi tiết ,tiện mặt trụ ứ 10,5 và mặt côn . Nguyên công 4 : Phay rãnh rộng 4mm trên mặt trụ ứ 8,5 . Nguyên công 5 : Gia công 2 lỗ ứ 3 và ứ 4 . Nguyên công 6 : Nhiệt luyện . Nguyên công 7 : Mài tinh lại các mặt trụ . Phương án 2: Nguyên công 1 : Tiện khoả mặt đầu . Nguyên công 2 : Tiện các mặt trụ . Nguyên công 3 : Khoan 2 lỗ ứ 3 và ứ 4 . Nguyên công 4 : Phay rãnh trên mặt trụ ứ 8,5 . Nguyên công 5 : Nhiệt luyện . Nguyên công 6 : Mài tinh lại các mặt trụ . Sau khi đã nghiên cứu kỹ nguyên lý làm việc cùng với hình dáng vật thật chi tiết ta tiến hành phân chia các bề mặt gia công và chọn phương pháp gia công hợp lý.So sánh các phương pháp trên để đạt độ chính xác về kích thước cũng như độ nhẵn bóng bề mặt để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết ta chọn Phương án 1 để gia công vì chọn chuẩn đơn giản , kết cấu đồ gá không quá phức tạp có thể gia công một cách dễ dàng . IV.3 Các nguyên công * NGUYÊN CÔNG I : Khoả mặt đầu và khoan lỗ tâm . Định vị và kẹp chặt : Trên mâm cặp 3 vấu , khống chế 4 bậc tự do ( tịnh tiến và quay quanh Ox, Oz) . Máy tiện : T616 . Dao : Dao đầu cong có gắn hợp kim T15K6 hoặc BK8 . Mũi khoan ruột gà ứ 3, dao vát lỗ (vật liệu P9) . Các bước gia công : + Bước 1 : Tiện khoả một đầu . + Bước 2 : Quay đầu phôi tiện mặt còn lại làm mặt B . + Bước 3 : Khoan lỗ tâm ứ 3 đạt độ vuông góc với mặt B. Dụng cụ đo , kiểm tra : Thước lá ,thước cặp . *NGUYÊN CÔNG II : Tiện các mặt trụ ứ 8,5 và ứ 8 . Định vị : Dùng 2 mũi tâm định vị để khống chế 5 bậc tự do (3 bậc tịnh tiến theo Ox,Oy,Oz , 2 bậc quay quanh Ox ,Oz ) có kẹp tốc để truyền chuyển động từ trục chính . Mũi tâm ở mâm cặp là mũi tâm tự lựa . Máy tiện :T616 Dao : Dao vai (có gắn hợp kim T15K6 hoặc BK8) Dao cắt rãnh (vật liệu P9 ) Các bước gia công : + Bước 1 :Tiện đoạn trụ ứ 8,5 dài 38 mm. + Bước 2 :Tiện cắt rãnh 2 đoạn ứ 8. Dụng cụ đo , kiểm tra :Thước cặp , Panme . *NGUYÊN CÔNG III : Quay đầu , tiện trụ ứ 10,5 và tiện côn Định vị , máy như nguyên công II Dao : Dao vai , dao cắt rãnh ,dao tiện côn Các bước gia công : + Bước 1 : Tiện đoạn trụ ứ 10,5 đạt kích thước 55,5 + Bước 2 : Tiện đoạn trụ ứ 5 trên độ dài còn lại . + Bước 3 : Tiện đoạn côn dài 1,2 mm . Dụng cụ đo , kiểm tra : Thước cặp ,Panme. * NGUYÊN CÔNG IV : Phay rãnh vuông rộng 4 mm . Định vị : Dùng 2 mũi tâm giống như Nguyên công II , kẹp tốc được kẹp chặt để khống chế tất cả 6 bậc tự do . Máy : Máy phay đứng F 250 x 900 . Dao : Dùng dao phay ngón ( vật liệu thép P9 ) . Các bước gia công : +Bước 1 : Phay thô +Bước 2 : Phay tinh Dụng cụ đo , kiểm tra : Panme , Thước cặp * NGUYÊN CÔNG V : Gia công lỗ ứ 3 và ứ 4 Định vị : Như nguyên công IV Máy : Khoan K125 Dao : Mũi khoan ruột gà Mũi doa Mũi vát mép Vật liệu làm dao đều là P9 Các bước gia công : + Bước 1 : Khoan lỗ ứ 3 + Bước 2 : Doa lỗ ứ 3 + Bước 3 : Xoay đầu phân độ và khoan lỗ ứ 4 + Bước 4 : Vát mép + Bước 5 : Doa lỗ ứ 4 Dụng cụ đo , kiểm tra : Panme đo lỗ , calip đo trong * NGUYÊN CÔNG VI : Nhiệt luyện * NGUYÊN CÔNG VII : Mài lại các mặt trụ Định vị : Như với nguyên công IV Máy : Máy mài vô tâm Dao : Đá mài trụ ngoài Các bước gia công + Bước 1 : Mài thô các trụ ứ 8,5 + Bước 2 : Mài tinh các trụ ứ 8,5 + Bước 3 : Quay đầu phôi Mài thô trụ ứ 10,5 và ứ 8 + Bước 4 : Mài tinh các trụ ứ 10,5 và ứ 8 Dụng cụ đo kiểm tra : Panme Phần V:TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG Việc tính toán lượng dư gia công cho chi tiết là công việc quan trọng và cần thiết làm cơ sở sau này cho công việc chế tạo phôi , nếu xác định lượng dư gia công không hợp lý sẽ gây cho công việc sau này có ảnh hưởng tới kinh tế cho nhiều mặt ,là cơ sở cho việc tính toán chế độ cắt . Nếu lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu phải qua nhiều lần cắt gọt , ảnh hưởng tới dụng cụ cắt và độ rung động trong quá trình gia công và đồ gá không được bền ảnh hưởng tới chi tiết và hiệu quả không cao. Nếu lượng dư gia công mà quá nhỏ thì sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch hình dáng hình học của chi tiết và chi tiết sẽ trở thành phế phẩm và bị hỏng . Do vậy việc xác định lượng dư hợp lý là việc công việc rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến những sai lệch và yêu cầu cho các chi tiết . V.1 Tính toán lượng dư cho nguyên công V : Khoan lỗ ứ 3 và ứ 4 Ta tính lượng dư gia công cho lỗ ứ 3 rồi từ đó suy ra lượng dư gia công của lỗ ứ 4 Quy trình công nghệ gia công lỗ ứ 3 gồm có 2 bước : Bước 1 : khoan lỗ . Bước 2 : doa lỗ đạt kích thước ứ 3+0,05 Theo bảng 10 trang 39 ta có : Rz + Ti = 150 + 150 = 300 mm Theo bảng 13 trang 40 Sau bước 1 : khoan Rz + Ti = 40 + 60 = 100 mm Sau bước 2 : doa Rz + Ti = 10 + 25 = 35 mm Sai lệch không gian tổng cộng tính theo công thức : phôi = c :giá trị cong vênh của lỗ tính theo cả 2 phương hướng kính và hướng trục c tính theo công thức c = Trong đó : - : Độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài . - D : Đường kính lỗ . - l : Chiều dài lỗ Tra bảng 15 ta được =1 => c = mm cm : giá trị sai lệch công thức tính cm = D : Dung sai đường kính lỗ l : Dung sai chiều dài lỗ cm = Vậy sai lệch tổng cộng của phôi là : phôi = mm Sai lệch còn lại sau mỗi bước nguyên công tính theo công thức : còn lại = k .i-1 i-1 : Sai lệch của bước(nguyên công) sát trước để lại . k : Hệ số chính xác hóa ,khi khoan lấy k = 0,05 ,doa lấy k = 0,02 . => sai lệch còn lại sau khi khoan là 1 = 0,05 . phôi = 0,05 .206 = 10,3 mm => sai lệch còn lại sau khi doa là 2 = 0,02 . 1 = 0,02 .10,3 = 0,2 mm Do chi tiết chống tâm 2 đầu nên eGđ = 0 Lượng dư gia công nhỏ nhất tính theo công thức : 2Zmin = 2.( Rzi-1 + Ti-1 +). Trong đó Rzi-1 : chiều cao tế vi do bước công nghệ sát trước để lại Ti-1 : chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại i-1 : Sai lệch do bước công nghệ sát trước để lại eGđ : Sai số gá đặt của nguyên công đang thực hiện => Lượng dư gia công nhỏ nhất khi doa là : 2Zmin = 2.( 40 + 60 +10,3) =220 mm = 0,22 mm Vì lỗ đặc nên lượng dư gia công nhỏ nhất khoan chính là kích thước của lỗ khi khoan xong . Kích thước sau khi doa bằng kích thước lỗ đạt được sau cả nguyên công tức là bằng kích thước ghi trên bản vẽ chi tiết (3,05) . Kích thước sau khi khoan bằng kích thước sau khi doa cộng với lượng dư khi doa . => Kích thước lỗ sau khi khoan là : D1 = 3,05 – 0,22 = 2,83 mm Lượng dư khi khoan là : 2,83 mm Dung sai của các bước được tra trong bảng 3 trang 14 Dung sai khi khoan là : d1 =160 mm Dung sai khi doa là : d2 = 80 mm Kích thước giới hạn của phôi được xác định như sau : Lấy kích thước sau gia công là Dmax ,sau đó trừ đi dung sai của bước đó ta sẽ được Dmin .Cứ tính ngược như vậy ta sẽ tính kích thước giới hạn của các bước nguyên công. Kích thước giới hạn khi doa là : D2 max =3,05 => D2 min =3,05 – 0,08 = 2,97 mm Kích thước giới hạn khi khoan là : D1 max =2,83 => D1 min =2,83 – 0,16 = 2,67 mm Lượng dư giới hạn Zmin xác định bằng hiệu 2 kích thước lớn nhất của 2 nguyên công kề nhau , Zmax xác định bằng hiệu giữa 2 kích thước nhỏ nhất của 2 nguyên công kề nhau . => Lượng dư nhỏ nhất khi doa là : Z2 min = D2 max- D1 max = 3,05 - 2,83 = 0,22 mm => Lượng dư nhỏ nhất khi doa là : Z2 max = D2 min- D1 min = 3,97 - 2,67 = 0,3 mm Lượng dư giới hạn khi khoan bằng đường kính lỗ lớn nhất và nhỏ nhất sau khi khoan 2Z1max = 2,83 mm 2Z1 min = 2,67 mm Tổng hợp các kết quả lại ta có bảng sau Bước Thành phần lượng dư Lượng dư tính toán Zmin (mm) Kích thước tính toán ( mm ) Dung sai d(mm) Kích thước giới hạn Lượng dư giới hạn Rz (mm) Ti (mm) (mm) eGđ (mm) Dmax (mm) Dmin (mm) 2Zmax (mm) 2Zmin (mm) Phôi Khoan Doa 150 40 10 150 60 25 206 10,3 0,2 0 0 0 2,83 0,22 2,83 3,05 160 80 2,83 3,05 2,67 3,97 2,83 0,3 2,67 0,22 Lượng dư tổng cộng chính bằng kích thước đạt được sau khi doa 2Z0max = 3,05 mm 2Z0 min = 2,97 mm Kiểm tra kết quả tính toán Ta có : 2Z0max - 2Z0min = 0,3 – 0,22 = 0,08 mm = 80 mm d1 - d2 = 160 – 80 = 80 mm => Kết quả tính toán là đúng . Tương tự ta cũng tính được đối với lỗ ứ 4 .Các số liệu tính toán được ghi lại trong bảng sau : Bước Thành phần lượng dư Lượng dư tính toán Zmin (mm) Kích thước tính toán ( mm ) Dung sai d(mm) Kích thước giới hạn Lượng dư giới hạn Rz (mm) Ti (mm) (mm) eGđ (mm) Dmax (mm) Dmin (mm) 2Zmax (mm) 2Zmin (mm) Phôi Khoan Doa 150 40 10 150 60 25 206 10,3 0,2 0 0 0 3,83 0,22 3,83 4,05 160 80 3,83 4,05 3,67 3,97 3,83 0,3 3,67 0,22 V.2 Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại Để nhanh chóng xác định lượng dư gia công ,giảm thời gian tính toán mà vẫn đảm bảo độ chính xác người ta tra lượng dư gia công trong Sổ tay công nghệ chế tạo máy . + Nguyên công I : Lượng dư khi tiện cắt đứt và khoả măt đầu là : Cắt thô : 2Z = 2,5 mm ( Bảng 3.121 STCNCTM ). Cắt tinh : 2Z = 0,7 mm ( Bảng 3.125 STCNCTM ). + Nguyên công II & III Lượng dư cho tiện các mặt trụ ( Bảng 3.120 ) -Trục ứ 10,5 : Tiện thô : 2Z = 1.5 mm Tiện tinh : 2Z = 0,9 mm -Trục ứ 8,5 ; ứ 8 ; ứ 5 : Tiện tinh : 2Z = 0,8 mm -Mặt côn : Tiện tinh : 2Z = 0,8 mm + Nguyên công IV : Phay rãnh Phay tinh : 2Z = 0,5 mm ( Bảng 3. 142) +Nguyên công VII : Mài các mặt trụ (Bảng 3 .122 ) Mài thô : 2Z = 0,4 mm Mài tinh : 2Z = 0,2 mm Phần VI : TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT Việc tính toán và lựa chọn chế độ cắt sao cho hợp lý góp phần cho hiệu quả kinh tế cao ,giảm giá thành sản phẩm .Việc chọn chế độ cắt có ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của các chi tiết gia công như ảnh hưởng đến tuổi bền của dao , máy và quá trình sản xuất và chi tiết . Xác định chế độ cắt là xác định chiều sâu cắt , lượng chạy dao, tốc độ cắt và thời gian gia công cơ bản trong điều kiện gia công nhất định . Chọn chế độ cắt hợp lý vừa đảm bảo năng suất lao động , hạ giá thành đồng thời phát huy hết khả năng của máy , các trang thiết bị và dụng cụ cắt đầy đủ . Để xác định được chế độ cắt hợp lý và đảm bảo tính năng trên ta xác định chế độ cắt cho từng nguyên công . VI .1 Tính chế độ cắt cho nguyên công V : Gia công lỗ ứ 3 và ứ 4 Ta chỉ cần tính chế độ cắt cho nguyên công gia công lỗ ứ 3 .Chế độ cắt khi gia công lỗ ứ 4 sẽ được lấy giống như của lỗ ứ 3 . VI.1.1 Tính chiều sâu cắt t ( mm ) Chiều sâu cắt khi khoan, doa chính bằng lượng dư khi khoan và khi doa . + Chiều sâu cắt khi khoan là : 2Z1max = 2,83 mm => t1 max =.2Z1max = .2,83 = 1,425 mm 2Z1 min = 2,67 mm => t1 min =.2Z1min = .2,67 = 1,335 mm + Chiều sâu cắt khi doa là : 2Z2 max = 0,3 mm => t2 max =.2Z2 max = .0,3 = 0,15 mm 2Z2 min = 0,22 mm => t2 min =.2Z2 min = .0,22 = 0,11 mm VI.1.2 Tính lượng chạy dao S (mm/ vòng) Khi khoan lỗ người ta thường chọn lượng chạy dao lớn nhất cho phép theo độ bền của mũi khoan . Lượng chạy dao không phải tính mà tra trong STCNCTM 2 Theo bảng 5.25 Lượng chạy dao khi khoan là : S1 = 0,08 I 0,1 mm/vòng Theo bảng 5.25 Lượng chạy dao khi khoan là : S 2 = 0,8 mm/vòng VI.1.3 Tính tốc độ cắt V (m/ph) Tốc độ cắt khi khoan được tính theo công thức : Trong đó - CV , q, m, y :Các hệ số và số m - D : Đường kính mũi khoan - T : Chu kỳ bền - S : Lượng chạy dao - KV : Hệ số điều chỉnh - Tra bảng 5.28 (STCNCTM 2) ta được : CV =7 q = 0,4 y = 0,7 m = 0,2 - Khi gia công cần có dung dịch trơn nguội - Theo bảng 5.30 ta có T = 15 - Lấy S = 0,1 mm/vòng D = 2,7 mm - Hệ số điều chỉnh KV được tính theo công thức : KV = KMV . KUV . KLV Với KMV = = 1 Tra bảng 5.5 được KUV = 1 bảng 5.31 được KLV = 1 => KV = 1 Vậy tốc độ cắt khi khoan là : = 30,37 ( m/phút ) Tốc độ quay của mũi khoan là : n1 = = 3580 (vòng/ phút) Tốc độ cắt khi doa tính theo công thức : Với t là chiều sâu cắt ,lấy t = 0,15 Các thông số khác tra như khi khoan được : CV = 10,5 q = 0,3 y = 0,65 x = 0,2 m = 0,4 KV = 1 S = 0,8 mm/vòng D = 3 mm => Tốc độ cắt khi doa là : = 8,35 ( m/phút ) Tốc độ quay của mũi doa là : n2 = = 886 ( vòng/phút ) VI.1.4 Tính mômen cắt và lực cắt . Khi khoan lỗ ứ3. Mômen xoắn khi khoan tính theo công thức M X = 10.CM.D q.S y.K P Ta có : D = 2,7 mm. S = 0,1 mm/vòng. Theo bảng 5.32 ta có : CM = 0,0345 q = 2. y = 0,08. - KP = KMP Theo bảng 5.9 ta có : KMP == 1 ==> Mômen cắt khi khoan lỗ ứ3 là : M X = 10.0,0345.2,7 2.0,1 0,8.1 = 0,4 Nm . Lực cắt khi khoan tính theo công thức : PO= 10 .CP. D q.S y.KP . Theo bảng 5.32 ta có : CP = 68 q = 1 y = 0,7. ==> Lực cắt khi khoan là : PO= 10 .68. 2,7 1.0,1 0,7.1 = 366 N . Khi doa lượng dư nhỏ nên lực dọc trục có thể bỏ qua .Để xác định Mômen xoắn khi doa, ta coi mỗi răng của dao doa như một con dao tiện trong có lực dọc trục là Px . Khi đó Mômen xoắn MX khi doa được tính Mx = t = 0,15 mm . S = 0,8 mm/vòng. D= 3mm Tra bảng 5.23 ta có : CP = 67 x = 1,3 y = 0,65 Lấy Z = 5 răng. ==> Mômen xoắn khi doa là : Mx = N VI.1.5. Tính công suất cắt Ta chỉ cần tính công suất cắt cần thiết khi khoan khi đó công suất cắt khi doa luôn thoả mãn do khi doa lượng dư gia công nhỏ. Ta có : Công suất cắt khi khoan được tính theo công thức NE =KW Nhỏ hơn nhiều so với công suât của máy khoan đứng K125 có N= 2,8 KW VI.2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại trong Sổ tay Công Nghệ Chế tạo máy tập 3 1. Nguyên công I : Tiện khoả mặt đầu. Theo bảng 5.64 ta có : - Lượng chạy dao : S = 0,38 mm/vòng - Tốc độ cắt V = 287 m/phút. 2. Nguyên công II & III : Tiện các trụ ngoài . +Tiện thô : Theo bảng 5.60 : Lượng chạy dao S = 0,3 – 0,4 mm/vòng Theo bảng 5.64 : Tốc độ cắt V = 231 m/ phút +Tiện tinh : Theo bảng 5.64 : ta có V = 231 m/ phút Theo bảng 5.62 : S = 0,25 mm / vòng. +Khi tiện cắt rãnh ta có : Lượng chạy dao S = 0,08 – 0,1 mm/ vòng (bảng 5.72 ) . Vận tốc cắt V = 49 m/ phút ( bảng 5.73 ). + Khi tiện côn : Theo bảng 5.71 : Ta có : S = 0,02 – 0,04 mm /vòng. V = 27 – 38 m/phút . 3. Nguyên công IV : Phay rãnh Theo bảng 80 _5 ( Chế độ cắt gia công cơ khí ) ta co Lượng chạy dao S = 472 mm/ phút . Vận tốc cắt V =22,3 m/ phút . 4. Nguyên công VII : Mài lại các mặt trụ + Mài thô : Theo bảng 5-203 ,lấy D = 16-20 mm ta có Số vòng quay của chi tiết nCT = 190 – 380 vòng/ phút Lượng chạy dao S = 3 mm/ s . +Mài tinh : Theo bảng 5.204 ta có n CT =390 – 530 vòng/phút S =3,08 mm/s.