Đồ án Công nghệ chế tạo máy thân đỡ với vật liệu là GX15-32

Lời nói đầu Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và đặc biệt là ngành cơ khí đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tương đối rộng đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất. Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân.Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế , trong chương trình đào tạo.Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy không thể thiếu được đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy khi kết thúc môn học. Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Luyện Duy Tuấn, em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy được giao.Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quan,tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót vì thiếu kinh nghiệm thực tế, thiết kế. Do vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức em vẫn mong được học hỏi. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Luyện Duy Tuấn đã hướng dẫn em hoàn thiện đồ án môn học này. Hưng Yên, ngày 15tháng 11 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Văn Tiếp. Mục lục I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết trang 3 II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết trang 4 III. Xác định dạng sản xuất trang 4 IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi trang 5 V. Tra cấp chính xác lỗ trang 5 VI. Kiểm tra độ bóng bề mặt gia công trang 5 VII. Chọn chuẩn trang 6 VIII. Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại trang 7 IX. Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại trang 10 X. Xác định thời gian nguyên công trang 34 XI. Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công lỗ f 6,5 mm trang 40 Tài liệu tham khảo 1.Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy _ Trần Văn Địch. 2. Công nghệ chế tạo máy tập I,tập II 3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I 4. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II 5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III 6. Atlas đồ gá (Trần Văn Địch) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Căn cứ vào bản vẽ chi tiết (b2) thân đỡ với vật liệu là GX15-32(gang xám 15-32). - Ta thấy rằng chi tiết này có chức năng đỡ đầu trục đồng thời có thể làm nắp để ghép với chi tiết khác tạo nên bộ phận máy, như vậy có thể coi chi tiết thân đỡ này như một chi tiết dạng hộp. Do đó ,nhiều lỗ cần được gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép. - Trên chi tiết ta thấy những bề mặt làm việc chủ yếu là: + Mặt trụ rỗng trong F20+0,04 được dùng để thực hiện lắp ghép với các chi tiết máy khác. + Mặt trụ rỗng trong F30+0,04 được dùng để thực hiện lắp ghép với các chi tiết máy khác. + Mặt trụ rỗng trong F12+0,03 được dùng để thực hiện lắp ghép với các chi tiết máy khác. + Mặt đáy phẳng có 4 lỗ F6,5+0,03 được dùng để bắt bulông với chi tiết khác + Mặt đầu của phần trụ F40 + Mặt đầu của phần trụ F30 Trong đó các kích thước quan trọng là: + Kích thước đường kính lỗ: F30+0,04 ; F20+0,04 ; F12+0,03 + Kích thước thẳng: 50 của phần trụ F40 6 của đế (bề dày của đáy) + Kích thước của khoảng cách tâm các lỗ chính so với mặt đáy: 16±0,05 ; 33±0,05 - Chi tiết là thân đỡ do vậy mà các bề mặt trụ trong F20+0,04 và F30+0,04 ,F12+0,03 thường phải chịu tải trọng là chủ yếu, cũng như chịu sự mài mòn khi thực hiện lắp ghép với chi tiết khác trong quá trình làm việc. II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Từ bản vẽ chi tiết ta nhận thấy: - Kết cấu các bề mặt trụ trong đều là các lỗ thông suốt, do đó thoát dao dễ dàng. - Chi tiết không có các lỗ tịt vì vậy ta dễ dưa dao vào thực hiện gia công các lỗ một cách dễ dàng. - Trên chi tiết cũng không có các bề mặt nghiêng so với đáy. Có các mặt đầu của phần trụ vuông góc với đáy. - Chi tiết nhìn chung đủ cứng vững. - Bề mặt đáy có đủ diện tích và khả năng dùng chuẩn phụ. - Với kết cấu như vậy ta hoàn toàn có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi tiên tiến. Ta có thể chế tạo phôi bằng cách: Đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại ,đúc theo mẫu chảy,... III. Xác định dạng sản xuất: - Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức : Q1 = V . g (Kg) Q1: Trọng lượng chi tiết (Kg) g: Trọng lượng riêng của vật liệu ( g 7,2 (Kg/dm3) V: Thể tích của chi tiết (dm3) : V = V1 + V2 + V3 . Trong đó: V1 - thể tích của phần đáy V1 = 60 x 100 x 6 - p. 3,25 2.6 . 4= 2803,61 (mm3) V2 - thể tích của phần trụ F30 và lỗ F12 V2 p x 152 x 120 - p x 62 x 120 = 71251,32 (mm3) V2 - thể tích của phần trụ F40 và lỗ F30 và lỗ F20 V3 p x 202 x 50 - p x 152x 40 - p x 102 x 10 = p x (202x 50 - 152x 40 - 103) = 57805,30 (mm3) Þ V = 2803,61 + 71251,32 + 57805,30 = 131824,23 (mm3) » 131825 . 10-6 (dm3) » 0,131825(dm3) Þ Q1 = V . g = 0,131825. 7,2 = 0,94914 (kG) » 1 (Kg) < 4 (Kg) - Tra bảng 2 (Thiết kế đồ án CNCTM - trang 13) với Q1 = 1 (Kg) N = 1950 (sản phẩm) Ta có dạng sản xuất là : Hàng loạt vừa. IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi như đã trình bày: Từ hình dáng của chi tiết ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại,làm khuôn bằng máy, đúc bằng khuôn kim loại... V. Tra cấp chính xác các lỗ: - Lỗ F20+0,04 ® Tra sổ tay CNCTM tập 1 với F20 và dung sai +0,04mm ® Cấp chính xác là: cấp chính xác : H8 - Lỗ F30+0,04 ® Cấp chính xác: H8 - Lỗ F12+0,03 ® Cấp chính xác: H8 VI. Kiểm tra độ bóng bề mặt gia công: - Lỗ F30+0,04 có Rz = 20(mm) Þ Độ bóng cấp Ñ5 ® gia công bán tinh Þ Khoét + doa - Lỗ F20+0,04 Rz = 20 mm Þ Cấp độ bóng Ñ5 ® gia công bán tinh Þ Khoan + khoét + doa - Lỗ F12+0,03 Rz =20 mm Þ Cấp độ bóng Ñ5 ® Khoan + Doa. - Mặt đầu trụ F40, F30 « Rz = 40 mm « Ñ4 Þ Gia công bán tinh Þ Phay mặt đầu (phay thô + phay tinh). VII. Chọn chuẩn: Hình 1 * Chọn chuẩn thô: * Chọn bề mặt phẳng cách mặt đế làm chuẩn thô vì đáp ứng được nguyên tắc 2 và 4 khi chọn chuẩn thô. - Nguyên tắc 2: Nếu có một số bề mặt không gia công, thì nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt gia công làm chuẩn thô. - Nguyên tắc 4: Cố gắng chọn mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng. * Chọn mặt đế làm chuẩn tinh chính vì như vậy sẽ thoả mãn: +Cho chi tiết lúc gia công có vị trí tương tự lúc làm việc (nguyên tắc 1 khi chọn chuẩn tinh). + Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng gốc kích thước (nguyên tắc 2). + Mặt đáy đủ diện tích để định vị (nguyên tắc 3).` VIII.Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại. 1. Tính lượng dư khi gia công kích thước 50 (chiều dài phần trụ F30+0,04) - Phôi đúc, vật liệu là gang xám: GX15 - 32 nên ® độ chính xác phôi cấp II. Nguyên công được thực hiện bằng dao phay đĩa gồm hai bước : phay thô + phay tinh. Chi tiết được định vị bằng mặt phẳng đáy(khống chế 3 bậc tự do Qoy, Qox,Toz) dùng hai phiến tỳ và 2 lỗ F6,5 (chốt trụ + chốt trụ trám khống chế ba bậc tự do Tox ,Toy ,Qoz).Các mặt định vi đã được gia công. - Theo bảng 10, thiết kế đồ án CNCTM ta có Rz và T của phôi như sau: Rz = 250(mm) T= 350 (mm) - Sai lệch không gian tổng cộng = rCV Với rCV = Dk.L : Sai lệch cong vênh L: Chiều dài chi tiết; L = 50 (mm) Dk:Độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài. Dk = 2 mm/mm (bảng 15, thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy). ® = 2.50 = 100 (mm) * Bước phay thô: - Sai lệch không gian tổng cộng tính theo công thức: =rC = Dk.L =2.50=100 (mm) Lượng dư nhỏ nhất cho việc gia công thô xác định theo công thức theo bảng 9 ta có: 2Z=2(++) Theo bảng 3-65 Sổ tay CNCTMI ta có += 400(m)=0,4 (mm) Tổng sai lệch vị trí không gian của phôi = r =100 (mm) = 0,1 (mm). Sai số gá đặt ở nguyên công thô : = =.0,2=0,04 (mm) Do > nên =0,96+ 0,4=0,96.0,1+ 0,4.0,04= 0,112(mm) Như vậy lương dư gia công thô: 2Z= 2.(0,4 +0,112) = 2.0,512(mm) = 2.512(mm) * Bước phay tinh: - Theo bảng 3-69sổ tay CNCTMI Ta có: Rz = 100 (mm)=0,1(mm) T = 0 Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công phay thô là: = 0,06. = 0,06.100 = 6 (mm) = 0,006(mm) Trong đó: K = 0,06: Hệ số chính xác hóa sau khi gia công thô(thiết kế đồ án CNCTM) Sai số gá đặt còn lại ở nguyên công tinh là: =0,06. =0,06.0,04= 0,0024(mm)= 2,4 (mm) Lượng dư nhỏ nhất cho việc gia công tinh xác định theo công thức: 2Z=2(0,1+ 0+) =2.0,106 (mm) = 2.106 (mm) Tính toán các kích thước: - Kích thước chi tiết sau khi phay thô := 49,9 + 0,212 = 50,112 (mm) - Kích thước của phôi : = 50,112 + 1,024 = 51,136 (mm) * Dung sai của từng nguyên công tra theo bảng: - Dung sai phay tinh:= 15(mm).(theo bảng 12- thiết kế đồ án CNCTM). - Dung sai phay thô:= 100(mm).(theo bảng 12- thiết kế đồ án CNCTM) - Dung sai phôi := 400(mm). (theo bảng 10- thiết kế đồ án CNCTM) Cột kích thước giới hạn được xác định như sau: lấy kích thước tính toán và làm tròn theo bảng số có nghĩa của dung sai ta được , sau đó lấy cộng với dung sai ta được ,Vậy ta có : -Sau phay tinh: =49,9 (mm) ; = 49,9 +0,015=49,915 (mm) -Sau phay thô: = 50,11 (mm) ; = 50,11+ 0,1 = 50,21 (mm) - Kích thước phôi : = 51,14(mm) ; = 51,14 +0,4 = 51,54(mm). Cột lượng dư giới hạn được xác định như sau: Z bằng hiệu kích thước lớn nhất của hai nguyên công kề nhau, Z bằng hiệu kích thước nhỏ nhất của hai nguyên công kề nhau.Vậy ta có: - Khi phay tinh : 2Z = 50,21 - 49,915 = 0,295 (mm) = 295 (mm) 2Z = 50,11 - 49,9 = 0,21 (mm) = 210 (mm) - Khi phay thô : 2Z = 51,54 – 50,21= 1,33(mm) = 1330 (mm) 2Z = 51,14 – 50,11 = 1,03(mm) = 1030 (mm) Lượng dư tổng cộng tính như sau : 2Zomax = 295 + 1330= 1625(mm) 2Zomin = 210 + 1030 = 1240(mm) * Tất cả các kết quả tính toán được ghi trong bảng 1 Bảng 1 Từ các kết quả trên ta lập được bảng tính lượng dư gia công và kích thước giới hạn chiều dài 50 của phần trụ F40 như sau: Bước công nghệ Các yếu tố tạo thành lượng dư (mm) Giá trị lượng dư tính toán Dung sai Kích thước giới hạn Trị số gới hạn lượng dư Rz T (mm) L1 (mm) (mm) (mm) (mm) 2Z (mm) 2Z (mm) Phôi 250 400 100 0 51,14 400 51,54 51,14 Phay thô 100 100 6 40 2x512 50,11 100 50,21 50,11 1030 1330 Phay tinh 10 15 2,4 2x106 49,9 15 49,915 49,9 210 295 - Kiểm tra kết quả tính toán + Lượng dư tổng cộng: dZ0 = 2Z0max - 2Z0min = 1625- 1240 = 385 (mm) dphôi- dtinh = 400 - 15 = 385(mm) + Sau phay tinh 2Zmax - 2Zmin =295 - 210 = 85 (mm) dthô - dtinh = 100 - 15 = 85 (mm). + Sau phay thô 2Zmax - 2Zmin = 1330 - 1030 = 300(mm) dphôi - dthô = 400 - 100 = 300 (mm). Như vậy kết quả tính lượng dư là đúng. 2. Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại: - Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 , ta có: Lượng dư gia công mặt đáy: Zb = 1,5 (mm) (Bảng 3-127 trang 270) Lượng dư gia công mặt đầu F30 : 2Zb = 2.3,5 (mm) IX.Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại. Tính chế độ cắt cho nguyên công 6: Nguyên công 6: Khoan + Khoét + Doa lỗ F20; lỗ F30. - Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt đáy nhằm khống chế 3 bậc tự do (Qoy,Qoz,Tox)được thực hiện bởi các phiếu tỳ. Đồng thời khống chế 3 bậc tự do(Qox,Toz,Toy ) nhờ vào 2 lỗ F6,5 đã gia công ở nguyên công 2, được thực hiện bởi 1 chốt trụ ngắn + 1 chốt trám. - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng ren vít thông qua khối V, khối V được tỳ vào bề mặt trụ F40. - Lực kẹp vuông góc với mặt phẳng đáy. - Chọn máy: Máy khoan cần 2H55 có : + Đường kính gia công lớn nhất là :50(mm) + Kích thước của máy : 1000 – 2455(mm) + Công suất động cơ của máy: Nm = 4 KW + Số cấp tốc độ : 21 + Số cấp tốc độ chạy dao : 12 + Giới hạn số vòng quay 20-2000 (vòng/ phút) + Giới hạn chạy dao : 0,056 – 2,5 (mm/vòng) - Chọn dao: Mũi khoan thép gió BK8 Mũi khoét thép hợp kim P6M5 Mũi doa thép gió BK8 ( Z =12 răng ) Hình 2 - Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 6 khoan,khoét, doa lỗ F20 và lỗ F30. * Chế độ cắt bước 1: Khoan lỗ F19,5 (mm) Ta có: - Chiều sâu cắt: t = = 9,75 (mm) - Lượng chạy dao: S = 0,46 (mm/vòng) (Sổ tay CNCTM II - Bảng 5-25) - Tốc độ cắt khi khoan được tính theo công thức: V = . KV ® Trong đó: + Tra bảng 5-28 sổ tay CNCTM II có: Với vật liệu lưỡi cắt là BK8 và vật liệu gia công là gang xám ta có : CV = 34,2 q = 0,45 y = 0,30 m = 0,20 + Tra bảng 5-30 sổ tay CNCTM II có: T = 60 (phút) D = 19,5 (mm) + KV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. KV= KMV. KUV. Klv . Trong đó: KMV = : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công (đối với gang xám). Theo Bảng 5- 2 sổ tay CNCTM II ta có: nv = 1,3 HB – Độ cứng của vật liệu gia công : HB = 200 ® KMV = = 0,935 KUV = 0,83: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 sổ tay CNCTM II) Klv = 1,0 : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (Bảng 5-31 sổ tay CNCTM II) Þ KV = 0,935 .0,83.1 = 0,776 Þ V = . 0,776 = 56,23 (m/phút) Þ nt= = 918,34 (vòng / phút) Theo công thức 7 ( trang 26 thiết kế đồ án CNCTM ) ta có : Theo bảng 8 ( trang 28 thiết kế đồ án CNCTM ) ứng với ta có Mặt khác Theo bảng 8 ứng với ta có giá trị gần với . Þ Chọn số vòng quay theo máy: nm = 20.40 = 800 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = = 48,98 (m/phút) Lực cắt (lực chiều trục)được tính theo công thức: = . Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là thép gió ta có: =42,7 ; q = 1 ;y = 0,8. - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế,trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định như sau: Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có : Đối với gang xám : = = . Với n = 0,6 HB = 200 = = = 1,03 lực cắt = 10.42,7..1,03 = 4607,93 (N) - Xác định mômen xoắn : = 10.. Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là thép gió ta có: =0,021 ; q = 2 ;y = 0,8. = = 1,03 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế. Vậy mômen xoắn sẽ bằng ; = 10 . 0,021..1,03 = 44,19(N.m) Công suất cắt được xác định theo công thức : = = = 0,036( kW) So sánh với công suất cắt của máy : nghĩa là : 0,036 < 4.0,8. Với - hiệu suất của máy ( = 0,8- 0,85) - công suất động cơ của máy (kW) Vậy máy khoan cần 2H55 đủ công suất để gia công lỗ có đường kính là F19,5mm. * Chế độ cắt bước 2: Khoét lỗ F19,8 - Chiều sâu cắt: t = = 0,15 (mm) - Lượng chạy dao: S = 0,6 (mm/vòng)(Bảng 5-104 trang 95 sổ tay CNCTM II) - Tốc độ cắt tính theo công thức: V = . KV Trong đó: - Với vật liệu lưỡi cắt là P6M5 và vật liệu gia công là gang xám ta có : CV = 18,8 ; q = 0,2 ; x = 0,1 ;y = 0,4 ; m = 0,125 (Bảng 5-29 trang 23 sổ tay CNCTM II) T = 30 (phút) (Bảng 5-30 trang 24 sổ tay CNCTM II) D = 19,8 (mm) + KV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. KV= KMV. KUV. Klv . Trong đó: KMV = : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công (đối với gang xám). Theo Bảng 5- 2 sổ tay CNCTM II ta có: nv = 1,3 HB – Độ cứng của vật liệu gia công : HB = 200 ® KMV = = 0,935 KUV = 1,0: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 sổ tay CNCTM II) Klv = 1,0 : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan(Bảng 5-31 sổ tay CNCTM II) Þ KV = 0,935 .1.1 = 0,935 Þ V = . 0,935 = 30,96 (m/phút). - Số vòng quay trục chính theo tính toán nt = = 497,72 (vòng / phút) Theo bảng 8 ứng với ta có giá trị gần với . - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 20.20,16 = 400 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt = = 24,87 (m/phút) Lực cắt (lực chiều trục) khi khoét được tính theo công thức: = . Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là P6M5 ta có: =46; q = 0; x= 1 ;y = 0,4. - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế,trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định như sau: Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có : Đối với gang xám : = = . Với n = 0,6 HB = 200 = = = 1,03 lực cắt = 10.46..1,03 = 57,94 (N) - Xác định mômen xoắn : = 10.. Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là P6M5 ta có: = 0,196 ; q = 0,85; x = 0,8 ;y = 0,7. = = 1,03 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế. Vậy mômen xoắn sẽ bằng ; = 10 . 0,196..1,03 = 3,92(N.m) Công suất cắt được xác định theo công thức : = = = 0,002( kW) So sánh với công suất cắt của máy : nghĩa là : 0,002 < 4.0,8. Với - hiệu suất của máy ( = 0,8- 0,85) - công suất động cơ của máy (kW) Vậy máy khoan 2H55 đủ công suất để khoét lỗ có đường kính là F19,8mm. * Chế độ cắt bước 3: Khoét rộng lỗ F29,4: - Chiều sâu cắt t = = 4,8 mm - Lượng chạy dao: S = 0,5 (mm/vòng) ( Bảng 5-107 trang 98 sổ tay CNCTM II) Vì khoét nhằm chuẩn bị cho doa lỗ nên phải đưa vào hệ số điều chỉnh = 0,7 Þ S = 0.5 . 0,7 = 0,35 (mm/vòng) - Tốc độ cắt tính theo công thức: V = . KV Trong đó: - Với vật liệu lưỡi cắt là P6M5 và vật liệu gia công là gang xám ta có : CV = 18,8 q = 0,2 x = 0,1 (Bảng 5-29 trang 23 sổ tay CNCTM II) y = 0,4 m = 0,125 T = 40 (phút) (Bảng 5-30 trang 24 sổ tay CNCTM II) D = 29,4 (mm) + KV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. KV= KMV. KUV. Klv . Trong đó: KMV = : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công (đối với gang xám). Theo Bảng 5- 2 sổ tay CNCTM II ta có: nv = 1,3 HB – Độ cứng của vật liệu gia công : HB = 200 ® KMV = = 0,935 KUV = 1,0: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 sổ tay CNCTM II) Klv = 1,0 : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan(Bảng 5-31 sổ tay CNCTM II) Þ KV = 0,935 .1.1 = 0,935 Þ V = . 0,935 = 28,36 (m/phút). - Số vòng quay trục chính theo tính toán nt = = 307,21 (vòng / phút) Theo bảng 8 ứng với ta có giá trị gần với . - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 12,64.20 = 253 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt = = 23,36 (m/phút) Lực cắt (lực chiều trục) khi khoét được tính theo công thức: = . Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là P6M5 ta có: =46; q = 0; x= 1 ;y = 0,4. - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế,trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định như sau: Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có : Đối với gang xám : = = . Với n = 0,6 HB = 200 = = = 1,03 lực cắt = 10.46..1,03 = 1494,39 (N) - Xác định mômen xoắn : = 10.. Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là P6M5 ta có: = 0,196 ; q = 0,85; x = 0,8 ;y = 0,7. = = 1,03 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế. Vậy mômen xoắn sẽ bằng ; = 10 . 0,196..1,03 = 60,12(N.m) Công suất cắt được xác định theo công thức : = = = 0,016( kW) So sánh với công suất cắt của máy : nghĩa là : 0,016 < 4.0,8. Với - hiệu suất của máy ( = 0,8- 0,85) - công suất động cơ của máy (kW) Vậy máy khoan cần 2H55 đủ công suất để khoét lỗ có đường kính là F29,4 mm. * Chế độ cắt bước 4: Doa lỗ F30 (mm) Ta có : - Chiều sâu cắt: t = = 0,3 (mm) - Lượng chạy dao: S =3,1 (mm/vòng) (Bảng 5-112 trang 104 sổ tay CNCTM II) Do thực hiện doa tinh trong 1 bước nên cần giảm lượng chạy dao bằng cách nhân với hệ số điều chỉnh = 0,8: S = 3,1 . 0,8 = 2,48 (mm/vòng) - Tốc độ cắt được tính theo công thức : V = . KV Trong đó: Theo bảng 5-29 trang 23 sổ tay CNCTM II ta có: CV= 109 q = 0,2 x = 0 y = 0,5 m = 0,45 Theo bảng 5-30 trang 24 sổ tay CNCTM II ta có: T = 120 (phút). D = 30 (mm) + KV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. KV= KMV. KUV. Klv . Trong đó: KMV = : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công (đối với gang xám). Theo Bảng 5- 2 sổ tay CNCTM II ta có: nv = 1,3 HB – Độ cứng của vật liệu gia công : HB = 200 ® KMV = = 0,935 KUV = 1,0: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 sổ tay CNCTM II) Klv = 1,0 : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan(Bảng 5-31 sổ tay CNCTM II) Þ KV = 0,935 .1.1 = 0,935 Þ V = . 0,935 = 14,82 (m/phút) - Số vòng quay tính toán: nt = = 157,32 (vòng / phút) Theo bảng 8 ứng với ta có giá trị gần với . - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 20.6,32 = 126 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt = = 11,87 (m/phút). - Xác định mômen xoắn khi doa theo công thức: = . Trong đó : - lượng dao răng và bằng lượng chạy dao vòng chia cho số răng doa . = = (mm / răng) Z = 12 (răng) Tra bảng 5-23 trang 18 sổ tay CNCTM II ta có: = 46 ; x = 1,0 ;y= 0,4 Vậy mômen xoắn khi doa bằng : = = 13,3(N.m) * Chế độ cắt bước 5: Doa lỗ F20 (mm) - Chiều sâu cắt: t = = 0,1 (mm) - Lượng chạy dao: S = 2,0 (mm/vòng) (Bảng 5-112 trang 104 sổ tay CNCTM II) - Vận tốc cắt tính theo công thức: V = . KV Trong đó: Theo bảng 5-29 sổ tay CNCTM II trang 23 ta có : CV= 109 ; q = 0,2 ; x = 0 ; y = 0,5 ; m = 0,45. Theo bảng 5-30 sổ tay CNCTM II trang 24 ta có T = 60 (phút) + KV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. KV= KMV. KUV. Klv . Trong đó: KMV = : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công (đối với gang xám). Theo Bảng 5- 2 sổ tay CNCTM II ta có: nv = 1,3 HB – Độ cứng của vật liệu gia công : HB = 200 ® KMV = = 0,935 KUV = 1,0: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 sổ tay CNCTM II) Klv = 1,0 : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan(Bảng 5-31 sổ tay CNCTM II) Þ KV = 0,935 .1.1 = 0,935 Þ V = . 0,935 = 20,79 (m/phút) - Số vòng quay trục chính theo tính toán: nt = = 331,05 (vòng / phút) Theo bảng 8 ứng với ta có giá trị gần với . - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 12,64.20 = 253 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt = = 15,89 (m/phút) * Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại. 1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy: - Vì RZ = 80 mm nên ta chỉ cần phay thô 1 lần. - Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt dưới của đế ,khống chế 3 bậc tự do (Qox,Qoy, Toz) bằng hai chốt tỳ đầu khía nhám thay cho khối V và một chốt tỳ tự lựa. - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp liên động từ trên xuống, phương của lực kẹp trùng với phương kích thước cầu thực hiện. - Chọn máy: Máy phay đứng 6H11 Công suất của động cơ: = 4 kW Số cấp chạy dao :16 Số cấp tốc độ : 16 Giới hạn vòng quay :63 - 1900 (vòng /phút) - Chọn dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6 ; Z = 12 răng D = 110 (mm) - Lượng dư gia công : phay 1 lần với lượng dư Zb = 1,5 (mm) * Xác định chế độ cắt : - Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm). - Lượng chạy dao răng: SZ= 0,18 (mm/răng) (bảng 5 - 125 trang 113 sổ tay CNCTM II) - Lượng chạy dao vòng: S = SZ . Z = 0,18 . 12 = 2,16 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: Vb = 180 (m/phút) (Bảng 5-127 trang 115 sổ tay CNCTM II) - Các hệ số điều chỉnh: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công : = 0,89 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : = 0,8 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao : =1 (Bảng 5-127 trang 115 sổ tay CNCTM II) - Tốc độ cắt tính toán là: Vt = Vb . .. = 180 . 0,89 . 0,8 . 1 = 128,16 (m/phút) Hình 3- Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 1 phay mặt phăng đáy. - Số vòng quay của trục chính theo tính toán: nt = = 371,05 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy có: nm = 318 (vòng / phút) - Như vậy tốc độ cắt thực tế là: Vtt = = 109,84 (m/phút) - Lượng chạy dao phút: Sph = S.n = 2,16 . 318 = 686,88 (mm/phút). Theo máy ta chọn = 685( mm/ phút) 2. Nguyên công 2: Khoan - Doa 4 lỗ F6,5: - Định vị: Dùng mặt phẳng đế đã gia công ở nguyên công 1 làm chuẩn tinh .® định vị 3 bậc tự do (Qox,Qoy,Toz ) trên mặt đế đựơc thực hiện bởi các chốt tỳ đầu bằng. + Cần định vị 2 bậc tự do (Toy, Qoz )bằng khối V tự lựa tỳ vào bề mặt trụ F40. + Định vị 1 bậc tự do Tox theo phương dọc trục của trụ phần F40 bằng 1 chốt tỳ tự lựa . - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp trụ trượt thanh răng, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện, chiều của lực kẹp từ trên xuống . - Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H 125 Công suất động cơ: Nm = 2,2 (KW) Đường kính gia công lớn nhất :25(mm) Số cấp tốc độ :12 Giới hạn số vòng quay :45- 2000 (vòng/ phút) Số cấp chạy dao :9 Giới hạn chạy dao : 0,1 - 1,6 (mm/ vòng). - Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió Mũi doa thép gió : Z = 8 răng. Gia công làm hai bước : * Chế độ cắt bước 1: Khoan 4 lỗ F6 (mm) - Chiều sâu cắt: t = = = 3 (mm) - Lượng chạy dao: S = 0,16 (mm/vòng) (Bảng 5-89 trang 86 sổ tay CNCTM II) - Vận tốc cắt: Vb = 35 (m/phút) (Bảng 5-90 trang 86 sổ tay CNCTM II) - Số vòng quay tính toán: nt = = 1856,8 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 1440 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = = 27,13 (m/phút) Hình 4- Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 2 khoan - doa 4 lỗF6,5 trên mặt phẳng đáy. * Chế độ cắt bước 2: Doa 4 lỗ F6,5 (mm) - Chiều sâu cắt: t = == 0,25 (mm) - Lượng chạy dao: S = 1,7 (mm/vòng)(Bảng 5-112 trang 104 sổ tay CNCTM II) - Vận tốc cắt: Vb = 7,3(m/phút)(Bảng 5-114 trang 106 sổ tay CNCTM II) - Số vòng quay tính toán: nt = = 357,67 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 254 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế : Vtt = = 5,18 (m/phút) 3. Nguyên công 3: Phay 2 mặt đầu trụ F30 - Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do( Toz, Qox ,Qoy) thực hiện bởi 2 phiếu tỳ . + Định vị vào 1 lỗ bằng chốt trụ ngắn, 1 lỗ bằng chốt trám nhằm khống chế 3 bậc tự do (Tox, Toy ,Qoz). - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp liên động, dùng miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt đáy. - Chọn máy: Chọn máy phay 6H11 Công suất máy : 4 (KW) Kích thước bàn máy : 250 x 1250 (mm) Số cấp chạy dao : 16 Số cấp tốc độ : 16 Giới hạn vòng quay : 63 - 1900 (vòng / phút) Giới hạn chạy dao : Chạy dao dọc : 35 -1125 (mm/ phút) Chạy dao ngang : 25 -765 (mm/ phút) Chạy dao đứng : 12 - 390 (mm/ phút) - Chọn dao: Chọn dao phay đĩa ba mặt răng thép gió. Đường kính dao: D = 150 (mm) Số răng: Z = 16 (răng) - Lượng dư gia công: Phay 2 lần + Bước 1: 2Zb = 5 (mm) + Bước 2: 2Zb = 2 (mm) * Chế độ cắt bước 1: Phay thô - Chiều sâu cắt: t = 2,5 (mm) - Lượng chạy dao răng: SZ = 0,18 (mm/răng) (bảng 5-170 trang 153 sổ tay CNCTM II) - Lượng chạy dao vòng: S = SZ . Z = 0,18 . 16 = 2,88 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: Vb = 33,5(m/phút) (bảng 5-172 trang 155 sổ tay CNCTM II) - Số vòng quay tính toán : nt= = 71,13 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 63 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt = = 29,67(m/ph) -Lượng chạy dao phút: Sph = S.nm = 2,88.63 = 181,44 (mm/ph) * Chế độ cắt bước 2: (Phay tinh Ra = 2,5) - Chiều sâu cắt; t = 1 (mm) - Lượng chạy dao vòng: S0 = 1,2 (mm/vòng) (Bảng 5-37 trang 31 sổ tay CNCTM II) - Lượng chạy dao răng: SZ = = 0,075 ® SZ = 0,075 (mm/răng) - Tốc độ cắt: Vb= 47 (m/phút) (Bảng 5-172 sổ tay CNCTM II) - Các hệ số điều chỉnh: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang : = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : = 0,75 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dao : =1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công := 0,8 (Bảng 5-172 trang 155 và bảng 5-134 trang 121 sổ tay CNCTM II) ® Vt= .... Vb = 1. 0,75 .1 . 0,8 . 47 = 28,2(m/phút) - Số vòng quay trục chính theo tính toán nt = = 59,84 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 63 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt = = 29,67(m/ph) -Lượng chạy dao phút: Sph=S.nm=1,2.63= 75,6 (mm/ph) Hình 5- Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 3 phay hai mặt đầu trụF30. 4. Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu trụ F40: - Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do( Toz, Qox ,Qoy) thực hiện bởi 2 phiếu tỳ . + Định vị vào 1 lỗ bằng chốt trụ ngắn, 1 lỗ bằng chốt trám nhằm khống chế 3 bậc tự do (Tox, Toy ,Qoz). - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp liên động, dùng miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt đáy. - Chọn máy: Chọn máy phay 6H11 Công suất máy : 4 (KW) Kích thước bàn máy : 250 x 1250 (mm) Số cấp chạy dao : 16 Số cấp tốc độ : 16 Giới hạn vòng quay : 63 - 1900 (vòng / phút) Giới hạn chạy dao : Chạy dao dọc : 35 -1125 (mm/ phút) Chạy dao ngang : 25 -765 (mm/ phút) Chạy dao đứng : 12 - 390 (mm/ phút) - Chọn dao: Chọn dao phay đĩa ba mặt răng thép gió. Đường kính dao: D = 150 (mm) Số răng: Z = 16 (răng) Lượng dư gia công: 2Zb = 1,5 (mm) * Chế độ cắt : - Chiều sau cắt: t = 0,75 (mm) - Lượng chạy dao vòng: S0 = 1,2 (mm/vòng) (Bảng 5-37 sổ tay CNCTM II) - Lượng chạy dao răng: SZ = = 0,075 (mm/răng) - Tốc độ cắt: Vb = 47 (m/ph) (Bảng 5-172 sổ tay CNCTM II) - Các hệ số điều chỉnh: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang : = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : = 0,75 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dao : =1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công := 0,8 (Bảng 5-172 trang 155 và bảng 5-134 trang 121 sổ tay CNCTM II) ® Vt= .... Vb = 1. 0,75 .1 . 0,8 . 47 = 28,2(m/phút) - Số vòng quay tính toán ; nt = = 59,84 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 63 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế: Vtt= = 29,67 (m/phút). Hình 6- Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 4 phay hai mặt đầu trụ F 40 5. Nguyên công 5: Khoan + Doa lỗ F12: - Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do, thực hiện bởi các phiếu tỳ. Định vị 3 bậc tự do ở 2 lỗ đã gia công ở nguyên công 2, thực hiện bởi 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trám. - Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng ren thông qua khối V, khối V tỳ vào bề mặt trụ F40. + Lực kẹp vuông góc với mặt đáy. - Chọn máy: Chọn máy khoan 2H135 Công suất máy: Nm = 4 (kW) Đường kính gia công lớn nhất là :35 (mm) Kích thước của máy : 810 x 1240 (mm) Số cấp tốc độ : 12 Số cấp tốc độ chạy dao : 9 Giới hạn số vòng quay 31,5 -1400 (vòng/ phút) Giới hạn chạy dao : 0,1- 1,6 (mm/vòng) - Chọn dao : mũi khoan thép gió: F11,8 (mm) mũi doa thép gió: F12 (mm) * Chế độ cắt bước 1: Khoan lỗ F11,8 (mm) - Chiều sâu cắt: t = = = 5,9 (mm) - Lượng chạy dao: S = 0,24 (mm/vòng) (Bảng 5-89 trang 86 sổ tay CNCTM II) - Tốc độ cắt: Vb = 35,5 (m/ph) (Bảng 5-90 trang 86 sổ tay CNCTM II) - Số vòng quay tính toán :nt= = 957,63 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 710 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tếVtt = = 26,31 (m/ph) * Chế độ cắt bước 2: Doa lỗ F 12 (mm) - Chiều sâu cắt: t = = = 0,1 (mm) - Lượng chạy dao: S = 1,7 (mm/vòng) (Bảng 5-112 sổ tay CNCTM II) - Vận tốc cắt: Vb = 9,3 (m/ph) (Bảng 5-114 sổ tay CNCTM II). - Số vòng quay tính toán của trục chính. nt = = 246,69 (vòng / phút) - Chọn số vòng quay theo máy: nm = 178 (vòng / phút) - Tốc độ cắt thực tế : Vtt = = 6,7 (m/ph) Hình 7- Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 5 khoan - doa lỗ F 12 7. Nguyên công kiểm tra: * Sơ đồ kiểm tra độ song song giữa tõm lỗ F 20 và mặt đỏy 0,05 mm trờn cả chiều dài . * Sơ đồ kiểm tra độ vuụng gúc giữa mặt đầu B và tõm lỗ F 30 0,05 mm X. Xác định thời gian nguyên công - Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác định theo công thức: Ttc= T0+ TP + TPV + Ttn Trong đó: Ttc - thời gian từng chiếc. T0 - thời gian cơ bản . Xác định thời gian cơ bản theo công thức: T0 = . i (phút) L: Chiều dài bề mặt gia công (mm) L1: Chiều dài ăn dao (mm) L2: Chiều dài thoát dao (mm) SV: Lượng chạy dao vòng (mm/vòng) n: Số vòng quay trong 1 phút (vòng / phút) i: Số lần gia công Sph = Sv.n TP - thời gian phụ (TP = 10% T0 ) TPV - Thời gian phục vụ chỗ làm việc. Gồm thời gian phục vụ kỹ thuật Tpvkt (Tpvkt = 8% T0) và thời gian phục vụ tổ chức Tpvtc (Tpvtc = 3% T0 ). Ttn - thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân(Ttn = 5% T0 ) . 1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy Ta có :L = 100 (mm) L1 = 0,5 ( D - ) = 0,5 .( 110 - ) = 0,005(mm) L2 = (2 5 ) mm .chọn L2 = 4 (mm) (Bảng 31 trang 63 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) SV = 2,16 (mm/vòng) n = nm = 318 (vòng / phút) ; i = 1 ® T0 = .1 = 0,15(phút) 2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ F 6(mm); Doa 4 lỗ F6,5 (mm) - Bước 1: Khoan 4 lỗ F6 (mm) Ta có :L = 6 (mm) L1 = cotgj + (0,5¸2) = cotg600 + (0,5 ¸ 2) = 3 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 3 (mm) (Bảng 28 trang 57 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 0,16 (mm/vòng) n = nm = 1440 (vòng / phút) i = 4 Þ T0 = . i = . 4 0,21 (phút) - Bước 2: Doa 4 lỗ F6,5 Ta có : L = 6 (mm) L1 = cotgj + (0,5¸2) =. cotg450+ (0,5 ¸ 2 ) = 2 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 2 (mm) (Bảng 28 trang 58 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 1,7 (mm/vòng) n = nm = 254 (vòng / phút) ; i =4 T0 = . i = . 4 0,09 (phút) 3. Nguyên công 3: Phay 2 mặt đầu trụ F30 - Bước 1: Phay thô Ta có : L = 30 (mm) L1 = (2 ¸5 ) mm = 4 (mm) L2 = (3 10 ) mm .Ta chọn L2 = 6 (mm) (Bảng 31trang 64 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 2,88 (mm/vòng) n = 63 (vòng / phút) ; i = 2 Þ T0 = . i = . 2 0,44(phút) - Bước 2: Phay tinh Ta có : L = 30 (mm) L1 = (2 ¸ 5)mm =4 (mm) L2 = (3 10 ) mm .Ta chọn L2 = 6 (mm) (Bảng 31trang 64 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 1,2 (mm/vòng) n = 63 (vòng / phút) Þ T0 = . i = . 2 1,06 (phút) 4. Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu trụ F 40 - Bước 1: Phay thô Ta có : L = 40 (mm) L1 = + (0,5 ¸ 3) = + (0,5 ¸ 3) = 28 (mm) L2 = (2 5 ) mm .Ta chọn L2 = 4 (mm) (Bảng 31trang 63 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 3,84 (mm / vòng) n = 63 (vòng / phút) Þ T0 = . i = 0,3 (phút) - Bước 2: Phay tinh Ta có : L = 40 (mm) L1 = + (0,5 ¸ 3) = + (0,5 ¸ 3) = 20 (mm) L2 = (2 5 ) mm .Ta chọn L2 = 4 (mm) S = 1,2 (mm/vòng) n = 63 (vòng/phút); i = 1 Þ T0 = . i = . 1 0,85 (phút) 5. Nguyên công 5: - Khoan lỗ F 11,8 - Doa lỗ F12 - Bước 1: Khoan lỗ F11,8 Ta có : L = 120 (mm) L1 = cotgj + (0,5 ¸2) = . cotg 600+ (0,5¸ 2) = 5 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 3 (mm) (Bảng 28 trang 57 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 0,24 (mm/vòng) n = 710 (vòng / phút) ; i = 1 Þ T0 = . i = . 1 0,75 (phút) - Bước 2: Doa lỗ F12 L = 120 (mm) L1 = cotgj + (0,5¸2) = . cotg450+ (0,5 ¸ 2 ) = 2 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 2 (mm) (Bảng 28 trang 58 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 1,7 (mm/vòng) n = 178(vòng/phút) ® T0 = . i = 0,41(phút) 6. Nguyên công 6: Khoan + khoét + doa lỗ F20; lỗ F30 - Bước 1: Khoan lỗ F19,5 Ta có: L = 50 (mm) L1 = cotgj + (0,5 ¸2) = . cotg 600+ (0,5¸ 2) = 7 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 3 (mm) (Bảng 28 trang 57 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 0,46 (mm/vòng) n = 800 (vòng/phút) ; i = 1 Þ T0 = . i = . 1 0,16 (phút) - Bước 2: Khoét lỗ F19,8 L = 50 (mm) L1 = cotgj + (0,5¸2) = . cotg450+ (0,5 ¸ 2 ) = 2 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 2 (mm) (Bảng 28 trang 58 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 0,6 (mm/vòng) n =400 (vòng/phút) ; i =1 ® T0 = . i = . 1 = 0,23 (phút) - Bước 3: Khoét lỗ F29,4 L = 40 (mm) L1 = cotgj + (0,5¸2) = . cotg450+ (0,5 ¸ 2 ) = 2 (mm) . (Bảng 28 trang 59 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 0,35 (mm/vòng) ; n =253 (vòng/phút); i = 1 Þ T0 = . i = .1 = 0,47 (phút) - Bước 4: Doa lỗ F30 L = 40 (mm) L1= (0,5 ¸ 2) (mm).Chọn L1 = 2 (mm) (Bảng 28 trang 59 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 2,48 (mm/vòng) n = 126 (vòng/phút) Þ T0 = . i = . 1 0,13 (phút) - Bước 5: Doa lỗ F20 L = 10 (mm) L1 = cotgj + (0,5 ¸ 2) = . cotg450+ (0,5 ¸ 2 ) = 2 (mm) L2 = (1 3 ) mm .Ta chọn L2 = 2 (mm) (Bảng 28 trang 57 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) S = 2 (mm/vòng) n = 253 (vòng/phút); i = 1 ® T0 = . i = . 1 = 0,03 (phút) * Tổng thời gian cơ bản: T0 = 0,15 + 0,21 + 0,09 + 0,44 + 1,06 + 0,3 + 0,85 + 0,75 + 0,41 + 0,16 + 0,23 + 0,47+ 0,13 + 0,03 = 5,28 (phút) T0 = 5,28 (phút) * Thời gian nguyên công (thời gian từng chiếc) Ttc = T0 + TP + TPV + Ttn Trong đó: T0: Thời gian cơ bản; T0 = 5,28 (phút) TP = 10%. T0 = 0,1 . 5,28 = 0,528(phút ): Là thời gian phụ TPV = 11% T0 = 0,11 . 5,28 = 0581 (phút): Là thời gian phục vụ. Ttn= 5% T0 = 0,05 . 5,28 = 0,264 (phút): Là thời gian nghỉ Vậy thời gian nguyên công sẽ là: Ttc = 5,28+ 0,528 + 0,581 + 0,264 = 6,653(phút) XI. Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công 4 lỗ F 6,5 Nguyên công gia công lỗ F 6,5 phải qua các bước cụ thể sau: - Khoan 4 lỗ F 6(mm) - Doa lỗ F 6,5 (mm) Nếu bước nào trong hai bước trên có lực dọc trục và mô men cắt lớn thì ta sẽ chọn để tính đồ gá. 1. Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công gia công 4 lỗ F 6,5: - Yêu cầu đối với 4 lỗ F 6,5 là đường tâm phải vuông góc với mặt đáy của chi tiết. Vì vậy cần phải định vị đủ 6 bậc tự do. - Ta dùng mặt phẳng đáy đã gia công ở nguyên công 1 để định vị khống chế 3 bậc tự do (Qox,Qoy,Toz ) đựơc thực hiện bởi các chốt tỳ đầu bằng. - Cần định vị 2 bậc tự do (Toy, Qoz ) bằng khối V tự lựa tỳ vào bề mặt trụ F40. - Định vị 1 bậc tự do Tox theo phương ngang của trụ phần F40 bằng 1 chốt tỳ tự lựa . - Chuyển động cắt vuông góc với mặt phẳng đáy( theo phương Oz) - Hướng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị ( mặt phẳng đáy ) - Kích thước gia công cần đạt là F6,5 0,03, độ nhám là Ra = 2,5 (mm)(độ bóng cấp 6). 2.Xác định mômen cắt và lực dọc trục * Chế độ cắt bước 1: Khoan lỗ F6 (mm) - Lượng chạy dao: S = 0,16 (mm/vòng) (Bảng 5-89 trang 86 sổ tay CNCTM II) - Số vòng quay trục chính : nm = 1440 (vòng / phút). Lực cắt (lực chiều trục) được tính theo công thức: = . Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là thép gió ta có: =42,7 ; q = 1 ;y = 0,8. - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế,trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định như sau: Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có : Đối với gang xám : = = . Với n = 0,6 HB = 200 = = = 1,031 lực cắt = 10.42,7..1,031 = 609,72 (N) - Xác định mômen xoắn : = 10.. Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là thép gió ta có: =0,021 ; q = 2 ;y = 0,8. = = 1,031 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế. Vậy mômen xoắn sẽ bằng ; = 10 . 0,021..1,031 = 1,80(N.m) Công suất cắt được xác định theo công thức : = = =0,27( kW) * Chế độ cắt bước 2: Doa lỗ F 6,5 (mm) - Chiều sâu cắt: t = == 0,25 (mm) - Lượng chạy dao: S = 1,7 (mm/vòng) (Bảng 5-112 trang 104 sổ tay CNCTM II) - Số vòng quay trục chính: nm = 254 (vòng / phút) Lực cắt (lực chiều trục) được tính theo công thức: = . Trong đó: + Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II . Với gang xám và vật liệu lưỡi cắt là thép gió ta có: = 23,5 ; q = 0 ; x = 1,2 ;y = 0,4. - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế,trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định như sau: Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có : Đối với gang xám : = = . Với n = 0,6 HB = 200 = = = 1,031 lực cắt = 10.23,5..1,031 = 899,57 (N) - Xác định mômen xoắn khi doa theo công thức: = . Trong đó : - lượng dao răng (mm/ răng) và bằng lượng chạy dao vòng chia cho số răng doa . = = (mm / răng) ; Z = 8 (răng) Tra bảng 5-23 trang 18 sổ tay CNCTM II ta có: = 46 ; x = 1,0 ;y= 0,4 Vậy mômen xoắn khi doa bằng : = = 1,61 (N.m) Công suất cắt được xác định theo công thức : = = =0,042( kW) * Ta thấy rằng mô men xoắn khi khoan lỗ F6 (mm) và lực chiều trục khi doa lỗ F6,5 (mm) là lớn nhất . Do vậy ta chọn tính đồ gá cho khi khoan lỗ F6 (mm) và khi doa lỗ F6,5 (mm). 3.Tính lực kẹp cần thiết để chi tiết không bị xoay do gây ra khi khoan lỗ F6 (mm). Mômen cắt MC có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh trục OO’.Muốn cho chi tiết không bị xoay thì mômen ma sát do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng được mômen cắt Mc . Phương trình cân bằng lực có dạng: Þ W = ÞK.() Trong đó: f _ Hệ số ma sát giữa khối V và chốt tỳ chỏm cầu f = 0,15 R = 6 mm _ khoảng cách từ tâm mũi khoan tới tâm chốt tỳ Mc = 1,80 (N.m) _ mômen cắt khi khoan. = 899,57 (N) _ lực dọc trục khi doa K = K0. K1. K2. K3. K4. K5. K6 K: Hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công . K0 = 1,5 : Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp . K1 = 1,2 : Hệ số phụ thuộc vào lượng dư không đều khi gia công thô. K2 = 1,5: Hệ số phụ thuộc độ mòn của dao làm tăng lực cắt K3 = 1,2 : Hệ số phụ thuộc vào lực cắt tăng khi gia công gián đoạn. K4 = 1,3 : Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt(vì kẹp chặt bằng tay). K5 = 1,2: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, khi kẹp bằng tay với góc quay > 900. K6 = 1: Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết , khi định vị trên các chốt tỳ. K = 1,5 . 1,2 . 1,5 . 1,2 . 1,3 . 1,2 . 1= 5,0544 Þ Lực kẹp cần thiết là: K.() = 5,0544() = 5562,01 (N) Hay : 566,97 (kG) 4. Chọn cơ cấu kẹp, dẫn hướng, sinh lực và các cơ cấu khác: - Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu khi kẹp chặt phải giữ đúng vị trí phôi, lực kẹp tạo ra phải đủ lớn, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận tiện an toàn. Với yêu cầu như vậy ta sẽ chọn cơ cấu kẹp bằng trụ trượt thanh răng . Kẹp chặt bằng sự ăn khớp của thanh răng . - Cơ cấu sinh lực là tay quay. - Cơ cấu dẫn hướng: Là một bộ phận hết sức quan trọng trong đồ gá khoan khoét, doa nó xác định trực tiếp vị trí mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ khi gia công. ở đây ta chọn cơ cấu dẫn hướng là phiến dẫn cố định, bạc dẫn thay nhanh. - Các cơ cấu khác: + Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy gồm bulông và đai ốc và vít . + Thân đồ gá chế tạo bằng gang, kết cấu trên bản vẽ. 5. Xác định sai số chế tạo đồ gá: Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để từ đó quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá. + Sai số gá đặt xác định theo công thức : egđ = Sai số chế tạo cho phép của đồ gá xác định theo công thức : Û [ect ]= . Trong đó: - [egđ] : Sai số gá đặt cho phép khi tính đồ gá . [egđ] = . 60 = 20 (mm). dL: Dung sai của nguyên công. dL= 0,06 (mm) = 60 ( mm) (tra bảng 13 trang 40 - thiết kế đồ án CNCTM). - eK :Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra : eK = (Bảng 20 HD thiết kế đồ án CNCTM).Trong đó: C = 0,6: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công (gang xám ). Q = W = 566,97 (KG): Lực kẹp chi tiết . L = 60 (mm): Chiều dài chỗ tiếp xúc Þ ek = 3 (mm) - em : Sai số mòn do đồ gá bị mòn gây ra được tính theo công thức : em= b . b - Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị . b = 0,3 : Vì định vị trên khối V . N = 1950: Số lượng chi tiết được gá trên đồ gá. ® em= 0,3. = 13,25 (mm) - eđc : sai số điều chỉnh . eđc = 5 ¸ 10 mm: sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Ta chọn : eđc =10 mm - eC :sai số chuẩn - do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra . eC= 0 do định vị trên khối V tự lựa . Þ egđ = » 10,75(mm) » 11 (mm) = 0,011(mm) 6. Các chi tiết tiêu chuẩn dùng cho đồ gá khoan lỗ: - Khối V: Tra bảng 8-4 sổ tay CNCTM II có cáckích thước cơ bản như sau (mm). D = 40 B1 = 42 l1 = 6 A = 20 B = 50 L = 60 h = 18 A1= 26 H = 20 b = 16 c = 1,6 A2 = 26 d = 12,5 d2= 8 r = 1,6 l = 12 d1 = 3,0 l0 = 12 d3 = 17 -Bạc dẫn hướng thay nhanh: Tra bảng 8-87 sổ tay CNCTM II có các kích thước d = 6 H = b = 15 d1 =10 n = 5 d2 = M5 H1 = k = 1,5 D = 12 m = 15,5 D1 = 23 h = 9 r = 1 D2 = 17 C = 1 r1 = 9 D3 = 11,6 t = 7 r2 =6,5 a = 6,50 (mm) như sau: