Đồ án Công nghệ chế tạo máy - Thiết kế chế tạo trục xe đạp

LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta. Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản 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 như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...vv Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học. Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Viết Tiếp đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, 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 lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1. Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết : Đây là chi tiết dạng trục. Truc giữa xe đạp được lắp ở giữa khung xe đạp , hai đầu lắp với hai đùi xe có lắp bàn đạp . Đùi xe bên phải có liền với với đĩa xích để lắp xích . Khi hai chân người đạp vào bàn đạp thì qua đùi xe sẽ tạo được một ngẫu lực trên trục , ngấu lực này xẽ truyền vào đĩa xích , qua xích , líp được lắp ỏ trục sau sẽ tạo được một mô men xoắn trên trục sau , do đó làm bánh xe quay và xe chuyển động Đường kính hai đoạn lắp ổ lăn là ỉ16,7-0.18 Dầu ngắn (28mm) lắp với đùi xe đạp Đầu dài (32mm) lắp với đùi và đĩa xích của xe đạp Điều kiện làm việc của trục : Chịu lực kéo nén dọc là rất nhỏ Chịu mômen xoắn lớn Điều kiện kỹ thuật : Đường kính cổ trục lắp ổ lăn CCX 8, độ nhẵn bóng cấp 8 (Ra = 0,32 ). Độ nhám mặt đầu và các cổ trục đạt Rz40. Dung sai chiều dài các cổ trục: 0,05 ¸ 0,2 mm. Độ đảo các cổ trục lắp ổ lăn không lớn hơn 0,02 mm. Độ không đồng tâm của hai đoạn trục lắp ổ lăn không lớn hơn 0,02 mm. Vật liệu được sử dụng: Thép cácbon kết cấu C40, theo TCVN 1766-75 quy định thành phần của thép C40 có : % C = (0,38 ¸ 0,45) %. % P, S ≤ 0,04 % cho mỗi nguyên tố. % Mn = 0,7 %. Cơ tính của thép C40 : sb = 140 kg/mm2.1 sch = 86 kg/mm2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết : Trục giũa xe đạp có kêt cấu đối sứng, chỉ có lắp chốt (goi là đinh cavét) là không đối sứng. Quan trong nhất trong kết cấu của trục giữa xe đạp là : Hai rãnh lắp chốt phải đảm bảo độ song song là 0,05mm . Điều đó cho hai đũi xe không bị lệch nhau . Đương kính các cổ trục giảm dần về hai phía. Do tỉ số L/D = 138/16 < 10 nên trục đảm bảo độ cứng vững. Trục phải qua giai đoạn nhiệt luyện để tăng khả năng chịu kéo, chịu xoắn trong quá trình làm việc. Do trục ngắn ( 138 mm ), đương kính nhỏ nên khả năng biến dạng sau nhiệt luyện là ít. 3. Dạng sản xuất : Sản lượng hàng năm là N=1000 chi tiết / năm Trọng lượng của chi tiết được tính theo công thức : Q1 = V.g Trong đó : g là trọng lượng riêng của vật liệu. Với thép g = 7,852 ( kg/dm3 ) V là thể tích của chi tiết. Vậy Q1 = 7,852.0,277 = 0,22 kg. Tra bảng 2 [I] với : Q1 = 0,22 kg Þ Sản xuất loạt vừa . 4. Chọn phương pháp chế tạo phôi : 4.1. 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. Với chi tiết dạng trục, đường kính các đoạn trục nhỏ, chênh lệch đường kính không nhiều, vật liệu là thép C40, sản xuất loạt vừa nên ta sử dụng phôi Dập nóng Kim loại biến dang trong khuôn , gia công trên cá máy dập , máy rèn đứng hay ngang … Sản phẩm có độ chính xác cao (lượng dư gia công nhỏ ) Năng suất cao hơn nhiều so với các phương pháp khác lên nó dùng cho sản xuất hàng loạt . 5. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết : 5.1. Xác định đường lối công nghệ : Trong sản xuất loạt vừa, để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta thì đường lối công nghệ là phân tán nguyên công. Khi đó sẽ có ít bước công nghệ hơn trong mỗi nguyên công. Dùng máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng. 5.2. Chọn phương pháp gia công : - Ta có các đoạn, ỉ22 góc lượn R6 và đoạn giưa trục ỉ16,7 có cấp chính xác 12, không yêu cầu về độ bóng , do đó ta không cần phải gia công vì nguyên công (dập nóng ) đã đạt độ chính xác cấp 9 đến 11 . Hai mật đầu có Rz20 chỉ cần phay thô là đạt Đoạn đầu trục ỉ16,7-0.18 có cấp chính xác 12 Đoạn đầu trục ỉ16-0.058 có cấp chính xác 10 Do đó hai đoạn trên chỉ cần tiên thô là được Đoạn đầu trục ỉ16,7-0,18 yêu cầu độ bóng Ra=1,25 Đoạn ỉ16-0,058 yêu cầu độ bóng Ra = 0,5 Góc lượn R4,5 yêu cầu độ bóng Ra = 0,32 Vì vậy ba đoạn trên ta cần phải gia công tinh là mài thì mới đạt yêu cầu Về độ bóng . trước đó là tiên thô . Góc lươn R4,5 tiên định hình . Hai rãnh then gia công bằng phay định hình ,yêu cầu độ bóng là Ra =1,6 nên ở đậy là phay tinh . Trên cơ sở phân tích như trên ta lập thứ tự các nguyên công như sau Dập nóng U kiểm tra Khoả mặt đầu và khoan tâm Tiện thô đầu 1 Tiện thô đầu 2 Phay rãnh 1 Phay rãnh 2 Nhiêt luyện Mài đoạn ỉ16-0,058 đầu 1 Mài đoạn ỉ16-0,058đầu 2 Mài đoạn ỉ16,7-0,18 đầu 1 Mài đoạn ỉ16,7-0,18 đầu 2 Mạ và kiểm tra 14 Bao gói B Thiết kế cụ thể cho các nguyên công Nguyên công1: Dập nóng Được thực hiên trên máy búa . Kim loại được nung nóng và được cho vào máy búa để dập . Khuôn dập được thiết kế định hình chi tiết gia công cộng thêm lượng dư của dập nóng . Nguyên công2 : ủ và kiển tra trước khi gia công Sau khi chế tạo phôi song đem ủ rồi kiểm tra sem phôi nào đạt yêu cầu thi đem ra công Nguyên công3 : Khoả mặt đầu và khoan tâm Định vị : Trục được định vị hạn chế 4 bậc tự do trên khối V dài , một mặt khối V tỳ vào bậc của trục định vị 1 một bậc tự do . S 1 1 S 1 n n 1 W W - Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren . Hai thanh kẹp được bắt với một thanh ren và đai ốc rồi kẹp chặt chi tiết từ trên xuống Chọn máy : Tra bảng 25/trang 119 [1] ta chọn được máy phay và máy khoan tâm bán tự động như sau MP – 71M với các thông số như sau . Máy Phay : Các thông số như sau Đường kính gia công : 25-125mm Chiều dài chi tiết gia công : 200 – 500mm Giới hạn chay dao của dao phay :20- 400 (mm/phút ) Số cấp tấc độ của dao phay là : 6 Giới hạn số vòng quay của dao phay là : 125-712(vg/phút) Công suất động cơ là 7,5 kw Máy khoan số cấp tấc độ của máy khoan là :6 Giới han số vòng quay của máy khoan là 238 – 1125 (vg/phút ) Giới hạn chay dao là : 20-300(mm/phút ) Công suất động cơ là 2,2 (kw) Chon dao : + Dao phay :Chon dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 . Kích thước dao phay như sau theo bảng (4-91/trang374[II] ) : D/Z = 80/5 d(H7) = 30mm B = 39mm + Dao Khoan : chon mũi khoan ruột gà Có kich thước như sau D = 12mm D = 2,5mm a = 600 l1= 2mm l = 5,3 Nguyên công 4 Tiên thô đầu 1 S S S 55 3 11,5 28 n S 1 n + Định vị : chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm hạn chế 5 bậc tự do và dùng tốc truyền để truyền chuyển động quay cho phôi - tịnh tiến theo Ox, Oy, Oz. - Quay theo Oy, Oz. Quá trình gia công hoàn thành sau hai lần gá phôi để gia công hai đầu. Chọn máy : Với điều kiện sản xuất cuả Việt Nam, và kích thước của phôi ta chọn máy tiện vạn năng T616 có : Đường kính phôi lớn nhất Dmax = 230 mm. Khoảng cách hai đầu tâm : L =750 mm. Chiều dài lớn nhất tiện được : lmax = 700 mm. Tốc kẹp đường kính lớn nhất dmax = 220 mm. Công suất động cơ : P = 4,5 KW + Chọn dao : Tra bảng 4- 3/trang192 [II] ta chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 . kích thước của dao như sau Đường kính d :d = 2-9mm Chiều dài : L = 120 – 280mm Chiều dài phần làm việc : l = 55- 120 mm Nguyên công 5 : Tiện thô đầu 2 Vì trục có kết cấu đối sứng do vậy tiện thô dầu 2 ta chỉ việc đổi đầu chi tiết sau khi thực hiện nguyên công 4 rồi gia cộng như nguyên công 4 Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt , máy và dao và các chế độ cắt cũng như gia công nguyên công 4 Nguyên cộng 6 : Phay rãnh 1 Định vị : Trục được định vị 4 bậc tự do trên khối V dài, phương của lực kẹp vuông góc với mặt định vị W W 9 12 + Chọn máy : tra bảng 19/trang117 [I] ta chọn máy phay 6H82 Các thông số kỹ thuật của máy như sau - Khoảng cách từ mặt đầu dao tới bàn máy a : 50-350mm. Kích thước bàn máy : 200 x 800 mm. Số cấp chạy dao 12 . Giới hạn số vòng quay : 50 – 2240 (vg/ph) Giới hạn chạy dao : 9 – 400 mm/ph . Công suất động cơ : 3 Kw . Kích thước bàn máy 1720 – 1750 mm + Chọn dao chọ dao phay định hình 3 mặt có gắâymnhr hợp kim T15K6 . Kích thước dao như sau : D/Z = 60/16 B = 12mm Nguyên công 7 : Phay rãnh 2. W W 9 12 tỳ phụ - Đinh vị và kẹp chặt cũng giống như trên nhưng thêm một chốt tỳ chống soay vào bề mặt rãnh 1 đã gia công. - Chọn máy và dao: dùng máy và dao của nguyên công phay rãnh 1. 8. Nhiệt luyện: Chi tiết trước khi đem gia công tinh cần phải đem đi nhiệt luyện. 9. Mài đoạn f 16- 0,058 đầu 1. - Đinh vị: Bằng hai mũi tâm hai đầu. - Kẹp chặt: Dùng tốc tuyền của mài. - Chọn máy : Tra bảng 10/ trang 113 [1] ta chọn máy mài 3A110 có công suất 1,5kw. Đường kính đá mài là : D = 250mm. - Chọn dao: Tra bảng 5 – 204/ trang 182 chọn đá mài có chiều dày < 32mm, loại đá HH, vật liệu mài là 4A. Kích thước đá mài như sau: H = 30 (mm). D = 80 (mm) d = 20 (mm) 10. Mài đoạn f 16- 0,058 đầu 2. - Sau khi mài xong nguyên công 9 ta tháo chi tiết ra rồi đảo đầu lại rồi mài giống như nguyên công 9 do 2 đầu trục đối cứng với nhau. - Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt , máy, dao và chế độ cắt cũng như nguyên công 9. 11. Mài đoạn f 16,7- 0,18 đầu 1. - Định vị và kẹp chặt giống nguyên công mài ở trên. - Máy mài cũng giống như mài ở nguyên công trước. - Chọn dao: Tra bảng 5 – 204/ trang 182 chọn đá mài có chiều dày < 32mm, loại đá HH,vật liệu mài là 4A. Kích thước đá mài như sau H = 12 (mm) D = 50 (mm) d = 10(mm) 12. Mài đoạn f 16,7- 0,18 đầu 2. - Sau khi mài xong nguyên công 11 ta tháo chi tiết ra rồi đảo đầu lại rồi mài giống như nguyên công 11 do 2 đầu đối trục xứng với nhau. - Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt, máy, dao và chế độ cắt cũng như nguyên công 11. 13. Kiểm tra. W W Ta kiểm tra yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất của trục xe đạp là độ không song song của 2 rãnh không được vượt quá 0,05 - Định vị bằng khối V dài, đồng thời dùng tì phụ tì lên mặt rãnh 1. - Kẹp chặt . Vẫn dùng cơ cấu kẹp bằng ren những lưc kẹp nhỏ hơn. - Để kiểm tra độ không song song ta dùng đồng hồ đo chạy ngang rãnh 2 để đo. Độ không song song giữa 2 rãnh chính là chỉ số cao nhất của đồng hồ. - Ngoài ra ta kiểm tra độ đảo của hai vị trí lắp ổ bi so với tâm trục < 0,05. - Để kiểm tra độ đảo mặt lăn bi ta dùng đồng hồ đo đặt đầu kim đồng hồ lên mặt lăn bi và quay tròn phôi độ không đồng tâm giưa mặt lăn bi với tâm trục là chỉ số cao nhất của đồng hồ . 14. Bao gói. - Nguyên công cuối cùng là đóng gói những chi tiết đạt yêu cầu. VII. Tra lương dư gia công. - Lượng dư của phôi dập nóng: Tra bảng 3-9/ trang 102 [I1] ta có lượng dư của phôi dập nóng là : 2,9(mm) + 0,1 (mm) ( thuộc nhóm thứ nhất). - Lượng dư của 2 nguyên công mài : Tra bảng 3-122/ trang 267 ta có lượng dư của 2 nguyên công mài là : 2a = 0,3 (mm) ( lượng dư 2 phía ). - Lượng dư của các nguyên công tiện thô: + Đoạn f 16-0,058: Bằng lượng dư của nguyên công dập nóng trừ đi lượng dư của nguyên công mài : 2,9 – a = 2,9 – 0,3/2 = 2,75(mm) + Đoạn f 16,7-0,18: Tương tự trên : 2,9 – a = 2,9 – 0,3/2 = 2,75 (mm) + Các đoạn còn lại không gia công tinh nên lượng dư bằng lượng dư của nguyên công dập nóng. VIII. Tính và tra chế độ cắt. 1. Phay mặt đầu và khoan tâm: a. Phay mặt đầu : - Chiều sâu cắt t lấy bằng lượng dư : t = 2,9 (mm) Lượng chạy dao : Sz = 0,1 (mm/răng) (Bảng 5 – 125/trang 113 [12]). - Tốc độ cắt tra bảng : Vb = 340 ( vòng/ phút) (Bảng 5-126/trang 114 [12]). Với D/Z = 80/5. - Tốc độ cắt tính toán : Vt = bb.k1.k2.k3. Trong đó : + K1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công. + K2 = 0,75 : Hệ số phụ thuộc vào trạng tháu bề mặt. +K3 = 1 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao. Vậy : vt = 340.0,9.0,75.1 = 229,5 ( vòng/ phút) = 57,7 (m/ phút) - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 229,5 ( vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 200 ( vòng/ phút ). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p . D.nm/1000 = 50,27 (m/ phút) - Lượng chạy dao theo phút là : sản phẩm = Z.Sz.nm = 5.0,1.200 = 100 (mm/ phút). - Lấy theo máy : Sm = 100 (mm / phút). - Thời gian gia công: T0 = (L+L1 +L2) / (s.n). Với : S =0,5 (mm/ vòng) L = 16 + 2.2,9 = 21,8 (mm) L1 = L2 = 3,2 (mm) T0 = (21,8 + 30 + 3,2) / (0,5.200) = 0,55 ( phút). B. Khoan tâm : - Chiều sâu cắt : t = d/2 = 2,5/2 = 1,25 (mm). - Lượng chạy dao : S = 0,05 (mm/ vòng) (Bảng 5-127/ trang 115 [I2]) - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 500 ( vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p. D. nm / 1000 = p.12.500/ 1000 = 18,8 (mm/ phút ). - Y: Sp = 0,05.500 = 25 ( mm/ phút). - Thời gian gia công: T0 = ( L + L1) / (S.n). Với : L = 3,3mm L1 = (d/2).c.tga + 1 = 2,5/2).2 tg60 +1 = 5,3mm T0 = (3,3 + 5,3)/ (0,05.500) = 0,34 (phút). Vậy thời gian nguyên công khoả đầu khoan tâm là : T0 = 0,55 + 0,34 = 0,89 phút. 2. Tiện thô các đoạn trục : a. Đoạn 1: f 16-0,058. - Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư : t = 2,75 (mm) Lượng chạy dao : S = 0,4 (mm/ vòng) (Bảng 5-60/ trang 52 [I2]) Tốc độ cắt tra bảng : vb = 144 (m / phút) ( Bảng 5-63/ trang 5 [I2]) - Tốc độ cắt tính toán : vt = vb.k1.k2.k3. Trong đó : +k1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công. +k2 = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt. + k3 = 1 : hệ số phụ thuộc vào buổi bền n của dao. Vậy : vt = 144.0,9.0,75.1 = 97,2 (m/phút) - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000.vt/ (p.D) = 1000.97,2/(p.16) = 1933,7 ( vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 1750 (vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p.D.nm/1000 = p.16.175/1000 = 88(m/ phút). - sản phẩm = S.nm = 0,4.1750 = 700(mm/ phút) - Thời gian gia công: T0 = (L + L1) / (S.n) Với : L = 28mm L1 = t/tgj +1 = 2,75/tg60 +1 = 2,6mm T0 = (28 + 2,6)/(0,4.1750) = 0,04 (phút). b. Đoạn 1: f 16,7-0,18 - Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư : t = 2,75 (mm) - Lượng chạy dao : S= 0,4 (mm/ vòng) (Bảng 5-60/ tràn 52 [I2]) - Tốc độ cắt tra bảng : vb = 144 (m/ phút) (Bảng 5-63/ trang [I2]) - Tốc độ cắt tính toán : vt = vb.k1. k2.k3. Trong đó : +k1 = 0,9: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công. +k2 = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt. +k3 =1 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao. Vậy : vt = 144.0,9.0,75.1 = 97,2 (m/ phút). - Số vòng quay tính toán cuả trục chính là : nt = 1000.vt/ (p.D) = 1000.97,2/(p.16) = 1933,7 ( vòng/ phút). - Ta chọn so=ó vòng quay theo máy :nm = 1750 ( vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p .D.nm / 1000 = p.16.1750/1000 = 88 (m/ phút). - Sản phẩm = S.nm = 0,4.1750 = 700 (mm / phút) - Thời gian gia công: T0 = (L + L) / (S.n) Với : L = 8mm L1= 3mm - T0 = (8+3) / (0,4.1750) = 0,02 (phút) c. Đoạn định hình chỗ lăn bi R4,5. -Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư: t = 2,75 (mm) - Lượng chạy dao : S = 0,03 (mm/ vòng) Bảng 5-60/ trang 52 [I2]) với chiều rộng dao B = 8 mm. - Tốc độ cắt tra bảng : vb = 144 (m/ phút) (Bảng 5-63/ trang 5 [I2]). - Tốc độ cắt tính toán : vt = vb. k1. k2.k3. Trong đó : +k1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công. + k2= 0,75: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt. + k3=1 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao. Vậy : v1 = 144.0.9.0,75.1 = 97,2 (m/ phút). - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000v./ (p.D) = 1000.97.2/ (p.16) = 1933,7 (vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 1750 ( vòng/ phút) . Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p.D.nm/ 1000 = p.16.1750/1000 =88 (m/ phút). - Sản phẩm = S.nm = 0,03.1750 = 52,5 ( mm/ phút). - Thời gian gia công: T0 = (L+ L1)/ (S.n). Với : L = 4,5mm L1 = 3mm - T0 = ( 4,5 + 3) / (0,03.1750) = 0,14 ( phút). - Vậy thời gian gia công của nguyên công tiện thô là : T0 = 0,04 + 0,02 + 0,14 = 0,2 (phút). 3. Phay rãnh 1: tính chế độ cắt để thiết kế đồ gá. - Chiều sâu 1: Tính chế độ cắt để thiết kế đồ gá. - Chiều sâu cắt t lấy bằng lượng dư : t = 3+0,3/2 = 3,15 (mm) - Lượng chạy dao : Sz = 0,06 (mm/ răng) (Bảng 5-163/ trang 146 [I2]) - Tốc độ cắt tính toán : vt = Trong đó : + Các hệ số tra bảng 5-39 / trang 32 [I2] Cv = 690 q = 0,2 x = 0,3 y = 0,4 u = 0,1 p = 0 m = 0,35 + Chu kì bền của dao: T = 120 (phút) + Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt : kv = kMV.knv.knv với : kMV là hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công. Tính theo bảng 5-1/ trang 16 [I2]: + kMV =kn. (750/ sb)nv với kn là hệ số điều chỉnh. Kn = 0,8 nv = 1 (bảng 5-2/ trang 6[I2]) kMV = 0,8.(750/1000)1 = 0,6. +knv là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi +knv = 0,8 ( Bảng 5-5/ trang 8 [ I2]) + kuv là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt. kuv = 1 ( Bảng 5-6/ trang 8 [I2]) Do đó : kv = 0,8.0,6.1 = 0,48 Vậy : vt = (690.600,2)/ (1200,35.3,150,3.0,060,4.120,1.160)0.,48 = 239,5 (m/ phút). - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000.vt/ (p.D) = 1000.239,5/ (p.60) = 1270,6 ( vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 1000 ( vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p .D.nm / 1000 = p .60.1000/ 1000 = 180,5 (m/ phút). - Lượng chạy dao theo phút là : sản phẩm = Z.Sz . nm = 16.0,06.1000 = 960 ( mm/ phút). - Lấy theo máy : Sm = 950 (mm/ phút). - Lực cắt : Pz = (10.Cp.tx.Szy.Bn.Z)/ (Dq.nmw) .kMP. Trong đó : + Các hệ số tra bảng 5 – 41/ trang 34 [ I2] Cp = 261 x = 0,9 y = 0,8 u =1,1 q =1,1 w= 0,1 + Tra bảng 5-9 / trang 9 [I2] n = 0,3 kMP = (sb/750)n = (1000/750)0,3 = 1,09. Vậy : Pz = (10.261.3,150,9.0,060,8.120,3.16)/ ( 601,1.10000,1).1,09 = 157 (N) - Công suất cắt : Nc = (Pz.vtt) /(1020.60) = (157.180,5)/ (1020.60) = 0,46 (KW) - Mà công suất của máy là Nm = 3kW và hiệu suất là 0,8 nên Nc = 0,46 < Nm.0,8 = 2,4 (kW). Do đó máy đã chọn có thể phay đạt công suất cắt yêu cầu. - Thời gian gia công: T0 = (L + L1 + L2)/ (S.n). Với : S.n = 950 (mm / phút) L = 2 L1 = L2 = 3 (mm) T0 = (12,5 + 15,4 +3) /950 = 0,03 (phút). 4. Phay rãnh 2: - Chiều sâu cắt t lấy bằng lượng dự : t = 3 + 0,3/2 = 3,15 (mm). - Lượng chạy dao : Sz = 0,06 (mm/ răng) (Bảng 5-163/trang 146 [I2]) - Tốc độ cắt tính toán : vt = Trong đó : + Các hệ số tra bảng 5-39 / trang 32 [ I2] . Cv = 690 Q = 0,2 X = 0,3 y = 0,4 u = 01 p = 0 m = 0,35 + Chu kì bền của dao : T = 120 (phút). + Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt : kv = kMV.knv. kuv với : kMV là hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công. Tính theo bảng 5-1/ trang 16 [ I2]: + kMV = kn (750/sb)nhiệm vụ vưới kn là hệ số điều chỉnh kn = 0,8 nv = 1 (bảng 5-2 / trang 6 [2]). KMV là hệ số phụ thuộc vào trang thái bề mặt của phôi. Knv = 08 (bảng 5-5/trang 8 [I2] ). +kuv là hệ số phục thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt . kuv = 1 (Bảng 5-6 / trang 8 [ I2]). + kuv là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt. kuv = 1 ( bảng 5-6 / trang 8 [ I2] Do đó : kv = 0,8.0,6.1 = 0,48. Vậy : v1 = ( 690.600,2)/ (1200,35.3,150,3.0,060,4.120,1.160).0,48 = 239,5 (m/phút). - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000.vt / (p .D) = 1000.239,5/(p.60) = 1270,6 ( vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 1000 ( vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p.D.nm/ 1000 = p .60.1000/1000 = 180,5 (m/ phút). - Lượng chạy dao theo phút là : sản phẩm = Z.Sz .nm = 16.0,06.1000 = 960 (mm/phút). - Lấy theo máy : Sm = 950 (mm/ phút). - Lực cắt : pz = (10.Cp.tx.Syz .Bn.Z)/ (Dq.nmw).kMP. Trong đó: + Các hệ số tra bảng 5-41/ trang 34 [ I2]: Cp = 261 x = 0,9 y = 0,8 u =1,1 q =1,1 w= 0,1 + Tra bảng 5-9 / trang 9 [I2] n = 0,3 kMP = (sb/750)n = (1000/750)0,3 = 1,09. Vậy : Pz = (10.261.3,150,9.0,060,8.120,3.16)/ ( 601,1.10000,1).1,09 = 157 (N) - Công suất cắt : Nc = (Pz.vtt) /(1020.60) = (157.180,5)/ (1020.60) = 0,46 (kW) - Mà công suất của máy là Nm = 3kW và hiệu suất là 0,8 nên Nc = 0,46 < Nm.0,8 = 2,4 (kW). Do đó máy đã chọn có thể phay đạt công suất cắt yêu cầu. - Thời gian gia công: T0 = (L + L1 + L2)/ (S.n). Với : S.n = 950 (mm / phút) L = 2 L1 = L2 = 3 (mm) T0 = (12,5 + 15,4 +3) /950 = 0,03 (phút). 5. Mài đoạn f 16-0,058. - Chiều sâu cắt t lấy bằng lượng dư : t = a = 0,3/2 = 0,15 (mm) - Lượng chạy dao ngang : S = 3,08 (mm/ phút) bảng 5 – 204/ tranmg 182 [ I2]: - Tốc độ cắt tra bảng : vb = 582 (m/phút) (Bảng 5-164 / trang 164/ trang 147 [ I12]) . - Tốc độ cắt tính toán : vt = vb.k1.k2.k3. Trong đó : + k1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công. + k2 = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt. + k3 = 1: hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao. Vậy : vt = 582.0,9.0,75.1 = 393 (m/ phút). - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000.vt / (p.D) = 1000.393/(p .250) = 500,4 ( vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy:nm = 500 (vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p.D.nm/1000 = p .60.500/1000 =94,25 (m/phút). - Số vòng quay của chi tiết tra theo bảng 5-204/ trang [ 182]: nct = 500 (vòng/ phút). - Thời gian gia công: T0 = 1,25. H / (t.nc) = 1,25.30 / ( 0,15.500) = 0,5 (phút). 6. Mài đoạn f 16,7 –0,18 và chỗ lăn bi R4,5. - Chiều sâu cắt t lấy bằng lượng dư : t = a = 0,3/2 = 0,15 (mm). - Lượng chạy dao ngang:S = 3,08 (mm/ phút) (Bảng 5-204/ trang 182 [I2]. - Tốc độ cắt tra bảng :vb = 582 (m/ phút) (Bảng 5-164/ trang 147 [I2]). - Tốc độ cắt tính toán : vt = vb.k1.k2.k3. Trong đó : + k1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công. + k2 = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt. + k3 = 1: hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao. Vậy : vt = 582.0,9.0,75.1 = 393 (m/ phút). - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000.vt / (p.D) = 1000.393/(p .250) = 500,4 ( vòng/ phút). - Ta chọn số vòng quay theo máy:nm = 500 (vòng/ phút). Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là : vtt = p.D.nm/1000 = p .60.500/1000 =94,25 (m/phút). - Số vòng quay của chi tiết tra theo bảng 5-204/ trang [ 182]: nct = 500 (vòng/ phút). - Thời gian gia công: T0 = 1,25. H / (t.nc) = 1,25.30 / ( 0,15.500) = 0,5 (phút). IX. Tính và thiết kế đồ gá của nguyên công 6 phay rãnh 1. 1. Chế độ cắt và lực cắt, công suất cắt đã tính ở trên. 2. Ta cần xác định lực kẹp từ lực cắt đã tính được ở trên. - Với sơ đồ gá đặt có khối V (a = 900) ta có hệ phương trình gồm phương trình cân bằng lực và cân bằng moment như sau: pc + N1 – N2 = 0. 2,5Pc – N1 – N2 = 0 W = (N1 + N2)/ Giải ra ta được: W = (2,5/). Pc = (2,5/).157 = 277,5 (N). Trong đó W là lực kẹp . Lực này phải nhân với hệ số an toàn K với : K = K0.K1..K6 trong đó : + K0 = 15 : hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp. + K1 = 1 : Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi. + K2 = 1 : Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn. +K3 = 1 : Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn. +K4 = 1,1 : Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt. +K5 = 1 : Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay. +K6 = 1,3 : Hệ số tính đến moment làm quay chi tiết. Cuối cùng : K = 1,5.1.1.1.1,1.1.1,3 = 2,15. Vậy lực kẹp lên chi tiết là : W = 277,5.2,15 = 597 (N) 3. Đường kính của bulông bắt vào thanh kẹp là : d> = 1,2 . với s = 8 (N/mm2): độ bền của vật liệu làm bulông. d> = 1,2 . Lấy : d = 12mm 4. Tra bảng 8-30/trang 434[I2] ta có kích thước thanh kẹp như sau: L = 80 B = 10 H = 40 b = 16 b1=b2=25 b3 =2,5 h = 1,6. h1=5 l =36 d = 15 d1= 22 d2= 12 l1 = l2 = 8 c = 8 c1 = 3 r = r1 = 10 5. Tra bảng 8-5/trang 397 ta có kích thước của khối V như sau (mm): H = 25 L = 16 B = 30 B1= 18 d = 6,5 d1= 11 d2 = 5. A = 32 A1 = A2 = 50 L = 8 h = 6,5 h1= 9 b = 6 r = 1 c = 1,6 a = 900. 6. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá. [ect] = trong đó: - [ect] = d.1/3 = 0,158.1/3 = 0,05. Với d = 0,158 là dung sai nguyên công phay rãnh. - [ec] = (Bảng 19/trang 45 [1]). Với: dD = 0,058 là dung sai đầu trục. a = 900 là góc khối V định vị. - [ek] = 0,03 ( bảng 22/ tranmg 47 [1]) : sai số kẹp chặt. - [em] = b = 0,3 mm = 0,02 mm với b = 0,3: hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị. N = 5000 : số chi tiết gia công trên đồ gá. - [edc] = 0,01 : Sai số sinh ra trong quá trình điều chỉnh và lắp ráp đồ gá. Vậy : - [edc] = 7. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá. Từ sai số gá đặt tính được ở trên ra có các điều kiện kĩ thuật sau: - Độ không song song giữa đường tâm khối V và rãnh then < 0,03 /100mm chiều dài. - Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị và đế đồ gá < 0,03. - Độ bóng của các bề mặt lắp ráp và định vị : 8. - Độ cứng của khối V và chốt định vị : HRC 40…45 Tài liệu tham khảo Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Tập 1,2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nhà xuất bản Trờng đại học Bách khoa Hà Nội. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts Trần Văn Định. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá. - Pgs-Pts Lê Văn Tiến. - Pgs-Pts Trần Văn Định. - Pts Trần Xuân Việt. Tính toán và thiết kế máy công cụ. - Phạm Đắp. Công nghệ chế tạo máy (Giáo trình). Mục lục Trang I Mở Đầu. 3 II Chức năng làm việc của trục giữa xe đạp . 3 III Phân tích tính công nghệ trong kết cấu 3 của trục giữa xe đạp . IV Xác định dạng sản xuất . 4 V Chọn phôi . 5 VI Thiết kế nguyên công . 5 A Lập thứ tự các nguyên công . 5 B Thiết kế nguyên công cụ thể . 6 VII Tra lượng dư gia công . 13 VIII Tính và tra chế độ cắt . 15 IX Tính và thiết kế đồ gá . 27 X Tài liệu tham khảo 31