Đồ án Công nghệ chế tạo máy - Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết bạc bắt chầy của máy dập

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, và đặc biệt là thầy giáo Pgs.Ts Nguyễn Trọng Bình đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn. Sinh viên: Lê Văn Trình THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết bạc bắt chầy của máy dập đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết. II. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT. Đây là một dạng chi tiết thuộc loại chi tiết dạng bạc.Được sử dụng rộng rãI trong Cơ khí. Đó là những chi tiết dạng ống tròn, thành mỏng.Trong quá trình làm việc chi tiết luôn chịu : + Mài mòn lớn + ứng suất thay đổi theo chu kì + Lực va đập + Tải trọng động lớn Cũng như các chi tiết dạng khác, tính công nghệ trong việ gia công để đạt các yêu cầu kĩ thuật cần thiết .Trước hết cần chú ý đến đặc trưng quan trọng đối cới các chi tiết dạng bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của chi tiết. Tỉ số phải thoả mãn trong giới hạn: 0,5 ¸ 3,5 Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ của bạc bởi vì cùng một đường kính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục. Bề dày của thành bạc cũng không nên quá mỏng để tránh biến dạng khi gia công và nhiệt luyện. Theo đề bài: như vậy thoả mãn điều kiện Yêu cầu kỹ thuật cơ bản. Độ song song giữa mặt đầu và mặt đáy < 0,1/100 Độ vuông góc giữa mặt đáy và mặt trụ ngoài < 0,0/100. Độ đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và mặt trụ trong < 0,15. Nhiệt luyện đặt HRC = 40 - 50 II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT. Cũng như các chi tiết dạng khác, tính công nghệ trong việ gia công để đạt các yêu cầu kĩ thuật cần thiết .Trước hết cần chú ý đến đặc trưng quan trọng đối cới các chi tiết dạng bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của chi tiết. Tỉ số phải thoả mãn trong giới hạn: 0,5 ¸ 3,5 Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ của bạc bởi vì cùng một đường kính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục. Bề dày của thành bạc cũng không nên quá mỏng để tránh biến dạng khi gia công và nhiệt luyện. Theo đề bài: như vậy thoả mãn điều kiện Đường kính lỗ f146 phải giảm xuống f140 để thnhf lỗ f17 sẽ không quá mỏng, tránh biến dạng khi gia công . Khi gia công chi tiết dạg bạc, yêu cầu kĩ thuật quan tọng nhất là độ không đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, cũng như dộ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ. Cụ thể như sau: + Mặt trụ ngoài f210 và f100 đạt cấp chính xác: 7 - 10. + Độ nhám mặt đầu: Ra=2,5 ;Rz= 40 – 10 + Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ + Độ nhám bề mặt ngoài Ra= 2,5. + Độ nhám bề mặt lỗ Ra = 2,5 – 0, III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. Để xác định dạng sản xuất ta phải dựa vào trọng lượng của chi tiết và sản lượng chi tiết hàng năm. a) Tính trọng lượng của chi tiết. - Tính thể tích chi tiết. Để tính được thể tích của chi tiết ta tiến hành chi chi tiết ra làm nhiều phần để tính các Vi sau đó lấy tổng các Vi vậy sau khi tính toán ta được V = 0,11(dm3) - Khối lượng riêng của hợp kim thép : g = 7,85 kG/dm3. - Trọng lượng của chi tiết. Q = g.V Vậy Q = 0.11.7,85 =0.86 (kg) b) Tính sản lượng chi tiết. Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức : N - Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm. N1 - Số sản phẩm được giao N1 = 5000. m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1). b - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( lấy b = 6). a - Tính đến tỷ lệ % phế phẩm (a = 4). (chi tiết/năm) c) Xác định dạng sản xuất. Dạng sản xuất được xác định theo bảng 2 TKĐACNCTM ta có dạng sản xuất hàng loạt lớn. IV. CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. - Do các đặc điểm của phôi như : + Sản xuất hàng khối. + Vật liệu là thép. + Chi tiết không lớn. - Do đó, có thể chế tạo chi tiết theo phương pháp đúc trong khuôn cát. Căn cứ vào điều kiện sản xuất của nước ta, qui định phương pháp đúc trong khuôn cát với: + Khuôn cát làm bằng máy. + Mẫu làm băng kim loại - Chọn mặt phân khuôn : Mặt phân khuôn được biểu diễn trên hình vẽ. V. THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT. 1. Xác định đường lối công nghệ. Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là hàng khối và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy thông dụng. 2. Tính toán và lập qui trình công nghệ gia công chi tiết. Nguyên công tạo phôi. Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Đúc trong khuôn cát, mẫu bằng kim loại. Nguyên công ủ và làm sạch phôi. Sau khi đúc, phôi phải được ủ để khử ứng suất dư, sau đó phôi phải được làm sạch trước khi gia công cơ. Từ những sự phân tích trên đây ta có thể có được các nguyên công chủ yếu để gia công sau : - Nguyên công 1 : Gia công đầu nhỏ (tiện ngoài, mặt đầu, vai) - Nguyên công 2 : Gia công đầu to (tiện ngoài, mặt đầu, vai, tiện trong , tiện rãnh, vát mép) - Nguyên công 3 : Gia công lỗ f8 (khoan, khoét) - Nguyên công 4 : Gia công tinh lỗ (mài lỗ f30 ). - Nguyên công 5 : Gia công rãnh tại 2 lỗ f8. - Nguyên công 6 : Gia công rãnh trên đầu nhỏ( Phay rãnh). - Nguyên công 7 : Kiểm tra. * Nguyên công 1:Gia công đầu nhỏ (Nguyên công tạo mặt phẳng tinh để gia công các mặt khác) · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f80) được tỳ sát vào một mặt phẳng của mâm cặp (hạn chế 3 bậc tự do), 3 chấu hạn chế chi tiết 2 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do. · Tính toán lượng dư gia công. + Bước 1 :Tiện trụ ngoài đạt kích thước f50 (mm) ta có: lượng dư là 2.Z = 4(mm). Lượng dư gia công tối thiểu theo phương pháp gia công này được xác định theo công thức sau: 2.Zmin = 2.(Rzi-1+ Tai-1 + ) Trong đó: Rzi-1: Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại. Tai-1: Chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại. ri-1: Sai lệch về vị trí tương quan và sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước để lại. ei: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Tra bảng ta được + Bước 2 : Tiện khoả mặt đầu đạt kích thước f50 Với kích thước lớn nhất f50 tra bảng 394 sổ tay công nghệ tập 1 ta có: lượng dư là Z = 4(mm). + Bước 3 : Tiện mặt bích đối diện lượng dư là Z = 4(mm). *Nguyên công 2 : Gia công đầu lớn. · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f50) được tỳ sát vào một mặt phẳng của mâm cặp (hạn chế 3 bậc tự do), 3 chấu hạn chế chi tiết 2 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do. + Bước 1: Tiện vai đường kính đạt kích thước f80. Lượng dư là 2.Z = 4(mm). + Bước 2: Tiện mặt đầu f80 lượng dư là Z = 4 (mm). + Bước 3: Tiện lỗ trong đạt kích thước f30. Lương dư là 2.Z =4 + Bước 4: Tiện rãnh đạt kích thước f32, rộng 2. Lượng dư là 2.Z=2 *Nguyên công 3 : Khoan, doa lỗ f8 · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị trên phiếm tỳ hạn chế 3 bậc tự do vào mặt đầu, một chốt tỳ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ f30 hạn chế 2 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do. Chi tiết được kẹp bằng đai ốc. Lượng dư tổng cộng Z = 8(mm). *Nguyên công 4 : Mài lỗ trong f30 · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị và kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm, mặt phẳng của mâm cặp định vị vào vai hạn chế 3 bậc tự do. 3 chấu dịnh vị vào mặt trụ ngoài hạn chế 2 bậc tự do. Như vậy, chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do. *Nguyên công 5 : Phay 2 rãnh dư tại 2 lỗ f8 đối diện nhau. · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị trên đầu phân độ. Mặt phẳng của đầu phân độ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị vào mặt trong của lỗ f30 hạn chế 2 bậc tư do, và một chốt trụ chám định vị vào lỗ f8 hạn chế chống xoay. Như vây, chi tiết bị hạn chế 6 bậc tư do. Chi tiết được kẹp chặt bằng đai ốc Lượng dư Z = 10(mm) *Nguyên công 6 : Phay rãnh đạt kích thước 10 · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị trên phiếm tỳ hạn chế 3 bậc tự do vào mặt đầu, một chốt tỳ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ f30 hạn chế 2 bậc tự do. Và một chốt chám định vị vào lỗ f8 hạn chế chống xoay. Như vậy chi tiết bị hạn chế 6 bậc tự do. Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp linh động tỳ vào vai. Lượng dư Z= 10 *Nguyên công 7 : Kiểm tra · Định vị và kẹp chặt. Chi tiết được định vị trên 1 phiém tỳ vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trong của trụ f30 hạn chế 2 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do. · Tính toán chế độ cắt cho từng nguyên công Nguyên công 1: Gia công đầu nhỏ f50 trên máy tiện Chọn máy :Máy tiện 1K62. Công suất động cơ Nm = 10kW. Thông số máy: Chiều cao tâm 200mm.Số vòng quay trục chính 12,5..2000 vòng /phút,bước tiến dao dọc 0,07—4,15, bước tiến dao ngang 0,035—2,08 Chọn dao:Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900 gắn mảnh hợp kim cứng T15K6( Bảng 4-6 sổ tay CN T1), Dao tiện có bán kính đỉnh dao r=0,5 + Bước 1: Tiện trụ ngoài đường kính f50 đạt kích thước dài 55 với Rz = 5. Tiện thô mặt đầu f50, và tiện thô vai f80. Chọn chiều sâu cắt t = 2(mm) với vật liệu là thép 45 tra bảng 5.11 - sổ tay CN T2 ta chọn được lượng chạy giao là S = 0,6 (mm /vòng).(chọn theo kích thước lớn nhất f80) Tra bảng 5.64 – sổ tay CN 2 ta chọn được Vcắt = 227(m/ph). Từ đây ta có thể tính được vận tốc cắt thực tế Vtt = Vcắt.K1.K2.K3 K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-3 Sổ tay CN 2- k1 = 0,8 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-7 Sổ tay CN 2- k2 = 0,8 K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-6 Sổ tay CN 2- k3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: Vtt=Vcắt.k1.k2.k3=227.0,8.0,8.1 =145,3 (m/ph). Þ số vòng quay của động cơ : nt =(v/ph) Ta chọn theo số vòng quay của máy: nt =598(v/ph). Tính lại vận tốc cắt: Vtt = (m/ph) Tra bảng 5.68 sổ tay CN 2 ta có được công suất yêu cầu N=3,4 (KW). Như vậy máy đã chọn thoả mãn yêu cầu. b)Tiện tinh mặt đầu f80 và vai f50 với độ nhám Ra=2,3. Với chiều sâu cắt t = 0,5 (mm).Tra bảng 5.62 với bán kính đỉnh dao 0,5mm, vật liệu là thép ta có : lượng chạy dao S = 0,144(mm/vòng). Từ bảng 5.64 ta có Vcắt = 518 (m/ph) Þ Vtt = 518.K1.K2.K3 =331,5(v/ph). số vòng quay của trục chính ne = (v/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy ne = 1250(v/ph) Þ tính lại vận tốc cắt Vcắt = (m/ph) Tra bảng 5.68 sổ tay CNT2 ta chọn được công suất yêu cầu: N= 3,4(KW). Như vậy máy đã chọn thoả mãn yêu cầu. Nguyên công 2 : Gia công đầu đầu to trên máy tiện Các thông số máy đã được chọn như ở trên Nguyên công 1. Bước 1 : Tiện thô khoả mặt đầu đạt f80, và tiện vai f80. Do yêu cầu về cấp chính xác nên ta tiến hành 2 lần tiến dao để cắt hết lượng dư a) Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2(mm). Tra bảng 5.60 sổ tay T2 ta có lượng chạy dao S = 0,7(mm/vòng). ÞTra bảng 5.64 ta có Vcắt = 323(m/ph) Þ Vtt = 323.0,8.0,8.1 =206,7(m/ph) Þ số vòng quay của máy ne =(v/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy ne = 950(v/ph) Þ tính lại vận tốc cắt: Vcắt = (m/ph) Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 5,8(KW). b)Tiện tinh vơi chiều sâu cắt t = 0,5(mm) Tra bảng 5.62 sổ tay T2 ta có lượng chạy dao S = 0,25(mm/vòng). Ta có Vcắt = 130(m/ph) Þ Vtt = 130.0,6.0,75.0,9 =53(m/ph) Þ số vòng quay của máy ne =169 (v/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy ne = 180(v/ph) Þ tính lại vận tốc cắt: Vcắt = 57(m/ph) Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 1,2(KW).Thoả mãn Bước 2 : Tiện thô ngoài đạt f100 Do yêu cầu về cấp chính xác phải tarô ren nên ta chia làm 2 bước: tiện thô + tarô Tarô ren được thực hiện ở nguyên công sau Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2,5(mm). Tra bảng 5.60 sổ tay T2 ta có lượng chạy dao S = 0,7(mm/vòng). ÞTra bảng 5.64 ta có Vcắt = 205(m/ph) Þ Vtt = 205.0,6.0,75.0,9 =83(m/ph) Þ số vòng quay của máy ne =264 (v/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy ne = 280(v/ph) Þ tính lại vận tốc cắt: Vcắt = 88(m/ph) Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 2,9(KW).Thoả mãn Bước 3: Tiện côn ngoài với lượng dư bé nhất là 2,5(mm). Đường kính tiện lớn nhất là f110 Þ S = 0,8 (mm/vòng) Þ Vcắt = 182(m/ph) ÞVtt = 182.0,9.0,6.0,75 =74(m/ph) Þ số vòng quay của máy ne =214(v/ph). Þ chọn theo số vòng quay của máy Þne = 220(v/ph) Þ tính lại vận tốc cắt : Vcắt = 76(m/ph). Þ Tra bảng ta chọn được công suất yêu cầu của máy N= 3,4(KW).Thoả mãn Nguyên công 3 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công khoét và doa lỗ f60. Ở đây gia công trên máy khoan đứng, mũi khoét, doa được lắp vào chuôi côn máy khoan.Dao khoét, doa là dao tuỳ động do không có loại tiêu chuẩn với đường kính của lỗ. Lập sơ đồ gá đặt: . Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình số vòng quay trục chính n=68…1100vòng/phút.Bước tiến dao 0,11…1,60mm/vòng. Công suất của máy Nm = 6 kW. Đường kính mũi khoét D=50(mm) – Tra bảng 5.104 sổ tay CNT2 Þ lượng chạy dao S = 1,2(mm/vòng). Từ bảng 5.105 sổ tay CNT2 (mũi khoét là thép gió), với t >20 Þ Vcắt = 21(m/ph) Þ Vtt = Vcắt . K1 . K2 K1:Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao K2 Hệ số phụ thuộc vào loại thép. Þ Theo bảng 5.105 K1= 0,5 ; K2 =1,23 ÞVtt = 21. 0,5 .0,123 = 13(v/ph) Ta tính số vòng quay của máy ne =83 (v/ph) Þ chọn số vong quay theo máy ne = 100(v/ph) Þ Tính lại vận tốc cắt Vcắt = 15,7(m/ph) Tra bảng 5.110 Þ N=2,4(KW).Thoả mãn điều kiện của máy đã chọn. Bước 2 : Doa với đường kính dao D = 60(mm) Þ lượng chạy dao S = 1,7(mm/vòng) Tra bảng 5.112 sổ tay CNT2 Þ Vcắt = 13(m/ph) Ta có : Vtt =Vcắt .kMV.kUV Trong đó: kMV :Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công kn : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhom thép theo tính gia công kn =1 (Bảng 5. 2) sb =660(MPa); nv = 0,9 (Bảng 5.2 sổ tay công nghệ tập 2) Þ kMV = 1.12 kUV = 1 (Vật liệu T15K6 tra bảng 5.6 ) ÞVtt = 13.1,12 = 14,56(m/ph) số vòng quay của động cơ ne= 77(v/ph) Þ Chọn số vòng quay theo máy Þ ne =80(v/ph) Tính lại vận tốc cắt : Vcắt = 15,1(v/ph) Do khi khoét, doa ta cũng thực hiện trên máy khoan và máy đã được chọn thoả mãn Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ f17, 2 lỗ f16 tarô ren 2 lỗ M16 Các thông số của máy đã được chọn ở nguyên công trên. Bước 1: Khoan 4 lỗ f17. Lập sơ đồ gá đặt: Kẹp chặt: Dùng cơ cấu bulông kẹp rút thông qua bạc dẫn tháo rời, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện và mặt định vị chính . Chọn dao: Mũi khoan ruột gà chuôi côn có kích thước như sau: Đường kính mũi khoan D=17. Tra bảng ta có S = 0,15(mm/vòng) Vcắt=24(m/ph) –Bảng 5.86 T2 ÞVtt = Vcắt .kMV . kUV . klv klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan – klv = 1(Bảng 5.31 T2) Þ Vtt = 24. 1,12 = 26(m/ph) Þ tốc độ cắt ne= 487(v/ph) . Chọn tốc độ cắt theo máy ne =500(v/ph) Þ Tính lại vận tốc cắt Vcắt = 27(m/ph) Tra bảng (5.102 T2 ) Þ công suất yêu cầu N=1,2(KW).thoả mãn Bước 2 : Khoan 2 lỗ M16 và tarô ren Trước tiên ta khoan mồi 2 lỗ với đường kính mũi khoan D=14,5(mm) sau đó mới tarô Khoan 2 lỗ D=14,5(mm) với lượng chạy dao S = 0,15(mm/vòng) Tra bảng 5.86 ta có Vcắt = 20,5(m/ph) ÞVtt = 20,5.1,12 = 23(m/ph) Þsố vòng quay của máy ne= 505(v/ph) Chọn tốc độ cắt theo máy ne = 520(v/ph) ÞTính lại vận tốc Vcắt = 23,7(m/ph) Tra bảng 5.102 sổ tay tập 2 ta có công suất yêu cầu của máy N = 0,9(KW) b)Tarô ren: Do đường kính nhỏ nên ta có thể tarô bằng tay Nguyên công 5 : Tiện côn lỗ f60 vơi đường kính tiện lớn nhất f77. Với yêu câu về đề bài ta chia làm 2 bước. Bước 1: Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2(mm). Tra bảng 5.64 ta có lượng chạy dao S=0,1(mm/vòng) và Vcắt = 229(m/ph) Vcắt = 229. 0,6. 0,75. 0,9 =93(m/ph) Þ tốc độ cắt ne= 385(v/ph) Chọn tốc độ cắt theo theo máy ne = 400(v/ph). Ta tính lại vận tốc cắt: Vcắt = 97(m/ph). Tra bảng 5.68 T2 ta có công suất yêu cầu của máy N = 2(KW).Thoả mãn Bước 2 : Tiện tinh với chiều sâu cắt t = 0,5(mm).Tra bảng ta có S = 0,13(mm/vòng) Vận tốc cắt Vcắt = 110 (m/ph) Bảng 5.62 sổ tay T2 Vcắt = 110. 0,9. 0,6. 0,75 = 45(m/ph). Þ ne = 186(v/ph) Chọn số vòng quay theo máy ne = 200(v/ph) Þ tính lại vận tốc cắt Vcắt = 48(m/ph) Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy thoả mãn máy đã chọn VI.TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỒ GÁ KHOAN 1. Tính lực kẹp - Sơ đồ định vị : Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo các bước sau đây: VI.1. Xác định kích thước của bàn máy 980x825 mm2, khoảng cách từ bàn máy tới trục chính. Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thước đồ gá. VI.2. Xác định phương pháp định vị. Ta định vị chi tiết trên mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do và trụ ngắn 2 bậc tự do VI.3. Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ 1:1). Đường bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch. Việc thể hiện hai hoặc ba hình chiếu là tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá. Hình chiếu thứ nhất của chi tiết phải được thể hiện đúng vị trí đang gia công trên máy. VI.4. Xác định phương, chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp. Phương của lực kẹp vuông góc với thân đĩa xích có hướng từ mặt trên chi tiết xuống dưới. Điểm đăt của lực kẹp ta chọn vào giữa của phiến kẹp (PK thu gọn về). VI.5. Xác định vị trí và vẽ kết cấu của đồ định vị( cần đảm bảo cho lực cắt, lực kẹp hướng vào đồ định vị vuông góc với chúng). VI.6. Tính lực kẹp cần thiết. Khi khoan ta thấy: Lực kẹp cần thiết để kẹp chặt chi tiết khi khoan 4 lỗ mặt đầu không lớn lắm.. Dựa vào sơ đồ cắt ta có thể xác định được khi gia công chi tiết có xu hướng xoay tâm của phiến tỳ: - Lực cắt P0 , MK: Lực cắt được tính theo công thức: P0 = Tra bảng 5- 47 trang 177 Cp = 98,8, Zp = 1, Yp = 0.7 Với thép KVp= – hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công đối với thép và gang cho trong bảng 5-9: Kmp = = = 1,7 Suy ra lực cắt Po=98,8.17.0,4980,7.1,7 = 1752,8(KG) - Mômen khoan MK [Nm] : Mx = CM.D2.SYm.KVM Tra bảng 5.47 ta có CM=39 ,YM=0,8 ,KVM=KVP=1,24 Suy ra MK=39.172.0,4980,7.1,7=11762 KG.mm MK=11762KG.mm -Tính lực kẹp W :Từ sơ đồ trên ta có phương trình xác định lực kẹp: (W+Po).f.r ³ K.2MC.Ro/2 Suy ra lực kẹp được tính như sau W ³ r là bán kính trung bình giữa bề mặt chi tiết và bề mặt định vị . r = f= 0,15 hệ số ma sát d =17mm Ro=170/2 (mm) Do đó W³ suy ra W ³ 3247(KG) VI.7. Chọn cơ cấu kẹp chặt. Cơ cấu này phụ thuộc vào loại đồ gá một vị trí hay nhiều vị trí, phụ thuộc vào sản lượng chi tiết hay trị số lực kẹp: Ta chọn cơ cấu kẹp rút Êtô( kẹp bằng ren) VI.8. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [eCT]. VI.8.1. Các thành phần của sai số gá đặt. Khi thiết kế đồ gá cần chú ý một số điểm sau đây: Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn. Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình và dao định kích thước thì sai số của đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công. Khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ. Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề măt chuẩn. Sai số gá đặt được tính theo công thức sau( do phương của các sai số khó xác định ta dùng công thức véctơ ): = Trong đó: - ec: sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra - ec =0,03 - ek: sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 20-24. Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không - ek = 0,13 (bảng 5.20 sách hướng dẫn) - em: sai số mòn. Sai số mòn được xác định theo công thức sau đây: (mm), với b= 0,3(chốt định vị phẳng) N =11000(chi tiết/năm) Þ em = 0,32 (mm) eđc: sai số điều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy eđc = 5 ¸ 10 mm. ect: sai số chế tạo cho phép đồ gá [ect]. Sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá. Song đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép: egđ = =1/3 Þ [ect] = = 0,4(mm) - Xác định hệ số an toàn K: K = K0 .K1 .K2 .K3 .K4 .K5 K6 K0 :Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp – K0 = 1,5. K1 :Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi – K1 = 1,2 K2 :Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn – K2 = 1,4. K3 :Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đọan – K3 = 1,3 K4 :Hệ số tính sai số của cơ cấu kẹp – K4 = 1,3 K5 :Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp – K5 = 1 K6 :Hệ số kể đến mômen làm quay chi tiết – K6 = 1,5 Þ K = 6,4 VII Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công: Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác định theo công thức sau đây: Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn Trong đó : Ttc - Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công). To - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thước và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể được thực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trường hợp gia công cụ thể có công thức tính tương ứng). Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thước của chi tiết ...). Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giá trị gần đúng Tp = 10%To. Tpv – Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, màI dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ (Tpvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To). Ttn – Thời gian nghỉ ngơI tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%To). Xác định thời gian cơ bản theo công thức sau đây: To = Trong đó: L – Chiều dài bề mặt gia công (mm). L1 – Chiều dài ăn dao (mm). L2 – Chiều dài thoát dao (mm). S – Lượng chạy dao vòng(mm/vòng). n – Số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút. 1.thời gian nguyên công cơ bản của nguyên công 1. a. bước 1. khoả mặt đầu. *.tiện thô. Ta có : L= =32(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=2(mm) L2= 3(mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T01= 0,49 phút *.tiện tinh. Ta có : L= =32(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=1(mm) L2= 3(mm) S = 0,11 mm/ vòng. n=250 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T02= 1,31 (phút ) b. bước 2: tiện ngoài. *.tiện thô. Ta có : L= 45(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=2,5(mm) L2= 2(mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T03= 0,66 (phút ) *.tiện tinh. Ta có : L= 45(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=1,5(mm) L2= 2(mm) S = 0,11 mm/ vòng. n=250 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T04= 1,76 (phút ) c. bước 3: tiện mặt bích đối diện. Ta có : L= 50(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=3(mm) L2= 3(mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T05= 0,746 (phút ) d. bước 4: tiện lỗ 146. Ta có : L= 30(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=3,5(mm) L2= 2(mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T06= 0,47 (phút) Tổng thời gian của nguyên công 1 là : T0=T01+ T02+ T03+ T04+ T05+ T06= =0,49+1,31+0,66+1,76+0,75+0,47 =5,44 (phút) 2. Thời gian gia công cơ bản của nguyên công 2. a. bước 1 : tiện đầu nhỏ. *.tiện thô. Ta có : L= =20(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=2(mm) L2= 3(mm) t = 2 (mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T01= 0,33 phút *.tiện tinh. Ta có : L= =20(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=1(mm) L2= 3(mm) S = 0,11 mm/ vòng. n=250 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T02= 0,873 (phút ) b. tiện đạt 100 *.tiện thô. Ta có : L= 30(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=3(mm) L2= 2(mm) t = 2 (mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T03= 0,47 phút *.tiện tinh. Ta có : L= 30(mm) L1= + (0,52) = + (0,52)=1,5(mm) L2= 2(mm) S = 0,11 mm/ vòng. n=250 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T04= 1,22 (phút ) c. bước 3. Tiện mặt côn. L = =110,5 L1= + (0,52) = + (0,52)=3,5(mm) L2= 2(mm) t= 2,5 (mm) S = 0,5 mm/ vòng. n=150 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T05= 1,55 (phút ) Tổng thời gian của nguyên công này là: T0=T01+ T02+ T03+ T04+ T05+ T06= =0,33+0,873+0,47+1,22+1,55=4,44 (phút) 3.nguyên công 3 :khoét doa. khoét lỗ 60. Ta có : L= 155(mm) L1= +(0,52) = +(0,52)=1,5 (mm L2= 2(mm) S = 1,2 mm/ vòng. n=100 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T01= 1,32 (phút ) doa lỗ 60. Ta có : L= 155(mm) L1= +(0,52) = +(0,52)=1 (mm) L2= 2(mm) S = 1,7 mm/ vòng. n=80 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T02= 1,16 (phút ) *.Tổng thời gian của nguyên công 3 là: T0=T01+ T02 =1,32 + 1,16 = 2,48 (phút) 4. nguyên công 4 :gia công lỗ 17, 16. a.khoan lỗ 17. Ta có : L= 45(mm) L1= +(0,52) = +(0,52)=16 (mm) L2= 2(mm) t = 17 (mm) S = 0,15 mm/ vòng. n=500 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T01= 0,84 (phút ) a.khoan lỗ 16. Ta có : L= 45(mm) L1= +(0,52) = +(0,52)=15 (mm) L2= 2(mm) t = 17 (mm) S = 0,15 mm/ vòng. n=520 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T02= 0,795 (phút ) *.Tổng thời gian của nguyên công 4 là: T0=T01+ T02 =4.0,84 +2.0,795 = 4,95 (phút) 5. nguyên công 5: tiện lỗ côn 100. To = L = = 48,74 (mm) L1= (0,5 5) = 3 L2 = (13) = 2 t = 2(mm) S = 0,1 mm/ vòng. n=400 (vòng/ phút ) Thay số ta được : T0= 1,33 (phút ) 6. tổng thời gian gia công cơ bản là: T = = 5,44 + 4,44 + 2,48 + 4,96 + 1,33 = 18,65 (phút)