Đồ môn học thiết kế qui trình công nghệ chế tạo và đồ gá gia công càng gạt c15

LỜI MỞ ĐẦU. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY. ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ ĐỒ GÁ GIA CÔNG CÀNG GẠT C15. CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. Càng gạt là chi tiết dạng càng. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến đổi chuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong ) thành chuyển động quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ). Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ ). Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính xác còn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố khác cần được gia công. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Vật liệu chế tạo chi tiết càng gạt C15 là gang xám 15-32. Đây là loại vật liệu có tính đúc tốt, ta có thể sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi. Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiết không cao. Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chi tiết. Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậy khi gia công ta phải gá đặt nhiều lần (không gia công được các mặt đầu trong một lần gá), điều này ảnh hưởng đến năng suất gia công. Độ chính xác của các lỗ chính cao, bề mặt lỗ f10, f20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 (Ñ6), với dung sai f10 là ±0,03( tương ứng với cấp chính xác H7); f20 là ±0,035 (tương ứng với cấp chính xác H7). Để đạt được yêu cầu này ta phải gia công qua các bước khoan-khoét-doa. Các bề mặt đầu cần gia công đạt độ nhám Rz = 20 (Ñ5), ta có thể gia công đạt được yêu cầu này bằng phương pháp gia công phay, qua các bước phay thô và phay tinh. Độ không song song giữa bề mặt C và B là 0,03; độ không vuông góc giữa bề mặt D và A là không quá 0,03; độ không song song của các tâm lỗ cơ bản không quá 0,03/100mm chiều dài. Các yêu cầu kỹ thuật này ta hoàn toàn có thể đạt được khi gia công trên các máy vạn năng hay các máy chuyên dùng. Xác định dạng sản xuất. - Xác định trọng lượng của chi tiết: Ta có: Q = V.g (kg) Trong đó: Q : Trọng lượng của chi tiết (kg). V : Thể tích của chi tiết (dm3). : Trọng lượng riêng của chi tiết (kg/dm3). Với gang xám 15-32 ta có g = 6,8¸7,4 kg/dm3 Þ lấy g = 7,1 kg/dm3. Tính V: V= 2V1 + V2 +2 V3 V1 : Thể tích khối trụ f25. V2 : Thể tích khối trụ f40. V3 : Thể tích khối càng. V1 = - - = 7822,566 mm3 V2 = - - = 35437,165 mm3 V3 = 25546,72/cos280 = 28933,45 mm3 Þ V= 2.7822,566 + 35437,165 +2.28933,45 =108949,197 mm3 Þ V= 0,10895 dm3 Þ Q = 7,1.0,10895 = 0,773 kg. - Tính số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm: N = No.m.(1+a).(1+b) chi tiết/năm. No : Số lượng sản phẩm yêu cầu (sản phẩm/năm). M : Số chi tiết đang xét có trong một sản phẩm. : Tỉ lệ phế phẩm không tránh khỏi. = (3¸6)% Þ lấy a= 5 % b : Tỉ lệ dự trữ trong sản xuất. b = (5¸7) % Þ lấy b = 6 % Với N0 = 10000 M = 1 Þ N = 10000.1.(1+5 %).(1+6 %) = 11130 chi tiết/năm. Tra bảng 2 [4] Þ dạng sản xuất là hàng loạt lớn. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI. I. Xác định phương pháp chế tạo phôi. Với chi tiết càng gạt C15 có kết cấu không quá phức tạp ta có thể có một số phương án chế tạo phôi sau: 1. Phôi dập. Phôi dập được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng, khi dập do chi tiết có kết cấu đơn giản nên không có bavia. Khi dập độ chính xác của phôi dập cao, đặc biệt là kích thước theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn chi tiết. Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được Ñ2¸Ñ4, độ chính xác ±0,1¸0,005. Trạng thái ứng suất của phôi dập nói chung là nén khối, do vậy kim loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn nên cơ tính của phôi dập cao hơn rèn, vì vậy mà dễ cơ khí hoá và tự động hoá nâng cao được năng suất. Tuy nhiên, phương pháp chế tạo phôi dập có một số nhược điểm sau: Thiết bị sử dụng cho dập có công suất lớn, chuyển động đòi hỏi chính xác cao, chế tạo khuôn đắt tiền. 2. Phôi đúc. Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám15-32, đây là loại vật liệu có tính đúc tốt. Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sản phẩm đúc hạ hơn các dạng sản xuất khác. Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhược điểm sau: + Sản phẩm đúc dễ bị rỗ co, rỗ khí, nứt và lẫn tạp chất,... + Khi đúc trong khuôn cát, độ chính xác về kích thước và độ bóng thấp. + Tiêu hao một phần không nhỏ lượng kim loại ở hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót, .... Do dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn, phôi có kích thước không lớn, kết cấu không quá phức tạp, có một số bề mặt không cần gia công, mặt khác vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32 - đây là loại vật liệu có tính đúc tốt, nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc, phôi đúc được đúc trong khuôn cát, làm khuôn trên máy ép và máy rằn. II. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi. Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác1 Þ lượng dư gia công cho các bề mặt bên và dưới là : 2,0 mm. Tra bảng 3-3[1] Þ dung sai cho phép của vật liệu đúc. Tra bảng 3-13[1] Þ độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 mm (Ñ4). Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi: CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT. I. Xác định đường lối công nghệ: Dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn qui trình công nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công, tức qui trình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau ( nhịp ) hoặc bội số của nhịp. Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng. II. Chọn phương pháp gia công. Ta sử dụng các máy vạn năng và các máy chuyên dùng kết hợp với đồ gá chuyên dùng. Để gia công các bề mặt đầu ( A,B,C,D ) đạt Rz = 20 (Ñ5) , ta có thể sử dụng phương pháp phay để gia công, phay được tiến hành qua hai bước: phay thô và phay tinh. Để gia công các lỗ f10 và f20 đạt Ra = 2,5 (Ñ6) ta tiến hành khoan-khoét- doa. Để gia công các lỗ f6 và f12 đạt Rz = 40 (Ñ4) ta tiến hành khoan. III. Lập tiến trình công nghệ. 1. Chọn chuẩn. Do càng gạt C15 là chi tiết dạng càng, có các đường tâm lỗ chính ( f10 và f20 ) yêu cầu độ song song cao và độ vuông góc giữa đường tâm lỗ f20 và mặt đầu A(D) là 0.03 và yêu cầu độ song song giữa các bề mặt C và B là 0.03. Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đó ta có thể có các phương án chọn chuẩn tinh như sau: + Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt C và hai lỗ f10. Nếu chọn chuẩn tinh như trên thì ta chọn chuẩn thô là bề mặt A và vành ngoài f25 để gia công bề mặt C và hai lỗ f10. Khi kẹp chặt chi tiết lực kẹp chặt chi tiết W được tác động qua khối V di động (tác động bên ngoài f25). Mặt khác do càng có kết cấu kém cứng vững, vật liệu chế tạo càng là gang xám 15-32, như vậy nếu lực kẹp lớn có thể gây ra biến dạng càng, số lượng phế phẩm tăng. + Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt D và lỗ f20. Nếu chọn chuẩn tinh như vậy thì ta chọn chuẩn thô để gia công chuẩn tinh là mặt A và vành ngoài f40. Với cách chọn như vậy thì lực kẹp sẽ được đặt gần vành ngoài f40 để gia công chuẩn tinh, lực kẹp sẽ không gây biến dạng phôi. Khi gia công các bề mặt phẳng còn lại ta có thể gia công đồng thời được các bề mặt C và D bằng dao phay đĩa. 2. Lập tiến trình công nghệ. Nguyên công 1: gia công bề mặt C. Nguyên công 2: gia công bề mặt B. Nguyên công 3: gia công bề mặt A. Nguyên công 4: gia công bề mặt D. Các bề mặt C, B, A, D là các mặt phẳng cần gia công đạt độ nhám Rz = 20, ta có thể dùng phương pháp phay để gia công. Phay được tiến hành qua hai bước: phay thô và phay tinh. Nguyên công 5: gia công hai lỗ f10. Nguyên công 6: gia công lỗ f20. Các lỗ f10 và f20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5(Ñ6)đạt được yêu cầu này ta tiến hành khoan, khoan được tiến hành qua ba bước: khoan-khoét-doa. Nguyên công 7: vát mép các lỗ. Nguyên công 8: gia công hai lỗ f6. Nguyên công 9: gia công lỗ f12. Các lỗ f6 và f12 cần gia công đạt độ nhám Rz = 40 (Ñ4), ta chỉ cần tiến hành khoan. Nguyên công 10: tổng kiểm tra. Kiểm tra độ không vuông góc giữa bề mặt D, A với đường tâm lỗ f20. Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ f10 và f20. Kiểm tra độ không song song giữa các mặt B và C. IV. Thiết kế nguyên công. Nguyên công I: Phay bề mặt C. Sơ đồ gá đặt. Để phay bề mặt C ta hạn chế ba bậc tự do ở bề mặt B, ở đây ta sử dụng chốt tỳ khía nhám. Lực kẹp W được đặt ở bề mặt D, lực kẹp được sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc. Chọn máy. Để gia công bề mặt C ta sử dụng phương pháp phay để gia công, ta tiến hành phay trên máy phay 6H82. Một số thông số của máy 6H82: Số cấp tốc độ trục chính: 18 Phạm vi tốc độ 30¸1500 vòng/phút. Công suất động cơ chính: 1,7Kw Kích thước làm việc của bàn máy: BxL = 320x250 Chon dụng cụ cắt. Để gia công bề mặt C có bề rộng f25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu chế tạo dao là thép gió. Tra bảng 4.92[1] Þ chọn dao phay mặt đầu liền khối đuôi côn loại 1: Các kích thước cơ bản của dao phay: Đường kính dao phay: D = 40 mm Bề dầy dao phay: L = 26 mm Số răng dao phay: 10 Đường kính lỗ lắp trục: d = 16mm. Tra bảng 7[4] Þ tuổi bền của dao T = 130 phút. Tra lượng dư. Từ bảng 3.94[1] Þ lượng dư gia công của phôi đúc: Zb = 2 mm. Để phay mặt C đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước: Phay thô: lượng dư cho phay thô là: Zb = 1,5 mm. Phay tinh: lượng dư cho phay tinh là: Zb = 0,5 mm. Tra chế độ cắt. Chiều sâu phay thô: t = 1,5 mm Chiều sâu phay tinh: t = 0,5 mm. * Phay thô: Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2] Þ Lượng chạy dao Sz = 0,15¸0,3 mm/răng. Þ Chọn Sz = 0,2 mm/răng Þ S = 0,2.10 = 2 mm/vòng Tra bảng 5.121[2] Þ Tốc độ cắt Vb = 34 m/phút Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công. k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công. k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính. k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao. k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay. k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công. Tra bảng 5.20[2] Þ k1 = 1,15 k2 = 1,0 k3 = 0,89 k4 = 1,0 k5 = 1,0 k6 = 1,0 Vt = 34.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.1,0 = 34.1,0235 = 34,799 m/phút Số vòng quay trục chính: nt = =278,52 vòng/phút Þ Chọn nm = 234 vòng/phút. Tốc độ cắt thực: Vtt = m/phút. * Phay tinh: Từ bảng 5.119[2] Þ lượng chạy dao tinh S0 = 1,4¸0,5 mm/vòng Þ Chọn S0 = 1 mm/vòng Þ Lượng chạy dao răng: Sz = S0/Z = 1/10 =0,1 mm/răng. Từ bảng 5.121[2] Þ tốc độ cắt là: Vb = 49 m/phút Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công. k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công. k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính. k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao. k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay. k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công. Tra bảng 5.20[2] Þ k1 = 1,15 k2 = 1,0 k3 = 0,89 k4 = 1,0 k5 = 1,0 k6 = 0,8 Vt = 49.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.0,8 = 49.0,8188 = 40,1212 m/phút. Þ Số vòng quay trục chính: nt = = 319,27 vòng/phút Þ Chọn nm = 300 vòng/phút. Tốc độ cắt thực: Vtt = m/phút. Nguyên công II. Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt: Để gia công mặt B ta hạn chế phôi năm bậc tự do: phiến tì đặt tại mặt phẳng C hạn chế ba bậc tự do, một khối V ngắn đặt tại vành ngoài của khối trụ f25, hạn chế hai bậc tự do. Lực kẹp được đặt tại mặt phẳng A, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc. Do nguyên công phay bề mặt B có kích thước và lượng dư như bề mặt C, nên ta chọn máy, chọn dụng cụ cắt và chế độ cắt hoàn toàn giống nguyên công I. Chế độ cắt khi phay thô: t = 1,5 mm ; Sz = 0,2 mm/răng ; nm = 234 vòng/phút ; Vt = 29,4m/phút. Chế độ cắt khi phay tinh: t = 0,5 mm ; S0 = 1 mm/vòng ; nm = 300 vòng/phút ; Vt = 37,699 m/ph. Nguyên công III: Phay mặt đầu A. 3.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt: Để phay mặt đầu A ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự do), các phiến tỳ được đặt tại mặt phẳng C. Để kẹp chặt chi tiết ta đặt lực kẹp tại mặt B, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc. Để tăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặt thêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng D. 3.2 Chọn máy. Để gia công mặt đầu A có bề rộng f40 đạt độ nhám Rz = 20 ta dùng máy phay đứng 6H82. Một số thông số của máy phay 6H82 được giới thiệu ở nguyên công II 3.3 Chọn dụng cụ cắt. Chọn dao phay mặt đầu loại 1 (đầu răng nhỏ), loại răng liền khối, vật liệu chế tạo dao là thép gió. Từ bảng 4.92[1] Þ các kích thước của dao phay mặt đầu: Đường kính dao : D = 63 mm Đường kính lỗ lắp trục : d = 27 mm. Chiều dầy dao: L = 40 mm. Số răng dao: Z = 14 răng. Tra bảng 7[4] Þ tuổi bền của dao T = 130 phút. 3.4 Tra lượng dư. Từ bảng 3.94[1] Þ lượng dư gia công của phôi đúc: Zb = 2 mm. Để phay mặt A đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước: Phay thô: lượng dư cho phay thô là: Zb = 1,5 mm. Phay tinh: lượng dư cho phay tinh là: Zb = 0,5 mm. 3.5 Tra chế độ cắt: Phay thô: Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2] Þ Lượng chạy dao Sz = 0,15¸0,3 mm/răng. Þ Chọn Sz = 0,2 mm/răng Þ S = 0,2.14 = 2,8 mm/vòng Tra bảng 5.121[2] Þ Tốc độ cắt Vb = 38,5 m/phút Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công. k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công. k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính. k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao. k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay. k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công. Tra bảng 5.20[2] Þ k1 = 1,15 k2 = 1,0 k3 = 0,89 k4 = 1,0 k5 = 1,0 k6 = 1,0 Þ Tốc độ cắt tính toán: Vt = 38,5.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.1,0 = 39,405 m/phút. Þ Số vòng quay trục chính: nt = = 194,09 vòng/phút Þ Chọn nm = 190 vòng/phút. Tốc độ cắt thực: Vtt = m/phút. Phay tinh: Từ bảng 5.119[2] Þ lượng chạy dao tinh S0 = 1,4¸0,5 mm/vòng Þ Chọn S0 = 1 mm/vòng Þ Lượng chạy dao răng: Sz = S0/Z = 1/14 =0,07 mm/răng. Từ bảng 5.121[2] Þ tốc độ cắt là: Vb = 55 m/phút Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công. k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công. k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính. k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao. k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay. k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công. Tra bảng 5.20[2] Þ k1 = 1,15 k2 = 1,0 k3 = 0,89 k4 = 1,0 k5 = 1,0 k6 = 0,8 Vt = 55.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.0,8 = 55.0,8188 = 45,034 m/phút. Þ Số vòng quay trục chính: nt = = 227,4 vòng/phút Þ Chọn nm = 190 vòng/phút. Tốc độ cắt thực: Vtt = m/phút. Nguyên công IV: Phay mặt đầu D. Sơ đồ định vị và kẹp chặt: Do hai mặt đầu A và D là giống nhau (là hai đầu của một khối trụ). Mặt khác theo bảng3.94[1] Þ lượng dư cho bề mặt A và D là Zb = 2mm nên việc thiết kế nguyên công IV giống như nguyên công III. Chọn máy: 6H82 Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu thép gió liền khối có: D=63mm ; L = 40 mm ; d = 27 mm. Chế độ cắt khi phay thô: t = 1,5 mm ; Sz = 0,2 mm/răng ; nm = 190 vòng/phút ; Vt = 37,605 m/phút. Chế độ cắt khi phay tinh: t = 0,5 mm ; S0 = 1 mm/vòng ; nm = 190 mm/vòng ; Vt = 37,605 m/ph. 5. Nguyên công V: Khoan-khoét-doa hai lỗ f10. 5.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt: Để gia công hai lỗ f10 ta định vị phôi bằng hai phiến tỳ ở mặt phẳng B, phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do, và hai khối V, một khối V cố định hạn chế hai bậc tự do, một khối V di động hạn chế một bậc tự do. Hai khối V này đặt ở vành ngoài khối trụ f25. Lực kẹp W được đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thông qua đòn kẹp. Để tăng cứng vững cho phôi ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ được đặt tại bề mặt D. 5.2 Chọn máy. Để gia công hai lỗ f10 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành gia công trên máy khoan cần. Tra bảng 9.22[3] Þ chọn máy khoan cần 2H53. Một số thông số chính của máy khoan cần 2H53: Số cấp tốc độ trục chính: 12 Phạm vi tốc độ trục chính: 25¸2500 (vòng/phút) Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm Công suất của động cơ chính: 2,8 kw Kích thước bàn máy: bxl = 500x630 Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm 5.3 Chọn dụng cụ cắt. Do lỗ f10 cần gia công đạt cấp chính xác Ñ6 nên ta tiến hành khoan-khoét-doa: + Khoan lỗ f8 Þdùng mũi khoan ruột gà, đuôi côn loại I, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió. Tra bảng 4.42[1] Þ các thông số của mũi khoan f8: Đường kính: d = 8 mm. chiều dài L = 240 mm . chiều dài phần làm việc : l = 160 mm. + Khoét lỗ f9,8Þdùng mũi khoét, vật liệu chế tạo thép gió. Tra bảng 4.48[1] Þ các thông số của mũi khoét: g0 = 60¸80 a0 = 80¸100 j0 = 300¸600 j01 = 300 w0 = 100 ¦ = 0,8¸2 mm + Doa lỗ f10Þ dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió. Tra bảng 4.49[1] Þ các kích thước của mũi doa: Đối với kiểu mũi doa liền khối ,chuôi trụ: Đường kính mũi doa: D= 2¸16 mm Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 49¸170 mm Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 11¸52 mm 5.4 Tra lượng dư và chế độ cắt. - Khoan lỗ f8: Þ t = 4 mm tra bảng 5.89[2] Þ lượng chạy dao S = 0,13¸0,17 mm/vòng Þ chọn S = 0,15 mm/vòng. Tra bảng 5.90[2] Þ tốc độ cắt khi khoan: Vb = 17,5 m/vòng. Vt = K1.K2 K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỉ số giữa chu kỳ bền thực tế và chu kỳ bền danh nghĩa. Tra bảng 5.90[2] Þ K1 = 1,0 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Tra bảng 5.87[2] Þ K2 = 1,0 Þ Vt = 1,0.1,0.17,5 = 17,5 m/vòng Tốc độ trục chính: n = = = 696,303 vòng/phút. Þ Chọn nm = 650 vòng/phút. Þ Tốc độ khi khoan thực tế là: V= m/vòng. - Khoét lỗ f9,8: Þ t = 0,9 mm Tra bảng 5.104[2] Þ lượng chạy dao S = 0,7 mm/vòng Tra bảng 5.106 [2] Þ tốc độ cắt khi khoét: V = 27,5 m/phút. Þ Tốc độ trục chính n = = = 893,216 vòng/phút. Þ chọn tốc độ máy nm = 850 vòng/phút. Þ tốc độ thực khi khoét là: V = m/phút. - Doa lỗ f10: Þ t = 0,1 mm Tra bảng 5.112[2] Þ lượng chạy dao S = 1,7 mm/vòng. Tra bảng 5.113[2] Þ tốc độ cắt khi dao V = 4¸5 m/phút Þ chọn V = 4 m/phút. Þ Tốc độ trục chính là: n = = = 127,32 vòng/phút. Þ Chọn nm = 120 vòng/phút. Þ tốc độ doa thực tế là: V = m/phút. 6. Nguyên công VI: Khoan-khoét-doa lỗ f20. 6.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt. Để khoan-khoét-doa lỗ f20,ta định vị phôi bằng phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, và hai chốt định vị ở hai lỗ f10 ta đã gia công ở nguyên công trước. ở đây ta dùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế một bậc tự do). Lực kẹp W được đặt tại bề mặt B. Cơ cấu kẹp ở đây ta sử dụng hệ thống đòn kẹp liên động. 6.2 Chọn máy. Ta sử dụng máy khoan đứng 2H135. Một số thông số của máy khoan đứng 2H135: Đường kính lớn nhất khoan được: 35mm. Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy: 750 mm Số cấp tốc độ trục chính: 12. Phạm vi tốc độ trục chính: 31,5¸1400 vòng/phút. Phạm vi bước tiến: 0,1¸0,6 mm/vòng. Lực tiến dao: 1500 kg Mô men xoắn: 4000 kg.cm Công suất động cơ chính: 4 kw. 6.3 Chọn dụng cụ cắt. Để gia công lỗ f20 đạt Ñ6 Þ ta tiến hành khoan-khoét-doa: + Khoan lỗ f19. + Khoét lỗ f19,8 + Doa lỗ f20. - Chọn mũi khoan: Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn loại ngắn kiểu I, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió. Tra bảng 4.42[1] Þ ta xác định được các kích thước của mũi khoan: Đường kính: d = 19 mm. chiều dài L = 310 mm . chiều dài phần làm việc : l = 210 mm. - Mũi khoét: ta dùng mũi khoét được chế tạo bằng thép gió, mũi khoét số 1. Tra bảng 4.48 [2] Þ các thông số của mũi khoét: g0 = 70 ; a0 = 90 ; j0 = 300¸600 ; j01 = 300 ; w0 = 100 ; ¦ = 0,8¸2 mm. - Mũi doa: Chọn mũi doa được chế tạo từ thép gió. Tra bảng 4.49[1] Þ Xác định được các thông số của mũi doa: Dùng mũi doa liền khối đuôi côn: Đường kính mũi doa: D = 20 mm Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 138¸344 mm Þ chọn L = 200mm. Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 26¸50 mm Þ chọn l=40mm. 6.4 Tính lượng dư gia công. Qui trình công nghệ để gia công lỗ f20+0,035 gồm ba bước: Khoan-khoét-doa. Phôi ban đầu là phôi đặc, do vậy bước đầu khoan ta không phải tính lượng dư gia công. Ban đầu ta khoan lỗ f19 từ phôi đặc, sau đó khoét-doa. Do bề mặt gia công là mặt trong đối xứng nên ta dùng công thức tính lượng dư sau: 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + ) Trong đó: + Rza : Chiều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công trước để lại. + Ta : Chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trước để lại. + ra : Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trước để lại. + eb : Sai số gá đặt ở nguyên công đang thực hiện. - Khoan lỗ f19: Do ban đầu là phôi đặc nên ta không tính lượng dư cho bước này. Tra bảng 3.87[1] Þ sau khi khoan lỗ chất lượng bề mặt lỗ đạt được : Cấp chính xác 12. Rza =50 mm ; Ta = 70mm. Sai lệch không gian tổng cộng: ra = Với: C0 : Độ xê dịch tâm lỗ, tra bảng 18[4] Þ C0 = 25mm/mm Dy : Độ sai lệch, tra bảng 18[4] Þ Dy = 0,9mm/mm L : Chiều dài lỗ gia công, L = 42 mm ra = = 45,319mm Sai số gá đặt khi khoan: egđ = Giả thiết eđg = 0 Þ egđ = ec : Sai số chuẩn, do chi tiết xoay khi định vị vào hai chốt mà hai chốt có khe hở với lỗ định vị. rmax = dA + dB + rmin dA : Dung sai của lỗ định vị, lỗ định vị được gia công ở nguyên công trước, giả sử lỗ được gia công đạt yêu cầu Þ dA = 0,035mm. dB : Dung sai đường kính chốt, với chốt trụ và chốt chám theo tiêu chuẩn (D10; f7) Þ dB = -13-(-28) = 15 mm = 0,015mm. rmin : Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt: rmin = 0,013mm. Þ Góc xoay lớn nhất của chi tiết: tga = với H: khoảng cách giữa hai lỗ chốt. Þ tga = = = 3,5.10-4 = 0,00035 Þ Sai số chuẩn trên chiều dài lỗ: ec = L.tga = 42.0,00035 = 14,7mm Þ ec »15mm . Sai số kẹp chặt: Do lực kẹp W vuông góc với phương kích thước thực hiện nên sai số kẹp chặt ek = 0. Vậy egđ = = ec =15mm . - Khoét: Tra bảng 3.87[1] Þ Rza = 40mm Ta = 0 mm Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét: ra1 = 0,05.ra = 0,05.45,319 = 2,266mm. Sai số gá đặt còn lại sau khoét: egđ1 = 0,05.egđ = 0,05.15 = 0,75mm. Lượng dư trung gian để khoét sau khoan: 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + ) 2Zbmin = 2.(50 + 70 + ) = 335mm - Doa lỗ đạt f20: Tra bảng3.87[1] Þ Rza = 3,2mm Ta = 0 mm. Þ Lượng dư nhỏ nhất khi dao: 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + ) 2Zbmin = 2.(40 + ) = 85mm. BẢNG TÍNH LƯỢNG DƯ KHI KHOAN-KHOÉT-DOA LỖ f20: Bước gia công 1 Các yếu tố lượng dư Giá trị tính toán Dung sai (mm) Kích thước giới hạn (mm) Trị số giới hạn lượng dư Rza (mm) 2 Ta (mm) 3 ra (mm) 4 eb (mm) 5 2.Zbmin (mm) 6 Kích thước (mm) 7 8 Max 9 Min 10 2Zmax (mm) 11 2Zmin (mm) 12 Khoan 50 70 45 19,615 210 19,61 19,40 Khoét 40 0 2,27 15 335 19,95 84 19,950 19,866 466 340 Doa 3,2 0 0,11 0,75 85 20,035 35 20,035 20,000 134 85 Kiểm tra kết quả tính toán: Doa: 2Zmax - 2Zmin = 134-85 = 49 (mm) d2 - d1 = 84 - 35 = 49 (mm) Khoét: 2Zmax - 2Zmin = 466-340 = 126 (mm) d2 - d1 = 210 – 84 = 126 (mm). Þ Vậy kết quả tính toán là đúng. 6.5 Tính toán chế độ cắt. * Khoan lỗ f19: - Chiều sâu cắt: t = D/2 = 19/2 = 9,5 mm - Lượng chạy dao: S Tra bảng 5.89[2] Þ S = 0,52¸0,64 mm/vòng Þ Chọn S = 0,6 mm/vòng - Tốc độ cắt:V V = Tra bảng 5.38[2] Þ Cv = 17,1 q = 0,25 m = 0,125 Tra bảng 5.30[2] Þ T = 60 phút KV = KMv.Kuv.Klv KMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công. Kuv : Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt. Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Tra bảng 5.1[2] Þ KMV = Tra bảng 5.2[2] Þ nv = 1,3 Vật liệu gia công là gang xám15-32 Þ HB = 190 Þ KMV = 1 Tra bảng 5.6[2] Þ Kuv = 1 Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 Þ Klv = 1 Þ KV = 1.1.1 = 1 Þ Vt = = 26,25 m/phút Þ nt = = = 439,796 vòng/phút. Tính nm : Ta có: nm = nmin.jm-1 Û 1400 = 31,5.j12-1 Þ j11 = 44,44 Tra bảng 8[4] Þ j = 1,41 Mặt khác: jx = = = 13,96 Tra bảng 8[4] Þ jx = 11,28 Þ nm = 11,28.31,5 = 355,32 vòng/phút. Þ Vtt = = = 21,209 m/phút. Mômen xoắn khi khoan: Mx (Nm) Mx = 10.CM.Dq.Sy.Kp Tra bảng 5.32[2] Þ CM = 0,021 q = 2 y = 0,8 Tra bảng 5.9[2] Þ Kp = KMP = = 1 Þ Mx = 10.0,021.192.0,60,8.1 = 50,379 Nm = 50379 Nmm Lực chiều trục khi khoan: P0 (N). P0 = 10.CP.Dq.Sy.KP Tra bảng 5.32[2] Þ CP = 42,7 q = 1 y = 0,8 Þ P0 = 10.42,7.191.0,60,8.1 = 5391,41 N Công suất cắt: Ne (kw) Ne = = = 1,836 kw Ne = 1,836 kw < Nđc chính = 4 kw Þ Máy đủ công suất cắt. * Khoét lỗ f19,8: Þ t = mm Tra bảng 5.26[2]Þ Lượng chạy dao S=0,9.Kos=0,9.0,7=0,63 mm/vòng Tốc độ cắt V (m/phút): V = Tra bảng 5.29[2] Þ Cv = 18,8 q = 0,4 x = 0,1 y = 0,4 m = 0,125 Tra bảng 5.30[2] Þ T = 30 phút. Kv = KMV.Kuv.Klv.Knv KMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công. Kuv : Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt. Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Knv : Hệ số điều chỉnh bổ xung. Tra bảng 5.1[2] Þ KMV = Tra bảng 5.2[2] Þ nv = 1,3 Vật liệu gia công là gang xám15-32 Þ HB = 190 Þ KMV = 1 Tra bảng 5.6[2] Þ Kuv = 1 Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 Þ Klv = 1 Tra bảng 5.5[2] Þ Knv = 1 Kv = 1.1.1.1 = 1 V = =m/phút. Số vòng quay trục chính: n = vòng/phút. Mặt khác: jx = = = 27,3 Theo tính toán trên ta có: j = 1,41 Tra bảng 8[4] Þ jx = 22,56 Þ nm = 22,56.31,5 = 710,64 vòng/phút. nm = 710,64 vòng/phút vận tốc thực khi cắt là: V = m/phút. Mômen xoắn khi khoét: Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.KP Từ bảng 5.32[2] Þ CM = 0,085 x = 0,75 y = 0,8 KP :Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế. Từ bảng 5.9[2] Þ KP = KMP = = Þ MX = 10.0,085.0,40,75.0,630,8.1 = 0,2954 (Nm) Lực chiều trục: P0 = 10.CP.tx.Dq.Sy.KP Tra bảng 5.32[2] Þ CP = 23,5 x = 1,2 y = 0,4 Từ bảng 5.9[2] Þ KP = KMP = = Þ P0 = 10.23,5.0,41,2.0,630,4.1 = 65,054 (N) Công suất cắt: Ne Ne = Với nm = 710,64 vòng/phút Þ Ne = kw Þ Ne = 0,0215kw < Nđc = 4kw Þ động cơ đủ công suất cắt. * Doa lỗ f20+0,035 : Þ t = Từ bảng 5.27[2] Þ lượng chạy dao S = 2,6.Kos = 2,6.0,8 = 2,08 mm/vòng. Tốc độ cắt V: V = Từ bảng 5.29[2] Þ CV = 15,6 q = 0,2 x = 0,1 y = 0,5 m = 0,3 Từ bảng 5.30[2] Þ Tuổi bền dụng cụ cắt: T = 60 phút Kv = KMV.Kuv.Klv.Knv KMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công. Kuv : Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt. Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Tra bảng 5.1[2] Þ KMV = Tra bảng 5.2[2] Þ nv = 1,3 Vật liệu gia công là gang xám15-32 Þ HB = 190 Þ KMV = 1 Tra bảng 5.6[2] Þ Kuv = 1 Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 Þ Klv = 1 Þ KV = 1.1.1 = 1 V = m/phút Số vòng quay của trục chính: nt = vòng/phút Mặt khác: jx = = = 3,667 Theo tính toán trên ta có: j = 1,41 Tra bảng 8[4] Þ jx = 4 Þ nm = 31,5.4 = 126 vòng/phút Þ Tốc độ thực khi cắt là: Vt = m/phút. Mômen xoắn khi cắt: MX MX = (Nm) Từ bảng 5.23[2] Þ CP = 92 x = 1 y = 0,75 Sz : Lượng chạy dao răng (mm/răng) Sz = S/Z = 2,08/12 = 0,1733 mm/răng Þ MX = (Nm) MX = 2,965 Nm 7. Nguyên công 7: Vát mép các lỗ trụ. Tại nguyên công này ta tiến hành vát mép một đầu cho lỗ trụ f20 và hai lỗ trụ f10. Sơ đồ định vị và kẹp chặt được xác định như nguyên công 6 khi vát mép lỗ trụ f20, và như nguyên công 5 khi vát mép lỗ trụ f10. Các chế độ cắt ta lấy như của bước khoét tương ứng với nguyên công 6 và nguyên công 5: Vát mép lỗ trụ f20: S = 0,63 mm/vòng V = 44,2 m/phút n = 710,64 vòng/phút. Vát mép lỗ trụf10: S = 0,7 mm/vòng V = 26,17 m/phút n = 650 vòng/phút. 8. Nguyên công 8: Khoan hai lỗ f6. 8.1 Sơ đồ định vị: Để khoan hai lỗ f6 ta hạn chế sáu bậc tự do của phôi. Để hạn chế sáu bậc tự do ta dùng phiến tỳ phẳng ( hạn chế ba bậc tự do) đặt ở bề mặt C và hai chốt, một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế một bậc tự do). Hai chốt được đặt ở hai lỗ f10 ( đã được gia công ở nguyên công 5). Lực kẹp W được tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc, lực kẹp được đặt tại bề mặt B. 8.2 Chọn máy. Để khoan hai lỗ f6 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành khoan trên máy khoan cần. Tra bảng 9.22[3] Þ chọn máy khoan cần 2H53. Một số thông số của máy khoan cần 2H53: Số cấp tốc độ trục chính: 12 Phạm vi tốc độ trục chính: 25¸2500 (vòng/phút) Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm Công suất của động cơ chính: 2,8 kw Kích thước bàn máy: bxl = 500x630 Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm. 8.3 Chọn dụng cụ cắt: Để khoan lỗ f6 đạt độ nhám Rz = 40 ta dùng mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại trung bình, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió. Tra bảng 4.41[1] Þ các kích thước của mũi khoan kiểu I: Đường kính mũi khoan: d = 6 mm Chiều dài: L = 139 mm Chiều dài phần làm việc: l = 91 mm 8.4 Tra lượng dư và chế độ cắt. Do phôi ban đầu là phôi đặc nên ta không cần tra lượng dư cho nguyên công này. Khoa lỗ f6 Þ chiều sâu cắt t = 3 mm Tra bảng 5.89[2] Þ lượng chạy dao: S = 0,2¸0,24 mm/vòng Þ chọn S = 0,22 mm/vòng Tra bảng 5.90[2] Þ tốc độ cắt khi khoan Vb = 40 m/vòng. Vt = K1.K2.Vb K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỉ số giữa chu kỳ bền thực tế và chu kỳ bền danh nghĩa. Tra bảng 5.90[2] Þ K1 = 1,0 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Tra bảng 5.87[2] Þ K2 = 1,0 Þ Vt = 40.1,0.1,0 = 40 m/vòng. Þ Tốc độ trục chính: n = = = 2122 vòng/phút Þ Chọn nm = 2050 vòng/phút. Þ vận tốc cắt thực tế: Vtt = m/phút. 9. Nguyên công IX: khoan lỗ f12. 9.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt: Để khoan lỗ f12 ta hạn chế sáu bậc tự do của phôi, dùng một phiến tỳ phẳng (hạn chế ba bậc tự do) đặt tại bề mặt D, một chốt trụ ngắn đặt tại lỗ f20 (hạn chế hai bậc tự do), một chốt chám (hạn chế một bậc tự do) đặt tại lỗ f10. Lực kẹp W được đặt ở bề mặt A, lực kẹp W được tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp ren-đai ốc. 9.2 Chọn máy. Ta chỉ khoan lỗ f12, nên ta chọn máy khoan đứng. Theo bảng 9.21[3] Þ chọn máy khoan đứng 2H125. Một số thông số kỹ thuật của máy khoan đứng 2H125: Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy: 700mm Số cấp tốc độ trục chính: 12 Phạm vi tốc độ trục chính: 45¸2000 vòng/phút Công suất động cơ chính: 2,2kw 9.3 Chọn dụng cụ cắt: Do cần gia công lỗ f12 đạt độ nhám Rz40, nên ta chỉ tiến hành khoan là đạt yêu cầu. Chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại trung bình, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió. Tra bảng 4.41[1]Þ các kích thước của mũi khoan: Chọn mũi khoan kiểu I: Đường kính mũi khoan: d = 12 mm Chiều dài mũi khoan: L = 205 mm Chiều dài phần làm việc: l = 134 mm. 9.4 Tra lượng dư và chế độ cắt. Do ta chỉ khoan lỗ f12 từ phôi đặc nên ta không phải tra lượng dư cho nguyên công khoan này Þ t = 6 mm Tra bảng 5.89[2] Þ Lượng chạy dao S = 0,39¸0,47 mm/vòng Þ chọn S = 0,4 mm/vòng Tra bảng 5.90[2] Þ tốc độ cắt là Vb = 28 m/vòng. Vt = K1.K2.Vb K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỉ số giữa chu kỳ bền thực tế và chu kỳ bền danh nghĩa. Tra bảng 5.90[2] Þ K1 = 1,0 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Tra bảng 5.87[2] Þ K2 = 1,0 Vt = 1,0.1,0.28 = 28 m/vòng. Þ Tốc độ trục chính là: n n = = = 742,723 vòng/phút. Ta có: jm-1 = j11 = = = 44,44 Tra bảng 8[4] Þ j = 1,41 Mà jx = Tra bảng 8[4] Þ jx = 16 Þ nm = 16.45 = 720 vòng/phút Vậy nm = 720 vòng/phút. Þ vận tốc cắt thực tế là: Vtt = m/phút. 10.Nguyên công X: Tổng kiểm tra. Kiểm tra độ không song song giữa bề mặt C và bề mặt B. Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ trụ f20 và bề mặt A. Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ trụ f10 và f20. CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNGVI. ( KHOAN-KHOÉT-DOA LỖ f20 ) Nguyên công VI được thực hiện trên máy khoan đứng 2H135. Kích thước bàn máy: 450x500 mm. Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy:750 mm. I. Xác định các cơ cấu định vị phôi. Để khoan-khoét-doa lỗ f20,ta hạn chế 6 bậc tự do của phôi, phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, và hai chốt định vị ở hai lỗ f10 ta đã gia công ở nguyên công trước. ở đây ta dùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế một bậc tự do). Lực kẹp W được đặt tại bề mặt B. Cơ cấu kẹp ở đây ta sử dụng hệ thống đòn kẹp liên động. Phiến tỳ: Do dạng sản xuất ở đây là hàng loạt lớn đông thời để cho kết cấu của đồ gá được gọn, ta sử dụng phiến tỳ tròn (phi tiêu chuẩn). Các kích thước của phiến tỳ: Các kích thước của chốt trụ và chốt chám: Từ bảng 8.9[2] , với D =10 mm16 mm ta dùng chốt trụ có vai. Các thông số của chốt trụ có vai, và chốt trám: Vật liệu Thép CD80A. l = 10 mm ; d = 10mm ; D1 = 16 mm ; L = 25 mm ; h = 3 mm ; c = 3 mm ; c1 = 0,4 mm ; b = 3 mm ; b1 = 4 mm ; B = D - 2 = 10 - 2 = 8 mm. Cơ cấu kẹp liên động: Từ bảng 8.30[2] Þ kết cấu đòn kẹp liên động: II. Tính lực kẹp: ở nguyên công VI, để gia công đạt yêu cầu ta tiến hành khoan theo ba bước: khoan-khoét-doa. Do ở bước khoan là có lực cắt và mômen cắt là lớn nhất nên ta chỉ cần tính lực kẹp cần thiết cho bước khoan. Sơ đồ tính lực kẹp: Do phôi được định vị bằng hai lỗ f10 và mặt đầu D nên khi cắt mômen có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh trục của nó. Để cho chi tiết không bị xoay thì mômen ma sát do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng mômen cắt. Ta có phương trình cân bằng lực: Mms ³ K.Mc Û P0.f.r + 2.W.L ³ K.Mc Þ Wmin = Trong đó: K: Hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công. 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 = 1,2 K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K3 = 1. K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, K4 = 1. K5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, K5=1. K6: Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết, K6 = 1 Þ K = 1,5.1,2.1,2.1.1.1.1 = 2,16. f : Hệ số ma sát, f =0,1¸0,15 Þ lấy f = 0,12. r : Bán kính trung bình của bề mặt tiếp xúc, r =0,32 mm Þ W = W = 489,53 N Ta có sơ đồ kẹp: W Q L L Lực xiết bu lông Q: W = Q.h. = Q.h. Þ Q = với h: Hiệu suất của cơ cấu kẹp, h = 0,9¸0,95 Þ lấy h = 0,9. Þ Lực kẹp bu lông cần thiết: Q = =108,8 kg. Þ Đường kính trung bình của ren để đảm bảo lực Q là: Þ chọn bu lông M8. III. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá. 2.1 Cơ cấu dẫn hướng dao. Để đảm bảo vị trí của dụng cụ cắt và tăng độ cứng vững trong quá trình gia công, đảm bảo hướng tiến dao, giảm sai số gia công ta dùng cơ cấu dẫn hướng dao. Cơ cấu dẫn hướng dao gồm hai phần: + Bạc dẫn hướng: là bộ phận đưa dụng cụ cắt vào đúng vị trí gia công. + Phiến dẫn: là bộ phận trên đó lắp bạc dẫn. Ta sử dụng phiến dẫn cố định tháo được. Trên nguyên công khoan ta sử dụng bạc thay nhanh. Từ bảng 8-78[2] , ta có các kích thước của bạc thay nhanh và kích thước của bác lót cho bạc thay nhanh: 2.2 Thân đồ gá. Thân đồ gá chọn phải đảm bảo đủ chỗ để lắp các bộ phận khác của đồ gá lên thân, đảm bảo độ cứng vững cần thiết, đảm bảo độ chính xác và có giá thành hợp lý. IV. Tính toán độ chính xác chế tạo đồ gá. Xác định sai số gá đặt cho phép cho khoảng cách giữa hai lỗ cơ bản f10 và f20: ec: Sai số chuẩn, ec = 15mm ek: Sai số kẹp chặt, ek = 0. em: Sai số do mòn, em = b: Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị, b = 0,05¸0,1 Þ lấy b = 0,1 N: Số lượng chi tiết gia công trên đồ gá, N = 10000 chi tiết. Þ em = 0,1.= 10mm eld: Sai số lắp đặt, eld = 5¸10mm Þ lấy eld = 10 mm [egd]: Sai số gá đặt cho phép, Þ lấy [egd] = mm. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá: ect = ect =mm » 0,098 mm. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá: + Độ không song song giữa mặt tỳ D và đáy đồ gá £ 0,098 mm. CHƯƠNG V: XÁC ĐỊNH THỜI GIAN NGUYÊN CÔNG. Ta có thời gian nguyên công được xác định theo công thức sau: Ttc = T0 + TP + TPV + Ttn Trong đó: Ttc: Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công). T0: Thời gian cơ bản (thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng kích thước và tính chất cơ lý của chi tiết). 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 chi tiết...). Ta có thể lấy gần đúng TP = 10%T0. TPV: Thời gian phục vụ chỗ làm gồm: + Thời gian phục vụ kỹ thuật để thay đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ... Tpvkt = 8%T0. + Thời gian phục vụ tổ chức để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn dao ca kíp: Tpvtc = 3%T0. Ttn: Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân: Ttn = 5%T0. Xác định thời gian cơ bản cho từng nguyên công: Theo các bảng 27[4], 28[4], 29[4], 30[4], 31[4], 32[4] ta xác định được các công thức tính thời gian cơ bản cho từng bước của từng nguyên công và thời gian cơ bản của từng nguyên công: To = (phút). Với: 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 một phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công I: Ta có: To1 = (phút). L = 25 mm L1 = mm L2 = 2¸5 mm Þ lấy L2 = 3 mm. khi phay thô: L1 = Lấy L1 = 9 mm L2 = 3 mm Þ T011 = phút. khi phay tinh: L1 = Lấy L1 = 6 mm L2 = 3 mm Þ T012 = phút. Þ To1 = T011 + T012 = 0,16 + 0,226 = 0,386 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công II: Nguyên công 2 và nguyên công 1 có lượng dư và chế độ cắt như nhau, bề mặt gia công là như nhau nên thời gian cơ bản của nguyên công 2 bằng thời gian cơ bản của nguyên công 1. T01 = T02 = 0,386 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công III: Ta có: To3 = (phút). L = 40 mm L1 = mm L2 = 2¸5 mm Þ lấy L2 = 3 mm. Phay thô: L1 = Lấy L1 = 11 mm L2 = 3 mm Þ T031 = phút. Phay tinh: L1 = Lấy L1 = 7 mm L2 = 3 mm Þ T032 = phút. Þ T03 = T031 + T032 = 0,102 +0,263 = 0,365 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công IV: Do nguyên công 4 và nguyên công 5 gia công hai bề mặt giống nhau và có lượng dư gia công giống nhau, chế độ cắt như nhau nên thời gian gia công là như nhau: T03 = T04 = 0,365 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công V: Khoan lỗ f8 : Ta có: T051 = phút. L = 20 mm. i = 2 L1 = (d.cotgj)/2 + (0,5¸2) mm Theo hình 4.16[1] Þ j = 118o/2 = 59o Þ L1 = 8.cotg59o/2 + (0,5¸2) =2,4 + (0,5¸2) lấy L1 = 4 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm Þ T051 = phút. Khoét lỗ f9,8: T052 = phút. Với i = 2 L = 20 mm L1 = (D-d).cotgj/2 + (0,5¸2) mm L1 = (9,8-8).cotg45o/2 + (0,5¸2) = 0,9 + (0,5¸2) Þ lấy L1 = 2 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm Þ T052 = phút. Doa lỗ f10: T053 = phút. Với i = 2 L = 20 mm L1 = (D-d).cotgj/2 + (0,5¸2) mm L1 = (10-9,8).cotg45o/2 + (0,5¸2) = 0,1 + (0,5¸2) Þ lấy L1 = 2 mm L2 = 2 mm T053 = phút. Vát mép một đầu hai lỗ f10: Để vát mép hai đầu lỗ f10 ta chọn chế độ cắt cho bước này lấy như ở bước khoét: S = 0,7 mm/vòng n = 850 vòng/phút. Ta có: T054 = phút. Với: i = 2 L = 1 mm L1 = (0,5¸2) mm Þ lấy L1 = 2 mm Þ T054 = phút. Þ T05 = T051 + T052 + T053 + T054 = 0,512 + 0,081 + 0,235 + 0,01 Þ T05 = 0,838 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công VI: Khoan lỗ f19: Ta có: T061 = phút. Với: i = 1 L = 42 mm L1 = (d.cotgj)/2 + (0,5¸2) mm Theo hình 4.16[1] Þ j = 118o/2 = 59o Þ L1 = (19.cotg59o)/2 + (0,5¸2) = 5,71 + (0,5¸2) lấy L1 = 7 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm. Þ T061 = phút. Khoét lỗ f19,8: T062 = phút. Với i = 1 L = 42 mm L1 = (D-d).cotgj/2 + (0,5¸2) mm L1 = (19,8-19).cotg45o/2 + (0,5¸2) = 0,4 + (0,5¸2) Þ lấy L1 = 2 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm. Þ T062 = phút. Doa lỗ f20: T053 = phút. Với i = 1 L = 42 mm L1 = (D-d).cotgj/2 + (0,5¸2) mm L1 = (20-19,8).cotg45o/2 + (0,5¸2) = 0,1 + (0,5¸2) Þ lấy L1 = 2 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm. Þ T063 = phút. Vát mép lỗ f20: Khi vát mép lỗ trụ f20 ta lấy chế độ cắt như bước khoét khi đó ta có: S = 0,63 mm/vòng n = 710,64 vòng/phút. T064 = phút. Với: i = 1 L = 2 mm L1 = (0,5¸2) mm Þ lấy L1 = 2 mm. Þ T064 = phút. Þ T06 = T061 + T062 + T063 + T064 = 0.239 + 0,103 + 0,176 + 0,01 Þ T06 = 0,528 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công VII: Vát mép các lỗ trụ f10 và f20. * Vát mép hai lỗ trụ f10: Để vát mép lỗ trụ f10 ta lấy chế độ cắt như bước khoét khi tiến hành khoan-khoét-doa lỗ f10 ở nguyên công 5. Theo tính toán thời gian cơ bản ở nguyên công 5 ta có: T071 = 0,01 phút. * Vát mép lỗ trụ f20: Khi vát mép lỗ trụ f20 ta lấy chế độ cắt như bước khoét khi tiến hành khoan-khoét-doa lỗ f20 ở nguyên công 6. Theo tính toán thời gian cơ bản ở nguyên công 6 ta có: T072 = 0,01 phút. Þ T07 = T071 + T072 = 0,01 + 0,01 = 0,02 phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công VIII: Ta có: T08 = phút. Với: i = 2 L = 25 mm L1 = (d.cotgj)/2 + (0,5¸2) mm = (6.cotg45o)/2 + (0,5¸2) = 3 + (0,5¸2) Þ lấy L1 = 5 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm Þ T08 = phút. Thời gian cơ bản cho nguyên công IX: T09 = phút. Với: i = 1 L = 40 mm L1 = (d.cotgj)/2 + (0,5¸2) = (12.cotg45o)/2 + (0,5¸2) = 6 +(0,5¸2) Þ lấy L1 = 8 mm L2 = 1¸3 mm Þ lấy L2 = 2 mm Þ T09 = phút. Vậy thời gian cơ bản khi gia công là: T0 = 0,386 + 0,386 + 0,365 + 0,365 + 0,838 + 0,528 + 0,02 + +0,142 + 0,1736 = 3,2036 phút. Þ T0 = 3,2 phút. Từ T0 ta tính được: TP = 10%.T0 = 10%.3,2 = 0,32 phút. Tpvkt = 8%.T0 = 8%.3,2 = 0,256 phút. Tpvtc = 3%.T0 = 3%.3,2 = 0,096 phút. Ttn = 5%.T0 = 5%.3,2 = 0,16 phút. Vậy thời gian nguyên công là: Ttc = 3,2 + 0,32 + 0,256 + 0,096 + 0,16 = 4,032 phút. Þ Ttc = 4 phút. ........................&.......................... TÀI LIỆU THAM KHẢO. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 -PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc-PGS.TS Lê Văn Tiến-PGS.TS Ninh Đức Tốn-TS Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật-2001. [1] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 -PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc-PGS.TS Lê Văn Tiến-PGS.TS Ninh Đức Tốn-TS Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật-2001. [2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3-Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật-2003. [3] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy -PGS.TS Trần Văn Địch Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật -2002. [4] Giáo trình Công nghệ chế tạo máy tập 1-2-Trường đại học Bách Khoa Hà Nội-khoa Cơ khí -Bộ môn công nghệ chế tạo máy. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002. Giáo trình Chế tạo phôi tập 1-2-Hoàng Tùng-Phạm Bá Nông-Nguyễn Văn Hảo-Đinh Công Mễ-Nguyễn Luyến-1993. Mục lục. Trang CHƯƠNG 1: phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất. ................. 3 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. .................. 3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ................ 3 III. Xác định dạng sản xuất. ................. 3 CHƯƠNG II: Xác định phương pháp chế tạo phôi Và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi. .................. 5 I. Xác định phương pháp chế tạo phôi. ....... 5 II. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi. .... 6 CHƯƠNG III: Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết ... 7 I. Xác định đường lối công nghệ. .................. 7 II. Chọn phương pháp gia công. .................. 7 III. Lập tiên trình công nghệ. .................. 7 1. Chọn chuẩn. .................. 7 2. Lập tiến trình công nghệ. .................. 8 IV. Thiết kế nguyên công. .................. 10 1. Nguyên công I. .................. 10 2. Nguyên công II. .................. 12 3. Nguyên công III. .................. 13 4. Nguyên công IV. .................. 15 5. Nguyên công V. .................. 15 6. Nguyên công VI. .................. 18 7. Nguyên công VII. .................. 26 8. Nguyên công VIII. .................. 26 9. Nguyên công IX. .................. 27 10. Nguyên công V. .................. 29 CHƯƠNG IV: Thiết kế đồ gá cho nguyên công VI. .............. 30 I. Xác định các cơ cấu định vị phôi. ............ 30 II. Tính lực kẹp. .................. 30 Trang III.Xác định các cơ cấu khác của đồ gá. 32 IV. Tính toán độ chính xác chế tạo đồ gá. 33 CHƯƠNG V: Xác định thời gian nguyên công. .................. 35 1. Thời gian cơ bản cho nguyên công I........... 35 2. Thời gian cơ bản cho nguyên công II ........ 36 3. Thời gian cơ bản cho nguyên công III....... 36 4. Thời gian cơ bản cho nguyên công IV ....... 37 5. Thời gian cơ bản cho nguyên công V ........ 37 6. Thời gian cơ bản cho nguyên công VI ....... 38 7. Thời gian cơ bản cho nguyên công VII ..... 39 8. Thời gian cơ bản cho nguyên công VIII ... 40 9. Thời gian cơ bản cho nguyên công IX ........ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO. .................. 41