Khảo sát cơ cấu hợp thành máy phay lăn răng, thiết kế chế tạo chi tiết vỏ hộp

là: 1vg phôi . = K/Z Khi cắt răng thẳng, không cần chuyển động vi sai nên iHT = 1. Từ phương trình trên rút ra công thức điều chỉnh xích phân độ: ix = = (CT 2.2) Trong đó a, b, c, d là các bánh răng thay thế. Cặp e/f mở rộng phạm vi điều chỉnh trong chạc bánh răng thay thế: nếu bánh răng cần cắt có Z ≤ 161 thì dùng e/f = 1= 54/54. Nếu z >160 thì dùng e/f = 1/2= 36/72 V.3. Xích chuyển động chạy dao. V.3.1./ Xích chuyển động chạy dao đứng. Lượng chạy dao đứng được biểu thị bằng S1 (mm/vg). là lượng di động thẳng đứng của bàn dao khi bàn máy mang phôi quay một vòng. vì thế xích bắt đầu từ bánh vít – trục vít 96/1, qua cặp bánh răng 35/35, trục vít VII, cặp bánh răng 33/33, trục vít – bánh vít 2/26, trục VIII, cặp bánh răng 48/48, cặp bánh răng thay thế A1/B1, đóng ly hợp điện từ L1, truyền động qua cặp bánh răng trụ 39/65 đến trục X; đóng ly hợp L3(L5 mở), truyền động qua cặp bánh răng và trục vít – bánh vít 1/24 quay trục vít me đứng có tx = 10mm. Phương trình xích truyền động là: 1 vòng phôi. = S1 Từ đây rút ra công thức điều chỉnh: is = (CT2-3) Trong đó: A1, B1 là bánh răng thay thế. Để đảo chiều chạy của dao đứng, ly hợp L1 mở, L2 đóng. Truyền động từ chạc điều chỉnh A1/B1 qua cặp bánh răng trụ (40/56)(44/52) để đến trục X. V.3.2./ Xích chạy dao hướng kính. Xích chạy dao hướng kính dùng để cắt bánh vít bằng phương pháp hướng kính và được biểu thị bằng lượng di động hướng kính của bàn máy S2(mm/vg). khi bàn máy ngang mang phôi quay được 1 vòng. Xích chạy dao đứng hướng kính cũng bắt đầu từ bàn máy mang phôi cho đến trục X giống như xích chạy dao đứng, sau đó truyền qua cặp bánh răng trụ 45/50, đóng hai ly hợp L5 và L4, qua cặp bánh răng trụ 34/61, đến trục vít bánh vít 1/36 làm quay trục vít me XI có tx = 10mm để di động bàn máy theo hướng kính. Phương trình xích truyền động là: 1 vòng phôi.S2 Từ đây có: i1 = A1/B1 = C2.S2 (CT 2-4) Ở đây C2 là hằng số của xích hướng kính. V.3.4./ Chạy dao chiều trục. Chạy dao theo chiều trục dao phay lăn dùng để cắt bánh vít bằng phương pháp tiếp tuyến. Lượng chạy dao theo chiều trục được biểu thị bằng S3(mm/1 vòng phôi) khi phôi quay một vòng. muốn thực hiện được lượng chạy dao này cần phải có bàn dao đặc biệt để đảm bảo dao phay lăn di động liên tục. Máy 5M324A không có bàn dao đặc biệt này. Di động dọc trục theo chu kì của dao phay lăn được thực hiện từ động cơ riêng Đ2 có N2 = 0,4 kW và n2= 1440 vg/ph qua hai cơ cấu trục vít bánh vít (1/26).(1/62) để quay trục ống mang dao có tx = 12mm. V.4. Xích chạy dao nhanh. V.4.1./ Xích chạy dao nhanh đứng. Xích này được dẫn động từ động cơ điện Đ3 có công suất N3 = 3kW và n3= 1440 (vg/ph). Hai cặp bánh răng trụ (20/20).(44/52) đến trục X, đóng ly hợp L3, qua các cặp bánh răng trụ (50/45).(45/45), trục vít- bánh vít 1/24 quay trục vít me đứng có tx=10mm V.4.2./ chạy dao nhanh hướng kính. Xích này cũng được truyền động từ động cơ Đ3 đến trục X như ở xích chạy dao nhanh đứng. Sau đó truyền động đi theo xích 45/50 - L5 - L4 - 34/61 - 1/36 quay trục vít me XI. V.5. Xích chuyển động vi sai. Khi gia công bánh răng trụ răng xoắn cần có chuyển động vi sai để bổ xung chuyển động phụ thêm cho phôi. Xích vi sai đảm bảo mối quan hệ giữa phôi và dao lăn trên cơ sở công thức (2.5) để thực hiện lượng di động phụ thêm ± . Xích bắt đầu từ bàn máy mang phôi, qua bánh vít- trục vít 96/1, cặp bánh răng trụ 35/35, trục VII, cặp bánh răng trụ 33/33, trục vít - bánh vít 2/26, các cặp bánh răng (48/48).(A1/B1) - L1 - 39/65 - trục X - L3 - 50/45.45/45 - cặp bánh côn 33/22 - bộ bánh răng thay thế (a1/b1 ).(c1/d1) - cặp bánh răng côn 27/27 - trục vít - bánh vít 1/45 - bộ vi sai có tỷ số truyền ivs - trục VI - các cặp bánh răng côn (27/27).(29/29).(29/29) đến cặp bánh răng trụ 20/80 quay trục chính mang dao lăn. Phương trình truyền động của vi sai là: Khi dùng xích vi sai, vỏ hộp cơ cấu hợp thành quay nên ivs = 2. Xích chạy dao đứng có A1/B1= (39/80).S1 theo công thức (2.3). Thay hai trị số này vào phương trình trên ta có công thức điều chỉnh chạc vi sai: (CT 2-5) Khi cắt răng xoắn, thường không biết bước xoắn T mà cho góc nghiêng β của răng. Có thể biết mối quan hệ giữa góc β với modul mặt đầu ms và môdul pháp tuyến mn như sau: (CT 2.6) Thay trị số ms vào công thức 2.6 ta có : Thay trị số T vào công thức 2.2 và rút gọn: (CT 2.7) Dùng dấu “-” khi hướng xoắn của dao và phôi cùng chiều. Dùng dấu “+” khi hướng xoắn của dao và phôi ngược chiều.. Từ công thức điều chỉnh 2.5 cho thấy: tỷ số truyền của chạc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào lượng chạy dao đứng S1. Ngoài ra, khi cắt răng thẳng (β=0), trị số iy = 0, nghĩa là không cần xích vi sai Dùng xích vi sai để cắt răng xoắn có nhược điểm là xích truyền động dài, độ chính xác gia công bị giảm. Có thể cắt răng xoắn không dùng xích vi sai. Trong trường hợp này chuyển động tạo hình và chuyển động vi sai được thực hiện trên xích phân độ. Điều chỉnh cắt răng xoắn theo phương pháp này gọi là điều chỉnh không vi sai. Phương trình truyền động của xích này như sau: Trong trường hợp này ivs= 1 và chọn lấy e/f =1 thì: (ct 2.8) Để có thể tính các bánh răng thay thế của xích này, cần phải thay trị số chính xác của lượng chạy dao đứng S1 được tính từ công thức 2.4 Công thức 2.8 khá phức tạp nên việc chọn các bánh răng thay thế từ công thức này không phải dễ dàng và không phải lúc nào cũng thực hiện được. Do đó loại điều chỉnh này chỉ dùng ở những máy lăn răng không có xích vi sai hoặc xích vi sai bị hỏng. Phần VI Mô tả sơ đồ nguyên lý bộ cộng chuyển động. Như chúng ta đã biết khi phay bánh răng nghiêng trên máy phay lăn răng phôi cần nhận hai chuyển động là: chuyển động quay Q2 và chuyển động cộng thêm Q4 sao cho khi dao tịnh tiến hết bước T (hình VI.3) của vòng xoắn răng thì phôi quay được một vòng ( chuyển động vi sai ) thì với yêu cầu truyền động đặc biệt đó ( một lúc nhận hai chuyển động) thì chúng ta phải đưa bộ cộng chuyển động vào xích vi sai của máy phay lăn răng. Bình thường khi phay bánh răng thẳng phôi chỉ nhận chuyển động Q2 từ dao đi vào trục II của cơ cấu hợp thành qua các cặp bánh răng (3, 2) (2, 1) và đi ra trục I để đến các bộ bánh răng thay thế . Lúc này chúng ta phải đảm bảo giữ cho bánh răng hành tinh (2) của cơ cấu vi sai không bị quay. Điều đó được thực hiện nhờ khả năng tự hãm của cơ cấu bánh vít - trục vít, đồng thời chúng ta phải ngắt đường truyền của cặp bánh răng thay thế của xích vi sai hình VI.2 Hình VI.3 Khi phay bánh răng nghiêng đường truyền của cặp bánh răng thay thế vi sai được nối lại. Truyền động được bắt đầu từ dao => trục vít me => các cặp bánh răng thay thế => đến bộ truyền trục vít - bánh vít làm bánh răng hành tinh 2 quay có tác dụng cộng thêm chuyển động Q4 cho phôi ngoài chuyển động bao hình Q2, Phần VII Ứng dụng phần mềm PRO ENGINEER mô phỏng lắp ráp cơ cấu hợp thành VII.1. Giới thiệu chung về phần mềm Pro engineer. Một trong những phần mềm có được những tính năng trên như Catia, Unigraphics NX, I-deas, Pro/Engineer Wildfire….Đây là bốn phần mềm được đánh giá là rất mạnh và rất nổi tiếng trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC. Tùy vào thế mạnh của mỗi phần mềm mà chúng có những ứng dụng chuyên biệt: Catia, Unigraphics NX phục vụ triệt để cho ngành công nghiệp hàng không, ôtô, tàu thủy. Pro/Engineer phục vụ rất tốt cho ngành cơ khí khuôn mẫu (thiết kế và gia công) như khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa…. Pro/E có một lợi thế là giá rẻ nên đã chiếm lĩnh các thị trường hạng trung và cao. Hiện nay, số người sử dụng Pro/E trên thế giới rất nhiều, kể cả Việt Nam (chiếm trên 75%) nên chúng ta sẽ có cơ hội học hỏi, trao đổi lẫn nhau những vấn đề liên quan đến CAD/CAM với thế giới bên ngoài. Do vậy, việc chọn học Pro/E là một hướng đi tốt cho chúng ta trước khi vào nghề và cũng là cách duy nhất để chúng ta nắm bắt, đuổi kịp trình độ công nghệ của thế giới. Pro/E là phần mềm của hãng Prametric Technology, Corp. Một phần mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE, nó mang lại cho chúng ta các khả năng như: - Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn - Tạo các module bằng các khái niệm và phần tử thiết kế. - Thiết kế thông số. - Sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất. - Có khả năng mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khí.(Pro/Engineer Wildfire3.0).Phần mềm Pro/Engineer có các module sau: Pro/ASSEMBLY: tạo điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào hệ thống và dưới hệ thống. Nó hỗ trợ cho phần lắp ráp và lắp ráp nhóm, giải quyết tình huống xung đột, thiết kế thay đổi… Pro/DETAIL: module tạo trựctiếp mô hình 3D của các bản vẽ thiết kế chuẩn cho phân xưởng và chế tạo trong đó đảm bảo liên kết 2 phía giữa các bản vẽ và module 3D. Pro/SHEETMETAL: module hỗ trợ thiết kế những chi tiết có dạng tấm, vỏ, và hỗ trợ cho việc tạo lập các chi tiết phát triển kể cả chuẩn bị cho chương trình NC cho sản xuất.Pro/SURFACE: module hỗ trợ vẽ, tạo các mặt tự do (Free Form), xử lý các mặt cong và bề mặt phức tạp. Pro/MANUFACTURING: bao gồm dữ liệu NC,mô phỏng, format dữ liệu CL, thư viện các phần tử. Pro/MESH: hỗ trợ tái tạo mạng lưới cho việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA), xác định điều kiện biên, gắn liền với ANSYS, PATRAN, NASTRAN, ABAQUS, SUPERTAB và COSMOS/M. Pro/MECHANICA: Mô phỏng động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu. Mô phỏng cơ cấu Mechanism. Pro/INTERFACE: tạo điều kiện gắn với các hệ CAD khác như: iges, dxf, vdafs, render, SLA… Pro/PROJECT: xác định để điều khiển dự án thiết kế và tổ hợp một số đội thiết kế và lập dự án. Pro/FEATURE: mở rộng khả năng thiết lập những phần tử thiết kế bằng thư viện của các bộ phận, nhóm, tái tạo các hình dạng chuẩn và dưới nhóm. Pro/DESIGN: hỗ trợ thành lập mô hình 3D, sơ đồ khối, xây dựng kế hoạch thiết kế và mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho sự phân tích nhanh và hiệu quả và sắp xếp phương án. Pro/LIBRARY:module chứa thư viện rộng lớn của các phần tử trên chuẩn (chi tiết, phần tử thiết kế tiêu chuẩn, dụng cụ, khớp nối…), có thể bổ sung hoặc hiệu chỉnh. Pro/VIEW: module tạo điều kiện kiểm tra mô hình hóa chi tiết và hệ thống từ một hướng quan sát bất kì, phóng độn, ảo ảnh. Sử dụng để có cái nhìn nhanh tổng thể để đạt được kết quả hoặc mục đích phòng ngừa. Pro/DRAFT: module hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều kiện đọc bản vẽ của các hệ CAD khác và bổ sung module 3D về thiết kế thông số. Pro/NLO: module hỗ trợ cho công việc trong mạng cục bộ, hòa hợp với các module khác của hệ. Pro/MOLD:module thiết kế khuôn. Pro/DEVELOP (Pro/PROGRAM): module hỗ trợ việc lập trình ứng dụng riêng. Chứa các thư viện của hàm số C, thư viện chương trình con của ngôn ngữ lập trình FORTRAN và đặc biệt tiếp cận được với cấu trúc thiết lập các hệ thống và cấu trúc dữ liệu của hệ thống. Ngoài ra, Pro/E còn có Pro/CASTING, Pro/LEGACY, Pro/TOOLKIT, Pro/PiPe… Với những tính năng đã giới thiệu ở trên cho thấy: “Pro/Engineer là một phần mềm CAD/CAM/CAE rất mạnh, có khả năng mô hình hóa các chi tiết phức tạp như các loại máy xúc, máy đào đất, ô tô, các biến dạng vỏ tàu thủy… khả năng lắp ráp lớn và rất tối ưu trong thiết kế. VII.2. Lắp ráp và mô phỏng cơ cấu hợp thành. Phần mềm Proengineer là một phần mềm hỗ trợ cho công việc thiết kế các chi tiết máy của người kỹ sư thiết kế. Ngoài ra Proengineer còn cung cấp chức năng lắp ghép các chi tiết máy rời rạc thành một cụm chi tiết, một cơ cấu máy hay một máy cơ khí hoàn chỉnh. Và sau đó, người sử dụng phần mềm Proengineer có thể mô phỏng chuyển động của cụm chi tiết, cơ cấu hay máy cơ khí đã lắp ráp ở trên một cách sinh động. Sự chuyển đổi giữa các môi trường làm việc trong Proengineer hết sức linh hoạt bằng cách sử dụng thanh công cụ Start giúp cho người thiết kế cảm thấy thoải mái và tiết kiệm được nhiều thời gian. Với những phần mềm thiết kế cơ khí khác như Pro/E, Solid Edge, Solid Word,… Để bắt đầu lắp ráp các chi tiết máy đã thiết kế các bạn cần thực hiện các thao tác như thoát file của chi tiết bạn đang thiết kế và tạo một file lắp ráp mới rất mất thời gian. Đối với Proengineer, ngay khi bạn đang làm việc trong môi trường thiết kế chi tiết mà bạn muốn chuyển sang môi trường lắp ráp thì bạn chỉ việc chọn thanh công cụ Start và sau đó chọn môi trường lắp ráp chi tiết là bạn đã thực hiện bước tạo file lắp ráp rất nhanh chóng và linh hoạt. Hoặc khi muốn mô phỏng chuyển động của cơ cấu đã lắp ráp bạn cũng chỉ việc thực hiện thao tác tương tự ở trên để vào môi trường mô phỏng chuyển động. Ngoài ra các bạn có thể cảm thấy được những chức năng, tính năng thiết kế và mô phỏng của Proengineer khi các bạn sử dụng nó. Do hạn chế về mặt thời gian của đề tài nên trong đề tài này không nêu được cách lắp ráp từng chi tiết. Dưới đây là mô hình lắp ráp hoàn chỉnh của cơ cấu hợp thành vận tốc. Quá trình mô phỏng có Video đi kèm. Việc lắp ráp cả hộp để mô phỏng thì khiến cho quá trình mô phỏng rất phức tạp, vì vậy trong quá trình mô phỏng đã tách ra thành các cụm chi tiết để quá trình mô phỏng đơn giản hơn. VII.2. 1. Cụm bánh vít và bánh răng côn. Cụm này bao gồm: Bánh vít lắp lồng không trên trục 1 nhận truyền động từ trục vít theo kiểu khớp Pin. Bánh răng côn lắp với trục 1 thông qua then. Tất cả được lắp vào vòng trong của ổ lăn theo kiểu mate VII.2.2. Cụm bánh răng quay hành tinh. Cụm này bao gồm trục 2 lắp vào vòng trong của 2 ổ đỡ chặn theo kiểu pin. Bánh răng lắp trên trục và nhận mô men xoắn từ trục thông qua then. Ngoài ra có 2 đệm chặn lắp theo kiểu Difiner. VII.2.3. Cụm bánh răng còn lại. Cụm này bao gồm: Bánh răng côn lắp trên trục 3 và nhận momen từ trục 3 thông qua then. Để hãm chiều dịch chuyển dọc của bánh răng ta hãm lại bằng vít M8. Các chi tiết trên được lắp lên vòng trong của ổ đỡ chặn. VII.2.4.Cụm nắp hộp. Cụm nắp hộp bao gồm: Nắp trên được lắp theo kiểu mate với thân võ hộp thông qua các vít bắt chặt. Các nắp chặn ổ lăn được lắp theo kiểu mate với thân hộp và được bắt chặt vào thân hộp bằng 6 vít M8 Sau khi lắp các cụm vào thân hộp ta có hộp hoàn chỉnh như sau: Phần VIII Thiết quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ hộp VIII.1. Phân tích chi tiết gia công. VIII.1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết Chi tiết vỏ hộp là chi tiết thuộc nhóm chi tiết dạng hộp. Đặc điểm của nó là có nhiều lỗ cần gia công chính xác để lắp ổ lăn, có nhiều phần lồi lõm .Trên hộp có nhiều bề mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau như mặt lắp với ổ lăn, mặt lắp bích , mặt lắp với đế ...và một số bề mặt không phải gia công sau khi tạo phôi. Các bề mặt của chi tiết cần gia công bao gồm: Bề mặt trên để lắp phần vỏ ở trên. Các bề mặt bên để nắp các nắp ổ lăn. Các lỗ lớn để lắp ráp ổ lăn yêu cầu độ chính xác cao. Các lỗ quanh lỗ lớn để bắt vít lắp nắp ổ. Để đạt được yêu cầu kĩ thuật như bản vẽ thì phương pháp gia công lần cuối các bề mặt có thể chọn các phương pháp sau: Mặt trên và mặt bên: phay Mặt lỗ chính : Tiện,doa ở đây ta chọn : Tiện VIII.1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Dựa vào bản vẽ, các kích thước, yêu cầu kĩ thuật, vật liệu chi tiết GX và sản lượng hàng năm ta thấy. + Hộp có đủ cứng vững để gia công, không bị biến dạng và cho phép gia công ở chế độ cắt cao, đạt năng suất cao + Các bề mặt có thể chọn chuẩn có đủ diện tích cho phép thực hiện nhiều nguyên công, cho phép gá đặt nhanh. + Các bề mặt thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao cho phép gia công đồng thời nhiều mặt + Kết cấu tuy phức tạp nhưng vật liệu là GX cho phép đúc đơn giản VIII.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi. VIII.2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi: Vật liệu thân hộp là GX21-40 có cơ tính : sk = 21kg/mm2 su = 40kg/mm2 HB = 170-241 Dựa voà đặc điểm hình dáng kết cấu của chi tiết, kết hợp với vật liệu chế tạo phôi và dạng sản xuất nên chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc Hiện nay có những phương pháp đúc sau: Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay, mẫu gỗ : + Ưu điểm : - Giá thành rẻ - Đúc được các chi tiết có hình dáng từ đơn giản đến phức tạp với khối lượng từ nhỏ đến lớn . + Nhược điểm: - Lượng dư của phôi đúc lớn. - Độ chính xác của phôi đúc thấp. - Độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào tay nghề của người làm khuôn. + Phạm vi ứng dụng: Từ những đặc điểm trên thấy rằng phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ. 2. Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy : + Ưu điểm: Độ chính xác của phôi cao. Năng suất đúc cao do khuôn được làm bằng máy. - Đúc được các chi tiết có trọng lượng từ bé đến lớn. Lượng dư để lại cho gia công nhỏ. Vật liệu chế tạo khuôn là cát, đất sét có sẵn nên hạ giá thành sản phẩm. + Nhược điểm : Giá thành chế tạo mẫu khá cao. + Phạm vi ứng dụng: Phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối loạt lớn. 3. Đúc áp lực: + Ưu điểm: Năng suất, chất lượng của phôi đúc cao. Năng suất, chất lượng của phôi đúc cao có thành mỏng, kết cấu phức tạp +Nhược điểm: Phải tính chính xác lực đè khuôn. Khuôn phải được chế tạo chính xác nên giá thành cao. + Phạm vi ứng dụng: Phương pháp đúc này nên áp dụng cho dạng sản xuất hàng khối, loạt lớn với những chi tiết có thành mỏng, nhỏ nhẹ. 4. Đúc trong khuôn kim loại : + Ưu điểm: Năng suất, chất lượng của phôi đúc cao. Đúc được các chi tiết phức tạp và có khối lượng nhỏ. Khuôn có thể dùng được nhiều lần. Tiết kiệm được vật liệu đúc do tính toán chính xác phôi liệu. + Nhược điểm: Giá thành chế tạo mẫu cao. Phải tính chính xác trọng lượng của phôi liệu. + Phạm vi ứng dụng: Phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối loạt lớn . 5. Đúc trong khuôn vỏ mỏng: + Ưu điểm: Phôi đúc có độ chính xác cao, cơ tính tốt. Đơn giản quá trình rỡ khuôn và làm sạch vật đúc. Dễ cơ tính hoá và tự động hoá quá trình làm khuôn. + Nhược điểm: - Chỉ đúc được các chi tiết có độ phức tạp vừa và khối lượng nhỏ. + Phạm vi ứng dụng: Phương pháp đúc này nên áp dụng khi cần nâng cao chất lượng vật đúc. 6. Đúc trong khuôn mẫu chẩy: + Ưu điểm: Đúc được vật đúc có hình dáng phức tạp, có độ bóng cao, Đúc được các loại kim loại và hợp kim, - Không cần mặt phân khuôn, không cần rút mẫu nên tăng độ chính xác cho phôi đúc . + Nhược điểm: Quy trình chế tạo khuôn phức tạp, giá thành cao. +Phạm vi ứng dụng: Phương pháp đúc này chỉ nên áp dụng ở dạng sản xuất loạt lớn hàng khối với những phôi có chất lượng cao. Kết luận: Qua các phương pháp đúc trên, phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại và làm khuôn bằng máy là hợp lý nhất . Vì phương pháp đúc này vưà đảm bảo được chất lượng vật đúc, đồng thời giá thành chế tạo phù hợp và đáp ứng được các nhu cầu sản xuất dạng hàng khối loạt lớn . Vậy chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại và làm khuôn bằng máy để chế tạo phôi. VIII.3. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết. VIII.3.1. chọn chuẩn để gia công chi tiết Chọn chuẩn rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ. Chọn chuẩn hợp lý nhằm thoả mãn 2 yêu cầu : Đảm bảo chất lượng chi tiết trong suốt quá trình gia công. Đảm bảo năng xuất cao, giá thành hạ từ 2 yêu cầu trên người ta đề ra các nguyên tắc chung khi chọn chuẩn: 1. Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm định vị để khống chế hết số số bậc tự do cần thiết một các hợp lý nhất .Tuyệt đối tránh thiếu và siêu định vị 2. Chọn chuẩn sao chop không bị lực cắt , lực kẹp làm biến dạng chi tiết gia công quá nhiều , đòng thời lực kẹp phải nhỏvđể giảm sức lao động cho công nhân 3. Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá phải đơn giản ,sử dụng thuận lợi nhất . Chọn chuẩn tinh cầu khi chọn chuẩn tinh . Đảm bảo chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau. Đảm bảo phân bố đủ lựng dư cho các bề mặt gia công . 2. Nguyên tắc Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt .Đặc biệt khi chuẩn cơ sở trùng với chuẩn khởi xuất : ec = 0 Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt ,lực kẹp .Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá sao cho đơn g9ản và thuận tiện khi sử dụng Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá . 3.Các phương án chọn chuẩn tinh: Thông thường với các chi tiết dạng họp người ta thường sử dụng 2 phương án sau. Phương án 1: Một mặt phẳng và 2 lỗ vuông góc với mặt phẳng đó. *ưu điểm . có thể gia công hầu hết các bề mặt của hộp ( chuẩn tinh thống nhất) Kết cấu đồ gá đơn giản * Nhựơc điểm Chốt định vị chống mòn Sai số góc quay lớn do khe hở giữa chốt và lỗ Với các hộp cỡ lớn việc gá đặt gặp nhiều khó khăn Đường tâm lỗ yêu cầu phải vuông góc với mặt phẳng định vị và phải gia công chính xác qua các bước khoan-khoét-doa hoặc khoan-doa *Phạm vi áp dụng. Thường sử dụng với các hộp cỡ nhỏ. Phương án 2: Chuẩn tinh là 3 mặt phẳng vuông góc với nhau *Ưu điểm . Không gian gia công rộng có thể gia công hầu hết các bề mặt của hộp Độ cứng vững cao Độ chính xác gá đặt cao hơn phương án 1 Thích hợp với tất cả các kích cỡ của hộp *Nhược điểm . Đồ gá thiết kế cồng kềnh hơn phương án 1 Trong nhiều trường hợp .Nhất là với các hộp cỡ llớn cần có cơ cấu để ép sát mặt định vị vào đồ định vị của đồ gá *Phạm vi áp dụng Dùng cho tất cả các kích cỡ của hộp Kết luận Từ hai phương án chọpn chuẩn tinh trên , qua phân tích ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của mỗi phương án .Căn cứ vào yêu cầu kỹ thụt và kết cấu cũng như kích thước của chi tiết ta chọn phương án 1 làm chuẩn tinh Chọn chuẩn thô 1 Yêu cầu khi chọn chuẩn thô Khi chọn chuẩn thô phải thoả mãn 2 yêu cầu sau: Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt. Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt. 2 . Nguyên tắc Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có 1 bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công đó làm chuẩn thô. Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công có yêu cầu về độ chính xác vị trí tương quan với bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô. Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều phải gia công thì ta nên chọn bề mặt nào ứng với bề mặt của phôi có yêu cầu cần phải phân bố lượng dư nhỏ và đều nhất làm chuẩn thô. Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có rất nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì ta nên chọn bề mặt nào trơn chu nhất làm chuẩn thô. ứng với một bậc tự do cần thiết cảu chi tiết gia công chỉ được phép chọn và sử dụng chuẩn thô không quá một lần .Nếu vi phạm nguyên tắc này người ta gọi là phạm chuẩn thô và sẽ cho sai lệch về vị trí tương quan giữa các bề mặt là rất lớn. 3. Các phương án chọn chuẩn thô Đối với các chi tiết hộp chuẩn thô thường đươc chọn như sau. - Theo phương x : Với mặt x1 : Là mặt ngoài không gia công. Nếu chọn mặt này sẽ đảm bảo hình dáng bên ngoài của hộp cân đối, kết cấu đồ gá đơn giản dễ quan sát. Với mặt x2 : Là mặt trong không gia công. Nếu chọn mặt này sẽ đảm bảo độ chính xác vị trí tương quan giữa các chi tiết lắp tronh hộp với hộp. - Theo phương y : Chọn mặt y1 làm chuẩn thô sẽ đảm bảo lượng dư của các mặt lắp ổ đều Chọn mặt y2 làm chuẩn thô nó sẽ làm cho chi tiết hộp cân đối . Chọn mặt y3 là mặt trong không gia công của hộp đảm bảo vị trí tương quan giữa các chi tiết lắp trong hộp với hộp . - Theo phương z : Chọn z1 làm chuẩn mặt ngoài gia công chất lượng xấu . Chọn z2 kết cấu đồ gá phức tạp khó quan sát . Chọn z3 làm chuẩn đảm bảo lượng dư đều đặn cho lỗ chính . Khi gia công sẽ đạt được độ chính xác mong muốn . Chọn z4 * Kết luận : Từ các phương án chọn chuẩn thô như trên, căn cứ vào các lời khuyên, hình dáng kết cấu của chi tiết, yêu cầu chi tiết, loại hình sản xuất ta chọn chuẩn thô theo các bề mặt vuông góc x2y3z4 . VIII.3.2.Lập quy trình công nghệ : Việc lập quy trình công nghệ gia công phải hợp lý nhất để rút ngắn thời gian phụ và thời gian gia công đảm bảo năng suất, hiệu quả kinh tế cao. Đồng thời sắp xếp các nguyên công hợp lý sẽ tránh được hiện tượng gia công cả những phôi đả bị phế phẩm ở nguyên công trước. Khi thiết kế cần dựa vào hai nguyên tắc sau : + Căn cứ vào trạng thái cuối cùng của bề mặt gia công để lập phương án hợp lí. + Cố gắng bố chí các nguyên công dễ gây phế phẩm lên trước để tránh trường hợp gia công phôi phế phẩm. Để lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trước tiên ta phải xem xét các yêu cầu kỹ thuật từ đó đưa ra các biện pháp công nghệ để gia công. - Đối với các mặt phẳng chính có thể gia công bằng phương pháp sau: Phay thô – phay tinh. Phay thô - mài phẳng. - Đối với lỗ chính ¯55: Tiện thô - tinh. Khoét – doa. - Đối với lỗ chính ¯45: Tiện thô - tinh. Khoét – doa. - Đối với các lỗ ren: Khoan – tarô. Từ việc phân tích trên ta xác định tiến trình công nghệ như sau: Nguyên công 1: Phay mặt đáy làm chuẩn tinh. Nguyên công 2: Khoét - Doa 2 lỗ ¯55. Nguyên công 3: Khoét - Doa 2 lỗ ¯45. Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu của lỗ ¯55. Nguyên công 5: Phay 2 mặt đầu lỗ ¯45. Nguyên công 6: Khoan - Taro 6 lỗ ¯4 của bề mặt ¯55. Nguyên công 7: Khoan - Taro 6 lỗ ¯4 của bề mặt ¯45. Nguyên công 8: Khoan các lỗ trên mặt đáy để lắp nắp trên. Nguyên công 9: Kiểm tra sản phẩm. 1. nguyên công I: Phay mặt đáy. a-Sơ đồ gá đặt. * Cơ cấu định vị. - 3 chốt tỳ ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do. - 3 chốt tỳ ở mặt 2 mặt bên hạn chế 3 bậc tự do. - 1 chốt tỳ bên cạnh hạn chế bậc tự do quay còn lại. * Cơ cấu kẹp chặt. Kẹp chặt bằng mỏ kẹp dẫn động bằng bu lông có khớp bản lề để tạo ra lực kẹp xiên. b-Chọn máy. Chọn máy phay đứng 6H82 c-Chọn dao. Tra bảng 4-95[2] :Ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6 có kích thước. D(Js) B d(H7) Z 100 50 32 8 d-Tra lượng dư gia công . Tra bảng 3-94[2] : lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác 1 là :2,5(mm). e-Tra chế độ cắt: tính chế độ cắt theo 2 bước phay thô và phay tinh. · Chế độ cắt khi phay thô : Chiều sâu cắt t =2,0mm . Lượng chạy dao răng Sz=0,2 mm/răng (Bảng 5-33 [3] và 5-125[3]) . Þ Lượng chạy dao vòng S0= 0,2. 8= 1,6( mm/vòng). Tốc độ cắt Vb=170 m/ph (Bảng 5-127 [3] ) . Tốc độ cắt tính toán: Vt=Vb.kMV.knv.kuv Với: kMV: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công kMV = = = 1.(Bảng 5-1 và 5-2[3]). knv: Hệ số phụ thuộc vào tình trạng của bề mặt phôi knv = 0,85.(Bảng 5-5[3]). kuv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt. kuv = 1.(Bảng 5-6[3]). => Vt = 170.0,85.1.1=144,5(m/ph). Số vòng quay của trục chính là: Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 400 (vòng/phút). Như vậy tốc độ cắt thực tế là: . Chọn lượng chạy dao của máy: Sph = Sz.Z.nm = 0,2.8.400=640(mm/ph). Chọn Sm= 630(mm/ph). * Thời gian nguyên công được xác định theo công thức: Tct = To + Tp + Tpv + Ttn Trong đó: Tct : 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, 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, mài dao, điều chỉnh máy. . .), Tp = 0,1To. Tpv : thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật, mài dao, điều chỉnh máy . . ., Tpv = 0,11To. Ttn : thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân, Ttn = 0,05To. Þ Tct = To + 0,1To + 0,11To + 0,05To = 1,26To. Thời gian cơ bản được xác định theo công thức: Þ To = (L1 + L2 + L)/S.n.(phút) 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 / hành trình kép. n: Số vòng quay hay hành trình kép/phút. To = (L1 + L2 + L)/S.n = (L1 + L2 + L)/Sm. L = 100(mm). L1 = +3 = +3 = 17(mm). L2 = 2ữ5(mm) chọn L2 = 3 (mm). T0 = (phút). · Chế độ cắt khi phay tinh . Chiều sâu cắt t = 0,5 mm lượng chạy dao vòng S0=1,0(mm/vòng). (Bảng 5-37 SổTayCNCTM tập 2 ) . Þ Lượng chạy dao răng Sz = So/z =1/8 =0,125(mm/răng). Tốc độ cắt Vb= 203( m/ph). (Bảng 5-127 SổTayCNCTM ) . Tốc độ cắt tính toán: Vt=Vb.kMV.knv.kuv = 203.0,85= 172,55(m/ph). Số vòng quay của trục chính là: Ta chọn số vòng quay theo máy nm=500( vg/ph). Như vậy tốc độ cắt thực tế là: . Chọn lượng chạy dao của máy: Sph = Sz.Z.nm = 0,125.8.500=500(mm/ph). Chọn Sm= 500(mm/ph). Thời gian cơ bản được xác định theo công thức: To = (L1 + L2 + L)/S.n = (L1 + L2 + L)/Sm. L = 100(mm). L1 = +3 = +3 = 10,05(mm). L2 = 2.5(mm) chọn L2 = 3 (mm). T0 = = 0,23(phút). Bảng thông số chế độ cắt nguyên công I: Phay tinh 157 500 0,5 1,0 500 Phay thô 125,6 400 2,0 1,6 630 Bước CN V(m/phút) n(v/phút) t(mm) S(mm/vg) S(mm/ph) 2. Nguyên công II. Khoét - doa 2 lỗ Ø55 a.Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng đáy đã gia công hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm, dùng chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do. b.Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt từ trên xuống. c.Chọn máy: Máy doa ngang 2620A. công suất động cơ 10kW. d.Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 7¸8 do vậy tra bảng 3-131mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 54.9 mm có các kích thước sau: L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm, Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 55mm.( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): d.Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Zb1 = 0,9 mm và lượng dư Doa Zb2 = 0.1 mm e.Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,9 mm, lượng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,9¸1,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng. Ta tra được các hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1 k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k2=1 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1 vt = 35.k1.k2.k3 = 35.1.1.1.1 = 35 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 557,3 vòng/phút Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 482 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng. Tính lại ta được tốc độ cắt thực: v = 30,26m/ph Lực cắt P0 được tính như sau: P0 = Cp.PZy.SYp.kp. Với CP = 62; zp = 1; yp = 0,8; kp = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy: P0 = 62.20.0,10,8.1 = 194,56 KG. Xác định mômen xoắn Mm: Mm = Cm.D2.SYm.km. Cm= 23,6; ym=0,8; km= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng: Mm = 23,6.202.0,10,8.1 = 1496,3kG.mm Công suất cắt được xác định như sau: Nc = = = 0,72kW. So với công suất của máy: Nc £ Nm.h = 10.0,8 = 7 Như vậy máy 2620A đủ công suất để gia công lỗ có đường kính là f50mm. Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1¸1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 159,2vòng/phút Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 122 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng. Tính lại tốc độ cắt: v = 7,66(v/ph). Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công II. Doa tinh 7,66 122 0.1 0.1 Khoét 30.26 482 0.9 1 Bước CN V(m/phút) n(v/phút) t(mm) S(mm/vg) 3. Nguyên công III: Khoét - doa 2 lỗ Ø45. a.Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng đáy đã gia công hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm, dùng chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do. b.Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt từ trên xuống. c.Chọn máy: Máy doa ngang 2620A. công suất động cơ 10kW. d.Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 7¸8 do vậy tra bảng 3-131mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 44.9 mm( có các kích thước sau: L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 45mm.( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): d.Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Zb1 = 0,9 mm và lượng dư Doa Zb2 = 0.1 mm e.Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,9 mm, lượng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,9¸1,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng. Ta tra được các hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1 k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k2=1 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1 vt = 35.k1.k2.k3 = 35.1.1.1.1 = 35 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 557,3 vòng/phút Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 482 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng. Tính lại ta được tốc độ cắt thực: v = 30,26m/ph Lực cắt P0 được tính như sau: P0 = Cp.PZy.SYp.kp. Với CP = 62; zp = 1; yp = 0,8; kp = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy: P0 = 62.20.0,10,8.1 = 194,56 KG. Xác định mômen xoắn Mm: Mm = Cm.D2.SYm.km. Cm= 23,6; ym=0,8; km= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng: Mm = 23,6.202.0,10,8.1 = 1496,3kG.mm Công suất cắt được xác định như sau: Nc = = = 0,72kW. So với công suất của máy: Nc £ Nm.h = 10.0,8 = 7 Như vậy máy 2620A đủ công suất để gia công lỗ có đường kính là f50mm. Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1¸1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 159,2vòng/phút Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 122 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng. Tính lại tốc độ cắt: v = 7,66(v/ph). Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công III. Doa tinh 7,66 122 0.1 0.1 Khoét 30.26 482 0.9 1 Bước CN V(m/phút) n(v/phút) t(mm) S(mm/vg) 4.Nguyên công IV. Phay 2 mặt đầu lỗ Ø 55. a. Sơ đồ định vị. Ta chọn bề mặt đáy làm chuẩn định vị hạn chế 3 bậc tự do. Bề mặt lỗ Ø45 định vị 2 bậc tụ do. Và một chốt trụ chống xoay, như vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do. b. Kẹp chặt. Với sơ đồ lực kẹp như hình vẽ ta chọn cơ cấu kẹp nhanh để tăng năng suất gia công. c.Chọn máy: Với nguyên công này ta chọn gia công trên máy 6H82 d. Chọn dao: chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim. Kết cấu dao . D B h j d Z 75 35 12 600 25 10 bước 1 : Phay thô . Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm . Chiều rộng phay : B = 108 mm . Lượng chạy dao theo bảng X – 40 [ II ] : Sz = 0,2 ¸ 0,29 . Chọn Sz = 0,22 ® Sv =Sz.Z = 2,2 mm / vòng . Tuổi thọ trung bình của dao theo bảng X – 45 : T = 240 phút . Tốc độ cắt : V = Trong đó : Cv = 577 ; Xv = 0,17 ; Yv = 0,32 ; Uv = 0,22 ; Pv = 0 ; qv = 0,22 Kv = 0,664 ; T = 240 ; t = 2,36 ; Sz = 0,22 ; Z = 10 ; B = 108. Thay các hệ số vào ta được : V = = 96m/phút. Tốc độ vòng trục chính : n = = = 191 vòng/phút So sánh với máy : 160 < n < 200 ® Chọn n = 160 vòng/ phút. Lượng chạy dao máy : S = Sz.n.z = 0,22.10.160 = 352 mm/phút. So sánh với máy : 315 < S < 400® chọn S = 315 mm/phút. Thời gian máy : T0 = = 0,77 phút. bước 2: Phay tinh Chiều sâu cắt : t = 0,14 mm . Chiều rộng phay : B = 108 mm . Lượng chạy dao : Sv = 1,1 ¸ 2,1 mm / vòng , chọn Sv = 1,5 mm/ vòng ® Sz = 0,15 . Tuổi thọ trung bình của dao : T = 240 phút . Tốc độ cắt : V = Trong đó :Cv = 825 ; qv = 0,22 ; Xv = 0,17 ; Yv = 0,1 ; Uv = 0,22 ; m = 0,33 ; Pv = 0 ; Kv = 0,664 . thay số ta được : V = = 166 m / phút . Tốc độ vòng trục chính : n = = = 330 . so sánh với máy : 315 < n < 400 ® Chọn n = 315 vòng / phút . Lượng chạy dao của máy : S = Sv.n = 1,5.315 = 472,5 mm / phút . So sánh với máy : 400 < S < 500 ® Chọn S 400 mm /phút . - Thời gian máy : To = 0,54 phút . Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công IV. Bước n v s t Phay thô 160 96 350 1,5 Phay tinh 315 166 400 0.5 5.Nguyên công V. Phay 2 mặt đầu lỗ Ø 45. a. Sơ đồ định vị. Ta chọn bề mặt đáy làm chuẩn định vị hạn chế 3 bậc tự do. Bề mặt lỗ Ø45 định vị 2 bậc tụ do. Và một chốt trụ chống xoay, như vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do. b. Kẹp chặt. Với sơ đồ lực kẹp như hình vẽ ta chọn cơ cấu kẹp nhanh để tăng năng suất gia công. c.Chọn máy: Với nguyên công này ta chọn gia công trên máy 6H82 d. Chọn dao: chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim. Kết cấu dao . bước 1 : Phay thô . Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm . Chiều rộng phay : B = 108 mm Lượng chạy dao theo bảng X – 40 [ II ] : Sz = 0,2 ¸ 0,29 . Chọn Sz = 0,22 ® Sv =Sz.Z = 2,2 mm / vòng . Tuổi thọ trung bình của dao theo bảng X – 45 : T = 240 phút . Tốc độ cắt : V = Trong đó : Cv = 577 ; Xv = 0,17 ; Yv = 0,32 ; Uv = 0,22 ; Pv = 0 ; qv = 0,22 Kv = 0,664 ; T = 240 ; t = 2,36 ; Sz = 0,22 ; Z = 10 ; B = 108. Thay các hệ số vào ta được : D B h j d Z 75 35 12 600 25 10 V = = 96m/phút. Tốc độ vòng trục chính : n = = = 191 vòng/phút So sánh với máy : 160 < n < 200 ® Chọn n = 160 vòng/ phút. Lượng chạy dao máy : S = Sz.n.z = 0,22.10.160 = 352 mm/phút. So sánh với máy : 315 < S < 400® chọn S = 315 mm/phút. Thời gian máy : T0 = = 0,77 phút. bước 2: Phay tinh Chiều sâu cắt : t = 0,14 mm . Chiều rộng phay : B = 108 mm . Lượng chạy dao : Sv = 1,1 ¸ 2,1 mm / vòng , chọn Sv = 1,5 mm/ vòng ® Sz = 0,15 . Tuổi thọ trung bình của dao : T = 240 phút . Tốc độ cắt : V = Trong đó :Cv = 825 ; qv = 0,22 ; Xv = 0,17 ; Yv = 0,1 ; Uv = 0,22 ; m = 0,33 ; Pv = 0 ; Kv = 0,664 . thay số ta được : V = = 166 m / phút . Tốc độ vòng trục chính : n = = = 330 . so sánh với máy : 315 < n < 400 ® Chọn n = 315 vòng / phút . Lượng chạy dao của máy : S = Sv.n = 1,5.315 = 472,5 mm / phút . So sánh với máy : 400 < S < 500 ® Chọn S 400 mm /phút . - Thời gian máy : To = 0,54 phút . Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công V. Bước n v s t Phay thô 160 96 350 1,5 Phay tinh 315 166 400 0.5 NGUYÊN CÔNG VI: khoan, tarô ren m8 mặt đầu 55 Định vị & kẹp chặt: Định vị: Mặt A của chi tiết được định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do. Dùng 1 chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 55 khống chế 2 bậc tự do. Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt bên khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại. Vị trí chính xác của các lỗ được xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn. Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt thông qua 2 đòn kẹp. Chọn máy. Nguyên công được thực hiện trên máy khoan đứng 2H125. Chọn dao. Dùng mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thông thường. Dùng mũi taro hợp kim cứng BK6. Tra chế độ cắt. Các bước cần thực hiện trong nguyên công: Bước 1: Khoan lỗ 7 Bước 2: Tarô ren M8 Bước 1: Khoan lỗ 7 Chiều sâu cắt t khi khoan: t ===3.5 Theo bảng 5.94 (2) ta có: Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng. Thì =82 m/ph Vậy ===1865 vg/ph. Tra theo máy thì =1440 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===63,3 m/ph. Bước 2: Tarô ren M8 Dùng đồ gá khoan để taro luôn. Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2)). Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 => s=0,28 mm/vòng =11 m/ph. Vậy ===218,9 vg/ph. Tra theo máy thì =180 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===9,04 m/ph. Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công 5: Taro 2H125 BK6 9.04 180 0,28 0,5 Khoan 2H125 BK8 63,3 1440 0,28 7 Bước CN Máy Dao V(m/ph) n(vg/ph) S(mm/vg) t(mm) NGUYÊN CÔNG VII: khoan, tarô ren M8 mặt đầu 45 Định vị & kẹp chặt: Định vị: Mặt A của chi tiết được định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do. Dùng 1 chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 45 khống chế 2 bậc tự do. Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt bên khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại. Vị trí chính xác của các lỗ được xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn. Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt thông qua 2 đòn kẹp. Chọn máy. Nguyên công được thực hiện trên máy khoan đứng 2H125. Chọn dao. Dùng mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thông thường. Dùng mũi taro hợp kim cứng BK6. Tra chế độ cắt. Các bước cần thực hiện trong nguyên công: Bước 1: Khoan lỗ 7 Bước 2: Tarô ren M8 Bước 1: Khoan lỗ 7 Chiều sâu cắt t khi khoan: t == = 3.5 Theo bảng 5.94(2) ta có: Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng. Thì =82 m/ph Vậy ===1865 vg/ph. Tra theo máy thì =1440 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===63,3 m/ph. Bước 2: Tarô ren M8 Dùng đồ gá khoan để taro luôn. Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2)). Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 => s=0,28 mm/vòng =11 m/ph. Vậy ===218,9 vg/ph. Tra theo máy thì =180 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===9,04 m/ph. Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công VI: Taro 2H125 BK6 9.04 180 0,28 0,5 Khoan 2H125 BK8 63,3 1440 0,28 7 Bước Máy Dao V(m/ph) n(vg/ph) S(mm/vg) t(mm) NGUYÊN CÔNG VIII: khoan, tarô ren 8 lỗ m8 và khoan 2 lỗ côn. Định vị & kẹp chặt: Định vị: Mặt bên của chi tiết được định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do. Dùng 1 chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 45 khống chế 2 bậc tự do. Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt lỗ 55 khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại. Vị trí chính xác của các lỗ được xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn. Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt thông qua 2 đòn kẹp. Chọn máy. Nguyên công được thực hiện trên máy khoan đứng 2H125. Chọn dao. Dùng mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thông thường. Dùng mũi taro hợp kim cứng BK6. Tra chế độ cắt. Các bước cần thực hiện trong nguyên công: Bước 1: Khoan lỗ 7 Bước 2: Tarô ren M8 Bước 3: khoan lỗ côn 6 Bước 1: Khoan lỗ 7 Chiều sâu cắt t khi khoan: t = = 3.5 Theo bảng 5.94(2) ta có: Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng. Thì =82 m/ph Vậy ===1865 vg/ph. Tra theo máy thì =1440 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===63,3 m/ph. Bước 2: Tarô ren M8 Dùng đồ gá khoan để taro luôn. Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2)). Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 => s=0,28 mm/vòng =11 m/ph. Vậy ===218,9 vg/ph. Tra theo máy thì =180 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===9,04 m/ph. Bước 3: Khoan lỗ 6 Chiều sâu cắt t khi khoan: t == 3. Theo bảng 5.94(2) ta có: Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . Theo bảng 5.95(2) ta có: Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng. Thì =82 m/ph Vậy ===1865 vg/ph. Tra theo máy thì =1440 vg/ph. Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là: ===63,3 m/ph. Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công VI: Khoan 2H125 BK8 31.4 1000 0,28 3 Taro 2H125 BK6 9.04 180 0,28 0,5 Khoan 2H125 BK8 63,3 1440 0,28 7 Bước Máy Dao V(m/ph) n(vg/ph) S(mm/vg) t(mm) NGUYÊN CÔNG IX: Kiểm tra độ vuông góc giữa 2 đường tâm lỗ. a. Sơ đồ định vị: - Dùng chốt trụ ngắn định hai bậc tự do. - Dùng mặt bên của chốt trụ như phiến tì định vị 3 bậc tự do. Cách ghá đặt như hình vẽ bên. b. Dụng cụ kiểm tra. - Dùng trục ghá và bạc lót lắp vào lỗ 45. - Dùng trục ghá thứ hai lắp vào lỗ 55. - Đồng hồ so để đo giá trị sai lệch. c. Cách kiểm tra. Khi ta quay đồng hồ so quanh trục 1 giá trị lệch của lo so chính là độ không vuông góc giữa 2 đường tâm lỗ. Gọi Ω là giá trị không vuông góc giữa hai tâm lỗ trên chiều dài chuẩn a. Ω = l1 – l2 Với l1, l2 là giá trị ở hai điểm đo. IV.Tính toán thiết kế đồ gá. Thiết kế đồ gá cho nguyên công II: Khoét và doa lỗ ø55. Đồ gá thiết kế ra phải đảm bảo một số yêu cầu kĩ thuật như sau:đảm bảo việc gá đặt phải nhanh chóng, đơn giản, tốn ít công sức, sai số chế tạo đồ gá phải đảm bảo sao cho chi tiết gia công ra phải đảm bảo yêu dặt ra như vậy đồ gá thiết kế cũng phải đủ cứng vững và tránh làm xước bề mặt khi gia công. 1. Tính lực kẹp chặt W. 1.1. Tính lực cắt khi khoét, doa. Khi thiết kế đồ gá ta dùng lực cắt lớn nhầt để tính phần tính toán cho nguyên công thì ta đã có: Lực cắt P0 được tính như sau: P0 = Cp.PZy.SYp.kp. Với CP = 62; zp = 1; yp = 0,8; kp = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy: P0 = 62.20.0,10,8.1 = 194,56 KG. Xác định mômen xoắn Mm: Mm = Cm.D2.SYm.km. Cm= 23,6; ym=0,8; km= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng: Mm = 23,6.202.0,10,8.1 = 1496,3kG.mm 1.2. Tính lực kẹp W khi khoét. Khi tính lực kẹp chặt W, thì ta phải tính cho trường hợp lực cắt lớn hơn Theo sơ đồ trên, lực kẹp chặt tính toán phải thắng được ( giữ cố định được chi tiết) dưới tác dụng của lực cắt: Chống lật quanh điểm O, chống trượt do tác dụng của lực Px. Chống lật quanh điểm O: Mômen cân bằng đối với điểm O: W.(230 +10) = Pz .175 +Py.95 Thay số ta được: W =(849,5.175 + 352,4.95) /240 =760,8 N Lực kẹp chặt phải chống trượt: Lực kẹp phải tạo ra lực ma sát trên chi tiết gia công thắng được lực chạy dao khi gia công Pxy: P = W.(f +f) Với: f : hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết. f : hệ số ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ. Nên W = 420/(0,5 +0,1) = 700 (N) Nếu tính đến các hệ số an toàn K thì ta có: K = K. K. K. K. K. K. K Trong đó: K=1,5: hệ số an toàn chung cho tất cả các trường hợp. K=1,2: hệ số an toàn trong trường hợp gia công thô. K=1,0: hệ số tính đến mòn dao. K=1,2: hệ số tính đến gia công gián đoạn. K=1,3: hệ số tính đến khi kẹp bằng tay. K=1,0: hệ số tính đến thuận tiện khi kẹp. K=1,0: hệ số tính đến vị trí trên phiến tỳ vì đã xét trường hợp lật. Do vậy: K = 1,5.1,2.1,0.1,2.1,3.1.1 = 2,8. Lực kẹp cần thiết khi gia công: W=K.P = 2,8.760,8 = 2130 (N). Sử dụng cơ cấu đòn kẹp – bu lông kẹp ta có: Q = W. = 2130 . 1,8 = 3834 (N). Tính toán đường kính bu lông: d= C. = 1,4.(3834/80)0,5 =9,69 mm. Tra bảng 8.51(2): Lực kẹp Q đối với các loại đai ốc dùng cờ-lê vặn. Bulông M12, r=5,43 mm, chiều dài cờ-lê vặn L = 120 mm. Lực vặn của công nhân: P = 150 N = 7 kg. 2. Tính sai số chế tạo đồ gá. Để tính sai số đồ gá ta dựa vào sai số gá đặt: . Trong đó: : sai số đồ gá. : sai số gá đặt. : sai số chế tạo. : sai số kẹp chặt. : sai số chuẩn. : sai số đồ gá do mòn. : sai số điều chỉnh đồ gá. 2.1. Sai số chuẩn . Chi tiết gia công được định vị trên mặt phẳng và 2 lỗ . kích thước từ mặt đáy đến tâm lỗ có sai số chuẩn la 0 Ta có: bước tiện tinh 5 . 2.2. Sai số kẹp chặt . Tra bảng 23 TKĐA CNCTM là 10 2.3. Sai số do mòn . Sai số do mòn đồ gá được tính theo công thức gần đúng: =23 . Trong đó: hệ số . Số chi tiết gia công N = 6 000 chi tiết. 2.4. Sai số điều chỉnh . Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá, sai số này phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp. Ta thường lấy gần đúng: = 5 . 2.5. Sai số gá đặt . Sai số gá đặt cho phép thường lấy bằng 1/3 dung sai kích thước của bước công nghệ cần đạt: . Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá : . =20,7 Lấy gần đúng: =20 = 0,02 mm. VIII. Tính toán lượng dư gia công cho nguyên công III: Kích thước cần đạt là 20±0,05 với độ nhám Rz20, tra bảng 5 (TKĐACNCTM) tương ứng với cấp nhẵn bóng 5 Lượng dư nhỏ nhất : Zimin = RZi-1 + Ti-1 + Si-1 + ei Với phôi đúc trong khuôn vỏ mỏng, làm khuôn bằng máy, tra bảng 3-14 (STCNCTM) ta được cấp chính xác của phôi là cấp 14 Tra bảng 10 (TKĐACNCTM) ta có Rz = 250 mm, Ti = 350 mm Sai lệch không gian của vật đúc: + Sai lệch do độ cong vênh : rc = DK.L DK : độ cong vênh trên 1 mm chiều dài DK = 1 L : Kích thước lớn nhất của mặt phẳng gia công L = 24 mm rc = 1.24 = 24 + Sai lệch về độ không song song giữa mặt phảng chuẩn và mặt phẳng gia công : tra bảng 3 -11 (STCNCTM) với dung sai của vật đúc là 520 mm ta có sai lệch độ không song song là rs = dung sai phôi / 2 = 520/2 = 260 mm + Vì sai lệch độ không song song và độ cong vênh là cùng chiều nên tổng sai lệch của phôi là : r =rc + rs = 24 + 260 = 284 mm Zimin = 250 + 350 + 284 = 884 mm = 0,884 mm + Lượng dư nhỏ nhất sau khi phay tra bảng 12 (TKĐACNCTM) có Rz = 20, T = 30 + Sai lệch không gian còn lại sau khi phay là r = 0,06.rphôi = 0,06.264 =15,84 mm Kích thước khi phay 19,95 + 0,016 = 19,966 mm Kích thước của phôi 19,95 + 0,884 = 20,834 mm Dung sai của nguyên công tra bảng 3 -91 của phôi 520mm sau khi phay 210mm Kích thước giới hạn : Sau khi phay: Lmin =19,97 mm Lmax = 19,97 + 0,21+ 0,21 = 20,39 mm Kích thước của phôi L min= 20,83 mm Lmax = 20,83 + 0,21 + 0,52 = 21,56 mm Lượng dư giới hạn : Sau phay : Zimin = 20,83 –19,97 = 0,86 mm Zimax = 21,56 – 20,39 = 1,17 mm Lượng dư tổng cộng : Z0min = minphay = 0,86 Z0max = maxphay = 1,17 Kiểm tra kết quả tính toán: Zmax – Zmin =1,17 – 0,86 = 0,31 mm s3 - s2 = 520 – 210 =310 mm = 0,31 mm nên kết quả tính toán chính xác. Bảng tính lượng dư Bước công nghệ Các yếu tố (mm ) Lượng dư tính toán, mm Kích thước tính toán, mm Dung sai d (mm) Kích thước giới hạn, mm Lượng dư giới hạn, mm Rz Ta ra eb Min max Zmin Zmax Phôi 250 350 264 - - 20,83 520 20,83 21,56 - - Phay 20 30 16 - 884 19,97 210 19,97 20,39 0,86 1,17 Tài liệu tham khảo: [1].Thiết kế Đồ án Công nghệ Chế tạo máy. GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. NXB . KHKT HN 2004. [2].Hướng dẫn Thiết kế Đồ án Công nghệ Chế tạo máy. GS.TS. NGUYỄN ĐẮC LỘC –LƯU VĂN NHANG NXB . KHKT HN 2004 [3].Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy ( tập 1 & 2 & 3). GS.TS. NGUYỄN ĐẮC LỘC. PGS.TS. LÊ VĂN TIẾN. PGS.TS. NINH ĐỨC TỐN. PGS.TS. TRẦN XUÂN VIỆT. NXB . KHKT HN 2003. [4].Atlas đồ gá. PGS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. NXB . KHKT HN 2002. [5].Đồ gá gia công cơ. PGS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. NXB . KHKT HN 2002. [6].Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và 2. Trịnh Chất. Lê Văn Uyển. [7].Cơ sở công nghệ chế tạo máy. TS. Nguyễn Trọng Bình. PGS.TS Nguyễn Thế Đạt NXB . KHKT HN 2005.