Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục truyền

PhÇn I Ph©n tÝch s¶n phÈm vµ chän ph«I 1.1. Ph©n tÝch kÕt cÊu vµ yªu cÇu kü thuËt cña chi tiÕt Chi tiÕt "Trôc" lµ chi tiÕt d¹ng trôc bËc, trôc ®Æc. Qu¸ tr×nh lµm viÖc chi tiÕt chÞu uèn, xo¾n, va ®Ëp, ma s¸t, mµi mßn...T¶i träng t¸c dông cã thÓ lµ t¶i träng tÜnh hoÆc t¶i träng ®éng. H×nh thøc gia t¶i cã thÓ lµ tõ tõ hoÆc t¨ng ®ét ngét. M«i tr­êng lµm viÖc nh­ lµ khÝ quyÓn, dÇu b«i tr¬n hoÆc c¸c m«i tr­êng kh¸c. Do ®ã chi tiÕt bÞ ph¸ huû cã thÓ do bÒn hoÆc do mái. Chi tiÕt cã kÝch th­íc khu«n khæ: ChiÒu dµi: 262mm. §­êng kÝnh ®o¹n lín nhÊt: f75 mm. Chi tiÕt thuéc lo¹i nhá, träng l­îng trung b×nh. C¸c ®o¹n trôc f55, f52 , f75, cã c¸c r·nh then, mÆt trô f52 dïng ®Ó l¾p ghÐp, mÆt nµy yªu cÇu ®é nh¸m t­¬ng ®èi cao Ra=0,63 (IT6, nh¸m cÊp 8). Ngoµi ra trªn trôc cÇn chó ý ®o¹n trôc f55, Ra=0,63 (IT6, nh¸m cÊp 8). Trªn trôc cã 4 r·nh tho¸t dao réng 3mm. Hai ®Çu cña trôc yªu cÇu cã ren M41. C¸c bÒ mÆt lµm viÖc chñ yÕu: f52, f55, f75, ren M41, vµ c¸c bÒ mÆt c¹nh c¸c r·nh then. Dung sai ®é th¼ng cña trôc 0,02mm, dung sai ®é ®ång t©m lµ 0,02mm víi ®­êng kÝnh lín nhÊt f75, CÊp chÝnh x¸c IT7. VËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp 40Cr. 1.2. Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña s¶n phÈm. Trang thiÕt bÞ s¶n xuÊt tuú chän. Chi tiÕt chiÒu dµi lín nhÊt lµ 262 mm lín h¬n 3,5 lÇn ®­êng kÝnh lín nhÊt, nh­ vËy ®©y lµ trôc dµi cã ®é cøng v÷ng t­¬ng ®èi cao, chi tiÕt cã yªu cÇu ®é ®ång t©m cao (0,02 mm), nªn ®Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c vµ gi¶m thêi gian g¸ ®Æt, ta sö dông chuÈn tinh thèng nhÊt lµ 2 lç t©m gia c«ng trªn 2 ®Çu trôc. C¸c ®o¹n trôc f52, f55 yªu cÇu ®é nh¸m cÊp 8 (Ra=0,63), khi gia c«ng ph¶i dïng c¸c nguyªn c«ng mµi. C¸c r·nh tho¸t dao cã ®é s©u 1,5 mm, réng 3 mm ®Ó ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh gia c«ng, c¸c mÆt ®Çu cã v¸t 2x45 0, c¸c kÝch th­íc cña r·nh then lµ b = 8 mm, s©u 4 mm Chi tiÕt yªu cÇu ®é cøng HRC48…52, do ®ã cÇn ph¶i nhiÖt luyÖn. Sau khi gia c«ng xong trôc cÇn vª trßn c¹nh s¾c. 1.3. Ph©n tÝch vËt liÖu vµ chän ph«i: 1.3.1. Ph©n tÝch vËt liÖu: Do ®Æc ®iÓm lµm viÖc cña chi tiÕt trong ®iÒu kiÖn chÞu t¶i träng va ®Ëp trung b×nh nªn chi tiÕt ph¶i ®¶m b¶o ®é bÒn vµ ®é dai. Do ®ã cã thÓ sö dông lo¹i thÐp ho¸ tèt (thuéc thÐp kÕt cÊu/thÐp hîp kim ). §Ó lùa chän vËt liÖu ta xem xÐt ®Æc ®iÓm mét vµi nhãm thÐp ho¸ tèt cã thÓ dïng lµm vËt liÖu chÕ t¹o chi tiÕt: *Nhãm thÐp c¸c bon (thuéc thÐp ho¸ tèt): RÎ. TÝnh c«ng nghÖ tèt. §é thÊm t«i thÊp do ®ã ®é cøng kh«ng ®ång ®Òu. C¬ tÝnh kh«ng cao. øng dông chÕ t¹o chi tiÕt chÞu t¶i träng kh«ng lín: trôc truyÒn, trôc khuûu ®éng c¬. §iÓn h×nh : C45. *Nhãm thÐp hîp kim Cr«m: C¬ tÝnh tæng hîp cao. TÝnh chèng ram tèt do ®ã gi¶m øng suÊt d­ bªn trong. §é bÒn, gi¸ thµnh, ®é thÊm t«i cao h¬n mét chót so vèi nhãm thÐp c¸c bon TÝnh c«ng nghÖ kÐm h¬n nhãm thÐp c¸c bon. øng dông chÕ t¹o chi tiÕt cã tèc ®é, ¸p suÊt riªng vµ chÞu t¶i träng trung b×nh: trôc, b¸nh r¨ng, hép gi¶m tèc ... §iÓn h×nh : 40Cr (tèt nhÊt trong nhãm nµy). *Nhãm thÐp hîp kim Cr«m – M¨ng gan vµ Cr«m – M¨ng gan – Silic: T­¬ng ®èi rÎ (®¾t h¬n nhãm thÐp Cr«m mét chót). C¬ tÝnh kh¸ cao. TÝnh c«ng nghÖ tèt. øng dông chÕ t¹o chi tiÕt chÞu t¶i träng t­¬ng ®èi cao: c¸c trôc, c¸c kÕt cÊu chÞu lùc ... §iÓn h×nh : 30CrMnSi. Thµnh phÇn ho¸ häc cña mét sè lo¹i thÐp trªn nh­ sau: M¸c thÐp C (%) Si (%) Mn (%) Cr (%) Ni (%) S(%) 40 Cr 0.37 - 0.44 0.17 – 0.37 0.50 - 0.80 0.80 -1.10 £ 0.25 £ 0.004 C 45 0.42 - 0.49 0.17 - 0.37 0.50 - 0.80 £ 0.25 £ 0.25 £ 0.004 30CrMnSi 0.28 - 0.35 0.90 – 1.20 0.80 - 1.10 0.80 - 1.10 £ 0.25 £ 0.035 *KÕt luËn: Víi trôc lín, yªu cÇu t¶i träng lµm viÖc lín nªn chän thÐp 40Cr ®Ó ®¶m b¶o ®­îc c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh, kh¶ n¨ng c«ng nghÖ tèt, gi¸ thµnh. 1.3.2. Chän ph«i: §Ó chÕ t¹o chi tiÕt “Trôc” cã d¹ng trôc bËc b»ng thÐp 40Cr cã thÓ sö dông c¸c lo¹i ph«i chñ yÕu sau: ph«i rÌn tù do, ph«i dËp, ph«i c¸n, ph«i ®óc. Sau ®©y ta xem xÐt ®Æc ®iÓm tõng lo¹i ph«i. a/ Ph«i dËp: * ¦u ®iÓm: n¨ng suÊt cao, s¶n phÈm cã chÊt l­îng bÒ mÆt, c¬ tÝnh cao, ph«i cã h×nh d¹ng gÇn gièng chi tiÕt - l­îng d­ gia c«ng Ýt, hÖ sè sö dông kim lo¹i cao, thao t¸c ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn trong qu¸ tr×nh c¬ khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸. * Nh­îc ®iÓm: chi phÝ ®Çu t­ khu«n vµ m¸y lín. b/ Ph«i rÌn tù do: * ¦u ®iÓm: ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n, s¶n phÈm cã c¬ tÝnh tèt (h¬n ®óc), hÖ sè sö dông kim lo¹i trung b×nh, ­u ®iÓm chÝnh trong s¶n xuÊt nhá lµ gi¸ thµnh h¹ do kh«ng ph¶i chÕ t¹o khu«n dËp. * Nh­îc ®iÓm: lao ®éng nÆng nhäc, chÊt l­îng s¶n phÈm phô thuéc nhiÒu vµo thÓ lùc vµ tr×nh ®é c«ng nh©n, ®é chÝnh x¸c kÝch th­íc vµ chÊt l­îng bÒ mÆt thÊp, n¨ng suÊt thÊp. c/ Ph«i thÐp c¸n nãng: * ¦u ®iÓm: kh«ng cÇn ph¶i chi phÝ gia c«ng chÕ t¹o ph«i, phï hîp chi tiÕt d¹ng trôc bËc cã c¸c bËc chÝnh chªnh nhau kh«ng lín l¾m, ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c kÝch th­íc vµ ®é ®ång ®Òu vÒ tæ chøc, c¬ tÝnh tèt, ®¶m b¶o n¨ng suÊt, ph«i c¸n kh«ng ®ßi hái nhiÒu thiÕt bÞ vµ c«ng nghÖ. * Nh­îc ®iÓm: hÖ sè sö dông kim lo¹i thÊp. d/ Ph«i ®óc: * ¦u ®iÓm: t¹o ra ph«i cã h×nh d¸ng gièng chi tiÕt träng, l­îng ph«i vµ l­îng d­ gia c«ng nhá, cã thÓ ®óc ®­îc c¸c chi tiÕt t­¬ng ®èi phøc t¹p. * Nh­îc ®iÓm: thµnh phÇn kim lo¹i ®óc khã ®ång ®Òu víi thÐp kÕt tinh kh«ng ®Òu, tinh thÓ phÝa trong th« h¬n tinh thÓ phÝa ngoµi nªn ¶nh h­ëng tíi søc bÒn, hao phÝ kim lo¹i ë bé phËn dÉn, ®Ëu ngãt. ViÖc chän ph«i lµ nh»m môc ®Ých: ®¹t chÊt l­îng tèt vµ gi¸ thµnh rÎ nhÊt. NhËn xÐt: - Chi tiÕt cã nhiÒu bËc chªnh nhau nhá, dµi nªn cÇn ®¶m b¶o c¬ tÝnh cho qu¸ tr×nh gia c«ng, c¬ tÝnh cña s¶n phÈm ®óc kh«ng cao, trôc cã kÝch th­íc lín nªn hao phÝ t­¬ng ®èi vËt liÖu, do ®ã kh«ng nªn sö dông ph«i ®óc. - D¹ng s¶n xuÊt cña chi tiÕt lµ lo¹t võa nªn kh«ng sö dông ph«i rÌn tù do. - Do c¸c bËc chÝnh cña trôc chªnh nhau Ýt, vËt liÖu lµ thÐp 40Cr, sè l­îng chi tiÕt cÇn chÕ t¹o kh«ng lín l¾m, nÕu chÕ t¹o ph«i b»ng khu«n dËp th× hÖ sè sö dông vËt liÖu còng kh«ng cao l¾m (do c¸c bËc chªnh nhau nhá) h¬n n÷a chi phÝ chÕ t¹o khu«n dËp vµ yªu cÇu vÒ m¸y, c¸c nguyªn c«ng ®i kÌm lín nªn trong tr­êng hîp nµy chÕ t¹o ph«i b»ng khu«n dËp kh«ng kinh tÕ. H­íng phï hîp h¬n lµ chän: Ph«i c¸n nãng. ChÕ t¹o ph«i theo c¸ch nµy sÏ kh¾c phôc c¬ b¶n nh÷ng bÊt lîi khi chÕ t¹o b»ng khu«n dËp. Tuy nhiªn hÖ sè sö dông vËt liÖu trong tr­êng hîp nµy sÏ thÊp h¬n mét chót, nh­ng nã sÏ ®­îc bï l¹i ë chç chi phÝ cho s¶n xuÊt nhá vµ n¨ng suÊt t­¬ng ®èi cao. VËy ta chän ph­¬ng ¸n ph«i ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp thanh c¸n nãng. Ch­¬ng II ThiÕt kÕ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ 2.1. X¸c ®Þnh ®­êng lèi c«ng nghÖ : Ta biÕt r»ng sè l­îng c¸c nguyªn c«ng phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ c¸c nguyªn c«ng. Trong thùc tÕ cã 2 ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ c¸c nguyªn c«ng phô thuéc vµo tr×nh ®é ph¸t triÓn s¶n xuÊt cña ngµnh chÕ t¹o m¸y, ®ã lµ ph­¬ng ph¸p tËp trung nguyªn c«ng vµ ph©n t¸n nguyªn c«ng. Trong ®å ¸n ta sö dông ph­¬ng ph¸p tËp trung nguyªn c«ng kÕt hîp ph­¬ng ph¸p ph©n t¸n nguyªn c«ng (bè trÝ nhiÒu b­íc c«ng nghÖ trong mét nguyªn c«ng kÕt hîp bè trÝ Ýt b­íc c«ng nghÖ trong mét nguyªn c«ng). Bëi v× ¸p dông ph­¬ng ph¸p nµy t¹o ®iÒu kiÖn t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng, rót ng¾n chu kú s¶n xuÊt, gi¶m chi phÝ ®iÒu hµnh vµ lËp kÕ ho¹ch s¶n xuÊt còng nh­ phï hîp víi ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt thùc tÕ ë n­íc ta. Tuy nhiªn ¸p dông ph­¬ng ph¸p nµy cÇn chó ý tÝnh to¸n ph©n chia sè m¸y, sè ng­êi, còng nh­ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y vµ tay nghÒ cña c«ng nh©n mét c¸ch hîp lý. 2.2. ThiÕt kÕ tiÕn tr×nh c«ng nghÖ: ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ lµ ph¶i lËp thø tù c¸c nguyªn c«ng sao cho chu kú gia c«ng hoµn chØnh mét chi tiÕt lµ ng¾n nhÊt, gãp phÇn h¹n chÕ chi phÝ gia c«ng, ®¶m b¶o hiÖu qu¶ nhÊt. Trong ®ã mçi nguyªn c«ng ®­îc th­c hiÖn theo mét nguyªn lý øng víi mét ph­¬ng ph¸p gia c«ng thÝch hîp víi kÕt cÊu cña chi tiÕt. Khi x¸c ®Þnh c¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng cho c¸c bÒ mÆt c¨n cø vµo c¸c ®Æc ®iÓm sau: - Kh¶ n¨ng t¹o h×nh cña c¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng. - VÞ trÝ c¸c bÒ mÆt trªn chi tiÕt gia c«ng, tr¸nh va ®Ëp khi c¾t. - KÝch th­íc bÒ mÆt gia c«ng, kÝch th­íc tæng thÓ cña chi tiÕt gia c«ng vµ ph¹m vi g¸ ®Æt ph«i trªn m¸y thùc hiÖn ph­¬ng ph¸p gia c«ng. - §é phøc t¹p cña kÕt cÊu vµ yªu cÇu kÜ thuËt. - §é chÝnh x¸c cã thÓ ®¹t ®­îc cña ph­¬ng ph¸p gia c«ng. - §iÒu kiÖn s¶n xuÊt thùc tÕ ë ®¬n vÞ. Ph­¬ng ph¸p gia c«ng c¸c bÒ mÆt nh­ sau : * Gia c«ng c¸c bÒ mÆt trô f52, f55: Yªu cÇu kü thuËt: Ra=0,63; IT8. Do c¸c bÒ mÆt nµy yªu cÇu ®é chÝnh x¸c vµ ®é nh¸m cao, nªn ph¶i tr¶i qua c¸c b­íc gia c«ng: TiÖn th«-> TiÖn tinh-> NhiÖt luyÖn-> Mµi th«-> Mµi tinh. * Gia c«ng bÒ mÆt trô f75: Yªu cÇu kü thuËt: §é nh¸m kh«ng cao l¾m; IT8 C¸c bÒ mÆt nµy cÇn qua c¸c b­íc gia c«ng: TiÖn th«-> TiÖn tinh-> NhiÖt luyÖn. * Gia c«ng c¸c r·nh: C¸c r·nh ®­îc gia c«ng b»ng c¸c dao tiÖn ®Þnh h×nh. * Gia c«ng ren M41: C¸c b­íc gia c«ng: TiÖn th«->TiÖn tinh-> TiÖn ren->NhiÖt luyÖn. Thø tù c¸c nguyªn c«ng: Nguyªn c«ng 1: Phay mÆt ®Çu, khoan lç t©m Nguyªn c«ng 2: TiÖn th« c¸c mÆt trô f75, f55, f52, f41. Nguyªn c«ng 3: TiÖn c¸c r·nh Nguyªn c«ng 4: TiÖn tinh c¸c mÆt trô f75, f55, f52, v¸t mÐp vµ tiÖn ren M41. Nguyªn c«ng 5: Phay c¸c r·nh then. Nguyªn c«ng 6: NhiÖt luyÖn. Nguyªn c«ng 7: KiÓm tra, n¾n th¼ng, söa lç t©m. Nguyªn c«ng 8: Mµi th« c¸c mÆt trô f75, f55, f52. Nguyªn c«ng 9: Mµi tinh c¸c mÆt trô f55, f52. 2.3. ThiÕt kÕ c¸c nguyªn c«ng: 2.3.1. Nguyªn c«ng 1: Kho¶ mÆt ®Çu, khoan lç t©m - Chän chuÈn th«: BÒ mÆt trô - G¸: Hai khèi V ng¾n - Chän m¸y: Tra B¶ng 25-[11], ta chän m¸y phay vµ khoan t©m b¸n tù ®éng kÝ hiÖu MP-76M cã c¸c th«ng sè chÝnh sau: + §­êng kÝnh chi tiÕt gia c«ng: 25¸80 mm. + ChiÒu dµi chi tiÕt gia c«ng: 500¸1000 mm. + Giíi h¹n vßng quay cña dao: 1255 vg/ph. + C«ng suÊt cña ®éng c¬ phay - khoan: 5,5 kW. - Chän dông cô: + Dao phay:Theo b¶ng 4-92-STCTM-T1, trang 373, chän dao phay mÆt ®Çu b»ng thÐp giã cã c¸c th«ng sè: D=80 mm, d=32 mm, L=45 mm, z=10 r¨ng. + Dông cô khoan lç t©m: Tra b¶ng IX-52, trang 234 chän mòi khoan t©m kiÓu I cã c¸c th«ng sè c¬ b¶n sau: Do=3,35 mm, L=60 mm, d=1,6 mm, l=3 mm. - Tr×nh tù c¸c b­íc trong nguyªn c«ng: + Phay mÆt ®Çu + Khoan lç t©m 2.3.2. Nguyªn c«ng 2: TiÖn th« c¸c mÆt trô f75, f55, f52, f41. - Chän chuÈn: MÆt c«n hai lç t©m - §Þnh vÞ: §Þnh vÞ bëi 2 mÆt c«n cña 2 lç t©m ®Þnh vÞ 5 bËc tù do. - Chän m¸y: M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng 16K20 (B¶ng P6.1-HDTKCTM, trang 158). + C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh: 10KW. +S¬ cÊp tèc ®é cña trôc chÝnh: 22. +Gií h¹n vßng quay cña trôc chÝnh: 12,5¸1600 vg/ph. - Chän dông cô: + Dao tiÖn gia c«ng c¸c mÆt trô: Chän dao tiÖn ph¶i ®Çu cong (B¶ng 4.4-STCTM-T1, trang 295). VËt liÖu phÇn c¾t T15K10, vËt liÖu phÇn th©n dao C45. KÝch th­íc dao: H * B =40*25. Th«ng sè h×nh häc phÇn c¾t: j*j1*L*n*l*r =450*450*200*12*25*2. Tuæi bÒn cña dao: T = 60 ph. - Sè l­îng vµ tr×nh tù c¸c b­íc trong nguyªn c«ng: (G¸ 2 lÇn). LÇn g¸ 1: + TiÖn th« mÆt trô f75 . + TiÖn th« mÆt trô f52. + TiÖn th« mÆt trô f41. Sè lÇn g¸: 2. + TiÖn th« mÆt trô f55 . + TiÖn th« mÆt trô f41. 2.3.3. Nguyªn c«ng 3: TiÖn c¸c r·nh. - Chän chuÈn: MÆt c«n hai lç t©m. - §Þnh vÞ: §Þnh vÞ bëi 2 mÆt c«n cña 2 lç t©m ®Þnh vÞ 5 bËc tù do. - Chän m¸y: M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng 16K20 (B¶ng P6.1-HDTK, trang 158). C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh 10 KW. - Chän dông cô: Dao tiÖn r·nh réng 3 mm: Chän dao tiÖn c¾t ®øt (B¶ng 4.10-STCTM-T1, trang 299) . VËt liÖu phÇn c¾t P18, vËt liÖu phÇn th©n dao C45. KÝch th­íc dao : H * B = 32*20 . Th«ng sè h×nh häc phÇn c¾t: j*j1*L*l*a*r = 900*00*170*60*6*0.2 Tuæi bÒn cña dao: T = 60 ph. Tuæi bÒn cña dao: T = 60 ph. 2.3.4. Nguyªn c«ng 4: TiÖn tinh c¸c bÒ mÆt trô, tiÖn ren, v¸t mÐp. - Chän chuÈn: MÆt c«n hai lç t©m - §Þnh vÞ: §Þnh vÞ bëi 2 mÆt c«n cña 2 lç t©m ®Þnh vÞ 5 bËc tù do. - Chän m¸y: M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng T616 (B¶ng 9.3-STCTM-T3. trang 16). C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh 4 KW. - Chän dông cô: + Dao tiÖn mÆt ngoµi. Chän dao tiÖn ph¶i ®Çu cong (B¶ng 4.4-STCTM-T1, trang 295). VËt liÖu phÇn c¾t T15K10, vËt liÖu phÇn th©n dao C45. KÝch th­íc dao: H * B = 25 *16. Th«ng sè h×nh häc phÇn c¾t : j*j1*L*n*l*r =450*450 *140*8*16 *1. + Dao tiÖn v¸t mÐp: Chän dao tiÖn ph¶i ®Çu th¼ng (B¶ng 4.5-STCTM-T1, trang 296). VËt liÖu phÇn c¾t T15K10, vËt liÖu phÇn th©n dao C45. KÝch th­íc dao : H * B = 25 *16. Th«ng sè h×nh häc phÇn c¾t: j*j1*L*n*l*r = 450*100*140*8*50*1. + Dao tiÖn ren Chän dao tiÖn ren cã g¾n m¶nh hîp kim cøng (B¶ng 4.12-TCTM-T1, trang 301). VËt liÖu phÇn c¾t T15K10 , vËt liÖu phÇn th©n dao C45 . KÝch th­íc dao : H * B = 25 *16. Th«ng sè h×nh häc phÇn c¾t cña dao: h*b*L*n*l = 25*15140*4*8. B­íc ren: 1,25¸5. - Sè l­îng vµ tr×nh tù c¸c b­íc gia c«ng: LÇn g¸ 1: + TiÖn tinh c¸c ®o¹n trôc f41, f52, f75. + V¸t mÐp ngâng trôc f41. + V¸t mÐp c¸c r·nh tho¸t dao. + TiÖn ren M41. LÇn g¸ 2: + TiÖn tinh c¸c ®o¹n trôc f41, f55. + V¸t mÐp ngâng trôc f41. + V¸t mÐp c¸c r·nh tho¸t dao. + TiÖn ren M41. 2.3.5. Nguyªn c«ng 5: Phay r·nh then. - G¸: §å g¸ chuyªn dïng ®Ó phay r·nh then trªn trôc. - §Þnh vÞ: Chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ b»ng hai khèi ch÷ V ng¾n – H¹n chÕ 4 bËc tù do. Dïng mÆt bªn cña khèi ch÷ V t× vµo mÆt bªn cña mét bËc trôc ®Ó h¹n chÕ bËc tõ do däc trôc. - M¸y: Theo b¶ng 9-38-STCTM-T3,trang 73 ta chän m¸y ®Ó phay r·nh then lµ m¸y 6H12 víi c¸c th«ng sè sau: + Sè cÊp tèc ®é chÝnh: 18. + Ph¹m vi tèc®é ytôc chÝnh: 30¸1500 vg/ph. + C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh: 7 KW. + C«ng suÊt ®éng c¬ ch¹y dao: 1,7KW. + KÝch th­íc lµm viÖc cña bµn m¸y: 320´1250 mm. + Sè cÊp b­íc tiÕn cña bµn m¸y: 18. + HiÖu suÊt: 0,75 - Dao phay: Theo B¶ng 4-73-STCTM-T1, trang 362 chän dao phay chu«i trô cã th«ng sè sau: §Ó phay c¸c r·nh then cã b=8mm (trªn mÆt trô f52): D=8mm, L=55mm, l=11mm. 2.3.6. Nguyªn c«ng 6: NhiÖt luyÖn. 2.3.7. Nguyªn c«ng 7: KiÓm tra, n¾n th¼ng, söa lç t©m. 2.3.8. Nguyªn c«ng 8: Mµi th« mÆt trô f75, f55, f52. - §å g¸: Chèng t©m hai ®Çu . - M¸y: M¸y mµi trßn 3B110 (B¶ng P6.5-HDTKCTM-trang 165). Th«ng sè c«ng nghÖ cña m¸y + KÝch th­íc lín nhÊt cña ®¸ mµi: 250x20x76 mm. + Tèc ®é quay cña trôc chÝnh cña ô mµi: 2450 vg/ph. + Tèc ®é quay trôc chÝnh cña ph«i: 150 vg/ph. + KÝch th­íc bao cña bµn m¸y: 1600x1670 mm. + C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh: 1.5 KW. - Dông cô: Dông cô ®o : Pan me, ®ång hå so ... Dông cô c¾t : - §¸ mµi : Chän ®¸ mµi ΠΠ (B¶ng 4.169-STCTM-T1,trang 457). VËt liÖu mµi: C« ranh ®«ng ®iÖn tr¾ng Ct (Oxit nh«m tr¾ng). §é h¹t: Chän nhãm h¹t mµi, ®é h¹t 50-M28 (B¶ng 4.170-STCTM-T1, trang 459). ChÊt kÕt dÝnh: Kªramit (ChÊt kÕt dÝnh v« c¬- gèm). §é cøng ®¸ mµi: MÒm trung b×nh M2- CM2 (MV), cÊp ®é MV1. Tæ chøc cña ®¸ mµi: Sè hiÖu cÊu tróc (5), tû lÖ thÓ tÝch vËt liÖu mµi : (50%-60%). CÊp ®é chÝnh x¸c cña ®¸ mµi : CÊp Ђ ( Mµi ®­îc c¸c cÊp). H×nh d¹ng ®¸ mµi : D* H *d =80*40*32. - Sè l­îng vµ tr×nh tù c¸c b­íc c«ng nghÖ: G¸ 2 lÇn. LÇn 1: + Mµi mÆt trô f52. + Mµi mÆt trô f75. LÇn 2: + Mµi mÆt trô f55. 2.3.9. Nguyªn c«ng 9: Mµi tinh mÆt trô f55, f52. - §å g¸: Chèng t©m hai ®Çu . - M¸y: 3B110 (c¸c th«ng sè nh­ ë trªn). - §¸ mµi: Theo B¶ng 4-169, 4-170-STCTM-T1,trang 157, 159 ta chän ®¸ mµi kiÓu pr«phin chÊt kÕt dÝnh kªramit víi: + D=80 mm, d=40 mm, H=50 mm. + VËt liÖu mµi 4A. + §é h¹t 50-M28. - Tr×nh tù c¸c b­íc c«ng nghÖ: + Mµi mÆt trô f55. + Mµi mÆt trô f52. 2.4.Tra l­îng d­ cho c¸c nguyªn c«ng C¨n cø vµo ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i tra l­îng d­ theo sæ tay CNCTM cho c¸c nguyªn c«ng nh­ sau: Nguyªn c«ng B­íc Néi dung L­îng d­ (mm) Ghi chó I 1 Phay mÆt ®Çu 4 2 Khoan lç t©m II 1 TiÖn th« trôc f75 2a = 3,3 2 TiÖn th« trôc f55 2a = 3 3 TiÖn th« trôc f52 2a = 6 4 TiÖn th« trôc f41 2a = 9 III 1 TiÖn c¸c r·nh réng 3 mm 2a = 5 2 TiÖn r·nh réng 3 mm ë ®o¹n trôc f41 2a = 3 IV 1 TiÖn tinh mÆt trô f75 2a = 1,2 2 TiÖn tinh mÆt trô f55 2a = 1,2 3 TiÖn tinh mÆt trô f52 2a = 1,2 4 TiÖn v¸t mÐp ngâng trôc f41 2x450 5 TiÖn v¸t c¸c r·nh 1,5x450 6 TiÖn ren M41 V 1 Phay r·nh then trªn mÆt f52 VIII 1 Mµi th« mÆt trô f75 2a = 0,5 2 Mµi th« mÆt trô f55 2a = 0,5 3 Mµi th« mÆt trô f52 2a = 0,5 IX 1 Mµi tinh mÆt trô f55 2a = 0,3 2 Mµi tinh mÆt trô f52 2a = 0,3 3.4.Tra chÕ ®é c¾t cho c¸c nguyªn c«ng: Qu¸ tr×nh tra chÕ ®é c¾t nh­ sau : - §Çu tiªn ta tiÕn hµnh chän chÕ ®ä c¾t phï hîp víi c¸c yªu cÇu vÒ ®é nh¸m bÒ mÆt, yªu cÇu vÒ n©ng cao n¨ng suÊt... - Tra l­îng ch¹y dao. - Tra tèc ®é c¾t: khi tra ®­îc tèc ®é c¾t ®· tÝnh ®Õn c¸c hÖ sè ®iÒu chØnh ta tÝnh ra sè vßng quay tÝnh to¸n, sau ®ã chän sè vßng quay theo m¸y. - Tõ c¸c th«ng sè trªn ta tra c«ng suÊt c¾t cÇn thiÕt cho chÕ ®é c¾t ®· cho. - So s¸nh c«ng suÊt c¾t cÇn thiÕt víi c«ng suÊt c¾t cña m¸y, nÕu thÊy nhá h¬n th× tho¶ m·n, nÕu kh«ng th× chän l¹i. - TÝnh thêi gian m¸y. Tõ b¶ng 5-125, b¶ng 5-126, b¶ng 5-129, STCTM -T2, b¶ng 5 -107,108,110, STCTM-T2. a.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng I: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(ph) 1 1 Phay mÆt ®Çu P18 2 0,06 318 4,6 0,3 2 Khoan lç t©m Mòi khoan lâm kiÓu 1 ---- 0,025 318 2,2 0,06 b.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng II: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(phót) 1 1 TiÖn th« q75 T15K10 1,75 0,6 630 1,8 0,70 2 TiÖn th« q52 T15K10 3,5 0,4 630 3,1 1,06 3 TiÖn th« q41 T15K10 4,5 0,4 630 3,4 1,06 2 1 TiÖn th« q55 T15K10 2,5 0,5 630 2,3 0,84 2 TiÖn th« q41 T15K10 4,5 0,4 630 3,4 1,06 c.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng III: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(phót) 1 1 TiÖn r·nh réng 3 mm T15K10 2,5 0,4 500 3,3 1,28 2 TiÖn r·nh 3 mm ë q41 T15K10 1,75 0,4 500 2,3 1,28 d.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng IV: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(phót) 1 1 TiÖn tinh q75 T15K10 0,6 0,25 1250 1,6 0,85 2 TiÖn tinh q52 T15K10 0,6 0,25 1250 1,6 0,85 3 TiÖn v¸t mÐp q41 T15K10 1,5 0.25 1250 1,6 0,85 4 TiÖn v¸t mÐp c¸c r·nh T15K10 1,5 0,25 1250 1,6 0,85 5 TiÖn ren M41 T15K10 0,4 800 1,6 0,83 2 1 TiÖn tinh q55 T15K10 0,6 0,25 1250 1,6 0,85 2 TiÖn v¸t mÐp q41 T15K10 1,5 0.25 1250 1,6 0,85 3 TiÖn v¸t mÐp c¸c r·nh T15K10 1,5 0.25 1250 1,6 0,85 4 TiÖn ren M41 T15K10 0,4 1250 1,6 0,83 ®.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng V: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(phót) 1 1 Phay r·nh then trªn q52 Dao phay ngãn P18 4 0,25 750 4,3 1,59 e.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng VIII: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(phót) 1 1 Mµi th« q75 §¸ mµi kiÓu PP 0,25 0,050 1112 4,0 0,047 2 Mµi th« q55 §¸ mµi kiÓu PP 0,25 0,050 1112 3,2 0,047 3 Mµi th« q52 §¸ mµi kiÓu PP 0,25 0,050 1112 3,2 0,047 f.Tra chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng IX: LÇn g¸ B­íc Thø tù gia c«ng Dông cô c¾t t(mm) s(mm/s) n(v/p) No(KW) To(phót) 1 1 Mµi tinh q55 §¸ mµi kiÓu PP 0,15 0,03 1112 3,2 0,047 2 Mµi tinh q52 §¸ mµi kiÓu PP 0,15 0,03 1112 3,2 0,047 PhÇn III TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ ®å g¸ Trong néi dung nµy chóng ta sÏ thiÕt kÕ ®å g¸ cho nguyªn c«ng phay r·nh then. Néi dung bao gåm:ThiÕt kÕ ®å g¸, nguyªn lÝ lµm viÖc cña ®å g¸. §å g¸ phay ®îc dïng trªn m¸y phay ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ t¬ng ®èi gi÷a ph«i vµ dao phay, ®ång thêi ®Ó kÑp chÆt chi tiÕt ®Ó phay r·nh then. 3.1.X¸c ®Þnh m¸y Trong ch¬ng III chóng ta ®· x¸c ®Þnh m¸y cho nguyªn c«ng phay r·nh then lµ m¸y phay 6H12 víi sè hiÖu chÝnh nh sau: - M¸y: Theo sæ tay CNCTM ta chän m¸y cho phay r·nh then lµ m¸y 6H12 víi c¸c th«ng sè sau: + Sè cÊp tèc ®é chÝnh: 18 + C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh: 7 KW + C«ng suÊt ®éng c¬ ch¹y dao:1,7 KW + KÝch thíc lµm viÖc cña bµn m¸y:320´1250 [mm] + Sè cÊp bíc tiÕn cña bµn m¸y: 18 + HiÖu suÊt: 0,75 3.2. Ph­¬ng ph¸p ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt §Þnh vÞ chi tiÕt lªn ®å g¸ nhê hai khèi ch÷ V ng¾n h¹n chÕ bèn bËc tù do. Khèi V ng¾n ë ®Çu trôc ch÷ V t× vµo gê trôc bËc ®Þnh vÞ thªm bËc tù do tÞnh tiÕn theo ph¬ng däc trôc. KÑp chÆt nhê má kÑp S¬ ®å kÕt cÊu cña ®å g¸ ®­îc tr×nh bµy ë b¶n vÏ ®å g¸. 3.3.TÝnh lùc kÑp cÇn thiÕt Trong s¬ ®å trªn ta chän L1=2.L2. Ta dÔ dµng thÊy r»ng: N1.L1 =W.(L1+L2) Suy ra: = Ta ph¶i tÝnh ph¶n lùc N1 t¹i bÒ mÆt ®Þnh vÞ cña khèi V. S¬ ®å ph¶n lùc t¹i gèi tùa ®­îc thÓ hiÖn nh­ sau: Ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc t¸c dông lªn chi tiÕt khi phay nh­ sau: 2N1=(2N’1+2N’2).cos 45o (1) S¬ ®å tÝnh lùc c¾t khi phay nh­ sau: Theo STCTM-T2, lùc c¾t tiÕp tuyÕn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Pz=.z.KMP Trong ®ã: Pz-Lùc c¾t tiÕp tuyÕn. Cp, x, y, u, q, w lµ c¸c hÖ sè. Tra B¶ng 5-41-[11]-T2, ta cã: Cp=12,5; x=0,85; y=0,75; u=1,0; q=0,73; w=-0,13 t - ChiÒu s©u c¾t, t =4 mm Sz - Lîng ch¹y dao r¨ng, Sz=0,022 mm. B - BÒ réng phay, B = 8 mm. D - §­êng kÝnh dao phay, D=8 mm. n - Sè vßng quay cña dao, n=750 [v/p]. z - Sè r¨ng dao phay, z=5 KMP - HÖ sè ®iÒu chØnh cho chÊt l­îng cña vËt liÖu gia c«ng, theo B¶ng 5-9-[11]-T2, ta cã: KMv=()0,3 Trong ®ã: =750 KG/cm2. VËy: PZ=.()0,3=539,22N C¸c thµnh phÇn lùc kh¸c ®­îc lÊy nh­ sau: - Lùc h­íng kÝnh PY= 0,4.PZ, PY=215,7 N - Lùc ch¹y dao PS = 0,4.PZ, PS=215,7 N - Lùc vu«ng gãc víi lùc ch¹y dao Pv= 0,9.Pz= 0,9.539,22=485,3 N §Ó chi tiÕt ®Þnh vÞ ch¾c ch¾n trong qu¸ tr×nh gia c«ng th× lùc ma s¸t t¹i c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc (gåm c¸c bÒ mÆt ch÷ V vµ t¹i vÞ trÝ kÑp chÆt) ph¶i lín h¬n lùc c¾t däc trôc t¹o ra khi phay. §Ó ®¬n gi¶n khi tÝnh lùc kÑp cho r»ng chØ cã lùc Ps t¸c dông lªn chi tiÕt. Trong trêng hîp nµy c¬ cÊu kÑp chÆt ph¶i t¹o ra lùc ma s¸t lín h¬n lùc Ps. Do ®ã, ta ph¶i cã: 2N1.f+2(N’1+N’2)f/K.Ps. Trong ®ã: f lµ hÖ sè ma s¸t, theo B¶ng 7.2-[6], ta cã f = 0,1 K - HÖ sè an toµn, K=Ko...K6. Ko - HÖ sè an toµn tÝnh cho tÊt c¶ c¸c tr­êng hîp, Ko=1,5 K1 - HÖ sè tÝnh ®Õn tr­êng hîp t¨ng lùc c¾t khi ®é bãng thay ®æi, gia c«ng th« lÊy K1=1,2 K2 - HÖ sè t¨ng lùc c¾t khi dao mßn, chän K2=1,4 K3 - HÖ sè t¨ng lùc c¾t khi gia c«ng gi¸n ®o¹n, K3=1,2 K4 - HÖ sè tÝnh ®Õn sai sè cña c¬ cÊu kÑp chÆt, kÑp chÆt b»ng tay lÊy K4=1,3 K5 - HÖ sè tÝnh ®Õn møc ®é thuËn lîi cña c¬ cÊu kÑp b»ng tay,®Ó thuËn lîi chän K5=1 K6 - HÖ sè tÝnh ®Õn m« men lµm quay chi tiÕt, ®Þnh vÞ trªn c¸c phiÕn tú chän K6=1,5 Tõ ®ã ta cã: K=1,5.1,2.1,4.1,2.1,3.1.1,5 =5,9 KÕt hîp víi N’1=N’2 vµ ph­¬ng tr×nh (1) ta ®­îc: N1/==2635,7 N VËy, ta cã : N1/2635,7 N Do ®ã, W=/1757,1 N 3.4-Chän c¸c phÇn tö cña c¬ cÊu kÑp chÆt 4.4.1. Chän bu l«ng kÑp Theo c«ng thøc x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh bul«ng kÑp d/C. [mm] Trong ®ã: + C - HÖ sè, C=1,4 ®èi víi ren hÖ mÐt c¬ b¶n. + - øng suÊt kÐo,= 9 KG/mm2 (bu l«ng b»ng thÐp 45). + W - Lùc kÑp cÇn thiÕt. Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta cã: d/ mm §Ó t¨ng ®é cøng v÷ng vµ phï hîp víi kÕt cÊu cña ®å g¸ ta chän d=8 mm. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, bul«ng kÑp trong ®å g¸ cã thÓ chÞu nÐn, uèn, xo¾n, kÐo tõ ®ã sinh ra c¸c d¹ng h­ háng th­êng gÆp nh­: cong, ®øt th©n bul«ng, ®øt c¸c ®­êng ren. §Ó ®¶m b¶o cho bul«ng kÑp ®ñ bÒn ph¶i tÝnh to¸n bÒn cho bul«ng dùa vµo c¸c thuyÕt bÒn cña SBVL. NghiÖm bÒn theo øng suÊt t­¬ng ®­¬ng: Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc bul«ng chÞu nÐn- xo¾n hoÆc kÐo- xo¾n, dùa vµo SBVL ta tÝnh øng suÊt t­¬ng ®­¬ng cña bul«ng theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: st® cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: st® = 1,3. s s - øng suÊt kÐo hoÆc nÐn khi bul«ng lµm viÖc, s = 4P/ p . d2 P - lùc kÐo- nÐn t¸c dông lªn bul«ng . D - ®­êng kÝnh ch©n ren cña bul«ng. [s ] - øng suÊt cho phÐp theo CTM: [s] = 754 80 Mpa §iÒu kiÖn bÒn cña bul«ng: d2³5,2.P/ (p.[s]) Cã: 5,2.P/(p. [s]) = 5,2.1757,1/(3,14.75) = 38,8 Þ d2 = 64 > 38,8 Bul«ng ®· chän ®¶m b¶o bÒn. 3.4.2. Chän ®ai èc Tõ ®­êng kÝnh bul«ng ë trªn, ta chän ®ai èc M6. Tra b¶ng 8.28/433 cho tay quay cè ®Þnh d H D ®1 L l l1 c M8 32 18 6 60 20 6 1,0 3.4.3. Chän tay ®ßn kÑp chÆt Theo kÝch th­íc cña chi tiÕt vµ ®å g¸ chän ta cã L1 = 2L2 = 80mm. Theo s¬ ®å lùc t¸c dông ë trªn, ta dùng ®­îc biÓu ®å m« men t¸c dông lªn thanh kÑp nh­ sau: Tõ biÓu ®å m«men trªn ta x¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña thanh nh­ sau: M«men chèng uèn Wu = b.h2 / 6. (víi thanh tiÕt diÖn ch÷ nhËt) §iÒu kiÖn ®¶m b¶o bÒn uèn su = N1 / Wu £ [s] Þ b.h2 ³ 6N1/[s] (N1=W=1757,1 N). Trong ®ã [s] = 0,8. sch / n. (n: hÖ sè an toµn, chän n = 4). Tra sch theo CTM ta cã sch = 550 Mpa (thÐp 40Cr). Khi ®ã [s] = 110 Mpa. Suy ra: b.h2 / 6.N1/ [s] = 6.1757,1/110 =95,84 mm3. Chän h = 7,5 mm, b = 10 mm. Thanh kÑp ®¶m b¶o bÒn uèn. 3.4.4. KiÓm bÒn cho chèt Khi tiÕn hµnh g¸ kÑp chi tiÕt gia c«ng, chèt f6 chÞu c¾t. Ta kiÓm nghiÖm bÒn cho chèt. Theo SBVL ta cã ®iÒu kiÖn bÒn c¾t cña chèt lµ: tc = N/ S £ [ tc] Trong ®ã : N - Lùc c¾t chèt [N], N = N1= W = 1757,1 N S - diÖn tÝch mÆt c¾t (mm2), S = 42.p [tc] - øng suÊt c¾t cho phÐp. [ tc] = 0,4 sch . Chän vËt liÖu lµm chèt lµ thÐp 45 th­êng ho¸ ®¹t HB 1704 217 cã sch = 340 MPa do ®ã [tc] = 0,4.340 = 136 MPa. Tõ ®ã, ta cã: tc = 1757,1/ (42.p) = 34 < 136 = [tc] . VËy chèt ®¶m b¶o bÒn. 3.5. TÝnh sai sè cho phÐp cña ®å g¸ Dùa theo ph­¬ng ph¸p tÝnh sai sè cho phÐp cña ®å g¸ trong sæ tay CNCTM ta cã: - Sai sè cho phÐp cña ®å g¸ . - Sai sè g¸ ®Æt, =.; - Dung sai cña nguyªn c«ng phay r·nh then.Theo trªn ta cã: =0,14 =0,14/3=0,0467 mm. - Sai sè chuÈn. Do trong kÕt cÊu nµy chuÈn ®Þnh vÞ trïng víi chuÈn kÝch th­íc nªn =0. - Sai sè kÑp chÆt do lùc kÑp g©y ra,=0 do lùc kÑp vu«ng gãc víi ®­êng trôc chi tiÕt. - Sai sè do ®å g¸ bÞ mßn g©y ra =., Trong ®ã,-HÖ sè phô thuéc kÕt cÊu ®Þnh vÞ. Khi chuÈn tinh lµ khèi V th×: ; ta chän . N - Sè chi tiÕt ®­îc gia c«ng trªn ®å g¸, ta chän N=1000 chi tiÕt. VËy, ta cã : =0,5.=15,8 . - Sai sè ®iÒu chØnh, =7. Cuèi cïng ta ®­îc: =. 3.6. Nguyªn lÝ lµm viÖc cña ®å g¸ §å g¸ rhùc hiÖn nguyªn c«ng phay r·nh then ®­îc thiÕt kÕ lµm viÖc theo nguyªn lÝ sau: + Më c¸c thanh kÑp vµ ®Æt chi tiÕt lªn hai khèi V. + KÑp chÆt b»ng c¸c ®ai èc víi lùc kÑp nh­ ®· tÝnh to¸n. + §­a kÕt cÊu lªn bµn m¸y khi chi tiÕt ®· ë vÞ trÝ cÇn gia c«ng cè ®Þnh b»ng c¸c bu l«ng. + Khi gia c«ng xong nguyªn c«ng cña mét chi tiÕt th¸o ®ai èc, më thanh kÑp vµ tiÕp tôc ®­a chi tiÕt kÕ tiÕp vµo gia c«ng.