Thiết kế và chế tạo nắp bơm

Mục lục Tiêu đề Trang Lời nói đầu: 2 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 3 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 3 3. Xác định dạng sản xuất 4 4. Chọn phương pháp chế tạo phôi 4 5. Lập thứ tự các nguyên công 5 6. Tính lượng dư gia công cho mặt A 8 6.1. Tính lượng dư gia công 8 6.2. Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại 10 7. Tính toán và tra chế độ cắt 11 8.1. Tra chế độ cắt cho nguyên công còn lại 14 9. Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công 23 10. Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công 1 24 I. Phân tích sơ đồ gá đặt 24 II. Tính toán chế độ cắt 27 III. Viết phương trình lực kẹp 28 IV. Xác định sai số cho phép của đồ gá 30 V. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 31 VI. Nguyên lý làm việc của đồ gá 32 VII. Tính sai số chế tạo của đồ gá 32 VIII. Đặt điều kiện kỹ thuật cho đồ gá 34 Tài liệu tham khảo 35 Lời nói đầu Đ ể có được một sản phẩm cơ khí có thể tiêu thụ được trên thị trường, phải qua rất nhiều công đoạn ( Khai thác quặng – Luyện kim - Chế tạo phôi – gia công cơ khí lắp ráp – Chạy thử – Bảo quản – Vận chuyển … ). Trong tất cả các quá trình đó thì quan trọng nhất là quá trình gia công cơ khí. Nó quyết định trực tiếp chất lượng sản phẩm và giá thành của sản phẩm. Với một sản phẩm, có thể tìm ra nhiều phương án để chế tạo. Việc thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết là nhằm xác định phương pháp và cách thức để đưa một chi tiết từ bản vẽ thiết kế trở thành 1 sản phẩm thực thụ, với điều kiện kỹ thuật đảm bảo theo yêu cầu của bản vẽ chế tạo. Đồng thời chi phí để chế tạo ra sản phẩm phải là thấp nhất có thể . Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy được coi như là sản phẩm đầu tay của một kỹ sư Công nghệ chế tạo máy. Nó giúp cho em bước đầu làm quen vói công việc thực tế của một kỹ sư, nắm bắt được các kỹ năng khi thiết kế một qui trình công nghệ gia công chi tiết. Qua đồ án này em có điều kiện củng cố lại và nghiên cứu sâu hơn những kiến thức đã học ở các môn học cơ sở và chuyên ngành như: Nguyên lý máy . Chế tạo phôi . Chi tiết máy . Nguyên lý cắt kim loại . Công nghệ chế tạo máy . Đồ gá . … Sau khi hoàn thành đồ án này em sẽ tự tin hơn khi bước vào đồ án tốt nghiệp, là kết quả của 5 năm học tập tại trường. 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. Nắp bơm là bộ phận dùng để lắp vào thân bơm và có thêm bạc đỡ trục bơm. Trong quá trình làm việc trục có chuyển động quay tương đối với bạc. Công suất tổn hao để chống lại ma sát giữa trục và bạc làm cho vùng làm việc có nhiệt độ rất cao, ứng suất nhiệt sinh ra có thể làm cho bạc đỡ bị rạn nứt dẫn đến phá hỏng. Mặt khác, trong quá trình làm việc có tải trọng dao động. Tải trọng dao động này tác động lên mối lắp ghép giữa lỗ và bạc làm cho mối lắp ghép giữa lỗ và bạc bị phá hỏng, khiến cơ cấu không hoạt động được nữa. Như vậy khi chế tạo chi tiết cần phải đảm bảo chất lượng của vật liệu gia công đồng đều và phải chịu được ứng suất nhiệt sinh ra. Bề mặt lắp ghép giữa trục và bạc phải gia công đạt độ nhẵn bóng cao để khi lắp ráp lớp nhấp nhô bề mặt bị san phẳng nhỏ đảm bảo cho bạc không bị phá hỏng khi làm việc. Trên nắp bơm có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ F40 Cần gia công mặt phẳng A chính xác để làm chuẩn tinh gia công. Đảm bảo kích thước khoảng cách của 2 tâm lỗ F40 là: 90±0,08. Vật liệu sử dụng là hợp kim nhôm. 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Chi tiết có dạng hộp do đó ta có thể áp dụng qui trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp để gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu là mặt B (yêu cầu độ kín khít). Xét tính công nghệ của chi tiết dạng hộp ta có thể gia công được bằng nhiều phương pháp. Trên các máy vạn năng, bán tự động, tự động... ở đây với kết cấu của chi tiết đơn giản và dạng sản xuất loạt vừa ta tiến hành gia công trên các máy công cụ vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng. - Các bề mặt đều được thoát dao khi gia công. - Các lỗ của chi tiết có thể gia công đồng thời trên máy nhiều trục. - Các bề mặt làm chuẩn đủ diện tích và cứng vững trong khi gia công. - Với kết cấu và vật liệu chi tiết ta chọn phương pháp đúc. - Xét về kết cấu vật liệu thống nhất, dễ kiếm, kích thước hợp lý, làm giảm giá thành. Các bề mặt cần gia công là : Phay mặt chuẩn A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh. Gia công bằng phương pháp phay mặt đầu qua 2 bước: phay thô và phay tinh. Phay mặt đầu 2 khối trụ qua bước phay thô. Tiện 2 lỗ đạt kích thước F40 và rãnh: Tiện thô, tiện tinh. Tiện lỗ F40 và tiện ren M60: Tiện thô, tiện tinh. Khoan 3 lỗ f8. Khoan, doa 8 lỗ f10. Phay rãnh rộng 92 mm. Kiểm tra. 3. Xác định dạng sản xuất. Dựa vào sản lượng hàng năm và khối lượng của phôi để xác định dạng sản xuất. Công thức tính sản lượng hàng năm: Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm. N1: Sản lượng sản phẩm trong một năm N1 = 5000 chi tiết. m : Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm. a : Số phần trăm chi tiết phế phẩm a = 3%. b : Số phần trăm chi tiết dự trữ dùng làm phụ tùng b = 5%. Trọng lượng chi tiết: G = V.g (kg) Trong đó: V : Thể tích chi tiết. Ta tính được V = 0,9708 dm3. g : Khối lượng riêng của chi tiết gnhôm = 2,6 kg/dm3. => G = 0,9708. 2,6 = 2,52 kg Tra bảng 2 TKDA-CN-CTM ta có dạng sản xuất là loạt vừa. 4. Chọn phương pháp chế tạo phôi. Dựa vào kết cấu của chi tiết, điều kiện làm việc không khắc nghiệt. Vật liệu là hợp kim nhôm. Với dạng sản xuất là loạt vừa, ta áp dụng phương pháp đúc trong khuôn kim loại dùng mẫu gỗ. Khuôn được làm bằng máy. Với phương pháp đúc này vật đúc đạt được cấp chính xác II. 5. Lập thứ tự các nguyên công. Trong các dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối quy trình công nghệ được xây dựng theo 2 nguyên tắc: + Phân tán nguyên công + Tập trung nguyên công Với kết cấu của chi tiết và dạng sản xuất hàng loạt vừa ta chọn phương án gia công theo phương pháp phân tán nguyên công. Qui trình công nghệ gia công nắp bơm được chia làm 8 nguyên công và 1 nguyên công kiểm tra. *. Nguyên công 1: Phay mặt chuẩn A. - Định vị: Khi gia công mặt phẳng A sử dụng 2 phiến tỳ xẻ rãnh do mặt chuẩn sử dụng là mặt chuẩn thô. 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, và má kẹp là hai khối v và một khối v di động và mặt chuẩn thô là mặt bên của 2 khối trụ. - Kẹp chặt: Dùng hai khối v kẹp chặt chi tiết, phương thức lực kẹp song song với mặt định vị dùng khối v vát tạo lực vuông góc với mặt định vị. - Chọn máy: Máy phay đứng 6H12. Công suất của máy Nm = 3kW. - Chọn dao: Phay bằng dao phay đĩa mặt đầu răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau (Tra theo bảng 4-93 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 46 mm, số răng Z = 20 răng. *. Nguyên công 2: Phay mặt đầu 2 khối trụ đạt kích thước 45±0,1 và 95 độ nhám Rz =40 mm - Định vị: Khi gia công mặt đầu 2 khối trụ sử dụng 2 phiến tỳ phẳng do mặt chuẩn sử dụng là mặt chuẩn A đã được gia công ở nguyên công trước. 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, và sử dụng 2 mỏ kẹp để kẹp chi tiết. - Kẹp chặt: Sử dụng 2 mỏ kẹp thực hiện bằng cơ cấu kẹp bulông - đai ốc, lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị. - Chọn máy: Máy phay đứng 6H12. Công suất của máy Nm = 3kW. - Chọn dao: Phay bằng dao phay đĩa mặt đầu răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau (Tra theo bảng 4-93 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 46 mm, số răng Z = 20 răng. *. Nguyên công 3: Tiện 2 lỗ kích thước f40±0,025 và rãnh với khoảng cách 90±0,08 và tiện miệng ngoài lỗ đạt kích thước f100. - Định vị: Khi tiện 2 lỗ đạt kích thước f40 ta sử dụng 2 phiến tỳ phẳng do mặt chuẩn sử dụng là mặt chuẩn A đã được gia công ở nguyên công 1, 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt côn định vị tâm lỗ với tâm trục chính, 1 chốt chặn chống xoay, sử dụng 2 mỏ kẹp để kẹp chi tiết. - Kẹp chặt: Sử dụng 2 mỏ kẹp thực hiện bằng cơ cấu kẹp bulông - đai ốc, lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị. - Chọn máy: Máy tiện T620. Công suất của máy Nm = 2,8 kw. - Chọn dao: Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng kiểu II. *. Nguyên công 4: Tiện lỗ f40±0,025 và tiện ren ngoài M60. - Định vị: Khi tiện lỗ f40±0,025 và tiện ren ngoài M6 ta sử dụng 2 phiến tỳ phẳng do mặt chuẩn sử dụng là mặt chuẩn A đã được gia công ở nguyên công 1, 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trám hạn chế 1 bậc tự do và một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, sử dụng 2 mỏ kẹp để kẹp chi tiết. - Kẹp chặt: Sử dụng 2 mỏ kẹp thực hiện bằng cơ cấu kẹp bulông - đai ốc, lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị. - Chọn máy: Máy tiện 1K62. Công suất của máy Nm = 2,8 kw. - Chọn dao: Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng kiểu II. *. Nguyên công 5: Khoan 3 lỗ f8. - Định vị: Khi khoan 3 lỗ f8 với mặt chuẩn A, sử dụng 2 phiến tỳ phẳng do mặt chuẩn A đã được gia công tinh từ nguyên công đầu, 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt trám chống xoay hạn chế 1 bậc tự do . - Kẹp chặt: Sử dụng 2 mỏ kẹp thực hiện bằng cơ cấu kẹp bulông - đai ốc, lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị. - Chọn máy: Máy khoan đứng 2A55. - Chọn dao: Khoan bằng mũi khoan ruột gà chuôi côn kiểu 1, vật liệu thép gió P18, có các kích thước sau (Tra theo bảng 4-42 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): d = 8mm, L = 240 mm, l =160 mm *. Nguyên công 6: Khoan 8 lỗ f10. - Định vị: Khi khoan 8 lỗ f10 sử dụng 2 phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt trám chống xoay hạn chế 1 bậc tự do . - Kẹp chặt: Sử dụng 2 mỏ kẹp thực hiện bằng cơ cấu kẹp bulông - đai ốc, lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị. - Chọn máy: Máy khoan cần 2A55, đường kính mũi khoan lớn nhất 25mm. Công suất của máy Nm = 4 kW - Chọn dao: Mũi khoan ruột gà, chuôi côn kiểu I, vật liệu thép gió P18. Tra theo bảng 4-12, Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): d= 10, L=250, l= 170. *. Nguyên công 7: Phay rãnh rộng 92±0,1 mm. - Định vị: Khi phay rãnh rộng 92±0,1 mm sử dụng 2 phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt côn tự lựa hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt trám tự lựa hạn chế 1 bậc tự do . - Kẹp chặt: Sử dụng cơ cấu kẹp bulông - đai ốc, lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị. - Chọn máy: Máy phay đứng 6H12. Công suất của máy Nm = 3kW. - Chọn dao: Sử dụng dao phay ngón D=14mm. Tra theo bảng 4-65, Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): L=83mm, l=26mm, z=5. *. Nguyên công 8: Kiểm tra. 6. Tính lượng dư gia công cho một nguyên công, còn các bề mặt khác của chi tiết tra theo Sổ tay công nghệ [7]. Phôi có dạng phôi đúc cấp chính xác I. Tiến trình công nghệ gia công mặt phẳng đạt kích thước 15±0,1, Đây là nguyên công tạo chuẩn tinh chính để gia công các mặt còn lại của chi tiết. Sơ đồ định vị như hình vẽ: Điều kiện kỹ thuật của mặt phẳng: Kích thước đạt được sau khi phay : 15±0,1 . Độ nhám : Ra = 2,5 mm . Để đạt được các yêu cầu kỹ thuật trên ta chia nguyên công 1 ra làm 2 bước : Bước 1 : Phay thô. Bước 2 : Phay tinh. 6.1. Tính lượng dư gia công: Lượng dư nhỏ nhất được tính theo công thức: Zmin = Rzi-1 + Ti-1 + ri-1 + ei Trong đó: - Zmin: Lượng nhấp nhô nhỏ nhất của bước đang tính. - Rz-1: Độ nhám bề mặt đúc . - Ti-1: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt đúc. - ri-1: Tổng sai số của phôi đúc. - ei: Sai số gá đặt của bước đang thực hiện. Với kích thước lớn nhất của phôi là 250 < 630 mm lên theo bảng 3-15 [T186] [2] dạng sản xuất phôi trên dây chuyền tự động đạt cấp chính xác IT15, dung sai kích thước đúc 1,85. Tra bảng 10 T39 [1] ta có: Rz + Ti = 250 + 350 = 600 mm. Tra bảng 12 T40 [1] ta có: Sau phay thô: Rz = 50 mm. Sau phay tinh: Rz = 10 mm. Sai lệch cong vênh: rcv: Dk.L Trong đó: Dk: Là độ cong vênh trên 1mm chiều dài. L: Kích thước lớn nhất của chi tiết. (L = 250mm). Tra bảng 15 T43 [1] với L>150mm phôi đúc có: Dk = 0,7 => rcv = 0,7.250 = 175 mm. Tra bảng 3-11 T182 [2] với kích thước từ 80->120mm có dung sai vật đúc là 1,4 mm, từ đó ta tinh được độ không song song: dkss = 1/2 dphôi = 1/2 .1400 = 700 mm Tổng sai lệch: d = dkss +dcv= 700 +175 = 875 mm. Từ đó tính được lượng dư nhỏ nhất cho nguyên công phay thô: Zmin = 875 + 600 = 1475 mm = 1,475 mm. Lượng dư cho phay tinh: Theo bảng 3-96 T237 [2] có: Phay thô đạt cấp chính xác 12, sau phay thô Rz = 50 mm. Ti = 50mm. Sai lệch không gian còn lại sau phay thô là: d =0,06. dphôi = 0,06. 875 = 52,5 mm. => Lượng dư nhỏ nhất cho phay tinh là: Zbmin = 50 + 50 + 52,5 = 152,5 mm = 0,1525 mm. Kích thước khi phay tinh (kích thước nhỏ nhất) là: 14,9 +0,152 +1,475 = 15,052 mm Kích thước phôi: 15,052 + 1,475 = 16,52 mm. Tra bảng ta có: - Dung sai phôi: ±700 mm. - Dung sai phay thô: ± 180 mm. - Dung sai phay tinh: ± 100 mm. Kích thước của phôi được tính như sau: Lấy kích thước tính toán làm tròn theo số có nghĩa của dung sai ta được kích thước nhỏ nhất, sau đó lấy kích thước này cộng hay trừ cho dung sai trên được kích thước lớn nhất. Sau phay tinh: Lmin = 14,9 mm. Lmax = 15,1 mm. Sau phay thô: Lmin = 15,05 mm. Lmax = 15,41 mm. Kích thước phôi: Lmin = 16,52 mm. Lmax = 17,22 mm. Lượng dư gia công: Zmin là hiệu số 2 kích thước nhỏ nhất kề nhau. Zmax là hiệu số 2 kích thước lớn nhất kề nhau. Khi phay tinh: Zmin = 15,05 - 14,9 = 0,15 mm = 150 mm. Zmax = 15,41 - 15,1 = 0,31 mm = 230 mm. Khi phay thô: Zmin = 16,52 - 15,05 = 1,47 mm = 1470 mm. Zmax = 17,22 - 15,41 = 1,81 mm = 1810 mm. Lượng dư tổng cộng: Z0min = 1620 mm. Z0max = 2040 mm. Kết quả tính toán: Thứ tự các bước công nghệ gia công mặt phẳng Các yếu tố tạo thành lượng dư Giá trị tính toán Min (mm) Lượng dư Zmin (mm) Dung sai mm Kích thước giới hạn (mm) Trị số giới hạn của dung sai(mm) Rza mm Ta mm ra mm Min Max Min Max 0. Phôi đúc 250 350 875 16,52 700 16,52 17,22 1. Phay thô 50 50 52 15,05 1470 180 10,05 15,41 1470 1810 2. Phay tinh 25 25 12 14,9 152 100 14,9 15,1 150 230 ®Lượng dư của phôi đúc là 2,5mm. 2Zomin = 1470 + 150 = 1620 (mm) 2Zomax = 1810 + 230 = 2040 (mm) - Kiểm tra kết quả tính toán + Lượng dư tổng cộng: dZ0 = 2Z0max - 2Z0min = 2040 - 1620 = 420 (mm) d2 - d4 = 700 - 280 = 420 (mm) + Kiểm tra bước phay tinh: 2Zmax - 2Zmin = 230 - 150 = 80 (mm) d3 - d4 = 180 - 100 = 80 (mm) Như vậy kết quả tính lượng dư là đúng. 6.2. Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại: - Nguyên công 2: Phay mặt đầu 2 khối trụ, đạt kích thước 45±0,1, và 95, độ nhám Rz = 40 mm. Lượng dư của phôi đúc là 2,5 mm. - Nguyên công 3: Tiện 2 lỗ đạt kích thước F40, khoảng cách lỗ là 90±0,08, tiện miệng ngoài lỗ F100, với độ bóng Ra=1,25 mm. Tra bảng ta có tiện thô: Z1 = 2,8 mm, tiện tinh Z2 = 1. Lượng dư tổng cộng: Z0 = 3,8 mm. Từ đó ta có đường kính danh nghĩa phôi: dp = 40 - 3,8 = 36,2 mm. - Nguyên công 4: Tiện lỗ đạt kích thước F40, và ren ngoài M60. Tương tự như nguyên công trước ta có lượng dư tổng cộng là Z = 3,8 mm. - Nguyên công 5: Khoan 3 lỗ đạt kích thước F8. Gia công 3 lỗ nay chỉ cần 1 nguyên công khoan bình thường với mũi khoan F8. - Nguyên công 6: Khoan 8 lỗ đạt kích thước F10. Gia công 3 lỗ nay chỉ cần 1 nguyên công khoan bình thường với mũi khoan F10. - Nguyên công 7: Phay rãnh dạt kích thước 92±0,1. Phay 1 lần đạt kích thước cuối cùng, lấy giá trị của lượng dư phay thô là Z = 2 mm. 7. Tính toán chế độ cắt cho 1 nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại: Tính chế độ cắt cho nguyên công 1, phay mặt phẳng đáy. Điều kiện kỹ thuật của mặt phẳng: Kích thước đạt được sau khi phay : 15±0,1 . Độ nhám : Ra = 2,5 mm . 7.1 Tính toán chế độ cắt: Chọn máy phay vạn năng 6H12. Công suất N =3Kw Hiệu suất h = 0,75 Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phôi tác dụng lên máy Pmax=19650N » 2000kg. Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng vật liệu lưỡi dao là BK8, thân dao là thép dụng cụ, đường kính dao: D=1,3.B =1,3.160 = 208mm. Theo tiêu chuẩn. Tra bảng 4-93 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1: D = 200 mm, d =50 mm, B = 160 mm, số răng Z = 12 răng. Các chế độ cắt: a, Khi phay thô: Chiều sâu cắt là 2690>lượng dư gia công nhỏ nhất Lượng chạy dao S: Tra bảng 5-33 trang 29 [2] có Sz=0,29 x 0,7 = 0,203mm/răng Tốc độ cắt được tính: Trong đó: D=200 (mm); t=2,69 (mm); Sz=0,203 mm/răng Tra bảng 5-39 trang 33 [2] với vật liệu P6M5 ta có: Cr =136; x = 0,1; u = 0,15; q = 0,25; m = 0,2; y = 0,2; p = 0,1 Kv = Kmv.Knv.Kuv Kmv là hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công, theo bảng 5-4 trang 7 [2] ứng với BH =100¸140 có Kmv =1 Kuv là hệ số phụ thuộc vào vật liệu cắt, theo bảng 5 - 6 trang 8 [2] có Kuv = 2,7 Knv là hệ số phụ thộc trạng thái bề mặt phôi, theo bảng 5-5 trang 8 [2] có Knv = 0,9 ÞKv = 1.0,9.2,7 = 2,43 Tra bảng 5-40 trang 36 [2] ta có tuổi thọ của dao là: T = 240 phút Þ Þ V =188,5 (v/phút) Số vòng quay của dao: Chọn theo tiêu chuẩn n = 300v/ph Þ tốc độ cắt thực V=188,5(v/ph) Xác định lực cắt: Trong đó: t là chiều sâu cắt (t=2,69mm) SZ: là lượng chạy dao tính trên 1 răng (0,203mm/răng) B: chiều rộng cắt của phôi (B=160mm) Z: là số răng của dao phay (z=12 răng) D: là bề rộng của dao (D=200mm) n: là số vòng quay của dao (v/ph) Tra bảng 5-41 trang 34-35 [2] có các hệ số sau: Cp= 22,6; u =1; x=0,86 y = 0,72 ; w=0; q=0,86 KMP là hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công Tra bảng 5-10 trang 9 [2] có KMP = 0,75 (HB>120) Þ ÞPz =812 (N) - Xác định lực chiều trục tác dụng lên máy: Tra bảng 5-42 trang 35 [2] theo sơ đồ nhảy đối xứng ta có Px : Pz =0,5Þ Px= 0,5. Pz = 0,5.812 = 406(N) ÞPx < [Px] = 19650(N) nên thoả mãn - Xác định công suất cắt: Với [Ne] = Nđ/c.h = 0,75.7 = 5,25(KW) Þ Ne< [Ne] Þ thoả mãn b, Khi phay tinh: Chiều sâu cắt t=0,31(mm) Bước tiến dao: Tra bảng 5-37 trang 31[2] với hợp kim nhôm, Ra=1,6mm Ta có : S= 0,4 ¸ 0,6(mm/vòng) lấy S=0,6(mm/vòng) Þ -Tính tốc độ cắt Trong đó : D = 200 (mm); Z= 120 (răng); Sz= 0,05(mm/răng); B= 160 (mm); T=240 phút; Cr=136; x= 0,1; u=0,15; q=0,25 ; m= 0,2; y= 0,2; p= 0,1; Kv=2,34 Þ Þ V=310 (m/phút) - Tính tốc độ quay của trục dao Chọn theo tiêu chuẩn n=475(vòng/phút) Tính lại tốc độ cắt thực: Ở bước phay tinh lực cát, công suất cắt nhỏ hơn so với bước phay thô Þ Máy đủ công suất. Lập bảng: Phay tinh 6H12 BK8 0,31 475 Phay thô 2,69 300 Bước Máy Vật liệu dao t(mm) n(v/ph) 8 Tính toán chế độ cắt cho các nguyên công còn lại: - Nguyên công 2: Phay mặt đầu 2 khối trụ, đạt kích thước 45±0,1, và 95, độ nhám Rz = 40 mm. Ta vẫn chọn máy 6H12 nên các thông số vẫn như nguyên công 1. Chọn dao: dao là dao phay mặt dầu, răng chắp mảng hợp kim cứng, vật liệu lưỡi dao BK8, thân dao là thép dụng cụ: Đường kính dao D = 1,3 B = 1,3.60=78(mm) Chọn theo tiêu chẩn: D=100mm B=50mm Z=8 răng Nguyên công 2: Phay mặt đầu hai khối trụ Chiều sâu cắt: t=2,5mm Lượng chạy dao S tra bảng 5-33 trang 29[2] có Sz=0,29.0,7 = 0,203 (mm/răng) Tốc độ cắt: Trong đó: D=100(mm); B=60(mm); t=2,5(mm) Sz=0,203(mm/răng) Tra bảng 5-39 trang 33[2] đối với vật liệu P6M5 có: Cv=136; x=0,1; u=0,15; q=0,25; m=0,2; y=0,2; p=0,1 Như ở nguyên công 1: Kv=1.0,9.2,7 = 2,43 T=240 phút Suy ra V=193(m/phút) - Tốc độ vòng quay của dao: Theo tiêu chuẩn chọn n=300(v/ph) Tính lại tốc độ cắt thực - Xác đinh lực cắt: Trong đó: t=2,5; B=60mm; D=100mm; Sz=0,203mm; Z=8 răng; n=300v/phút. Theo bảng 5-41 trang 34-35[2] có các hệ số sau: Cp=22,6; u= 1; x=0,86; y=0,72; w=0; q= 0,86; KMP = 0,75 (HB>120+ tra bảng 5-10 trang 9[2] Suy ra Pz=346(N). -Xác định lực chiều truc tác dụng lên bàn máy: Tra bảng 5-42 với sơ đồ phay đối xứng có : Px:Pz=0,5 ÞPx=0,5.Pz=0,5.346=173(N)<[Px]=19650 ÞThoả mãn. -Xác định công suất cắt: Phay thô 6H12 BK8 2,5 300 Bước Máy Vật liệu dao t(mm) n(v/ph) - Nguyên công 3: Tiện 2 lỗ đạt kích thước F40, khoảng cách lỗ là 90±0,08, tiện miệng ngoài lỗ F100, với độ bóng Ra=1,25 mm. Chọn dao tiện rãnh co các thông số: vật liệu thép gió P18; có góc nghiêng j=300;góc trước =120;góc cắt chính l=0 Bán kính đỉnh dao r=0,5mm. Chiều sâu cắt 4(mm); rộng 3(mm) tra bảng 5-74 trang 65[2] với S=0,19(mm/vòng) ta có v=79(m/ph) Tốc độ máy Chọn tốc độ máy n=600(v/ph) Tính lại tốc độ cắt Xác định công suất cắt: tra bảng 5-69trang 61[2] ta có Ne=2KW<[Ne] Þ thoả mãn. -Khi tiện lỗ: chon dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng BK8 treo bản 4-14 trang 268[2] ta chọn dao kiểu 2 có các thông số: Chiều dài dao: L=200mm Tiết diện dao: B=20x20mm2 Bán kính mũi dao r=1mm - Tiện thô: chiều sâu cắt bằng lượng dư gia công nên cot=1,5mm. Tra bản 5-61 trang 53[2] Þ S=0,3¸0,4mm/vòng ta chọn S=0,39(mm/vòng). Tra bảng 5-66 trang 58[2] Þ v=0,96(m/ph) Þ Chọn theo máy chuẩn lấy n=750v/phÞ tính lại tốc độ cắt thực: Công suất cắt: tra bảng 5-70 trang 62[2] có công suất cắt Ne<1,1KW<[Ne] Þ thoả mãn - Tiện tinh: chọn t=0,5mm Theo bảng 5-62 trang 54[2] có S=0,15¸0,25(mm/vòng) ÞChọn S=,24(mm/vòng) Tốc độ cắt: Tra bảng 5-66 trang 58[2] có v=120(m/phút) từ đó ta tính được : Theo tiêu chuẩn chọn n=750(vòng/phút) Tính lại tốc độ cắt thực - Tiện rìa ngoài (miệng lỗ). Dùng dao tiện rãnh cắt thô, lượng dư gia công là B=32mm. Chiều sâu cắt t=2mm, S=0,19(mm/vòng), v=165 (m/ph) Þ Theo tiêu chuẩn chọn n=475(vòng/phút) Tính lại tốc độ cắt thực Theo bảng 5-70 trang 62[2] có Ne<1,1Kw Þ thoả mãn - Tiện mặt đầu bằng dao tiện rãnh Tốc độ cắt: Trong đó: T=60 phút; Kv=KMV.Kuv.Knv Tra bảng 5- 4 trang 7[2] có KMV=7 Tra bảng 5- 5 trang 8 [2] có Knv=0,9 Tra bảng 5- 6 trang 8 [2] có Kuv=2,7 Þ Kv=1,512 Tra bảng 5- 15 trang 13 [2] có S=0,24¸0,32(mm/vòng) Ta chon S=0,24 (mm/vòng) Tra bảng 5-17 trang 14 [2] có: Cv=182; M=0,23; x=0,12; y=0,3 Thay số ta tính được v=109(m/ph) -Xác định lực cắt tô: Pz = 10Cp.tx.Sy.Vn.Kp Kp= KMP.Klp.Kjp.Kp.Krp Tra bảng 5- 10 trang 9 [2] có KMP=0,75 Tra bảng 5- 22 trang 17-18 [2] có: Kjp=1,08; Kp=1,15; Krp=0,87; Þ Kp=0,811 Cp=75; x=1; y=1; n=0 Thay vao công thức ta có Pz=584(N) Lực cắt trong trường hợp tiện tinh nhỏ hơn so với khi tiện thô nên khôn cần quan tâm _xác định công suất cắt: Tiện tinh 1K62 BK8 0,5 0,24 750 Tiện thô 1,5 0,39 750 Tiện rãnh Thép gió 3 0,19 600 Bước Máy Dao t(mm) S(mm/vòng) n(v/ph) - Nguyên công 4: Tiện lỗ đạt kích thước F40, và ren ngoài M60. Chọn dao tiện rãnh có các thông số: vật liệu thép gió P18; có góc nghiêng j=300;góc trước =120;góc cắt chính l=0 Bán kính đỉnh dao r=0,5mm. Chiều sâu cắt 4(mm); rộng 3(mm) tra bảng 5-74 trang 65[2] với S=0,19(mm/vòng) ta có v=79(m/ph) Tốc độ máy Chọn tốc độ máy n=600 (v/ph) Tính lại tốc độ cắt Xác định công suất cắt: tra bảng 5-69 trang 61[2] ta có: Ne=2KW<[Ne] Þ thoả mãn. -Khi tiện lỗ: chon dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng BK8 treo bản 4-14 trang 268[2] ta chọn dao kiểu 2 có các thông số: Chiều dài dao: L=200mm Tiết diện dao: B=20x20mm2 Bán kính mũi dao r =1mm - Tiện thô: chiều sâu cắt bằng lượng dư gia công nên cot=1,5mm. Tra bản 5-61 trang 53[2] Þ S=0,3¸0,4 mm/vòng ta chọn S=0,39(mm/vòng). Tra bảng 5-66 trang 58[2] Þ v=0,96(m/ph) Þ Chọn theo máy chuẩn láy n=750v/phÞ tính lại tốc độ cắt thực: Công suất cắt: tra bảng 5-70 trang 62[2] có công suất cắt Ne<1,1KW<[Ne] Þ thoả mãn - Tiện tinh: chọn t = 0,5mm Theo bảng 5-62 trang 54[2] có S=0,15¸0,25(mm/vòng) ÞChọn S=,24(mm/vòng) Tốc độ cắt: Tra bảng 5-66 trang 58[2] có v=120(m/phút) từ đó ta tính được : Theo tiêu chuẩn chọn n=750(vòng/phút) Tính lại tốc độ cắt thực - Tiện thô mặt ngoài và tiện vãnh thoát dao trước khi tiện ra lượng dư tiên thô là Z==2mm Rãnh thoát dao: sâu 4mm; vộng 3mm Tra bảng 5- 49 trang 40 [2] có các thông số sau: Cv=82; x=0,45; y=0; m=0,33; T=70(phút); KMV = 0,7l Kuv=2,7; Kcv =1 Ta cắt thô và tinh cùng một dao : Tra bảng 5- 9 trang 9 [2] có: Kp= Kmp=0,75 Lực cắt Với : P: là bước ren (P02) i: là số bước cắt (cắt thô i=5; cắt tinh i=3)Þ i=8 Có: Trong đó:f là chiều dày rãnh rút dao f=3mm D: là đường kính danh nghĩa của ren : D=60mm r: là thời gian rút dao vào đảo máy ngược lại có r=0,01¸0,04(ph) chọn r=0,033 phút (r=2s) ÞV=9,24(m/ph) Tính Pz: có y=1,8; u=8,2; Cp =148; i=8; Kp=0,7; p =2 Þ Pz=937 (N) + Công suất tiện thô và tiện rãnh được xách định như ở nguyên công trước. - Xác định công suất cắt ren Tiện ren 1K62 BK8 p = 2 750 Tiện tinh 0,5 0,24 750 Tiện thô 1,5 0,39 750 Tiện rãnh 3 0,19 600 Bước Máy Dao t(mm) S(mm/vòng) n(v/ph) - Nguyên công 5: Khoan 3 lỗ đạt kích thước F8. Gia công 3 lỗ nay chỉ cần 1 nguyên công khoan bình thường với mũi khoan F8. Chiều sâu cắt t = 4 mm Tra bảng 5- 89 trang 86 [2] có lượng tiến dao S=0,36¸0,44mm/vòng chọn S=0,4 mm/vòng Tra bảng 5- 91 trang 87 [2] có V=43m/phút Theo tiêu chuẩn chọn n=1390v/ph Tính lại chế độ cắt thực: Tra bảng 5- 93 trang 88 [2] có Ne0,8KW<[Ne]. Khoan 2A55 P18 4 0,4 1390 Bước Máy Vật liệu dao t(mm) S(mm/vòng) n(v/ph) - Nguyên công 6: Khoan 8 lỗ đạt kích thước F10. Gia công 8 lỗ nay chỉ cần 1 nguyên công khoan bình thường với mũi khoan F10. Bước 1 khoan: Chọn máy khoan cần 2A55, đường kính mũi dao lớn nhất 25 mm : công suất động cơ la N= 4,5 KW công suất xà ngang là Nn= 1,7KW; hiệu suất của máy =0,8 Chọn mũi koan ruột gà, chuôi côn, kiểu 1. Tra bamgr 4-12 trang 292[2] có: Đường kính mũi khoan d =9,8mm Chiều dài mũi khoan L=250mm Chiều dài phần làm việc l=170mm Vật liệu mũi khoan là thép gió P18. Chế độ cắt: (Chiều sâu cắt lượng dư chạy dao): Tra bảng 5-89 trang 86[2] có S= 0,47¸0,57(mm/vòng) Ta chọn S=0,53(mm/vòng) (chọn theo chế độ cắt của máy) Tốc độ cắt: Tra bảng 5-91 trang 97[2] có v=43(m/phút) từ đó ta tính được : Theo tiêu chuẩn chọn n=1180(vòng/phút) Tính lại tốc độ cắt thực Bước 2 doa: Ta sử dụng ngay máy khoan trên để doa thô lỗ các thông số máy là như trên. Chọn dao: theo bảng 4-47 trang 302[2] có mũi dao là khối D =10; chiều dài dao L=49¸170 (chọn L=170); chiều dài phần cắt l=11¸52 ( chọn l=15mm); vật liệu là thép gió Tính và tra chế độ cắt: Chiều sâu cắt: Lượng tiến dao: tra bảng 5-112 trang 104 [2] có S=2mm/vòng Tốc độ cắt: tra bảng 5-13 trang 105[2] với chế độ cắt có dịch trên nguội V=7,9m/phút Tốc độ quay của máy doa: Chọn n=235(v/phút) Tính lai tốc độ cắt thực: Doa 2A55 P18 0,1 2 235 Khoan 2A55 P18 4 0,53 1180 Bước Máy Vật liệu dao t(mm) S(mm/vòng) n(v/ph) - Nguyên công 7: Phay rãnh dạt kích thước 92±0,1. Chọn máy phay đứng vạn năng 6H12 như ở nguyên công 1 Chọn dao phay ngắn :D=50mm Tra bảng 4- 70 trang 326 [2] có L=190mm; L=22mm; Z=6 ;wo=400 Chiều sâu cắt t=2mm Tra bảng 5- 39 trang33[2] có Cv=103; q=0,45; x=0,3; y=0,2; u=0,1; p=0; m=0,33. Tra bảng 5- 40 trang 34 [2] có T=80 phút Tra bảng 5- 41 trang 35 [2] có Cp=22,6; x=0,86;y=0,72; u=1, q=0,86; w=0 Phay thô lấy S=0,24 (mm/vòng) Þ Tốc độ cắt (Kv=2,43) Thay số vào ta có V=138m/ph Þ Tính lại chế độ cắt thực Xác định lực cắt Tra bảng 5- 10 trang 9 [2]ứng với HB>170 có KMP=0,75 thay các thông số vào biểu thức có Pz=84(N) - Xác định lực chiều trục tác dụng lên bàn máy: Tra bảng 5- 42 trang 35 [2] theo sơ đồ phay đối xứng có Px:Pz=0,5ÞPx=0,5.Pz=42(N) < [Pmax] = 19650(N)Þ thoả mãn - Xác định công suát cắt: [Ne]=7.0,75=5,25>NeÞ thoả mãn. Ta có bảng sau: Phay thô 6H12 BK8 2 750 Bước Máy Vật liệu dao t(mm) n(v/ph) 9. Tính toán thời gian nguyên công Có: Ttc = T0 + Tp +Tpv + Ttn Trong đó: Ttc : là thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công) T0 : là thời gian cơ bản Tp : là thời gian phụ (Tp = 10%T0) Tpv: là thời gian phục vụ chỗ làm việc như: thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt) Tpvkt= 8%T0; thời gian phục vụ tổ chức Tpvtc = 3%T0 Ttn là thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân Ttn =5%T0 Ttc = 1,28. T0 Tính T0: Trong đó: L là chiều dài bề mặt gia công (L=250mm) L là chiều dài ăn dao Với t= 2,69 m, D = 200 mm Vậy ta có lấy L1= 25 mm L2= 2¸5 mm chọn L2=4 mm (cho bước cắt thô) Với bước cắt tinh: t = 0,31 mm D = 0,200 Þ L1 = 10 mm L2= 2¸5 mm chọn L2 = 3 mm (L2 là chiều dài thoát dao) S: Là lượng chạy dao vòng S=2,436 (mm/vòng)với phay thô. S=0,6 (mm/vòng) với phay tinh n: là số vòng quay: n= 300 (v/ph) với phay thô n= 475 (v/ph) với phay tinh Từ các thông số trên ta tính được: Thời gian bước phay thô: Thời gian bước phay tinh: ÞT0 = T01 +T02 = 55,4 + 23 =78,4 (s) ÞTtc= 1,28. 78,4 =100 (s) 10. Thiết kế thân đồ gá và cơ cấu kẹp. Thiết kế đồ gá cho nguyên công 6: Khoan, doa 8 lỗ đạt kích thước f10. I. Lập sơ đồ gá đặt: (Hình vẽ) 1. Yêu cầu kỹ thuật: Gia công 8 lỗ f10 cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt chuẩn A. Đảm bảo vị trí của 8 lỗ trên đường tròn chia f100. 2. Chuẩn định vị: Mặt A là mặt chuẩn tinh được gia công ở nguyên công 1, độ nhám bề mặt Ra = 2,5 mm. 2 lỗ f40±0,025 được gia công ở nguyên công 3 bằng phương pháp tiện đạt độ bóng Ra =1,25 mm. 3. Đồ định vị: Mặt chuẩn định vị là 1 mặt phẳng và lỗ trụ. Như vậy để hạn chế các bậc tự do của chi tiết đồng thời để tránh siêu định vị ta sử dụng các đồ định vị gồm: 2 phiến tỳ . 1 chốt trám. 1 chốt trụ ngắn. 2 mỏ kẹp. Đặc điểm của các đồ định vị: + Phiến tỳ: Mặt chuẩn A đã được gia công có kích thước dài, 250 mm, rộng 160 mm. Sử dụng 2 phiến tỳ để tạo thành 1 mặt phẳng để định vị 3 bậc tự do của chi tiết. Các phiến tỳ được lắp lên thân đồ gá bằng vít kẹp và được mài lại cho đồng phẳng sau khi ghép. Sử dụng phiến tỳ cho đơn giản, dễ chế tạo và có độ cứng vững tốt. Tuy nhiên hơi khó lau chùi bụi và quét phoi do có chỗ lõm bắt vít kẹp. Theo bảng 8-3 STCN tập 2 ta có kích thước của phiến tỳ như sau (hình vẽ). Phiến tỳ được bằng thép 20Cr, thấm than sau nhiệt luyện đạt độ cứng 50->60 HRC, chiều sâu lớp thấm 0,5->0,8 mm, dung sai kích thước giữa các lỗ 0,2->0,3. Sử dụng vít kẹp M8. + Chốt trụ ngắn: Chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do của chi tiết, để chống chi tiết dịch chuyển trong quá trình khoan ta sử dụng chốt trụ ngắn đặt tại lỗ f40 đã được gia công ở nguyên công 3. Theo bảng 8-9 STCN tập 2 ta có kích thước của chốt như (hình vẽ). Chốt trụ được chế tạo với vật liệu thép 20Cr, thấm than sau nhiệt luyện đạt độ cứng 50->60 HRC, chiều sâu lớp thấm 0,5->0,8 mm. Đường kính D = 40 mm. Lắp với chi tiết chế độ H7/n7. D = 25 mm lắp trên đồ gá với chế độ H7/k6. + Chốt trám: Chốt trám khống chế 1 bậc tự do của chi tiết, để chống chi tiết bị xoay trong quá trình khoan ta sử dụng chốt trám đặt tại lỗ f40 đã được gia công ở nguyên công 3. Theo bảng 8-9 STCN tập 2 ta có kích thước của chốt như (hình vẽ). Chốt trám được chế tạo với vật liệu thép 20Cr, thấm than sau nhiệt luyện đạt độ cứng 50->60 HRC, chiều sâu lớp thấm 0,5->0,8 mm. Đường kính D = 40 mm. Lắp với chi tiết chế độ H7/n7. D = 25 mm lắp trên đồ gá với chế độ H7/k6. + Mỏ kẹp: Mỏ kẹp dùng để kẹp chặt chi tiết không bị bật ra trong quá trình gia công. Mỏ kẹp khống chế 1 bậc tự do của chi tiết. Mỏ kẹp kẹp chặt 2 đầu chi tiết. Theo bảng 8-30 STCN tập 2 ta có kích thước mỏ kẹp như (hình vẽ). Mỏ kẹp được chế tạo bằng thép C45, độ cứng sau nhiệt luyện 40->45 HRC. + Bạc dẫn: Bạc dẫn dùng để dẫn hướng cho dao dúng vị trí trên chi tiết cần gia công. Theo bảng 8-78 T527 ta có kích thước bạc dẫn như hình vẽ: Bạc dẫn được làm bằng thép C20, thấm than, độ sâu thấm 0,8 -> 1,2 mm, nhiệt luyện HRC 56 -> 60. II. Tính toán chế độ cắt: 1. Chọn chiều sâu cắt t và lượng chạy dao S: Chiều sâu cắt t = 0,5.D = 0,5.10 = 5 mm Lượng chạy dao S: Tra bảng 5-25 STCN với đường kính lỗ f8 vật liệu gia công là hợp kim nhôm. độ cứng HB 0,45 mm/p. 2. Tính tốc độ cắt V: Trong đó: Tra bảng 5-28 với mũi khoan bằng thép gió. Vật liệu khoan hợp kim nhôm có lượng chạy dao S > 0,3 ta có: Cv = 40,7 y = 0,4 q = 0,25 m = 0,125 T: chu kỳ bền, với dao bằng thép gió tra bảng 5-30 ta có T = 25 Kv = Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. KV = KMV.KUV.Klàm việc KMV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công. Hợp kim nhôm, kMV=kN trong đó kn = 0,9 (hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công) kMV = 0,8. kUV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. L = 15 mm, theo bảng 5-31 có kLV=1 Þ 3. Mô men xoắn và lực chiều trục: Theo sổ tay có, mômen cắt khi khoan: Mx=10.CM.Dq.Sy.Kp Theo bảng 5.32 có: CM = 0,012; q = 2; y = 0,8 ; kp-kMP =1 (Theo bảng 5.9, có kp=1) Þ Mx = 10.0,012.102.0,430,8.1 = 12 Nm Lực cắt: P0 = 10.Cp.Dq.Sy.kp. Theo bảng 5.32 ta có: Cp = 31,5 p = 1 q = 2 y = 0,8 => P0 = 10.31,5.101.0,430,8.1 = 1604 N - Tính công suất cắt Ne: Ne = (KW) Với n = (vòng/phút). Ta tính toán Ne: Ne = (KW) với: . V = . kv (m/ph) là tốc độ cắt . n = 1000 v/pD ® Ne = III. Viết phương trình lực kẹp Phương chiều của lực: + Phương: Phương của lực kẹp thẳng góc với vặt chuẩn định vị chính để có diện tích tiếp xúc lớn nhất, giảm áp suất lực kẹp gây ra tránh biến dạng. + Chiều của lực kẹp: trùng với chiều chuyển động của mũi khoan nhằm lợi dụng lực khoan và trọng lượng của chi tiết. + Do mặt chuẩn định vị là mặt phẳng chuẩn A, chỗ này có phiến tỳ. Vì vậy nên đặt lực kẹp tại đây để gia công ít biến dạng, khi kẹp không gây ra mô men quay, đảm bảo độ cứng vững khi gia công. Sơ đồ lực kẹp: Dưới tác dụng của mômen xoắn M (do lực cắt gây ra) chi tiết gia công có xu hướng xoay xung quanh mũi khoan. Mômen ma sat do lực cắt hướng trục P0 và lực kẹp W gây ra có su hướng chống lại mômen xoắn. Ta có phương trình cân bằng mômen sau dây: 2.M/d.K.R = (P0+W).f.R1 Trong đó: + W: Lực kẹp phôi cần thiết. + f: Hệ số ma sát giữa mặt chuẩn định vị và mặt làm việc của đồ định vị. tường f = 0,2 + K: Hệ số an toàn + M: Mômen xoắn trên mũi khoan + P0: Lực cắt hướng trục. + R: Khoảng cách từ tâm diện tích mặt tỳ tới tâm chi tiét gia công. + R1: Khoảng cách từ tâm mũi khoan tới tâm chi tiết gia công. Từ đó ta có công thức tính lực kẹp của chi tiết như sau: Trong đó: + P0 : lực cắt =1604 N + M: Mômen xoắn, M = 6 Nm + K: Hệ số an toàn.ở đây K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 -> K0 = 1,5¸ 2: Hệ số an toàn cho mọi trường hợp gia công. Lấy K0 = 1,5 - K1: Hệ số lượng dư không đồng đều. K1 =1 do cả 3 mặt định vị đă qua gia công tinh. - K2 : Hệ số phụ thuộc vào độ mòn dao cắt, K=1¸1,9 . Lấy K5=1,5. - K3 : Hệ số phụ thuộc vào lực cắt tăng không liên tục . Bỏ qua. - K4: Hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực không ổn định. Kẹp chặt bằng tay, K4=1,3. - K5: Hệ số phụ thuộc vào sự thuật tiện vị trí của tay quay cơ cấu. Góc quay lớn hơn 900 , K5 = 1,2. - K6: Hệ số phụ thuộc vào mômen làm lật phôi quamh điểm tựa. Khi đinh vị trên cá phiến tỳ ta có K6 = 1,5. Þ K = 1,5.1.1,5.1,3.1,2.1,5 = 5,265. Từ đó: Đường kính ren trung bình của bulông kẹp chặt được xác định theo công thức sau: d = C . Trong đó: C = 1,41 [s] = 190 MPa = 60 KG IV. Xác định sai số cho phép đồ gá Sai số đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công nhưng phần lớn nó ảnh hưởng tới sai số vị trí tương quan giữa bề mặt chuẩn Chi tiết gia công ở đây được gia công bằng dao định kích thước thì sai số đồ gá không ảnh hưởng đến sai số kích thước và sai số hình dáng của bề mặt chi tiết gia công. Chi tiết được định vị trên đồ gá. Phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước cần thực hiện nên khi phay sai số ít ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước chi tiết hơn. Xuất phát từ quan điểm cho rằng tổng sai số xuất hiện khi gia công chi tiết phải nhỏ hơn dung sai của chi tiết gia công: ec: sai số chuẩn. ek: sai số kẹp chặt. ect: sai số chế tao cho phép của đồ gá. a. Sai số chuẩn ec: Do chi tiết định vị trên phiến tỳ. Chuẩn định vị trùng với gốc kích thước. Hơn nữa bước này gia công thô. Với phương pháp định vị trên thì: ec = 0 b. Sai số kẹp chặt ek: Sai số kẹp chặt ek sinh ra do lực kẹp chặt của đồ gá được xác định theo công thức sau: ek = (Ymax - Ymin).cosa. Theo công thức trên ta dùng các mỏ kẹp và dùng phương pháp kẹp chặt, lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện nên: ek = 0. Do a = 900. c. Sai số chế tạo đồ gá cho phép [ect]: Khi tính toán các sai số ta có thể lấy giá trị gần đúng của sai số gá đặt egđ hoặc sai số gá đặt cho phép [egđ] : [egđ] = (1/5->1/2)d d: Dung sai của kích thước nguyên công cần cho thiết kế: d = 0,023 mm = 23 mm => [egđ] = 5->12 mm . Lấy [egđ] = 12 mm Như vậy chỉ còn một ẩn số phải tìm là ect (sai số chế tạo đồ gá) để đạt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá thay cho ect ta có khái niệm: Sai số chế tạo cho phép [ect] của đò gá. Sai số này được áp dụng bằng công thức Vậy: Kết luận: Sai số gá đặt nhỏ hơn dung sai kỹ thuật của chi tiết gia công: 0,012 < 0,25 Vậy đồ gá đảm bảo điều kiện gá đặt gia công. V. Những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 1. Yêu cầu đối với thân đồ gá: Tất cả các thân đồ gá và đế đồ gá phải được ủ để khử ứng suất. 2. Kiểm tra đồ gá: - Phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn (kích thước của các chi tiết định vị), khoảng cách tâm các bạc dẫn. Kích thước của các cơ cấu kẹp chặt và khả năng đưa chi tiết gia công vào lúc kẹp chặt và tú chi tiết gia công ta khi tháo loảng. -Kiểm ra chế độ lắp ghép của các chi tiết. -Kiểm tra khả năng di trượt của các chi tiết di động trên đồ gá. 3. Sơn đồ gá: Sau khi đồ gá được kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công phải được sơn dầu. Màu sơn có thể chọn tuỳ ý: xanh, vàng, ghi. Lớp sơn phải hoàn toàn khô. - Các chi tiết như bu lông, đai ốc được nhuộm màu bằng phương pháp hoá học. 4. Những yêu cầu an toàn về đồ gá: + Những chi tiết ngoài của đồ gá không được có cạnh sắc. + Không được làm xê dịch vị trí của đồ gá khi thay đổi điều chủn trên máy. + Các đồ gá phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động. + Khi lắp các chi tiết trên đồ gá phải có dụng cụ chuyên dùng. VI. Nguyên lý làm việc của đồ gá: Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá để gia công lỗ của chi tiết thì quá trình làm việc của đồ gá như sau: - Cố định đế đồ gá lên bàn máy bằng cách xiết chặt các bu lông trên đế. - Lắp phiến tỳ 3 lên thân đồ gá, điều chỉnh độ đồng phẳng và vuông góc của phiến tỳ so với phương thẳng đứng. - Đặt chi tiết gia công 1 lên trên phiến tỳ 3, điều chỉnh sao cho hướng mũi khoan trùng với tâm lỗ cần gia công. - Tròng lò so đàn hồi vào thân bu lông lắp đệm thép lên và lắp mỏ kẹp 4 lên chi tiết. Sau đó siết đai ốc để tạo lực kẹp (chú ý: quá trình kẹp tiến hành đồng thời, sau khi lắp cả 2 mỏ kẹp ở 2 bên mới siết chặt bu lông để tạo lực, siết đều cả 2 bên. Thân đồ gá được chế tạo bằng gang xám , kẹp chặt trên bàn máy nhờ bu lông. Cơ cấu kẹp phải đảm bảo tạo ra lực kẹp đủ để giữ cho cho tiết không bị lật dưới tác dụng của lực cắt, không phá hỏng bề mặt kẹp chặt và chi tiết không bị tháo lỏng trong quá trình gia công , do đó cơ cấu kẹp phải có tính tự hãm tốt. Vậy ta chọn cơ cấu kẹp bằng ren . Kết cấu và kích thước cụ thể của thân đồ gá và cơ cấu kẹp được thể hiện cụ thể trên bản vẽ. VII: Tính sai số chế tạo đồ gá Khi gia công chi tiết sai số gây ra do gá đặt egđ phải được hạn chế egđ £ [egđ] = d/3 Trong đó : [egđ] : sai số gá đặt cho phép d : Dung sai chế tạo chi tiết Ta có : Các thành phần của sai số chế tạo : - Sai số gá đặt cho phép [egd] Kích thước cần đạt là : 15 ± 0,1 Þ d = 15 mm . Þ[egd] = 15/3 = 5 = 5 mm . - Sai số kẹp chặt ek Tra bảng 1 (T20)[5] ta có: C = 0,776 + 0,053F + 0,016Rz - 0,0045HB n = 0,6 a = 00 F : diện tích mặt tỳ cm2 . Þ F = 2.(12.98).10-3 = 23,52 cm2 . Rz = 10 mm : Độ nhám bề mặt . HB = 190 . QTB : áp suất trên mặt tiếp xúc QTB = 39,2 Kg/cm2 . Lấy K = 1,3 (Kẹp bằng tay trong điều kiện dễ dàng) - Sai số lắp đặt eld Thông thường eld = 0,01 = 10mm - Sai số do mòn em b = 0,3 : Hệ số phụ thuộc điều kiện tiếp xúc (đối với phiến tỳ) N: Số lần gá dặt chi tiết lên đồ gá. Sau khi gia công được 4000 sản phẩm , ta tiến hành thay đồ định vị Þ N = 4000 . - Sai số chuẩn ec : Từ sơ đồ gá đặt ta thấy gốc kích thước trùng với chuẩn định vị do đó ta có ec = 0 . Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá là: VIII: Đặt điều kiện kỹ thuật cho đồ gá . Độ không vuông góc cho phép giữa bề mặt làm việc của hai phiến tỳ và mặt đáy của đồ gá là : 0,025 mm . Độ không song song cho phép giữa tâm các chốt gá vói mặt đáy của đồ gá là : 0,025 mm . Độ không vuông góc cho phép giữa tâm của bạc dẫn hướng và mặt đáy của đồ gá là : 0,025 mm . Dung sai khoảng cách từ mặt làm việc của các phiến tỳ đến tâm bạc dẫn hướng là : 0,025 mm . Tài liệu tham khảo 1. Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy . Pgs. Ts: Nguyễn Đắc Lộc Lưu Văn Nhang 2. Sổ tay Công nghệ chế tạo máy Tập 1. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội – 1999 . 3. Sổ tay Công nghệ chế tạo máy Tập 2. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2000 . 4. Sổ tay thiết kế Công nghệ chế tạo máy – 1970 . 5. Tính và thiết kế đồ gá . Đặng vũ Giao . 6. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá . Pgs. Pts Lê Văn Tiến . Pgs. Ts.Trần Văn Địch . Pts.Trần Xuân Việt .