THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GIÁ ĐỠ H24 SPKT HƯNG YÊN
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
I-PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy giá đỡ là chi tiết dạng hộp. Do giá đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục. Giá đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó. Sau khi gia công xong giá đỡ sẽ được lắp vòng bi để lắp và làm nhiệm vụ đỡ trục
Trên giá đỡ 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 F32
Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ F32, F11 chính xác để làm chuẩn tinh gia công.
Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi do vậy gia công các bề mặt cần đảm bảo dộ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt, nhằm giảm dung động trong quá trình làm việc.
Đối với nhiệm vụ gia công mặt phẳng bắt vít của giá đỡ cần phải gia công chính xác để đảm bảo khi lắp ghép tránh sai số lớn về kích thước giữa các bề mặt.
Vật liệu sử dụng là : GX 21-40 , có các thành phần hoá học sau :
C = 3 ¸ 3,7 Si = 1,2 ¸ 2,5 Mn = 0,25 ¸ 1,00
S < 0,12 P =0,05 ¸ 1,00
[d]bk = 210 MPa
[d]bu = 400 Mpa
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :
- Mặt trên của giá đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh .
- Chi tiết giá đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc. Kết cấu tương đối đơn giản, tuy nhiên khi gia công các lỗ vít, lỗ định vị và lỗ làm việc chính F32 cần phải gia công cho chính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như bản vẽ.
Các bề mặt cần gia công là :
1. Gia công mặt trên với độ bóng cao để bắt vít với bề mặt khác .
- Gia công bề mặt phẳng C với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên công sau.
3. Gia công lỗ F32; 2 lỗ F11 làm chuẩn tinh cho nguyên công sau trong đó lỗ F32 là lỗ chính cần khoét + doa đảm bảo độ chính xác và độ bóng.
4. Khoét thô lỗ F65, khoan + doa lỗ F25 và khoan 3 lỗ trên mặt A trước khi taro.
- Phay các bề mặt còn lại
III-XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau :
N = N1.m (1+)
Trong đó:
N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm
N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (25000 chi tiết/năm)
m- Số chi tiết trong một sản phẩm
a- Phế phẩm trong xưởng đúc a =(3¸6) %
b- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ b =(5¸7)%
Ta có:
N = N1.m (1+) = 25000.1(1+) = 27500 (chi tiết/năm).
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức
Q = V.g (kg)
Trong đó
Q - Trọng lượng chi tiết
g - Trọng lượng riêng của vật liệu ggang xám= 6,8¸7,4 Kg/dm3
V - Thể tích của chi tiết
V = VĐ+ VG + VT
VĐ- Thể tích đế chi tiết
VG-Thể tích gân chi tiết
VT - Thể tích phần bậc để bắt vít
Theo tính toán bằng AutoCad với mô hình 3D (command: Massprop) ta có:
V=349479.47 mm30,34947947dm3
Vậy Q= V.g = 0, 349479.47.7,2 = 2,52 (kg)
Dựa vào bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn .
IV- XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI
1.Xác định phương pháp chế tạo phôi:
Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhưng vật liệu của chi tiết là gang xám 21x40 nên ta dùng phương pháp đúc, ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại. Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via.
* Yêu cầu kỹ thuật:
- Đảm bảo độ song song giữa tâm của lỗ f 32 với tâm lỗ f 25
- Đảm bảo độ vuông góc giữa tâm của lỗ f 32 với mặt C.
- Đảm bảo độ vuông góc giữa 2 mặt A &D với tâm của lỗ f25.
- Đảm bảo độ chính xác của khoảng cách giữa tâm lỗ f 65 với tâm lỗ
f25.
V.THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG
1. Xác định đường lối công nghệ
Do sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp gia công nhiều vị trí, gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng .
2. Chọn phương pháp gia công
- Gia công mặt phẳng trên bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh.
- Gia công mặt phẳng đáy bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh.
- Gia công 2 lỗ f11 đạt Rz= 40 bằng phương pháp khoan, và doa và 1 lỗ f8 lắp chốt định vị gia công đạt Rz = 40 bằng phương pháp khoan và doa.
- Gia công lỗ chính f32H7 với cấp chính xác Ra=2,5 bằng phương pháp khoét và doa.
- Gia công lỗ chính f25H7 với cấp chính xác Ra=2,5 bằng phương pháp khoan và doa tinh.
- Gia công 3 lỗ M8 cách đều trên mặt B bằng phương pháp khoan và taro.
- Gia công mặt phẳng D bắt vít với độ nhám Ra=2,5 bằng phương pháp phay thực hiện trên máy phay ngang với dao phay ngón đầu tiên là phay thô sau đó phay tinh.
- Phay mặt phẳng trên lỗ f32H7 bằng dao khoét mặt đầu, thực hiện trên máy phay đứng với Rz=40, thực hiện phay thô.
VI. LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ
Trình tự các nguyên công để gia công nửa trên của giá đỡ có thể tiến hành như sau:
|
Thứ tự |
Tên nguyên công |
|
|
Đúc chi tiết trong khuôn kim loại |
|
|
Ủ chi tiết |
|
1 |
Phay mặt phẳng C (mặt phẳng chuẩn) |
|
2 |
Phay mặt phẳng trên A |
|
3 |
Khoan + khoét + doa 2 lỗ định vị f11, khoan lỗ f8 |
|
4 |
Khoét + doa lỗ f32 |
|
5 |
Khoét lỗ f65 và phay mặt phẳng trên lỗ f32 |
|
6 |
Khoét + Doa f25H7 |
|
7 |
Phay mặt phẳng D để bắt vít |
|
8 |
Khoan 3 lỗ f6,8 và Taro 3 lỗ M8 |
|
9 |
Tổng kiểm tra: - Kiểm tra độ vuông góc của mặt chuẩn C và lỗ f32H7 - Kiểm tra độ song song giữa lỗ f32H7 và lỗ f25H7 |
1. Nguyên công I : Phay mặt phẳng chuẩn C.
* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng trên B, vì là mặt thô cho nên ta dùng chốt tỳ nhám, hai bậc ở mặt bên và 1 bậc ở cạnh nhờ 3 chốt tỳ tỳ lên các mặt bên ngoài của nắp .
* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng bắt vít D (hình vẽ).
Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công I
Chọn máy : máy phay đứng 6H12. Công suất máy Nm = 10 KW
Chọn dao : Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng, đường kính dao D = 100, B = 39, d = 32, số răng Z=10 răng(theo Bảng 4-94 Sổ tay CNCTM tập I).
* Lượng dư gia công: Tra bảng 3.95 (STCNCTM I ) lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại đối với mặt dưới là 3,5 mm
2. Nguyên công II : Phay mặt phẳng trên A .
* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng vừa gia công để bắt vít với mặt khác, hai bậc ở mặt bên và 1 bậc ở cạnh nhờ 3 chốt tỳ tỳ lên các mặt bên ngoài.
* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt trên của lỗ chính f32H7. Để tăng cứng vững cho chi tiết ta dùng 1 chốt tăng cứng tỳ vào mặt bắt vít .
Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công II
Chọn máy : máy phay đứng 6H12. Công suất máy Nm = 7 KW
Chọn dao : Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng, đường kính dao D = 160, B = 45, d = 50, số răng Z=16 răng .
* Lượng dư gia công : Tra bảng 3.95 ( Sổ tay CNCTM tập 1 )lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại đối với mặt trên là 4,0 mm
3. Nguyên công III: Khoan , khoét, doa 2 lỗ định vị F11; khoan lỗ chốt F8.
* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng trên B vừa gia công, 3 bậc với chốt cầu tỳ và 2 mặt bên.
* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng bắt vít( mặt D).
* Chọn máy : Máy khoan cần 2H53 .Công suất máy Nm = 2,8KW
* Chọn dao : Mũi khoan thép gió , mũi khoét thép gió .
+ Mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ kiểu III có các kích thước cơ bản như sau : d = 8 mm ; L =117 mm ; l = 75 mm .
+ Mũi khoét chuôi côn thép gió có các kích thước cơ bản sau đây : D =10 ; L = 160 mm ; l = 80 mm
+ Mũi doa chuôi côn thép gió với D = 11; L=140 ; l=30
Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công III
4. Nguyên công IV: Khoét + doa lỗ chính F32H7
* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy C đã gia công, 2 bậc với chốt trụ lồng vào lỗ F11, 1 bậc với chốt trám lồng vào lỗ F11 còn lại.
* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng A.
* Lượng dư gia công: theo bảng 3-95 (STCNCTMI) ta có: lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại, lỗ F32 : t=3,0mm ;
Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên côngV
*Chọn máy:Máy doa khoan đứng K135, công suất N=6 kW ; Phạm vi tốc độ trục chính: 4242000 v/ph
*Chọn dao :
Khoét thô lỗ F32: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng chuôi côn tra bảng 4.47 và 4.48 (sổ tay CNCTM tập 1) có: D = 30,7; L = 180; l = 90;
d = 20; các thông số hình học g = 50; a = 80; w = 100 ;j0 = 40 ; j01 = 30 ; f = 1 mm .
Mũi doa máy có gắn các mảnh hợp kim cứng chuôi côn tra bảng 4.49
( sổ tay CNCTM tập 1 ) có: Khi doa thô với D=31,7 ; L = 140 ; l = 18
khi doa tinh có : D=32; L=140 ; l= 18
5. Nguyên công V: Khoét lỗ F65 & phay mặt phẳng trên lỗ bằng dao khoét .
* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy C đã gia công, 2 bậc với chốt trụ lồng vào lỗ F11, 1 bậc với chốt trám lồng vào lỗ F11 còn lại.
* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng A.
* Lượng dư gia công: theo bảng 3-95 (STCNCTMI) ta có: lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại, lỗ F65: t=3,5mm ; mặt phẳng trên lỗ F32: t=3,0
ơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên côngV
*Chọn máy:Máy doa khoan đứng K135, công suất N=6 kW ; Phạm vi tốc độ trục chính: 4242000 v/ph
*Chọn dao : Khoét thô lỗ F65: chọn mũi khoét lắp mảnh hợp kim cứng chuôi lắp tra bảng 4-47(STCNCTMI) có :D=65 , L=40-65, l=85-210, g = 50; a = 80; w = 100 ;j0 = 40 ; j01 = 30 ; f = 1 mm
Khi phay mặt phẳng trên lỗ F32 bằng dao khoét mặt đầu: ta có
D=50 ; L = 180; l = 90; d = 20; các thông số hình học g = 50; a = 80; w = 100 ;j0 = 40 ; j01 = 30 ; f = 1 mm
6. Nguyên công VI: Khoét, doa lỗ F25
* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy C đã gia công, 2 bậc với chốt trụ lồng vào lỗ F11, 1 bậc với chốt trám lồng vào lỗ F11 còn lại.
* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng A.
* Lượng dư gia công: theo bảng 3-95 (STCNCTMI) ta có: lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại ta có t=2,5mm ;
*Chọn máy:Máy doa khoan đứng K135, công suất N=6 kW ; Phạm vi tốc độ trục chính: 4242000 v/ph
Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên côngVI
*Chọn dao : Khoét thô lỗ F24: chọn mũi khoét lắp mảnh hợp kim cứng chuôi côn tra bảng 4-47(STCNCTMI) có :D=24 , L=180, l=85-210, g = 50; a = 80; w = 100 ;j0 = 40 ; j01 = 30 ; f = 1 mm
Mũi doa máy có gắn các mảnh hợp kim cứng chuôi côn tra bảng 4.49
( sổ tay CNCTM tập 1 ) có: với D=25 ; L = 140 ; l = 18
VIII. TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN CHO TẤT CẢ CÁC NGUYÊN CÔNG.
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.
1. Nguyên công I: Phay mặt phẳng trên đáy C bằng dao phay mặt đầu .
Theo bảng 31[TKĐ/A CNCTM] ta có To = (L1 + L + L2).i/S.n
Trong đó: Số lần gia công i = 2.
L = 110 mm.
L1 = {t(D-t)}+ 2
L2 = 5 mm.
Bước 1: Phay thô
L1 = {3.(100-3)}+ 2 = 19,06 mm.
Þ To = (phút).
Tct = 1,26.To = 0,168 phút.
Bước 2: Phay tinh
L1 = {0,5(100-0,5)}+ 2 = 9,05 mm.
Þ(phút)
Tct = 1,26.To = 0,194 phút.
Vậy thời gian gia công nguyên công I là T1=0,168+0,194=0,362 phút
2. Nguyên công II: Phay mặt phẳng trên hộp A
Theo bảng 31[3] có: To = (L1 + L + L2).i/S.n
Trong đó: Số lần gia công i .
L = 160mm .
L1 = {t(D-t)}+ 2
L2 = 5 mm.
Bước 1:
L1 = {3,5.(160-3,5)}+ 2 = 25,40 mm.
Þ To = phút.
Tct = 1,26.To = 0,144 phút
Bước 2:
L1 = {0,5(160-0,5)}+ 2 = 10,93mm.
Þ To = phút.
Tct = 1,26.To = 0,44phút.
Vậy thời gian gia công nguyên công II là: T2= 0,144+0,44 = 0,584 phút
- Nguyên công III : Khoan , khoét, doa 2 lỗ F 11và khoan 2 lỗ F 8
*Gia công 2 lỗ f11:
Bước 1: khoan 2 lỗ F8
L=14 mm
L1= (d / 2) . cotgj + (0,5¸ 2 ) = (8 / 2 ).cotg60 + (0,5¸ 2 ) = 3,3
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,13phút.
Bước 2 : Khoét lỗ 2 f10
L = 14
L1 = 1.cotgj + (0,5 ¸ 2) = 1.cotg60+ 1=1,58
L2 = 2
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,11phút.
Bước 3: Doa 2 lỗ f11
L = 14 mm
L1= (D-d)/2. cotgj + (0,5¸ 2 ) =0,5.cotg60+1 = 1,29
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,16phút.
* Khoan 2 lỗ f8
L=14 mm
L1= (d / 2) . cotgj + (0,5¸ 2 ) = (8 / 2 ).cotg60 + (0,5¸ 2 ) = 3,3
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,25phút.
Vậy thời gian gia công nguyên công III là:
T3= 0,13+0,11+0,16+0,25 = 0,65 (phút).
4. Nguyên công IV: Khoét, doa lỗ f32
Bước 1: Khoét lỗ f30,7
L = 32
L1 = (D-d)/2. cotgj + (0,5 ¸ 2) =2,35.Cotg60+1= 2,36
L2 = 2
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,11phút.
Bước 2: Doa thô lỗ f31,7
L = 32 mm
L1= (D-d)/2 . cotgj + (0,5¸ 2 ) = (31,7-30,7)/2 . cotg60 + 1 = 1,29
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,063phút.
Bước 3: Doa tinh lỗ f32 :
L = 32 mm
L1= (D-d)/2. cotgj + (0,5¸ 2 ) = 0,15.cotg60 + 1= 1,08
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,063 phút
Vậy thời gian gia công của nguyên công IV là :
T4= 0,11+0,063+0,063 = 0,236 (phút)
5. Nguyên công V: khoét thô lỗ f65; Phay mặt phẳng trên lỗ f32 bằng dao khoét .
- Gia công lỗ f65:
Với lỗ này ta chỉ cần khoét thô
L = 17
L1 = (D-d)/2. cotgj + (0,5 ¸ 2) =3,5.Cotg60+1=3,02
L2 = 0
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,02phút.
- Gia công mặt phẳng trên lỗ f32 :
Theo bảng 31[TKĐ/A CNCTM] ta có To = (L1 + L + L2).i/S.n
Trong đó: Số lần gia công i = 2.
L = 45 mm.
L1 = {t(D-t)}+ 2
L2 = 2 mm.
Phay thô
L1 = {3.(50-3)}+ 2 = 13,87 mm.
Þ To = (phút).
Tct = 1,26.To = 0,113 phút.
Vậy thời gian gia công của nguyên công V là :
T5 = 0,02+0,113= 0,133 (phút)
6. Nguyên công VI : Khoét, doa lỗ f25
Bước 1: Khoét lỗ f24
L = 14
L1 = (D-d)/2. cotgj + (0,5 ¸ 2) =2.Cotg60+1= 2,15
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,02phút.
Bước 2: Doa thô lỗ f25
L = 14 mm
L1= (D-d)/2 . cotgj + (0,5¸ 2 ) = 0,5. cotg60 + 1 = 1,29
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,032phút.
Vậy thời gian gia công của nguyên công VI là:
T6 = 0,02+0,032 = 0,052 (phút)
7. Nguyên công VII: Phay mặt phẳng bắt vít D bằng dao phay mặt đầu:
Theo bảng 31[TK Đ/A CNCTM] ta có To = (L1 + L + L2).i/S.n
Trong đó: Số lần gia công i .
L = 73 mm .
L1 = {t(D-t)}+ 2
L2 = 5 mm.
Bước 1:phay thô
L1 = {3,5(56- 3,5)}+ 2 = 15,56 mm.
Þ To = phút.
Tct = 1,26.To = 0,51 phút.
Bước 2:phay tinh
L1 = {0,5(56-0,5)}+ 2 = 29,75mm.
Þ To = phút.
Tct = 1,26.To = 0,18phút.
Vởy thời gian gia công của nguyên công VII là: T7= 0,51+0,18 = 0,69 (phút)
8. Nguyên công VIII: Khoan 3 lỗf6,8; Taro 3 lỗ M8
*Khoan 3 lỗ f6,8:
L=14 mm
L1= (d / 2) . cotgj + (0,5¸ 2 ) = 6,8/2. cotg60 + 1= 2,96
L2 = 3
Þ (phút)
Tct = 1,26.To = 0,22phút.
* Taro 3 lỗ M8
T0 =
L1=L2=3 mm
L=14
T0= =0,789 phút
Tct = 1,26.To = 0,99phút.
Vậy thời gian gia công nguyên công VIII là:
T8=0,22+0,99 = 1,33 (phút)
Vậy thời gian để gia công chi tiết là:
T= 0,362+0,584+0,650+0,236+0,133+0,052+0,69+1.33=4,039 (phút)
IX- THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GÁ ĐẶT CHI TIẾT CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG 2 LỖ f11+0,15
1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá.
- Đồ gá có tác dụng mở rộng khá năng công nghệ cho máy cắt gọt, đồng thời rút ngắn thời gian gia công chi tiết tạo điều kiện tăng năng suất trong khi chất lượng của sản phẩm lại đồng đều bảo đảm theo yêu cầu kỹ thuật đề ra. Do khi gia công cơ đồ gá cùng chi tiết đều nằm trong khoảng không gian gia công của máy. Vậy kích thước của đồ gá không vượt quá khoảng không gian dịch chuyển của máy.
- Đối với máy khoan cần 2H53 ta có các kích thước cơ bản như sau:
Kích thước bàn máy: 750x1230
Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính : 300
Khoảng cách từ đường trục chính tới trụ: 325-1250
Khoảng cách từ mút trục chính tới bệ: 400-1400
Khoảng dịch chuyển lớn nhất đầu khoan :900
2. Xác định phương pháp định vị:
- Chi tiết được định vị bằng mặt mặt phẳng trên B hạn chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ cầu vào hai mặt bên khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng B.
Ta có sơ đồ định vị và kẹp chặt như sau:
3. Xác định phương chiều và điểm đặt lực của lực cắt và lực kẹp chặt.
Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết sau khi gia công thì lực kẹp chặt và lực căt phải đảm bảo các yêu cầu tối thiểu sau:
- Đối với lực kẹp chặt:
- Không phá hỏng vị trí định vị của phôi.
-Lực kẹp chặt phải đủ để chi tiết không bị xê dịch dưới tác dụng của lực cắt nhưng không được quá lớn so với giá trị cần thiết làm biến dạng phôi.
- Không làm hỏng bề mặt do lực kẹp tác dụng vào.
- Cố gắng làm cho phương chiều không đi ngược chiều với lực cắt mà cần vuông góc và hướng vào bề mặt định vị.
- Kết cấu nhỏ, đơn giản, gọn nhất có thể nhưng bảo đảm an toàn, tháo tác nhanh, ít tốn sực, dễ bảo quản và sửa chữa….
Để đáp ứng tối đa các điều kiện đó ta chọn phương án kẹp chặt như sau:
-Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết :
+ Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm :
N1,N2: Phản lực phiến tỳ.
P : Lực cắt chiều trục.
Mx : Mô men xoắn do cắt gây ra.
W1,W2 : Lực kẹp chi tiết.
Mômen cắt M có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh trục của nó. Muốn cho chi tiết không bị xoay thì mômen ma sát do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng mômen cắt
Do chi tiết được định vị bằng mặt phẳng và được kẹp chặt bằng mỏ kẹp
Ta giả sử chi tiết dưới tác dụng của Mx sẽ quay quanh tâm đặt lực W2, nên ta có phương trình cân bằng :
K.Mx = W1.f.(L4+L5)+P.f.L5
W1
Trong đó:
K là hệ số an toàn được tính như sau :
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 .
K0 =1,5 : Hệ số an toàn chung .
K1: Hệ số tính đến trường hợp lực cắt tăng khi độ bóng thay đổi.
Với bước gia công thô K1 = 1,2
K2 = 1,5 : Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi dao mòn
K3 = 1 : Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi gia công gián đoạn
K4 = 1,3: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt khi kẹp bằng tay .
K5 = 1 : Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay
K6 = 1,5 : Hệ số tính đến trường hợp mô men làm quay chi tiết khi định vị chi tiết trên phiến tỳ.
Þ K = 5,265 Ta chọn K = 5,3.
L4: khoảng cách từ tâm dao đến tâm mỏ kẹp ; ta có L4=30 mm
L5: khoảng cách từ tâm dao đến tâm mỏ kẹp ; ta có L5=70 mm
f: hệ số ma sát ; theo bảng 34(TKĐ/A CNCTM) ta có f=0,2-0,4
lấy f=0,2
Ta biết khi khoan mômen cắt và lực cắt chiều trục là lớn nhất nên ta tính lực kẹp khi khoan.
Lực kẹp cần thiết : W1323N
4. Xác định cơ cấu sinh lực kẹp chặt.
Hình dạng và kết cấu của phiến kẹp và cơ cấu tạo lực kẹp chặt cho chi tiết khi gia công cơ học có dạng như sau:
Chọn l2 = 2.l1 = 60 mm. Vậy để tạo ra một lực W=323N tác dụng vào chi tiết gia công thì cơ cấu bulông đai ốc phải tạo ra một lực Q=2.W=646 N tác dụng vào thanh kẹp.
Tra bảng 8.50[2] và 8.51[2] có vít kẹp và đai ốc:
Vít kẹp: đường kính ren tiêu chuẩn d = 10 mm
Đai ốc : Dường kính ren tiêu chuẩn d = 10 mm
Chiều dài tay vặn L = 120 mm tạo lực kẹp Q = 3500 N
Vậy để đảm bảo lực kẹp thực tế lớn hơn W tính toán ta chọn bu lông kẹp M10 .
5.Chọn cơ cấu dẫn hướng.
Đối với nguyên công tiến hành khoan, khoét và doa lỗ f11 mà ta biết rằng đối với đồ gá khoan, khoét, doa thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó không những giúp ta xác định nhanh chóng vị trí cần gia công mà còn có tác dụng tăng độ cứng vững của dụng cụ cắt trong quá trình gia công làm tuổi thọ dụng cụ tăng đồng thời hạn chế bớt các thao tác nhầm lẫn của công nhân, làm ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm.
Vậy để doa lỗ có đường kính d = 11 mm ta chọn bạc dẫn có kích thước và hình dạng (Hình bên).
6. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá eCT cho kích thước giữa tâm lỗ gia công với tâm lỗ chính L=26+0,1mm
Nhận thấy rằng đồ gá là dụng cụ có nhiệm vụ định vị và kẹp chặt chi tiết cần gia công trên bàn máy của máy cắt kim loại, tức là nó bảo đảm vị trí tương quan giữa dao và chi tiết. Cho nên sai số của đồ gá khi chế tạo và lắp ráp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sai số của kích thước khi gia công, cụ thể nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn chọn làm định vị.
Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình hoặc dao định kích thước thì sai số của đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công. Nhưng khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ. Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.
Sai số gá đặt được tính theo công thức như sau:
=
Trong đó:
- ec: Sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra. Do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn có giá trị bằng lượng biến động của gốc kích thước chiếu lên phương kích thước thực hiện , trong nguyên công gia công lỗ đạt L=26+0,1mm ec =0
- ek: Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 24 (TK Đ/ACNCTM). Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không.
- em: Sai số mòn. Sai số mòn được xác định theo công thức sau đây:
(mm) = 0,3. = 24 mm.
- eđc: Sai số điều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy eđc=5 ¸10 mm.
- egđ: Sai số gá đặt, khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: [egđ] = (1/3¸1/5).d. Với d dung sai của nguyên công Þ [egđ] = 150/3 = 50 mm.
- ect: Sai số chế tạo cho phép đồ gá. Sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:
ect= = 43 mm.
Căn cứ vào sai số gá đặt cho phép ect của đồ gá để chế tạo và lắp ráp các chi tiết tạo nên đồ gá đáp ứng được yêu cầu chế tạo của chi tiết ở nguyên công đó.
Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:
- Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá ≤ 0,043 mm.
- Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị so với đáy đồ gá ≤ 0,043 mm.
- Độ không vuông góc của tâm bạc dẫn so với đáy đồ gá ≤ 0,043 mm.
- Đốí với các chi tiết dùng để định vị cho chi tiết hoặc dẫn hướng cho dụng cụ cắt phải được nhiệt luyện đạt độ cứng 50¸ 55 HRC .
- Bạc dẫn hướng cho mũi doa bề mặt phải được gia công đạt độ bóng
Ra = 1.25 ¸ 0.63 mm.
7. Các chi tiết đã sử dụng trong đồ gá.
Kích thước của đồ gá phải thích hợp với khoảng không gian vận hành hiệu quả của máy. Do đó ta phải lựa chọn các chi tiết để lắp nên đồ gá phải có kết cấu thích hợp. Tuy nhiên do đồ gá được lắp từ khá nhiều chi tiết khác nhau, cho nên ở đây chi biểu diễn một số chi tiết chính quan trọng trong đồ gá còn các chi tiết nhỏ thì ta thể hiện trong bản vẽ lắp đồ gá và bảng liệt kê các chi tiết.
7.1 Phiến dẫn.
Phiến dẫn là nơi lắp bạc dẫn hướng lên, chúng có nhiệm vụ dẫn hướng chính xác dụng cụ cắt vào vùng cần gia công trên chi tiết rút ngắn thời gian hiệu chỉnh máy, tăng năng suất gia công cho máy. Nó được làm bằng gang xám chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. Sau đó tiến hành gia công cơ học tạo các vị trí lắp bạc dẫn hướng. Nó có hình dạng và kích thước như sau:
7.2 Đế đồ gá.
Đế đồ gá là là chi tiết cơ bản rất cơ bản của đồ gá. Nó là không những là nơi chịu lực chính của đồ gá mà còn là nơi lắp ráp các chi tiết khác tạo thành đồ gá hoàn chỉnh. Cho nên đế đồ gá được làm bằng gang xám chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. Sau đó tiến hành gia công cơ học tạo các vị trí lắp vít và bulông để lắp các chi tiết khác lên đó.
7.3 Bảng thống kê các chi tiết đồ gá :
MỤC LỤC
I . PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
II . PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT
III . XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
IV . CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
V . LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG
VI . TÍNH LƯỢNG DƯ CHO BỀ MẶT TRÊN A
VII . TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG LỖ F11
VIII . TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN CHO TẤT CẢ CÁC NGUYÊN CÔNG
IX . TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG LỖ F11
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập I; II ;III
NXB KHKT - Hà Nội 2001.
Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.
[2].Thiết Kế Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy.
NXB KHKT- Hà Nội 2000.
GS.TS Trần Văn Địch.
[3].Công nghệ chế tạo máy.
NXB KHKT -Hà Nội 2003
GS.TS Trần Văn Địch , PGS.TS Nguyễn Trọng Bình; PGS.TS Nguyễn Thế Đạt; PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp ; PGS.TS Trần Xuân Việt.
[4].Sổ tay và Atlas đồ gá.
NXB KHKT - Hà Nội 2000.
GS.TS Trần Văn Địch.
[5]. Hướng dẫn TK Đ/A CNCTM
GS.TS Nguyễn Đắc Lộc ; ThS. Lưu Văn Nhang
[6]. Tính Toán Thiết Kế Máy Cắt Kim Loại
[7]. Cơ Sở Máy Công Cụ
