ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC VÍT 40X KT CÔNG NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện nay, là những kĩ sư chế tạo máy trong tương lai phải nắm vững được những kiến thức cơ bản trong nhà trường để có nền tảng kiến thức vững chắc mới mong tiếp nhận được những công nghệ khoa học tiên tiến trong thời đại hiện nay. Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước của nước ta nghành cơ khi chế tạo máy chiếm một vị thế hết sức quan trọng. Nhận thấy được điều này Đảng và Nhà nước ta có những chính sách hết sức đúng đắn cho nghành này. Mộttrong những chính sách đó là đào tạo ra một lực lượng lao động có trình độ trong ngành chế tạo máy.

  Là một sinh viên ngành chế tạo máy em tự thấy rằng môn học công nghệ chế tạo máy là một môn học rất quan trọng đối với bản thân mình. Để củng cố kiến thức đã được học của môn học Công nghệ chế tạo máy máy em được giao cho đề tài đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Sau một thời gian nghiên cứu và làm đồ án em đã hoàn thành được đồ án này.

Qua đồ án này em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư chế tạo máy tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn: Công nghệ chế tạo máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn .

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy trong  bộ  môn  và  đặc biệt  là  sự  hướng  dẫn  tận  tình  của  thầy giáo: Phạm Quang Đồng.

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc, đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công :

1. Chức năng :

    Trục vít là một chi tiết máy rất quan trọng và phổ biến trong ngành chế tạo máy. Cùng với bánh vít, trục vít kết hợp thành một bộ truyền để truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau.

Điều kiện làm việc :   

Trục vít thiết kế năm trong các hộp giảm tốc trục vít – bánh vít trong đó bộ truyền trục vít – bánh vít nằm ở cấp nhanh. Với chức năng là đầu vào của giảm tốc trục vít nhận mômen xoắn của động cơ thông qua băng tải và truyền chuyển động đến tất cả các chi tiết còn lại trong hộp giảm tốc. Với những yếu tố trên trục vít làm việc trong điều kiện hết sức khắc nhiệt.

Trục vít làm việc với tốc độ cao trong điều kiện bôi trơn làm mát khó khăn vì vậy trong quá trình làm việc trục vít sinh nhiệt nhiều gây ra các dạng hỏng nguy hiển như mòn răng, dính răng.

Khác với bộ truyền bánh răng, với bộ truyền trục vít trong quá trình làm việc xuất hiện vận tốc trượt trên bề răng gây ra  tổn thất công suất, sinh nhiệt nhiều và xuất hiện các dạng hỏng như tróc rỗ bề mặt răng, hỏng do mỏi và gẫy răng.

 Khi làm việc với vận tốc cao trục vít chụi tải trọng chu kỳ và tải trọng va đập do vậy trục vít có thể bị hỏng do mỏi. Vì sinh nhiệt nhiều trong quá trình làm việc do có vận tốc trượt trên bề mặt răng ăn khớp nên dạng hỏng chủ yếu của trục vít là mòn răng.

1. Đặc điểm kết cấu của chi tiết :

Với các hiện tượng như trên phát sinh trong quá trình làm việc do đó cần phải có các biện pháp công nghệ hợp lý trong quá trình chế tạo và cần phải phối hợp hợp lý cạp vật liệu ăn khớp giữa bánh vít và trục vít để bộ truyền có tuổi thọ là cao nhất.           

C	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			Không lớn hơn
0,30¸0,45	0,17¸0,37	0,5¸0,8	0,04	0,04	< 0,40	0,80¸1,10

                             Bảng thành phần hoá học của thép: 40X

2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và chọn biện pháp gia công lần cuối:

a. Phân tích yêu cầu kỹ thuật:

Chi tiết thiết kế có L= 357 mm và D_max= 55 mm

Vậy có tỷ số    

Các cổ trục lắp ổ lăn được gia công chính xác cấp 6 độ nhám bề mặt đạt được cấp 7 ( R_a = 1.25mm )

Rãnh then yêu cầu độ song song của then đối với đường tam của trục là 0.01

Mặt cạnh ren của trục vít yêu cầu gia công với độ nhám đạt được là:R_a = 2.5 cấp 7

Tại vị trí các vai trục yêu cầu độ vuông góc với đường tâm của trục

Nhiệt luyện: tôi cao tần bề mặt ren vít và cổ trục đạt độ cứng là: 42 ¸ 44 HRC

b. Chọn phương án gia công tinh lần cuối

Với chi tiết gia công là trục vít thì bề mặt quan trọng nhất đó là mặt vít và hai vị trí gối trục vì trong quá trình làm việc trục vít được lắp trên hai ổ và ăn khớp với bánh vít do đó cần phải đảm bảo độ đồng tâm giữa đường tâm mặt vít với đường tâm  của hai gối ổ. Để thuận tiện cho gia công chọn phương án gia công trục vít là tiện.

Hai bề mặt lắp  ổ lăn có cùng đường kính là: F50 với chế độ lắp tiêu chuẩn là: k6. Đây là hai bề mặt quan trọng đảm bảo cho trục vít làm việc ổn định, có độ nhám là: R_a = 1.25 vì vậy chọn phương án gia công tinh lần cuối là mài.

Các bề mặt có đường kính F55 là các vai trục có tác dụng cố định ổ do đó mặt đầu của ổ tỳ vào vai trục, khi hạ bậc cần tiện sao cho đảm  bảo độ vuông góc mặt đầu và tâm trục.

Trong quá trình làm việc bề mặt F45 được định vị cùng với thân hộp và lắp trên vòng chắn dầu do đó chỉ cần gia công thô là đủ.

Để truyền mômen xoắn từ bộ truyền khác tới trục vít nhờ bề mặt F40 và then. Trong quá trình gia công cần đảm bảo kích thước  và độ nhám là: R_a = 1.25 chọn phương pháp gia công cuối cùng là mài.

Để đảm bảo vị trí tương đối của rãnh then chọn phương pháp gia công là phay trên máy phay.

3. Đánh giá tính công nghệ

Vì chi tiết là một loại sản phẩm sử dụng rất nhiều trong các loại hộp giảm tốc trục vít – bánh vít do đó kết cấu đã hợp lý không phải sủa đổi ghì thêm.

PHẦN II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT  

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp. Nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ về kĩ thuật và các hình thức tổ chức sản xuất, quản lý của nhà máy nhằm đạt được hiệu quả cao nhất.

Dạng sản xuất nói lên quy mô sản xuất với ý nghĩa vốn đầu tư, đầu tư cơ sở vật chất trang thiết bị kỹ thuật để tổ chức sản xuất nhằm đạt được các mục đích khác nhau như nâng cao năng suất, hạ giá thành sản phẩm, hoặc nhằm đạt được một kế hoạch nhất định trong một khoảng thời gian nào đó.  

Cách xác định dạng sản xuất bằng phương pháp tra bảng thông qua hai chỉ tiêu là : Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm và khối lượng của chi tiết gia công :

1.  Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm:

              ( 1 )

   Trong đó :

N_i : Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch :

      N_i = 12000 (ct/năm)

N: Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một sản phẩm/năm

a : Lượng sản phẩm dự phòng sai hỏng khi tạo phôi gây ra : a = 3%

b : Lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ : b = 3 %

 =  13320 (ct/năm)

      Lấy N = 13320 (ct/năm)

2. Khối lượng chi tiết gia công :

Khối lượng của chi tiết gia công được xác định theo công thức:

G = V.g (Kg)          ( 1 )

    trong đó :

V: Thể tích chi tiết gia công (dm³)

g : Khối lượng riêng của vật liệu.Với thép có g = 7,852 Kg/dm³

Gọi V là thể tích của chi tiết.

            V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, là thể tích các khối hình trụ (hình: 01)                        

Hình 01: Bản vẽ tính thể tích của chi tiết

      Vậy V = V₁ + V₂ +2.V₃ + 2.V₄ + 2.V₅ + 2.V₆ + V₇    (mm³)

                    ÞV = 166500.P (mm³)

                        G = V.g = 166500.P.7,852.10^-6 = 4.1 (Kg)

Sau khi xác định sản lượng và trọng lượng tra bảng 2.6.[I] ta xác định được dạng sản xuất loạt lớn

PHẦN III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI

1.  Cơ sở của chọn phôi.

          Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề chứ năng và kết cấu của chi tiết máy, vật liệu sử dụng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt và kích thước của chi tiết quy mô và tính loạt của sản phẩm.

Để chọn phôi có thể căn cứ vào một số đặc tính sau: 

       + Tính kinh tế của phương án trong điều kiện sản xuất nhất định.

       + Tính hợp lý của quy trình công nghệ chế tạo phôi.

       + Mức độ trang bị của các quá trình công nghệ tạo phôi, khả năng ứng dụng tự động hoá.

       + Chất lượng của phôi, các loại sai hỏng có thể xuất hiện trong quá trình tạo phôi và khả năng loại bỏ chúng.

+ Hệ số sử dụng vật liệu K_VL

+ Khối lượng gia công và khả năng tạo phôi

+ Chọn dạng phôi tuỳ thuộc vào kết cấu, đặc tính làm việc, yêu cầu vận hành của chi tiết, dạng sản xuất.

2. Phương pháp chế tạo phôi. 

Với vật liệu chi tiết là thép 40X cùng với dạng sản xuất loạt lớn có rất nhiều phương án chế tạo phôi được áp dụng: Phôi đúc, phôi cán, phôi rèn, và phôi dập                              

1. Phôi đúc :

Đúc là phương pháp gia công tạo phôi mà trong đó quá trình la lấu chảy kim loại, hợp kim  rồi rót vào một khoang rỗng đã được tạo hình trước theo yêu cấu.

* Ưu điẻm:

   Sản phẩm đúc có thể được chế tạo từ nhiều vật liệu.

   Có thể đúc được những sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp, từ nhỏ đến rất lớn.

   Sản phẩm đúc có thể đạt được độ chính xác cao, độ nhẵn bề mặt khá cao nhờ những phương pháp đúc đặc biệt.

   Tạo ra trên vật đúc những lớp vật liệu có cơ tính khác nhau.

   Có thể cơ khí hoá, tự động hoá.

* Nhược điểm

   Chưa tiết kiệm được vật liệu do tổn hao ở hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi, do sai hỏng gây nên.

   Kiểm tra khuyết tật của vật đúc là khó khăn.

1. Phôi cán :

 Cán là phương pháp cho kim loại biến dạng giữa hai trục quay ngược chiều nhau (trục cán) có khe hở nhỏ hơn chiều cao của phôi, kết quả lam cho chiều cao của phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng.

* Ưu điểm :

 Nâng cao được chất lượng phôi

 Năng suất cao.

*  Nhược điểm :

 Chỉ cán được những sản phẩm không phức tạp.

1. Phôi rèn :

 Rèn là phương pháp gia công bằng áp lực trong đó quá trình biến dạngtự do dần dần về các hướng ma không bị hạn chế bới một bề mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc trực tiếp với dụng cụ gia công.

*  Ưu điểm :

Phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng,

Có thể chế tạo được các chi tiết có hình dáng kích thước, khối lượng rất khác nhau,

Phôi có tính đồng đều thích hợp với các chi tiết chịu tải lớn,

Dụng cụ và thiết bị tương đối đơn giản cho nên vốn đầu tư ít, tính linh hoạt trong sản xuất cao

Nâng cao chất lượng sản phẩm.

*  Nhược điểm :

Độ bóng và độ chính xác đạt được không cao,

Sự đồng đều trong cả loạt sản xuất là không cao,

Lượng dư lờn, hệ số sử dụng vật liệu thấp,

Năng suất thấp đặc biệt khi rèn bằng tay,

Hình dáng phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân.

d. Phôi dập :

Phương pháp gia công bằng dập thể tích hay còn gọi la rèn khuôn khi gia công áp lực phôi sẽ biến dạng và điền đầy vào một khoảng rỗng được gọi là lòng khuôn. Sự biến dạng của kim loại được giới hạn trong lòng khuôn. Kết thúc quá trình dập kim loại sẽ điền kín lòng khuôn và vật dập có hình dáng, kích thước giống lòng khuôn.

* Ưu điểm:

Vật dập có độ bóng và độ chính xác cao hơn phương pháp rèn tự do khi áp dụng những phương pháp đặc biệt thì độ chính xác đạt được có thể rất cao,

Cơ tính của vật dập cao, đồng đều do giai đoạn nén khối gây nên,

Có thể dập được những chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết kiệm được kim loại do hệ số sử dụng vật liệu cao so với rèn tự do, thao tát đơn giản không cần có thợ bậc cao,

* Nhược điểm :

Giá thành chế tạo khuôn tương đối lớn, thương áp dụng cho sản xuất loạt lớn hàng khối,

Đòi hỏi công suất thiết bị lớn do đó hạn chế trọng lượng của vật dập.

*  Kết luận:

Căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương pháp chế tạo phôi đã phân tích trên, căn cứ vào dạng sản xuất là loạt lớn và căn cứ vào điều kiện sản xuất chọn phương pháp chế tạo phôi là dập thể tích. Với phương pháp chế tạo phôi như vậy sẽ đảm  bảo cho chi tiết gia công đạt năng suất cao và đảm bảo tính kinh tế là cao nhất. (hình: 02)

PHẦN IV :    CHỌN CHUẨN

Chọn chuẩn là việc rất quan trọng trong quá trình thiết kế quy trình công nghệ, nhằm  xác định vị trí của chi tiết gia công, vị trí của bề mặt gia công so với quỹ đạo chuyển động của dao để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của nguyên công đó.

1. Vấn đề chuẩn định vị khi gia công:
2. Yêu cầu và lời khuyên chung khi chọn chuẩn:

*  Yêu cầu:

Đảm bảo chất lượng sản phẩm  ổn định trong suốt quá trình gia công ,

Nâng cao năng suất, hạ gia thành.

*  Lời khuyên:

Chọn chuẩn phải tuân theo nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết số bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất. Tuyệt đối tránh hiện tượng thiếu và siêu định vị, trong một số trường hợp là thừa định vị một cách không cần thiết.

Chọn chuẩn sao cho lực cắc lực kẹp không lam chi tiết, đồ giá bị biến dạng cong vênh đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm sức lao động cho công nhân.

Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ giá đơn giản gọn nhẹ, sử dụng thuận tiện và thích hợp với từng dạng sản xuất nhất định.

1. Chọn chuẩn tinh:

*  Yêu cầu:

Đảm bảo độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau,

Phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công.

*  Lời khuyên:

Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất,

Chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt.

*  Các phương án chọn chuẩn:

- Phương án 1: Hai lỗ tâm  ở hai đầu trục (hình: 03)

+  Ưu điểm :

Dùng hai lỗ tâm côn làm  chuẩn có thể gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt của trục,

Không có sai số chuẩn theo kích thước đường kính.

+  Nhược điểm:

Có sai số chuẩn theo phương hướng trục ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước chiều dài các bậc trục khi gia công,

Việc cho dầu, mỡ vào để bôi trơn lỗ tâm là khó khăn, dễ gây biến dạng lỗ tâm và cháy lỗ tâm,

Phải sử dụng tốc để truyền mômen xoắn cho trục nên kết cấu kém  cứng vững hơn,

Khi gia công trục dài có tỷ số ngoài định vị như trên phải bố trí các biện pháp tăng cứng.

Hình 03: bản vẽ định vị bằng hai lỗ tâm

-  Phương án 2: mặt ngoài kết hợp với lỗ tâm (hình 04)

+  Ưu điểm:

Trục được cặp vào mân cặp 3 chấu hoặc ống kẹp và đầu còn lại được gá trên mũi tâm.

Có thể gia công được các mặt ngoài của trục.

+  Nhược điểm:

Không dùng làm chuẩn tinh thống nhất được vì khi gia công song một đầu phải quay ngược chi tiết lại gia công đầu còn lại.

Hình 04:định vị bằng mặt trụ ngoài và lỗ tâm

-  Phương án 3: Chuẩn là mặt ngoài của trục (hình 05)

+  Ưu điểm:

Độ cứng vững cao

Có thể thực hiện gia công được nhiều bề mặt khác trên trục như: mặt trụ, các rãnh then hoa, mặt ren…

+  Nhược điểm:

Không gia công đuợc hầu hết các bề mặt trên trục, 

Đồ gá phức tạp. 

Hình 05: định vị bằng mặt trụ ngoài

Kết luận: Với chi tiết là trục vít yêu cầu độ chính xác cao giữa các bề mặt do đó chọn chuẩn tinh thống nhất là phương án 1: Hai lỗ tâm  ở hai đầu trục.

1. Chọn chuẩn thô.

*  Yêu cầu:

Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với bề mặt gia công,

Phân phối lượng dư đủ cho các bề mặt sẽ gia công.

*  Lời khuyên:

Theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô,

Theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan so với bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô,

Theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết gia công có tất cả các bề mặt cần gia công thi nên chọn bề mặt phôi của bề mặt nào yêu cầu lượng dư nhỏ nhất và đồng đều nhất làm chuẩn thô,

Nếu cố nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn thì nên chọn bề mặt bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô,

Ưng với một bậc tự do cần thiết thì chuẩn thô chỉ được chọn và sử dụng không quá một lần trong cả quá trình gia công.

Phương án 1: Hai ngõng trục kết hợp với mặt đầu (hình 06)

+  Ưu điểm :

Bề mặt chọn làm chuẩn tương đối bằng phẳng qua đó đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và không gia công. Cụ thể sử dụng mặt đầu đã qua gia công sẽ đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu.

Với sơ đồ định vị như trên rất thuận tiện cho việc sử dụng các máy chuyên dùng để tạo chuẩn tinh ở hai mặt đầu làm chuẩn để gia công tiếp theo.

+  Nhược điểm:

Yêu cầu chế tạo phôi dập chính xác,

Lực kẹp có thể gây biến dạng cong vênh chi tiết gia công.

Hình 06: bản vẽ định vị khi gia công thô

Kết luận: Việc chọn chuẩn thô để gia công tạo chuẩn tinh là phay mặt đầu và khoan tâm. Vậy để đảm bảo độ chính xác giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công ta chọn chuẩn thô là phương án số 1.

2. Lập quy trình công nghệ.

PHẦN V: TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ

Muốn đạt được chi tiết có hình dáng và kích thước, chất lượng bề mặt phù hợp  với yêu cầu kỹ thuật ghi trên bản vẽ ta phải thực hiện gia công trên nhiều nguyên công(hay nhiều bước). Tại mỗi nguyên công hay bước ta phải tiến hành hớt đi một lượng kim loại kim loại nhất định.

Lớp kim loại được hớt đi trong quá trình gia công được gọi là lương dư gia công.

Xác định lượng dư hợp lý sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế.

* Lượng dư quá lớn sẽ dẫn đến:

+ Tốn vật liệu làm  cho hệ số sử dụng vật liệu giảm.

+ Tốn khối lượng lao động để gia công chi tiết.

+ Tốn năng lượng điện vì phải cắt nhiều lần hay dùng máy có công suất lớn để gia công.

+ Hao mòn dụng cụ.

+ Máy mòn nhanh.

+ Vận chuyển nặng.

Ngoài ra lượng dư lớn còn gây khó khăn cho việc gia công theo phương pháp điều chỉnh sẵn, tăng biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ, do đó giảm độ chính xác gia công. Tất cả những tồn tại trên đây làm cho giá thành của sản phẩm sản xuất ra tăng.

* Lượng dư gia công nhỏ sẽ dẫn đến:

+ Lượng dư quá nhỏ không đủ để hớt đi sai lệch của phôi,

+ Lượng dư quá nhỏ sẽ xẩy ra hiện tượng trượt giữa dao và chi tiết, dao sẽ mòn nhanh, chất lượng bề mặt đạt được không cao,

+ Tăng phế phẩm và tăng gia thành của sản phẩm.

Với những tính toán phân tích ở trên thì việc xác định hợp lý lượng dư để gia công có ý nghĩa rất quan trọng. Trong thực tế để xác định giá trị lượng dư này ding hai phương pháp:

1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm.

Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong sản xuất. Theo phương pháp này thì lượng gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư theo kinh nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không tính đến điều kiện gia công cụ thể cho nên lượng dư gia công thường lớn hơn giá trị cần thiết. Giá trị lượng dư được tra trong sổ tay công nghệ.

2. Phương pháp tính toán phân tích:

Phương pháp này dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo thành lượng dư do giáo sư: Kovan đề xuất.

3. Tra lượng dư cho các bề mặt của chi tiết.

          Ở đây tralượng dư cho các bề mặt của chi tiết theo các tài liệu [1] và [9], [10]

* Đối với đoạn trục có thông số F40    L = 58

   +  Lượng dư cho mài    2.Z_b = 0.5

 Cấp chính xác sau mài   5 ¸ 6

   Cấp độ nhám bề mặt    7 ¸ 8 ,   R_a = 1,25     T = 15

Kích thước đường kính sau tiện tinh để mài là : d_t = 40 + 0.5 = F40,5

+ Lượng dư cho tiện tinh: 2.Z_b = 1,1

Cấp độ chính xác sau gia công: 11

Cấp độ nhám bề mặt : 4 ,      R_a = 2,5  T = 30

Kích thước đường kính sau tiện thô để tiện tinh là: d_th = 40,5 + 1,1 = F41,6

+ Lượng dư cho tiện thô: 2.Z_b = 1,5

Cấp chính xác sau gia công: 13

Cấp độ nhám bề mặt: 3 ,   R_z = 60  T = 60

Kích thước đường kính của phôi là: d_ph = 41,6 + 1,5 = F43,1

Đối với phương pháp gia công đập thể tích dung sai của phôi đạt được là

* Đối với đoạn trục có đường kính là: F45   và L = 46

Đối với đoạn trục này yêu cầu độ nhám bề mặt đạt được không cao do đó chỉ cần gia công thô là đủ, không cần gia công tinh

+ Lượng dư cho nguyên công tiện thô : 2.Z_b = 1,5

Cấp độ chính xác đạt được là: 13

Cấp độ nhám đạt là: 3  ,             R_z = 60  T = 60

Kích thước của phôi là: d_ph = 45 + 1,5 = F46,5

Đối với phương pháp gia công đập thể tích dung sai của phôi đạt được là

* Đối với đoạn trục có kích thước: F50   và L = 24

+ Lượng dư cho mài, lượng dư cho tiện tinh, lượng dư cho tiện tinh giống với các thông số của đoạn trục có kích thước : F40

Kích thước danh nghĩa của phôi là: d_ph = F53,1

Đối với phương pháp gia công đập thể tích dung sai của phôi đạt được là

* Đối với đoạn trục có kích thước: F55   và  L = 10

Đối với đoạn trục này yêu cầu độ nhám bề mặt đạt được không cao do đó chỉ cần gia công thô là đủ, không cần gia công tinh

+ Lượng dư cho nguyên công tiện thô: 2.Z_b = 2.0

Cấp độ chính xác đạt được là: 13

Cấp độ nhám sau gia công là: 3   R_z = 60       T = 60

Kích thước danh nghĩa của phôi là: d_ph = F57

Đối với phương pháp gia công đập thể tích dung sai của phôi đạt được là

* Đối với đoạn trục vít có kích thước là: F48  L = 55

Đây là đoạn trục vít, bề mặt làm việc của trục vít là các cạnh của biên dạng vít do đó bề mặt này phải có độ bóng cao vì vậy phải gi công chính xác. Bề mặt ngoài không tham gi vào quá trình làm việc không cần độ nhám bề mặt cao do đó chi cần tiện thô một làn đạt kích thước F48 là được.

+ Lượng dư cho tiện thô: 2.Z_b = 1,5

Cấp độ chính xác đạt được là: 11

Cấp độ nhám đạt được là: 3       R_z = 60      T = 60

Kích thước danh nghĩa của phôi là: d_ph = F49,5

Đối với phương pháp gia công đập thể tích dung sai của phôi đạt được là .

* Đối với các mặt đầu của trục:

+  Đoạn  trục  có  kích  thước  :  F40 L = 58. có lượng dư theo chiều dài là: a = 1.0

+ Các đoạn trục có các kích thước trong khoảng từ F30 ¸F50 có lượng dư cho chiều dài là: a = 1.0

+ Các đoạn trục có các kích thước trong khoảng từ F50 ¸F120 có lượng dư cho chiều dài là: a = 1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PHẦN VI :  TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT

Xác định chế độ cắt hợp lý là một trong những phương pháp nâng cao năng suất và chất lượng bề mặt gia công.

* Nguyên công I : Hoả mặt đầu, khoan tâm

1. Tính cho nguyên công hoả mặt đầu:

a. Tính chiều dài gia công:

                                       L_gc = L_c + y + L_t

Trong đó:

L_c : Chiều dài cắt.     Ta có L_c = 50 mm

y : Chiều dài cào ra của dụng cụ cắt

L_t : Chiều dài thêm dùng trong trường hợp kết cấu chi tiết gia công cần chiều dài này. Chọn L_t = 0

Tra các bảng 2.97, 2.98 [4] ta có:  y = 17

Vậy có: L_gc = 50 + 17 = 67

Tính bề rộng phay trung bình:

b. Chọn bước tiến dao răng của dao phay:  

S_z = 0,1 mm

c. Chọn tuổi bền dao phay T_p = 90     bảng 2.82 [4]

d. Tính vận tốc cắt, số vòng quay và bước tiến dao cho bàn máy:

Xác định vận tốc: v_b = 33   bảng 2.84[4]

Tính số vòng quay trục chính:

Chọn số vòng quay trục chính n = 179 (v/ph)

Tính lại vận tốc thực tế:   

Tính bước tiến dao phúp cho máy   S_m = S_z.Z_d.n

Trong đó:  

Z_d: số răng của dao.   Chọn Z_d = 4

D: đường kính dao phay   D = 80 mm

S_z: bước tiến dao   S_z = 0,1

     S_m = 0,1.4.179 = 143(mm/ph)

e. Xác định thời gian cơ bản theo công thức gần đúng:

T₀ = 0,004.L = 0,004.50 = 0,2 (ph)     bảng 3.6[4]

f. Tính công suất máy.

Đối với dao phay mặt đầu công suất tính theo công thức:

Trong đó:

E: hệ số theo bảng 2.95 [4] có   E = 1,7

v: vận tốc cắt     v = 120,38 (m/ph)

t: chiều sâu cắt      t = 2 mm

Z_d: số răng dao phay   Z_d = 4

K₁: hệ số phụ thuộc vật liệu gia công

K₂: hệ sô phụ thuộc loại dao và vận tốc cắt

Tra bảng 2.87 [4] có   K₁ = 1,1        K₂ = 0,75

Kiểm tra theo công suất máy

N_c  = 1,8 £ 1,2.N_đc.h = 1,2.13.0,95 = 14,82

Vậy thoả mãn điều kiện về công suất.

2. Tính cho nguyên công khoan tâm.

a. Tính chiều dài gia công:

                                       L_gc = L_c + y + L_t

Trong đó:

L_c : Chiều dài cắt.     Ta có L_c = 12,5 mm

y : Chiều dài cào ra của dụng cụ cắt

L_t : Chiều dài thêm dùng trong trường hợp kết cấu chi tiết gia công cần chiều dài này. Chọn L_t = 0

Tra các bảng 2.99 [4] ta có:  y = 4

Vậy có: L_gc = 12,5 + 4 = 16,5

b. Tra bước tiến dao vòng S₀ :  

S₀ = 0,2 mm/vg

c. Chọn tuổi bền dao phay T_p = 30     bảng 2.105 [4]

d. Tính vận tốc cắt, số vòng quay của máy:

Xác định vận tốc: v_b = 23 (m/ph)    bảng 2.106[4]

Tính số vòng quay trục chính:

Chọn số vòng quay trục chính n = 600 (v/ph) do điều chỉnh là vô cấp

Tính lại vận tốc thực tế:   

e. Xác định thời gian cơ bản theo công thức gần đúng:

 

f. Tính toán kiểm tra công suất máy.

Công suất tính theo công thức:

Trong đó:

N_b: công suất cắt bảng 2.138 [4] có  N_b = 1,4

k_N: hệ số phụ thuộc vật liệu gia công bảng 2.143 [4] có k_N = 1,1

Kiểm tra theo công suất máy

N_c  = 0,924 £ 1,2.N_đc.h = 1,2.13.0,95 = 14,82

Vậy thoả mãn điều kiện về công suất.

Vậy ta có bảng sau:

Bước	Máy	Dao	S(mm/vg)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	MP-71M	T15K6	0,2	2	479	0.2
2		P18	0,2	14	600	0.7

 

* Nguyên công II : Tiện thô F48, F51,6, F55, F45

1. Tính cho bước 1: tiện thô bề mặt F45

a. Tính chiều dài gia công:

                                       L_gc = L_c + y + L_t

Trong đó:

L_c : Chiều dài cắt.     Ta có L_c = 57 mm

y_c : Chiều dài cào ra của dụng cụ cắt

y_vr : Chiều dài thêm dùng trong trường hợp kết cấu chi tiết gia công cần chiều dài này. Chọn y_vr = 3

Tra các bảng 2.60 [4] ta có:  y = 1

Vậy có: L_gc = 57 + 1 + 3 = 61

b. Chọn bước tiến dao:  

S_b = 0,6 mm/vg

Tính lại bước tiến dao theo công thức

S_t = S_b.k = 0,6.1,25 = 0,7  mm/vg

k: hệ số điều chỉnh tuỳ thuộc vào điều kiện gia công k = 1,17

c. Tính vận tốc cắt, số vòng quay trục chính:

Xác định vận tốc: v_b = 125 (m/ph)  bảng 2.65[4]

Tính vận tốc cắt  v = v_b.k₁.k₂.k₃

k₁ =  0,75   k₂ =1,55   k₃ = 1  bảng 2.68 ¸ 2.75 [4]

=> v = 125.0,75.1,55.1 = 145.31 (m/ph)

Tính số vòng quay trục chính:     

                     

Chọn số vòng quay trục chính n = 1000 (v/ph)

Tính lại vận tốc thực tế:   

d. Xác định thời gian cơ bản theo công thức gần đúng:

T₀ = 0,004.L = 0,00017.45.57 = 0,43 (ph)     bảng 3.6[4]

e. Tính lực cắt.

P_z = P_zb.k_p1.k_p2

Trong đó:

k_p1 = 0,85   k_p2 = 0,9   bảng 2.77 và 2.78 [4]

P_zb = 135  bảng 2.76 [4]

P_z = 135.0,85.0,9 = 103,275

f. Tính công suất máy.

Công suất tính theo công thức:

Kiểm tra theo công suất máy

N_c  = 1,8 £ N_đc.h = 10.0,95 = 9,5

Vậy thoả mãn điều kiện về công suất.

Các bước và nguyên công khác tính tương tự như trên và có các bảng tính sau:

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	0.7	0.75	1000	0.43
2			0.7	0.75	800	0.45
3			0.7	1	1000	0.08
4			0.7	0.75	1000	0.20

 

Nguyên công III : Tiện thô F45, F41.6, F51.6, F55

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	0.7	0.75	1000	0.39
2			0.7	0.75	1000	0.35
3			0.7	0.75	1000	0.20
4			0.7	1	800	0.08

 

Nguyên công IV : Tiện thô F45

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	0.7	0.75	1000	0.43

 

Nguyên công V : Tiện tinh F40.5, F50.5

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	0.23	0.55	1000	0.23
2			0.23	0.55	800	0.12

 

Nguyên công VI : Tiện vát mét

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	Vô cấp	-	800	-
2			Vô cấp	-	800	-
3			Vô cấp	-	800	-
4			Vô cấp	-	800	-

 

Nguyên công VII : Tiện tinh và vát mét F50.5 và F55

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	0.23	0.55	800	0.12
2			Vô cấp	-	800	-
3			Vô cấp	-	800	-

 

Nguyên công VIII : Tiện ren Acsimet

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	1K62	T15K6	50.24	0.4	100	0.14
2			50.24	0.2	100	0.14

 

Nguyên công IX : Phay rãnh then

Bước	Máy	Dao	S(mm/ph)	t(mm)	n(v/ph)	T0(ph)
1	6H11	P18	0.035	5	800	0.3
2			0.035	5	800	0.3

 

 

Nguyên công X: Nhiệt luyện

Nguyên công XI : Mài cổ trục F50

Bước	Máy	Dao	S(mm)	ndm(v/ph)	nph(v/ph)	T0(ph)
1	3A141	'b16-25CT1K	0.01	1980	200	0.08

 

Nguyên công XII : Mài cổ trục F50 và F40

Bước	Máy	Dao	S(mm)	ndm(v/ph)	nph(v/ph)	T0(ph)
1	3A141	'b16-25CT1K	0.01	1980	200	0.08
1	3A141	'b16-25CT1K	0.01	1980	200	0.16

 

Nguyên công XIII: Đóng gói và bảo quản.

  

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Thứ tự	Tên sách	Tác giả
I	Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ CTM	GS.TS  Nguyễn Đắc Lộc
II	Công nghệ chế tạo máy	GS.TS  Trần Văn Dịch
III	Thiết kế đồ án công nghệ CTM	GS. TS  Trần Văn Dịch
IV	Sổ tay gia công cơ	GS. TS  Trần Văn Dịch
V	Dung sai và lắp ghép	Ninh Đức Tốn
VI	Cơ sở thiết kế chi tiết máy	Trịnh Chất
VII	Thiết kế đồ án môn học Nguyên lý dụng cụ cắt	Trịnh Khắc Nghiêm
VIII	Đồ gá gia công cơ khí	Hồ Viết Bình
IX	Sổ tay công nghệ tập 1,2,3	GS.TS  Nguyễn Đắc Lộc
X	Sổ tay công nghệ	Nguyễn Ngọc Anh