LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN ĐỒ GÁ ĐHSPKT HƯNG YÊN

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện có người học lắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp có thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

   Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về các vấn đề mà người kỹ sư thường gặp phải khi thiết kế một quy trìng sản xuất chi tiết cơ khí.

Sau một thời gian tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Xuân Hưng đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy. Trong quá trình thiết kế và tính toán sẽ có nhiều sai sót do thiếu kinh nghiệm và thiếu thực tế. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này sẽ được hoàn thiện hơn.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. 1

MỤC LỤC.. 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.. 5

1.1. Phân tích chức năng làm việc và tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết5

1.1.1. Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết5

1.2. Phân tích chi tiết gia công. 6

1.3. Xác định dạng sản xuất.7

1.4. Xác định phương pháp chế tạo phôi9

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. 13

GIA CÔNG CHI TIẾT. 13

2.1. Xác định đường lối công nghệ. 13

2.2. Xây dựng và lựa trọn phương án gia công. 13

2.2.1. Lựa trọn phương án gia công. 13

2.3. Thiết kế các nguyên công. 15

2.3.1. Nguyên công I: Phay mặt phẳng A.. 15

2.3.2. Nguyên công II : khoan + Khoét 4 lỗ bậc và doa 2 lỗ. 16

2.3.3. Nguyên công III: phay mặt phẳng D.. 17

2.3.4. Nguyên công IV: Phay mặt B.. 18

2.3.5. Nguyên công V: Phay mặt phẳng E. 19

2.3.6. Nguyên công VI: Phay mặt phẳng C.. 20

2.3.7. Nguyên công VII: Khoan taro 4 lỗ M4.21

2.3.8. Nguyên công VIII: Khoét - Doa lỗ 24. 22

2.3.9. Nguyên công IX: Khoan khoét Doa lỗ 14. 23

2.3.10. Nguyên công X: Khoan khoét Doa lỗ 14. 24

2.3.11. Nguyên công XI: Khoét Ф25+Ф35. 25

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ CHẾ ĐỘ CẮT. 26

3.1. Cơ sở tính toán lượng dư và chế độ cắt26

3.2. Tính lượng dư cho một nguyên công và tra lượng dư cho các nguyên công còn lại26

3.2.1. Tính lượng dư khi gia công lỗ 24^+0,0526

3.2.2. Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại31

3.3. Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại33

3.3.1. Tính toán chế độ cắt của nguyên công VIII khoét-doa lỗ Ф 24^+0,0533

3.2.2. Tra Chế độ cắt cho các nguyên công còn lại34

3.4 Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công. 48

3.4.1. Nguyên công 1:phay mặt đáy. 48

3.4.2. Nguyên công 2: khoan-khoét 4 lỗ bậc- doa hai lỗ Ø5. 49

3.4.3. Nguyên công 3: Phay mặt đáy D.. 50

3.4.4. Nguyên công 4: Phay mặt đáy B.. 51

3.4.5. Nguyên công 5: Phay mặt đáy E. 51

3.4.6. Nguyên công 6: Phay mặt đáy C.. 52

3.4.7. Nguyên công7: Khoan –taro M4. 53

3.4.8. Nguyên công 8: Khoét –Doa Ø24. 53

3.4.9. Nguyên công 9: Khoan-khoét –Doa Ø14. 54

3.4.10. Nguyên công 10: Khoan-Khoét –Doa Ø14. 55

3.4.11. Nguyên công 11: Khoét Ø25+35. 56

4.1. Cơ sở tính toán và thiết kế đồ gá. 57

4.2. Tính toán và thiế kế đồ gá cho một nguyên công. 58

4.2.1. Tính toán và thiết kế đồ gá cho nguyên công lỗ Ø24^+0.0558

4.2.1.1 Lựa chọn chuẩn định vị58

4.2.1.2. Lựa chọn cơ cấu định vị chi tiết59

4.2.1.3. Các cơ cấu khác của đồ gá. 59

4.2.1.4. Lực kẹp cần thiết59

4.2.1.5. Lực kẹp mà bulông cần phải có. 61

4.2.1.6. Các cơ cấu khác của đồ gá. 62

4.2.1.7. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá. 63

4.2.1.8. Yêu cầu khi chế tạo đồ gá. 65

KẾT LUẬN.. 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Phân tích chức năng làm việc và tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

1.1.1. Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

   - Bản vẽ chi tiết:

   - Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy thân đồ gá là chi tiết dạng hộp do thân đồ gá là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm đồ gá.Thân đồ gá làm nhiệm vụ đỡ trục của đồ gá 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 thân đồ gá sẽ được lắp làm nhiệm vụ đỡ trục.

   - Trên thân đồ gá 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 Ф24.

   - Cần gia công mặt phẳng đáy A và các lỗ Ф14, Ф25, Ф35 chính xác để làm chuẩn tinh gia công. đảm bảo kích thước từ tâm lỗ 14 đến mặt phẳng a là: 46^±0,05        

   - Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi.

   - Đối với nhiệm vụ gia công mặt trên của thân đồ gá cần phải gia công chính xác các mặt để đảm bảo khi lắp ghép với mặt làm việc tiếp xúc khác đảm bảo có khoảng cách để tránh siêu định vị.

   - Vật liệu sử dụng là: GX 15-32, 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

σ_bk = 150 M_pa

σ_bu = 320 M_pa

1.2. Phân tích chi tiết gia công

1.2.1. phân tích chắc năng và điều kiện làm việc của chi tiết

- Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

   - Mặt trên của thân đồ gá 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 thân đồ gá đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc. kết cấu tương đối phức tạp, tuy nhiên khi gia công các lỗ ren, lỗ định vị và lỗ làm việc như Ф24, Ф25, Ф35 cần phải gia công cho chính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.

1.2.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

các bề mặt cần gia công là:

   + Gia công bề mặt phẳng A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên          công sau.

   + Gia công 4 lỗ 5, 6 để làm chuẩn định vị để gia công các nguyên công còn lại                                                        

   + Gia công mặt trên đế để khoan khoét, doa lỗ trên mặt B và D

   + Phay 2 mặt phẳng đầu lỗ trụ C và E

   + Khoét, doa lỗ 14 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết, vì bề mặt này      là

   + Khoét lỗ 25, 35 bên trong chi tiết.

1.3. 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 là số chi tiết được sản xuất trong một năm

       n₁ là số sản phẩm được sản xuất trong một năm 15000 (chiếc/năm)

       m là số chi tiết trong một sản phẩm

     - Phế phẩm trong xưởng đúc =(3-:-6) %

     - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ =(5-:-7)%

Vậy n = 15000.1.(1 +)=16500 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   gang xám= 6,8-:-7,4 kg/dm³

V- Thể tích của chi tiết

V = V_đ - V_r

V_đ- Thể tích trụ đặc

V_r- Thể tích thân trụ rỗng

V- Thể tích của chi tiết

V₁= 5. 46. 38= 8740 (m³)

V₂= 134. 59. 10= 79060 (m³)

V₃=44. 36. 48= 76032 (m³)

V₄=29. 60. 30= 52200 (m³)

V₅=0,5. (44-35). 3,14. 48= 678,24 (m³)

V₆=24. 3.14. 15= 1130,4 (m³)

V₇=35. 3,14. 44= 4835,6 (m³)

V₈=25. 3,14. 48= 3768 (m³)

V₉=14. 3,14. 70=3077,2 (m³)

V₁₀=14. 3,14. 28= 1230,88 (m³)

V₁₁=20. 5. 35= 3500 ( m³)

V₁₂=20. 54. 10= 10800 (m³⁾

V₁₃= (4. 6. 3,14. 10)+( 4. 4. 3,14. 15)= 1507.2 (m³)

V=(V₁+..+V₄)-(V₅+..+V₁₃)= 185503,98 m³ = 0,185503 (dm³)

Vậy     Q = V. g = 0.185503.7,0 = 1,53 (kg)

Dựa vào bảng 2 (TKDACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn.

Dạng sản xuất	> 200 Kg		(4-200) Kg	< 4 Kg
	Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc)
Đơn chiếc	< 5	< 10		< 100
Hàng loạt nhỏ	55 -100	10 -200		100 -500
Hàng loạt vừa	100 - 300	200 - 500		500 -5000
Hàng loạt lớn	300 -1000	500 - 5000		5000 -50000
Hàng khối	>1000	>5000		>50000

 

1.4. Xác định phương pháp chế tạo phôi

- Dựa vào kết cấu, hình dạng, kích thước của chi tiết.

- Dựa vào vật liệu và cơ tính của vật liệu.

- Dưa vào dạng sản xuất và tính ổn định của sản phẩm.

- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.

   Muốn chọn phôi hợp lý không những phải nắm vững những yêu cầu thiết kế mà phải biết về đặc điểm biến thiên trong phạm vi sử dụng của từng loại phôi.

Chọn phôi hợp lý không những bảo đảm tốt được tính năng kỹ thuật của chi tiết mà còn ảnh hưởng lớn đến giá thành sản phẩm, chọn phôi hợp lý sẽ làm cho qui trình công nghệ đơn giản, phí tổn kim loại giảm đi.

Phí tổn kim loại khi gia công được đánh giá bằng hệ số sử dụng vật liệu:

K =

K: Hệ số sử dụng vật liệu.

G_CT: Trọng lượng chi tiết.

G_Ph: Trọng lượng phôi.

   Một số loại phôi thường được sử dụng trong công nghệ chế tạo máy.

a/ Phôi đúc:

- Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay mẫu gỗ.

- Đúc trong khuôn kim loại làm khuôn bằng máy.

- Đúc trong khuôn vỏ mỏng

- Đúc áp lực

b/ Phôi hàn:

c/ Phôi rèn:

Trong sản xuất hàng đơn chiếc và hàng loạt nhỏ người ta thường sử dụng phôi rèn. Ưu điểm của phôi rèn trong điều kiện sản xuất loại nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn).

 

d/ Phôi dập

Thường được sử dụng cho các chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng và các loại bánh răng khác nhau, các chi tiết dạng càng, trục chữ thấp, trục khuỷu,.... Các chi tiết dạng này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập thẳng đứng. Đối với các chi tiết đơn giản thì dập không để lại ba via còn các chi tiết phức tạp thì sẽ có ba via (chiếm khoảng 0,5 – 1% trọng lượng của phôi)

e/ Phôi đúc

Phôi đúc được sử dụng cho các chi tiết dạng gối đỡ và các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp và các trục chữ thập,.... Vật liệu được sử dụng phương pháp đúc chủ yếu là gang, sắt, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.

Căn cứ vào vật liệu là gang GX 15- 32 và hình dáng kích thước của phôi và dạng sản xuất ta thấy rằng dạng phôi đúc là hợp lý nhất.

Bảng 1.2.2.1 Thành phần hóa học của GX 15-32

Thành phần hoá học (%) của GX 15- 32
C	Si	Mn	P	S
3,5 -3.7	2-4	0,5-0.8	< 0.3	< 0,15

 

Còn lại là Fe

ü) Ta phân tích một số phương pháp đúc để chọn được phương pháp thích hợp nhất.

vĐúc trong khuôn cát:

Ưu điểm: Là vật liệu làm khuôn có sẵn, rẻ tiền với phương pháp này ta có thể làm khuôn bằng tay hoặc bằng máy.

-         Làm khuôn bằng tay:

   Khuôn được chế tạo với độ chính xác thấp nên đòi hỏi công nhân có kinh nghiệm và tay nghề cao. khi yêu cầu độ chính xác cao và cần năng suất cao thì phải phụ thuộc tay nghề công nhân, mặt khác quá trình làm khuôn nặng nhọc, công nhân lao động vất vả. Do vậy phương pháp này chỉ thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ và sửa chữa hoặc thay thế.

-                     Làm khuôn bằng máy: Dùng trong sản xuất hàng loại, hàng khối.

Ưu điểm: Ưu điểm của phương pháp này là giải quyết được lao động nặng nhọc cho người công nhân trong thao tác làm khuôn, mặt khác khuôn được đầm chặt cho năng suất cao rút ngắn được chu trình sản xuất giảm được giá thành chế tạo và độ chính xác cao hơn giảm được lượng dư gia công. Mẫu làm bằng kim loại nên độ chính xác cao, độ đầm chặt đồng đều.

     Phương pháp này không đòi hỏi công nhân có tay nghề cao, chỉ áp dụng cho các chi tiết có kết cấu đơn giản.

v Đúc trong khuôn kim loại:

   Là phương pháp đúc tiên tiến chế tạo được vật đúc có độ bóng và độ chính xác cao, chất lượng tốt, khuôn có thể dùng được nhiều lần.

-         Ưu điểm: Khuôn có độ chính xác cao nên chất lượng tốt (cấp chính xác đạt 6 ¸ 7 độ bóng đạt cấp 4 –cấp 7 ) kim loại có tính dẫn nhiệt cao nên rút ngắn được thời gian đông đặc và nguội của vật đúc hạt nhỏ mịn vì vậy nâng cao được cơ tính của vật đúc, dễ cơ khí hóa và tự động hóa, cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân.

-         Nhược điểm: Chế tạo khuôn tốn kém, chỉ sử dụng cho sản xuất loại lớn, hàng khối. Khuôn có độ dẫn nhiệt cao nên khả năng điền đầy vào các hốc khuôn khó khăn, thường không đựoc dùng cho vật đúc phức tạp có thành mỏng, đúc gang rễn bị biến trắng do khuôn làm lõi bằng kim loại nên khi kết tinh vật đúc rễ bị nứt và vỡ.

v Đúc áp lực:

   Là phương pháp ép kim loại lỏng vào khuôn với áp lực cao để tạo ra vật đúc.

-         Ưu điểm: Chế tạo được vật đúc có hình dạng kết cấu phức tạp cho độ bóng và độ chính xác cao, lượng dư nhỏ đúc được các chi tiết thành mỏng.

-         Nhược điểm: Do áp lực cao nên lõi phải làm bằng kim loại do đó khó tháo lõi khi vật đúc có hình dạng phức tạp ở phía trong, giá thành chế tạo khuôn cao và khuôn nhanh mòn.

vĐúc ly tâm:

     Là phương pháp rót kim loại lỏng vào khuôn quay tròn dưới tác dụng của lực ly tâm kim loại lỏng được bố trí theo thành khuôn.

-         Ưu điểm: Thông thường rót kim loại lỏng chảy tự do nên không cần hệ thống rót tổ chức kim loại mịn chặt không có rỗ co và rỗ khí cơ tính cao.

-         Nhược điểm: Bề mặt trong của vật đúc có chất lượng kém nhiều xỉ và tạp chất, yêu cầu khuôn phải đạt độ bền cao, cân bằng tốt, ứng dụng cho chế tạo các chi tiết tròn xoay.

   + Có 2 phương pháp đúc ly tâm là đúc ly tâm đứng và đúc ly tâm ngang.

®   Đúc ly tâm đứng: Là quay khuôn quanh trục thẳng đứng do đó bề mặt bên trong vật đúc khi đông đặc có dạng Parabon nên chỉ áp dụng các chi tiết tròn xoay có chiều cao ngắn.

®   Đúc ly tâm ngang: Là khuôn quay quanh trục nằm ngang khi vật đúc có chiều dầy thành bằng nhau độ đồng tâm cao phải dùng máy rót từ trong ra ngoài.

Nhận xét :

Qua phân tích đặc điểm của các phương pháp đúc, dựa vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết dạng sản xuất và điều kiện kinh tế ta dùng phương pháp đúc trong khuôn kim loại

ứng với sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại. Sau khi đúc không cần cắt ba via và làm sạch.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

GIA CÔNG CHI TIẾT

 

2.1. Xác định đường lối công nghệ

Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí, gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.

2.2. Xây dựng và lựa trọn phương án gia công

- Phay mặt phẳng a bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh đảm bảo Rz = 20 µm.

- Gia công 4 lỗ 5 và 6 đảm bảo cấp chính xác 7 để dùng định vị cho nguyên công sau.

- Phay mặt phẳng b bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh đảm bảo Rz = 20 µm.

- Phay mặt phẳng d bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 20 µm.

- Đối với gia công lỗ 14 trên mặt d đạt cấp chính xác Rz= 20 µm bằng phương pháp khoan+khoét+doa

- Phay mặt phẳng c và e bằng dao phay đĩa, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh đảm bảo Rz = 20 µm.

- Gia công lỗ 25 và 35 đạt Rz = 20 µm.

- Đối với gia công lỗ 14 trên mặt e đạt cấp chính xác Rz=20

- Đối với gia công lỗ 24 trên mặt b đạt cấp chính xác Rz=20

2.2.1. Lựa trọn phương án gia công

vPhương án 1

1. Gia công mặt phẳng đáy A
2. Gia công 4 lỗ bậc
3. Gia công mặt phẳng B
4. Gia công lỗ 24
5. Gia công 4 lỗ M4
6. Gia công mặt phẳng D
7. Gia công lỗ 14
8. Gia công mặt phẳng E
9. Gia công lỗ 14
10. Gia công mặt phẳng C
11. Gia công lỗ 25+35

vPhương án 2

1. Gia công mặt phẳng A
2. Gia công 4 lỗ bậc
3. Gia công mặt phẳng D
4. Gia công mặt phẳng B
5. Gia công mặt E
6. Gia công mặt phẳng C
7. Gia công 4 lỗ M4
8. Gia công lỗ 24
9. Gia công lỗ 14
10. Gia công lỗ 14
11. Gia công 2 lỗ là 25 và 35

-         Để đảm bảo tối ưu thời gian gia công nên em chọn phương án 2

Bảng thông kê dụng cụ cắt cho các nguyên công

2.3. Thiết kế các nguyên công

2.3.1. Nguyên công I: Phay mặt phẳng A

   a/ Sơ đồ định vị

* Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do, 3 bậc bằng 4 phiến tỳ đồng phẳng khống chế các bậc tịnh tiến OZ, xoay quanh OX, xoay quanh OY, 2 bậc bằng 2 chốt tỳ khía nhám khống chế tịnh tiến OY, xoay quanh OZ

b/ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp bằng ren để kẹp chi tiết từ đối diện với 2 chốt

c/ Chọn máy: máy phay đứng X6332B.

d/ Chọn dao: D=60, Z=6

c/ Vật liệu làm dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

2.3.2. Nguyên công II : khoan + Khoét 4 lỗ bậc và doa 2 lỗ  

   Sơ đồ định vị

a/ Định vị: chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A khống chế các bậc tịnh tiến OZ, xoay quanh OY, xoay quanh OX, hai bậc nhờ 2 chốt tỳ khía nhám khống chế tịnh tiến OY, quay quanh OZ, một bậc tại 1 mặt cạnh của chi tiết khống chế tịnh tiến OX

b/ Kẹp chặt: Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt phẳng A.

c/ Chọn máy: máy khoan VRA4

d/ chọn dao: mũi khoan thép gió

 

2.3.3. Nguyên công III: phay mặt phẳng D

   Sơ đồ định vị

 

a/ Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy A khống chế các bậc tịnh tiến OZ, xoay quanh OX, xoay quanh OY bằng 2 phiên tỳ, hai bậc bằng chốt trụ ngắn khống chế tịnh tiến OX, tịnh tiến OY và 1 bậc bằng chốt trám chống xoay quanh OZ

b/ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp liên động

c/ Chọn máy: Máy phay X6332B

d/ Chọn dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 D= 40, Z= 6

2.3.4. Nguyên công IV: Phay mặt B

Sơ đồ định vị

 

 

a/ Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy bằng 2 phiên tỳ khống chế tịnh tiến OZ, xoay quanh OX, xoay quanh OY, 2 bậc bằng chốt trụ ngắn khống chế tịnh tiến OX, tịnh tiến OY và 1 bậc bằng chốt trám chống xoay OZ

b/ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp liên động

c/ Chọn máy: Máy phay máy phay X6332B

d/ Chọn dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 D= 50, Z= 6

 

 

2.3.5. Nguyên công V: Phay mặt phẳng E

   Sơ đồ định vị

 

a/ Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy bằng 2 phiên tỳ khống chế tịnh tiến OX, xoay quanh OY, xoay quanh OZ, 2 bậc bằng chốt trụ ngắn khống chế tịnh tiến OZ, tịnh tiến OY và 1 bậc bằng chốt trám xoay quanh OX

b/ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp ren khối V

c/ Chọn máy: Máy phay máy phay X6332B

d/ Chọn dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 D= 40, z= 6

 

2.3.6. Nguyên công VI: Phay mặt phẳng C

   Sơ đồ định vị

 

 

a/ Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy bằng 2 phiên tỳ khống chế tịnh tiến OX, xoay quanh OY, xoay quanh OZ, hai bậc bằng chốt trụ ngắn khống chế tịnh tiến OY, tịnh tiễn OZ và 1 bậc bằng chốt trám xoay quanh OX

b/ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp ren khối V

c/ Chọn máy: Máy phay X6332B

d/ Chọn dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 D= 50 mm, z=6

 

2.3.7. Nguyên công VII: Khoan taro 4 lỗ M4.

   Sơ đồ định vị

 

a/ Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy bằng 2 phiên tỳ khống chế tịnh tiến OZ, xoay quanh OX, xoay quanh OY, 2 bậc bằng chốt trụ ngắn khống chế tịnh tiến OX, tịnh tiến OY và 1 bậc bằng chốt trám chống xoay OZ

b/ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp liên động

c/ Chọn máy: Máy khoan đứng VR4A

d/ Chọn dao: Mũi khoan thép gió, taro có dung dịnh trơn nguội

....................................

4.2.1.2. Lựa chọn cơ cấu định vị chi tiết

- Mặt phẳng: Mặt phẳng đáy đã trải qua gia công tại nguyên công I nên được chọn làm chuẩn tinh chính và được định vị bằng phiến tỳ phẳng khống chế 3 bậc tự do.

- Mặt lỗ: Bề mặt lỗ 2 Ø5^+0.05 đã trải qua gia công tại nguyên công II được chọn làm chuẩn tinh phụ, 1 lỗ ta sử dụng chốt trụ ngắn không chế 2 bậc tự do, lỗ còn lại ta sử dụng chốt trám, khống chế 1 bậc tự do.

4.2.1.3. Các cơ cấu khác của đồ gá

+ Khi gia công lỗ trên máy khoan, độ cứng vững của dụng cụ cắt không đảm bảo, vì vậy người ta phải dùng các cơ cấu dẫn hướng. Như vậy cơ cấu dẫn hướng được dùng trên các đồ gá khoan, đồ gá khoét và đồ gá doa hay tiện trong. Trong đồ gá gia công chi tiết giá điều chỉnh này ta sử dụng bạc dẫn hướng khoét và tấm dẫn khoét.

   + Bạc dẫn có tác dụng trực tiếp dẫn hướng dụng cụ cắt. Bạc dẫn được lắp trên phiến dẫn và phiến dẫn lại được lắp trên thân đồ gá. Để tiện cho việc lắp ráp thay thế ta chọn sử dụng bạc dẫn hướng thay nhanh bằng cách nới vít.

+ Tấm dẫn là một bộ phận của cơ cấu dẫn hướng ,trên đó có lắp bạc dẫn. Tấm dẫn được lắp ghép cố định với của thân đồ gá bằng vít, trên tấm dẫn ta cũng dùng bạc dẫn thay nhanh.

4.2.1.4. Lực kẹp cần thiết

Cần phải xác định lực kẹp để lật xoay trượt khi gia công để khỏi ảnh hưởng đến chi tiết gia công, vơi đặc điểm định vị của chi tiết là sử dụng mặt phẳng và mặt lỗ để định vị nên ta có:

Momen cắt M luôn có xu hướng làm cho chi tiết bị xoay theo chiều quay của nó, hay nói cách khác là khiến cho chi tiết xoay quanh trục của nó, cụ thể là trục của chốt trụ ngắn. Muốn cho chi tiết không bị xoay thì momen ma sát do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng được momen cắt từ đó ta có phương tình cân bằng lực

(P₀ + Q).f.R1 (ct 46 – tr 172 –(TKDACNCTM)

Trong đó:

-         M: Momen cắt

Momen cắt Mx được tính theo công thức:

M_x=10.C_m.D^q.S^y.k_p

Theo bảng 5-32, ta chọn được:

C_m=0,035, q=2, y=0,8

ðM_x = 10. 0,035. 23,9². 0,7^0,8. 0,7 = 106 (N.m)

-         D: Đường kính dao (d =23.9 mm)

-         R: Khoảng cách từ tâm mũi dao tới tâm của chi tiêt. (23.4 mm)

-         Po: Lực dọc trục

Lực dọc trục Po được tính theo công thức:

 

P_o= C_p.D^q.t^x.S^y.k_p

Theo bảng 5-32, ta chọn được:

C_p=62, q=1, y=0.7, x = 0

ðPo = 62. 23,9. 0,7^0,7. 0,72 = 831 N

f – hệ số ma sát của phiến tì với bề mặt chi tiết (f = 0.12 Bảng 34 HDTKĐACNCTM)

R1 - khoảng cách từ tâm của phiến tỳ tới tâm của chi tiết (64 mm)

Q – trị số lực kẹp cần thiết (N)

K : là hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trỡnh gia cụng.

                K= k₀.k₁.k₂.k₃.k₄.k₅.k₆

-         k₀: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp, k₀=1,5.

-         k₁: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mũn, k₁=1,2.

-         k₂: hệ số tăng lực cắt khi dao mòn k₂=1.

-         k₃: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k₃=1.

-         k₄: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi kẹp bằng tay k₄=1,3.

-         k₅: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay,k₅=1.

-         k₆: hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, k₆=1.

Vậy K=1,5.1,2.1.1.1,3.1.1 = 2.34

       Ta rút được công thức tính lực kẹp tối thiểu cần đạt

Q = | 831|= 756 N

Vậy lực kẹp cần thiết là 756N

 

4.2.1.5. Lực kẹp mà bulông cần phải có

 

Từ sơ đồ cơ cấu kẹp ta có phương trình cân bằng momen:

W.(l_a+l_b) = Q . l_bÞ Q =

Trong đó :

l_a : Khoảng cách từ tâm bu-lông kẹp tới điếm đặt lực (l_a=44mm)

l_b : Khoảng cách từ tâm bu-lông tới tâm thanh chống (l_b=56mm)

W là lực kẹp mà tay kẹp tác dụng lên chi tiết (W = 756N)

Q: Lực kẹp mà bu – lông cần có

Þ Q = = 1431 (N)

vXác định cơ cấu kẹp chặt.

Lực kẹp Q bé nhất mà bulông sinh ra để giữ vững chi tiết là 1431 N. Khi đó bulông cần có đường kính:       d ≥ C    

Trong đó:

        + C : Hệ số an toàn được kể đến khi chế tạo bulông ( C = 2)

           + [s_k] : ứng suất kéo cho phép của vật liệu làm bulông. Có [s_k]=s_ch/[s]

Với [s] là hệ số an toàn không kiểm tra lực xiết. Có [s]=3.

           + s_ch : Giới hạn chảy của vật liệu bulông, với cấp bền cấp 3.6. Bulông bằng thép CT3, có s_ch=200MPa.

   Þ [s_k] = 200/3 = 66,67MPa.

Þ d ≥ 2 = 12

Þ Như vậy với bulông M12 thì đảm bảo lực kẹp cần thiết để giữ vững chi tiết.

4.2.1.6. Các cơ cấu khác của đồ gá

-       Bạc dẫn hướng khi khoét:

+ Để tiện thay thế sử dụng loại bạc dẫn hướng thay nhanh.

+ Loại bạc được chế tạo theo tiêu chuẩn. Kích thước mặt ngoài được chế tạo theo hệ lỗ, còn kích thước lỗ bạc theo hệ trục.

+ Mặt trụ ngoài và mặt trụ trong của bạc phải có độ nhám 1,25¸0,63. độ không đồng tâm lớn hơn 0,005 mm

+ Bạc lót được chế tạo từ thép Y7A, tôi cứng từ 52 đến 58 HRC.

+Bạc dẫn hướng được chế tạo từ thép Y10A. Tôi đạt độ cứng 62 ÷ 64HRC. độ chính xác kích thước đường kính bạc thường từ cấp 1 đến 4. bạc dẫn có cấp chính xác 1, 2 để gia công lỗ có yêu cầu chính xác từ cấp 1 đến cấp 4.

-       Phiến dẫn:Được lắp với bạc dẫn tạo thành cơ cấu dẫn hướng khi khoan để gia công những lỗ có cấp chính xác khác nhau. Với cấp chính xác Rz40, sử dụng loại phiến dẫn cố định tuy thao tác phức tạp nhưng có dùng cơ cấu bạc thay thế. ở đây dùng loại phiến dẫn bản lề.

-       Phiến tì: Vật liệu là thép thép CT3; thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5-0,8 mm; nhiệt luyện đạt 50 ÷ 60 HRC.

-       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 GX 15-32, 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.

 

4.2.1.7. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá

e_gđ =

ở đây :

e_gđ - sai số gá đặt

e_c - sai số chuẩn

e_ct - sai số chế tạo đồ gá

e_m - sai số mòn đồ gá

e_đc - sai số điều chỉnh đồ gá

e_K - sai số kẹp chặt

- e_c: Sai số chuẩn, do chi tiết định vị trên 2 phiến tỳ và 2 chốt trụ và chốt trám , gốc kích thước trùng với gốc định vị nên e_c=0.

-         Sai số kẹp chặt e_K sinh ra do lực kẹp chặt của đồ gá và được xác định theo công thức:

                                     e_K = (Y_max - Y_min).cosa

   Trong đó Y_max, Y_min - biến dạng lớn nhất của mặt chuẩn dưới tác dụng của lực kẹp.

   a - Góc hợp thành giữa phương lực kẹp và phương kích thước thực hiện.

   Þe_K = 0 (do a = 90⁰)

-         Sai số mòn của đồ gá được xác định theo công thức sau:

         e_m = b

   ở đây :

           + b - hệ số (b = 0,18)

           + N - số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá.

               Þe_m = 0,18. = 0,18 mm

-         Sai số điều chỉnh đồ gá e_đc phụ thuộc vào khả năng của người lắp ráp đồ gá và dụng cụ để điều chỉnh. Tuy nhiên khi thiết kế đồ gá có thể lấy e_đc = 10 mm

-         Khi tính toán các sai số ta có thể lấy giá trị gần đúng của sai số gá đặt e_gđ (hoặc sai số gá đặt cho phép [ e_gđ ]) như sau:

                             [ e_gđ ] = .d

     ở đây :

           + d - Dung sai của kích thước nguyên công cần cho thiết kế đồ gá

   Ta có:

            + d = 0,05 mm =50 mm

           Þ [ e_gđ ] = .d=10¸25mm. Lấy [ e_gđ ] = 25mm.

Như vậy chỉ còn một ẩn số phải tìm là e_ct (sai số chế tạo đồ gá). để đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá thay cho e_ct ta có khái niệm: Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct].Sai số này được xác định theo công thức sau:

ð

 

4.2.1.8. Yêu cầu khi chế tạo đồ gá

1)    Độ không vuông góc giữa tâm mặt bạc dẫn và mặt phẳng định vị ≤ 0,023 mm trên 100 mm chiều dài.

2)    Độ không song song giữa 2 mặt phẳng tâm chốt định vị với mặt phẳng tâm bạc dẫn ≤ 0,023 mm trên 100 mm chiều dài.

3)    Bề mặt các chi tiết định vị như phiến tỳ, chốt trụ, chốt trám cần được tôi cứng đạt độ cứng từ 55~60 HRC

 ..........................................

 KẾT LUẬN

 Với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo, sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy em đã hiểu thêm được nhiều vấn đề về công nghệ gia công chi tiết nói chung và gia công chi tiết của em nói riêng, ngoài ra em còn được học thêm về phương pháp thiết kế tài liệu công nghệ gia công chi tiết máy, đồng thời với các loại máy em dùng trong công nghệ chế tạo chi tiết của mình em cũng được hiểu sâu sắc hơn. Em xin trân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đã có những chỉ bảo tận tình khi em gặp khó khăn trong khi làm đồ án này. Đăc biệt là thầy Đỗ Xuân Hưng đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.

 

Các cụm từ viết tắt
CNCTM-T2	Công nghệ chế tạo máy tập 2
TKĐACNCTM	Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
CNCTM-T1	Công nghệ chế tạo máy tập 1

 

 

 

Dụng cụ cắt khi gia công	Đặc điểm
Mũi khoan thép gió P18	0.75%C, 4.1%Cr, 17.8%W, 1.2%V. Sau khi tôi ở nhiệt độ 1270-1290oC và ram 3 lần ở nhiệt độ 550-570oC được độ cứng 66 HRC. Khi làm việc độ cứng không thấp hơn 58HRC đến nhiệt độ 620oC.
Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

 

 

Thông số máy khoan	Thông số máy phay
+ Máy khoan K125 + Đường kính lớn nhất khoan được: d = 25 mm. + Kích thước bàn máy: 375 x 500 mm. + Số cấp tốc độ trục chính: 9 cấp tốc độ. + Phạm vi tốc độ trục chính: 97 – 1360 vg/ph. + Công suất động cơ: N = 2,8 kW.	+ Máy phay X6332B Công suất động cơ chính trục đứng 3.7KW. + Công suất động cơ chính trục ngang 2.2KW. + Phạm vi làm việc của bàn máy: X - 600; Y - 300; Z - 300. Phạm vi tốc độ quay trục   chính(vòng/phút): + Trục đứng:40-6980 các cấp tốc độ sau:40-114-152-173-228-262-346-408-524-416-658-995-1316-1496-1990-2260-2973-3510-4470-6980. + Trục ngang:60-1350 với các cấp tốc độ sau:60-140-80-110-185-250-325-430-580-755-1000-1350. - Bước tiến (mm/phút)10-20-40-80-140-250-420-740.
+ Máy khoan AR4A + Bước tiến (mm/vg): 0,05-0,068-0,08-0,01-0,0132-0,17-0,212-0,28-0,355-0,45-0,56-0,75-0,95-1,25-1,6-2 + Tốc độ: 20-38-50-67-90-125-170-224-300-400-500-750-1000-1320-1800

 

                                    

 

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHI TIẾT THÂN ĐỒ GÁ ĐHSPKT HƯNG YÊN 

1. “Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy” _GS.TS Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2002.

1. “Sổ tay công nghệ chế tạo máy” ( Tập 1,2,3 ) _ GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, GS.TS Lê Văn Tiến, GS.TS Ninh Đức Tốn, GS.TS Trần Xuân Việt.

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội.

2. “Atlas đồ gá” _ GS.TS. Trần Văn Địch
3. “Giáo trình công nghệ chế tạo máy” _ GS.TS Trần Văn Địch, GS.TS Nguyễn Trọng Bình, GS.TS Nguyễn Thế Đạt, GS.TS. Lê Văn Tiến, GS.TS. Trần Xuân Việt

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2003.

4. “Dung Sai Và Lắp Ghép”_ PGS.TS Ninh Đức Tôn.

Nhà xuất bản giáo dục.

5. “Nguyên Lý Cắt Kim Loại” _GS.TS Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản KH & KT -2008

6. “Sức Bền Vật Liệu”_ GS.TS Đặng Việt Cương , PGS.TS Khổng Doãn Điền.

Nhà xuất bản giáo dục.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN ĐỒ GÁ ĐHSPKT HƯNG YÊN

1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK