ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
CHI TIẾT DẠNG TRỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình hội nhập và phát triển của đất nước ta hiện nay thì tất cả các lĩnh vực ngành nghề đều phát triển mạnh mẽ. Mặt khác quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang diễn ra rất nhanh chóng. Các máy móc thiết bị hiện đại đều đã và đang được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực. Cùng với sự phát triển đó thì ngành công nghệ chế tạo máy đang từng bước đổi mới để phù hợp với điều kiện thực tế. Để có một nền kinh tế phát triển thì nền công nghiệp không thể không phát triển được. Chính vì vậy, nhà nước ta đã có những chính sách để tạo điều kiện cho ngành công nghiệp như có sự tham gia đầu tư từ nước ngoài, sự mọc lên của các công ty liên doanh, các doanh nghiệp nước ngoài.
Như vậy, để tránh tụt hậu về kiến thức thì yêu cầu người kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật viên phải nắm vững kiến thức, trau dồi kiến thức, học hỏi kinh nghiệm, và phải biết vận dụng những kiến thức đó sao cho hợp lý nhất.
Đối với một sinh viên Cơ khí như em thì cần phải cố gắng học tập tốt, nhất là những môn chuyên ngành. Đồ án công nghệ chế tạo máy là một điều kiện rất tốt để em có thể đọc thêm, hiểu thêm và tổng hợp các kiến thức và vận dụng chúng vào trong đồ án của mình. Và đề tài em được giao là “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục”.
MỤC LỤC
MỤC LỤC..... 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU......................................................................................................... ......................................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH.. .. 7
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.. .. 8
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.. .. 9
1.1.Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết9
1.1.1. Phân tích chức năng làm việc. . 9
1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết9
1.2.Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết10
1.3.Xác định dạng sản xuất10
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI. . 13
2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi13
2.1.1. Phương pháp đúc. . 13
2.1.2. Phương pháp rèn tự do. . 13
2.1.3. Phương pháp dập thể tích. . 14
2.2. Tra và tính lượng dư cho các bề mặt gia công. . 15
2.2.1. Tính lượng dư gia công. . 15
2.2.2. Tra các lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại............. ............ 18
2.3. Bản vẽ lồng phôi19
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT.. .. 20
3.1. Xác định đường lối công nghệ. . 20
3.2. Chọn phương pháp gia công cho các bề mặt20
3.3. Lập tiến trình công nghệ. . 21
3.4. Thiết kế nguyên công. . 22
3.4.1. Nguyên công 1: Dập phôi22
3.4.2. Nguyên công 2: Khỏa mặt, khoan tâm.. .. 23
3.4.3. Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh, vát mép nửa trục........ ........ 25
3.4.4. Nguyên công 4: Tiện thô, tiện tinh, vát mép nửa trục còn lại..................................................................................................... ..................................................................................................... 27
3.4.5. Nguyên công 5: Phay rãnh then. . 29
3.4.6. Nguyên công 6: Nhiệt luyện. . 31
3.4.7. Nguyên công 7: Mài tròn 1 đầu trục. . 33
3.4.8. Nguyên công 8: Mài tròn đầu trục còn lại34
3.4.9. Nguyên công 9: Kiểm tra. . 36
3.4.10. Xác định thời gian gia công. . 36
3.5. Thiết kế bản vẽ nguyên công. . 38
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.. .. 39
4.1. Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công. . 39
4.1.1. Phân tích sơ đồ gá đặt.39
4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công.39
4.2. Tính và chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá. . 40
4.2.1. Tính toán lực tác dụng lên chi tiết khi gia công. . 40
4.2.2. Chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá. . 43
4.3. Xác định kết cấu của các cơ cấu khác trên đồ gá. . 44
4.3.1. Mỏ kẹp. . 44
4.3.2. Then dẫn hướng. . 45
4.3.3. Cữ so dao. . 45
4.3.4. Đế đồ gá. . 46
4.4. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá. . 47
4.5. Thiết kế bản vẽ lắp chung và các bản vẽ chi tiết của đồ gá. . 47
4.6. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá. . 47
CHƯƠNG 5. TÍNH GIÁ THÀNH GIA CÔNG CHI TIẾT CHO NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.. .. 48
5.1 Chi phí tiền lương.48
5.2 Giá thành điện.48
5.3 Chi phí cho dụng cụ.49
5.3.1. Chi phí cho dụng cụ: d = 14mm.. .. 49
5.3.2. Chi phí cho dụng cụ: d = 20mm.. .. 49
5.4 Chi phí khấu hao máy.50
5.5 Chi phí sửa chữa máy.50
5.6 Chi phí sử dụng đồ gá.50
5.7 Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công.51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. .. 52
LỜI CẢM ƠN.. .. 53
DANH MỤC BẢNG BIỂU
|
Bảng |
Tên bảng |
Trang |
|
1.1 |
Bảng thông số thành phần hóa học của chi tiết |
10 |
|
1.2 |
Cách xác định dạng sản xuất. |
12 |
|
2.1 |
Bảng tính lượng dư gia công trên 1 bề mặt |
18 |
|
2.2 |
Bảng tra lượng dư cho các bề mặt còn lại |
18 |
|
3.1 |
Phương pháp gia công cho các bề mặt |
19 |
|
3.2 |
Các phương án công nghệ |
20 |
|
3.3 |
Đặc tính kỹ thuật của máy éo dập nóng thể tích 11272 |
21 |
|
3.4 |
Đặc tính kỹ thuật của máy MP- 71M |
22 |
|
3.5 |
Thông số dụng cụ cắt theo bảng (4-94) [2]. |
23 |
|
3.6 |
Thông số dao khoan định tâm T5K10 |
23 |
|
3.7 |
Đặc tính kỹ thuật của máy tiện 1K62 |
24 |
|
3.8 |
Thông số của dao tiện |
25 |
|
3.9 |
Tốc độ cắt khi tiện thô nửa trục |
25 |
|
3.10 |
Tốc độ cắt khi tiện tinh nửa trục |
25 |
|
3.11 |
Đặc tính kỹ thuật của máy tiện 1K62 |
26 |
|
3.12 |
Thông số của dao tiện |
27 |
|
3.13 |
Tốc độ cắt khi tiện thô nửa trục còn lại |
27 |
|
3.14 |
Tốc độ cắt khi tiện tinh nửa trục còn lại |
27 |
|
3.15 |
Đặc tính kỹ thuật của máy phay 6H12 |
28 |
|
3.16 |
Thông số của dao phay rãnh then |
28 |
|
3.17 |
Hệ số Cp và các số mũ trong công thức tính lực cắt Pz |
29 |
|
3.18 |
Đặc tính kỹ thuật máy mài 3M151f2 |
32 |
|
3.19 |
Thông số của đá mài ПП |
32 |
|
3.20 |
Đặc tính kỹ thuật máy mài 3M151f2 |
34 |
|
3.21 |
Thông số của đá mài ПП |
34 |
|
3.22 |
Bảng tính thời gian gia công |
36 |
|
4.1 |
Các thành phần lực |
39 |
|
4.2 |
Bảng hệ số K trong từng điều kiện cắt |
41 |
|
4.3 |
Kích thước khối V [2]. |
43 |
DANH MỤC HÌNH ẢNH
|
Hình |
Tên hình |
Trang |
|
1.1 |
Hình ảnh biểu thị khối lượng của chi tiết. |
11 |
|
3.1 |
Sơ đồ dập phôi |
21 |
|
3.2 |
Nguyên công khỏa mặt đầu, khoan tâm |
22 |
|
3.3 |
Sơ đồ nguyên công tiện thô, tiện tinh nửa trục |
24 |
|
3.4 |
Sơ đồ nguyên công tiện thô, tiện tinh nửa trục còn lại |
26 |
|
3.5 |
Sơ đồ gá đặt phay rãnh then |
28 |
|
3.6 |
Sơ đồ nhiệt luyện |
30 |
|
3.7 |
Sơ đồ gá đặt nguyên công mài thô 1 đầu trục |
32 |
|
3.8 |
Sơ đồ gá đặt nguyên công mài tinh 1 đầu trục |
33 |
|
3.9 |
Sơ đồ đo giá trị các giá trị trên bản vẽ |
35 |
|
4.1 |
Sơ đồ định vị nguyên công phay rãnh then |
38 |
|
4.2 |
Sơ đồ lực tác dụng vào chi tiết trong quá trình gia công |
39 |
|
4.3 |
Khối V |
42 |
|
4.4 |
Sơ đồ mỏ kẹp |
43 |
|
4.5 |
Then dẫn hướng |
45 |
|
4.6 |
Cữ so dao |
46 |
|
4.7 |
Đế đồ gá |
47 |
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
|
Viết tắt |
Ý nghĩa |
Đơn vị |
|
V |
Vận tốc cắt |
m/ph |
|
S |
Lượng chạy dao |
mm/vg |
|
t |
Chiều sâu cắt |
mm |
|
Ra |
Độ nhám |
|
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1.1. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
1.1.1. Phân tích chức năng làm việc
“Trục bánh răng“ là chi tiết dạng trục. Chức năng của chi tiết là đỡ và truyền chuyển động từ khớp nối đến các bánh răng ăn khớp. Tại các mặt trụ ghép được gia công với độ chính xác cao. Trục dài và khó gá đặt khi gia công.
Chi tiết có thể làm việc trong điều kiện momen xoắn và lực thay đổi liên tục. Hầu hết các bề mặt trên trục đều được gia công với độ chính xác khác nhau, vì vậy cần các nguyên công trên các máy khác nhau.
Trên hai mặt đầu của trục có thể có lỗ chống tâm để làm chuẩn tinh chính để gia công các bề mặt của chi tiết.
Trên mặt trụ của chi tiết có thêm các rãnh then để truyền momen giữa các chi tiết lắp trên trục. Rãnh then trên chi tiết là rãnh then kín.
1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
- Dung sai độ đảo hướng kính các mặt làm việc so với mặt AA ≤ 0,025,
đoạn ngõng trục lắp với đai thang hoặc khớp nối so với mặt AA ≤ 0,025.
- Dung sai độ vuông góc của 2 mặt bên đoạn vai trục so với mặt
AA ≤ 0,012.
- Dung sai độ tròn của mặt AA ≤ 0,01.
- Bề mặt làm việc lần lượt Ø55, Ø60, Ø70 yêu cầu độ nhám Ra 0,63 và sử
dụng miền dung sai k6, cụ thể: es = +0,021; ei= +0,002.
- Bề mặt vai trục Ø75 sử dụng miền dung sai js12 do không làm lắp ráp:
es= +0,015; ei= -0,015.
Nhìn chung khi thực hiện quá trình công nghệ gia công chi tiết dạng trục cần đảm bảo độ chính xác cao nhất của các bề mặt làm việc của chi tiết, đảm bảo độ tròn và độ vuông góc.
Tra bảng 2.1[1] ta có trục lắp các bánh răng được làm bằng thép C45 có thành phần hóa học như sau:
Bảng 1.1 Bảng thông số thành phần hóa học của chi tiết
|
C |
Si |
Mn |
S |
P |
|
0,42 - 0,5 |
1,2-1,4 |
0,2 - 0,4 |
< 0,4 |
0,15 |
1.2. Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Các mặt làm việc của chi tiết là các mặt trục lắp ổ lăn, bánh răng, và bề mặt rãnh then, chi tiết trong truyền động chịu momen xoắn lớn vì vậy cần nhiệt luyện. Tính công nghệ chung trong kết cấu của chi tiết như sau:
- Kết cấu biên dạng chi tiết cho phép tiến dao thông suốt do không có rãnh
công nghệ.
- Tại các ngõng trục có góc bo để tăng bền cho chi tiết.
- Kích thước đường kính chi tiết giảm dần về hai phía đầu trục, đảm bảo
tính công nghệ khi lắp ráp và khi gia công.
- Trên chi tiết có các đoạn trục với các đường kính khác nhau đảm bảo khả
năng lắp ráp chính xác với các chi tiết khác trên trục.
- Các rãnh then có thể được gia công trên các máy truyền thống với đồ gá
chuyên dùng.
- Trên các bề mặt làm việc yêu cầu độ cứng bề mặt cao vì vậy chúng ta
cần tôi cao tần.
- Trục yêu cầu độ cứng và độ bền cao nên chúng ta cần xử lý nhiệt là tôi
và ram.
- Nên sử dụng lỗ tâm để làm chuẩn tinh chính khi gia công.
1.3. Xác định dạng sản xuất
Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được tính theo công thức 2.1 [1]:
N = N0.m.[ 1 + (a + b) /100 ] (1.1)
Trong đó: N - số lượng sản xuất thực tế trong một năm;
N0 - số sản phẩm sản xuất theo đơn đặt hàng, 5000 sp/năm;
m - số chi tiết trong một sản phẩm;
a - tỉ lệ phần trăm về số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi trong sản xuất ;
b - tỉ lệ phần trăm về số chi tiết dự trữ để phòng ngừa sự cố.
Vậy: N = 5000.1.[ 1+ (4 + 6) / 100] =5500 ( chi tiết).
Sau khi xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết, ta phải xác định khối lượng của chi tiết. Ta sử dụng phần mềm NX11, sử dụng chức năng Measure Body và gán vật liệu là thép C45, ta được:
Khối lượng của chi tiết : m = 10,61 kg ( ảnh minh họa).
Hình 1.1. Hình ảnh biểu thị khối lượng của chi tiết.
Dựa vào bảng 2.2 [1], ta có :
Bảng 1.2. Cách xác định dạng sản xuất.
|
Dạng sản xuất |
Khối lượng chi tiết (Kg) |
||
|
>200 kg |
4÷200 kg |
<4 kg |
|
|
N: Sản lượng hàng năm |
|||
|
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 |
Đối chiếu với bảng phân loại dạng sản xuất trên ta có thể xếp dạng sản xuất của chi tiết là sản xuất hàng khối.
Đặc điểm của dạng sản xuất hàng khối [2].
- Số lượng chi tiết của một loại sản phẩm rất lớn.
- Chủng loại sản phẩm ít.
- Sản phẩm rất ổn định.
- Chu kỳ lặp lại của quá trình sản xuất được xác định rõ ràng.
- Trình độ chuyên môn hóa trong sản xuất cao.
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI
2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi
Căn cứ vào kết cấu sản phẩm, dạng sản xuất ở đây là loạt khối. Cho nên ta thấy các phương pháp chế tạo phôi phù hợp là :
2.1.1. Phương pháp đúc
Là phương pháp chế tạo phôi bằng cách điền đầy kim loại lỏng vào lòng khuôn đúc, sau khi kim loại đông đặc thì thu được sản phẩm có hình dạng kích thước theo yêu cầu [2].
- Ưu điểm [2]
- Có thể đúc được từ các loại vật liệu khác nhau.
- Chế tạo được các loại vật đúc có hình dạng kết cấu phức tạp mà các
phương pháp khác khó hoặc không chế tạo được.
- Đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trên một vật đúc.
- Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
- Giá thành chế tạo rẻ vì vốn đầu tư ít, tính sản xuất linh hoạt và tính năng
suất cao.
- Nhược điểm [2]
- Độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt không cao, tốn kim loại.
- Có nhiều khuyết tậ nên tỷ lệ phế phẩm cao.
- Kiểm tra khuyết tật bên trong phức tạp, đòi hỏi dùng thiết bị phức tạp,
đắt tiền.
2.1.2. Phương pháp rèn tự do
Là quá trình biến dạng tự do để taoh hình vật thể kim loại dưới tác dụng của thiết bị tạo lực, dụng cụ [2].
- Ưu điểm [2]
- Là phương pháp có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng.
- Có khả năng biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ phức tạp, do đó làm
tăng khả năng chịu tải trọng của vật liệu.
- Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư không nhiều.
- Nhược điểm [2]
- Độ chính xác kích thước và hình dạng thấp, do đó để lại lượng dư gia
công cắt gọt lớn, chi phí gia công tăng, làm cho hiệu quả kinh tế không cao.
- Chất lượng giữa các phần của phôi cũng như giữa các phôi không đồng
đều và phụ thuộc nhiều vào tay nghề của công nhân.
- Năng suất thấp.
2.1.3. Phương pháp dập thể tích
Phương pháp chế tạo phôi bằng rèn khuôn hay còn gọi là dập thể tích, khi gia công áp lực phôi sẽ bi biến dạng và điền đầy vào một khoang rỗng được gọi là khuôn, vật có hình dáng và kích thước giống hệt lòng khuôn [2] .
- Ưu điểm [2]
- Năng suất tạo phôi cao.
- Giảm thấp nhất lượng kim loại bỏ đi.
- Lượng dư hợp lý đồng đều.
- Độ chính xác, độ bóng phôi dập cao.
- Phôi rèn cơ tính cao: chịu mô mem uốn xoắn, chịu mỏi cao.
- Tạo hình dáng như chi tiết.
- Nhược điểm [2]
- Đầu tư trang thiết bị như: máy dập, khuôn dập cao.
- Giá thành tạo phôi cao.
- Đòi hỏi công suất thiết bị lớn do đó hạn chế trọng lượng của vật dập [2].
Kết luận: Qua các ưu nhược điểm của từng loại phương pháp chế tạo phôi trên, ta thấy phương pháp tạo phôi bằng phương pháp dập thể tích là tối ưu nhất, cụ thể ở đây là dập nóng kín trên máy rèn ngang, phương pháp này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối, đảm bảo được mọi yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Cho nên quyết định chọn phương án tạo phôi bằng phương pháp dập thể tích sẽ đảm bảo cho chi tiết gia công đạt năng suất cao và đảm bảo tính kinh tế.
2.2. Tra và tính lượng dư cho các bề mặt gia công
2.2.1. Tính lượng dư gia công
Xác định lượng dư để gia công mặt trụ ngoài Ø, quy trình công nghệ các bước: tiện thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh. Do chống tâm hai đầu nên sai số gá đặt gđ = 0. Như vậy trong công thức tính Zmin không còn sai số gá đặt. Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức sau[1]:
(2.1)
Trong đó: Plk – độ lệch của khuôn dập (phôi trong khuôn bị lệch) so với tâm danh nghĩa của phôi ( giá trị Plk phụ thuộc vào trọng lượng và
Plk = 1)
Pct – độ cong vênh của phôi thô ( độ cong của đường trục phôi)
Pct = Dc . Lc = Dc . 260 = 0,26 mm (2.2)
(ở đây Dc là độ cong đơn vị: 1 mm/mm, còn lc là chiều dài từ mặt đầu cảu chi tiết đến cổ trục cần xác định lượng dư: lc = 180 mm).
Pt – sai lệch của phôi do lấy tâm làm chuẩn và pt được xác định theo công thức sau [1]:
(2.3)
Trong đó: - dung sai của phôi dập: = 3mm và 0,25 là độ võng của tâm phôi
Như vậy ta có:
Do đó sai lệch không gian của phôi sẽ là:
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thôi:
p1 = 0,06 x pp = 0,06 . 1830 = 109,8 mm
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện tinh:
p2 = 0,4 x p1 = 0,4 . 109,8 = 43,92 mm
Sai lệch còn lại sau nguyên công mài thô:
p3 = 0,2 x p2 = 0,2. 43,92 =8,784 mm
Lượng dư nhỏ nhất được xác định theo công thức sau:
(2.4)
Như vậy ta có:
- Tiện thô:
- Tiện tinh:
- Mài thô:
- Mài tinh:
Kích thước tính toán được xác định như sau:
- Mài thô:
- Tiện tinh:
- Tiện thô:
- Phôi:
Xác định giới hạn nhỏ nhất và giới hạn kích thước lớn nhất:
- Mài tinh:
- Mài thô:
- Tiện tinh:
- Tiện thô:
- Phôi:
Xác định lượng dư giới hạn:
Zbmax – hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất.
Zbmin – hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất.
- Mài tinh:
o
- Mài thô:
o
- Tiện tinh:
o
- Tiện thô:
o
Xác định lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượng dư trung gian lớn nhất, còn lượng dư tổng cộng nhỏ nhất là tổng các lượng dư trung gian nhỏ nhất.
Kiểm tra tính toán ta có :
2Z0max - 2Z0min = 5413 – 5128 = 285
Như vậy, tính toán đã chính xác.
Qua đây, từ kết quả trên, ta lập bảng lượng dư gia công chi tiết trên 1 bề mặt, được biểu diễn như bảng sau:
Bảng 2.1. Bảng tính lượng dư gia công trên 1 bề mặt
|
Bước công nghệ |
Lượng dư tính toán mm |
Kích thước tính toán d mm |
||||||||
|
Phôi |
150 |
250 |
1830 |
|
|
65,13 |
65,13 |
68,13 |
- |
- |
|
Tiện thô |
50 |
50 |
109,8 |
0 |
2x2230 |
60,67 |
60,68 |
60,73 |
4450 |
7400 |
|
Tiện tinh |
20 |
30 |
43,92 |
0 |
2x209,8 |
60,26 |
60,26 |
60,29 |
420 |
440 |
|
Mài thô |
15 |
20 |
8,784 |
0 |
2x93,92 |
60,078 |
60,08 |
60,01 |
180 |
190 |
|
Mài tinh |
5 |
15 |
- |
|
2x38,784 |
60,002 |
60,002 |
60,017 |
78 |
83 |
|
Tổng lượng dư |
5145 |
|
5413 |
5128 |
||||||
2.2.2. Tra các lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại.
Theo bảng 3.17 [2] ta tra được lượng dư cho các bề mặt còn lại như sau:
Bảng 2.2. Bảng tra lượng dư cho các bề mặt còn lại
|
TT |
Bề mặt |
Kích thước chi tiết (mm) |
Lượng dư (mm) |
Kích thước phôi (mm) |
Dung sai phôi (mm) |
|
1 |
Bậc trụ ∅50 |
50 |
4 |
54 |
0,3 |
|
2 |
Bậc trụ ∅55 |
55 |
4 |
59 |
0,3 |
|
3 |
Bậc trụ ∅70 |
70 |
4 |
74 |
0,3 |
|
4 |
Bậc trụ ∅75 |
75 |
3 |
78 |
0,3 |
|
5 |
Chiều dài phôi |
480 |
3 |
483 |
0,3 |
2.3. Bản vẽ lồng phôi
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
3.1. Xác định đường lối công nghệ
Số lượng các nguyên công của một quy trình công nghệ phụ thuộc vào đườnglối thiết kế nguyên công.
Có 2 đường lối thiết kế: Tập trung và phân tán nguyêncông.
- Tập trung nguyên công: Phương pháp bố trí nhiều bước côngnghệ trong
1 nguyên công, làm cho số nguyên công của quá trìnhcông nghệ giảm [2].
- Phân tán nguyên công: Phương pháp bố trí ít bước công nghệ trongmột
nguyên công, làm cho số nguyên công của quá trìnhcông nghệ tăng [2].
Hình thức tập trung nguyên công thường được áp dụng trong quy mô sản xuất đơn chiếc - loạt nhỏ. Còn hình thức phân tán nguyên công thường được ápdụng cho dạng sản xuất loạt lớn - hàng khối [2].
→ Kết luận: Vì dạng sản xuất ở đây sản xuất loạt khối nên ta chọn phương án phân tánnguyên công.
3.2. Chọn phương pháp gia công cho các bề mặt
- Dựa vào bề mặt gia công, yêu cầu kỹ thuật của từng bề mặt trên chi tiết trục bánh răng, ta lập được bảng phương pháp gia công cho từng bề mặt.
Bảng 3.1. Phương pháp gia công cho các bề mặt
|
Bề mặt gia công |
Phương pháp gia công |
|
Bề mặt f50 |
Tiện thô – Tiện Tinh – Mài |
|
Bề mặt f55 |
Tiện thô – Tiện Tinh – Mài |
|
Bề mặt f60 |
Tiện thô – Tiện Tinh – Mài |
|
Bề mặt f70 |
Tiện thô – Tiện Tinh – Mài |
|
Bề mặt f75 |
Tiện thô – Tiện Tinh |
3.3. Lập tiến trình công nghệ
Ta có 2 phương án công nghệ được đề xuất như sau:
Bảng 3.2. Các phương án công nghệ
|
Nguyên công |
Phương án 1 |
Phương án 2 |
|
1 |
Dập phôi |
Dập phôi |
|
2 |
Khỏa mặt, khoan tâm. |
Khỏa mặt, khoan tâm. |
|
3 |
Tiện thô, tiện tinh, vát mép nửa trục. |
Tiện thô nửa trục. |
|
4 |
Tiện thô, tiện tinh nửa trục, vát mép còn lại. |
Tiện thô nửa trục còn lại |
|
5 |
Phay rãnh then. |
Tiện tinh, vát mép nửa trục. |
|
6 |
Nhiệt luyện |
Tiện tinh ,tiện tinh vát mép nửa trục còn lại. |
|
7 |
Mài tròn 1 đầu |
Phay rãnh then. |
|
8 |
Mài tròn đầu còn lại |
Nhiệt luyện. |
|
9 |
Kiểm tra |
Mài tthô 1 đầu |
|
10 |
|
Mài thô đầu còn lại. |
|
11 |
|
Mài tinh 1 đầu |
|
11 |
|
Mài tinh đầu còn lại. |
|
12 |
|
Kiểm tra. |
Ta chọn phương án 1 vì:
- Phương án công nghệ 1 đưa ra phù hợp và rút gọn được nguyên công
hơn so với phương án 2.
- Phương án công nghệ 1 tiết kiệm được thời gian gá đặt cũng như gia
công chi tiết nên đảm bảo tính công nghệ, nâng cao quá trình sản xuất.
3.4. Thiết kế nguyên công
3.4.1. Nguyên công 1: Dập phôi
Sơ đồ dập phôi:
Hình 3.1. Sơ đồ dập phôi
Chi tiết được nung nóng 900 độ C, sau đó được đem vào máy ép dập nóng thể tích [3].
Bảng 3.3. Đặc tính kỹ thuật của máy éo dập nóng thể tích 11272
|
Đặc tính kỹ thuật |
Máy ép dập nóng thể tích 11272 |
|
Lực ép, kG |
3200000 |
|
Hành trình lớn nhất của xà, mm |
1000 |
|
Kích thước bàn máy, mm |
2000x1600 |
|
Hành trình danh nghĩa của bàn, mm |
2250 |
|
Áp suất chất lỏng, kG/cm2 |
320 |
|
Kích thước phủ bì của máy, drc |
11390x5500x7125 |
3.4.2. Nguyên công 2: Khỏa mặt, khoan tâm
Sơ đồ gá đặt:
Hình 3.2. Nguyên công khỏa mặt đầu, khoan tâm
- Phân tích gá đặt:
- Định vị: + 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do.
+ Vai trục tì vào mặt khối V hạn chế 1 bậc tự do.
- Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp.
- Máy gia công: Ta chọn máy gia công phay mặt đầu và khoan tâm có kí
hiệu MP-71M [3].
Bảng 3.4. Đặc tính kỹ thuật của máy MP- 71M
|
Đặc tính kỹ thuật |
Thông số |
|
Đường kính gia công, mm |
25 ¸ 125 |
|
Chiều dài chi tiết gia công, mm |
500 ¸ 1000 |
|
Giới hạn chạy dao của dao phay, mm/ph |
20 ¸ 40 |
|
Số cấp tốc độ của dao phay |
6 |
|
Giới hạn số vòng quay của dao phay, v/ph |
249 ¸ 1448 |
|
Số cấp tốc độ của dao khoan |
6 |
|
Giới hạn số vòng quay của dao khoan, mm/ph |
20 ¸ 300 |
|
Công suất động cơ phay-khoan, kW |
7,5 ¸ 2,2 |
- Dụng cụ cắt: - Dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim T15K6 [2].
- Dao khoan thưởng T5K10 [2].
Bảng 3.5. Thông số dụng cụ cắt theo bảng (4-94) [2].
|
STT |
Thông số |
Thông số của dao |
|
1 |
Đường kính dao |
f100 |
|
2 |
Chiều dày dao |
40 |
|
3 |
Số răng |
Z = 10 |
Dụng cụ cắt: ta sử dụng dao khoan thưởng T5K10.
Bảng 3.6. Thông số dao khoan định tâm T5K10
|
STT |
Thông số |
Thông số của dao |
|
1 |
Đường kính dao |
f10 |
|
2 |
Chiều dài dao |
15 |
- Tra và tính chế độ cắt :
Nguyên công khỏa mặt:
- Chiều sâu cắt: t = 1,5 mm
- Lượng chạy dao trên 1 răng: Sz = 0,1(mm/răng) (bảng 5-125[5])
- Tra bảng 5-126 [5], ta được : V = 352 (m/ph)
- Số vòng quay trục chính là:
ðChọn theo máy: n = 900 vg/ph
- Vận tốc cắt thực tế: (3.1)
Nguyên công khoan tâm.
- D = 10 mm, L = 10 mm.
- Chiều sâu khoan: t = D/2 = 5 mm. Chọn t = 5 mm.
- Lượng chạy dao theo bảng 5-25 [5]: S= 0,17 (mm/vòng)
- Tra bảng 5-86 [5], ta được: V = 27,5 m/ph
- Số vòng quay trục chính là (vg/ph):
(3.2)
- Chọn số vòng quay theo máy: n = 750 (vg/ph)
- Vận tốc cắt thực tế:
Tra bảng 5-129[5], ta được công suất cắt gọt: N = 1,3 kW < N máy. (TM)
3.4.3. Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh, vát mép nửa trục
Sơ đồ gá đặt:
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên công tiện thô, tiện tinh nửa trục
- Phân tích gá đặt: + Định vị: Chống tâm 2 đầu hạn chế 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Chống tâm ụ động, tốc kẹp truyền lực.
- Máy gia công: Máy tiện của Nga 1K62 [3].
Bảng 3.7. Đặc tính kỹ thuật của máy tiện 1K62
|
Đặc tính kỹ thuật |
Thông số |
|
Đường kính lớn nhất của chi tiết khi gia công trên máy, mm |
400 |
|
Khoảng cách hai đầu tâm, mm |
710-1000-1400 |
|
Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao, mm |
220 |
|
Đường kính lớn nhất của vật liệu luôn qua lỗ trục chính, mm |
45 |
|
Số cấp tốc độ của trục chính |
23 |
|
Phạm vi bước tiến dọc, mm/vg |
0.0070 ¸ 4.16 |
|
Công suất động cơ của truyền động chính, kW |
7,6 ¸ 10 |
- Dụng cụ cắt: Tra theo bảng 4-5 [2], ta chọn được dao tiện ngoài thân
thẳng có góc nghiêng chính 90o được gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Bảng 3.8. Thông số của dao tiện
|
h |
b |
L |
n |
n1 |
l |
R |
|
25 |
16 |
120 |
6 |
5 |
8 |
1,5 |
- Dụng cụ đo: Panme, thước cặp.
- Tra và tính toán chế độ cắt:
Tra bảng 5-64 [5], ta được bảng sau :
Bảng 3.9. Tốc độ cắt khi tiện thô nửa trục
|
|
Tiện thô |
||||
|
t, mm |
S, mm/vg |
V, m/ph |
nm, vg/ph |
Vtt, m/ph |
|
|
Bề mặt j60 |
2,5 |
0,9 |
182 |
800 |
151,8 |
|
Bề mặt j75 |
1 |
0,9 |
182 |
630 |
150 |
Bảng 3.10. Tốc độ cắt khi tiện tinh nửa trục
|
|
Tiện tinh |
||||
|
t, mm |
S, mm/vg |
V, m/ph |
nm, vg/ph |
Vtt, m/ph |
|
|
Bề mặt j60 |
0,15 |
0,21 |
300 |
1250 |
236 |
|
Bề mặt j75 |
0,5 |
0,21 |
300 |
1250 |
294 |
Vát mép.
- Thực hiện bằng tay
- Chiều sâu cắt t = 2,5mm
- Tra bảng 5-68 [5], ta được công suất cắt gọt : N = 1,2 kW < N máy (TM)
Sơ đồ gá đặt:
3.4.4. Nguyên công 4: Tiện thô, tiện tinh, vát mép nửa trục còn lại
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên công tiện thô, tiện tinh nửa trục còn lại
- Phân tích gá đặt:
+ Định vị: Chống tâm 2 đầu hạn chế 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Chống tâm ụ động và tốc kẹp truyền lực.
- Máy gia công: Ta chọn máy gia công cho nguyên công tiện thô, tiện tinh
nửatrục là máy tiện của Nga 1K62 [3].
Bảng 3.11. Đặc tính kỹ thuật của máy tiện 1K62
|
Đặc tính kỹ thuật |
Thông số |
|
Đường kính lớn nhất của chi tiết khi gia công trên máy, mm |
400 |
|
Khoảng cách hai đầu tâm, mm |
710-1000-1400 |
|
Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao, mm |
220 |
|
Chiều dài lớn nhất tiện được trên 2 lỗ tâm, mm |
640-930-1330 |
|
Đường kính lớn nhất của vật liệu luôn qua lỗ trục chính, mm |
45 |
|
Số cấp tốc độ của trục chính |
23 |
|
Phạm vi bước tiến dọc, mm/vg |
0.0070 ¸ 4.16 |
|
Công suất động cơ của truyền động chính, kW |
7,6 ¸ 10 |
- Dụng cụ cắt: Tra theo bảng 4-5 [2], ta chọn được dao tiện ngoài thân
thẳng có góc nghiêng chính 90o được gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Bảng 3.12. Thông số của dao tiện
|
h |
b |
L |
n |
n1 |
l |
R |
|
25 |
16 |
120 |
6 |
5 |
8 |
1,5 |
- Dụng cụ đo: Panme, thước cặp.
- Tra và tính toán chế độ cắt:
Bảng 3.13. Tốc độ cắt khi tiện thô nửa trục còn lại
|
|
Tiện thô |
||||
|
t, mm |
S, mm/vg |
V, m/ph |
nm, vg/ph |
Vtt, m/ph |
|
|
Bề mặt j50 |
1,5 |
0,9 |
182 |
1000 |
157,4 |
|
Bề mặt j55 |
1,5 |
0,9 |
182 |
1000 |
173,1 |
|
Bề mặt j60 |
2,5 |
0,9 |
182 |
800 |
151,8 |
|
Bề mặt j75 |
1,5 |
0,9 |
182 |
800 |
178,4 |
Bảng 3.14. Tốc độ cắt khi tiện tinh nửa trục còn lại
|
|
Tiện tinh |
||||
|
t, mm |
S, mm/vg |
V, m/ph |
nm, vg/ph |
Vtt, m/ph |
|
|
Bề mặt j50 |
0,45 |
0,21 |
300 |
1600 |
251,8 |
|
Bề mặt j55 |
0,45 |
0,21 |
300 |
1600 |
276,9 |
|
Bề mặt j60 |
0,15 |
0,21 |
300 |
1250 |
236 |
|
Bề mặt j75 |
0,45 |
0,21 |
300 |
1250 |
275,3 |
Vát mép.
- Thực hiện bằng tay
- Chiều sâu cắt t = 2,5mm
- Tra bảng 5-68 [5], ta được công suất cắt gọt : N = 1,2 kW < N máy (TM)
3.4.5. Nguyên công 5: Phay rãnh then
Sơ đồ gá đặt:
Hình 3.5. Sơ đồ gá đặt phay rãnh then
- Phân tích gá đặt:
+ Định vị: 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do.
Vai trục tì vào mặt khối V hạn chế 1 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp.
- Máy gia công; Ta chọn máy phay kí hiệu 6H12 theo bảng 9-38 [3], ta tra
được bảng thông số máy như bảng sau:
Bảng 3.15. Đặc tính kỹ thuật của máy phay 6H12
|
Đặc tính kỹ thuật |
Thông số |
|
Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph |
30-15007 |
|
Công suất động cơ chính, kW |
7 |
|
Kích thước bề mặt làm việc bàn máy, BxL |
320 x 1250 |
|
Phạm vi điều chỉnh bước tiến dọc, mm/ph |
23,5- 1180 |
|
Phạm vi điều chỉnh bước tiến ngang, mm/ph |
23,5- 1180 |
- Dụng cụ cắt: Ta chọn dao phay rãnh then theo bảng 4-74 [2]
Bảng 3.16. Thông số của dao phay rãnh then
|
|
Kích thước của dao phay rãnh then, mm |
|||
|
Chiều rộng rãnh then |
D |
L |
l |
|
|
Rãnh then 1 |
14 |
13,7 |
73 |
16 |
|
Rãnh then 2 |
20 |
19,7 |
88 |
22 |
- Dụng cụ đo: căn then mẫu, đồng hồ so, thước cặp
- Tra và tính chế độ cắt.
Phay rãnh then B = 14.
- Chiều sâu cắt: t = 4,5 mm
- Lượng chạy dao: Sz = 0,09-0,11(mm/răng) (bảng 5-153[5])
- Tốc độ cắt được tra theo bảng 5 -186 [5] : V = 25 (m/ph)
- Số vòng quay trục chính là:
ðChọn theo máy: n = 475 vg/ph
- Vận tốc cắt thực tế: (3.3)
Phay rãnh then B = 20.
- Chiều sâu cắt: t = 7 mm
- Lượng chạy dao trên 1 răng: Sz = 0,09-0,11(mm/răng) (bảng 5-153[5])
- Tốc độ cắt được tra theo bảng 5 -186 [5] : V = 25
- Số vòng quay trục chính là:
ðChọn theo máy: n = 375 vg/ph
- Vận tốc cắt thực tế:
- Tính toán công suất cắt gọt.
Công suất cắt gọt được tính theo công thức trang 28 [5]:
(3.4)
Lực cắt Pz: (3.5)
Tra bảng 5-41[5], ta được bảng hệ số Cp và các số mũ trong công thức tính lực Pz khi phay:
Bảng 3.17. Hệ số Cp và các số mũ trong công thức tính lực cắt Pz
|
Cp |
x |
y |
n |
q |
w |
|
12,5 |
0,85 |
0,75 |
1 |
0,73 |
-0,13 |
Theo bảng 5-1 5-4 [2]: (3.6)
Theo bảng 5-5 [2]: knv = 1
Theo bảng 5-6 [2]: kuv = 1
(3.7)
Trong đó: kmv: hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
knv: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt cảu phôi
kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt.
Thay số vào công thức (3.11), ta được: Pz = 1575,5 (N)
Thay số vào công thức tính công suất cắt: Ne = 3,5 kW < Nm
Vây máy hoạt động đảm bảo công suất cắt gọt
3.4.6. Nguyên công 6: Nhiệt luyện
Sơ đồ nhiệt luyện:
Hình 3.6. Sơ đồ nhiệt luyện
- Máy gia công: Máy mà ta sẽ dùng cho nguyên công nhiệt luyện là máy
liên hợp tôi ram kí hiệu CK3A-1/3 tra theo bảng 1.24 [4]
- Dụng cụ kiểm tra: máy đo TK2 dựa theo bảng 4.16 [4], có mũi đâm kim
cương hình nón, đo được độ cứng HRC 20 ¸ 67
- Nhiệt luyện là quá trình xử lý kim loại bằng nhiệt, thường bằng 3 giai
đoạn:
Nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội nhằm làm biến đổi tổ chức và tính chất của kim loại và hợp kim theo yêu cầu. Với chi tiết này vật liệu là thép 45 thuộc thép trước cùng tích yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng là HRC 40 …45
Cách thực hiện:
+ Với thép trước cùng tích nhiệt độ tôi tính theo công thức:
to = Ac3 + (30÷50) = 800+30 = 830oC (3.8)
- Với thép có 0,45%C ta có Ac3 =830oC giai đoạn tổ chức thép ở dạng Otennit + Ferit, sau khi nung nóng thép ở 950oC ta giữ nhiệt trong một thời gian nhất định (ủ hoàn toàn đối với thép trước cùng tích) khoảng 15 phút , to ủ của thép trước cùng tích theo công thức :
+ to = Ac3 + (20÷50) = 800+30=830oC và cuối cùng là làm nguội trong dầu ở nhiệt độ 18oC, độ cứng sau khi tôi là 45-50 HRC.
Sau khi tôi ta tiến hành Ram (ram là nhiệm vụ bắt buộc sau khi tôi . Ram cũng là quá trình nhiệt luyện gồm 3 giai đoạn. Nung nóng thép đã tôi đến một nhiệt độ nhất định (thấp hơn A1=727oC), giữ nhiệt một thời gian nhằm làm biến đổi cấu tạo bên trong của thép, làm giảm ứng suất của thép do quá trình tôi gây nên, tăng độ dẻo dai cho thép đến mức cần thiến. Đối với thép kết cấu loại tốt có 0,45%C ta tiến hành ram thấp. Ram thấp là quá trình nung nóng thép đã tôi đến nhiệt độ trong khoảng 150 đến 250oC, khi đó tổ chức nhận được là mactenitram. Mục đích ta tiến hành ram thấp vì loại này làm giảm một phần ứng suất còn độ cứng hầu như không bị giảm.
Còn ram trung thì nung nóng thép ở nhiệt độ 300 đến 450oC thì độ cứng có giảm và ứng suất giảm mạnh trong quá trình ram này (tổ chức nhận được lúc này là autenit). Yêu cầu của chi tiết độ cứng là 40÷45HRC ,thì ta tiến hành ram và nhiệt độ nung nóng để nung là 280 đến 300oC và giữ nhiệt khoảng 1h, khi đó dộ cứng sẽ đạt 40…45HRC thời gian giữ nhiệt ram và tôi thường lấy là 20÷25% thời gian nung. Chi tiết được làm nguôi trong không khí.
3.4.7. Nguyên công 7: Mài tròn 1 đầu trục
Sơ đồ gá đặt:
Hình 3.7. Sơ đồ gá đặt nguyên công mài thô 1 đầu trục
- Phân tích gá đặt:
+ Định vị: Chống tâm 2 đầu hạn chế 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Chống tâm ụ động và tốc kẹp truyền lực.
- Máy gia công: Ta tra theo bảng 9-50 [3], dựa vào kích thước của chi tiết,
ta chọn được máy gia công phù hợp với yêu cầu là máy mài có kí hiệu 3M151f2
Bảng 3.18. Đặc tính kỹ thuật máy mài 3M151f2
|
Đặc tính kỹ thuật |
Thông số, mm |
|
Kích thước lớn nhất của phôi mài: DxL |
200x700 |
|
Đường kính mài lớn nhất khi mài ngoài |
20 ¸ 180 |
|
Chiều dài mài lớn nhất khi mài ngoài |
650 |
|
Chiều cao từ tâm đến bàn máy |
125 |
|
Số vòng quay của trục chính mang phôi, vg/ph |
50 ¸ 500 |
|
Tốc độ quay trục chính mang đá mài, vg/ph |
1590 |
|
Tốc độ chạy dao ngang của ụ mài, mm/ph |
0,02 ¸ 1,2 |
|
Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW |
15,2 |
- Dụng cụ cắt : Theo yêu cầu nhám bề mặt đã đề ra, ta chọn dụng cụ hạt
mài có độ hạt 50, tra theo bảng 4-170 [2].
Bảng 3.19. Thông số của đá mài ПП
|
Loại đá |
D |
H |
d |
Vật liệu mài |
Độ hạt |
|
ПП |
200 |
80 |
70 |
9A |
50 |
- Dụng cụ đo: Panme, đồng hồ so.
- Tra và tính chế độ cắt.
- Chiều sâu cắt: t = 0,05mm
Tra bảng 5 -204 [5] ta có:
- Lượng chạy dao ngang: S = 0,86 mm/phút
- Số vòng quay phôi no = 180 m/phút
+ k1=0,95Hệ số vật liệu gia công:
+ k2=1 Hệ số phụ thuộc vào lượng dư.
Hệ số điều chỉnh k= k1. k2…. kn=0,95.1= 0.95
Số vòng quay sau điều chỉnh: n= no.k =0,86.180 =154,8 vg/ph.
Thay số ta có tốc độ khi mài j70
(m/phút) (3.9)
Khi mài j60 : V = 29,18 (m/ph)
Chọn số vòng quay đá n = 1590 vg/ph
(m/phút) (3.10)
- Tra bảng 5 – 205 [5], ta tra được công suất khi mài: N = 5kW
Vậy máy đảm bảo công suất cắt gọt.
3.4.8. Nguyên công 8: Mài tròn đầu trục còn lại
Sơ đồ gá đặt:
Hình 3.8. Sơ đồ gá đặt nguyên công mài tinh 1 đầu trục
- Phân tích gá đặt:
+ Định vị: Chống tâm 2 đầu hạn chế 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Chống tâm ụ động và tốc kẹp truyền lực.
- Máy gia công: Ta tra theo bảng 9-50 [3], dựa vào kích thước của chi tiết,
ta chọn được máy gia công phù hợp với yêu cầu là máy mài có kí hiệu 3M151f2
Bảng 3.20. Đặc tính kỹ thuật máy mài 3M151f2
|
Đặc tính kỹ thuật |
Thông số, mm |
|
Kích thước lớn nhất của phôi mài: DxL |
200x700 |
|
Đường kính mài lớn nhất khi mài ngoài |
20 ¸ 180 |
|
Chiều dài mài lớn nhất khi mài ngoài |
650 |
|
Chiều cao từ tâm đến bàn máy |
125 |
|
Số vòng quay của trục chính mang phôi, vg/ph |
50 ¸ 500 |
|
Kích thước lớn nhất của đá mài, DxL |
600x80 |
|
Tốc độ quay trục chính mang đá mài, vg/ph |
1590 |
|
Tốc độ chạy dao ngang của ụ mài, mm/ph |
0,02 ¸ 1,2 |
|
Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW |
15,2 |
- Dụng cụ cắt : Theo yêu cầu nhám bề mặt đã đề ra, ta chọn dụng cụ hạt
mài có độ hạt 50, tra theo bảng 4-170 [2].
Bảng 3.21. Thông số của đá mài ПП
|
Loại đá |
D |
H |
d |
Vật liệu mài |
Độ hạt |
|
ПП |
200 |
80 |
70 |
9A |
50 |
- Dụng cụ đo: Panme, đồng hồ so
- Tra và tính chế độ cắt.
- Chiều sâu cắt: t = 0,05mm
Tra bảng 5 -204 [5] ta có:
- Lượng chạy dao ngang: S = 0,86 mm/phút
- Số vòng quay phôi no = 180 m/phút
+ k1=0,95Hệ số vật liệu gia công:
+ k2=1 Hệ số phụ thuộc vào lượng dư.
Hệ số điều chỉnh k= k1. k2…. kn=0,95.1= 0.95
Số vòng quay sau điều chỉnh: n= no.k =0,86.180 =154,8 vg/ph.
Thay số ta có tốc độ khi mài j60
(m/phút) (3.11)
Chọn số vòng quay đá n = 1590 vg/ph
(m/phút) (3.12)
Khi mài j55 : V = 26,74 (m/ph)
Khi mài j50 : V = 24,3 (m/ph)
- Tra bảng 5 – 205 [5], ta tra được công suất khi mài: N = 5kW
Vậy máy đảm bảo công suất cắt gọt.
3.4.9. Nguyên công 9: Kiểm tra
Ta có sơ đồ đo như hình vẽ dưới đây :
Hình 3.9. Sơ đồ đo giá trị các giá trị trên bản vẽ
Từng vị trí của đồng hồ so, sẽ đo kích thước tương ứng theo đúng yêu cầu của từng bề mặt đã gia công.
3.4.10. Xác định thời gian gia công
- Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác định bằng công thức 28 [1]:
(3.13)
Trong đó
Ttc: thời gian gia công từng chiếc trong nguyên công (phút).
T0: thời gian cơ bản là thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thước và tính chất cơ lý của chi tiết (phút).
Tp: thời gian phụ là thời gian cần thiết để công nhâ gá, tháo chi tiết, dụng cụ cắt, mở máy điều chỉnh chế độ cắt. Khi các định thời gian nguyên công có thể lấy giá trị gần đúng Tp = 0,1.T0 (4.51)
Tpv: thời gian phục vụ chỗ làm việc bao gồm:
+ Thời gian phục vụ kĩ thuật dùng để thay dụng cụ, sử đá, mài dao, điều chỉnh dụng cụ Tpvkt = 0,08.T0 (3.14)
+ Thời gian phục vụ tổ chức để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn dao ca kíp Tpvtc = 0,02.T0 (3.15)
+ Ttn: thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân Ttn = 0,05.T0 (3.16)
+ Thời gian gia công cơ bản được xác định bằng công thức trang 54 [1]
(phút) (3.17)
Trong đó:
+ L là chiều dài bề mặt gia công (mm).
+ L1: chiều dài ăn dao (mm)
+ L2: chiều dài thoát dao (mm) chọn L2 = 0 ÷ 2mm
+ S: lượng chạy dao vòng (mm/vòng)
+ n: số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút (vòng/phút)
Từ công thức trên ta có thời gian gia công của từng nguyên công:
Bảng 3.22. Bảng tính thời gian gia công
|
Nguyên công |
Bước |
L |
L1 |
L2 |
S |
n |
T0 |
|
Nguyên công 2 |
Khỏa mặt |
65,4 |
13 |
2 |
0,15 |
900 |
0,59 |
|
Khoan tâm |
23 |
2 |
0 |
0,19 |
750 |
0,17 |
|
|
Tổng thời gian |
0,76 |
||||||
|
Nguyên công 3 |
Tiện thô Æ 60 |
70 |
2 |
0 |
0,9 |
800 |
0,11 |
|
Tiện thô Æ70 |
12 |
2 |
0 |
0,9 |
630 |
0,03 |
|
|
Tiện tinh Æ60 |
70 |
2 |
0 |
0,21 |
1250 |
0,17 |
|
|
Tiện tinh Æ70 |
12 |
2 |
0 |
0,21 |
1250 |
0,05 |
|
|
Tổng thời gian |
1,12 |
||||||
|
Nguyên công 4 |
Tiện thô Æ50 |
100 |
2 |
0 |
0,9 |
1000 |
0,1275 |
|
Tiện thô Æ55 |
80 |
2 |
0 |
0,9 |
1000 |
0,1025 |
|
|
Tiện thô Æ60 |
80 |
2 |
0 |
0,9 |
800 |
0,13 |
|
|
Tiện thô Æ70 |
140 |
2 |
0 |
0,9 |
800 |
0,22 |
|
|
Tiện tinh Æ50 |
100 |
2 |
0 |
0,21 |
1600 |
0,24 |
|
|
Tiện tinh Æ55 |
80 |
2 |
0 |
0,21 |
1600 |
0,24 |
|
|
Tiện tinh Æ60 |
80 |
2 |
0 |
0,21 |
1250 |
0,19 |
|
|
Tiện tinh Æ70 |
140 |
2 |
0 |
0,21 |
1250 |
0,54 |
|
|
Tổng thời gian |
1,57 |
||||||
|
Nguyên công 5 |
Phay rãnh then B =14 |
65 |
5 |
0 |
0,1 |
475 |
0,36 |
|
Phay rãnh then B=20 |
112 |
5 |
0 |
0,1 |
375 |
0,98 |
|
|
Tổng thời gian |
0,68 |
||||||
|
Nguyên công 7 |
Mài tròn Æ70 |
140 |
2 |
0 |
0,86 |
1590 |
0,1 |
|
Mài tròn Æ60 |
70 |
2 |
0 |
0,86 |
1590 |
0,05 |
|
|
Tổng thời gian |
0,15 |
||||||
|
Nguyên công 8 |
Mài tròn Æ50 |
100 |
2 |
0 |
0,86 |
1590 |
0,07 |
|
Mài tròn Æ55 |
80 |
2 |
0 |
0,86 |
1590 |
0,05 |
|
|
Mài tròn Æ60 |
80 |
2 |
0 |
0,86 |
1590 |
0,05 |
|
|
Tổng thời gian |
0,17 |
||||||
3.5. Thiết kế bản vẽ nguyên công
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
4.1. Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công
4.1.1. Phân tích sơ đồ gá đặt.
Hình 4.1. Sơ đồ định vị nguyên công phay rãnh then
Định vị:
- Dùng 2 khối V ngắn để hạn chế 4 bậc tự do
- Mặt cạnh của khối V áp vào mặt bậc của chi tiết hạn chế 1 bậc tự do .
Kẹp chặt:
- Phương: phương của lực kẹp vuông góc với mặt định vị
- Chiều: Từ trên xuống dưới.
- Điểm đặt: Tại điểm tiếp xúc giữa đòn kẹp và chi tiết.
4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công.
- Độ nhám bề mặt gia công đạt: Rz = 20
- Cần gia công đạt chính xác kích thước rãnh then:
+ Rãnh then B = 14 mm: cách mặt đầu đoạn bậc trục j50 khoảng
a = 150,1 với chiều sâu b = 4,50,2 và chiều dài c = 650,1
+ Rãnh then B = 20 mm: cách mặt đầu đoạn bậc trục j70 khoảng
a = 140,1 với chiều sâu b = 70,2 và chiều dài c = 1120,1
- Độ chính xác bề mặt: Dung sai độ phẳng bề mặt rãnh then là 0,02mm.
- Độ chính xác về vị trí tương quan: Đảm bảo độ không song song của rãnh then với đường tâm ngang của trục không vượt quá 0,02mm đối với rãnh then B = 14 mm và không vượt quá 0,025 đối với rãnh then B = 20 mm.
4.2. Tính và chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá
4.2.1. Tính toán lực tác dụng lên chi tiết khi gia công
4.2.1.1. Sơ đồ phân tích lực
Hình 4.2. Sơ đồ lực tác dụng vào chi tiết trong quá trình gia công
- Giải thích các thành phần lực trong sơ đồ:
Bảng 4.1. Các thành phần lực
|
W |
Lực kẹp |
|
FmsV |
Lực ma sát giữa chi tiết và khối V |
|
FmsW |
Lực ma sát giữa chi tiết và mỏ kẹp |
|
Mc |
Momen làm xoắn chi tiết |
|
Px |
Lực hướng trục |
|
Py |
Lực dọc trục của dao |
|
Pz |
Lực cắt chính |
|
N1 |
Phản lực từ khối V lên chi tiết |
|
N2 |
Phản lực từ chi tiết lên mỏ kẹp |
4.2.1.2. Tính lực cắt
Ta chọn rãnh then lớn nhất B = 20 để tính toán lực cắt rồi chọn cơ cấu kẹp chặt để đảm bảo độ an toàn trong khi gia công.
Theo chương 3, ta có: Pz = 1575,5 (N).
Mômen xoắn trên trục chính được xác định bằng công thức [5]:
(4.1)
4.2.1.3. Tính lực kẹp
Theo bảng 5.42 [5] ta xác định được Px bằng công thức:
(4.2)
Lực ma sát do mỏ kẹp gây ra khi tiếp xúc với chi tiết:
(4.3)
Lực ma sát do khối V gây ra khi tiếp xúc với chi tiết:
(4.4)
(4.5)
Với: Hệ số ma sát giữa chi tiết với khối V,
Hệ số ma sát giữa chi tiết với má kẹp,
a, Trường hợp 1: Đảm bảo chi tiết không quay quanh Oz:
Ta có phương trình cân bằng lực:
(4.6)
Để lực phân bố đều ta cho: W1 = W2 = W
b, Trường hợp 2: Đảm bảo chi tiết không tịnh tiến theo phương Ox:
(4.7)
Để lực phân bố đều ta cho: W1 = W2 = W
.
c, Trường hợp 3: Đảm bảo chi tiết không bị quay quanh Oy:
-Pz + 4.N4.cos45 + N1 + N2 -W1-W2 = 0 (4.8)
Từ kết quả trên ta lấy W = 1575,5 (N) để đảm bảo độ an toàn.
Lực kẹp cần thiết để đảm bảo an toàn được tính bằng công thức:
(4.9)
Trong đó: W: là lực kẹp chi tiết.
K: Hệ số an toàn tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công và được xác định bằng công thức:
(4.10)
Với các hệ số K được tra trong bảng sau:
Bảng 4.2. Bảng hệ số K trong từng điều kiện cắt
|
Hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công. |
|
Hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám bề mặt không đồng đều (gia công thô: ; gia công tinh: ) |
|
Hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn () |
|
Hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn |
|
Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt (Kẹp bằng tay ; kẹp bằng cơ khí ) |
|
Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay (kẹp thuận lợi ; kẹp không thuận lợi ) |
|
Hệ số momen làm quay chi tiết |
Do đó: K = 1,5.1,2.1.1,3.1,3.1.1 = 3,042
Vậy lực kẹp cần thiết để đảm bảo độ an toàn là:
4.2.2. Chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá
- Gồm 2 khối V dài có kích thước giống nhau, hạn chế 5 bậc tự do, ta chọn kích thước khối V theo bảng 8-5 [5]:
Hình 4.3. Khối V
- Thông số của khối được biểu diễn qua bảng sau:
Bảng 4.3. Kích thước khối V [2].
|
B |
l |
B1 |
H |
L |
d |
d1 |
d2 |
h |
h1 |
A1 |
A2 |
|
100 |
12 |
55 |
40 |
38 |
11 |
17 |
8 |
11 |
22 |
16 |
20 |
- Yêu cầu kĩ thuật của khối V:
+ Thép 20Cr.
+ Thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,8÷1,2mm.
+ Nhiệt luyện đạt HRC 55÷60
4.3. Xác định kết cấu của các cơ cấu khác trên đồ gá
4.3.1. Mỏ kẹp
Hình 4.4. Sơ đồ mỏ kẹp
- Phương trình cân bằng momen lực đối với điểm tỳ cố định [5]
(4.11)
Trong đó: Q: lực do bulong tạo ra (kG)
: hệ số có ích tính đến mất ma sát giữa đòn kẹp và chốt tỳ điều chỉnh, thông thường chọn =1.
L1 = L2 , lần lượt là khoảng cách từ chốt tỳ đến tâm bulong và từ tâm buong đến điểm đặt lực kẹp.
Thay số ta được:
(4.12)
- Đường kính bulong được tính theo công thức: (4.13)
- với thép cacbon thông thường như CT3 thì
sch = 240 (N/ mm2); hệ số an toàn s=3 với thép cacbon chịu tải tĩnh.
Nên:
(4.14)
Từ kết quả trên và theo thông số bảng P5.8 [3],chọn thông số mỏ kẹp có bulong M16 là hợp lí nhất.
4.3.2. Then dẫn hướng
- Vật liệu: Thép 40X
- Độ cứng: 40 – 45 HR.
-
Tra bảng 8-19 [2] ta có kích thước then như hình vẽ: Hình 4.5. Then dẫn hướng
4.3.3. Cữ so dao
- Vật liệu: thép Y8A
- Độ cứng: 55 – 60 HRC.
- Ta có kích thước của cữ so dao như hình vẽ:
Hình 4.6. Cữ so dao
4.3.4. Đế đồ gá
- Vật liệu: GX 15-32
- Độ cứng: 45 – 50 HRC
- Ta có kích thước của đế đồ gá như hình vẽ:
Hình 4.7. Đế đồ gá
4.4. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá
Sai số chế tạo của đồ gá được tính theo công thức [1]:
(4.15)
Trong đó: : sai số gá đặt, được lấy bằng , với là dung sai của kích thước nguyên công mà ta thiết kế đồ gá, =200
= 200/3,3 = 60 (4.16)
: sai số chuẩn. . : 0 (Do gốc kích thước trùng với chuẩn định vị.
: sai số kẹp chặt được tính theo công thức [1]:
(4.17)
Với ymax và ymin là lượng chuyển vị lớn nhất và nhỏ nhất của chuẩn định vị khi lực kẹp thay đổi; alpha là góc tạo bởi phương kích thước thực hiện và phương dịch chuyển. Do đó = 0
: sai số mòn do đồ gá [1]: (4.18)
Trong đó: : hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị, = 0,25.
N: số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá, N = 5500.
= 0,018 mm (4.19)
: sai số điều chỉnh, = 0,005 mm [1].
= 0,052mm.
4.5. Thiết kế bản vẽ lắp chung và các bản vẽ chi tiết của đồ gá
4.6. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá
- Độ không vuông góc của tâm khối V và mặt đáy đồ gá ≤ 0,052 (mm).
- Độ không song song của tâm khối V và rãnh then ≤ 0,052 (mm).
CHƯƠNG 5. TÍNH GIÁ THÀNH GIA CÔNG CHI TIẾT CHO NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
5.1 Chi phí tiền lương.
Lương của công nhân được tính theo công thức 63[1]:
(5.1)
Trong đó:
C: Số tiền lương của công nhân trong một giờ làm việc (đồng/giờ)
C = 50000 đồng
ttc : Thời gian từng chiếc của chi tiết, theo chương 3 lấy
5.2 Giá thành điện.
Chi phí về điện năng phụ thuộc vào công suất động cơ của máy và chế độ cắt được xác định theo công thức 64[1]:
(5.3)
Trong đó:
Giá thành 1kW/h ,
Công suất động cơ của máy(kW),
Hệ số sử dụng máy theo công suất,
Thời gian gia công cơ bản, theo chương 3
Hệ số thoát điện năng trong mạch điện,
Hiệu suất động cơ,
5.3 Chi phí cho dụng cụ.
5.3.1. Chi phí cho dụng cụ: d = 14mm
Chi phí cho dụng cụ được xác định theo công thức 65[1]:
(5.4)
Trong đó:
Giá thành ban đầu của dao, Cdc = 200000 (d)
Số lần mài lại cho tới khi bị hỏng,
Thời gian mài dao (phút),
Chi phí cho thợ mài trong một phút,
Thời gian gia công cơ bản, theo chương 3 lấy
T: Tuổi bền của dao (phút), T = 60
5.3.2. Chi phí cho dụng cụ: d = 20mm
Chi phí cho dụng cụ được xác định theo công thức 65[1]:
(5.4)
Trong đó:
Giá thành ban đầu của dao,
Số lần mài lại cho tới khi bị hỏng,
Thời gian mài dao (phút),
Chi phí cho thợ mài trong một phút,
Thời gian gia công cơ bản, theo chương 3 lấy
T: Tuổi bền của dao (phút), T = 60
5.4 Chi phí khấu hao máy.
Chi phí khấu hao máy được xác định theo công thức 66[1]:
(5.5)
Trong đó:
Giá thành của máy (đồng),
Phần trăm khấu hao (9 – 12%)
n: Số chi tiết được chế tạo trong một năm, n = 5500 chi tiết
5.5 Chi phí sửa chữa máy.
Chi phí sửa chữa máy là chi phí thường xuyên để sửa chữa máy, bao gồm tiền công và vật tư cần thiết cho sửa chữa. Chi phí sửa chữa máy được xác định theo công thức 6[1]:
(5.6)
Trong đó: R: Độ phức tạp sửa chữa của máy, R = 25
n: Số lượng chi tiết trong một năm, n = 5500 chiếc
5.6 Chi phí sử dụng đồ gá.
Chi phí sử dụng đồ gá được xác định theo công thức 69[1]:
(5.7)
Trong đó:
Giá thành của đồ gá (đồng),
A: Hệ số khấu hao của đồ gá, A = 0,5
B: Hệ số tính đến việc sử dụng và bảo quản đồ gá, B = 0,15
n: Số lượng chi tiết trong một năm, n = 5500 chi tiết
5.7 Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công.
Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công được tính theo công thức 70[1]:
(5.8)
Trong đó:
Chi phí tiền lương cho công nhân (đồng)
Chi phí điện năng (đồng)
Chi phí dụng cụ (đồng)
Chi phí khấu hao máy (đồng)
Chi phí sửa chữa máy (đồng)
Chi phí sử dụng đồ gá tại nguyên công tính giá thành (đồng)
Vậy giá thành chế tạo chi tiết ở nguyên công phay rãnh then là 4650đ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, 2007.
[2] Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, 2006.
[3] Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 3, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, 2006.
[4] Nguyễn Chung Cáng, Sổ tay nhiệt luyện tập I, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, 2006.
[5] Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, 2006.
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và làm đồ án em luôn được sự quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy trong khoa Cơ Khí cùng với sự giúp đỡ của bạn bè.
Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Cơ Khí – Ô tô thuộc Đại học Công Nghiệp Hà Nội, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí đã tận tình giúp đỡ cho em suốt thời gian học tại trường. Đặc biệt em xin bảy tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguyễn Trọng Mai đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành môn đồ án này.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ động viên em hoàn thiện khoá luận tốt nghiệp nảy.
Em xin trân trọng cảm ơn!
