THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ ĐH ĐÀ NẴNG

LỜI NÓI ĐẦU

 

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới. Trong đó Cơ khí là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp khác. Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời không ngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trọng nhất là phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn.

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy,  Nguyên lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến ngành Công nghệ Chế tạo máy. Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tế hoá những kiến thức mà sinh viên đã được trang bị, thì môn Đồ án Công nghệ Chế tạo máy nhằm mục đích đó.

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của Thầy Hoàng Văn Thạnh. Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế,em đã hoàn thành đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy được giao. Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế. Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thày cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện đồ án cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy Hoàng Văn Thạnh đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này.

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM.

 

1. Điều kiện làm việc:

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta nhận thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp.

Gối đỡ là chi tiết quan trọng sản phẩm có lắp trục, gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện nhiệm vụ động học nào đó, ngoài ra còn làm nhiệm vụ của ổ trượt.

Điều kiện làm việc của nó khá nặng nhọc do chịu tác dụng của các lực biến đổi về phương chiều và độ lớn như lực hướng tâm, lực dọc trục, ma sát... Trong quá trình làm việc của máy có sự va đập của các chi tiết cắt dẫn đến ảnh hưởng độ bền của các gối đỡ, quá trình làm việc có ma sát sinh ra nhiệt ở ổ ảnh hưởng đến tính bền nhiệt của gối đỡ, quá trình rung động khi làm việc cũng gây ảnh hưởng đến gối đỡ.

Từ điều kiện làm việc đó đòi hỏi gối đỡ cần có những yêu cầu kỹ thuật cao nhằm tạo cho gối đỡ làm việc tốt trong diều kiện của máy như độ cứng vững của gối đỡ phải tốt để tránh được rung động hay lưc tác dụng trong quá trình làm việc. Độ chính xác gia công phải cao cho các lắp lỗ do điều kiện ăn khít của hai chi tiết, tức độ nhẵn bóng bề mặt và sai số gia công tốt; chất lượng bề mặt cao như độ cứng bề mặt phải đảm bảo tuổi bền cho chi tiết suốt quá trình làm việc; đảm bảo độ đồng tâm của các lỗ không gây lệch tâm trong quá trình làm việc...

2. Yêu cầu về kỹ thuật:

            + Độ không song song giữa đường tâm lỗ ø 20 và  ø16 không vượt quá 0,03/100mm.

          + Độ không song song giữa đường tâm lỗ và mặt đáy không vượt quá 0,05/100mm.

• Vật liệu:

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

[d]_bk = 150 MPa  

[d]_bu = 320 MP

               PHẦN II:          ĐỊNH DẠNH SẢN XUẤT

Số lượng sản xuất: 6000 chiếc/ năm.

Khối lượng của chi tiết được tính bằng công thức:  

          Với gang có =(6,87,4) kg/dm­­

          V= V₁ + V₂ + V + V₄ + V₅ + V₆ + V₇.

V₁ = 1004050= 200000 mm³

           V₂ = 2R².50 = 2.20².50 = 125600 mm³

           V₃ = 2(86546) = 47840 mm

           V₄= 1016865 = 109200 mm

V₅ = 2(25739) = 13104 mm³                            

  ..............

          Tra bảng 2, TKĐACNCTM.

Dạng sản xuất	Khối lượng chi tiết (kg)
	< 4	4 200	> 200
	Sản lượng hàng năm ( chiếc )
Đơn chiếc	< 100	<10	<5
Loạt nhỏ	100 500	10 200	55 10
Loạt vừa	500 5000	200 500	100 300
Loạt lớn	500050000	5001000	300 1000
Hàng khối	>50000	>5000	>1000

 

Sản lượng hằng năm: 6000 chiếc/ năm, với Q₁< 4kg.

Vậy chọn loại hình sản xuất là hàng loạt lớn.

PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

1. Xác định phương pháp chế tạo lồng phôi:

          Chi tiết là một gối đỡ có hình dáng phức tạp, vật liệu bằng gang xám GX15-32. Sản lượng hàng năm là 6000 chi tiết/ năm, được xếp vào sản xuất hàng loạt vừa.

          Đây là chi tiết được sản xuất hàng loạt vừa nên ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát.

          Chọn cấp chính xác chế tạo phôi đúc cấp 2.

Dung sai phôi:

Độ bóng         : R_z = 80.

2. Xác định bản vẽ chi tiết chế tạo phôi:

PHẦN IV: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

            

Xác định đường lối công nghệ:

          Với khối lượng chi tiết và sản lượng hàng năm như trên, dạng sản xuất là hàng loạt vừa, đường lối công nghệ được xác định phù hợp nhất là phân tán nguyên công.

1.     Chọn phương pháp gia công:

          Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa, muốn chuyên môn hoá cao để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công). Ở đây ta dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo.

2.     Lập tiến trình công nghệ:

2.1. Phân tích các bề mặt làm chuẩn công nghệ:

Gối đỡ là chi tiết dạng hộp. Khối lượng gia công chi tiết dạng hộp chủ yếu là tập trung vào việc gia công các lỗ. Muốn gia công nhiều lỗ trên nhiều bề mặt khác nhau qua các giai đoạn thô, tinh..cần tạo nên một chuẩn tinh thống nhất cho chi tiết hộp. Chuẩn đó thường là một mặt ngoài nào đó và 2 lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt phẳng đó.

Nguyên công đầu tiên phải là gia công tạo mặt chuẩn. Việc chọn chuẩn thô cho nguyên công này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến lượng dư gia công cũng như độ chính xác ở các nguyên công tiếp theo.

Với chi tiết gối đỡ này ta có nhiều phương án chọn chuẩn thô. Nhưng để đảm bảo những yêu cầu chọn chuẩn thô ta sẻ chọn chuẩn thô là bề mặt đáy và 2 lỗ ø12 vì:

• Bề mặt này có lượng dư gia công nhỏ và đều nên đảm bảo phân phối đủ và đều lượng dư gia công.
• Bề mặt gia công là mặt phẳng nên tạo thuận lợi cho việc gia công và gá đặt chi tiết nhanh khi gia công và lắp ráp.
• Đảm bảo vị trí tương quan giữa các lỗ và mặt đáy với độ dịch chuyển sai khác là nhỏ.

Do vậy ta chọn phương án này là tối ưu nhất.

 2.2 Xác định các nguyên công gia công và trình tự các nguyên công:

2.2.1 Các nguyên công gia công:

+ Gia công bề mặt đáy đạt Ra=2,5 tương ứng cấp độ bóng là cấp 6. Như vậy bước gia công cuối là phay tinh, còn bước trước là phay thô.

+ Gia công lỗ ø 12 đạt Ra =2,5. Ta chọn phương pháp gia công là khoan và khoét.

+ Gia công lỗ ø 16^±0.018  đạt độ bóng R_a= 1,25  Ta chọn phương pháp gia công, có các bước là khoan, khoét, doa.

+ Gia công lỗ ø 20^±0.032 Ta thấy dung sai ứng với ø 20 có cấp chính xác 7 với độ bóng  R_a= 1,25. Ta chọn phương pháp gia công có các bước là khoan khoét và doa.

+ Gia công 2 mặt bên đạt R_z=40 có cấp độ bóng là 4. Ta chọn phương pháp gia công là phay.

+ Gia công 2 mặt gờ đạt R_z=20 Ta cũng chọn phương án như trên.

2.2.2 Trình tự các nguyên công :

• Nguyên công 1: Gia công mặt đáy đạt R_a=2,5
• Nguyên công 2: Gia công 2 mặt gờ đạt R_z=20 
• Nguyên công 3: Gia công lỗ ø 12 đạt R_a =1,25
• Nguyên công 4: Gia công 2 mặt bên đạt R_z=40
• Nguyên công 5: Gia công lỗ ø 16 đạt độ bóng R_a= 1,25 
• Nguyên công 6 : Gia công lỗ ø 20 đạt độ bóng R_a= 1,25 
• Nguyên công 7 : Kiểm tra độ song song 2 lỗ ø 16 và ø 20

3.     Thiết kế nguyên công:

          Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ.

                   - Sản lượng: 6000 chiếc/ năm.

                   - Vật liệu GX 15-32.

                   - Dạng sản xuất: hàng loạt lớn.

3.1 Nguyên công 1: Gia công mặt đáy.

- Định vị: Chi tiết được định vị 3 bậc tự do.

               Mặt gờ định vị 3 bậc tự do bằng 3 chốt tì.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với mặt đáy.

- Chọn máy: Máy phay đứng 6H11.

  Công suất động cơ chính: 4, 5kW

  Bàn làm việc: 250x1250 mm²

  Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

  Số cấp tốc độ trục chính: 16

  Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

- Chọn dao: Dao phay mặt đầu (D/z = 150/14) có gắn hợp kim cứng BK8.

vTra tính chế độ cắt:

           Lượng dư gia công: 2,5mm.

•   Khi phay thô mặt phẳng.

- Lượng chạy dao răng S_z

                   S_z = 0,26mm/răng (Bảng 5-33, Sổ tay CNCTM II, trang 29).

- Tốc độ cắt V_b khi phay

                   V_b= 158m/phút (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 1,5mm (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Tốc độ cắt tính toán V_t

                               V_t = V_b.k_v

         với k_v = k_MV.k_nv.k_uv

          Trong đó:

          k_MV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

                   (Bảng 5-1 và 5-2 Sổ tay CNCTM II, trang 6 và 7)        

                             k_MV =

             HB » 200 (GX15-32)

k_nv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

k_uv : hệ số phụ thuộc vào chất lượng dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

                                Các hệ số phụ thuộc

kMV	knv	kuv
0,9378	0,82	0,83

 

   Vận tốc tính toán :

                            V_t = 158.0,9378.0,82.0,83 =100,846m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                            vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

                            n_m = 245vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                   m/phút

- Lượng chạy dao phút :

                   S_ph = S_z.z.n = 0,26.14.245 = 891,8mm/phút.

- Công suất thực tế của máy :

                   N_e = 4,2kw (Bảng 5-130, Sổ tay CNCTM II, trang 118).

•   Khi phay tinh mặt phẳng.

                   S = 2,5mm/vòng (Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Vậy lượng chạy dao răng:

                   S_z mm/răng.

- Tốc độ cắt V_b khi phay:

                   V_b = 180mm/phút (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 1mm (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Vận tốc tính toán :

                   V_t =V_b.k_v = 180.0,9378.0,82.0,83 = 114,888m/phút.

- Số vòng quay tính toán

                   vòng/phút.

          Chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn của máy :

                   n_m = 245vòng/phút.

- Vận tố thực tế :

                   m/ phút.         

Lượng chạy dao phút:

                   S_ph = S_z.z.n_m = 0,18.14.245 = 617,4 mm/ phút.

Công suất thực tế:

                   N_e = 4,2kw (Bảng 5-130, Sổ tay Công nghệ II).

BƯỚC	MÁY	DAO	t(mm)	S(mm/ph)	V(m/ph)	n(v/ph)	Ne(kw)
Phay thô	6H11	BK8	1,5	891.8	115,395	245	4,2
Phay tinh	6H11	BK8	0,5	617,4	115,395	245	4,2

 

vThời gian nguyên công :

          (Thiết kế Đồ án CNCTM, trang 54).

         Trong đó : T_o - thời gian cơ bản.

                          T_p - thời gian phụ (10%T₀).

                            T_pv - thời gian phục vụ chỗ làm việc (11%T₀).

                            T_tn - thời gian nghĩ tự nhiên của công nhân(5%T₀).

                  

                            L - chiều dài bề mặt gia công (mm).

                            L_{1 ­}- chiều dài ăn dao (mm).

                            L₂ - chiều dài thoát dao (mm).

                   (mm).

                   (mm). Chọn L₂ = 3 mm.

         - Khi phay thô : t = 1,5 mm.

                   (mm).

                    (phút).

          (phút).

         - Khi phay tinh : t = 0,5mm.

                    (mm).

                    (phút).

          (phút).

3.2 Nguyên công 2: Phay mặt gờ đạt độ bóng R_z = 20

          - Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

                   Mặt sau định vị 2 bậc tự do bằng 2 chốt tì.

                   Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng mặt phẳng.

                     Mặt bên định vị 1 bậc tự do bằng 1 chốt tì.

                       

 

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc mặt đáy.

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn.

- Chọn máy: Máy phay đứng 6H11.

  Công suất động cơ chính: 4, 5kW

  Bàn làm việc: 250x1250 mm²

  Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

  Số cấp tốc độ trục chính: 16

  Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

- Chọn dao: Dao phay ngón (D/z = 30/4) có gắn hợp kim cứng BK8

vTra tính chế độ cắt:

       Lượng dư gia công: 2mm

•  Khi phay thô mặt phẳng

- Lượng chạy dao vòng

                   S = 0,15mm/ vòng (Bảng 5-36, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Lượng chạy dao răng S_z

                    (mm/ răng).

- Tốc độ cắt V_b khi phay

                   V_b= 208 mm/phút (Bảng 5-161, Sổ tay CNCTM II, trang 144).

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 2mm.

- Tốc độ cắt tính toán V_t

                               V_t = V_b.k_v

         với k_v = k_MV.k_nv.k_uv

                   trong đó k_MV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

                   (Bảng 5-1 và 5-2 Sổ tay CNCTM II, trang 6 và 7)        

                             k_MV =

             HB » 200 (GX15-32)

     k_nv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

     k_uv : hệ số phụ thuộc vào chất lượng dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

                                Các hệ số phụ thuộc

kMV	knv	kuv
0,9378	0,82	0,83

   Vận tốc tính toán :

                            V_t = 208.0,9378.0,82.0,83 =132,7594m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                            vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

                            n_m = 1442vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                   m/phút

- Lượng chạy dao phút :

                   S_ph = S_z.z.n = 0,0375.4.1442 = 216,3mm/phút.

- Công suất thực tế của máy :

                   N_e = 3,1kw (Bảng 5-145, Sổ tay CNCTM II, trang 130).

 

BƯỚC	MÁY	DAO	t(mm)	S(mm/ph)	V(mm/ph)	n(v/ph)	Ne(kw)
Phay thô	6H11	BK8	2	216,3	135,84	1442	3,1

 

vThời gian nguyên công :

          (Thiết kế Đồ án CNCTM, trang 54).

         Trong đó : T_o - thời gian cơ bản.

                          T_p - thời gian phụ (10%T₀).

                            T_pv - thời gian phục vụ chỗ làm việc (11%T₀).

                            T_tn - thời gian nghĩ tự nhiên của công nhân(5%T₀).

                  

                            L - chiều dài bề mặt gia công (mm).

                            L_{1 ­}- chiều dài ăn dao (mm).

                            L₂ - chiều dài thoát dao (mm).

                   (mm).

                   (mm). Chọn L₂ = 4 mm.

         - Khi phay thô : t = 2mm.

                   mm.

                   phút.

         phút.

3.3  Nguyên công 3:  Khoan, khoét 2 lỗ Ø 12.

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

                   Mặt trước định vị 2 bậc tự do bằng 2 chốt tì.

                   Mặt gờ định vị 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì.

                   Mặt bên định vị 1 bậc tự do bằng 1 chốt tì.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp cùng chiều với hướng khoan.

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn.

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H135.

Đường kính lớn nhất khoan được Ø 35 mm

Công suất động cơ chính: 4 kW

Phạm vi tốc độ trục chính: 31,5 – 1400 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 31,5 – 44,5 – 63 – 89 – 125 – 177 – 250 – 350  – 497 – 700 – 990  – 1400  vg/ph

Số cấp bước tiến trục chính: 9

Phạm vi tốc độ bước tiến: 0,1 – 1,6 mm/ph

Chuỗi cấp bước tiến: 0,1 – 0,14 – 0,2 – 0,28 –  0,4 – 0,56 – 0,8 – 1,13 –

1,6 mm/vg

          Phủ bì: 1245x815x2690 mm³

- Chọn dao: Dao mũi khoan ruột gà P18.

vTra tính chế độ cắt:

•  Khoan lỗ Ø8

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 0,5.D = 0,5.8 = 4mm.

- Lượng chạy dao S

                   S = 0,24mm/ vòng (Bảng 5-25, Sổ tay CNCTM II, trang 21).

- Tốc độ cắt V khi khoan

                                                

         (Bảng 5-28 và 5- 30, Sổ tay CNCTM II, trang 23,24).                     

Cv	q	y	m	T(phút)
14,7	0,25	0,55	0,125	25

 

         k_MV - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công        

         (Bảng 5-1 và 5- 2, Sổ tay CNCTM II, trang 6).

         k_uv - hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

                   k_uv = 1 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

         k_lv - hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan

                   k_lv = 1 (Bảng 5-31, Sổ tay CNCTM II, trang 24).

         m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                   vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

                            n_m = 1400vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                   m/phút

- Công suất cắt

                   N_e = 1,1kw (Bảng 5-96, Sổ tay CNCTM II, trang 89).

 

• Khoét lỗ Ø12

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 0,5.(D - d) = 0,5.(12 - 8) = 2mm.

- Lượng chạy dao S

                   S = 0,7mm/ vòng (Bảng 5-26, Sổ tay CNCTM II, trang 22).

- Tốc độ cắt V khi khoét

         (Bảng 5-29 và 5- 30, Sổ tay CNCTM II, trang 23,24).                     

Cv	q	x	y	m	T(phút)
105	0,4	0,15	0,45	0,4	30

               k_MV - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công       

         (Bảng 5-1 và 5- 2, Sổ tay CNCTM II, trang 6).

         k_uv - hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

                   k_uv = 0,83 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

         k_lv - hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan

                  k_lv = 1 (Bảng 5-31, Sổ tay CNCTM II, trang 24).

         m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                   vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

                            n_m = 1400vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                   m/phút

- Công suất cắt

                   N_e = 2,5kw

BƯỚC	MÁY	DAO	t(mm)	S(mm/ph)	V(m/ph)	n(v/ph)	Ne(kw)
Khoan	2H135	P18	4	0,24	35,168	1400	1,1
Khoét	2H135	P18	2	0,7	52,752	1400	2,5

 

vThời gian nguyên công :

          (Thiết kế Đồ án CNCTM, trang 54).

         Trong đó : T_o - thời gian cơ bản.

                          T_p - thời gian phụ (10%T₀).

                            T_pv - thời gian phục vụ chỗ làm việc (11%T₀).

                            T_tn - thời gian nghĩ tự nhiên của công nhân(5%T₀).

                  

                            L - chiều dài bề mặt gia công (mm).

                            L_{1 ­}- chiều dài ăn dao (mm).

                            L₂ - chiều dài thoát dao (mm).          

                   (mm). Chọn L₂ = 2mm.

         - Khi khoan:

                   mm.

                   phút.

         phút.

         - Khi khoét.

                   phút.

         phút.

3.4  Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên đạt R_z = 40.

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

                   Chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do.

                    Chốt trám định vị 1 bậc tự do.

                     Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng mặt phẳng.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí.

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn.

- Chọn máy: 6H81.

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Công suất động cơ chính: 4, 5kW

Bàn làm việc: 250x1250 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

- Chọn dao: 2dao phay đĩa ba mặt răng D₁ = 125, D₂=250 và B = 20.                   

                              Tra tính chế độ cắt:

                Lượng dư gia công: 2,5mm

• Khi phay mặt phẳng.

- Lượng chạy dao S (mm/ răng).

                   S = 0,18mm/ răng(Bảng 5-177, Sổ tay CNCTM II, trang 160).

- Tốc độ cắt V khi phay

                   V = 180m/ phút (Bảng 5-178, Sổ tay CNCTM II, trang 161).

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 96 mm.

- Tốc độ cắt tính toán V_t

                               V_t = V.k_v

         với k_v = k_MV.k_nv.k_uv

                   trong đó k_MV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

                   (Bảng 5-1 và 5-2 Sổ tay CNCTM II, trang 6 và 7)        

                             k_MV =

             HB » 200 (GX15-32)

     k_nv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

     k_uv : hệ số phụ thuộc vào chất lượng dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

                                Các hệ số phụ thuộc

kMV	knv	kuv
0,9524	0,82	1

   Vận tốc tính toán :

                            V_t = 180.0,9524.0,82.1 =140,57 m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                            vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

                            n_m = 196vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                   m/phút

 

- Lượng chạy dao phút :

                   S_ph = S_z.z.n = 0,18.32.196= 1128,96mm/phút.

- Công suất thực tế của máy :

                   N_e = 1,9kw (Bảng 5-180, Sổ tay CNCTM II, trang 163).

         

BƯỚC	MÁY	DAO	t(mm)	S(mm/ph)	V(m/ph)	n(v/ph)	Ne(kw)
Phay	6H81	BK8	96	1128,96	153,86	196	1,9

 

vThời gian nguyên công :

          (Thiết kế Đồ án CNCTM, trang 54).

         Trong đó : T_o - thời gian cơ bản.

                          T_p - thời gian phụ (10%T₀).

                            T_pv - thời gian phục vụ chỗ làm việc (11%T₀).

                            T_tn - thời gian nghĩ tự nhiên của công nhân(5%T₀).

                  

                            L - chiều dài bề mặt gia công (mm).

                            L_{1 ­}- chiều dài ăn dao (mm).

                            L₂ - chiều dài thoát dao (mm).

                   (mm).

                   (mm). Chọn L₂ = 4mm.

                            t = 96mm.

                   mm.

                   phút.

          phút.

3.5 Nguyên công 5: Gia công lỗ Ø16

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

               Định vị 3 bậc tự do ở mặt đáy bằng mặt phẳng.

               Định vị 3 bậc tự do còn lại bằng chốt trụ ngắn và chốt trám tại 2 lỗ Ø12.

               Ngoài ra còn có chốt tỳ phụ đặt ở mặt bên để nâng cao độ cứng vững.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với mặt dáy.

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy đứng yên, dao khoan và khoét chuyển động quay tròn.

- Chọn máy: máy khoan đứng 2H135.

- Chọn dao: Dao mũi khoan ruột gà P18 Ø12, mũi khoét BK8 Ø15 và dao doa BK8 Ø16.

vTra tính chế độ cắt:

• Khoan lỗ Ø12

- Chiều sâu cắt t:

                   t = 0,5.D = 0,5.12 = 6mm.

 

          - Lượng chạy dao S :

                   S = 0,32mm/ vòng (Bảng 5-25, Sổ tay CNCTM II, trang 21).

          - Tốc độ cắt V khi khoan

         (Bảng 5-28 và 5- 30, Sổ tay CNCTM II, trang 23,24).                     

Cv	q	y	m	T(phút)
17,1	0,25	0,4	0,125	60

 

         k_MV - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công          

         (Bảng 5-1 và 5- 2, Sổ tay CNCTM II, trang 6).

         k_uv - hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

                   k_uv = 1 (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

         k_lv - hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan

                   k_lv = 1 (Bảng 5-31, Sổ tay CNCTM II, trang 24).

         m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                   vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy)

                            n_m = 700vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                   m/phút

- Công suất cắt

                   N_e = 2,2kw (Bảng 5-92, Sổ tay CNCTM II, trang 87).

• Khoét lỗ Ø15

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

PHẦN 5 : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG

2 LỖ Æ20

   1. Mục đích :

     Nhằm định vị, kẹp chặt phôi trong quá trình gia công, do vậy thiết kế đồ gá hợp lý sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực và có thể xác định được vị trí của phôi trong đồ gá một cách chính xác và nhanh chóng nhờ các cơ cấu định vị, đồng thừi tạo ra lực kẹp đủ lớn trong quá trình gia công. Vì vậy đồ gá cần thõa mãn những yêu cầu sau đây :

     - Kết cấu định vị :

          + Phải phù hợp với bề mặt, hình dáng cũng như kích thước cũng như độ bóng của chi tiết.

          + Đảm bảo độ chính xác lâu dài về vị trí tương quan, các kích thước tương quan.

          + Đảm bảo độ bền qua nhiều lần sử dụng.

     - Cơ cấu kẹp chặt :

          + Phải tạo ra lực kẹp cần thiết đảm bảo độ cứng vững trong quá trình gia công.

          + Các kích thước hình dáng nhỏ gọn, đủ bền, phù hợp với thân đồ gá.

          + Dễ điều khiển.

     2.Tính toán thiết kế.

2.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt.

      Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do 

         Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng một mặt phẳng.

         Chốt trụ ngắn và chốt trám khống chế 3 bậc tự do.

         Chốt tì phụ nâng cao độ cứng vững.

     Lực kẹp hướng vuông góc với bề mặt định vị chi tiết là mặt phẳng bên.

 

 

“ Chốt trụ ngắn ”

 + Các kích thước chủ yếu của chốt trụ ngắn được dùng để định vị trên đồ gá ( Tra bảng 8-9 Sổ Tay Công nghệ Chế Tạo Máy Tập 2 )

- Chốt trám: Định vị lỗ , nó có nhiệm vụ hạn chế 1 bậc tự do quay quanh trục ox.

+ Các kích thước chủ yếu của chốt trám được dùng để định vị trên đồ gá ( Tra bảng  8-9 Sổ Tay Công nghệ Chế Tạo Máy Tập 2 )

- Vật liệu chế tạo chốt trụ ngắn và chốt trám là thép dụng cụ CD80A , thấm các bon đạt chiều dày lớp thấm 0,8 – 1,2 mm , sau đó tôi đạt độ cứng là 50 – 55 HRC .

- Lắp ghép giữa lỗ chuẩn của chi tiết và chốt trụ là mối ghép lỏng nhẹ nhưng khe hở nhỏ nhất ( H7/k7 ) để có thể giảm bớt được sai số chuẩn . Còn lắp ghép giữa chốt và than đồ gá là ( H7/k7 ).

 Như vậy với việc ta sử dụng chốt trụ ngắn có thêm mặt phẳng để định vị , chốt trám thì chi tiết đã được định vị đủ 6 bậc tự do .

  2.2  Cơ cấu kẹp chặt:

 Có tác dụng giữ cho chi tiết không bị xê dịch khi gia công.

   Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt

+ Khi kẹp chặt không được phá hỏng vị trí chi tiết đã được định vị chính xác.

+ Trị số lực kẹp vừa đủ để chi tiết không bị xê dịch và rung động dưới tác dụng của lực cắt và các ảnh hưởng khác trong quá trình gia công.

+ Không làm hỏng bề mặt lực kẹp tác động vào nó.

+ Cơ cấu kẹp chặt có thể điều chỉnh được lực kẹp.

+ Thao tác nhanh, thuận tiện, kết cấu gọn, an toàn …

+ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo sữa chữa.

- Phương, chiều, điểm đặt.

+ Phương: vuông góc với mặt đầu nhỏ.

+ Chiều: từ phải qua trái.

+ Điểm đặt: mặt đầu nhỏ.

                                  

 

2.3.  Tính lực (momen) cắt tác dụng lên chi tiết:

          Bao gồm: Mômen xoắn M_x và lực chiều trục P_o.

• Khi khoan:

          M_{x khoan}=10.C_M.D_{­­­­­­­­­­­­­}­­­­­­­­­­­­­^q.S^y.k_p

Trong đó:    D=Ø15 mm

                   S=0,35 mm/vòng

                   K_P=k_MP=1

Tra (Bảng 5-32, Sổ tay CNCTM II, trang 25) ta được các hệ số mũ:

                  

CM	q	y
0,021	2,0	0,8

         

=> M_{x khoan}=10.0,021.15².0,35^0,8.1=20,4 (N.m)

                     P_{o khoan}=10.C_P.D_{­­­­­­­­­­­­­}­­­­­­­­­­­­­^q.S^y.k_p

Trong đó:    D=Ø15 mm

                   S=0,35 mm/vòng

                   K_P=k_MP=1

Tra (Bảng 5-32, Sổ tay CNCTM II, trang 25) ta được các hệ số mũ:

                  

CP	q	y
42,7	1,0	0,8

 

          =>  P_{o khoan}=10.42,7.15.0,35^0,8.1=2765,5 (N).

 

• Khi khoét:

          M_{x khoét}=10.C_M.D_{­­­­­­­­­­­­­}­­­­­­­­­­­­­^q.S^y.t^x.k_p

Trong đó:    D=Ø19 mm

                   S=0,9 mm/vòng

                   t=2 mm

k_P=k_MP=1

 

Tra (Bảng 5-32, Sổ tay CNCTM II, trang 25) ta được các hệ số mũ:

                  

CM	q	x	Y
0,196	0,85	0,8	0,7

         

=> M_{x khoét}=10.0,196.19^0,85.0,9^0,7.2^0,8.1=38,72 (N.m)

          P_{o khoét}=10.C_P.D_{­­­­­­­­­­­­­}­­­­­­­­­­­­­^q.t^x.S^y.k_p

Trong đó:    D=Ø19 mm

                   S=0,9 mm/vòng

                   t=2 mm

                   K_P=k_MP=1

Tra (Bảng 5-32, Sổ tay CNCTM II, trang 25) ta được các hệ số mũ:

                  

CP	q	x	Y
4,6	0	1,0	0,4

         

        =>  P_{o khoét}=10.4,6.0,9^0,4.2=60,36 (N).

•  Khi doa:

         

Trong đó:

          t=0,5 mm

          S_z=0,25 mm/răng.

          D=20 mm.

          Z=8.

Tra (Bảng 5-23, Sổ tay CNCTM II, trang 18) ta được các hệ số mũ:

 

CP	x	y
92	1,6	0,75

 

=>        (N.m)

 

 

 

2.4. Tính lực kẹp cần thiết:

          Ta có lực kẹp W vuông góc với lực cắt P và mặt phẳng định vị.

  

          Do đó:                     

         

        Trong đó:

                   f₁ là hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết (f₁=0,1÷0,15) chọn f₁=0,15.

                   f₂ là hệ số ma sát giữa mặt chuẩn của chi tiết và chi tiết định vị chọn

                            f₂ = 1.

                   K là hệ số an toàn, K=k₀.k₁.k₂.k₃.k₄.k₅.k₆

          Căn cứ vào các điều kiện cụ thể của nguyên công, ta chọn các hệ số k:

                   k₀ – Hệ số an toàn chung, chọn k₀ = 2.

                   k₁ – Hệ số kể đến lượng dư không đều, chọn k₁ = 1.

                   k₂ – Hệ số xét đên dao cùn làm lực cắt tăng, chọn k₂ = 1,5.

                   k₃ – Hệ số xét đến vì cắt không liên tục làm lực cắt tăng, k­­₃ =1,2.

                   k₄ – Hệ số xét đên nguồn sinh lực không ổn định, chọn k₄ = 1.

                   k₅ – Hệ số kể đến sự thuận tiện hay không thuận tiện của cơ cấu tạo

                          lực kẹp, chọn k₅ = 1.

                   k₆ – Hệ số tính đến momen làm lật phôi quay quanh điểm tựa, chọn

                           k₆ = 1.

          => K = 1,5 . 1 . 1 . 1,2 . 1 . 1 . 1 = 1,8.

          Lực cắt P ở xét ở đây là lực cắt khi khoan, với P_{o khoan}=2765,5 (N).

          Như vậy lực mỏ kẹp tác dụng vào chi tiết là :

                  

2.5. Chọn cơ cấu kẹp và tính toán nguồn sinh lực.

- Ta chọn cơ cấu kẹp là Bulông.

1. Chi tiết
2.  Mỏ kẹp
3.  Bulông

 

     Lực mỏ kẹp W tác động vào chi tiết chính là lực siết của bulông :

ð        

          Trong đó:

                   D là đường kính của bulông :

                   W lực kẹp

                   Giới hạn bền kéo của thép C45 :

                  

Vậy đường kính bulông là D = 16(mm).

Thanh kẹp : ( Tra bảng 8-30 Trang 434 Sách Sổ tay CNCTM 2 )

 

Bạc dẫn:

Chọn loại Bạc dẫn thay nhanh: ( Tra bảng 8-78 Trang 527 Sách Sổ tay CNCTM 2 )

Chốt định vị :

Định vị mặt phẳng định vị và Định vị cần đỡ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]  Nguyễn Đắc Lộc cùng các tác giả khác ,Sổ tay công nghệ chế tạo máy ,

NXB  Khoa Học Kỹ Thuật 2001

[2]  Đặng Vũ Giao, Tính và thiết kế đồ gá, ĐHBKHN 1968

[3]  Đồ gá gia công cơ , NXB Đà Nẵng 2000

[4]  Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Công nghệ chế tạo máy, NXB  Khoa Học Kỹ Thuật 2001

[5]  Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, NXB  Khoa Học Kỹ Thuật 2001

[6]  Ninh Đức Tốn , Dung sai lắp ghép,  NXB Giáo dục 2000

 

[7]  Chế độ cắt gia công cơ khí -Thầy Hồ Viết Bình – Cô Nguyễn Ngọc Đào - Thầy Trần Thế San.

 

[8]  Atlat đồ gá - Thầy Trần Văn Địch

 

[9]  Thiết kế ĐACNCTM -Thầy Trần Văn Địch

 

[10]  Công nghệ chế tạo máy – Thầy Lưu Đức Bình – Khoa Cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.

 

 

 

 

 

 

                                             

                                             

  

MỤC LỤC

 

 

LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................. 1

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM.............................................................................................................. 2

1.   Điều kiện làm việc:........................................................................ 2

2. Yêu cầu về kỹ thuật:...................................................................... 2

PHẦN II: ĐỊNH DẠNH SẢN XUẤT.............................................................. 3

PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI........................ 7

1. Xác định phương pháp chế tạo lồng phôi:.................................... 7

2. Xác định bản vẽ chi tiết chế tạo phôi:............................................ 7

PHẦN IV: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ...................................... 8

1. Chọn phương pháp gia công:........................................................ 8

2. Lập tiến trình công nghệ:............................................................... 8

2.1. Phân tích các bề mặt làm chuẩn công nghệ:........................... 8

          2.2. Xác định các nguyên công gia công và trình tự.............         9

2.2.1 Các nguyên công gia công:................................................ 9

2.2.2 Trình tự các nguyên công :................................................ 9

3. Thiết kế nguyên công:................................................................................. 9

    3.1. Nguyên công 1: Gia công mặt đáy......................................... 9

3.2. Nguyên công 2: Phay mặt gờ đạt độ bóng R_z = 20                14

3.3.  Nguyên công 3:  Khoan, khoét 2 lỗ Ø 12............................. 16

3.4.  Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên đạt R_z = 40....................... 20

3.5. Nguyên công 5: Gia công lỗ Ø16.......................................... 24

3.6. Nguyên công 6 :Gia công lỗ Ø20 đạt R_a=1,25...................... 28

3.7. Nguyên công 7 : Kiểm tra...................................................... 33

PHẦN 5 : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG 2 LỖ Æ20. 35

1. Mục đích :.................................................................................................. 35

2.Tính toán thiết kế....................................................................................... 35

    2.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt...................................................... 35

2.2  Cơ cấu kẹp chặt :................................................................... 38

2.3.  Tính lực (momen) cắt tác dụng lên chi tiết:.......................... 41

2.4. Tính lực kẹp cần thiết:........................................................... 43

2.5. Chọn cơ cấu kẹp và tính toán nguồn sinh lực...................... 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 47