Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các nghành công nghiệp mới nói chung và nghành cơ sở của mọi nghành nói riêng đó là nghành Cơ khí. Là một nghành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các nghành công nghiệp khác. Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ nghành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ và vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của nghành, đồng thời không ngừng trau rồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trong 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 cử nhân Cơ khí chế tạo máy tại Đại học công nghiệp Hà Nội, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở của nghành Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình: Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy, Nguyên lý máy, Đồ gá, và các giáo trình khác có liên quan đến nghành 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. Trong quá trình thiết kế đồ án môn học sinh viên sẽ được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể. Do tính quan trọng của Đồ án môn nên bắt buộc đối với sinh viên chuyên ngành Cơ khí và một số ngành có liên quan.

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy cùng sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chế tạo máy được giao với chi tiết Phiến tỳ. Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế. Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế, em rất mong được sự góp ý của thầy và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                     Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                         Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                         ………………..

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1. Phân tích kết cấu chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

- Phiến tỳ có bề mặt chính là các mặt đáy và bề mặt lỗ. Độ chính xác của bề mặt đáy và đỉnh cao, độ nhám cao (Ra = 0,63). Ngoài các bề mặt chính ra trên chi tiết còn có các bề mặt phụ như bề mặt lắp bu lông hay các mặt bên có độ chính xác không cao và có độ nhám không cao.

- Chi tiết "Phiến tỳ" là chi tiết dạng hộp dùng để định vị. Quá trình làm việc chi tiết chịu nén, cắt, va đập, ma sát, mài mòn ... Tải trọng tác dụng có thể là tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động (thuộc loại trung bình). Hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc như là khí quyển, nước, dầu bôi trơn hoặc các môi trường khác. Do đó chi tiết bị phá huỷ có thể do bền hoặc do mỏi.

1.2. Những yêu cầu cơ kỹ thuật cơ bản của chi tiết

- Nhiệt luyện đạt HRC 52…54

- Vê tròn cạnh sắc.

- Các lỗ có độ chính xác cấp IT5-7, độ nhám bề mặt đạt 0,63

- Dung sai độ không song song của các tâm lỗ bằng dung sai của khoảng cách tâm

- Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng 1/2 dung sai đường kính lỗ nhỏ nhất.

- Độ song song giữa mặt tỳ chính và đáy là 0.01

- Lỗ ren cần có vát mép để bảo vệ ren và dễ dàng gia công.

- Vê tròn các cạnh sắc.

- Mạ crom toàn bộ mặt bao xung quanh

- Chi tiết có kích thước khuôn khổ:

+ Chiều dài :    120 mm.

+ Chiều rộng : 44^+0,1 mm.

+ Chiều cao : 20^+0,013 mm.

Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng trung bình.

- Kết cấu của chi tiết gồm:

+ Những bề mặt chính như mặt đáy, hai mặt làm việc chính có cấp độ nhám bề mặt Ra=0,63(cấp 8).

Mặt đỉnh chi tiết có:

+ Hai lỗ lắp bu lông φ12 vai là φ23 lỗ thông suốt bề dày chi tiết.

- Bốn lỗ ren M6 x 0.75 sâu 12 mm

1.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm

* Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:

- Từ hình dạng, kích thước và yêu cầu kỹ thuật và dạng sản xuất của chi tiết ta có nhận xét như sau:

- Chi tiết tấm tỳ khá đơn giản. Các bề mặt gia công có thể thực hiện một cách dễ dàng trên các máy gia công cắt gọt hiện nay.Chi tiết không có bề mặt gia công phức tạp.

- Hai lỗ bu lông φ12 mm vai φ23 mm được gia công bằng cách khoan,doa .

- Lỗ thông suốt φ16^+0,011 mm được gia công bằng cách khoan, khoét rộng, sau đó tiến hành doa tinh để đạt được độ nhám theo yêu cầu.

- Yêu cầu độ cứng: 52 ... 54 HRC.

* Đánh giá tính công nghệ trong kết cấu:

- Tấm gá có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể sử dụng tốc độ cắt cao, nâng cao năng suất.

- 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 tấm tỳ được chế tạo bằng phương pháp cán. Kết cấu tương đối đơn giản.

1.4. Xác định dạng sản suất

- Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết kế, quá trình công nghệ, nó góp phần quan trọng trong việc tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cụ thể: nếu như dạng sản xuất là đơn chiếc thì ta có thể tập trung nguyên công, dùng đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng, như vậy sẽ giảm được chi phí gia công. Còn nếu dạng sản xuất là hàng loạt, hàng khối thì ta phải phân tán nguyên công, sử dụng các loại đồ gá chuyên dùng. Làm như vậy sẽ tăng được năng suất gia công, giảm được giá thành sản phẩm.

- Xác định dạng sản xuất.

Tính sản lượng của chi tiết:

Yêu cầu sản lượng hàng năm là N₁ = 10000 (chiếc/năm).

=> N=N₁. m. [1+(α+β)/100]=10000.1. [1+(5+5)/100] = 11000

Trọng lượng chi tiết:

Q = V.γ                           [1]

Trong đó:

Q: trọng lượng của chi tiết (kg)

V: thể tích của chi tiết (dm³)

γ : trọng lượng riêng của vật liệu

Từ bản vẽ chi tiết ta xây dựng vẽ 3D trên phần mềm NX và tính được khối lượng chi tiết là V = 0,0879 (dm³) .

Vậy  Q = V.γ = 0,0879.7,850 = 0,7(kg)

Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm: N = 11000 (chi tiết)

Trọng lượng chi tiết: Q = 9,122 (kg)

Kết luận:  Đối chiếu với bảng phân loại sản xuất trên ta có thể xếp dạng sản xuất của chi tiết là sản xuất hàng khối.

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VẬT LIỆU VÀ CHỌN PHÔI

2.1. Phân tích vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào:

- Dạng sản xuất.

- Điều kiện làm việc của chi tiết.

- Tính công nghệ của chi tiết .

- Tính chất cơ lý của chi tiết.

- Giá thành của sản phẩm.

Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất. Yêu cầu vật liệu phải có:

- Cơ tính tổng hợp (Giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mòn).

- Tính công nghệ tốt (Tính cắt gọt, tính gia công áp lực, tính đúc, tính hàn).

* Nhóm thép các bon (Thuộc thép hoá tốt):

- Rẻ.

- Tính công nghệ tốt: tính dẻo và tính gia công cắt gọt tương đối tốt.

- Độ thấm tôi thấp do đó độ cứng không đồng đều.

- Cơ tính không cao.

- Điển hình: C45. Chọn vật liệu thép C45 là vật liệu chế tạo chi tiết, thành phần hóa học như bảng 2.2.

2.2. Chọn phôi

Những căn cứ để chọn phương pháp chế tạo phôi:

- Vật liệu và cơ tính vật liệu đảm bảo cơ tính làm việc của chi tiết gia công.

- Kích thước, hình dáng, kết kấu của chi tiết .

- Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết.

- Giá thành chi tiết gia công thấp (bao gồm: chi phí vật liệu, chi phí gia công phôi, chi phí gia công cắt gọt..).

- Khả năng đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của các phương pháp chế tạo phôi.

Với những căn cứ trên để chế tạo chi tiết “ Tấm tỳ’’ có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau:

- Phôi thanh.

- Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại).

- Phôi rèn tự do.

- Phôi cán

- Phôi dập.

Sau đây ta xem xét đặc điểm từng loại phôi.

Kết luận: Căn cứ vào kết cấu, điều kiện làm việc, vật liệu, cơ tính và dạng sản xuất của chi tiết ta chọn phôi đúc.

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1.Thiết kế tiến trình công nghệ gia công

3.1.1. Chọn chuẩn định vị và gá đặt

Các yêu cầu và nguyên tắc chung khi chọn chuẩn:

a) Yêu cầu chung:

- Đảm bảo chất lượng chi tiêt gia công trong suốt qúa trình gia công.

- Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ.

b) Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn:

- Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm. Để khống chế hết số bậc tự do cần thiết 1 cách hợp lí nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị, và siêu định vị và trong một số trường hợp cần tránh thừa định vị không cần thiết.

- Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm biến dạng chi tiết gia công, đồng thời lực kep phải nhỏ để giảm sức lao động cho công nhân

3.1.2. Chọn chuẩn thô

a) Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:

- Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công.

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt không gia công và các mặt gia công.

b) Nguyên tắc chọn chuẩn thô:

- Theo một phuơng kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công đó làm chuẩn thô.

- Theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết gia công có tất cả các bề mặt gia công thì nên chọn bề mặt nào ứng với bề mặt của phôi có yêu cầu trên đó phải phân bố lượng dư nhỏ và đều nhất làm chuẩn thô.

3.1.4. Xác định đường lối công nghệ

- Ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công.

- Trong thực tế có 2 phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó là phương pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công.

- Trong đồ án ta sử dụng phương pháp tập trung nguyên công kết hợp phương pháp phân tán nguyên công (Bố trí nhiều bước công nghệ trong một nguyên công kết hợp bố trí ít bước công nghệ trong một nguyên công).

3.1.5. Thiết kế tiến trình công nghệ

- Khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả nhất. Trong đó mỗi nguyên công được thưc hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi xác định các phương pháp gia công cho các bề mặt thường căn cứ vào các đặc điểm sau:

+ Khả năng tạo hình của các phương pháp gia công.

+ Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đập khi cắt.

+ Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia công và phạm vi gá đặt phôi trên máy thực hiện phương pháp gia công.

+ Độ chính xác có thể đạt được của phương pháp gia công.

3.2. Thiết kế nguyên công

3.2.1. Nguyên công 1: Đúc phôi

3.2.2. Nguyên công 2: Phay mặt đáy

1. Định vị và kẹp chặt:

- Định vị: Dùng 3 chốt tỳ, phiến tỳ ta hạn chế 6 bậc tự do.

- Kẹp chặt: Ren vít

2. Chọn máy: Máy phay 6H12, công suất động cơ N = 10kW; ŋ = 0,75

3. Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng, vật liệu lưỡi dao là T15K6 ; thân dao là thép dụng cụ; theo bảng 4-95 (sổ tay - CNCTM I) ta có cỏc thụng số của dao : D =100 (mm) ; B =50 (mm); d= 32 (mm);  số răng Z = 8 răng

4. Lượng dư gia công : Phay 2 làn với lượng dư Z_b = 2 mm

5. Chế độ cắt:

* Bước 1: Phay thô

- Chiều sâu cắt: t = 1,5 mm

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5- 33(Sổ tay CNCTM2), S_z = 0,1 x 0,7 = 0,07 mm/răng,

- Tốc độ cắt V:

Tra bảng 5-40 trang 36 [2] ta có tuổi thọ của dao là: T = 180 phút

=> V= (15,5⋅100^0,25)/(180^0,2.1,5^01.0,07^0,4.50^0,15.8^0,1 ).0,9=196,2 (m/ph)

- Số vòng quay của dao :

n =1000V/πD=1000.196,2/3,14.100=624,8(v/ph)

Chọn số vòng quay trục chớnh theo máy 6H12 là n_m = 600 (vòng/phút). Khi đó tốc độ cắt thực tế là V_tt :

V_tt =(π×D×n_m)/1000=(π×100×600)/1000=188,4 (m/phút)

Lượng chạy dao phút S_ph =S_zxZ x n_m = 0,07 x 8 x 600 = 336 (mm/phút). Theo máy ta có S_m= 300 mm/phút.

- Xác định công suất cắt:

N_e=(P_Z.V)/1020.60=230.188,4/1020.60=0,71(KW)

Với: [Ne] = N_đ/c.h = 0,75.10 = 7,5(KW)

=> Ne < [Ne] Þ Thoả mãn

* Bước 2: Phay tinh

- Chiều sâu cắt: t = 0,5(mm)

- Bước tiến dao: Tra bảng 5-37 trang 31[2] với hợp kim nhôm, Ra=1,6mm. Ta có : S= 0,4 ¸ 0,6(mm/vòng) lấy S = 0,4(mm/vòng)

- Tính tốc độ cắt:

D = 100 (mm); Z= 8 (răng); Sz= 0,05(mm/răng); B= 50 (mm); T=180 phút; C_v= 155; x= 0,1; u=0,15; q=0,25 ; m= 0,2; y= 0,4; p= 0,1; Kv=0,9

=> V= 250,54 (m/phút)

- Số vòng quay của dao:

n=1000V/xD=100.0.2.50,54/314100=797,89(v/ph)

Chọn theo tiêu chuẩn n= 750(vòng/phút)

- Tính lại tốc độ cắt thực:

V=(π.D.n)/1000=3,14.100.750/1000=235,5(mlph)

Ở bước phay tinh lực cát, công suất cắt nhỏ hơn so với bước phay thô Þ Máy đủ công suất.

3.2.4. Nguyên công 4: Gia công hai mặt bên.

1. Định vị và kẹp chặt:

Dùng êtô để định vị và kẹp chặt, ta đã hạn chế được 5 bậc tự do.

2. Chọn máy:

Theo bảng 9-38 trang 72 STCNCTM Tập 3

Chọn máy phay ngang của Nga, kiểu 6H81 có các thông số sau:

Bước tiến bàn máy thẳng đứng,mm/ph: 12 - 380.

Số cấp tốc độ trục chính: 16

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

Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Công suất động cơ chạy dao: 1,7 kW

4. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :

- Số làn gá : 1.

- Các bước :

+ Bước 1: Phay thô mặt bên 3 và 4

+ Bước 2: Phay tinh mặt bên 3 và 4.

5. Chế độ cắt: Như nguyên công 2

6. Sơ đồ gia công : Như hình vẽ .

3.2.6. Nguyên công 6: Khoan, khoét lỗ f12 và lỗ f23.

1. Định vị và kẹp chặt:

- Định vị : Dùng hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do(BTD), hai chốt tỳ thay cho khối V hạn chế 2 BTD và 1 chốt tỳ hạn chế BTD chống xoay

- Kẹp chặt: dựng hai mỏ kẹp để kẹp chặt chi tiết

2. Chọn máy: Thực hiện trên máy khoan đứng 2A125; công suất động cơ 2,8 kW

3. Chọn dao: Chọn dao P9

4. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :

- Số làn gá : 1.

- Các bước :

+ Bước 1: Khoan lỗ ϕ10

+ Bước 2: Khoét lỗ ϕ12

+ Bước 3: Khoan lỗ ϕ22

+ Bước 4: Khoột lỗ ϕ23

5. Chế độ cắt:

* Bước 1: Khoan lỗ Ø10

- Chiều sõu cắt : t = 5.5 mm

- Lượng chạy dao : Tra bảng 5-97 [2] ta có: S = 0,5 ÷0,7 mm/vòng. Chọn S = 0,62 mm/vòng (chọn theo máy)

- Tốc độ cắt V : Tra bảng 5-98[2] ta có : V = 38 m/ph

- Số vòng quay của dao:

Từ đó ta tính được:

n=1000V/(π.D)=1000.38/3,14.16=756,4(v/ph)

Chọn theo máy n_m= 668 v/ph Tính lại tốc độ cắt thực :

V= (n.π.D)/1000=668.3,14.16/1000=33,56(mlph)

* Bước 3: Khoan lỗ ϕ22

- Chiều sõu cắt : t = 5 mm

- Lượng chạy dao : Tra bảng 5-97 [2] ta có: S = 0,5 ÷0,7 mm/vòng. Chọn S = 0,62 mm/vòng (chọn theo máy)

- Tốc độ cắt V : Tra bảng 5-98[2] ta có : V = 38 m/ph

- Số vòng quay của dao:

Từ đó ta tính được:

n =1000V/πD=1000.38/3,14.16=756,4(v/ph)

Chọn theo máy n_m= 668 v/ph

- Tính lại tốc độ cắt thực :

V = (n.π.D)/1000=668.3,14.16/1000=33,56(m/ph)

* Bước 4: Khoột lỗ ϕ23

- Chiều sõu cắt : t = 1mm

- Lượng chạy dao : Tra bảng 5-105 [2] ta có: S = 0,48 mm/vg. Chọn S = 0,48 mm/vg (chọn theo máy)

- Tốc độ cắt V : Tra bảng 5-98[2] ta có : V = 40,5 m/ph.

- Tính lại tốc độ cắt thực :

V= (n.π.D)/1000=668.3,14.17,6/1000=36,92(m/ph)

6. Sơ đồ gia công : Như hình vẽ.

3.2.8. Nguyên công 7: Phay rãnh rộng 6 mm; L=44 mm.

1. Định vị và kẹp chặt:

- Định vị:

Để gia công, ta dùng:

+Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do.

+ Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do.

+ Chốt chám hạn chế 1 bậc tự do.

- Kẹp chặt:

Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện.

2. Chọn máy:

Theo bảng 9-38 trang 72 STCNCTM Tập 3

Chọn máy phay ngang của Nga, kiểu 6H81 có các thông số sau:

Bước tiến bàn máy thẳng đứng,mm/ph: 12 - 380.

Số cấp tốc độ trục chính: 16

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

3. Chọn dao:

Dao phay đĩa 3 mặt thép gió.

4. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :

- Số làn gá : 1.

- Các bước :

+ Bước 1: Phay thô rãnh

+ Bước 2: Phay tinh rãnh

5. Chế độ cắt:

Như nguyên công 2.

6. Sơ đồ gia công : Như hình vẽ .

3.2.11. Nguyên công 10: Mài hai mặt trên và đáy

1. Định vị và kẹp chặt:

- Định vị :

Định vị bởi mặt mặt bàn máy - Hạn chế 3 bậc tự do .

- Kẹp chặt :

Phôi được kẹp chặt bằng lực điện từ của máy mài có bàn từ .

- Đồ gá :

Bàn từ của máy

2. Chọn máy :

Theo bảng 9- 57 trang 154 STCNCTM Tập 3

Chọn máy mài mặt phẳng 3ð722 có bàn hình chữ nhật của Nga, có các thông số sau:

Kích thước làm việc của bàn: 400x200

Kích thước lớn nhất của phôi được gia công: 400x200x320

Khoảng cách lớn nhất từ tâm trục chính tới mặt bàn: 445

3. Chọn dao:

Chọn đá mài hình chậu - đá chậu hình trụ (Bảng 4.169 - [3.1]) .

+ Vật liệu mài : Cô ranh đông điện trắng C_t (O xit nhôm trắng ) .

+ Độ hạt : chọn nhóm bột mài , độ hạt 20 (Bảng 4.169 - [3.1]) .

+ Chất kết dính : Kê ra mít (Chất kết dính vô cơ gốm) (Bảng 9.3 - [3.1]) .

+ Độ cứng đá mài : mềm vừa (MV), cấp độ MV1 (Bảng 9.4 - [3.1]).

+ Tổ chức của đá mài: số hiệu cấu trúc (5); tỷ lệ thể tích vật liệu mài: (50% ¸ 60%).

4. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :

- Số làn gá : 2

+ Bước 1: Mài mặt thứ nhất .

+ Bước 2: Mài mặt thứ hai.

6. Sơ đồ gia công : Như hình vẽ .

3.2.12. Nguyên công 11: Kiểm tra

Kiểm tra độ song song giữa hai mặt:

3.3. Xác định lượng dư gia công

Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt căn cứ vào :

- Vật liệu chi tiết .

- Phôi và phương pháp chế tạo phôi.

- Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt .

- Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt .

- Kích thước, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt gia công .

a) Mục đích và ý nghĩa:

Tính lượng dư gia công cho một bề mặt nào đó là xác định lượng kim loại được cắt đi trong suốt quá trình gia công bề mặt đó . Việc xác định lượng dư có ý nghĩa quan trọng trong việc tính toán , thiết kế quy trình công nghệ . Giải quyết vấn đề này có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật.

Nếu lượng dư quá lớn sẽ dẫn đến tốn nguyên vật liệu , tốn thời gia công , hao mòn máy , dụng cụ , năng lượng điện và dãn đến giá thành cao.

b) Các phương pháp tính lượng dư gia công:

Lượng dư gia công thường xác định theo hai phương pháp sau:

- Phương pháp thống kê kinh nghiệm.

- Phương pháp tính toán phân tích .

1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm:

Theo phương pháp này thì lượng dư gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các bước gia công theo kinh nghiệm . Giá trị lượng được tổng hợp thành bảng trong các sổ tay thiết kế kimh nghiệm . Nhược điểm của phương pháp này là nó không tính đến điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết .

2. Phương pháp tính toán phân tích:

Phương pháp này dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp lim loại cần phải hớt đi để có một chi tiết máy hoàn chỉnh . ở đây nghiên cứu phương pháp do giáo sư KOVAN đề xuất cho hai trường hợp :

- Trường hợp chỉnh sẵn dao .

- Trường hợp đo dò cắt thử .

3. Tính định lượng dư gia công cho bề mặt đáy khi gia công ở nguyên công 1:

a) Tính lượng dư cho bề mặt đáy:

Để gia công được bề mặt đáy chi tiết đạt CCX IT7 và độ nhám bề mặt R_a=0,63mm cần qua gia công tinh

Bề mặt đáy thực hiện qua các nguyên công sau:

- Phay thô từ phôi ban đầu

- Phay tinh

- Nhiệt luyện

- Mài tinh

- Mài mỏng

Lượng dư nhỏ nhất được tính theo công thức :

Z_min= (R_z + h)_i-1 + ∆∑_i-1 + δ_i.

* Khi phay thô :

Thay các số liệu vừa tính được vào ta có:

Z_min = 160 + 200 + 8 = 368 mm.

Bề mặt đáy sau khi phay thô :

R_Z = 32 mm , h = 50 mm, cấp chính xác 12

* Khi phay tinh:

Sau khi gia công thô :

 ∆∑ = 0,2 . (R - r). ∆_vg = 0,2 . (40 - 25). 0.2 = 0.6.

 Thay các số liệu vừa tính được vào ta có :

Z_min = 32 + 50 + 0.6 = 82,6 mm ≈ 83 mm

Bề mặt A sau khi phay tinh :

R_Z = 10 mm , h = 15 mm , cấp chính xác 11

* Sau nhiệt luyện:

Bề mặt đáy có : Độ chính xác giảm đi 1 cấp, độ nhám bề mặt tăng 1 đến 2 cấp, bị cong vênh các giá trị tương ứng sau nhiệt luyện bề mặt đáy là: R_z = 40 mm, h = 30 mm

* Mài mỏng :

Sau khi mài tinh : R_z = 5 mm, h = 15 mm, cấp chính xác 6

Thay các số liệu vừa tính được vào ta có :

Z_min = K.R_z

Với : K = 1,2 - 1,5 : hệ số xét đến khuyết tật của bề mặt gia công do bước sát trước để lại

Vậy   Z_min = 1,4 . 5 = 7 mm

Sau khi mài mỏng, cấp chính xác là 8, R_a= 0.63 mm

Lấy kích thước tính toán làm tròn theo số có nghĩa của dung sai ta được kích thước nhỏ nhất, sau đó lấy kích thước này cộng hay trừ cho dung sai trên được kích thước lớn nhất.

Lượng dư tổng cộng :

δ_zo = Z_omax - Z_omin = 1359 - 370 = 1119 mm

δ_zo = δ_ph - δ_ct = 1130 - 11 = 1119 mm

Lượng dư trung gian : Phay tinh

δ_z3 = Z_3max- Z_3min = 200 -110 = 90 mm

δ_z3= δ₂ - δ₃ = 250 - 160 = 90 mm

4. Tra lượng dư gia công:

Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi và các kích thước của phôi, ta có bảng tra lượng dư cho các nguyên công như sau:

Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt căn cứ vào :

- Vật liệu chi tiết.

- Phôi và phương pháp chế tạo phôi.

- Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt.

- Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt.

- Kích thước, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt gia công.

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Ở đây thiết kế đồ gá khoan nguyên công 6.

4.1. Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật

Chi tiết cần gia công là chi tiết dạng hộp khá đơn giản. Các bề mặt làm việc của chi tiết có độ nhẵn bóng cao (Ra = 0,63). Để gia công đạt yêu câu kỹ thuât cần chọn máy gia công, dụng cụ và chế độ cắt hợp lý.

Thành chi tiết mỏng(lỗ f18), vì vậy trong quá trình gia công phải hết sức cẩn thận, tránh hiện tượng chi tiết bị méo sinh ra phế phẩm gây tốn kém cho quá trình sản xuất.

4.2. Chọn máy, dao, chế độ cắt

- Máy khoan đứng 2A125

+ Đường kính lớn nhất khoan được : 25 mm

+ Khoảng cách từ đường tâm trục chính tới trụ : 250 mm

+ Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn : 700 mm

+ Kích thước làm việc của bàn máy : 400x460 mm

+ Momen xoắn : 2500 kGcm

+ Công suất động cơ chính : 2,8 kW

4.3. Xác định mô men cắt Mx và lực dọc trục Po khi khoan

* Tính mô men xoắn Mx:

M_X = 10.C_M.D^q. t^x S ^y.K_p

Trong đó :

C_M = 0,005 ; q = 2 ; x = 0 ; y = 0,8 Bảng 5-32 Sổ tay công nghệ CTM 2

t = 8 mm ; S = 0,62 mm/v.

Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế: K_P = K_mp = 1 Bảng 5-10 Sổ tay công nghệ CTM2

=> M_X = 10.0,005.8 ⁰.0,62 ^0,8.1 = 8,73 Nm

* Tính lực chiều trục p₀:

p₀ = 10 .C_p .D^q. S ^y.K_p

C_P = 9,8 ; q = 1 ; x = 0 ; y = 0,7 (Bảng 5-32 Sổ tay CNCTM II)

=>  P₀ = 10.9,8.16¹.0,62^0,7.1 = 1122,1 N

4.4. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị

4.4.1. Chọn chuẩn định vị

Đối với chi tiết dạng hộp thì việc sau khi gia công xong lỗ của chi tiết ta nên lấy các lỗ đó làm chuẩn định vị để gia công các bề mặt còn lại của chi tiết. Vì vậy ta chọn bề mặt trên và hai lỗ f12 để làm chuẩn định vị.

4.4.3. Sơ đồ định vị và kẹp chặt

- Sơ đồ định vị được trình bày như hình vẽ dưới đây:

Chi tiết định vị hạn chế đủ 6BTD:

+ Hai phiến tỳ phẳng hạn chế 3BTD.

+ Chốt trụ và chốt trám định vị vào hai lỗ ϕ12 hạn chế 3BTD

=> Như vậy, với cách định vị như trên thấy chi tiết khi gia công lỗ được định vị hoàn toàn.

- Sơ đồ kẹp chặt:

Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt chi tiết.

4.5. Tính toán cơ cấu kẹp chặt ren vít

4.5.1. Tính lực kẹp.

- Các lực tác dụng lên chi tiết:

+ Mômen cắt M

+ Lực chiều trục P_o

+ Lực kẹp Q

- Tính mômen cắt và lực dọc trục:

+ Mômen cắt M tính theo công thức:

M = 10.C_M.D^q.S^y.k_p (Nm)

Thay số ta có:

M = 10.0,041.12².0,15^0,7.0,9 = 14,08 Nm

+ Lực chiều trục P_o tính theo công thức

P_o = 10.C_p.D^q.S^y.k_p (N)

Trong đó:

C_p = 143 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió) q = 1,0 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió) y = 0,7 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)

k_p = k_MP = 0.9

Thay số ta có:

P_o = 10.143.12¹.0,15^0,7.0,9 = 4093 N

Thay số ta có: Q = 14684 N

4.5.2. Tính kích thước bu lông kẹp.

Theo công thức, ta có đường kính bu lông:

C: hệ số, đối với ren hệ mét cơ bản, C = 1,4

s : ứng suất kéo, s = 9 KG/mm² đối với bu lông thép 45.

Q : lực kẹp cần thiết. Q = 19741 N

Thay số vào công thức trên ta có:

d =1,4.√(14684/99,8) =18 (mm). Chọn d  = 18 mm

4.5.3. Xác định mômen quay.

- Mômen cần để quay đai ốc:

Theo công thức kinh nghiệm (Trang 124 - CSTT TK đồ gá - Học viện kỹ thuật Quân sự) M » 0,2.d.Q = 0,2.0,018.14684 = 52,86 Nm

- Mômen cần để tháo kẹp:

M^’ » 0,25.d.Q = 66 (Nm)

4.6. Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn hướng.

4.6.1. Bạc dẫn hướng.

Bạc dẫn hướng là cơ cấu trực tiếp dãn hướng dụng cụ cắt, nó được lắp trên phiến dẫn. Đó là chi tiết đã dược tiêu chuẩn hoá.

Căn cứ vào kích thước lỗ và yêu cầu chất lượng gia công (trung bình) do vậy chọn bạc dẫn là bạc dẫn cố định kiểu có vai (Kích thước của bạc tra theo bảng 8-77 sổ tay CNCT Máy Tập II).

4.6.2. Phiến dẫn.

Phiến dẫn có 2 lỗ để lắp bạc dẫn khi gia công 2 lỗ f12. Phiến dẫn được lắp trên một gờ qua một trục quay và một vít cấy. Sau khi gia công xong tháo vít cấy và xoay phiến dẫn để tháo chi tiết ra.

+ Gờ lắp phiến dẫn được lắp trên đế đồ gá bởi một bu lông

Sơ đồ kẹp chặt chi tiết khi gia công ren tương tự như bước khoan lỗ f12

4.8.Tính sai số của đồ gá

Lần lượt xác định các sai số:

Do phương kẹp chặt song song với phương khoan nên sai số kẹp chặt e_k = 0

Sai số mòn:

=> ε_m = 0,3.√5000=20 (μm)

e_dc: sai số điều chỉnh sinh ra trong quá lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Trong thực tế tính toán có thể lấy e_dc = (5…10) mm. Ta chọn e_dc = 5 (mm)

e_gd: sai số gá đặt. Khi tính toán đồ gá lấy giá trị cho phép là:

=> [ε_gd ]=1/3.430=143 (μm)

e_c: sai số chuẩn. Chọn gốc kích thước trùng với chuẩn định vị,do đó e_c = 0

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct]. Sai số này cần xác định khi thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo quy luật chuẩn và phương cua chúng khó xác định nên ta dùng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép.

Thay số vào ta được: [e_ct] = 140 (mm)

4.9. Nguyên lý làm việc của đồ gá

Chi tiết được định vị bởi mặt phẳng, chốt trụ ngắn và chốt trám.

Sau khi định vị chi tiết xong, dùng cơ cấu kẹp chặt là ren vít M18 được chế tạo cùng với chốt trụ ngắn.

Cơ cấu dẫn hướng mũi khoan được lắp cố định trên đế đồ gá.

Sau khi gia công xong chi tiết ta tháo cơ cấu kẹp chặt, tháo vít lắp phiến dẫn hướng và xoay phiến dẫn hướng để tháo chi tiết ra.

CHƯƠNG V: TÍNH GIÁ THÀNH GIA CÔNG CHI TIẾT CHO NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

5.1.Tính chi phí tiền lương.

Áp dụng công thức tính chi phí tiền lượng:

s₁ = (C.T_tc)/60                            [1]

Trong đó:

C: số tiền người công nhân nhận được trong 1 h làm việc (đồng/giờ), C = 50000 (đồng/giờ)

T_tc: thời gian từng chiếc (phút), T_tc = 0,26

=> s₁ = (50000×0,26)/60=217

5.3. Tính chi phí cho dụng cụ.

Chi phí cho dụng cụ được xác định theo công thức:

S_dc=(C_dc/n_m +t_m+P_m ).T₀/T

Trong đó:

C_dc : giá thành ban đầu của dao( đồng); C_dc = 150.000 (đồng)

n_m : số làn màu lại dao cho tới khi bị hỏng; n_m = 10

t_m : thời gian mài dao (phút); t_m = 5 (phút)

P_m : chi phí cho thợ mài trong 1 phút (đồng); P_m = 1000 (đồng)

T0 : thời gian gia công cơ bản

T: tuổi bền dao (phút); T = 60 (phút)

=> S_ac=(150000/10+5+1000).0.6/60=160 (đồng)

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:

S_sc=(14.170.R)/N                             [1]

=> S_sc=14.170.15/5500  (đồng)

5.7. Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công.

Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công được xác định theo công thức:

S_ctnc = S_l + S_d + S_dc + S_kh + S_sc + S_sddg                       [1]

Trong đó:

S_l : chi phí trả lương công nhân ở nguyên công tính giá thành.

S_d : giá thành điện năng tại nguyên công tính giá thành.

S_dc : chi phí sử dụng dụng cụ tạo nguyên công tính giá thành.

S_kh : chi phí khấu hao tại nguyên công tính giá thành.

S_sc : chi phí sửa chữa máy tại nguyên công tính giá thành.

S_sddg :Chi phí sử dụng đồ gá tại nguyên công tính giá thành.

=> S_ctnc = 217 + 68,4 + 202,1 +136, 4 + 6,4 + 490 = 1120.3 (đồng)

Vậy giá thành chế tạo chi tiết ở nguyên công khoan khoét doa lỗ ϕ16 là 1120.3 (đồng).

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. GS. TS. Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2005.

[2]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy - tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2003.

[3]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy - tập 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2003.

[4]. Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế độ cắt gia công cơ khí, Nhà xuất bản Đà Nẵng, 2002.

[5]. Đỗ Đức Trung, Nguyễn Văn Thiện, Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn Trọng Mai, Dương Văn Đức, ATLAS Đồ gá, Nhà xuất bản Thống kê, 2020.

[6]. Phạm Văn Bổng, Nguyễn Việt Hùng, Hoàng Tiến Dũng, Giáo trình đồ gá, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2016

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"