MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN………………………….…...…............……..i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN……………………………................………….ii

MỤC LỤC……………………………………………………………………...............……….iIi

LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………..............………iv

PHẦN 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT...........................................................................1

1.1. Phân tích chi tiết gia công.........................................................................................1

1.1.1. Công dụng và tính công nghệ................................................................................1

1.1.2. Điều kiện kỹ thuật...................................................................................................1

1.1.3. Vật liệu...................................................................................................................2

1.2. Xác định dạng sản xuất............................................................................................2

1.2.1. Sản lượng hàng năm của chi tiết……………..…………........................................2

1.2.2. Trọng lượng của chi tiết........................................................................................3

1.2.3. Cách xác định dạng sản xuất................................................................................4

PHẦN 2: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI........................................5

2.1. Vật liệu:.....................................................................................................................5

2.2. Phương pháp chế tạo phôi.......................................................................................5

2.2.1. Phân tích phương pháp tạo phôi...........................................................................5

2.2.2. Tạo mẫu................................................................................................................8

2.2.3. Các lưu ý khi đúc chi tiết......................................................................................12

PHẦN 3: CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG..............................................................13

3.1. Qui trình công nghệ................................................................................................13

3.2..Phương án gia công................................................................................................17

PHẦN 4: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG............................................................................18

4.1. Nguyên công 1........................................................................................................18

4.2. Nguyên công 2........................................................................................................21

4.3. Nguyên công 3........................................................................................................24

4.4. Nguyên công 4........................................................................................................27

4.5.  Nguyên công 5.......................................................................................................30

4.6. Nguyên công 6........................................................................................................33

4.7. Nguyên công 7........................................................................................................36

4.8. Nguyên công 8........................................................................................................39

4.9. Nguyên công 9........................................................................................................42

4.10. Nguyên công 10....................................................................................................45

4.11. Nguyên công 11....................................................................................................48

4.12. Nguyên công 12....................................................................................................57

4.14. Nguyên công 14....................................................................................................62

PHẦN 5: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ......................................................................70

PHẦN 6: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT.........................................................................................78

PHẦN 7: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.......................................................................78

7.1. Nguyên lý hoạt động của đồ gá...............................................................................80

7.2. Lực kẹp cần thiết.....................................................................................................72

7.3. Chọn đường kính bulong........................................................................................74

7.4. Tính sai số cho phép của đồ gá..............................................................................75

7.5. Yêu cầu kỹ thuật đồ gá...........................................................................................75

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................76

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay chúng ta là thành viên của Tổ Chức Thương Mại Thế Giới WTO vấn đề cải tiến các trang thiết bị máy móc hiện có thật sự cần thiết nhằm đáp ứng sự phát triển của ngành công nghiệp. Để hạn chế tối đa việc nhập các thiết bị máy móc hiện đại, giảm giá thành cuả sản phẩm trên thị trường nhằm nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại nhập từ nước ngoài vào thì việc gia công các chi tiết máy đạt chính xác cao thật sự cần thiết.

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy giúp cho sinh viên biết củng cố, biết tổng hợp những kiến thức đã học, đem áp dụng vào việc thực hiện chế tạo một chi tiết cụ thể, sao cho chi tiết làm ra đạt yêu cầu về kĩ thuật, làm việc tốt nhưng đồng thời phải dễ chế tạo và có tính kinh tế cao.

Trong đồ án này nhiệm vụ được giao là Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết CÀNG. Vì vậy phải lập một qui trình công nghệ hợp lí để gia công chi tiết nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường.

Qui trình công nghệ được thiết kế với mục đích hướng dẫn công nghệ, lập các chỉ tiêu kinh tế, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất.

Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những thiếu xót rất kính mong quí Thầy/cô đóng góp để qui trình thiết kế hoàn chỉnh.

Sau 3 tháng thực hiện đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Em đã thực hiện hoàn thành đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “ CÀNG ”. Để hoàn thành tốt đề tài này bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em còn có sự động viên của bạn bè, hướng dẫn, giúp đỡ của thầy để hoàn thành đồ án này đúng thời gian quy định.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                        Tp. HCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                           Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                       (Ký tên)

                                                                                                                                           ………………

Phần 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1.Phân tích chi tiết gia công:

1.1.1.Công dụng và tính công nghệ:

- Đây là chi tiết dạng càng, thường lắp với chi tiết dạng trục thường thấy trong các cơ cấu máy truyền động hoặc hộp số

- Tên chi tiết: Càng lắc

1.1.2. Điều kiện kỹ thuật:

- Bề mặt làm việc quan trọng của chi tiết là lỗ Æ84 và lỗ Æ48 có cấp chính xác cấp 7. Còn các bề mặt còn lại đạt cấp chính xác cấp 9 và cấp 12.

- Lỗ Æ84^+0.035 có độ nhám Ra = 0.63, cấp chính xác đạt cấp 7 tra bảng sai lệch giới hạn của lỗ  H7 (Giáo trình - Dung sai kỹ thuật đo - Trần Quốc Hùng)

- Lỗ Æ48^+0.025 có độ nhám Ra = 0.63, cấp chính xác đạt cấp 7 tra bảng sai lệch giới hạn của lỗ  H7 (Giáo trình - Dung sai kỹ thuật đo - Trần Quốc Hùng)

- Khoảng cách tâm lỗ Æ42 và tâm lỗ Æ84 la 456 ± 0.15 cấp chính xác 7 ta tra bảng dung sai lắp ghép bề mặt trơn (Giáo trình - Dung sai kỹ thuật đo  - Trần Quốc Hùng)

1.1.3. Vật liệu:

- Chi tiết là gang xám, ký hiệu  GX 15 - 32, theo {bảng 4,trang 48, THIẾT KẾ ĐÚC - Nguyễn Xuân Bông - Phạm Quang Lộc} ta có các thông số như bảng dưới.

Dạng grafit: tấm nhỏ mịn.

Tính chất hóa - lý đủ đáp ứng chức năng phục vụ và công nghệ chế tạo.

1.2. Xác định dạng sản xuất:

-  Trong chế tạo máy, người ta phân biệt sản xuất thành 3 dạng:

+ Sản xuất đơn chiếc

+ Sản xuất hàng loạt (lớn, vừa, nhỏ)

+ Sản xuất hàng khối

- Để xác định được dạng sản xuất, ta cần phải tính:

 1.2.1.  Sản lượng hàng năm của chi tiết:  

Sản lượng hàng năm của chi tiết được tính bởi công thức:

N = N₁.[1+( α+ β)/100]

Thay số ta được:

 N = 4000.[1+( 4+ 6)/100] = 4400 (chiếc)

1.2.2. Trọng lượng của chi tiết:

Dựa vào phần mền Inventor ta được kết quả như hình dưới.

Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Q = V.γ

Suy ra :

Q =12142283,05.10^-6.7,2= 86,6 (kg)

Nhật xét: Dựa vào sản lượng hàng năm và trọng lượng chi tiết vừa tính, ta so sánh với bảng trên, ta thấy chi tiết được sản xuất ở dạng Hàng loạt lớn.

Phần 2:  NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

2.1. Vật liệu:

Với chi tiết này, ta chọn vật liệu chế tạo là gang xám GX 15 - 32. Với vật liệu gang xám GX 15 - 32 có thành phần hoá học như bảng dưới.

2.2. Phương pháp chế tạo phôi:

2.2.1. Phân tích phương pháp tạo phôi:

- Việc xác định loại và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích đảm bảo các yêu cầu về kỹ và kinh tế, việc xác định kích thước phôi và chọn phôi thích hợp với điều kiện sản xuất nên dựa vào các cơ sở sau:

+ Vật liệu chế tạo phôi, cơ tính của vật liệu

+ Hình dạng kết cấu của chi tiết

+ Khả năng đạt độ bóng của phương pháp tạo phôi

* Yêu cầu của sáp:

- Đảm bảo sao cho nhiệt độ chảy thấp (khoảng 55 - 900C)

- Mẫu bền, co giãn ít, ổn định kích thước dưới nhiệt độ thường.

- Tạo độ bám huyền phù tốt.

* Những chi tiết thường đúc mẫu chảy:

Những chi tiết đúc phức tạp, hay trong sản xuất hàng loạt để chế tạo các dụng cụ như dao phay, dao chuốt; chế tạo các loại bánh răng; líp xe đạp; đĩa moto; các phụ tùng trong máy nổ… vật đúc có khối lượng từ 0,02 ÷ 100kg; chiều dày đến 0,3mm và đường kính lỗ đến 2mm.

 2.2.2. Tạo mẫu:

- Chọn cấp chính xác đúc cấp 2 : đạt được khi đúc khuôn mẫu chảy. Phương pháp này phù hợp sản xuất hàng loạt vừa và lớn. Cấp chính xác IT15 - IT16. Độ nhám bề mặt : Rz = 80 (μm).

- Tra lương dư đúc (bảng 2.4 trang 24 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Hồ Viết Bình - Phan Minh Thanh) ta được :như hình dưới.

- Tra sai lệch kích thước đúc lồng phôi và mẫu đúc (bảng 2.7 trang 26 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Hồ Viết Bình - Phan Minh Thanh).

2.2.3. Các lưu ý khi đúc chi tiết:

Do gang xám dễ đúc do chảy loãng tốt, ít co ngót nên được dùng rộng rãi để đúc các chi tiết, nhưng trong quá trình đúc cần lưu ý một số việc sau:

- Do gang dễ biến trắng nên khi dùng vật làm nguội cần phải thận trọng

- Khi đúc, thông thường, nên rót kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đồng đều nhiệt độ, tránh nút nhiệt ở vật đúc.

- Tránh bị biến trắng cục bộ khi ráp khuôn nên tránh khe hở lớn giữa ruột vì có thể tạo rìa thừa, gây nứt ở mép cạnh.

Phần 3: CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG

3.1  Qui trình công nghệ:

Qua bản vẽ lồng phôi của chi tiết, ta nhận thấy rằng có những phương pháp gia công như bảng dưới.

3.2. Phương án gia công:

Qua hai phương án về trình tự gia công và số bậc định vị là giống nhau nhưng khác nhau về vị trí bề mặt định vị (hình vẽ tập sơ đồ nguyên công). Qua các phương án đã được nêu ra, ta nhận thấy rằng với phương án 1 là phương án khả thi nhất. Nên ta chọn phương án 1, đây là phương án có nhiều ưu điểm hơn so  phương án còn lại:

- Về mặt tính toán và thiết kế đồ gá tương đối dễ hơn so với các phương án còn lại.

- Các sai số trong quá trình gia công ít xuất hiện do các chuẩn được chọn trong từng nguyên công đều theo các nguyên tắc chọn chuẩn.

Phần 4: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

4.1.Nguyên công 1: Phay thô mặt bên lỗ Ø284

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị: hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ ở mặt đáy, 2 bậc bằng phiến tỳ ở mặt bên và 1 bậc bằng chốt

3. Chọn máy: máy phay ngang 6H82

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05 

6. Chia bước: phay thô

7. Chế độ cắt:

Ở nguyên công này ta chỉ cần phay thô

- Chiều sâu cắt: t = 5 (mm)

- Lượng chạy dao: S_Z = 0,15 (mm/răng) (Tra theo bảng 5-125/Tài liệu [5])

- Chọn tốc độ cắt: V_b =158 (m/ph) (bảng 5-127 - Tài liệu [5]) trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t = 3,5 mm

- Vận tốc tính toán:

V_t = V_b.K₁.K₂.K₃.K₄

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, K₁ = 1 (HB 200)

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, K₂ = 0,9)

K₃: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công, K₃= 1

K₄: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, K₄ = 0,75 (bảng 5-134/121 - Tài liệu [5])

Vậy tốc độ tính toán V_t  = 106 (m/phút)

- Lượng chạy dao phút: S_m = S_z x Z x n = 0,15 x 20 x 67,2 = 201 (mm/phút)

- Công suất cắt khi phay thô :

Với chi tiết có độ cứng 200HB, dùng dao gắn mảnh hợp kim cứng, chiều sâu cắt t=240 mm,và S_ph= 75mm/ph ta chọn được công suất cắt N_c = 3,8 kW

So sánh N_c=3,8 kW < N_m= 7 x 0,75 = 5,25 kW (tra bảng 5-174/157 - Tài liệu [5])

- Thời gian gia công:

Vậy thời gian thực hiện bước này là:

T₁ = T₀ + 10%T₀ + 11%T₀ + 5%T₀ = 3,6 (phút)

Chế độ cắt khi phay thô: t = 5mm; S_ph = 201 mm/ph; n_m= 67,2 v/p; N = 3,8 kW

4.3. Nguyên công 3: Phay mặt bên lỗ Ø280

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị: hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng khối V và 1 bậc bằng chốt

3. Chọn máy: máy phay ngang 6H12

4. Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng (Tra theo bảng 4-84/369 - Tài liệu [4])

- DxBxdxZ = 500x18x50x30  (Tra theo bảng 4-84/369  - Tài liệu [4])

- Tuổi bền dao T =180 phút (Tra theo bảng 5-40/34 - Tài liệu [5])

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Phay bán tinh

- Chiều sâu cắt: t = 2 (mm)

- Lượng chạy dao: S_Z = 0,18 (mm/răng) (Tra theo bảng 5-177/Tài liệu [5])

- Chọn tốc độ cắt: V_b =158 (m/ph) (bảng 5-125/161 - Tài liệu [5]) trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t=3,5 mm

- Vận tốc tính toán:

V_t=V_b.K_1. K_2. K_3. K_4. K_5. K₆

Vậy tốc độ tính toán V_t = 105 (m/phút)

- Công suất cắt khi phay thô:

Tra Bảng 5.130 tài liệu [5]: Nc = 5,5 kW < 7kw thỏa yêu cầu làm việc của máy.

* Bước 2 : Phay tinh

- Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm)

- Lượng chạy dao vòng: )

- Chọn tốc độ cắt: V_b = 228 m/phút (bảng 5.127 tài liệu [5])

- Vận tốc tính toán:

V_t = V_b.K_1. K_2. K_3. K_4. K_5. K₆

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dộ cứng của Gang, K₁=0.89

K₂ : hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của dao, K₂=0.8

K₃ : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim, K₃=1

K₄: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công,gang đúc có vỏ cứng, K₄=0.8

K₅ : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay, K₅=1

K₆: hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, K₆=1

Vậy suy ra V_t = 228.0,89.0,8² = 130 (m/phút)

Vậy thời gian thực hiện bước này là:

T₁ = T₀ + 10%T₀ + 11%T₀ + 5%T₀ = 4,78 (phút)

4.4. Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ Ø164

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị: hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng khối V ngắn và 1 bậc bằng chốt

3. Chọn máy: máy khoan cần 2B56

4. Dụng cụ cắt:

- Khoét: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng BK8, tuổi bền T = 60 phút, mũi khoét thép gió:  và,

- Doa: Mũi doa thép gió, tuổi bền T = 60, mũi doa thép gió:  ,

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05 

6. Chia bước: nguyên công chia làm 4 bước: Bước 1 Khoét thô lỗ , Bước 2 Khoét bán tinh lỗ , Bước 3 Doa thô lỗ , Bước 4 Doa tinh lỗ

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Khi khoét:

- Chiều sâu cắt: khi khoét thô t = 2,25 (mm), khoét bán tinh t = 1,25(mm)

- Lượng chạy dao: khi khoét thô S = 0,6 mm/vòng, khi khoét tinh S = 0,3 mm/vòng (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc cắt V_b = 25 m/phút (bảng 5.106 trang 97 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc tính toán:

Ta có:

V_t = V_b.K₁.K₂.K₃.

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền dao (chọn bằng tuổi bền danh nghĩa), K₁=1

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, gang đúc có vỏ cứng, K₂ = 0.8

K₃: hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim, K₃ = 1 (BK8)

Vậy suy ra V_t = Vb.K1.K2.K3.  = 25.0,8 = 20 m/phút

- Thời gian gia công:

Khi doa tinh, số vòng quay giữa nguyên, lượng chạy dao thay đổi ít nên thời gian cơ bản lấy gần bằng doa thô To = 4,3 (phút)

Thời giang cơ bản cả bốn bước là:

T_(0⅀)=2,1+2,1+4,3+4,3=12,8 (phút)

Thời gian từng chiếc cho nguyên công này là:

T_tc=12,8+0,26*12,8=16,13 (phút)

4.6.Nguyên công 6 : Phay thô mặt bên lỗ Ø84

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị: hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng chốt trụ tròn và 1 bậc bằng chốt

3. Chọn máy: máy phay ngang 6H82

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05 

6. Chia bước: 1 bước : phay thô 

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Phay thô

- Chiều sâu cắt: t = 4 (mm)

- Lượng chạy dao: S_Z = 0,15 (mm/răng) (Tra theo bảng 5-177/160 - Tài liệu [5])

- Lượng chạy dao vòng : S_v = 0,15 . 30 = 4,5 (mm/vòng)

- Tốc độ cắt: V_b = 151 (m/ph) (bảng 5-178/161 - Tài liệu [5]) trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t= 121 mm

- Vận tốc tính toán:

Ta có:

V_t = V_b.K₁.K₂.K₃.

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, K₁ = 1 (HB 200)

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, K₂ = 0,9 )

K₃: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công, K₃= 1

K₄ : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, K₄ = 0,75 bảng 5-178/161 - Tài liệu [5])

Vậy tốc độ tính toán V_t = 102 (m/phút)

- Thời gian gia công:

Thời gian gia công cơ bản là:  T₀=(120+163,5+5)/120 =2,4 (phút)

Vậy thời gian thực hiện bước này là:

T₁ = T₀ + 10%T₀ + 11%T₀ + 5%T₀ = 3 (phút)

Chế độ cắt khi phay thô: t = 2,5mm; S_ph = 120 mm/ph; n_m= 95 v/p; N = 2,5kW

4.7. Nguyên công 7 : Phay tinh mặt bên lỗ Ø84

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị:  hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng chốt trụ tròn và 1 bậc bằng chốt.

3. Chọn máy: máy phay ngang 6H82

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05 

6. Chia bước: 1 bước: phay tinh 

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Phay tinh

- Chiều sâu cắt: t = 2 (mm)

- Lượng chạy dao: S_Z = 0,12 (mm/răng) (Tra theo bảng 5-177/160 -Tài liệu [5])

- Lượng chạy dao vòng : S_v = 0,12 . 30 = 3,6 (mm/vòng)

- Tốc độ cắt: V_b = 180 (m/ph) (bảng 5-178/161 - Tài liệu [5]) trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t= 121 mm

- Vận tốc tính toán:

Ta có:

V_t = V_b.K₁.K₂.K₃.

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, K₁ = 1 (HB 200)

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, K₂ = 0,9 )

K₃: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công, K₃= 1

K₄: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, K₄ = 0,75 bảng 5-178/161 - Tài liệu [5])

Vậy tốc độ tính toán V_t = 121,5 (m/phút)

- Công suất cắt khi phay thô :

Với chi tiết có độ cứng 200HB, dùng dao gắn mảnh hợp kim cứng, chiều sâu cắt t=121mm,và S_ph= 95mm/ph ta chọn được công suất cắt N_c = 2,1 kW

So sánh N_c=2,1 kW < N_m= 7 x 0,75 = 5,25 kW (tra bảng 5-174/157 - Tài liệu [5])

- Thời gian gia công:

Thời gian gia công cơ bản là:  T₀=(120+163,5+5)/95  =3 (phút)

Vậy thời gian thực hiện bước này là:

T₁ = T₀ + 10%T₀ + 11%T₀ + 5%T₀ = 3,8 (phút )

Chế độ cắt khi phay tinh: t = 2; S_ph = 95 mm/ph; n_m= 118 v/ph; N = 2,1kW

4.9.Nguyên công 9: Khoét, doa lỗ 42mm

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị:  hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng chốt trụ tròn, 1 bậc tự do bằng chốt

4. Dụng cụ cắt: Mũi doa thép gió: .

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150 mm, độ chính xác 0,05 

6. Chia bước: Nguyên công chia thành 2 bước khoét và doa

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Khoét

- Chiều sâu cắt: khi khoét t = 2,25 (mm)

- Lượng chạy dao: khi khoét thô S = 2,2 mm/vòng (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc cắt  = 13,8 m/phút (bảng 5.106 trang 97 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc tính toán:

Ta có:

V_t = V_b.K₁.K₂.K₃.

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền dao(chọn bằng tuổi bền danh nghĩa), K₁=1

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, gang đúc có vỏ cứng, K₂ = 0.8

K₃: hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim, K₃ = 1 (BK8)

Vậy suy ra V_t = 13,8.0,8 = 11,04 (m/phút)

- Công suất cắt khi khoét thô  2,1 kW (bảng 5-111, TÀI LIỆU [5] trang 103) khi khoét tinh công suất nhỏ hơn nên không cần tra bảng.

So sánh:  2,1 kW <  4,5 kW

* Bước 2: Doa

- Chiều sâu cắt: khi doa t = 0,25 (mm)

- Lượng chạy dao: khi doa thô S = 5 mm/vòng. Doa tinh S = 4mm/vòng (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc cắt  = 4,1 m/phút (bảng 5.106 trang 97 TÀI LIỆU [5])

- Công suất cắt khi khoét thô  2,1 kW (bảng 5-111, TÀI LIỆU [5] trang 103) khi khoét tinh công suất nhỏ hơn nên không cần tra bảng.

So sánh:  2,1 kW <  4,5 kW

- Thời gian gia công:

Thời gian cơ bản cả 2 bước là:

T_(0⅀)=0,9+0,3=1,2 (phút)

Thời gian từng chiếc cho nguyên công này là:

T_tc=1,2+0,26*1,2=1,5 (phút)

4.11.Nguyên công 11: Khoét, doa lỗ 42mm

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị: hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng chốt trụ tròn, 1 bậc tự do bằng chốt trám

3. Chọn máy: máy khoan đứng 2H150

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm , độ chính xác 0,05 

6. Chia bước: nguyên công không chia bước

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Khoét

- Chiều sâu cắt: khi khoét t = 2,25 (mm)

- Lượng chạy dao: khi khoét thô S = 2,2 mm/vòng (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc cắt  = 13,8 m/phút (bảng 5.106 trang 97 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc tính toán:

Ta có:

V_t = V_b.K₁.K₂.K₃.

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền dao(chọn bằng tuổi bền danh nghĩa), K₁=1

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, gang đúc có vỏ cứng, K₂ = 0.8

K₃: hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim, K₃ = 1 (BK8)

Vậy suy ra V_t = 13,8.0,8 = 11,04 (m/phút)

- Công suất cắt khi khoét thô  2,1 kW (bảng 5-111, TÀI LIỆU [5] trang 103) khi khoét tinh công suất nhỏ hơn nên không cần tra bảng.

So sánh:  2,1 kW <  4,5 kW

* Bước 2: Doa

- Chiều sâu cắt: khi doa t = 0,25 (mm)

- Lượng chạy dao: khi doa thô S = 5 mm/vòng. Doa tinh S = 4mm/vòng (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc cắt  = 4,1 m/phút (bảng 5.106 trang 97 TÀI LIỆU [5])

- Công suất cắt khi khoét thô  2,1 kW (bảng 5-111, TÀI LIỆU [5] trang 103) khi khoét tinh công suất nhỏ hơn nên không cần tra bảng.

So sánh:  2,1 kW <  4,5 kW

- Thời gian gia công:

Với góc nghiêng của lưỡi cắt chính φ = 60° nên lấy gần dúng L₁ = 3 mm, ta có thời giang cơ bản như sau:

+ Khi khoét : To = (L+L1+L2)/(S.n)=(180+3+3)/0,8.89,6=2,59 (phút)

+ Khi doa : To = (L+L1+L2)/(S.n)=(180+3+3)/5.44,8=0,83 (phút)

Thời gian từng chiếc cho nguyên công này là:

T_tc = 3,42+0,26*3,42=4,3 (phút)

4.14.Nguyên công 13: Xọc

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị:  hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng chốt trụ tròn và 1 bậc bằng chốt trám

3. Chọn máy: máy khoan đứng 2B150

4. Dụng cụ cắt: dao xọc

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150 mm, độ chính xác 0,05

7. Chế độ cắt:

Ở nguyên công này chỉ cần xọc thô là đạt:

- Chiều sâu cắt: khi xọc thô t = 2,25 (mm)

- Lượng chạy dao: khi xọc thô S = 1,8 (mm/vòng )

Ta có n_min = 30 v/p, n_max = 1500 (vòng/phút)

Chọn: n_m= 60 (vòng/phút)

Khi khoét tinh chọn số vòng quay tương tự khoét thô.

- Công suất cắt khi khoét thô  1,8 kW (bảng 5-111, TÀI LIỆU [5] trang 103) khi khoét tinh công suất nhỏ hơn nên không cần tra bảng.

So sánh:  1,8 kW <  4,5 kW

- Thời gian gia công:

Khi xọc thô: To = (L+L1+L2)/(S.n)=(62+3+3)/1,8.60=0,78 (phút)

Thời gian từng chiếc cho nguyên công này là: T_tc=1,32+1,26.1,32=3 (phút)

4.14. Nguyên công 14: Khoét, doa lỗ Ø48

1. Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ

2. Định vị:  hạn chế 6 bậc tự do 3 bậc bằng phiến tỳ, 2 bậc bằng chốt trụ tròn và 1 bậc bằng chốt trám

3. Chọn máy: máy khoan đứng 2B150

5. Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150 mm, độ chính xác 0,05

7. Chế độ cắt:

* Bước 1: Khi khoét:

- Chiều sâu cắt: khi khoét thô t = 2,25 (mm), khoét bán tinh t = 1(mm)

- Lượng chạy dao: khi khoét thô S = 1,8 mm/vòng,khi khoét tinh S = 1,3 (mm/vòng) (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc cắt V_b = 15,5 m/phút (bảng 5.106 trang 97 TÀI LIỆU [5])

- Vận tốc tính toán:

Ta có:

V_t = V_b.K₁.K₂.K_3.

Trong đó:

K₁: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền dao(chọn bằng tuổi bền danh nghĩa), K₁=1

K₂: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công,gang đúc có vỏ cứng, K₂ = 0.8

K₃: hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim, K₃ = 1 (BK8)

Vậy suy ra V_t = 15,5.0,8 = 12,4 (m/phút)

- Công suất cắt khi khoét thô N_c= 1,8 kW (bảng 5-111, TÀI LIỆU [5] trang 103) khi khoét tinh công suất nhỏ hơn nên không cần tra bảng.

So sánh:  1,8 kW <  4,5 kW

* Bước 2: Khi doa

- Chiều sâu cắt khi doa thô t = 0,21 (mm), doa tinh t = 0,04 (mm)

- Lượng chạy dao khi doa: doa thô S = 3,8 mm/vòng. Doa tinh S =3,1 mm/vòng (Tra bảng 5.104 trang 95 TÀI LIỆU [5])

- Công suất cắt khi doa rất nhỏ nên không cần tra, lấy công suất cửa bước khoét thô để tính toán đồ gá nếu cần.

- Thời gian gia công:

Với góc nghiêng của lưỡi cắt chính φ = 60° nên lấy gần dúng L₁ = 3mm, ta có thời giang cơ bản như sau:

+ Khi khoét thô: T_o = (L+L1+L2)/(S.n)=(35+3+3)/1,8.75=0,3 (phút)

Khi khoét bán tinh, số vòng quay giữa nguyên, lượng chạy dao thay đổi ít nên thời gian cơ bản lấy gần bằng khoét thô To =  phút.

+ Khi doa thô: T_o = (L+L1+L2)/(S.n)=(35+3+3)/3,8.30=0,36 (phút)

Thời giang cơ bản cả bốn bước là:

T_(0⅀)=0,3+0,3+0,36+0,36=1,32 (phút)

Thời gian từng chiếc cho nguyên công này là:

T_tc=1,32+0,26*1,32=2,1 (phút)

Tổng hợp trang thiết bị và chế độ công nghệ như bảng 4.1.

Phần 5: TÍNH LƯỢNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG

Ở đây tính lượng dư gia công cho nguyên công 8 là gia công lỗ Ø84 đạt các yêu cầu kĩ thuật sau:

Độ nhám bề mặt: Ra 1,25

Vật liệu: GX:15-32

Chi tiết: Càng gạt

Trình tự gia công:

- Bước 1: Khoét rộng thô lần 1 đạt Ø80 (mm)

- Bước 2: Khoét rộng thô lần 2 đạt Ø82 (mm)

- Bước 3: Khoét rộng tinh đạt Ø83,3 (mm)

- Bước 4: Doa thô đạt Ø83,85 (mm)

- Bước 5: Doa tinh đạt Ø84 (mm)

5.1. Định vi:

Chi tiết được định vị ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, chốt trụ tròn hạn chế 2 bậc tự do, chốt trám hạn chế 1 bậc tự do.

Ta có:

2Z_{(i min)}  = 2(R_(zi-1)+T_(i-1)+√((⍴_(i-1)²+εi²))

Trong đó:

R_(zi-1) : chiều cao nhấp nhô tế vì do bước công nghệ sát trước để lại

T_(i-1) : chiều sâu lơp hư hỏng bề mặt để lại

⍴_(i-1) : sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ trước để lại

ε_(i-1) :  sai số gá chi tiết ở bước công

5.2. Xác định T_(i-1)  và R_(zi-1):

Phôi đúc là gang xám, cấp chính xác cấp 2 nên

TRz + = 700 (tra bảng 5.3 trang 77 sách hướng dẫn đồ án CNCTM)

Giá trị ρ_vt=150 (μm). Độ không vuông góc giữa mặt đáy so với lỗ Ø62 khi đúc là do khe hở giữa tai gối của khuôn và mẫu đúc (Tra bảng 3-68 trang 236 tài liệu [4])

- Sai lệch không gian tổng cộng:

Thay số ta được: ρ_phôi=388,93 (µm)

Sai lệch không gian còn lại sau khoét thô lần 1

⍴₁ =  ⍴₀.K = 388,93 x 0,05 = 19,45 (μm) (K chọn 0.05 sau khi gia công thô)

Sai lệch không gian còn lại sau khoét thô lần 2

 ⍴₂  =  ⍴₁.K = 19,45 x 0,05 = 0,97 (μm) (K chọn 0.05 sau khi gia công thô)

Sai lệch không gian còn lại sau khoét tinh

⍴₃  = ⍴₂.K = 0,97 x 0,02 = 0,0194 (μm) (K chọn 0.02 sau khi gia công tinh)

- Sai số gá đặt còn lại khi khoét thô 1:

 ε_gđ = √(71²+0² )=71 (μm)

- Sai số gá đặt còn lại khi khoét tinh:

 ε_gđ = 0,02.ε_gđ=0,02.3,55=0,071 (μm)

- Sai số gá đặt còn lại khi doa thô:

 ε_gđ = 0,05.ε_gđ=0,05.0,735=0,18 (μm)

- Doa tinh không khắc phục được sai số nên ε_gđ= 0

5.3. Xác định lượng dư:

- Quy trình công nghệ gồm 4 bước: khoét thô, khoét tinh, doa thô, doa tinh

Lương dư nhỏ nhất khi khoét thô 1:

 2Z_{(i min}) = (500+√(388,83²+71²)=1731(μm)=1,731 (mm)

Lượng dư nhỏ nhất khi khoét tinh:           

 2Z_(imin)= 2(50+√0,97²+0,071² )=101,94 (μm)=0,10194 (mm)

Lượng dư nhỏ nhất khi doa tinh:

 2Z_{(i min)}=2(10)=20 (μm)=0,02(mm)

- Kích thước tính toán được tính như sau

+ Kích thước tính toán doa tinh:

D₅= 84,035 (mm)

+ Kích thước tính toán khoét thô 2:

D₂= 82,93 – 1,03 = 82,9 (mm)

+ Kích thước tính toán khoét thô 1:

D₁= 82,9 – 1,03 = 82,87 (mm)

* Kích thước giới hạn nhỏ nhất khi:

- Doa tinh:  d₅= 85,035 – 0,03 = 85,005 (mm)

- Doa thô:  d₄=  85,01 – 0,054 = 84,956 (mm)

- Khoét tinh: d₃= 84,93 – 0,87 = 84,06 (mm)

- Khoét thô 2:  d₂= 83,9 – 0,35 = 83,55 (mm)

- Khoét thô 1:  d₁= 82,87 – 0,35 = 82,52 (mm)

- Phôi:  d₀ = 81,14 – 1,4 = 79,74 (mm)

* Lượng dư tổng cộng:

2Z_min = 1,73+1,03+1,04+0,08+0,025= 3,905 (mm)

2Z_max = 2,78+1,03+0,51+0,896+0,049 = 5,265 (mm)

Sau khi tính toán trên ta có bảng tổng hợp lượng dư lỗ Ø62 như bảng 5.1.

* Kiểm tra kết quả:

2Z_0max-2Z_0min=5,265-3,905=1,36 (mm) (1)

δ_phôi-δ=1,4-0,035=1,365 (2)

Ta thấy (1) và (2) gần tương đương nhau nên thỏa điều kiện.

Phần 6: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT

Ở đây tính chế độ cắt cho nguyên công 8 khoan, doa bậc lỗ j84. Sơ đồ gá đặt thể hiện như hình dưới.

6.1. Chế độ cắt

- Chiều sâu cắt t: t=(D-d)/2=(80-75)/2=2,5 (mm)

- Lượng chạy dao: S = 1,16 (mm/vòng)

- Tốc độ cắt:

 V = (105.80^0,4)/(100^0,4.2,5^0,15.1,16^0,45 ).0,641=50,1 (m/phút)

=> K_v= 0,9.0,95.1.0,75 = 0,641

6.2. Tính moment xoắn M_x & lực dọc trục P₀: 

Chọn với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB, dùng mũi Khoét hợp kim cứng. Lực cắt khi khoét được tính theo công thức (Trang 21 Sổ tay CTM T2)

P₀=C_p.D^q.t^x.S^y.k_mp = 125,7 (kG)

Moment khi khoét được tính theo công thức:

M = C_M.D^q.t^x.S^y.K_P=19 (KGm)

- Công suất cắt:

Tính theo công thức: N = (M.n)/975 = (19.199,44 )/975 = 3,9(kW)

- Số vòng quay:

n = (1000.V)/(π.D)=1000.50,1/(π.80)=199,44

Phần 7: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Ở đây tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công 8 khoan, doa bậc lỗ j84.

7.1. Nguyên lý hoạt động của đồ gá:

Phương pháp định vị: hạn chế 6 bậc tự do gồm 3 bậc bằng phiến tỳ ở mặt đáy của chi tiết, 2 bậc bằng chốt trụ vào lỗ F162 và 1 bậc bằng chốt tỳ chống xoay vào bên hông của chi tiết.

Thao tác: đưa chi tiết vào đồ gá, lắp chi tiết lên phiến tỳ và cho lỗ j162 vào chốt trụ ngắn cố định. Sau đó xoay chi tiết vào chốt tỳ bên hông. Khi siết đai ốc lớn theo chiều siết chặt, lực kẹp tác dụng đồng đều lên chi tiết thông qua đòn kẹp liên động. Khi tháo đai ốc lớn, đồ kẹp mở ra, rút chi tiết ra khỏi đồ gá.

7.2. Lực kẹp cần thiết:

Chia làm hai trường hợp sau:

* Trường hợp 1:

P.a.K = W­_ct .b

=> W¬ct  = (P.a.K)/b = 125,7.144.3,65/114 = 579 (kG)

Trong đó :

- P : lực dọc trục

- K : hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công (công thức trang 144, Tài liệu [1])

K = K₁.K₂,K₃,K₄,K₅,K₆

- a = 144 : khoảng cách từ tâm lỗ cần gia công đến điểm bị xê dịch

- b = 114 : khoảng cách từ tâm lực kẹp đến điểm bị xê dịch

* Trường hợp 2 :

Momen M_x có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh đường tâm lỗ để chống lại mômen quay cần kẹp chặt với lực kẹp cần thiết W_ct tạo ra mômen chống lại.

Phương trình cân bằng mômen có dạng:

∑F­_ms .C = K.M_x

=> W¬ct2 = (K.Mx )/203,6  = (3,65.19000 )/337,95 = 205 (kG)

=> W­_ct2 < W­_ct1 => Chọn W­_ct1

Trong đó: K : hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công (công thức trang 144, Tài liệu [1])

K = K₁.K₂,K₃,K₄,K₅,K₆

Tra bảng 6.3, tài liệu [1] ta có f­₁ = 0,15 (Bề mặt chi tiế gia công và phiến tỳ), f­₂ = 0,2 (Bề mặt chi tiết gia công và mỏ kẹp), C­₁=158 mm khoảng cách từ  tâm phiến tỳ thứ nhất đến tâm xoay. C­₂ = 258 mm khoảng cách từ tâm phiến tỳ thứ 2 đến tâm xoay. C­₂ = 353mm khoảng cách từ điểm đặt lực tới tâm xoay.  

M_x = 19 (kGm) = 19000 (kGmm)

- Sơ đồ lực kẹp:

Sơ đồ lực kẹp thể hiện như hình dưới.

Từ sơ đồ trên ta có lực kẹp W của bu long để tạo ra W_ct lên chi tiết được viết dưới dạng:

W = (W_ct.L)/L₁ =579.343,5/182,5=1091,21 (kg)

Để đảm bảo quá trình kẹp chặt chọn đường kính đỉnh ren d =18 (mm)

7.4. Tính sai số cho phép của đồ gá:

- Sai số chuẩn: ε_c = 0. Vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước

- Sai số kẹp chặt: ε_kc=0 . Vì kẹp chặt không làm ảnh hưởng đến sai số (phương của lực kẹp vuông góc phương kích thước cần thực hiện)

- Sai số mòn đồ gá:

 ε_m = β.√N

=> ε_m = 0.1×√4400=6,6 (μm)= 0,007 (mm)

- Sai số điều chỉnh máy: εdc= 10 (μm)= 0,01 (mm).

- Sai số gá đặt:

ε_gd=1/3×δ

=> ε_gd=1/3×0,12=0,04 (mm)

Vậy sai số chế tạo: ε_ct=0,03 (mm)

7.5. Yêu cầu kỹ thuật đồ gá:

- Độ không phẳng của mặt đáy thân gá là 0,04 (mm)

- Độ không vuông góc của phiến tỳ so với mặt đáy thân gá ≤ 0,04 (mm)

- Độ không song song của tâm chốt trụ ngắn so với mặt đáy thân gá ≤ 0,04 (mm)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hồ Viết Bình - Phan Minh Thanh.

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ; NXB ĐHQG -HCM 2014

 [2].  Trần Văn Địch.

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2008

[3]. Trần Quốc Hùng.

DUNG SAI- KỸ THUẬT ĐO ; NXB ĐHQG - HCM 2012

[4]. Nguyễn Đắc Lộc.

SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - TẬP 1; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010

[5]. Nguyễn Đắc Lộc.

SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - TẬP 2 ; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010

[6]. Nguyễn Đắc Lộc.

SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - TẬP 3 ; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"