MỤC LỤC
MỤC LỤC...........................................................................................................................................................................7
DANH MỤC HÌNH ẢNH....................................................................................................................................................8
DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................................................................................9
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................................................................10
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT ......................................................11
1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết......................................................................................11
1.2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.....................................................................................................................................12
1.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.....................................................................................................12
1.4. Xác định dạng sản xuất............................................................................................................................................13
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI..............14
2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi.....................................................................................................................14
2.1.1. Đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay.........................................................................................15
2.1.2. Đúc dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuôn bằng máy.............................................................................15
2.1.3. Đúc trong khuôn kim loại.....................................................................................................................................16
2.1.4. Đúc áp lực...............................................................................................................................................................16
2.1.5. Đúc trong khuôn mẫu chảy. ................................................................................................................................17
2.1.6. Đúc trong khuôn vỏ mỏng...................................................................................................................................17
2.2. Xác định lượng dư gia công và thiết kế bản vẽ lồng phôi.................................................................................18
2.2.1. Chọn và phân tích phương án gia công cho các bề mặt...............................................................................18
2.2.2. Tính lượng dư gia công.......................................................................................................................................18
2.2.3. Bản vẽ lồng phôi....................................................................................................................................................23
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ....................................................................24
3.1. Xác định đường lối công nghệ và lựa chọn phương pháp gia công .............................................................24
3.1.1. Xác định đường lối công nghệ...........................................................................................................................24
3.1.2. Lựa chọn phương pháp gia công......................................................................................................................24
3.2. Lập tiến trình gia công chi tiết...........................................................................................................................,....24
3.2.1. Phương án tiến trình công nghệ 1.....................................................................................................................25
3.2.2. Phương án tiến trình công nghệ 2.....................................................................................................................25
3.3. Thiết kế nguyên công..............................................................................................................................................25
3.3.1. Nguyên công 1: Đúc phôi....................................................................................................................................25
3.3.2. Nguyên công 2: Phay mặt A,...............................................................................................................................26
3.3.3. Nguyên công 3: Phay mặt B...............................................................................................................................29
3.3.4. Nguyên công 4: Khoét - doa lỗ ∅34, khoan, doa lỗ ∅16............................................................................33
3.3.5. Nguyên công 5: Phay vấu....................................................................................................................................37
3.3.6. Nguyên công 6: Khoan lỗ ∅3.25, Taro lỗ M4..................................................................................................40
3.3.7. Nguyên công 7 Kiểm tra độ không song song và độ không vuông góc ...................................................46
CHƯƠNG V: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ........................................................................................................................................48
4.1. Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 5......................................................................48
4.1.1. Sơ đồ gá đặt..........................................................................................................................................................48
4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công....................................................................................................................48
4.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá..................................................................................................49
4.2.1. Lựa chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá....................................................................................................................49
4.2.2. Tính toán lực kẹp của đồ gá............................................................................................................................... 51
4.3. Xác định kết cấu của các cơ cấu khác trên đồ gá...............................................................................................55
4.3.1. Phiến dẫn hướng..................................................................................................................................................55
4.3.2. Bạc dẫn...................................................................................................................................................................56
4.3.3. Đế đồ gá.................................................................................................................................................................57
4.4. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.....................................................................................................57
CHƯƠNG VI: TÍNH GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ..........................................................................59
5.1. Chi phí máy...............................................................................................................................................................59
5.2. Chi phí dao...............................................................................................................................................................59
5.3. Chi phí đồ gá............................................................................................................................................................60
5.4. Chi phí điện..............................................................................................................................................................60
5.5. Chi phí bảo dưỡng..................................................................................................................................................60
5.6. Chi phí công nhân...................................................................................................................................................61
5.7. Chi phí của nguyên công thiết kế đồ gá...................................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................................................................63
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay nước ta đang thực hiện công cuộc: “công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. Muốn thực hiện điều này thì một trong những ngành cần được quan tâm phát triển mạnh đó là ngành cơ khí chế tạo. Ngành cơ khí chế tạo là ngành đóng vai trò quan trong trọng việc sản xuất ra các loại máy móc thiết bị, các công cụ phục vụ các ngành công nghiệp khác. Tạo tiền đề cho sự phát triển các ngành công nghiệp khác phát triển mạnh hơn.
Mục đích của việc làm đồ án môn học là: Củng cố toàn bộ kiến thức đã được học ở trường, ngoài ra nó còn giúp sinh viên độc lập hơn trong suy nghĩ, trong sáng tạo cũng như trách nhiệm đối với công việc được giao phó.
Đợt thiết kế đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng C10”.
Từ những kiến thức đã được học và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS………...…….. và các thầy cô giáo khác trong Khoa Cơ khí em đã cố gắng đưa ra một phương án công nghệ nhằm chế tạo ra chi tiết đế đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu nhất nhưng lại phù hợp với điều kiện gia công bằng những thiết bị máy móc truyền thống.
Do khả năng hiểu biết của em còn hạn chế so với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Vì vậy phương án công nghệ của em đưa ra không thể tránh khỏi sai sót nên rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô.
Qua đây cho em được gửi lời cảm ơn đến thầy giáo: TS……...……….. và các thầy cô giáo trong Khoa Cơ khí đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
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 chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
- Sau khi nghiên cứu bản vẽ chi tiết ta thấy:
+ Chi tiết là chi tiết càng gạt thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết thành chuyển động quay của chi tiết khác. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng, nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền, được dùng nhiều trong máy công cụ
+ Trên chi tiết có số lượng lớn các bề mặt cần gia công với độ chính xác khác nhau và những bề mặt không cần gia công. Có 1 số bề mặt cần gia công với độ chính xác cao: Các lỗ khoan và bề mặt đầu, đế của chi tiết,...
1.2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
+ Độ nhám bề mặt gia công A, B cần đạt Ra2,5.
+ Kích thước các lỗ cơ bản gia công với độ chính xác cấp 7 đạt độ nhám Ra1,25.
+ Chiều dày mặt B đạt kích thước 18 0,08.
+ Lỗ ∅16 yêu cầu gia công đạt kích thước ∅16-0+0.02
+ Lỗ ∅34 yêu cầu gia công đạt kích thước ∅34-0+0.035
+ Đảm bảo độ không song song giữa các tâm lỗ cơ bản 0,02mm
+ Đảm bảo độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ ∅34 với mặt A 0,02mm
1.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết
- Dựa trên cơ sở nghiên cứu bản vẽ chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết ta thấy:
+ Kết cấu các bề mặt cho phép thoát dao một cách dễ dàng.
+ Các lỗ trên chi tiết cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục, không có các lỗ không thông suốt và có thể đưa dao vào để gia công các lỗ, bề mặt một cách dễ dàng.
+ Có kết cấu đơn giản, độ chính xác và độ nhám của các bề mặt có thể dùng các phương pháp gia công bằng các máy truyền thống và dao thông dụng.
+ Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích định vị
+ Có khả năng áp dụng phương pháp chế tạo phôi tiên tiến và tổ hợp gia công năng suất cao.
1.4. Xác định dạng sản xuất
Để xác đinh dạng sản xuất ta cần dựa vào khối lượng chi tiết và sản lượng hàng năm của chi tiết:
- Từ bản vẽ chi tiết ta xây dựng vẽ 3D trên phần mềm NX 1980 và tính được khối lượng chi tiết là m = 0,23 kg.
- Số lượng chi tiết tổng cộng trong 1 năm.
Vậy ta có:
N = 4500.1.(1+(3 + 5)/100 ) = 4860 (chi tiết/năm)
- Dựa vào bảng 2.2 [1], ta thấy là sản xuất hàng loạt vừa.
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI
2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi
- Để chế tạo được một chi tiết máy đạt yêu cầu kinh tế, kĩ thuật thì người thiết kế phải xác định kích thước của phôi sao cho thích hợp. Việc lựa chọn phôi phải dựa trên cơ sở sau:
+ Vật liệu chế tạo phôi, cơ tính của vật liệu.
+ Hình dáng kích thước của chi tiết.
+ Loại hình sản xuất.
+ Khả năng đạt độ chính xác của phương pháp chế tạo phôi.
+ Khả năng làm việc của máy.
=> Với chi tiết cần gia công ở đây là càng gạt, vật liệu để chế tạo nó là gang xám vì gang xám có nhiều đặc tính tốt như:
- Làm tắt dao động cộng hưởng và dao động nhanh.
- Có tính đúc tốt và tính gia công cắt gọt tốt.
- Giá thành hạ do đó được dùng nhiều trong ngành chế tạo cơ khí.
=> Từ đó ta có những phương pháp chế tạo phôi như sau:
2.1.1. Đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay
* Ưu điểm:
- Giá thành chế tạo thấp, có thể đúc các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp, kích thước từ nhỏ đến lớn.
- Đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của phôi và trong quá trình làm khuôn có được sự đồng nhất và giảm sai số do quá trình này gây ra.
* Nhược điểm:
- Phương pháp này cho độ chính xác thấp.
- Lượng dư cắt gọt lớn, năng suất thấp.
- Đòi hỏi trình độ công nhân phải cao.
- Chỉ thích hợp với việc sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ.
* Phạm vi ứng dụng:
- Phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt.
2.1.4. Đúc áp lực
* Ưu điểm:
- Năng suất, chất lượng của phôi cao.
- Đúc được các chi tiết có kết cấu phức tạp, thành mỏng.
* Nhược điểm:
- Phải tính chính xác lực đè khuôn, chỉ đúc được các chi tiết có kích thước nhỏ.
- Thành khuôn phải tính toán chính xác nên giá thành cao.
* Phạm vi ứng dụng:
- Phương pháp này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối.
2.1.6. Đúc trong khuôn vỏ mỏng
* Ưu điểm:
- Đúc được các phôi có độ chính xác cao, cơ tính tốt, năng suất cao.
- Đơn giản cho quá trình tháo dỡ khuôn và làm sạch vật đúc.
- Tạo điều kiện cho quá trình cơ khí hoá và tự động hoá.
* Nhược điểm:
- Chỉ đúc được các chi tiết có khối lượng vừa và kết cấu không quá phức tạp.
- Giá thành rất cao do quy trình tạo phôi đòi hỏi công nghệ cao.
* Phạm vi ứng dụng:
- Chỉ nên sử dụng khi cần phôi có độ chính xác rất cao.
Kết luận: Qua sự phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, căn cứ vào điều kiện của chi tiết: Kết cấu chi tiết không phức tạp, dạng sản xuất hàng loạt lớn yêu cầu về độ chính xác và độ nhẵn bề mặt của phôi không quá cao, trang thiết bị sản xuất tự chọn nên ta quyết định chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy bởi nó cho độ chính xác và năng suất cao, lượng dư gia công nhỏ.
2.2. Xác định lượng dư gia công và thiết kế bản vẽ lồng phôi
2.2.1. Chọn và phân tích phương án gia công cho các bề mặt
Dựa vào bản vẽ chi tiết ta nhận thấy các bề mặt sau cần thiết phải gia công:
- Bề mặt đáy và bề mặt đầu chi tiết (mặt phẳng): bề mặt này có độ nhám bề mặt Ra2,5 nên ta phay thô sau đó phay tinh.
- Bề mặt lỗ ∅16+0.02 yêu cầu độ chính xác bề mặt và độ nhám bề mặt cao Ra1.25 vì vậy ta dùng phương pháp khoan, doa
- Lỗ M4 ta khoan sau đó taro.
2.2.2. Tính lượng dư gia công
- Tính lượng dư gia công mặt B chi tiết. Phôi đúc bằng khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, cấp chính xác II, khối lượng chi tiết 0,23 kg, vật liệu GX 15 - 32.
- Tiến trình công nghệ gia công qua 2 bước: Phay thô - Phay tinh.
- Sai lệch không gian tổng cộng được xác định bằng công thức bảng 4.9 [1],
ρ = ρc+ρcm
Trong đó:
+ pc : Là giá trị cong vênh của lỗ được tính theo cả phương hướng kính và hướng trục.
+ pcm : Là sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị (Sai số này xuất hiện do vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị bị thay đổi), ρcm=δ=500 μm
Vậy lượng dư nhỏ nhất được tính theo công thức:
Zimin= 250+350+546 = 1146 (μm
- Sau khi phay thô K= 0,06 [1]
- Sau khi phay tinh K = 0,2 [1]
- Sai lệch không gian còn lại sau phay thô là:
2Z1= 0,06.546 = 32,76 (μm).
- Sai lệch không gian còn lại sau phay tinh là:
2Z2 = 0,2.32,76 = 6,55 (μm).
Vậy lượng dư nhỏ nhất của phay tinh là:
2Z1min= 40 + 50 + 32,76 = 122,76 (μm).
- Kích thước nhỏ nhất của bản vẽ là : 18 – 0,08 = 34,92 (mm)
+ Phay thô t2 = 17,92 + 0,122 = 18,042
+ Phôi t1 = 18,042 + 1,146 = 19,188
Dung sai của từng nguyên công theo bảng:
Dung sai phay tinh cấp chính xác 7: T = 15 (μm).
Dung sai phay thô cấp chính xác 9: T = 50 (μm).
Dung sai phôi đúc: T = 500 (μm).
- Tính kích thước giới hạn:
tmax=19,188+0,5=19,688 (mm))
tmin=19 ,188 (mm)
+ Sau khi phay thô:
tmax=18,042+0,05=18,092(mm),
tmin=18,042 (mm).
+ Sau khi phay tinh:
tmax=17,92+0,015=17,935(mm)
tmin=17,92 (mm)..
− Lượng dư giới hạn được xác định như sau:
- Xác định lượng dư tổng cộng tính toán [1]:
+ Khi phay thô:
Zmin=19,188-18,042=1,146mm=1146(μm).
Zmax=19,688-18,092=1,596 mm=1596 (μm).
+ Khi phay tinh:
Zmin=18,042-17,92=0,122 mm=122 (μm).
Zmax=18,092-17,935=0,157 mm=157 (μm).
- Kiểm tra kết quả tính toán [1]:
Có: Zmax – Zmin = 475 μm; T_phôi-T_ct = 500 – 15 = 475 (μm).
- Tra bảng 4.5 và 4.7 [1], ta có: các thông số của các bước công nghệ như bảng 2.1.
+ Lượng dư bề mặt B = 1,5mm
- Để xác định lượng dư các bề mặt còn lại của chi tiết ta tra bảng 3 - 95 [2], ta có:
+ Lượng dư bề mặt A, B = 2,5 mm
+ Các lỗ ∅16, M3 lựa chọn đúc đặc do kích thước lỗ nhỏ và loại sản xuất hàng loạt vừa
+ Lỗ ∅34 lượng dư = 1,5mm
2.2.3. Bản vẽ lồng phôi
Như vậy ta có bản vẽ lồng phôi như hình 2.1.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
3.1. Xác định đường lối công nghệ và lựa chọn phương pháp gia công
3.1.1. Xác định đường lối công nghệ
- Số lượng nguyên công của một quá trình công nghệ phụ thuộc vào phương pháp thiết kế nguyên công. Trong thực tế người ta thường áp dụng hai phương pháp thiết nguyên công tuỳ theo trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó là phân tán nguyên công và tập trung nguyên công. Tập trung nguyên công là bố trí nhiều bước công nghệ trong phạm vi 1 nguyên công như vậy số lượng nguyên công sẽ giảm đi. Phân tán nguyên công là bố trí ít bước công nghệ trong phạm vi 1 nguyên công, như vậy số nguyên công của quá trình sẽ tăng lên.
- Đối với các dạng sản xuất hàng loạt vừa, lớn, hàng khối muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng xuất cao trong điều kiện Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công. Ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo. Dựa vào dạng sản xuất thì ta chọn phương án phân tán nguyên công.
3.2. Lập tiến trình gia công chi tiết
3.2.1. Phương án tiến trình công nghệ 1
- Nguyên công 1: Đúc phôi.
- Nguyên công 2: Phay mặt B.
- Nguyên công 3: Phay mặt A.
- Nguyên công 6: Khoan, taro lỗ M4
- Nguyên công 7: Kiểm tra .
3.2.2. Phương án tiến trình công nghệ 2
- Nguyên công 1: Đúc phôi.
- Nguyên công 2: Phay mặt B.
- Nguyên công 3: Phay mặt A.
- Nguyên công 4: Phay vấu
- Nguyên công 6: Khoét, doa lỗ ∅34, Khoan, doa lỗ ∅16.
- Nguyên công 7: Kiểm tra .
Kết luận: Trong phương án 1 và 2 ta thấy, phương án 2 gia công khoan khoét, doa các lỗ làm việc chính (ở nguyên công 6) thì không đảm bảo tính công nghệ. Nếu ta gia công các lỗ quan trọng trước nếu hỏng thì sẽ bỏ luôn giảm thiểu chi phí phôi, chi phí gia công , hơn nữa ưu tiên gia công các lỗ trước để các nguyên công sau gá đặt tại các vị trí lỗ
=> Vì vậy, ta chọn phương án 1 làm tiến trình công nghệ.
3.3. Thiết kế nguyên công
3.3.1. Nguyên công 1: Đúc phôi
a) Sơ đồ nguyên công
+ Dùng phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc bằng khuôn cát, mẫu kim loại, phương pháp này phù hợp với kết cấu của chi tiết và điều kiện gia công trên các máy truyền thống.
+ Đảm bảo lượng dư gia công cần thiết để gia công trên các máy truyền thống đạt yêu cầu kỹ thuật.
b) Yêu cầu kỹ thuật của phôi đúc
+ Không có các khuyết tật bên ngoài (cong vênh, nứt nóng, nứt nguội, thiếu hụt…).
+ Không có khuyết tật bên trong (rỗ khí, rỗ xỉ…). Đảm bảo kích thước trong bản vẽ lồng phôi. Các mặt cạnh và đáy cần sạch và phẳng.
+ Đúc xong phôi ủ trong khuôn để làm giảm chai cứng bề mặt, thuận lợi cho việc gia công cắt gọt, sau khi đúc phôi được làm sạch bavia, cắt bỏ đậu ngót, đậu rót.
3.3.3. Nguyên công 3: Phay mặt A
a) Sơ đồ nguyên công:
b) Phân tích nguyên công:
- Mục đích: Phay mặt A là nguyên công để gia công chi tiết đạt kích thước bản vẽ, đây cũng là nguyên công tạo ra chuẩn tinh để gia công các bề mặt khác của chi tiết.
- Định vị: Sơ đồ định vị như hình vẽ (phiến tỳ - khối V cố định – khối V kẹp hạn chế 6 bậc tự do )
- Kẹp chặt: Sử dụng khối V kẹp để kẹp chặt chi tiết.
- Chọn máy và dao gia công:
+ Lựa chọn máy phay: 6H12
+ Chọn dao: Tra bảng 4 – 94 [2], ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6, đường kính dao: D = 63 mm, chiều rộng dao: B = 39 mm, số răng: Z = 6 răng.
* Bước 1: Phay thô:
- Chiều sâu cắt: t = 2 (mm).
- Lượng chạy dao: Tra bảng 5 – 33 [3], ta có: lượng chạy dao = 0,14 – 0,24 (mm/răng). => Chọn = 0,2 (mm/răng).
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5 – 127 [3], ta có: V = 128 (m/phút).
+ Lượng chạy dao phút là [3]:
Sp=Sz .Z .nm
Hay: Sph = 0,2 . 6 . 653 = 776 (mm/ph). Theo máy ta chọn Sm = 750 (mm/ph).
+ Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5 – 130 [3], ta có công suất cắt cần thiết:
N0 = 2,7 kW ≤ Nm .η = 7 . 1,7 = 11,9 kW (thỏa mãn). => Máy làm việc an toàn.
* Bước 2: Phay tinh:
- Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm).
- Lượng chạy dao: Tra bảng 5 - 37 [3], ta có: lượng chạy dao S = 0,5 - 1 (mm/vòng). Chọn S = 0,8 (mm/vg)
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5 – 127 [3], ta có: lượng chạy dao V = 158 (m/phút).
+ Lượng chạy dao phút là [3]:
Sp = Sz .Z .nm
Hay: Sph = 0,8 . 850 = 638 (mm/ph). Theo máy ta chọn Sm = 650 (mm/ph).
+ Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5 - 130 [3], ta có công suất cắt cần thiết:
N0 = 2,3 kW ≤ Nm .η = 7 . 1,7 = 11,9 kW (thỏa mãn). => Máy làm việc an toàn.
3.3.4. Nguyên công 4: Khoét - doa lỗ ∅34, khoan - doa lỗ ∅16
a) Sơ đồ nguyên công:
b) Phân tích nguyên công:
- Mục đích: Khoan, khoét, doa là nguyên công để gia công chi tiết đạt kích thước bản vẽ.
- Định vị: Sơ đồ định vị như hình vẽ (sử dụng phiến tỳ - khối V cố định - khối V kẹp hạn chế 6 bậc tự do)
- Kẹp chặt: Sử dụng cơ cấu kẹp bằng khối V di động.
- Chọn máy và dao gia công:
+ Lựa chọn máy khoan 2H53
+ Chọn dao: Dao khoét 31,8; dao doa 34 , 16; Dao khoan 15,8 ( P6M5).
c) Chế độ cắt:
* Bước 1 :Khoét lỗ 33,8:
- Ta có chiều sâu cắt t (mm): t = 1,4 (mm).
- Ta có lượng chạy dao S (mm/vòng): Tra bảng 5 - 109 [3], có: S = 1 (mm/vòng).
- Tốc độ cắt V (m/phút): Tra bảng 5 - 109 [3], có: V = 35 (m/phút).
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5 – 92 [3], ta có công suất cần thiết
N0 = 0,9 kW ≤ Nm .η = 2,8 . 1,7 = 4,76 kW (thỏa mãn). => Máy làm việc an toàn.
* Bước 2 : Doa tinh lỗ 34
- Ta có chiều sâu cắt t (mm): t = (D - d)/2 = (34 - 33,8)/2 = 0,1 (mm).
- Ta có lượng chạy dao S (mm/vòng): Tra bảng 5 - 116 [3], có: S = 1,2 (mm/vòng).
- Tốc độ cắt v (m/phút): Tra bảng 5 - 116 [3], có: V = 15 (m/phút).
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Lực doa nhỏ hơn so với khoét vì vậy máy đảm bảo yêu cầu. => Máy làm việc an toàn.
* Bước 3: Khoan lỗ 15,8
- Ta có chiều sâu cắt t (mm): t = D/2 = 15,8/2 = 7,9 (mm).
- Lượng chạy dao S (mm/vòng): Tra bảng 5 - 90 [3], có: S = 0,4 (mm/vòng).
- Tốc độ cắt v (m/phút): Tra bảng 5 - 90 [3], có V = 17,5 (m/phút)
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5 - 92 [3], ta có công suất cần thiết
N0 = 0,38 kW ≤ Nm .η = 2,8 . 1,7 = 4,76 kW (thỏa mãn).
=> Máy làm việc an toàn.
* Bước 4 : Doa tinh lỗ 16
- Ta có chiều sâu cắt t (mm): t = (D - d)/2 = (16 - 15,8)/2 = 0,1 (mm).
- Ta có lượng chạy dao S (mm/vòng): Tra bảng 5 - 112 [3], có: S = 2 (mm/vòng).
- Tốc độ cắt v (m/phút): Tra bảng 5 - 114 [3], có: V = 7,3 (m/phút).
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Lực doa nhỏ hơn so với khoét vì vậy máy đảm bảo yêu cầu. => Máy làm việc an toàn.
3.3.6. Nguyên công 6: Khoan lỗ ∅3.25, taro lỗ M4
a) Sơ đồ nguyên công:
b) Phân tích nguyên công:
- Mục đích: Khoan, taro lỗ M4 là nguyên công để gia công chi tiết đạt kích thước bản vẽ.
- Định vị: Sơ đồ định vị như hình vẽ (sử dụng phiến tỳ, chốt trụ ngắn, chốt trám hạn chế 6 bậc tự do ), chuẩn của nguyên công này là chuẩn tinh.
- Kẹp chặt: Sử dụng cơ cấu kẹp bằng mỏ kẹp trượt.
- Chọn máy và dao gia công:
+ Lựa chọn máy khoan 2H53
+ Chọn dao:
- Dao khoan thép gió 3,25 (P6M5); dao Taro ( Thép gió P18)
c) Chế độ cắt:
* Bước 1: Khoan lỗ 3,25
- Ta có chiều sâu cắt t (mm): t = D/2 = 3.25/2 = 1,625 (mm).
- Ta có lượng chạy dao S (mm/vòng): Tra bảng 5 - 25 [3], có: S = 0,09 - 0,12 (mm/vòng).
Ta chọn: S = 0,1 (mm/vòng).
+ Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là [1]:
nt = (1000 . V)/(π . D)
=> Vậy: nt = (1000 . 14,3 )/(3,14 . 3,25) = 1401 (vg/phút). Theo máy ta chọn: nm = 1375 (vg/phút).
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5 - 92 [3], ta có công suất cần thiết
N0 = 1kW ≤ Nm .η = 2,8 . 1,7 = 4,76 kW (thỏa mãn).
=> Máy làm việc an toàn.
* Bước 2: Taro lỗ 4x0,5:
- Tra bảng 5 - 188 [3] Ta có bước ren P ( S )= 0,5
- Tra bảng 5 - 188 [3], có: V = 6 (m/ph)
+ Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là [1]:
nt=(1000 . V)/(π . D)
=> Vậy: nt = (1000 . 6)/(3,14 . 4) = 477,7 (vg/phút). Theo máy ta chọn: nm = 475 (vg/phút).
+ Vậy tốc độ cắt thực tế sẽ là [1]:
Vtt = (π . D . n)/1000
=> Vậy: Vtt=(3,14 . 4 . 475 )/1000 = 5,96 (m/ph).
3.3.7. Nguyên công 7: Kiểm tra độ không song song và độ không vuông góc
a) Sơ đồ nguyên công:
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
4.1. Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 2
4.1.1. Sơ đồ gá đặt
Theo sơ đồ định vị, chi tiết được định vị trên đồ gá hạn chế 6 bậc tự do:
- Mặt B của chi tiết đã được gia công tinh, đây là chuẩn tinh chính vì vậy để định vị chi tiết, ta dùng 2 phiến tì hạn chế 3 bậc tự do.
- Mặt trụ dùng khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do.
- Mặt trụ dùng khối V di động kẹp và hạn chế 1 bậc tự do.
4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công
- Độ nhám bề mặt cần gia công đạt Ra2.5.
- Độ không song song giữa mặt A và mặt B không vượt quá 0,03 mm.
- Độ không phẳng không vượt quá 0,04.
4.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá
4.2.1. Lựa chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá
a) Phiến tỳ vành khăn:
+ Vật liệu: thép 20Cr
+ Độ cứng: 50 ÷ 60 HRC
c) Khối V kẹp:
- Vật liệu: thép 20Cr [3]
- Độ cứng: 50 ÷ 55 HRC [3]
4.2.2. Tính toán lực kẹp của đồ gá
Các thành phần lực:
W: Lực kẹp
Fms: Lực ma sát giữa phiến tỳ với chi tiết
Fms1, Fms2: Lực ma sát giữa chi tiết với khối V
Pz: Lực tiếp tuyến
N: Phản lực giữa chi tiết và phiến tỳ
Nhận xét:
+ Máy phay sử dụng là máy phay 6H12, có thông số đã tra ở mục 3.3.3.
+ Thông số về dụng cụ cắt được sử dụng như đã chọn trong mục 3.3.3.
* Tính toán chế độ cắt:
Dựa vào kết quả đã tính toán ở mục 3.3.3, ta có:
+ Vận tốc cắt: V = 128 (m/ph).
+ Lượng dao chạy răng: Sz = 0,2 (mm/răng).
+ Chiều sâu cắt: t = 2 (mm).
+ Đường kính dao phay: D = 63 (mm)
+ Số răng: Z = 6
* Tính lực cắt:
Thay số ta được: Pz = 1324,67 (N)
- Momen xoắn do lực vòng gây ra Mx [3]:
Mx =(Pz.D)/2=1324,67.63/2=41727,1 Nmm
- Lực dọc trục dao
Py = 0,3Pz = 0,3.1324,67 = 397,4 N (4.4)
- Lực hướng kính:
Px = 0,5Pz = 0,5. 1324,67 = 662,33 N (4.5)
* Tính lực kẹp:
Đảm bảo chi tiết không bị tịnh tiến dọc trục OX
- Phản lực do trọng lượng P của chi tiết tác dụng lên phiến tỳ ta không xét đến và bỏ qua trọng lượng của chi tiết
- Px làm cho chi tiết bị tịnh tiến dọc trục , để chi tiết được giữ ổn định khi gia công thì lực kẹp W phải thắng được lực hướng kính gây ra.
Ta có, phương trình cân bằng theo trục X là:
∑Fx= 2Fms + W - Px = 0 (4.6)
Phương trình cân bằng theo trục Z
∑Fz = 2N - Py = 0 (4.7)
=> {(W = 582,85 (N)
=> N2 = 198,7 (N)
- Lực kẹp cần thiết là:
Wct = K. W (4.8)
Trong đó: K : Là hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công.
K = K1. K2. K3. K4. K5. K6 (4.9)
⇒ K=1,5.1,2.1.1,3.1,3.1.1,5= 3,8
Wct = K.= 3,8.582,85 = 2214,83 (N). (4.10)
* Xác định cơ cấu kẹp.
Q : Là lực do bulong tạo ra (N).
η: Là hệ số có ích tính đến mất ma sát giữ đòn kẹp và phiến tỳ.
- Đường kính bulong [5]:
d = √(Q/(0,5 .[σk ] )) (mm)
Trong đó:
d : Là đường kính ngoài của ren (mm).
Q : Là lực kẹp chặt được tính từ momen cắt.
[σk ] : Là ứng suất bền của vật liệu: [σk ] =(58 ÷ 98) kg/mm.
d = √(4092/(0,5 .65))=11,2 (mm)
Kết luận: Ta chọn bulong M12 theo tiêu chuẩn ren hệ Mét và chọn kích thước mỏ kẹp trượt.
4.3. Xác định kết cấu của các cơ cấu khác trên đồ gá
4.3.1. Cữ so dao
- Sử dụng cữ so dao và Trên thân cữ lắp 1 tấm căn để so dao phay đạt kích thước mong muốn
- Vật liệu: Gang xám (GX 15 – 32).
- Yêu cầu: Loại bỏ bavia, cạnh sắc sau khi gia công và các mặt lắp ráp với chi tiết được gia công tinh đạt độ nhám Ra0.63.
4.3.2. Then dẫn hướng
- Đồ định vị đồ gá trên rãnh chữ T của bàn máy thường được chế tạo bằng thép 40Cr, nhiệt luyện đạt 40-45HRC. Tra bảng P5.6 [3]
4.3.2. Then dẫn hướng
- Đồ định vị đồ gá trên rãnh chữ T của bàn máy thường được chế tạo bằng thép 40Cr, nhiệt luyện đạt 40-45HRC. Tra bảng P5.6 [3] Áp dụng công thức [5]:
[εct]2= [εgđ ]2 - [εc ]2+ [εk ]2+ [εm ]2+[εđc ]2
- Tính sai số chuẩn: Do chuẩn định vị trùng gốc kích thước εc = 0 (mm).
- Tính sai số kẹp chặt: Vì phương của lực kẹp và phương của kích thước cần đạt vuông góc với nhau vì vậy sai số kẹp chặt [εk] = 0 (mm).
- Tính sai số mòn. Áp dụng công thức [5]:
εm = β.√N
Trong đó:
N: Là số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá (N = 4680 chi tiết/năm).
β = 0,2: Là hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc.
=> εm=0,2 .√(4680 )=13,68 (μm) = 0,013
- Sai số điều chỉnh đồ gá:
+ Sai số điều chỉnh đồ gá là sai số do quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá gây ra sai số điều chỉnh thì phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh của dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp.
+ Trong thực tế có thể lấy: εdc = 5÷10 (μm).
=> Ta chọn: εdc = 5 (μm)=0,005 (mm).
Vậy sai số chế tạo cho phép là εct = 0,051 (mm.
- Từ đó ta đề ra được những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:
+ Độ không song song giữa phiến tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0,051 mm.
+ Độ không song song giữa mặt so dao của cũ với mặt đế đồ gá ≤ 0,051mm
+ Độ không song song giữa mặt đáy khối V với mặt đế đồ gá ≤ 0,051 mm
CHƯƠNG V: TÍNH GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
Ta có t0 Là thời gian gia công cơ bản của cả nguyên công 3 (phút), = 0,22 + 0,25 = 0,47 (phút).
5.1. Chi phí máy
- Chi phí khấu hao máy được xác định bằng công thức 4.31 [6]:
Thay vào công thức ta có: Skh = 10700 (đồng).
5.2. Chi phí dao
- Chi phí dao phay được xác định bằng công thức 4.30 [6]:
Cdc: Là giá thành ban đầu của dụng cụ (đồng). Giá thành 1 con dao phay BK6 là 1.500.000 (đồng).
ηn: Là số lần mài lại dao cho đến khi bị hỏng ηn = 15 (lần).
tm: Là thời gian mài lại dao (phút): tm = 5 (phút).
Pm: Là phí cho thợ mài trong 1 phút, Pm = 5000 (đồng/phút).
t0: Là thời gian gia công cơ bản t0 = 0,47 (phút).
T: Là tuổi bền của dụng cụ cắt T = 180 (phút).
=> Thay vào công thức ta có: Sdc = 310 (đồng).
5.4. Chi phí điện
- Chi phí sử dụng điện năng khi gia công nguyên công được xác định theo công thức 4.29 [6]:
Sd = (Cd.Nm.ηm.t0)/(60.ηc.ηd )
Trong đó:
Cd: Là giá thành của 1 (kW/giờ), Cd = 3500 (đồng).
N_m: Là công suất động cơ của máy (kW), N_m = 7 (kW)
t0: Là thời gian gia công cơ bản của cả nguyên công (phút), t0 = 0,47 (phút).
ηm: Là hệ số sử dụng máy theo công suất, ηm = 0,95.
ηc: Là hệ số thất thoát điện năng trong mạch điện, ηc = 0,95.
ηd: Là hiệu suất của động cơ, ηd = 0,95.
=> Thay số vào công thức ta có: Sd = (3500 . 7 . 0,95 . 0,47)/(60 . 0,95 . 0,95) = 200 (đồng).
5.7. Chi phí của nguyên công thiết kế đồ gá
S = Skh+Sdc+Sdg+Sd+Sbd+SL
Trong đó:
Skh: Là chi phí khấu hao máy (đồng).
Sdc: Là chi phí cho dụng cụ cắt (đồng).
Sdg: Là chi phí sử dụng đồ gá (đồng).
Sd: Là chi phí điện (đồng).
Sbd: Là chi phí bảo dưỡng (đồng).
SL: Là chi phí công nhân (đồng).
Kết luận: Như vậy giá thành để thực hiện nguyên công 3 (nguyên công thiết kế đồ gá) là:
S = 10700 + 310 + 669 + 200 + 1420 + 394 = 13693 (đồng).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Đức Quý, Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2015.
[2]. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2007.
[3]. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 2, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2005.
[4]. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 3, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2006.
[5]. Phạm Văn Bổng, Đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2009.
[6]. Phạm Văn Bổng, Giáo trình công nghệ chế tạo máy 2, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2016.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"