MỤC LỤC..................................................................................................................................................................... 5
DANH MỤC BẢNG BIỂU............................................................................................................................................. 8
DANH MỤC HÌNH ẢNH................................................................................................................................................ 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. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết………………......................................................….....…………...11
1.3. Xác định dạng sản xuất……………………………………………............................................................………….13
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI.......... 15
2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi…………………….………….................................................................……15
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……….….….........................................................….16
2.1.3. Đúc trong khuôn kim loại……………………………………..……......................................................…..…..…...16
2.1.4. Đúc áp lực…………………………………….…………………......................................................……..…....…...17
2.1.5. Đúc trong khuôn mẫu chảy…………………………………….…......................................................…..….…….17
2.1.6. Đúc trong khuôn vỏ mỏng……………………………………….......................................................…….....…….18
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 mặ………….......................................................….……..18
2.2.2. Tính lượng dư gia công……………………………………………......................................................…….……..19
2.2.3. Bản vẽ lồng phô……………………………………………………......................................................………..…..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
3.1.1. Lựa chọn phương pháp gia công………………………………......................................................……….……..24
3,2, Lập tiến trình gia công chi tiết…………………………………......................................................…….....….……..25
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 B…………………………………….........................................................…………….26
3.3.3. Nguyên công 3: Phay mặt A……………………………………........................................................….…………31
3.3.4. Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ ∅16, vát mép C1………………......................................................……….……35
3.4.5. Nguyên công 5: Phay mặt C………………………………………......................................................…...………38
3.4.6. Nguyên công 6: Khoét, doa lỗ ∅42………………………………........................................................…….…….42
3.4.7. Nguyên công 7-8: Chuốt rãnh then……………………………......................................................…..……….….45
3.4.8. Nguyên công 9: Kiểm tra độ không song song……………......................................................…….……...……47
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……………………………........................................................…….………49
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 ..............................................................................................................................................….......56
4.4. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.............................................................................……................. 57
CHƯƠNG V: TÍNH GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.................................................................... 60
5.1. Chi phí máy..................................................................................................................................……............... 60
5.2. Chi phí dao..................................................................................................................................……................ 60
5.3. Chi phí đồ gá...........................................................................................................................…….................... 61
5.4. Chi phí điện..............................................................................................................................……................... 62
5.5. Chi phí bảo dưỡng...................................................................................................................……................... 62
5.6. Chi phí công nhân....................................................................................................................……................... 62
5.7. Chi phí của nguyên công thiết kế đồ gá..................................................................................…….................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................................................. 64
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 gạt”.
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. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
+ Độ nhám bề mặt gia công A, B, C 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 A đạt kích thước 35±0,08.
+ Lỗ ∅16 yêu cầu gia công đạt kích thước ∅16+0.02
+ Lỗ ∅42 yêu cầu gia công đạt kích thước ∅42+0.03
+ Đảm bảo độ không song song giữa các tâm lỗ cơ bản £ 0,02mm
+ Đảm bảo độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ ∅16 với mặt B £ 0,02mm
1.2. 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,...
+ Vật liệu sử dụng là: Gang xám (GX 15 - 32) có [1]:
Độ bền kéo: σk = 15 kG/mm2.
Độ bền uốn: σu = 32 kG/mm2.
Độ bền nén: σn = 32 kG/mm2.
Độ dãn dài tỷ đối: δ = 32 kG/mm2.
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.
+ Trên chi tiết không có bề mặt cần gia công nghiêng so với mặt đáy.
+ Chi tiết có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng, có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.
+ Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích định vị
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 = 0,8 kg.
Vậy ta có: N = 6480 (chi tiết/năm)
- Dựa vào bảng 2.2 [1], ta có các dạng sản xuất.
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 loạt lớn.
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.
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.
2.1.3. Đúc trong khuôn kim loại
+) Ưu điểm:
- Năng suất, chất lượng phôi cao.
- Đúc được các chi tiết phức tạp.
- Khuôn có thể sử dụng lại nhiều lần.
- Tiết kiệm được vật liệu do tính toán chính xác khối lượng phôi liệu.
+) Nhược điểm:
- Phải tính toán chính xác khối lượng phôi liệu.
- Giá thành cao do phải chế tạo khuôn chính xác.
- Chi tiết dễ bị biến cứng ở những vị trí có thành mỏng do tốc độ nguội quá cao.
+) Phạm vi ứng dụng:
- Từ các đặc điểm trên ta thấy phương pháp này thích hợp với dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối, sử dụng rất ưu thế khi cần chế tạo các chi tiết có hình dạng tròn xoay.
2.1.5. Đúc trong khuôn mẫu chảy
+) Ưu điểm:
- Đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp.
- Chất lượng phôi rất cao, độ bóng bề mặt cao.
- Không cần mặt phân khuôn, không cần rút mẫu nên có thể tăng độ chính xác cho phôi.
- Có khả năng đúc được cả kim loại và hợp kim.
+) Nhược điểm:
- Quy trình chế tạo phức tạp nên giá thành cao.
+) Phạm vi ứng dụng:
- Áp dụng ở dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối để chế tạo các phôi có độ chính xác 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, ∅42+0.03 yêu cầu độ chính xác bề mặt và độ nhám bề mặt cao Ra1.25 vì vậy ta dùng phương pháp khoan, khoét, doa
- Rãnh then ta sử dụng phương pháp chuốt
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 0,8 kg, vật liệu GX 15 - 32.
- Tiến trình công nghệ gia công qua 2 bước: Phay thô - Phay tinh.
- Lượng dư gia công với các bề mặt riêng biệt sử dụng công thức bảng 4.4 [1], ta có:
Zimin = (Rzi-1+Ti-1+ρi-1+εi ) (2.1)
Trong đó:
Rzi-1 : Là chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại (nguyên công đúc).
Ti-1 : Là chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại (nguyên công đúc).
pi-1 : Là sai lệch vị trí tương quan và sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước để lại.
𝜀i : Là sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
- Tra bảng 4.5 [1], ta có: Ri = 250 (µm); Ti = 350 (µm). Sau bước phay thô giá trị Rz=40 và Ti = 50. Sau bước phay tinh giá trị Rz=10 và Ti = 15
=> Vậy: ρc = 1.46 = 46 μm => Vậy: ρ = 46 + 500 = 546 μm.
- Sai số gá đặt khi khoét được xác định bằng công thức [2]:
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:
ρ1 = 0,06. ρ = 0,06.546 = 32,76 μm
- Sai lệch không gian còn lại sau phay tinh là:
ρ2 = 0,2. ρ1 = 0,2.32,76 = 6,55 μm
Vậy lượng dư nhỏ nhất của phay tinh là:
Zimin = 40 + 50 + 32,76 = 122,76 μm
- Kích thước nhỏ nhất của bản vẽ là : 35 - 0,08 = 34,92 (mm)
+ Phay thô: t2 = 34,92 + 0,122 = 35,042
+ Phôi : t1 = 35,042 + 1,146 = 36,188
Dung sai của từng nguyên công theo bảng:
Dung sai phay tinh cấp chính xác 7: T = 15μm.
Dung sai phay thô cấp chính xác 9: T = 50μm
Dung sai phôi đúc: T = 500μm
- Xác định lượng dư tổng cộng tính toán [1]:
+ Khi phay thô:
𝑍𝑚𝑖𝑛 = 36,188 - 35,042 = 1,146𝑚𝑚 = 1146(𝜇𝑚).
𝑍𝑚𝑎𝑥 = 36,688 - 35,092 = 1,596 𝑚𝑚 = 1596 (𝜇𝑚).
+ Khi phay tinh:
𝑍𝑚𝑖𝑛 = 35,042 - 34,92 = 0,122 𝑚𝑚 = 122 (𝜇𝑚).
𝑍𝑚𝑎𝑥 = 35,092 - 34,935 = 0,157 𝑚𝑚 = 157 (𝜇𝑚).
+ Lượng dư tổng cộng:
𝑍𝑚𝑖𝑛 = 0,122 + 1,146 - 1,268 = 1268(𝜇𝑚).
𝑍𝑚𝑎𝑥 = 0,157 + 1,596 - 1,753 = 1753 (𝜇𝑚).
- Kiểm tra kết quả tính toán [1]:
Có: Zmax - Zmin = 475 μm; Tphôi - Tct = 500 - 15 = 475 (μm).
- Tra bảng 4.5 và 4.7 [1], ta có: các thông số Rz, Ti, ρ, ε của các bước công nghệ như bảng 2.1.
+ Lượng dư bề mặt B = 1,5 mm
- 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 = 3,5 mm
+ Lỗ ∅42 lượng dư 1,5 mm
+ Các lỗ ∅16 lựa chọn đúc đặc do kích thước lỗ nhỏ và loại sản xuất hàng loạt lớn
2.2.3. Bản vẽ lồng phôi
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.
3.1.1. Lựa chọn phương pháp gia công
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, ∅42+0.03 yêu cầu độ chính xác bề mặt và độ nhám bề mặt cao Ra1.25 vì vậy ta dùng phương pháp khoan, khoét, doa
- Rãnh then ta sử dụng phương pháp chuốt
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: Khoét, doa lỗ ∅42 .
- Nguyên công 7: Chuốt rãnh then.
- Nguyên công 8: 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 6: Chuốt rãnh then.
- Nguyên công 7: Khoan, khoét, doa, lỗ ∅16,vát mép C1.
- Nguyên công 8: Kiểm tra.
Kết luận: Trong phương án 1 và 2 ta thấy, phương án 2 gia công 2 lỗ chuẩn định vị ở sau cùng khiến các nguyên công trước đó sẽ định vị thô nên không đạt tính công nghệ
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 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 = 100 mm, chiều rộng dao: B = 39 mm, số răng: Z = 10 răng.
- Ta chia ra gia công 2 mặt bên gồm 2 bước:
+ Bước 1: Phay thô với chiều sâu cắt: t = 3 (mm) .
+ Bước 2: Phay tinh với chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm).
* Bước 1: Phay thô:
- Chiều sâu cắt: t = 3 (mm).
- Lượng chạy dao: Tra bảng 5 - 33 [3], ta có: lượng chạy dao Sz = 0,14 - 0,24 (mm/răng). => Chọn Sz = 0,2 (mm/răng).
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5 – 127 [3], ta có: V = 141 (m/phút).
- Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là [1]:
=> Vây: nt =(1000.⋅141)/3,14100=449(vg/ph) .
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 475 (vg/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).
- Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là [1]:
=> Vây: nt =1000.180/3,14.100=573(vg/ph) .
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 550 (vg/ph).
+ Lượng chạy dao phút là [3]:
Sp = Sz. Z. nm (3.14)
Hay: Sph = 0,8 . 550 = 458 (mm/ph). Theo máy ta chọn Sm = 475 (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.
3.3.5. Nguyên công 5: Phay mặt C
a) Sơ đồ nguyên công:
b) Phân tích nguyên công:
- Mục đích: Phay mặt C 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 - chốt trụ ngắn - chốt trám hạn chế 6 bậc tự do)
- Kẹp chặt: Sử dụng khối V 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 = 100 mm, chiều rộng dao: B = 39 mm, số răng: Z = 10 răng.
- Ta có lượng dư gia công t = 3,5 (mm). Chiều sâu cắt t (mm): khi cắt thô để loại bỏ lượng dư gia công nhanh nhất để tăng năng suất ta chọn t = 3 mm. Khi gia công tinh để đạt Ra2,5 ta chọn chiều sâu cắt t = 0,5 mm.
- Ta chia ra gia công 2 mặt bên gồm 2 bước:
+ Bước 1: Phay thô với chiều sâu cắt: t = 3 (mm) .
+ Bước 2: Phay tinh với chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm).
* Bước 1: Phay thô
- Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm).
- Lượng chạy dao: Tra bảng 5 - 33 [3], ta có: lượng chạy dao Sz = 0,14 - 0,24 (mm/răng). => Chọn Sz = 0,2 (mm/răng).
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5 - 127 [3], ta có: V = 141 (m/phút).
- Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là [1]:
=> Vây: nt = (1000.⋅141)/3,14100=449(vg/ph) .
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 475 (vg/ph).
+ Lượng chạy dao phút là [3]:
sp=Sz.Z.nm (3.24)
Hay: Sph = 0,2 . 10 . 475 = 898 (mm/ph). Theo máy ta chọn Sm = 850 (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).
- Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là [1]:
=> Vây: nt=(1000.⋅180)/3,14.100=573(vg/ph) .
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 550 (vg/ph).
+ Lượng chạy dao phút là [3]:
Sp =Sz. Z. nm (3.28)
Hay: Sph = 0,8 . 550 = 458 (mm/ph). Theo máy ta chọn Sm = 475 (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.
3.3.7. Nguyên công 7-8: Chuốt rãnh then
a) Sơ đồ nguyên công:
b) Phân tích nguyên công:
- Mục đích: Chuốt 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 - 1 chốt trụ ngắn - 1 chốt trám hạn chế 6 bậc tự do)
- Kẹp chặt: Sử dụng lực dao chuốt kẹp chặt.
- Chọn máy và dao gia công:
+ Lựa chọn máy chuốt 7Ƃ56
+ Chọn dao: Dao chuốt b = 4 (P6M5).
c) Chế độ cắt:
* Bước 1 : Chuốt rãnh then
- Ta có chiều sâu cắt t (mm): t = 2 (mm).
- Ta có lượng chạy dao S (mm/vòng): Tra bảng 5 - 83 [3], có: S = 3 (mm/vòng).
- Tốc độ cắt V (m/phút): Tra bảng 5 - 84 [3], có: V =12,6 (m/phút).
=> Máy làm việc an toàn.
3.3.8. Nguyên công 9: Kiểm tra độ không song song
a) Sơ đồ nguyên công:
Sơ đồ kiểm tra như hình 3.9
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
4.1.Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 5
4.1.1. Sơ đồ gá đặt
Theo sơ đồ định vị như hình 4.1, chi tiết được định vị trên đồ gá hạn chế 6 bậc tự do:
- Mặt A của chi tiết đã được gia công tinh, đây là chuẩn tinh chính vì vậy để định vị chi tiết, ta dùng 1 phiến tì hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết, gồm: quay quanh Ox và xoay quanh Oy, tịnh tiến theo phương Oz.
- Lỗ ∅16 bên trái chi tiết đã được gia công tinh vì vậy ta lựa chọn cơ cấu định vị là chốt trụ ngắn để hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết, gồm: tịnh tiến theo OX , OY.
- Lỗ ∅16 bên phải chi tiết đã được gia công tinh vì vậy ta lựa chọn cơ cấu định vị là chốt trám để hạn chế 1 bậc tự do của chi tiết, gồm: Quay Oz.
4.1.1. Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công
- Độ nhám bề mặt cần gia công đạt Ra1.25.
- Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt A không vượt quá 0,02 mm.
- Cần đạt kích thước lỗ:∅42-0+0.03
- Độ không tròn không vượt quá 0,03
- Tâm lỗ cách lỗ ∅16 là: 109-0.1+0.1
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
b) Chốt trụ ngắn - chốt trám:
- Vật liệu: thép 20Cr [3]
- Độ cứng: 50 ÷ 55 HRC [3]
4.2.2. Tính toán lực kẹp của đồ gá
Qua hình 4.4. ta thấy:
+ Khi tiến hành khoét, doa . Lực cắt khi khoét sẽ lớn nhất vậy ta tính đồ gá cho nguyên công khoan
+ Máy khoan sử dụng là máy khoan cần 2H53, có thông số đã tra ở mục 3.3.6.
+ Thông số về dụng cụ cắt được sử dụng như đã chọn trong mục 3.3.6.
a) Tính toán chế độ cắt:
Dựa vào kết quả đã tính toán ở mục 3.3.6, ta có:
- Vận tốc cắt: V = 30,14 (m/ph).
- Bước tiến dao: S = 2 (mm/vg).
- Chiều sâu cắt: t = 4 (mm).
b) Tính lực cắt:
* Lực chiều trục [3]:
P0=10.Cp. tx.Dq.Sy.kp (N) (4.1)
Trong đó: Cp = 23,5 ; q = 0,5 ; x = 1,2 ; y = 0,4. Tra bảng: 5-32 [3].
Vây: P0=10.23,5.1,41,2.41,80,5.10,4.1=2275,13(N)
Vây: P0=10.23,5.1,4^1,2.41,8^0,5.1^0,4.1=2275,13(N)
Vậy : Mx = 10 .0,085.41,80,8.1,40,75.10,8.1 = 21,67 (Nm) = 21,67.103 (Nmm)
c) Tính lực kẹp: Đảm bảo chi tiết không bị xoay quanh trục OZ
- 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
- Mx làm cho chi tiết quay quanh OZ, để chi tiết được giữ ổn định khi gia công thì lực kẹp W phải thắng được lực do momen cắt gây ra
Ta có, phương trình cân bằng momen tại điểm A là:
∑ 𝑀𝑍𝐴 = 2.Fms.109 + 2.Fms1.109 - Mc = 0 (4.4)
Phương trình cân bằng theo trục Z
∑ 𝐹𝑧 = 2W + Po - 3N1 =0 (4.5)
Trong đó:
N1 = N2
Fms = W.f (f : Là hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết; f= 0,1)
Fms1 = N1.f1 (f1 : Là hệ số ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ; f1 = 0,1)
Lực kẹp cần thiết là:
Wct = K. W (4.6)
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 (4.7)
Với:
K0: Là hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công; K0 = 1,5)
K1: Là hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám bề mặt không đồng đều; K1= 1
K2: Là hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn; K2 = 1,2
K3: Là hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn; K3=1,3
K4: Là hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay; K4=1,3
K5: Là hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay kẹp thuận lợi; K5= 1
K6: Là hệ số tỉnh mômen làm quay chi tiết, định vị trên các phiến tỳ; K= 1,5
=> K=1,5.1.1.2.1,3.1,3.1.1,5 = 4,56
Vậy lực kẹp chi tiết cần thiết là: Wct = K.= 4,56. 176,74= 805,93 (N).
d) Xác định cơ cấu kẹp:
Phương trình cân bằng các momen lực đối với điểm tỳ được viết như sau [5]:
Q = L2.η=Wct.(L1+L2 ) (4.8)
Trong đó:
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.
Ta chọn: L1 = L2, η = 1.
Ta có: Q = Wct.(11+12)/12 =2.805,93=1611,86(N) .
Đường kính bulong [5]:
d=√(1611,86/0,5.60) =7,32 (mm)
Như vậy, Ta chọn bulong M8 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. Phiến dẫn hướng
- Sử dụng phiến dẫn hướng cố định để gá bạc dẫn hướng.
- 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.
4.3.3. Đế đồ gá
- Với số lần gá đặt 6480 (chi tiết/năm) là gia công chi tiết hàng loạt lớn. Vì vậy ta phải lựa chọn thân đồ gá có độ cứng vững cao. Thân đồ gá nên chọn là đồ gá đúc.
- Yêu cầu: Vật liệu gang xám (GX 15 - 32), loại bỏ bavia, cạnh sắc sau khi gia công và phôi không có khuyết tật như nứt, rỗ khí.
4.4. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá
- Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công nhưng phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.
* 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 (4.12)
Trong đó:
N: Lá số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá (N = 6480 chi tiết/năm).
β = 0,2: Là hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc.
εm = 0,2 . √6480 = 16 (μm) = 0,016
* 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=√(0,0672-(0,0052+02+0,016^2+0,0052 ) )=0,064 (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 ≤ 0,064 mm.
+ Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn hướng với mặt đế đồ gá ≤ 0,064 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 6 (phút), t0 = 0,26 + 0,11 = 0,37 (phút).
5.1. Chi phí máy
Cm: Là giá thành của máy (đồng). Hiện tại giá thành của máy khoan cần 2H58 là 520 triệu đồng.
Kkh: Là phần trăm khấu hao máy, Kkh = 10%.
n: Là số lượng chi tiết được chế tạo trong 1 năm, n = 6480 (chi tiết).
=> Thay vào công thức ta có: Skh=(520.10^6.10)/6480.100=8025 (dồng).
5.3. Chi phí đồ gá
Chi phí sử dụng đồ gá được xác định theo công thức 4.34 [6]:
Sdg=(Cdg.(A+B))/n (5.4)
Trong đó:
Cdg: Là giá thành đồ gá (đồng). Trong thực tế giá thành của 1 đồ gá chuyên dùng có thể được tính bằng khối lượng của đồ gá nhân với hệ số tính đến mức độ phức tạp của đồ gá Cdg = 5000000 (đồng).
A: Là hệ số khấu hao đồ gá, A = 0,5.
B: Là hệ số tính đến việc sử dụng và bảo quản đồ gá, B = 0,15.
n: Là số lượng chi tiết gia công trong 1 năm, n = 6480 (chi tiết/năm).
=> Thay số vào công thức ta có: Sdg=(5000000.(0,5+0,15))/6480=502 (dồng).
5.5. Chi phí bảo dưỡng
Chi phí sửa chữa máy được xác định theo công thức 4.32 [6]:
Sbd=(14.l70.R)/n (5.6)
Trong đó:
R: Là độ phức tạp sửa chữa của máy với máy khoan cần 2H58 có; R = 290.
n: Là số lượng chi tiết được chế tạo trong 1 năm; n = 6480 (chi tiết).
=> Thay vào công thức ta có:
Sbd=14.170.290/6480=107 (đồng).
5.7. Chi phí của nguyên công thiết kế đồ gá
S=Skh+Sdc+Sdg+Sd+Sbd+SL (5.8)
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 5 (nguyên công thiết kế đồ gá) là:
S = 8025 + 791 + 502 + 159 + 107 + 307 = 9891 (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"