LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển với một tốc độ vũ bão, mang lại những lợi ích to lớn cho con người về tất cả các lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đời sống của nhân dân, để hoà vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như các nước phát triển trên thế giới, mục tiêu đặt ra của chúng ta là phải thực hiện công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.

Muốn thực hiện công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, một trong những ngành cần quan tâm và phát triển mạnh đó là cơ khí chế tạo vì cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị cho mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho các ngành này phát triển mạnh hơn. Để thực hiện được mục tiêu đó, bản thân mỗi sinh viên Việt Nam nói chung và đặc biệt là sinh viên ngành cơ khí chế tạo phải không ngừng học tập, nghiên cứu.

Môn học công nghệ chế tạo máy là môn học hết sức cần thiết đối với sinh viên khoa cơ khí nói chung và sinh viên ngành chế tạo máy nói riêng, giúp cho sinh viên nắm được quá trình và những yêu cầu để chế tạo ra một chi tiết cơ khí. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy giúp sinh viên tổng hợp những kiến thức đã học vào việc thiết kế quy trình công nghệ chế tạo một chi tiết điển hình. Để tổng hợp cũng như trau dồi kiến thức cho bản thân em được giao đồ án với nhiệm vụ đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Đế Mâm Cặp.

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy, đặc biệt là thầy : TS……………… đã tận tình trực tiếp giúp em hoàn thành đồ án này.

                                                                                                                                           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

a) Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Đế mâm cặp là 1 chi tiết thuộc loại chị tiết điển hình dạng bạc, được dung nhiều trong chế tạo máy. Chi tiết có hình ống tròn, trên chi tiết có hệ thống các lỗ nhỏ để bắt lên thân máy. Lỗ ren M75x6 để lắp ráp với chi tiết khác trong máy.mặt bích chặn được cố định nới thân máy bởi 3 bulong.

Mâm cặp ba chấu tự định tâm có ba vấu ra vào đồng thời với nhau, vì thế nó đảm bảo tâm của phôi trùng với tâm của trục chính một cách nhanh chóng. Ba vấu cặp trượt trong rãnh dẫn hướng vào tâm của thân mâm cặp, các vòng răng xoắn ở vấu cặp ăn khớp với răng xoắn của đĩa răng côn lớn . Phía sau của đĩa răng côn ăn khớp với bánh răng côn nhỏ.

- Mâm cặp là cơ sở để đảm bảo vị trí và sự tương quan đúng đắn cho tất cả các chi tiết: Vấu cặp, đĩa răng côn có răng xoắn, bánh răng côn… khi làm việc phải đảm bảo tính tự định tâm cho chi tiết gia công khi gá đặt nên đòi hỏi gia công thân mâm cặp với độ chính xác cao không những về mặt khích thước hình học mà còn về mặt cơ tính. Yêu cầu chính của thân mâm cặp là đảm bảo độ đồng tâm .

- Ba lỗ Ø11 nằm trên đường tròn cách tâm của thân mâm cặp là 90 mm ba lỗ này lệch nhau góc 120°. Mâm cặp được lắp với mặt bích và lắp với đầu máy nên yêu cầu khoan độ chính xác cao về vị trí (cách đều tâm mâm cặp 90 mm và lệch nhau góc 120°).

b) Yêu cầu kĩ thuật của chi tiết đế mâm cặp:

Với những đặc điểm về điều kiện làm việc và chức năng của đế mâm cặp như trên thì yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của đế mâm cặp là độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt trong cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ. Cụ thể ta phải đảm bảo:

- Đường kính mặt ngoài (Ø200) đạt Ø200^+0.1

- Đường kính lỗ (Ø80) đạt Ø80^+0.06

- Độ không đồng tâm giữa các mặt trụ với tâm cho phép ≤ 1 mm trên suốt bề rộng

- Độ không vuông góc giữa các mặt đầu so với tâm cho phép 2 mm bán kính.

1.3. Xác định dạng sản xuất

Để xác định 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 NX1980 và tính được khối lượng chi tiết là m =7,8 kg.

Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối biện pháp công nghệ và đề ra phương án tổ chức sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức:

N = N₀.m(1+(∝+β)/100)

Từ các số liệu trên, ta thay vào công thức (1.1):

N=12000.1(1+(5+5)/100)=13200 (chi tiết/năm).

Đối với ngành cơ khi, các chi tiết gia công đều thuộc một trong ba dạng sản xuất như bảng 1.1.

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.

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.

* Phạm vi ứng dụng:

Phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt.

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.

* Nhược điểm:

- Phải tính toán chính xác khối lượng phôi liệu.

- Giá thành cao do phải chế tạo khuôn chính xác.

* 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.

* 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.

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.

* 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

a) Xác định lượng dư bằng phương pháp tính toán:

Ở đây tính toán lượng dư cho nguyên công 1 ở bước tiện đường kính φ200mm.

Lượng dư gia công được xác định theo công thức:

2Z_min= 2(R_za+T_a+ρ_a)

Theo bảng 4.6-4.8 [1]:

Tiện thô : R _z1 = 250 (μm), T _i1 =350 (μm)

Tiện tinh: R _z2 =5 (μm), T _i2 = 50 (μm)

Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô

ρ₁=0,06.ρ_P=0,06.1437=86 (μm)

Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện tinh

ρ₁=0,4.ρ_P=0,4.86,22=34(μm)

Lượng dư nhỏ nhất được tính theo công thức:

Tiện thô:

2Z_bmin=2(250+350+1437)=2.2037(μm)

Tiện tinh:

2Z_bmin=2(50+50+86)=2.186(μm)

Cột kích thước tính toán , kích thước chi tiết và các kích thước khác xác định như sau:

Kích thước giới hạn nhỏ nhất :

Tiện tinh: d₃ =200+2.34=200,068 (mm)

Tiện thô: d₂=200,068+2.86=200,24(mm)

Phôi: d₁=200,24+2.1437=203,114(mm)

Xác định lượng dư giới hạn:

Tiện tinh:

2Z_bmax=200,64-200,12=0,52mm=520(μm)

2Z_bmin=200,24 – 200 =0,24mm =240 (μm)

Tiện thô:

2Z_bmax=206,11-200,64=5,47 mm=5470(μm)

2Z_bmin=203,11 –200,24 =2,87 mm= 2870(μm)

Lượng dư tổng cộng :

2Z_min = 240+2870= 3110 (μm)

2Z_max = 520+5470 = 5990 (μm)

Kiểm tra phép tính:

Z0_max -Z0_min= δ_phôi-δ_{(chi tiết)} 5990- 3110=3000-120.

Như vậy kết quả tính toán  ở trên là đúng.

b) Tra lượng dư gia công các bề mặt còn lại:

Theo bảng 3-95 trang 252 (Sổ tay CNCTM) ta có lượng dư về kích thước phôi ta có:

- Lượng dư gia công bề mặt trên: 3 (mm)

- Lượng dư gia công bề mặt dưới, bên cạnh: 4 (mm)

2.3. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

Yêu cầu kỹ thuật:

- Phôi có hình dạng và kích thước như yêu cầu của bản vẽ lồng phôi bản vẽ lồng phôi

- Vật đúc không có vết nứt hay khuyết tật.

- Các hốc bên trong phôi cần được làm sạch mặt đáy và mặt cạnh cần sạch và phẳng.

- Sau khi đúc phôi phải được làm sạch, cắt bỏ sạch ba via…

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. 

3.1.2. Lựa chọn phương pháp gia công

- Yêu cầu kỹ thuật sau gia công khoảng cách hai mặt đáy là L = 64 mm, độ song song hai bề mặt này yêu cầu cao (nhỏ hơn hoặc bằng 0,02). Các bề mặt này ta chọn phương án là tiên thô sau đó tiện tinh, gá đặt trên mâm cặp ba chấu (chấu có thể đảo chiều thuận nghịch) tự định tâm trên máy tiện 1K62

- Ba lỗ Ø11, ta khoan trên máy khoan đứng 2A135 thân được gá trên đầu phân độ chia góc 120°.

- Lỗ ren M75x6 ta tiện trên máy tiện 1K62.

- Hai lỗ ren M14 ta tiến hành khoan sau đó tarô trên máy khoan cần 2A135

3.2. Lập tiến trình gia công chi tiết

Kết luận: Ta nhận thấy ở phương án 1 việc sử dụng máy tiện để gia công nhiều bề mặt giúp tối ưu quá trình gia công hơn, phương án 1 giúp tiết kiệm chi phí chế tạo, giảm thiểu sai số, so với phương án 2 phải chế tạo đồ gá phay để gia công.

=> 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

1. Sơ đồ gá đặt

Đế mâm cặp được chế tạo bằng vật liệu là GX15-32 với hình dáng và kết cấu không quá phức tạp, dễ dàng chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.

- Phôi được đúc với khuôn cát nên độ chính xác theo bản sẽ phôi cao, lượng dư gia công phân bố đều.

+ 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.

2. 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.

3.3.2. Nguyên công 2: Tiện trụ ngoài Ø200, mặt đầu B, tiện trụ ngoài Ø164, lỗ Ø69.

1. Sơ đồ gá đặt

2. Phân tích định vị và kẹp chặt

- Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, hạn chế 5 bậc rự do.

- Số bậc tự do hạn chế là 5 bậc:

+ Mặt trụ kẹp hạn chế 2 bậc tự do

+ Mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

5. Chọn dụng cụ đo: Thước cặp, panme

6. Chế độ cắt

Tiện mặt đầu B:

Gia công mặt B lượng dư:

- Tiện thô: Z_b=1,5 (mm).

-  Tiện tinh: Z_b= 0,5 (mm)

* Bước 1: Tiện thô

- Chiều sâu cắt: t = 1.5 mm

- Lượng tiến dao: Theo bảng 5-72 trang 64 (sổ tay CNCTM) ta có lượng chạy dao cho tiện mặt đầu: S = 0,35 (mm/vòng).

- Vận tốc cắt:

Theo bảng (5-17): C_v = 243; X_v = 0.15; Y_v = 0.4; m = 0.2

(5-1): K_mv = 1;  (5-5): K_nv = 1; (5-6): K_uv = 1

Tuổi bền trung bình của dao: T = 60 phút.

Thay vào công thức [6]: V = 58,8 (m/phút)

- Số vòng quay trong một phút [6]

n = (1000.V)/(π.D)=1000.58,8/3,14.164  =114,8 (vòng/phút)

Theo thuyết minh máy chọn n = 125 (vòng/phút).

- Lực cắt:

Tra bảng 5-23 [1] lực tiếp tuyến [6]:

P_Z = 92.1,5^1.0,35^0,75. 64,370.1,25 = 78,49 (KG)

- Công suất tiêu thụ khi cắt [6]:

N = (P_z.V)/60.102=78,49.64,37/60.102=0,82 (kW)

So sánh với công suất ở thuyết minh thư  => máy đảm bảo an toàn.

- Thời gian gia công [6]:

T₀= (L+L₁+L₂)/0,35.125 =1,89 (phút)

* Bước 2: Tiện tinh

- Chiều sâu cắt: t = 0.5 mm

- Lượng tiến dao: Theo bảng 5-72 trang 64 (sổ tay CNCTM) ta có lượng chạy dao: S = 0,35 mm/vòng

- Vận tốc cắt :

Theo bảng (5-17): C_v = 243; X_v = 0.15; Y_v = 0.4; m = 0.2

Tuổi bền trung bình của dao: T = 60 phút

Thay vào công thức [6]: V=180,9 (m/phút)

- Số vòng quay trong một phút [6]

n=(1000.V)/(π.D)=1000.180,9/3,14.164  =351,28 (vòng/phút)

Theo thuyết minh máy chọn n = 400 (vòng/phút)

=> Vận tốc thực khi cắt[6]:

V_t = (π.D.n)/1000=3,14.164.400/1000=205,98 (m/phút)

- Lực cắt:

Tra bảng 5-23 [1] lực tiếp tuyến [6]:

P_Z = 92.0,5¹.1,5^0,75. 205,980.1,25=77,9(KG)

- Công suất tiêu thụ khi cắt [6]:

N=(P_z.V)/60.102=77,9.205,98/60.102=2,62(kW)

So sánh với công suất ở thuyết minh thư => máy đảm bảo an toàn.

- Thời gian gia công [6]:

T₀=(L+L₁+L₂)/(S.n)=(82+1+0)/0,35.400 = 0,59 (phút)

Tiện trụ ngoài Ø164 mm

Gia công hai lần với lượng dư:

- Tiện thô: Z_b=1,5 (mm).

- Tiện tinh: Z_b= 0,5 (mm)

* Bước 1: Tiện thô

- Chiều sâu cắt: t = 1.5 mm

- Lượng chạy dao: S = 1.5 mm/vòng (bảng 5-11 [2])

- Vận tốc cắt [6]:

Theo bảng (5-17): C_v = 243; X_v = 0.15; Y_v = 0.4; m = 0.2

Tuổi bền trung bình của dao: T = 60 phút

Thay vào công thức [6]:

V = 243/60^0,2.1,5^0,15.1,5^0,4 .1=85,73 (m/phút)

- Số vòng quay trong một phút [6]

n = (1000.V)/(π.D)=1000.85,73/3,14.164  =166,47 (vòng/phút

Theo thuyết minh máy chọn n = 200 (vòng/phút)

=> Vận tốc thực khi cắt[6]:

V_t =(π.D.n)/1000=3,14.164.200/1000=102,9 (m/phút)

- Công suất tiêu thụ khi cắt [6]:

N = (P_z.V)/60.102=23381.102,9/60.102=3,93(kW)

So sánh với công suất ở thuyết minh thư => máy đảm bảo an toàn.

- Thời gian gia công [6]:

T₀ = (L+L₁+L₂)/(S.n)=(4+1+0)/1,5.200 .1= 0,0 2(phút)

* Bước 2: Tiện tinh

- Chiều sâu cắt: t = 0.5 mm

- Lượng chạy dao: S = 1.5 mm/vòng (bảng 5-11 [2])

- Vận tốc cắt [6]:

Theo bảng (5-17): C_v = 243; X_v = 0.15; Y_v = 0.4; m = 0.2

- Số vòng quay trong một phút [6]

n = (1000.V)/(π.D)=1000.101,9/3,14.164  =196,3 (vòng/phút)

Theo thuyết minh máy chọn n = 200 (vòng/phút)

=> Vận tốc thực khi cắt[6]:

Vt = (π.D.n)/1000=3,14.164.200/1000=102,9 (m/phút)

- Công suất tiêu thụ khi cắt [6]:

N = (P_z.V)/60.102=77,94.102,9/60.102=1,31 (kW)

So sánh với công suất ở thuyết minh thư => máy đảm bảo an toàn.

- Thời gian gia công [6]:

T₀ = (L+L₁+L₂)/(S.n)=(4+1+0)/1,5.200.2 =0,02 (phút)

3.3.4. Nguyên công 4: Khoan 3 lỗ Ø11

1. Sơ đồ gá đặt

2. Định vị và kẹp chặt

- Định vị: mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do (phiến tỳ):

+ Khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do

+ Khối V tùy động hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt:

Kẹp bằng lực xiết của tay quay trục vít

3. Dụng cụ đo: Thước cặp

5. Chọn dao :

Mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ loại ngắn P6M5 (bảng 4-41[2]): d = 11 mm; L = 323 mm; l = 262 mm

6. Chế dộ cắt

- Chiều sâu cắt: t=11/2=5,5(mm)

- Lượng chạy dao: Theo bảng 5-25 trang 21(sổ tay CNCTM) ta có: S=0,5 (mm/vg)

- Mô men xoắn:

Mx = 10.cm.D^q.S^y.K_p

Ta có các hệ số tra trong bảng (5-32 sổ tay CNCTM )

C_m = 0,012                                 q=2,2

Y=0,8                                        k_p =K_mp =1 ( bảng 5-9)

Vậy M_x =10.0,012.11^2,2 .0,5^0,8 .1=13,47 (N.m)

- Lực dọc trục:

 p₀ =10.C_p .D^q .S^y .K_p Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM TA có C_P =42 ; Y=0,75 ; q=1,2 ; k_P =1

Vậy P ₀ =10.42.11^1,2 .0,5^0,75 .1=4437,6 ( N.m)

- Thời gian gia công [1]:

T₀ = (20+10.15+2)/0,5.613,18.1 = 0,1(phút)

3.3.6. Nguyên công 6: Tiện ren M75x6

1. Sơ đồ gá đặt

2. Phân tích định vị và kẹp chặt

- Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, hạn chế 5 bậc rự do.

- Số bậc tự do hạn chế là 5 bậc:

+ Mặt trụ kẹp hạn chế 2 bậc tự do

+ Mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

5. Chọn dụng cụ đo: thước cặp,dưỡng đo ren hệ mét với bước ren p =6.

6. Chế độ cắt

- Tiện thô ren: Z_b=1,5 (mm).

- Tiện tinh ren: Z_b= 0,5 (mm)

* Bước 1: Tiện thô ren

- Chiều sâu cắt: t = 1.5 mm

- Lượng chạy dao: Lượng chạy dao S = p = 6 (chính bước ren trên máy tiện)

- Vận tốc cắt:

Theo bảng (5-17): C_v = 243; X_v = 0.15; Y_v = 0.4; m = 0.2

(5-1): K_mv = 1

(5-5): K_nv = 1

(5-6): K_uv = 1

 Tuổi bền trung bình của dao: T = 60 phút

Thay vào công thức [6]: V = 49,23 (m/phút)

- Số vòng quay trong một phút [6]

n = (1000.V)/(π.D)=1000.49,23/3,14.75  = 209 (vòng/phút)

Theo thuyết minh máy chọn n = 200 (vòng/phút)

=> Vận tốc thực khi cắt[6]:

V_t =( π.D.n)/1000=3,14.75.200/1000=47,1 (m/phút)

- Công suất tiêu thụ khi cắt [6]:

N = (P_z.V)/60.102=311,47.47,1/60.102=2,39 (kW)

So sánh với công suất ở thuyết minh thư => máy đảm bảo an toàn.

- Thời gian gia công [6]:

T₀ =(34+1+0)/6.200 .2 = 0,06 (phút)

* Bước 2: Tiện tinh ren

- Chiều sâu cắt: t = 0.5 mm

- Lượng tiến dao: Lượng chạy dao S = p = 6 (chính bước ren trên máy tiện)

- Vận tốc cắt :

Theo bảng (5-17): C_v = 243; X_v = 0.15; Y_v = 0.4; m = 0.2

- Số vòng quay trong một phút [6]

n = (1000.V)/(π.D)=1000.58,46/3,14.75  = 248,25 (vòng/phút)

Theo thuyết minh máy chọn n = 250 (vòng/phút)

=> Vận tốc thực khi cắt[6]:

V_t = (π.D.n)/1000=3,14.75.250/1000=58,87 (m/phút)

- Lực cắt:

Tra bảng 5-23 [2]:

 Lực tiếp tuyến [6]:

P_Z = 92.0,5¹.6^0,75. 58,87.1,25=129,61(KG)

- Công suất tiêu thụ khi cắt [6]:

N=(P_z.V)/60.102=129,61.58,87/60.102=1,25(kW)

So sánh với công suất ở thuyết minh thư => máy đảm bảo an toàn.

- Thời gian gia công [6]:

T₀ =(34+1+0)/6.250.1 = 0,023 (phút)

3.3.8. Nguyên công 8: Kiểm tra

1. Sơ đồ gá đặt

2. Tiến hành kiểm tra:

a) Kiểm tra độ song song hai mặt đầu

- Dụng cụ kiểm tra : Bàn máp chuẩn, giá đỡ, đồng hồ xo 1/100

- Cách tiến hành :

Chi tiết được định vị trên bàn chuẩn. Mặt bàn máp là mặt định vị chính Đồng hồ so được gá trên giá đỡ.

Ta tiếp xúc kim đòng hồ vào mặt A cần kiểm tra, đưa giá trị kim đồng hồ về không. Tiếp đó dung tay xoay nhẹ chi tiết hết 2 vòng, giá trị sai lệch sẽ thể hiện trên đồng hồ

b) Kiểm tra độ không vuông góc giữa mặt bàn và tâm A của lỗ.

- Kiểm tra độ không vuông góc của mặt bàn máp với tâm lỗ A.

- Dụng cụ kiểm tra: Bàn máp chuẩn, giá đỡ, trục kiểm chuẩn đồng hồ xo 1/100

- Phương pháp kiểm tra:

Đặt chi tiết lên bàn phẳng sao cho bề mặt tiếp xúc là tốt nhất. Đồng hồ so đặt như hình minh hoạ, có thể xoay quay trục. Tiến hành xoay đồng hồ so quanh trục để tiếp xúc ở nhiều vị trí khác nhau. Trong quá trình xoay, nếu trị số của đồng hồ so có thay đổi thì chứng tỏ tương quan bề mặt này có sai lệch.

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

4.1. Cơ cấu định vị

4.1.1.  Phiến tỳ vành khăn

- Vật liệu: Thép 20Cr

- Nhiệt luyện đạt HRC 55÷60

4.1.2. Chốt trụ ngắn

- Kết cấu và kích thước của chốt trụ ngắn được trình bày trong hình và các kích thước.

- Vật liệu: CD70, nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC.

4.2. Cơ cấu kẹp chặt

4.2.1. Phân tích lực tác dụng lên chi tiết

Từ hình 4.3 ta có các đại lượng sau:

P_y: lực chạy dao.

P_z: lực cắt chính.

M_x: momen cắt.

W: lực kẹp

F_ms1 : lực ma sát giữa chi tiết và cơ cấu kẹp.

N : phản lực giữa phiến tỳ và cơ cấu kẹp

N₂: phản lực của các chốt trụ ngắn và chốt trám lên chi tiết khi chịu tác dụng lực trục Pz

4.2.2. Tính các thành phần lực

a) Hệ thống gia công

Chọn máy phay vạn năng 6H12 [3]. Máy có các thông số như bảng 4.1

b) Dụng cụ cắt

Theo bảng 4-92[2] chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió BK6: D = 68 mm ; B = 95 mm ; d = 27 mm ; số răng  = 14

c) Chế độ cắt

* Bước 1: Phay thô

- Chiều sâu cắt:  t = 1,3 mm

- Lượng chạy dao: theo bảng 5-119[2] : Sz = 0,24 mm/răng. Lượng chạy dao phút là:

S_p = S_r.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút.

- Tốc độ cắt : Theo bảng 5-121[2] : V = 141 m/phút.

- Số vòng quay trục chính chọn theo dẫy tiêu chuẩn:n = 300 vòng/phút

Lượng chạy dao phút là:

S_ph = S_z.z.n = 0,24.14.300 = 1008 (mm/phút)

* Bước 2: Phay tinh

- Chiều sâu cắt : t = 0,7 (mm)

- Lượng chạy dao : Theo bảng 5-119[2]: S = 0,19 (mm/vòng)

- Tấc độ cắt : Theo bảng 5-121[2] : V = 180 (m/phút)

- Số vòng quay trục chính chọn theo dẫy tiêu chuẩn: n = 375 (vòng/phút)

- Momen xoắn:

M_x = (P_z.D)/2.100=3938.120/2.100=2362(N.m)

- Công suất cắt:

N = (P_z.v)/60.1020=3938,64/60.1020=4,11(kW)

So với công suất máy N = 7 kW => máy đảm bảo làm việc an toàn

d) Tính lực kẹp cần thiết:

-  Phân tích sơ đồ có thể thấy, chi tiết khi phay chịu tác dụng của lực Py gây ra di trượt theo Oy.

.Momen xoắn Mx làm cho chi tiết quay quanh Ox.

.Lực Pz làm cho chi tiết quay theo Oy.

- Để chi tiết không bị xoay hoặc bị di trượt trong khi phay thì các lực sinh ra giữa chi tiết và cơ cấu kẹp, chi tiết và phiến tỳ phải lớn hơn hoặc bằng các lực tác dụng và momen cắt sinh ra trong khi phay.

* Trường hợp 1:

Tính lực kẹp để chi tiết không bị quay quanh Ox. Ta có phương trình cân bằng: (Xét tại vị trí A)

2.F_ms1.0,014 + N₂.0,020+ N2.0,034+F_ms.0,038 = -M_x

<=> 0,028.N.f + 0,04.N₂ + 0,034.N2+0,038.N.f₁= -M_x

<=> 0,028.0,5.N + 0,074.N₂ + 0,038.0,4.N= -2362

=> 0,0292.W + 0,074.N2 = -2362

Để chi tiết không bị lật theo xoay quanh Ox thì W ≥ N₂. Ta xét W=N₂

Vậy W = 22887,6 (N)

* Trường hợp 2:

Tính lực kẹp để chi tiết không bị quay quanh Oy. Ta có phương trình cân bằng: (Xét tại vị trí B)

0,164.W- F_ms2.0,116 - N.0,023+Pz.0,017+F_ms3.0,006= 0

<=> 0,164.W – N₂.f₂.0,116 - N.0,023 + N₂.f₃.0,006 + 66,9=0

=> 0,164.W – 0,0161.N₂ - 0,023.N = -66,9

Theo công thức 3.13 ta có: K = (1,5. 1. 1. 1,3. 1,3. 1. 1,3) = 3,296

Suy ra lực kẹp cần thiết là: W_ct = 3,296.22887,6= 76437,5 (N)

4.3. Các cơ cấu khác của đồ gá

4.3.1. Cữ so dao góc

4.3.3. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá

Sai số chế tạo 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 chuẩn: Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên ta có: ε_c = 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 ε_k = 0 (mm).

- Tính sai số mòn.

ε_m = β.√N

Trong đó:

N: số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá, N = 13200 (chi tiết/năm).

β: hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc, β = 0,2

=> ε_m = β.√N=0,2.√13200=22,98 (μm)

- 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: ε_dc = 5 ÷ 10 (μm). Ta chọn: ε_dc =10 (μm) = 0,01 (mm).

Vậy sai số chế tạo cho phép là: ε_ct = 0,32 (mm).

- Từ đó ta đề ra được những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:

+ Độ không song song giữa mặt A và B của chi tiết không quá ≤ 0,032 mm.

+ Độ không vuông góc giữa tâm lỗ chi tiết và mặt A không quá ≤ 0,032 mm.

+ Bề mặt làm việc của phiến tỳ được nhiệt luyện đạt độ cứng 55 ÷ 60 HRC.

CHƯƠNG V: TÍNH GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

5.1 Chi phí khấu hao máy

Chi phí khấu hao máy là số tiền được cộng vào chi phí sản xuất để sau một thời gian thu được bằng số tiền mua máy sử dụng. Trong sản xuất lớn, khi tại mỗi máy chỉ thực hiện một nguyên công thì chi phí này được xác định như sau:

S_kh=(C_m.K_kh)/(n.100)

Trong đó :

C_m= 80.000.000 Vnđ : giá máy

K_kh = (9-12%) : lượng khấu hao. Chọn 𝐾_𝑘ℎ=10%

n = 13200: sản lượng trong 1 năm

=> S_kh=80000000.10/13200.100=606  (đồng/chi tiết)

5.3 Chi phí sử dụng đồ gá

Chi phí cho sử dụng đồ gá cho một chi tiết gia công xong được xác định theo công thức:

S_sdcg= (C_dg (A+B))/n

Trong đó:

C_dg =3,000,000 Vnđ : giá thành của đồ gá (đồng). Trong thực tế, giá thành của đồ gá có thể được tính theo trọng lượng và thêm hệ số tính đến độ phức tạp của đồ gá

A : hệ số khẩu hao đồ gá (khấu hao 2 năm: A = 0,5; khấu hao 3 năm (A = 0,33).

B : hệ số tính đến việc sử dụng và bảo quản đồ gá (B=0,1 - 0,2).

n =13200 (chiếc) : tổng chi tiết được chế tạo (chiếc).

=> S_sdcg =( 3000000.(0,5+0,15))/13200=13200148 (đồng/chi tiết)

5.5. Chi phí bảo dưỡng

Chi phí sửa chữa máy được xác định theo công thức 4.32 [6]:

S_bd = (14.170.R)/n              (5.11)

Trong đó:

R: độ phức tạp sửa chữa của máy, có R = 29

n: số lượng chi tiết được chế tạo trong 1 năm, n = 13200 (chi tiết).

Thay số vào công thức ta có: S_bd =14.170.29/13200 = 5 (đồng)

5.7. Chi phí của nguyên công thiết kế đồ gá

S = S_kh + S_dc + S_dg + S_d + S_bd + S_L     (5.16)

Trong đó:

S_kh: chi phí khấu hao máy (đồng).

S_dc: chi phí cho dụng cụ cắt (đồng).

S_dg: chi phí sử dụng đồ gá (đồng).

S_d: chi phí điện (đồng).

S_bd: chi phí bảo dưỡng (đồng).

S_L: chi phí công nhân (đồng).

Như vậy giá thành để thực hiện nguyên công 6 (nguyên công thiết kế đồ gá) là:

S = 606 + 414 + 148 + 215 + 5 + 400 = 1788 (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"