MỤC LỤC
MỤC LỤC……………………………………………………….................................................................………......…1
DANH MỤC HÌNH ẢNH……………………………………….................................................................………......…3
DANH MỤC BẢNG BIỂU…………………………………….................................................................………….…..4
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................................................................... 5
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT..............................................6
1.1. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết............................................................... ........ 6
1.1.1. Vật liệu................................................................................................................................................. ........ 6
1.1.2. Yêu cầu kĩ thuật của chi tiết................................................................................................................ ......... 6
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết...................................................................... ................ ..7
1.3. Xác định dạng sản xuất.................................................................................................................................. ..7
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI........9
2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi............................................................................................................. .10
2.2. Xác định lượng dư.......................................................................................................................... .............. .11
2.2.1. Xác định lượng dư cho bề mặt k………………………………..................................................... .…...….….13
2.2.2. Tra lượng dư gia công……………………………………………......................................................... ..…….13
2.2.3. Tính giá thành phôi……………………………………………….......................................................... .….…..13
2.3. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.......................................................................................................... ......... 14
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG.................................................................... ..... 16
3.1. Xác định đường lối công nghệ................................................................................................................. ...... 16
3.2.. Chọn phương pháp gia công............................................................................................................. ........... 16
3.3. Lập tiến trình công nghệ....................................................................................................................... ......... 17
3.3.1. Phương án 1..................................................................................................................................... .......... 18
3.3.2. Phương án 2..................................................................................................................................... .......... 25
3.4. Thiết kế nguyên công..................................................................................................................... ................ 33
3.4.1. Nguyên công 1: Tạo phôi....................................................................................................... ..................... 33
3.4.2. Nguyên công 2: Phay mặt đáy................................................................................................ .................... 34
3.4.3. Nguyên công 3: Phay mặt trên………………………………..................................................... .....…..….….38
3.4.4. Nguyên công 4 : Khoan lỗ Ø 10, khóe lỗ Ø 20, khoan doa lỗ Ø 8.............................................................. .42
3.4.5. Nguyên công 5: Phay 2 mặt bên.............................................................................................. ................... 48
3.4.6. Nguyên công 6: Khoét và doa 2 lỗ Ø41, một lỗ Ø21 và vát mép 2 bên.......................................................51
3.4.7. Nguyên công 7: Khoan, tarô 4 lỗ M6........................................................................................... ............... 56
3.4.8. Nguyên công 8: Khoan lỗ Ø6, khoan và taro lỗ M6................................................................ .................... 60
3.4.9. Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø10, khoét lỗ Ø20........................................................................... .................. 62
3.4.10. Nguyên công 10: Khoan lỗ côn Ø 8..................................................................................... ..................... 65
3.4.11. Nguyên công 11: Kiểm tra...................................................................................................... ................... 68
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ................................................................................ ...................... .69
4.1. Yêu cầu kĩ thuật của nguyên công..................................................................................... ......................... ...69
4.2. Thành phần đồ gá................................................................................................................. ...................... ...69
4.2.1. Cơ cấu định vị................................................................................................................... ....................... ...69
4.2.2. Cơ cấu kẹp chặt................................................................................................................ ........................ ..69
4.3. Phân tích lực tác dụng lên chi tiết............................................................................................ ...................... 69
4.4. Tính lực kẹp và kích thước cơ cấu kẹp.................................................................................. ........................ 70
4.5. Các cơ cấu khác của đồ gá.......................................................................................................... .................. 72
4.6. Tính toán sai số chế tạo cho phép của đồ gá.............................................................................. ................... 73
4.7. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá........................................................................................................ ..................... 74
CHƯƠNG 5: TÍNH GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG.......................................................................... ...................... 75
5.1. Tính thời gian gia công cơ bản.................................................................................................... ................... 75
5.2. Chi phí tiền lương.................................................................................................................. ......................... 75
5.3. Giá thành điện........................................................................................................................... ..................... 76
5.4. Chi phí cho dụng cụ............................................................................................................... ........................ 76
5.5. Chi phí khấu hao máy.............................................................................................................. ...................... 76
5.6. Chi phí sửa chữa máy..................................................................................................................................... 77
5.7. Chi phí sử dụng đồ gá................................................................................................................. .................. 77
5.8. Giá thành chế tạo nguyên công.................................................................................................... ................. 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................................... .................. 79
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: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Gối đỡ trục vít me”.
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 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1.1. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
- Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
+ Gối đỡ trục vít me là loại gối đỡ được sử dụng phổ biến trong rất nhiều loại máy, như:
- Máy tiện, các loại máy thủy lực.
+ Gối đỡ trục vít me được nằm trên thân máy tiện.
+ Gối đỡ trục có công dụng đỡ trục vít me, trục trơn và trục đóng mở máy.
+ Các mặt lỗ ∅45 ∅25 được lắp với trục vít, trục trơn và trục đóng mở máy.
+ Các mặt lỗ đòi hỏi dộ chính xác khá cao với Rz=40.
+ Lỗ ren M6 dùng để bắt lắp che dầu.
+ Lỗ ren M6 dùng để bắt bạc vào gối.
1.1.1. Vật liệu
Vật liệu là GX 15-32 có cơ tính như bảng 1.1.
GX 15-32 có cơ tính trung bình, để làm các chi tiết chịu tải trung bình và chịu mài mòn ít.
1.1.2. Yêu cầu kĩ thuật của chi tiết
- Độ không song song của đường tâm hai lỗ ∅41<0,05.
- Độ không vuông góc giữa ∅41 và ∅21 với mặt K<0,05.
- Các bán kính cung R40, R28, R25 không cần độ chính xác cao nên không cần gia công.
- Vát cạnh sắc 0.25x450 ở các miệng lỗ ∅41, ∅21 là 2x450 ở các góc xung quanh.
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
- Đây là chi tiết dạng khối, vật liệu là GX 15-32 (chỉ số đầu chỉ giới hạn bền kéo, chỉ số sau chỉ giới hạn bền uốn của vật liệu)
- Hình dạng chi tiết có độ phức tạp trung bình. Các bề mặt làm việc có vị trí tương quan tương đối đơn giản, đối xứng, độ dạy đều đặn.
- Sử dụng các phương pháp gia công truyền thống như khoan, khoét, phay, mài để đạt được yêu cầu kĩ thuật.
1.3. Xác định dạng sản xuất
Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất: Sản xuất đơn chiếc.
Sản xuất hàng loạt (hàng loạt lớn, vừa, nhỏ). Sản xuất hàng khối.
Dạng sản xuất được xác định dựa vào hai thông số: Khối lượng Q (kg) và sản lượng N (chi tiết/ năm).
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N =N0.m.[1+(α+β)/100] (1.1)
Thay số:
N = 𝟕899 . 1 . [ 1+ (3+5)/100] = 8543 (𝐜hi tiết/năm).
Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức sau đây:
Q = V. γ (1.2)
* Tính thể tích:
Với Q = 6,415kg; N = 7899 (chi tiết/năm).
Kết luận: Theo bảng 1.2 trang 13 [2] chi tiết gia công thuộc dạng sản xuất Hàng loạt nhỏ
CHƯƠNG 2. 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
Dựa vào hình dáng chi tiết sản lượng hàng năm là hàng khối. Và dựa vào vật liệu của chi tiết là GX15-32 thì phương pháp chế tạo là phương pháp đúc.
Để lựa chọn được phương pháp đúc nào ta xem đặc điểm của từng phương pháp.
+) Đúc trong khuôn cát - mẫu gỗ
Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, gía thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
Loại phôi này có cấp chính xác IT16 - IT17.
Độ nhám bề mặt: Rz=160 µm.
Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao,gây
khó khăn trong các bước gia công tiếp theo.
+) Đúc ly tâm:
Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, rỗng, đối xứng, đặc biệt là các chi tiết hình ống hay hình xuyến.
Khó nhận được đường kính lỗ bên trongvật đúc chính xác vì khó định được lượng kim loại rót vào khuôn chính xác
Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém (đối với vật đúc tròn xoay) vì chứa nhiều tạp chất và xỉ.
+) Đúc trong khuôn vỏ mỏng:
Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm
Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát,khối lượng vật đúc đến 100 kg
Dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.
Kết luận: Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát - mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy.
2.2. Xác định lượng dư
Chọn phôi đúc trong khuân cát, chọn cấp chính xác II, vật liệu gang xám 15-32.
+) Yêu cầu kỹ thuật:
- Phôi không bị nứt vỡ, cong vênh.
- Phôi đúc đặt dung sai cho phép.
- Làm sạch sỉ bề mặt ngoài trước khi gia công.
2.2.1. Xác định lượng dư cho bề mặt k
Luợng dư nhỏ nhất được tính theo công thức (3.1)[1]:
Zimin =R(Zi-1)+ Tai-l +P(i-1)+εi
Trong đó:
RZi-1:Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại (nguyên công đúc)
𝑇𝑎𝑖−1: Chiều sâu lớp hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại (nguyên công đúc)
pi-1: Sai lệch về vị trí tương quan và sai số khụng gian tổng cộng do bước cụng nghệ sát trước để lại.
ɛi: Sai lệch gá đặt.
Tra bảng (3.65)[1], ta có: Rz + Ti = 900 (µm).
Sai lệch không gian tổng cộng được xác định bằng công thức sau.
P = 𝑃𝑐𝑣 + 𝑃𝑠𝑝ℎ + 𝑃𝑐ℎ + 𝑃𝑥
=> P=√(1822+4482+15002+5202 )=1660 (μm)
Lượng dư nhỏ nhất của phay là: 𝑍𝑚𝑖𝑛 = 900 + 1660 = 300 = 2860 (μm)
Vậy lượng dư khi gia công mặt trên : ∑𝑍𝑏𝑚𝑖𝑛 = 2,86 (mm)
Kích thước sau phay cộng với lượng dư phay được kích thước phôi:
d1 = 260+ 2,86 = 262,86 (mm)
Dung sai của từng nguyên công tra theo bảng (3-91[1]):
𝛿𝑝ℎ= 800(µm); 𝛿1=300(µm).
Kích thước giới hạn của từng nguyên công:
Sau phay: d min= 260 (mm); d max= 260,3 (mm)
Kích thước phôi : d min= 262,86 (mm); d max= 262,86+0,8 = 263,88 (mm)
Lượng dư giới hạn được xác định như sau:
Sau phay:
Z max= 263,88 - 260,3 = 3,58 (mm).
Z min= 262,68 - 260 = 2,68 (mm).
Tất cả các kết quả tính toán được ghi trong bảng .
Vậy ta có bảng tính lượng dư gia công và kích thước giới hạn như bảng 2.1.
2.2.2. Tra lượng dư gia công
Từ bảng chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3.96[1]. Lượng dư gia công mặt còn lại là 3,5 (mm), lượng dư gia công của ϕ45 và ϕ25 là 1,5 (mm).
2.2.3. Tính giá thành phôi
Giá thành 1 kg phôi được tinh theo công thức :
Sp = C1.Q.k1.k2.k3.k4.k5-(Q-q).S (đồng) (2.1)
Trong đó:
C1: Giá thành 1 kg phôi (đồng)
k1.k2.k3.k4.k5: Hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác,vật liệu,độ phức tạp của phôi,khối lượng và sản lượng phôi.
Q: Khối lượng của phôi (kg).
q: Khối lượng của chi tiết(kg).
S: Giá thành 1 kg phơi phế phẩm (kg).
Từ đó ta tính được giá thành phôi: Sp=20000.7.1.1,2.1.1.0,83-(7-6,471).10000=134150 (đồng)
2.3. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi
Xác định lượng dư gia công tổng cộng bằng phương pháp thống kê kinh nghiệm:
- Bản vẽ lồng phôi được xây dựng trên cơ sở lượng dư và sai lệch về kích thước của chi tiết đúc.
- Từ phương pháp chế tạo phôi đã chọn trên, ta có thể xác định được lượng dư và sai lệch về kích thước cho chi tiết đúc như sau:
Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư - dung sai kích thước phôi theo cấp chính xác đối xứng.
- Dung sai kích thước chi tiết đúc (mm), tra bảng 3.97 với CCX I [4]
Từ đây ta có thể vẽ được bản vẽ lồng phôi cho chi tiết đúc.
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
3.1. Xác định đường lối công nghệ
Có hai đường lối thiết kế nguyên công: tập trung nguyên công và phân tán nguyên công
- Tập trung nguyên công là phương pháp bố trí nhiều bước công nghệ trong một nguyên công, làm cho số nguyên công của quy trình công nghệ giảm
- Phân tán nguyên công là phương pháp bố trí ít bước công nghệ trong 1
nguyên công, làm cho số nguyên công của 1 quy trình công nghệ tăng
Dựa và quy mô sản xuất ta áp dụng phù hợp 2 đường lối thiết kế nguyên công. Hình thực tập trung nguyên công thường áp dụng cho quy mô sản xuất đơn chiếc – loạt nhỏ. Còn hình thực phân tán nguyên công thường áp dụng trong sản xuất loạt lớn - hàng khối
=> Dựa vào quy mô sản xuất loạt lớn - hàng khối. Ta chọn đường lối công
nghệ phân tán nguyên công.
3.3. Lập tiến trình công nghệ
Tiến trình công nghệ được thể hiện như bảng 3.4.
3.3.1. Phương án 1
1. Nguyên công 1: Đúc phôi
- Phôi không bị nứt, rỗng, cong vênh quá phạm vi cho phộp.
- Phôi không bị sai lệch về hình dạng hình học quá phạm vi cho phép.
3. Nguyên công 3: Phay mặt dưới, phay mặt K
- Sử dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt C hạn chế 2 bậc tự do.
- Dùng 2 chốt tỳ vào mặt F hạn chế 2 bậc tự do .
- Dùng 1 chốt tỳ vào mặt A hạn chế 1 bậc tự do .
5. Nguyên công 5: Phay 2 mặt bên
- Dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt C hạn chế 2 bậc tự do
- Dùng chốt trụ ngắn và chốt trụ trám hạn chế 3 bậc tự do .
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu mỏ kẹp, phương thẳng đứng
7. Nguyên công 7: Khoan, tarô 4 lỗ M6
- Dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt C hạn chế 2 bậc tự do
- Dùng chốt trụ ngắn và chốt trụ trám hạn chế 2 bậc tự do .
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít, phương nằm ngang.
9. Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø10, khoét lỗ Ø20
- Dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt C hạn chế 2 bậc tự do .
- Dùng chốt trụ ngắn và chốt trụ trám hạn chế 2 bậc tự do .
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu mỏ kẹp .
10 . Nguyên công 10: Doa lỗ côn Ø8
- Dùng chốt trụ ngắn và chốt trụ trám hạn chế 2 bậc tự do .
- Dùng 2 phiến tỳ hướng vào mặt F hạn chế 2 bậc tự do .
12. Nguyên công 11: Tổng kiểm tra
3.3.2. Phương án 2
1. Nguyên công 1: Đúc phôi
- Phôi không bị nứt, rỗng, cong vênh quá phạm vi cho phộp.
- Phôi không bị sai lệch về hình dạng hình học quá phạm vi cho phép.
- Phôi phải đảm bảo có đủ lượng dư để cho các nguyên công gia công cơ sau
3. Nguyên công 3 : Phay mặt đáy và mặt K
- Sử dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt C hạn chế 2 bậc tự do.
- Dùng 1 chốt tỳ vào mặt A hạn chế 1 bậc tự do .
- Dùng 2 chốt tỳ vào mặt F hạn chế 2 bậc tự do .
7. Nguyên công 6: Khoan lỗ Ø6, khoan và taro lỗ M6
- Sử dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt F hạn chế 2 bậc tự do.
- Dùng chốt trụ trám và chốt trụ ngắn hạn chế 3 bậc tự do.
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít.
8. Nguyên công 8: Khoan lỗ Ø10, khoét lỗ Ø20, doa côn lỗ Ø8
- Sử dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt F hạn chế 2 bậc tự do.
- Dùng chốt trụ trám và chốt trụ ngắn hạn chế 3 bậc tự do .
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít, phương nằm ngang.
10. Nguyên công 10 : Tổng kiểm tra
Kết luận: Ta chọn phương án 1 vì:
- Ta chọn phương án 1 vì lấy mặt trên làm chuẩn và chốt trụ chốt trám cho toàn nguyên công tiếp theo do đó không bị sai lệch khi gia công .
- Phương án 2 dễ bị sai lệnh do không lấy chuẩn 1 mặt , các nguyên công dễ bị sai lệnh .
3.4. Thiết kế nguyên công
3.4.1. Nguyên công 1: Tạo phôi
Dựa vào hình dáng chi tiết, sản lượng, khối lượng ta chon phương pháp chế tạo phôi. Chi tiết thân hộp giảm tốc làm bằng vật liệu Gang xám 15-32. Vậy ta thấy phải chọn phương pháp đúc .
+) Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:
Được áp dụng với chi tiết từ nhỏ tới lớn, trong sản xuất loạt nhỏ và loạt vừa với sản lượng hàng năm không lớn. Với phương pháp này để đảm bảo chính xác cho phôi thì mẫu gỗ phải được chế tạo chính xác và hàm khuôn được định vị chính xác. Để khắc phục sản xuất của phương pháp này ta có thể làm khuôn bằng máy. Phương pháp này được dùng phổ biến hiện nay vì nó vừa kinh tế và việc chế tạo khuôn đơn giản, năng suất và độ chính xác của phôi là tương đối.
+) Đúc áp lực:
Tạo ra phôi , chi tiết có hình dạng phức tạp, kích thước nhỏ.
Kết luận: Căn cứ vào kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, kích thước khối lượng, yêu cầu kỹ thuật. Mặt khác xét về mặt kinh tế sản xuất được chi tiết và dạng sản xuất của chi tiết. Nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát Bản vẽ phân khuôn.
+) Yêu cầu kĩ thuật của phôi:
- Phôi không bị nứt, rỗng, cong vênh quá phạm vi cho phộp.
- Phôi không bị sai lệch về hình dạng hình học quá phạm vi cho phép.
- Phôi phải đảm bảo có đủ lượng dư để cho các nguyên công gia công cơ sau có thể cắt gọt hết các vết, do nguyên công trước để lại.
3.4.3. Nguyên công 3: Phay mặt trên
1. Mục đích:
- Gia công đảm bảo độ nhám bề mặt Rz=40.
- Phay kích thước về kích thước đúng.
2. Định vị:
Dùng 2 phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, 2 chốt tì hạn chế 2 bậc tự do, 1 chót tỳ hạn chế 1 bậc tự do
3. Kẹp chặt:
Cơ cấu kẹp ren vít.
5. Chọn dao:
Chọn dao phay mặt đầu bằng chắp mảnh hợp kim cứng BK6. Tra bảng 4-93 [2] Chọn dao có thông số như bảng 3.8.
6. Các bước công nghệ:
- Bước 1: Phay thô
- Bước 2: Phay tinh
6. Chế độ cắt và thời gian gia công
a) Bước 1: Phay thô
- Chiều sâu cắt t = 2,5 mm
- Lượng chạy dao Sz = 0,13 mm/răng , tra bảng 5-125 [3]
- Tốc độ cắt Vb = 316 m/phút, tra bảng 5-127 [3]
- Các hệ số hiệu chỉnh:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của gang cho trong bảng 5-225 [3], k1 = 1,12
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-126 [3], k2 = 1,1
- Vậy tốc độ tính toán là:
Vt=Vb.k1.k2.k3 k4.k5=316.1,12.1,1.1.0,9.1 =350,4 (m/phút)
- Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
Ta chon số vòng quay theo máy nm = 650 vòng/phút.
- Lượng chạy dao phút là: Sp = Sr.z.n = 0,13.10.650 = 845 (mm/phút). Chọn chạy dao của bàn máy là: Sm = 850 (mm/phút)
- Công suất cắt khi phay thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB, dùng dao hợp kim cứng, theo Bảng 5-130 [3] ta có công suất cắt là Nc = 3,8 kW. So sánh Nc = 3,8 kW < Nm =Nm. η = 7.0,75 = 5,25 kW. (Thỏa điều kiện làm việc của máy)
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T01=(220+14,5+3)/0,13.650.1=0,36 phút
b) Bước 2: Phay tinh
- Chiều sâu cắt t = 0,5 mm
- Lượng chạy dao Sz = 0,18 mm/răng, tra bảng 5-125 [3]
- Tốc độ cắt Vb =160 m/phút , tra bảng 5-127 [3]
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 [3], k1 = 1,12
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-126 [3], k2 = 1,1
- Vậy tốc độ tính toán là:
Vt=Vb.k1.k2.k3 k4.k5 = 260 1,12.1,1.1.0,9.1=291,2 m/phút.
- Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
Ta chon số vòng quay theo máy nm=950 vòng/phút.
- Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,18.10.950 =1710 (mm/phút). Chọn chạy dao của bàn máy là: Sm =1180 (mm/phút)
- Công suất cắt khi phay tinh : Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB, dùng dao hợp kim cứng, theo Bảng 5-130 [3] ta có công suất cắt là Nc = 1,9 kW. So sánh Nc = 1,9 kW < Nm =Nm. η = 7.0,75 = 5,25 kW. (Thỏa điều kiện làm việc của máy)
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T02=(220+7,5+3)/0,18.950.1=1,34 phút
3.4.5. Nguyên công 5: Phay 2 mặt bên
1. Mục đích:
- Gia công đảm bảo độ nhám bề mặt Rz=40.
- Phay kích thước về kích thước đúng.
2. Định vị:
Dùng 2 phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, dùng chốt trụ ngắn và chốt trụ trám hạn chế 3 bậc tự do
3. Kẹp chặt:
Cơ cấu kẹp 2 mở kẹp.
4. Chọn máy gia công:
Chọn máy phay Máy phay đứng 6H82, công suất máy: N𝑚 = 7 kW
5. Chọn dao:
Chọn dao phay đĩa hai mặt gắn mãnh hợm kim cứng có thông số: D = 200 mm; Z = 14; B = 20 mm.
6. Các bước công nghệ:
- Bước 1: Phay thô bề mặt
- Bước 2: Phay tinh bề mặt
7. Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản
a) Bước 1: Phay thô mặt
- Chiều sâu cắt: t = 2,5 mm
- Lượng chạy dao 𝑆𝑧 = 0,06 ¸ 0,1 mm, tra bảng 5.34 [3]. Chọn 𝑆𝑧 = 0,1 mm
- Lượng chạy dao vòng 𝑆0 = 𝑆𝑧.𝑍 = 0,1.14 = 1,4 mm/vg.
- Tốc độ cắt tra theo bảng 5.178 [3] Vb = 185 m/ph.
- Các hệ số điều chỉnh tra bảng 5.134 [3]:
+ k1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết, k1 = 1
+ k2: Hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của dao , k2 = 0,5
+ k3: Hệ số phụ thuộc bề mặt gia công, k3 = 0,75
- Vậy tốc độ tính toán 𝑉𝑡 = 𝑉𝑏. k1.k2.k3.k4 = 185.0,5.0,75.0,68 = 47,18 (m/ph)
- Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là:
Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 100 vg/ph.
- Lượng chạy dao phút là 𝑆𝑝 = 𝑆𝑧.𝑍.n = 1,4.100 = 140 mm/ph. Theo máy ta có 𝑆𝑚 = 150 mm/ph.
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5.130 [3] ta có công suất cần thiết
𝑁0 = 2,2 𝑘𝑊 ≤ Nm.η = 7.0,85 = 5,95 kW. (Thỏa mãn).
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T01=(10+15,6+3)/1,4.100.1=0,2 phút
b) Bước 2: Phay tinh mặt
- Chiều sâu cắt t = 0,5 mm
- Lượng chạy dao 𝑆𝑧 = 0,06 ¸ 0,1 mm, tra bảng 5.146[3]. Chọn 𝑆𝑧 = 0,06 mm
- Lượng chạy dao vòng 𝑆0 = 𝑆𝑧.𝑍 = 0,06.14 = 0,84 mm/vg.
- Tốc độ cắt Vb = 185 m/ph, tra theo bảng 5.178 [3].
- Các hệ số điều chỉnh tra bảng 5.134 [3]:
k1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết, k1 = 1
k2: là hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của dao, k2 = 0,5
k3: Hệ số phụ thuộc bề mặt gia công k3 = 0,75
- Vậy tốc độ tính toán V𝑡 = 𝑉𝑏. k1.k2.k3.k4 = 185.0,5.0,75.0,68 = 47,18 (m/ph)
- Số vòng quay của trục chính tính theo tính toán là:
Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 100 vg/ph.
- Lượng chạy dao phút là 𝑆𝑝 = 𝑆𝑧.𝑍.n = 1,4.100 = 140 mm/ph. Theo máy ta có 𝑆𝑚 = 150 mm/ph.
- Kiểm nghiệm công suất cắt: Tra bảng 5.130 [3] ta có công suất cần thiết
𝑁0 = 2,2 𝑘𝑊 ≤ Nm.η = 7.0,85 = 5,95 kW. (Thỏa mãn).
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T02=(10+7,12+3)/0,84.100.1=0,23 phút
3.4.7, Nguyên công 7: Khoan, tarô 4 lỗ M6
1. Mục đích:
- Gia công đảm bảo độ nhám bề mặt Rz=40
- Khoan, ta rô đạt kích thước về kích thước đúng.
2. Định vị:
Dùng phiến tỳ hạn chế 2 bậc tự do. Dùng chốt trụ ngắn và chốt trám hạn chế 3 bậc tự do.
3. Cơ cấu kẹp:
Cơ cấu ren vít.
4. Chọn máy gia công
Chọn máy khoan cần 2H53 (Đặc tính và thông số công nghệ của máy như của nguyên công 4)
5. Chọn dao gia công
- Mũi khoan ruột gà đuôi trụ P18
Tra bảng 4-41 [2], chọn dao có thông số như bảng 3.13.
- Mũi tarô thep gió P18
Tra bảng 4-52 [2], chọn dao có thông số như bảng 3.14.
7. Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản
a) Bước 1: Khoan lỗ Ø5,5
- Chiều sâu cắt t = 2,75 mm
- Lượng chạy dao S = 0,3 mm/vòng, tra bảng 5-89[3]
- Chọn lượng chạy dao theo máy Sm = 0,3 mm/vòng
- Tốc độ cắt Vb = 55 m/phút, tra bảng 5-90[3].
Các hệ số điều chỉnh: Tra bảng 5-87 và bảng 5-90 [3]
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan , k1 = 1, vì L = 2D
Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của dao, k2 = 0,91. Vì muốn tuổi bền thực tế cao gấp 2 lần tuổi bền cho trong sổ tay.
- Vậy tốc độ tính toán : Vt = Vb.k1.k2 = 55. 0,91 = 50,05 m/phút.
- Lực cắt P0 được tính theo công thức là :
P0 = Cp.𝐷𝑧𝑝. 𝑆𝑦𝑝. 𝐾𝑚𝑝.10 (N)
Vậy ta có: Po = 10.23,5. 5,51.0,70,7. 1 = 1006,9 N
Mômen xoắn được xác định theo công thức:
Mx=CM.DZM𝑆YM.Km (N)
Vậy ta có: Mx=0,085.5,51. 0,30,8. 1 = 0,17 kN
So sánh Nc = 0,1 kW < Nm = 7.0,8 = 5,6 Kw. (Thỏa điều kiện)
=> Máy làm việc an toàn.
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T01=(20+2,2+3)/0,3.600.4=0,56 phút
b) Bước 2: Tarô ren M6x1
- Bước ren p = 1
- Tốc độ cắt Vb = 7 m/phút, tra bảng 5-188 [3]
- Các hệ số điều chỉnh: Tra bảng 5-188 [3]
- Hệ số điều chỉnh cho vận tốc cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công k1 = 1,1.
- Vậy tốc độ tính toán: Vt = Vb.k1= 1,1 m/phút.
- Số vòng quay tính toán:
n=(1000.V)/(D.π)=1000.1,1/6.3,14=58,38 (v/ph). Ta chon số vòng quay theo máy nm = 50 vòng/phút.
- Thời gian gia công cơ bản:
Vậy: T0=(15+4+3)/1.50.4=1,76 phút
3.4.9. Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø10, khoét lỗ Ø20
1. Mục đích:
- Gia công đảm bảo độ nhám bề mặt Ra=40
- Khoan, khoét đạt kích thước về kích thước đúng.
2. Định vị:
Dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do. Dùng chốt trụ ngắn và chốt trám hạn chế 3 bậc tự do .
3. Cơ cấu kẹp:
Cơ cấu ren vít.
4. Chọn máy gia công
Chọn máy khoan cần 2H53
Đặc tính kỹ thuật của khoan cần 2H53. Theo [4] ta có thông số máy như bảng 3.1.7.
5. Chọn dao
Mũi khoan ruột gà P18
Tra bảng 4-41 [2], chọn dao có thông số như bảng 3.18.
Mũi khoét chuôi trụ P18 có D=20mm
7. Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản
a) Bước 1: Khoan lỗ ∅10
- Chiều sâu cắt t = 9 mm
- Lượng chạy dao S = 0,3 mm/vòng, tra (Bảng 5-89[3]
- Chọn lượng chạy dao theo máy: Sm = 0,3 mm/vòng
- Tốc độ cắt Vb = 55 m/phút, tra bảng 5-90[3]
Các hệ số điều chỉnh: Tra bảng 5-87 và bảng 5-90 [3]
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan, k1 = 1, vì L = 2D
- Vậy tốc độ tính toán : Vt = Vb.k1.k2 = 55.0,91 = 50,05m/phút.
- Số vòng quay tính toán:
n=(100.0.v)/Dπ=1000.50,05/15.3,14=811,4(v/ph)
Ta chon số vòng quay theo máy nm=650 vòng/phút.
- Công suất cắt khi khoan: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao thép gió, theo Bảng 5-92 [3], ta có công suất cắt là Nc = 1 kW
So sánh Nc = 1 kW < Nm =Nm.η = 7.0,8 = 5,6 kW (Thỏa điều kiện làm việc của máy)
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T01=(22+3,5+3)/0,3.850.1=0,35 (phút)
b) Bước 2: Khoét lỗ ∅20
- Ta có chiều sâu cắt t = 1,4 (mm).
- Ta có lượng chạy dao S = 1 (mm/vòng), tra bảng 5 - 109 [3]
- Tốc độ cắt V = 35 (m/phút), tra bảng 5 - 109 [3].
- 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.
- Thời gian gia công khi khoét rộng lỗ thông suốt [1]:
=> T02 = (10 + 86.24 + 2)/(1. 550).1 = 0,17 (phút).
3.4.10, Nguyên công 10: Doa lỗ côn Ø8
1. Mục đích:
- Gia công đảm bảo độ nhám bề mặt Ra=1,25
- Doa đạt kích thước về kích thước đúng.
2. Định vị:
Dùng 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do. Dùng chốt trụ ngắn và chốt trám hạn chế 3 bậc tự do.
4. Chọn máy gia công:
Chọn máy khoan cần 2H53
Đặc tính kỹ thuật của khoan cần 2H53. Theo [4] ta có thông số máy như bảng 3.19.
6. Các bước công nghệ:
Doa lỗ côn ∅8
7. Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản :
- Chiều sâu cắt t = 0,25 mm
- Lượng chạy dao S = 1,4 mm/vòng, tra bảng 5-112[3]
- Chọn lượng chạy dao theo máy Sm = 1,22 mm/vòng
- Tốc độ cắt Vb = 8,2 m/phút, tra bảng 5-114 [3]
- Các hệ số điều chỉnh: Tra bảng 5-114 [3]
Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của dao k1 = 1 (Chọn tuổi bền dao bằng với tuổi bền cho trong sổ tay)
- Vậy tốc độ tính toán: Vt = Vb.k1 = 8,2 m/phút.
- Công suất cắt khi doa rất nhỏ nên không cần tra, lấy công suất của bước khoan để tính toán nếu cần
- Thời gian thực hiện nguyên công:
Vậy: T0=(20+6,7+3)/1,4.150=0,14 phút
3.4.11. Nguyên công 11: Tổng kiểm tra
Kiểm tra độ vuông góc.
Lựa chọn thợ bậc chọn dụng cụ kiểm tra và bậc thợ: Chọn thợ bậc 5.
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
Ở đây thiết kế đồ gá cho nguyên công 2.
4.1. Yêu cầu kĩ thuật của nguyên công
- Đảm bảo độ song song giữa bề mặt so với mặt bên không quá 0,05.
- Gia công đảm bảo độ nhám bề mặt Rz =40.
- Không có bavia, cạnh sắc.
4.2. Thành phần đồ gá
4.2.1. Cơ cấu định vị
- Hai phiến tì hạn chế 3 bậc tự do.
- Ba chốt tì hạn chế 3 bậc tự do.
4.3. Phân tích lực tác dụng lên chi tiết
Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm:
N1, N2, N3: Phản lực của chốt tỳ.
Pz: Lực cắt xoay chiều trục.
M0: Mô men xoắn do cắt gây ra.
W: Lực kẹp chi tiết.
F1: Lực ma sát của phiến tỳ với chi tiết.
F2, F3: Lực ma sát của chốt tỳ với chi tiết. Q: Trọng lực tác dụng lên chi tiết.
N4: Phản lực của lực kẹp.
N5: Phản lực của phiến tỳ.
4.4. Tính lực kẹp và kích thước cơ cấu kẹp
Trong quá trình gia công chi tiết thì sẽ xuất hiện các lực như trên.
Để chi tiết giữ ổn định khi gia công thì lực kẹp W phải thắng được lực cắt gây ra.
Đã tính toán ở trên chương 3 ta có kết quả như sau:
- Phay thô:
Lực Pz = 1041,2 N
- Lực momen xoắn: Mx = 531 N.m
- Phay tinh:
Lực dọc truc P0 = 355 N
Lực momen xoắn Mx = 177,5 N.m
Để đơn giản hóa khi tính toán ta sẽ coi:
W1=W2 =W và N1=N2=N3=N
Ta có:
Fms1 = W1. f1
=> W=1842,02(N) (2)
- Cân bằng lực Mx:
MO)=0↔Mx-0,1. F1-0,16. N1=0
<=> W=120,9N (3)
Từ (2) và (3) ta chọn lực kẹp tính toán là : W= 1842,02 N
K : Hệ số an toàn chung.
k= k0. k1.k2.k3.k4.k5.k6
Định vị trên phiến tì , k6 =1,5
Vậy : k= 1,5.1. 1. 1,3. 1,3. 1. 1 = 2,5
Lực kẹp thực tế cần thiết là:
Wct =W.k= 1842,02 . 2,5 = 4605,05 N
* Tính kích thước của cơ cấu sinh lực kẹp:
=> d = 10,08 mm. Vậy chọn bu lông M20 để làm cơ cấu kẹp chặt.
4.5. Các cơ cấu khác của đồ gá.
- Thân đồ gá để lắp các chi tiết của đồ gá lên đó và dùng để gắn cố định lên máy.
- Đồ định vị: Phiến tỳ
- Chốt tì
- Cữ so dao:
Các cơ cấu và chi tiết kẹp chặt bu lông M12, đai ốc M12.
Các cơ cấu khác: Bu lông, đai ốc, vít.
4.6. Tính toán sai số chế tạo cho phép của đồ gá.
εc : Sai số chuẩn: Do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra có εc=0 (mm)
εdc : Sai số điều chỉnh: Sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá, phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ dùng để điều chỉnh khi lắp ráp. Chọn bằng εdc=0,01(mm)
[εgd]: Sai số gá đặt. Được lấy bằng một phần ba dung sai nguyên công bằng 0,05/3=0,016(mm)
Vậy tính được: εct = 0,013(mm)
4.7. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá.
- Thân đồ gá đúc bằng gang không có vết nứt, tróc rỗ, bột khí, không có các khuyết tật khác.
- Phiến tỳ phải đảm bảo độ phẳng, độ cứng đạt từ 50 - 55 HRC.
- Độ không song song giữa mặt phẳng phiến tỳ và đế đồ gá không vượt quá 0,013mm.
CHƯƠNG 5: TÍNH GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG
5.1. Tính thời gian gia công cơ bản.
Ta có:
i: Số lát cắt, i = 2
L: Chiều dài cần gia công
L1 : Khoảng chạy dao tới
t: Chiều sâu cắt
L2: Khoảng chạy quá, L2 = (2÷5), chọn: L2= 3
S: Bước tiến dao (mm/răng)
n: Số vòng quay trục chính (v/p)
Tổng thời gian gia công cơ bản là:
T0=T0thô+T0tinh=2, 12+0,77=2,89 (phút)
5.3. Giá thành điện
Ta có:
Cđ : Giá thành 1 Kwh, Cđ = 2000đ
Nm : Công suất động cơ, Nm = 20 Kw
ɳm : Hệ số sử dụng máy theo công suất, ɳm = 0,9
t0 : Thời gian gia công cơ bản, t0 = 0,633 phút
ɳc : Hệ số thất thoát điện năng trong mạch, ɳc = 0,95
ɳđ : Hiệu suất của động cơ, ɳđ = 0,9
Vậy: Sđ = 444 (đồng/chi tiết)
5.5. Chi phí khấu hao máy.
Ta có:
Cm : Giá thành của máy, Cm = 400.000.000đ
Kkh : Phần trăm khấu hao, Kkh = 9 ¸12%, chọn Kkh =10%
N : Số lượng chi tiết được chế tạo trong một năm, N = 7899
Vậy: Skh=400000000.0,1/7899.100=51 (đồng/chi tiết)
5.7. Chi phí sử dụng đồ gá.
Chi phí cho sử dụng đồ gá cho một chi tiết gia công Ssddg được xác định theo công thức:
ssddg= Cdg/N
Trong đó:
Cdg: 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, Cdg =10.000.000 VNĐ
N: số lượng chi tiết trong một năm (chiếc), N = 7899.
Vậy: Ssddg = 1266 (đồng/chi tiết)
5.8. Giá thành chế tạo nguyên công.
Giá thành của nguyên công Sctnc ở một nguyên công nào đó được xác định theo công thức:
𝑆𝑐𝑡𝑛𝑐 = 𝑆𝐿+ 𝑆𝑑+ 𝑆𝑑𝑐+ 𝑆𝑘ℎ+ 𝑆𝑠𝑐 +𝑆𝑠𝑑𝑑𝑔
Trong đó:
SL : Chi phí tiền lương cho công nhân (đồng);
Sd : Chi phí điện năng (đồng);
Sdc : Chi phí cho dụng cụ (đồng);
Skh : Chi phí khấu hao máy (đồng);
Ssc : Chi phí cho sửa chữa máy (đồng);
Ssddg : Chi phí sử dụng đồ gá tại nguyên công tính giá thành (đồng).
Vậy Sctnc = 1445 + 444 + 975 + 51 + 4,5 + 1266 = 4185,5 (đồng/chi tiết)
Tổng chi phí chế tạo nguyên công của 7899 sản phẩm là: 4185,5 .7899 = 33061264,5 (đồng)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Ngọc Đào-Trần Thế San, Chế độ cắt gia công cơ khí, Nhà xuất bản Đà Nẵng
[2]. Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999.
[3]. Trần Văn Địch, Atlas Đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2003.
[4]. Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả, Sổ tay công nghệ chế tạo máy- tập 1, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005.
[5]. Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả, Sổ tay công nghệ chế tạo máy- tập 2, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2003.
[6]. Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả, Sổ tay công nghệ chế tạo máy -tập 3, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2003.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"