LỜI NÓI ĐẦU

      Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của côngnghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta. Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.

     Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.

Cũng chính xuất phát từ những lý do trên mà em đã được nhận đồ án môn học với đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Hộp” với nội dung phần thuyết minh gồm:

Chương 1: Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất.

Chương 2: Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi.

Chương 3: Thiêt kế quy trinh công nghệ gia công chi tiết Hộp.

Chương 4: Tính và tra lượng dư cho các nguyên công.

Chương 5: Tính chế độ cắt.

Chương 6: Tính và thiết kế đồ gá.

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1. Phân tích chi tiết gia công

1.1.1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết "Hộp" là loại chi tiết điển hình của chi tiết dạng hộp, chức năng làm việc của chi tiết được xem như là một chi tiết cơ sở để đảm bảo vị trí và tương quan của tất cả các chi tiết trong cơ cấu khác như: trục, bánh răng, vòng bi… để tạo nên một cấu thành máy. Chi tiết làm việc trong môi trường dầu mỡ, chịu  lực và rung động mạnh.

Chi tiết "Hộp" là loại chi tiết được sử dụng rất nhiều trong các bộ phận máy móc cơ khí và tùy theo từng trường hợp mà nó có các hình dạng và kích thước Nắp hộp phức tạp khác nhau. Nhưng thông dụng nhất của "Hộp" thường được sử dụng trong các hệ thống băng tải, hệ thống dây truyền sản xuất….. để nhận truyền chuyển động quay từ động cơ, mô tơ thành chuyển động tịnh tiến của chi tiết kia trong cơ cấu máy nhờ các cơ cấu thay đổi bộ truyền, thay đổi tỷ số truyền.

Tên gọi chi tiết: Hộp.

1.1.2. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Tính công nghệ kết cấu chi tiết "Hộp" được thể hiện như sau:

- Chi tiết "Hộp" được chế tạo từ gang xám 15-32, tạo phôi bằng phương pháp đúc. Phôi đúc có kết cấu đơn giản và tạo thuận lợi cho công nghệ làm khuôn.

- Kết cấu tương đối hợp lý, tuy nhiên để tạo thuận lợi cho việc lấy phôi dễ dàng cần phải sung thêm các góc lượn, góc thoát khuôn.

- Yêu cầu của chi tiết dạng hộp đòi hỏi các lỗ cơ bản phải được gia công với cấp chính xác cao. Vì đây là các lỗ làm việc chính của chi tiết.

- Độ vuông góc lỗ  với mặt B sai lệch không quá 0,05[mm]. Bề mặt B là bề mặt định vị cho toàn thể Hộp thông quá 4lỗ bậc . Mặt khác lỗi  là một trong những lỗ làm việc chính của Hộp, nếu khi gia công không đảm bảo yêu cầu về vuông góc lỗ  với mặt đáy B thì nó sẽ sinh ra lực hướng tâm khi làm việc và tạo ra rung động cho Hộp cũng như hệ thống sẽ dẫn đến phá hỏng cấu kiện của máy.

- Độ song song giữa tâm lỗ  với mặt đáy B sai lệch không quá 0,05[mm]. Lỗ  cũng là một trong những lỗ làm việc chính của Hộp, lỗ  có thể là lỗ dùng để lắp trục răng ăn khớp với hệ thống trục tại lỗ ; . Chính vì vậy khi gia công lỗ này cần phảm đảm bảo độ song song của tâm lỗ với mặt đáy B. Nếu trường hợp độ không song song vượt quá giới hạn cho phép thì hệ thống làm việc của các trục sẽ không đảm bảo, nếu là trục răng sẽ dẫn đến hiện tượng mẽ, sứt răng hoặc tạo ra tiếng động rung động khi Hộp làm việc.

- Đảm bảo độ vuông góc giữa các lỗ cơ bản với mặt đối diện sai lệch không quá 0,1[mm]/R. Trên chi tiết Hộp ngoài các lỗ làm việc chính còn có các lỗ cơ bản dùng để định vị nắp hộp, bắt mặt bích nắp hộp, lỗ mắt dầu… Vì vậy, nhằm tạo điều kiện cho việc lắp ráp Hộp nhanh, chính xác thì cần phài đảm bảo độ vuông góc của các lỗ với các mặt đối diện. Vì nếu không đảm bảo độ vuông góc thì khi bắt bulong sẽ bị lệch tâm và rất khó bắt.

- Theo bảng 3-13, trang 185, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1của PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc ta có:

+ Các bề mặt còn lại không gia công có Rz =80.

+ Các kích thước còn lại chế tạo theo cấp chính xác IT15.

1.1.3. Tính công nghệ vật liệu cho chi tiết

- Do chi tiết "Hộp" làm việc với tải trọng không lớn lắm nên vật liệu lựa chọn là Gang xám 15-32 là thỏa mãn yêu cầu.

- Vật liệu là Gang xám 15-32 có tổ chức tế vi: Graphic dạng tấm.

- Thành phần hóa học của Gang xám là hợp kim sắt-cacbon có hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14%.

- Gang xám có cơ tính thấp nên chỉ phù hợp cho những chi tiết làm việc ít chịu lực nhưng lại chịu va đập tốt.

Nhận xét: Như vậy, căn cứ vào:

+ Trang 22, Sách giáo khoa vật liệu và công nghệ cơ khí, PGS.TS Hoàng Tùng, NXB giáo dục.

+ Trang 164, Sách vật liệu kỹ thuật, Nguyễn Van Dán - Nguyễn Ngọc Bá-Trương Văn Trường, NXB ĐHQG.

 Ta thấy tính chất hóa - lý của vật liệu đủ đáp ứng chức năng phục vụ và công nghệ chế tạo của chi tiết.

1.1.4. Độ chính xác và chất lượng bề mặt của chi tiết

- Độ chính xác về chất lượng bề mặt phù thuộc vào kí hiệu Ra, Rz trên bản vẽ chi tiết. Theo tiêu chuẩn VN 2511 - 95, để đánh giá độ nhám bề mặt người ta sử dụng 2 chỉ tiêu sau:

+ Ra: Sai lệch trung bình số học của profin: Là trung bình số học các giá trị tuyệt đối của sai lệch profin (y) trong giới hạn chiều dài chuẩn. Sai lệch profin (y) là khoảng cách từ các điểm trên profin thực đến đường trung bình đo theo phương pháp tuyến với đường trung bình.

-> Như vậy, khối lượng của "Hộp" là: Q=860[grams]=0,86[kg].

Nhận xét: Từ sản lượng hàng năm và trọng lượng của chi tiết, ta căn cứ theo bảng 2.1 ta thấy chi tiết được sản xuất ở dạng: Hàng khối.

CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI

2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi

+ Căn cứ chọn phôi

Chọn phôi người ta thường căn cứ vào những yếu tố sau:

- Vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.

- Kích thước, hình dáng, kết cấu của chi tiết.

- Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết.

- Khả năng đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của các phương pháp chế tạo phôi.

- Hoàn cảnh cụ thể của nhà máy.

+ Yêu cầu khi chọn phôi

- Lượng dư gia công nhỏ nhất.

- Có hình dạng gần giống chi tiết để giảm các nguyên công gia công trên máy

- Có hình dạng đơn giản, phù hợp với điều kiện trang bị công nghệ.

- Rẻ tiền.

Căn cứ vào hình dạng, kích thước, vật liệu của chi tiết "Hộp", căn cứ vào dạng sản xuất là Hàng khối ta có thể dùng các phương pháp tạo phôi sau:

2.1.1. Phôi đúc

a, Phôi đúc trong khuôn cát

+ Ưu điểm

- Phôi là Hộp có hình dạng gần giống chi tiết.

Nhận xét: Qua quá trình phân tích các phương pháp tạo phôi ta nhận thấy: Ở đây chi tiết gia công là Hộp, vật liệu chế tạo là gang xám 15-32. Loại vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp. Với hình dáng và kết cấu của chi tiết tương đối, dạng sản xuất hàng khối, phôi không cần đòi hỏi phải có độ chính xác cao. Mặt khác tính năng làm việc của chi tiết là bình thường. Do vậy dựa vào cơ tính của vật liệu và thỏa mãn được những yêu cầu của chi tiết cần chế tạo ta chọn phương pháp chế tạo phôi là bằng phương pháp đúc trong khuôn cát.

2.2. Thiết kế bản vẽ lồng phôi

2.2.1. Bản vẽ khuôn đúc trong cát

a. Khuôn đúc chi tiết Hộp

Từ việc chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. Hình 2.1 thể hiện khuôn đúc chi tiết Hộp.

b. Yêu cầu kỹ thuật khi đúc

- Chi tiết đúc không bị nứt rỗ các bề mặt quá nhiều.

- Các góc thoát khuôn phải đảm bảo thuận lợi cho quá trình lấy phôi dễ dàng.

- Chi tiết đúc đạt cấp chính xác I.

2.2.2. Các lưu ý khi đúc chi tiết

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

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

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

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

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT HỘP

3.1. Bản vẽ đánh số các bề mặt gia công

Các bề mặt cần gia công của chi tiết Hộp được đánh số và thể hiện trên hình 3.1.

Hình 3.1. Bản vẽ đánh số các bề mặt gia công.

3.2. Xác định đường lối công nghệ

Dựa vào bản vẽ chi tiết và dạng sản xuất thì quy trình công nghệ được xây dựng trên nguyên tắc: Tập trung hoặc phân tán nguyên công. Ở đây ta chọn nguyên tắc phân tán nguyên công. Quy trình công nghệ được chia ra những nguyên công đơn giản.

Ở đây mỗi máy thực hiên một nguyên công nhất định, đồ gá được dùng là đồ gá chuyên dùng sử dụng trên các loại máy vạn năng chuyên dùng.

3.3. Chọn phương án gia công

- Đối với thiết kế chế tạo chi tiết ta có rất nhiều phương án để lập tiến trình công nghệ. Nó tuỳ vào dạng sản xuất điều kiện sản xuất và trình độ công nhân. Do đó khi thiết kế ta cần vận dụng từng điều kiện cụ thể để đưa ra được những phương án cụ thể nhằm đạt đươc những hiệu quả kinh tế và năng xuất lao đông cao nhất.

- Nhiệm vụ chính trong chương này là xác định thứ tự các nguyên công, các bề mặt chi tiết hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan và độ nhám các bề mặt theo yêu cầu đặt ra.

- Cơ sở để lập tiến trình công nghệ là giáo trình Công nghệ chế tạo máy; tập 2 (phần : Quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình) [2]. Khi xác định thứ tự các nguyên công cần chú ý các nguyên tắc sau đây:

+ Nguyên công sau (bước sau) phải giảm được sai số và tăng độ nhám bề mặt của nguyên công trước để lại.

+ Trước hết phải lựa chọn các bề mặt làm chuẩn thô đầu tiên (dựa trên phương pháp chế tạo phôi, 5 nguyên tắc chọn chuẩn thô) để gia công các bề mặt làm chuẩn tinh (bề mặt làm việc quan trọng, có vị trí tương quan với các bề mặt khác, chính xác) cho các nguyên công tiếp theo. Nguyên công gia công cơ đầu tiên rất quan trọng vì nó liên quan đến việc phân bố lượng dư, tương quan vị trí của những bề mặt còn lại.

+ Những nguyên công có khả năng gây biến dạng (lượng dư lớn), khuyết tật bên trong thì nên gia công trước để dễ phát hiện và loại trừ ngay.

+ Các bề mặt còn lại nên gia công theo trình tự sau: bề mặt càng chính xác thì càng được gia công sau.

+ Cuối cùng là gia công bề mặt có độ chính xác cao nhất và có ý nghĩa lớn nhất đối với tính chất sử dụng của chi tiết. Nếu bề mặt này đã được gia công trước thì cuối cùng nên gia công lại.

+ Các lỗ trên chi tiết nên được gia công sau cùng (trừ những lỗ làm chuẩn khi gia công).

+ Không nên gia công thô và tinh bằng phương pháp tự động đạt kích thước trên cùng một máy.

+ Nếu chi tiết cần phải nhiệt luyện nên chi ra quy trình công nghệ ra hai giai đoạn: trước nhiệt luyện và sau nhiệt luyện.

+ Các nguyên công kiểm tra cần được tiến hành sau những nguyên công có khả năng gây nhiều phế phẩm, những nguyên công phức tạp và cuối cùng là tổng kiểm tra.

Do chưa đươc tiếp xúc với thực tế và điều kiện sản xuất nhiều, nên sau khi nghiên cứu bản vẽ chi tiết “Hộp” và dựa vào chương “Công nghệ gia công chi tiết điển hình - chi tiết dạng hộp” trong giáo trình Công nghệ chế tạo máy. Em đã đưa ra phương án xây dựng từng nguyên công mà em cho là hợp lý.

3.3.3. Nhận xét

Qua hai phương án trên, ta nhận thấy rằng với phương án 1 là phương án khả thi nhất. Nên ta chọn phương án 1, đây là phương án mà qua phân tích ta thấy nó có nhiều ưu điểm hơn so phương án còn lại như:

- Trình tự gia công hợp lý.

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

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

- Tổng thời gian toàn bộ cho quy trình công nghệ ít hơn.

3.4. Lập tiến trình công nghệ

Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công là phải đảm bảo được năng suất và độ chính xác yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, số bước và thứ tự các bước công nghệ……..Dưới đây là trình tự thiết kế nguyên công để gia công chi tiết “Hộp”.

3.4.1. Nguyên công I: Phay mặt phẳng đáy B (Mặt B)

a, Lập sơ đồ gá đặt

Sơ đồ gá đặt của nguyên công 1 phay mặt phẳng đáy B được thể hiện như hình 3.2.

Hình 3.2. Sơ đồ nguyên công 1.

b, Phân tích gá đặt

- Mục đích: Phay mặt phẳng đáy B nhằm tạo mặt phẳng chuẩn định vị cho các nguyên công sau.

- Định vị: Chi tiết được định vị hạn chế 5 bậc tự do.

+ Mặt phẳng A: Hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ phẳng.

+ Mặt cạnh bên: Hạn chế 2 bậc tự do bằng mặt trong phía êtô tĩnh.

+ Chốt tỳ phụ W: Tăng độ cứng vững cho chi tiết.

i, Tính thời gian gia công

*Bước 1: Thời gian thực hiện khi khoan 4lỗ Ø5,5[mm]

Ta có:

- Chiều dài gia công: L= 8 [mm].

- Chiều dài ăn dao: Do đây là bước khoan lỗ tịt, nên chiều dài ăn dao là:

              [mm] (chế độ cắt GCCK - trang 205).

- Lượng chạy dao vòng: S = 0,2 [mm/v]

- Số vòng quay: n = 1000 [v/ph]         

Thời gian gia công cơ bản:

               T₀₁ =  = 0,061 [ph].

Vậy, thời gian thực hiện cho bước 1 là:                                                                                                                                                  

               T_B1 = 4.(T₀₁ + 10%T₀₁ + 8%T₀₁ + 3%T₀₁ +5%T₀₁) = 0,33 [ph].

*Bước 2: Thời gian thực hiện khi tarô 4lỗ M6 [mm]

Ta có:

- Chiều dài gia công: L= 7 [mm].

- Chiều dài ăn dao: Do đây là bước tarô lỗ tịt, nên chiều dài ăn dao là:

               L₁ = (1 ÷ 3). bước ren = 1,5 [mm] (chế độ cắt GCCK - trang 211).

- Lượng chạy dao vòng: S = 0,5 [mm/v]

- Số vòng quay: n = 50 [v/ph] 

Thời gian gia công cơ bản:

              T₀₁ =  = 0,34 [ph].

3.4.10. Nguyên công X: Khoan - doa 2 lỗ định vi Ø6 (Mặt 05)

a, Lập sơ đồ gá đặt

Sơ đồ gá đặt của nguyên công 10 khoan - doa 2 lỗ định vi Ø6 được thể hiện như hình 3.11.

Hình 3.10. Sơ đồ nguyên công 9.

b, Phân tích gá đặt

- Mục đích: Gia công khoan - doa 2lỗ Ø6 nhằm đảm bảo yêu cầu lắp ghép của chi tiết. Đây là lỗ định vị giữa hộp với mặt tiếp xúc của chi tiết cơ sở trong quá trình lắp ghép. Với 2 lỗ này sẽ tạo thuận lợi cho quá trình lắp ghép nhanh và chính xác.

- Định vị: Chi tiết được định vị hạn chế 6 bậc tự do.

+ Mặt phẳng B: Hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ phẳng.

+ Mặt lỗ Ø9 bên trái: Hạn chế 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn.

+ Mặt lỗ Ø9 bên phải: Hạn chế 1 bậc tự do bằng chốt trám.

- Kẹp chặt: Chi tiết kẹp chặt bằng mỏ liên động dùng ren vít. Hướng kẹp hướng từ trên xuống mặt định vị theo hướng W.

c, Chọn máy gia công

Dựa vào (trang 220 - sách chế độ cắt gia công cơ), ta chọn máy khoan cần 2A55 có các thông số máy như bảng 3.5.

d, Chọn dụng cụ cắt

- Chọn mũi khoan ruột gà thép gió P18 loại trung bình có thông số:

d = Ø5,90 [mm], L = 100 [mm], (bảng 4 - 40 - trang 319 - sổ tay CNCTM T1).

- Chọn mũi doa chuôi trụ có thống số: d = Ø6 [mm], L = 90 [mm], (bảng 4 - 49 - trang 337 - sổ tay CNCTM T1).

e, Đồ gá gia công và dụng cụ đo

- Dùng đồ gá chuyên dùng khoan - doa có bạc dẫn hướng và thay nhanh.

- Dụng cụ đo: Thước cặp L150, dưỡng đo lỗ.

f, Dung dịch tưới nguội

Dùng dung dịch tưới nguội Emunxi (TL5/53).

g, Lượng dư gia công

Lượng dư gia công là: Ø6 [mm].

h, Tra chế độ cắt

Các bước thực hiện trong nguyên công gồm:

- Bước 1: Khoan lỗ Ø5,90 [mm].

- Bước 2: Doa lỗ Ø6 [mm].

* Bước 1: Chế độ cắt khi khoan 2lỗ Ø5,90 [mm]

- Chiều sâu cắt: t  = 2,95 [mm].

- Lượng chạy dao: S = 0,20 [mm/v], (bảng 5 - 89 - trang 86 - sổ tay CNCTM T2).

- Vận tốc cắt: v = 28 [m/v], (bảng 5 - 90 trang 86 - sổ tay CNCTM T2).

- Số vòng quay của trục chính: Ta chọn số vòng quay theo máy: n = 1000 [v/ph].

- Công suất cắt: N = 2,0 [kW].

* Bước 2: Chế độ cắt khi doa 2lỗ Ø6[mm]

- Chiều sâu cắt: t = 0,05 [mm]

- Lượng chạy dao: S = 0,18 [mm/vòng], (bảng 5 - 115 trang 107 - sổ tay CNCTM T2).

- Vận tốc cắt: v = 5 [m/ph], (bảng 5 - 115 trang 107 - sổ tay CNCTM T2).

- Số vòng quay của trục chính: Ta chọn số vòng quay theo máy: n = 250 [v/ph].

- Công suất cắt: N = 2,0 [kW].

i, Tính thời gian gia công

* Bước 2: Thời gian thực hiện khi doa 2lỗ Ø6 [mm]

Ta có:

- Chiều dài gia công: L = 12 [mm].

- Chiều dài ăn dao: Do đây là bước doa lỗ thông suốt, nên chiều dài ăn dao là:

              [mm] (TK ĐACNCTM - trang 58).

Suy ra:  = 2,15 [mm].

- Chiều dài thoát dao: L₂ = 2 [mm]

- Lượng chạy dao vòng: S = 0,18 [mm/v]

- Số vòng quay: n = 250 [v/ph]          

Thời gian gia công cơ bản là:

                 T₀₂  =  = 0,35 [ph].                                                                                     

Thời gian thực hiện cho bước 3 là:

                 T_B2 = 2.(T₀₂ + 10%T₀₂ + 8%T₀₂ + 3%T₀₂ +5%T₀₂) ≈ 0,90 [ph].

Vậy, thời gian tổng cộng cho nguyên công là:

                 T _Σ = T_B1 + T_B2 = 0,30 + 0,90 = 1,20 [ph].

3.4.11. Nguyên công XI: Kiểm tra

* Bước 1: Kiểm tra độ vuông góc mặt B với tâm lỗ Ø42^+0,025 sai lệch không quá 0,05 [mm].

a, Lập sơ đồ gá đặt

Sơ đồ gá đặt của kiểm tra độ vuông góc mặt B với tâm lỗ Ø42^+0,025 sai lệch không quá 0,05 [mm] được thể hiện như hình 3.11.

Hình 3.11. Sơ đồ kiểm tra bước 1.

b, Phân tích gá đặt

- Mục đích: Xác định các chi tiết đạt và không đạt yêu cầu.

- Đồ gá và dụng cụ đo:

+ Đồ gá: Sử dụng đồ gá kiểm tra, trục kiểm, bàn máp.

+ Dụng cụ đo: Đồng hồ so.

CHƯƠNG 4

TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC NGUYÊN CÔNG

4.1. Khái quát

Lượng dư gia công cơ khí là lớp kim loại cắt gọt thành phoi trong quá trình gia công cơ khí. Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều, đồng thời tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng... dẫn đến giá thành tăng. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để bù vào các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.

Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng hai phương pháp sau đây để xác định lượng dư gia công:

- Phương pháp thống kê kinh nghiệm.

Xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể, nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.

- Phương pháp tính toán phân tích.

Ngược lại, phương pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.

  Vì điều kiện chưa tiếp xúc thực tế nhiều, nên trong đồ án này em chọn phương pháp tính toán phân tích để tính lượng cho nguyên công :

+ Nguyên công phay mặt phẳng A.

+ Nguyên công khoét - doa - vát mép lỗ Ø50^+0,025

4.2. Tính lượng dư cho nguyên công

4.2.1. Tính lượng dư cho nguyên công phay mặt phẳng A

Tính lượng dư cho nguyên công III gia công phay mặt phẳng A đạt 63 [mm]. Phôi đúc cấp chính xác I, khối lượng phôi là 0,86 [kg], kích thước cần đạt là 63 [mm] tương ứng với cấp chính xác 12. Vật liệu phôi là Gang xám 15-32. Các bước công nghệ gồm:

       - Phay thô.

       - Phay tinh.

       - Độ bóng cần đạt: Rz =6,3[mm].

Chi tiết được định vị hạn chế 6 bậc tự do (mặt phẳng đáy B hạn chế 3 bậc tự do bằng 2 phiếm tỳ phẳng, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do). Theo (bảng 10 - trang 39, thiết kế đồ án CNCTM - GS.TS Trần Văn Địch), ta có R_za và T_a của phôi tương đương là: 250 và 350 [mm].

- Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi gia công phay thô

D_max0 = D_min0+ T₀₀ = 64,467 + 3,0=  67,467 [mm].

- Lượng dư trung gian của phôi khi phay thô

Z_max1 = D_max0- D_max1= 67,467 - 64,091= 3,376 [mm].

Z_max1 = D_max1- D_max2= 64,091- 63= 1,091 [mm].

- Lượng dư trung gian của phôi khi phay tinh

Z_min2 = D_min0- D_min1= 64,467 - 63,351 = 1,116 [mm].

Z_min2 = D_min1- D_min2= 63,351 - 62,54 = 0,811 [mm].

g, Kiểm tra kết quả tính toán

Z_min- z_max = 4467 - 1927 = 2540 [mm].

d_ph- d_ct =3000 - 460 = 2540 [mm].

Như vây, kết quả tính toán trùng khớp với kết quả kiểm tra. Do đó quá trình tính toán hoàn toàn hợp lý.

4.2.2. Tính lượng dư cho nguyên công khoét - doa - vát mép lỗ Ø50^+0,025

Ở đây ta tính lượng dư cho nguyên công IV gia công lỗ Ø50^+0,025. Đây cũng là nguyên công thiết kế đồ gá chuyền dùng khoét - doa - vát mép.

Với phôi đúc cấp chính xác I, khối lượng phôi là 0,86 [kg], kích thước cần đạt là Ø50^+0,025 tương ứng với cấp chính xác 7. Vật liệu phôi là Gang xám 15-32. Các bước công nghệ gồm:

- Khoét.

- Doa thô.

- Doa tinh.

- Vát mép.

- Độ bóng cần đạt: Rz = 3,2 [mm].

Chi tiết được định vị hạn chế 6 bậc tự do (mặt phẳng đáy B hạn chế 3 bậc tự do bằng 2 phiếm tỳ phẳng, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do). Theo (bảng 10 - trang 39, thiết kế đồ án CNCTM - GS.TS Trần Văn Địch), ta có R_za và T_a của phôi tương đương là: 250 và 350 [mm].

Lượng dư tối thiểu được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- i: Là bước công nghệ đang thực hiện.

- i_-1: Là bước công nghệ sát trước.

- Cột kích thước giới hạn D_max = nhận được bằng cách làm tròn kích thước tính toán.

      D_min = D_max - d

+ Doa tinh

      D_max = 50^+0,025 [mm].

=> D_min = 50,025 - 0,039= 49,986 [mm].

+ Doa thô

      D_max = 49,995 [mm].

=> D_min = 49,995 - 0,1 = 49,895 [mm].

+ Khoét

       D_max = 49,924 [mm].

 => D_min 49,924 - 0,16 = 49,764 [mm].

CHƯƠNG 5

TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT

Theo yêu cầu của đề tài là tính toán chế độ cắt cho 02 nguyên công, (1 gia công mặt trong, 1 gia công mặt ngoài).Ở đây em chọn 2 nguyên công để tính toán như sau:

- Nguyên công III: Phay mặt A.

- Nguyên công IV: Khoét - doa lỗ Ø42^+0,025 và mép lỗ Ø50^+0,025.

Các nguyên công khác tra bảng chế độ cắt (trong sổ tay công nghệ chế tạp máy 1,2,3).

5.1. Tính chế độ cắt khi phay mặt A

Ở nguyên công này ta chia làm hai lần phay. Phay thô bóc lớp vỏ cứng bề mặt kim loại, sau đó phay tinh.

- Bước 1: Phay thô: t = 2 [mm].

- Bước 2: Phay tinh: t = 0,5 [mm].

5.1.1. Phay thô

a, Chiều sâu cắt

Chiều sâu cắt: t=2 [mm].

b, Lượng chạy dao

Lượng chạy dao: S_Z = 0,23 [mm/răng] (bảng 5 -125 trang 113 - sổ tay CNCTM T2). Suy ra lượng chạy dao vòng: S = S_Z x Z = 0,23 x 8 = 1,84 [mm/v]

c, Vận tốc cắt

Vận tốc cắt được xác định theo công thức:

Với:  K_v =  

Trong đó:

- V: Là vận tốc cắt, [v/pht].

- B: Là chiều rộng phay, là kích thước lớp kim loại được cắt đo theo phương trục dao, [mm].

- D: Là đường kính dao phay, [mm].

- T: Là tưởi thọ của dao.

- t: Là chiều sâu cắt, [mm].

- Z: Là số răng, [răng].

- K_v: Là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể.

CHƯƠNG 6

TIHIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Ở đây em được phân công tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công khoét - doa lỗ Ø42^+0,025, Ø50^+0,025  và vát mép trong lỗ Ø42^+0,025, vát mép ngoài lỗ Ø50^+0,025.

6.1. Nhiệm vụ đồ gá

- Độ định vị phải chính xác.

- Kẹp chặt phải đúng vị trí gá đặt và không làm biến dạng chi tiết cần gia công, dễ dàng thực hiện thao tác và nhanh chóng để có thể tăng năng suất.

- Gá đặt và tháo lắp chi tiết dễ dàng nhanh chóng.

- Đồ gá phải có kết cấu đơn giản, rẻ tiền.

6.2. Nội dung thiết kế

- Nhằm đơn giản quá trình kẹp chặt và gá đặt, giảm sức lao động, giảm khoảng thời gian phụ và tăng năng suất.

- Yêu cầu: Phải đảm bảo yêu cầu của sản phẩm như sau:

+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa lỗ Ø42^+0,025 với lỗ Ø50^+0,025.

+ Độ vuông góc giữ tâm lỗ Ø42^+0,025, Ø50^+0,025 với mặt đáy B.

+ Cấp chính xác. Độ nhám.

6.3. Sơ đồ nguyên lý, thiết kế kết cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá

6.3.1. Sơ đồ nguyên lý

+ Một chốt trụ ngắn định vị ở lỗ Ø9 bên trái khống chế hai bậc tự do.

+ Một chốt trám định vị lỗ Ø9 bên phải khống chế một bậc tự do.

Như vậy, chi tiết đã được định vị hoàn toàn (đủ 6 bậc tự do).

- Qua trình kẹp chặt:

Tất cả được gá trên đồ gá và được kẹp chặt bằng mỏ kẹp liên động với cơ cấu kẹp tháo nhanh bằng đoàn kẹp. Lực kẹp theo hướng W, xiết bằng cơ cấu bulông đai ốc nhằm tạo lực kẹp W lớn hơn lực sinh ra trong quá trình khoét-doa-vát mép (P_z). Như vậy chi tiết đảm bảo về điều kiện kẹp chặt.

6.3.2. Thiết kế kết cấu

Kết cấu của đồ gá được thể hiện như trong bản vẽ A1.

6.3.3. Nguyên lý làm việc của đồ gá.

Sau khi lắp ráp đồ gá hoàn chỉnh ta tiến hành đặt đồ gá lên bàn máy (định vị giữa bàn máy và đồ gá nhờ 2 bulông bắt hai bên của đồ gá). Sau đó dùng lục giác tháo 2 hai bulông chìm M6 (08) và một trong 2 chốt định vị Ø4 (09) ra. Tiếp theo ta dùng tay núm vào tay núm (11) và xoay toàn bộ phiến dẫn (10) sáng phía trái. Ta đưa chi tiết cần gia công vào phiến tỳ phẳng (02) và được định vị nhờ hai chốt (1chốt trụ ngắn (03) và chốt trám (12)), xoay mỏ kẹp liên động vào vị trí cần kẹp chặt chi tiết, ta dùng calê xiết chặt đai ốc M8. Và cuối cùng ta xoay toàn bộ phiến dẫn (10) vào vị trí gia công và định vị cố định nhờ bulông chìm M6 (08), tiến hành đưa dao gia công vào gia công.

Quy trình tháo chi tiết sau khi đã gia công xong thì làm ngược lại.

Vì đồ gá đã định vị cho chi tiết đủ 6 bậc tự do nên ta chỉ cần đặt chi tiết vào đúng vị trí là có thể tiến hành gia công được.

- Mỏ kẹp sẽ nhấn chi tiết xuống khi ta xiết đai ốc đi xuống. Lấy chi tiết ra theo chiều ngược lại.

6.4. Tính toán đồ gá.

Vì khi gia công khoét - doa lỗ Ø42^+0,025, Ø50^+0,025  và vát mép trong lỗ Ø42^+0,025, vát mép ngoài lỗ Ø50^+0,025 được thực hiện trên một lần gá, nên ta chỉ tính toán thiết kế cụ thể cho một bước khoét, còn các bước còn lại tượng tự. Vì bước khoét có chiều sâu cắt lớn, sinh ra moment cắt lớn, có khả năng làm hỏng cấu kiện của đồ gá nên ta cần kiểm nghiệm trong trường hợp này nhằm đảm bảo điều kiện của đồ gá khi gia công.

6.4.1. Tính lực kẹp

Với:

K₀= 1.5 : Là hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp.

K₁= 1.2 : Là hệ số tính đến trường hợp khi dộ bóng thay đổi.

K₂= 1 : Là hệ số tăng lực cắt khi dao mòn.

K₃= 1 : Là hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn.

 K₄= 1: Là hệ số xét đến sai số của cơ cấu kẹp chặt.

K₅= 1: Là hệ số tính đến mức  độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay.

K₆= 1.5: Là hệ số tính momen làm quay chi tiết.

Thay số:

Như vậy, lực kẹp thực tế sẽ là:

            W = .2,7 = 55,68 [KG]

6.4.2. Tính lực kẹp của cơ cấu kẹp

 a, Tính lực xiết của bulông

Lực xiết chặt bulông đai ốc được xác định theo quan hệ dưới hình 6.3.

Suy ra: ε_m = 0,3  = 94,7 [µm] ≈ 0,095 [mm].

- : Là sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá:

 ε_đc = 5÷20 [µmm]. Chọn: ε_dc = 20 [µm] = 0,02[mm]. 

Vậy, sai số chế tạo cho phép của đồ gá là:

 = 25,13 [µm] ≈ 0,025[mm].

b, Kiểm nghiệm

Tương tự, ta có moment uốn của thanh được xác định

            [N.m] = 19,48.10^-6 [Mpa/m²]

Ứng suất pháp lớn nhất.

            _zmax 7,3 [Mpa/m²] = 7,3 [Mpa].

Theo TCVN1766-197 với chi tiết làm bằng thép C40 thì giới hạn bền cho phép là: [[s_b]= 580 [Mpa]>>7,3 [Mpa]. Như vây, chi tiết thiết kế đảm bảo điều kiện bền.

Vẽ biểu đồ moment.

KẾT LUẬN

      Sau một thời gian làm đồ án môn, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: …………………, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

     Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

     Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: …………………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

       Em xin chân thành cảm ơn !

                                                          ………, Ngày….tháng …. năm 20…

                                                             Sinh viên thực hiện

                                                          ………………….

TÀI LIỆU THAM KHẢO

   1. Thiết kế đồ công nghệ chế tạo máy (NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội 1987).

   2. Công nghệ chế tạo máy 2Tập (Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả).

   3. Đồ gá (Lê Văn Tiến - Trần Văn Địch - Trần Xuân Việt).

   4. Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả).

   5. Thiết kế và tính toán máy cắt kim loại (Phạm Đắp và các tác giả).

   6. Sổ tay và Atlas đồ gá (Trần Văn Địch).

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"