LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay một trong những vấn đề quan trọng cần giải quyết là nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất nói chung và sản xuất cơ khí nói riêng. Hiện nay ngành cơ khí trong nước ngày càng phát triển và được chú trọng, thêm vào đó với sự phát triển mạnh của khoa học kỹ thuật, nhất là trong các ngành cơ khí chế tạo máy đòi hỏi sản phẩm tạo ra phải có chất lượng tốt, giá thành rẻ, đáp ứng nhu cầu thị hiếu của khách hàng. Vì vậy đòi hỏi người kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật phải có kiến thức toàn diện, độc lập, sáng tạo, đủ khả năng đảm nhiệm thiết kế chế tạo những sản phẩm cơ khí đạt yêu cầu kỹ thuật cao trong điều kiện sản xuất trong nước với giá thành chế tạo hợp lý nhất.
Đồ án Công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích như vậy, làm đồ án CNCTM là một dịp để học viên củng cố lại kiến thức một cách toàn diện và làm quen với các quy trình công nghệ, là cơ sở cho các ý tưởng sau này, đồng thời phát huy tinh thần độc lập sáng tạo, phương pháp làm việc khoa học
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo my, mà trực tiếp là thầy giáo:……………. đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ để đồ án của tôi được hoàn thành đúng tiến độ và công việc được giao với chất lượng đảm bảo.
Mặc dù đã cố gắng, song do khả năng còn nhiều hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự chỉ bảo, sửa chữa, đóng góp ý kiến của các thầy giáo và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Ngày…..tháng…….năm 20…..
Học viên thực hiện
…………………
PHẦN I: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1.1. PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT.
* Chi tiết “ống suốt bộ điều tốc” là chi tiết dạng trục bậc, rỗng, dùng truyền chuyển động. Quá trình làm việc chi tiết chịu xoắn, cắt,ma sát, mài mòn ...Tải trọng tác dụng thường là tải trọng động(thuộc loại trung bình), hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc thường là không khí, do đó chi tiết có thể bị phá huỷ do bền hoặc mỏi …
* Chi tiết có kích thước khuôn khổ:
+ Chiều dài : 54mm
+ Đường kính lớn nhất : Ơ32mm
+ Đường kính nhỏ nhất: Ơ17mm
* Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng nhỏ.
* Kết cấu của chi tiết gồm 3 khối cơ bản:
Ngoài ra chi tiết còn có một lỗ xuyên dọc chi tiết F12 có cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra=2,5(Cấp 8).Đồng thời có 3 lỗ lệch tâm F5 ở phần thân khối trụ F20.
* Các bề mặt làm việc chủ yếu:
+Mặt trụ F20
+Mặt trụ F17
+Mặt lỗ F12
+ Các mặt vát của thành đoạn bậc.
* Mặt trụ F17 có cấp chính xác IT6 và cấp độ nhám bề mặt Ra=0,63 (Cấp 8)là yêu cầu hợp lý vì nó còn phải lắp ghép với các chi tiết khác.
* Dung sai độ không phẳng giữa hai bề mặt E và F ≥ 0,05 là khá hợp lý để đảm bảo quá trình ổn định của chi tiết khi làm việc (Quay tròn).
* Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa.
* Trang thiết bị sản xuất tuỳ chọn.
* Yêu cầu độ cứng : 40... 45 HRC.
1.2. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA SẢN PHẨM.
* Chi tiết có chiều dài lớn nhất là 54mm, đường kính lớn nhất là F32 và lỗ F12, do đó chi tiết có độ cứng vững cao.
* Chi tiết có yêu cầu độ không phẳng giữa hai mặt E và F là 0,05mm
* Chi tiết dạng trục bậc có lỗ độ dày nhỏ nhất là 2,5mm nên dễ bị biến dạng khi gia công và nhiệt luyện, do đó cần có đồ gá phù hợp cũng như cần phải có bước nắn thẳng chi tiết sau khi nhiệt luyện để chuẩn bị cho bước gia công tinh.
* Để gia công 3 lỗ F5 ta tiến hành nguyên công khoan. Để đảm bảo khoan lỗ vuông góc với đường tâm ta sử dụng đồ gá chuyên dùng và hạn chế bằng 6 bậc tự do.
1.3. PHÂN TÍCH VẬT LIỆU VÀ CHỌN PHÔI.
1.3.1. Phân tích vật liệu.
Khi tiến hành chọn vật liệu phôi người ta thường căn cứ vào:
+ Dạng sản xuất.
+ Điều kiện làm việc của chi tiết.
Nhằm mục đích cho chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất.
Yêu cầu vật liệu phải có:
+ Cơ tính tổng hợp (Giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mòn . . .)
+ Tính công nghệ tốt (Tính cắt gọt, tính gia công áp lực, tính hàn …)
Do đặc điểm làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai.Vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết dạng trục này bao gồm thép Cacbon như thép 35,40,45; thép hợp kim như thép Crôm, Crôm-niken; 40X, …hoặc bằng gang có độ bền cao.
1.3.2. Chọn phôi.
Để chế tạo chi tiết ống suốt bộ điều tốc có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau:
+ Phôi thanh.
+ Phôi đúc (đúc trong khuôn cát hoặc đúc trong khuôn kim loại).
+ Phôi cán có profin đơn giản.
+ Phôi rèn tự do.
+ Phôi dập.
Sau đây ta xem xét đặc điểm của từng loại phôi :
a. Phôi thanh:
- Ưu điểm :
+ Không cần phải chi phí gia công chế tạo phôi .
+ Phù hợp chi tiết dạng trục trơn .
+ Chế tạo chi tiết nhanh .
- Nhược điểm :
+ Hệ số sử dụng kim loại thấp .
+ Quy trình công nghệ gia công chi tiết dài do đó tổn hao (Máy, dao, nguyên công) làm tăng chi phí sản xuất .
+ Chất lượng sản phẩm thấp .
- áp dụng :
Thường chế tạo chi tiết dạng trục trơn hoặc trục bậc chênh lệch ít .
Dạng sản xuất thường dùng : đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ .
b. Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại ):
* Phôi đúc trong khuôn cát :
- Ưu điểm :
+ Có thể chế tạo phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
+ Quá trình công nghệ đơn giản .
+ Trang thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít .
- Nhược điểm :
+ Tốn kim loại bởi hệ thống rót, đậu ngót đậu hơi .
+ Sản phẩm có nhiều khuyết tật, chất lượng bề mặt, cơ tính thấp, lượng dư gia công lớn .
+ Độ chính xác của phôi thấp .
+ Hệ số sử dụng kim loại trung bình .
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc .
* Phôi đúc trong khuôn kim loại :
- Ưu điểm :
+ Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
+ Độ chính xác cao .
+ Hệ số sử dụng kim loại cao .
+ Năng suất cao .
- Nhược điểm :
+ Chế tạo khuôn phức tạp .
+ Giá thành cao .
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
c. Phôi cán có profin đơn giản:
- Ưu điểm :
+ Phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
+ Hệ số sử dụng kim loại cao .
+ Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
+ Năng suất cao .
+ Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá .
- Nhược điểm :
+ Đòi hỏi đầu tư máy móc làm kinh phí đầu tư lớn .
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt .
d. Phôi rèn tự do :
- Ưu điểm :
+ Phương pháp đơn giản .
+ Sản phẩm có cơ tính tốt (Tốt hơn đúc) .
+ Hệ số sử dụng kim loại trung bình .
- Nhược điểm :
+ Lao động nặng nhọc .
+ Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào thể lực và trình độ công nhân
+ Độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp .
+ Năng suất thấp .
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc và trong sửa chữa .
e. Phôi dâp:
- Ưu điểm :
+ Năng suất cao .
+ Phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
+ Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
+ Hệ số sử dụng kim loại cao .
+ Thao tác đơn giản quy trình công nghệ ít .
+ Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá .
- Nhược điểm :
Chi phí đầu tư khuôn và máy lớn .
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
f. 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.
+ Kinh tế nhất.
Mục đích cuối cùng là tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt và giá thành rẻ nhất.
Căn cứ vào điều kiện làm việc, vật liệu, cơ tính và dạng sản xuất của chi tiết ta chọn phôi cán có profin đơn giản. Phương pháp chế tạo phôi là cán nón.
1.3.3. Chế tạo phôi.
Do vật liệu ban đầu là phôi cán nóng, nên để chuẩn bị cho các bước gia công sản phẩm phải tiến hành gia công chuẩn bị phôi. Lý do cần thiết phải gia công chuẩn bị phôi là:
+ Phôi được chế tạo ra có chất lượng bề mặt thường xấu so với yêu cầu như xù xì, rỗ, lớp bề mặt chai cứng, … tình trạng đó của phôi liệu làm cho dụng cụ cắt bị hỏng, mòn nhanh, chế độ cắt khi gia công bị hạn chế nhiều, đồng thời dễ sinh va đập, rung động làm cho độ chính xác ban đầu của máy gia công giảm nhanh, chóng hỏng.
+ Về hình dáng hình học, phôi có nhiều sai lệch so với yêu cầu của chi tiết như ô van, độ cong vênh, …
+ Đối với phôi cán cần phải nắn thẳng trước khi đưa lên máy để gia công, cũng như cần cắt thành từng đoạn phù hợp với chiều dài của chi tiết hoặc để dễ gá đặt trên máy.
Quá trình gia công chuẩn bị phôi thường tiến hành theo các bước:
+ Làm sạch phôi.
+ Nắn thẳng phôi.
+ Gia công phá.
+ Gia công lỗ tâm làm chuẩn phụ.
Tất nhiên trong quá trình sản xuất không nhất thiết phải tiến hành toàn bộ các bước trên, mà chỉ cần thực hiện một số trong đó cũng được, phù hợp với điều kiện sản xuất.
PHẦN II. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHE.
Chúng ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công.
Trong thực tế có hai phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển của ngành chế tạo máy, đó là phương pháp tập trung nguyên công và phương pháp phân tán nguyên công.
2.2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ.
Khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất. Trong đó mỗi nguyên công được thực hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi xác định các phương pháp gia công cho các bề mặt thường căn cứ vào các đặc điểm sau:
+ Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia công và phạm vi gá đặt phôi trên máy thực hiện phương pháp gia công đó.
+ Độ chính xác có thể đạt được của phương pháp gia công.
+ Điều kiện sản xuất thực tế ở đơn vị .
Phương pháp gia công các bề mặt như sau:
2.2.1. Gia công các bề mặt trụ F32, F20, F17.
+ Các phương pháp gia công chủ yếu: tiện, mài . . .
+ Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt đạt cấp 6 (Ra=2,5), riêng bề mặt trụ F17 có yêu cầu cấp độ nhám bề mặt đạt cấp 8 (Ra=0,63). Sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng một cấp còn cấp độ nhám giảm một cấp.
+ Chọn các bước gia công:
Tiện thô -> Tiện tinh -> Nhiệt luyện -> Tiện sau nhiệt luyện.
2.2.2. Gia công lỗ F12.
+ Các phương pháp gia công chủ yếu: tiện, khoan, khoét, doa, chuốt, mài …
+ Yêu cầu kỹ thuật: Cấp chính xác IT6, cấp độ nhám bề mặt Ra=2,5 và sau khi nhiệt luyện cấp chính xác tăng một cấp còn cấp độ nhám giảm một cấp.
+ Chọn các bước gia công:
KhoanàDoa tinhàNhiệt luyện.
2.2.2. Gia công các mặt đầu, mặt bậc.
+ Các phương pháp gia công chủ yếu: Tiện , phay …
+ Yêu cầu kỹ thuật: Cấp chính xác IT6, cấp độ nhám bề mặt Ra=2,5.
Vê tròn các cạnh sắc.
+Chọn các bước gia công : Tiện thô à Tiện tinhà Nhiệt luyện.
2.2.2. Gia công các rãnh thoát, các cạnh vát mép.
+ Phương pháp gia công chủ yếu: Tiện.
+ Yêu cầu kỹ thuật: Rãnh R=0,5 sâu 0,5. Các cạnh vát mép 1x450.
+ Chọn các bước gia công: Tiện thô à Tiện tinh à Nhiệt luyện.
2.2.2. Gia công 3 lỗ F5.
+ Các phương pháp gia công chủ yếu: Khoan, khoét, doa …
+ Yêu cầu kỹ thuật: Cấp chính xác IT6, sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám giảm một cấp.
+ Chọn các bước gia công: Khoan à Doa à Nhiệt luyện.
2.2.2. Cấu trúc các nguyên công.
+ Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, Gia công lỗ F12,
Tiện cắt đứt.Vát mép .
+ Nguyên công 2: Tiện mặt đầu, vát mép lỗ.
+ Nguyên công 3: Tiện thô các mặt trụ F32, F20, F17.
+ Nguyên công 4: Tiện tinh các mặt trụ F32, F20, F17, tiện rãnh.
+ Nguyên công 5: Gia công 3 lỗ F5.
+ Nguyên công 6: Nhiệt luyện.
+ Nguyên công 7: Tiện tinh sau nhiệt luyện.
+ Nguyên công 8: Mài mặt trụ F17.
2.3. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.
2.3.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan và doa lỗ F12, Tiện cắt đứt, tiện vát mép .
a. Chọn chuẩn thô: Bề mặt trụ ngoài phôi .
b. Đồ gá: Mâm cặp ba chấu tự định tâm .
c. Định vị:
+ Định vị mặt trụ F35 (Của phôi) bởi mặt trụ của mâm cặp ba chấu-Hạn chế hai bậc tự do.
+ Định vị mặt đầu F35 bởi mặt đầu của mâm cặp ba chấu- Hạn chế 3 bậc tự do.
d. Kẹp chặt : Phôi được kẹp chặt bởi lực kẹp của mâm cặp ba chấu.
e. Thiết bị công nghệ :
+ Máy tiện vạn năng 1A616.
+ Đường kính gia công lớn nhất : 320 mm.
+ Công suất động cơ chính 4KW.
f. Chọn dụng cụ:
+ Dao tiện:
* Dao tiện mặt đầu: tra bảng 4-4 [3-1] chọn dao tiện ngoài thân cong gắn các mảnh thép gió có các thông số hình học như sau:
H =16 mm ; B = 10 mm ; L = 100 mm ; m = 6 mm.
a=10 mm ; r = 0,5 mm.
* Dao tiện cắt đứt : tra bảng 4.10- [3.1] chọn dao tiện cắt đứt bằng thép gió có các thông số cơ bản sau:
H =16 mm ; B = 10 mm ; L = 100 mm ; l = 30 mm.
a=4 mm ; r = 0,2 mm.
Vật liệu phần cắt T15K6, Vật liệu phần thân dao : thép C45.
Tuổi bền dụng cụ :T = 60 ph.
+ Dụng cụ gia công lỗ F12:
* Mũi khoan: Chọn mũi khoan ruột gà
Vật liệu phần cắt bằng thép gió.
Kích thước dao :D*L*l =11,80*195*128
Tuổi bền dao: T = 45 ph(Bảng 5.30 - [3-2]
* Mũi Doa: Chọn mũi doa liền khối, chuôi côn bằng hợp kim cứng.
Kích thước dao: D*L*l = 12,0*150*22
Tuổi bền dao : T = 40 ph.
+ Dụng cụ đo: Pan me đo trong, thước kẹp, thước dài, bộ lấy dấu…
g. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
+ Số lần gá : 01 lần.
+ Các bước :
- Bước 1: Tiện mặt đầu.
- Bước 2: Tiện vát mép.
- Bước 3: Khoan lỗ F12.
- Bước 4: Doa lỗ F12.
- Bước 5: Tiện cắt đứt.
h. Sơ đồ gia công :
2.3.2. Nguyên công 2: Tiện mặt đầu, vát mép lỗ F12.
a. Chuẩn gia công: Bề mặt trụ ngoài.
b. Đồ gá : Mâm cặp ba chấu tự định tâm.
c. Định vị:
+ Định vị mặt trụ F35 (Của phôi) bởi mặt trụ của mâm cặp ba chấu-Hạn chế 2 bậc tự do.
+ Định vị mặt đầu F35 bởi mặt đầu của mâm cặp ba chấu- Hạn chế 3 bậc tự do.
d. Kẹp chặt : Phôi được kẹp chặt bởi lực kẹp của mâm cặp ba chấu.
e. Thiết bị công nghệ :
+ Máy tiện vạn năng 1A616.
+ Đường kính gia công lớn nhất : 320 mm.
+ Công suất động cơ chính 4KW.
f. Chọn dụng cụ:
+ Dao tiện:
* Dao tiện mặt đầu, vát mép : tra bảng 4-4 [3-1]chọn dao tiện ngoài thân cong gắn các mảnh thép gió có các thông số hình học cơ bản sau:
H =16 mm ; B = 10 mm ; L = 100 mm ; m = 6 mm.
a=10 mm ; r = 0,5 mm.
Vật liệu phần cắt T15K6, Vật liệu phần thân dao : thép C45.
Tuổi bền dụng cụ :T = 60 ph.
+ Dụng cụ đo :Thước cặp 1/20,thước dài, bộ lấy dấu.
g. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
+ Số lần gá : 01.
+ Các bước :
- Bước 1: Tiện mặt đầu.
- Bước 2 : Tiện vát mép lỗ F12.
h. Sơ đồ gia công :
Hình 2 : Nguyên công 2.
2.3.3 Nguyên công 3: Tiện thô các mặt trụ F32, F20, F17.
a. Chuẩn gia công: Hai bề mặt côn của lỗ F12.
b. Đồ gá : Hai mũi tâm lớn khống chế 5 bậc tự do.
c. Định vị : Chuẩn định vị là hai lỗ mặt đầu.
+ Mũi tâm lớn phía trước khống chế 2 bậc tự do.
+ Mũi tâm lớn có khía rãnh phía sau(ụ máy) khống chế 3 bậc tự do.
d. Kẹp chặt: Phôi được kẹp chặt bởi lực ép hai đầu của hai mũi tâm.
e. Thiết bị công nghệ:
+ Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 (Bảng P6-[2]).
+ Công suất động cơ chính 4KW.
f. Dụng cụ:
* Dụng cụ đo: thước cặp 1/20, thước dài, bộ lấy dấu . . .
* Dụng cụ cắt:
- Dao tiện mặt ngoài F32, F20, F17.
+ Tra bảng 4.6- [3.1] Chọn dao tiện ngoài phải thân cong có góc nghiêng chính 900
+ Lưỡi cắt gắn mảnh thép gió,vật liệu phần thân dao C45.
+ Kích thước dao: H=16mm ; B=10mm ; L = 100mm ;n = 4mm
L = 12mm ; R = 0,5mm.
+ Tuổi bền của dao: T=60ph.
g. Số lượng và trình tự các bước công nghệ:
- Số lần gá: 01
- Các bước:
+ Bước 1: Tiện thô mặt trụ F32.
+ Bước 2: Tiện thô mặt trụ F20.
+ Bước 3: Tiện thô mặt trụ F17.
+ Bước 4: Vát mép 1x450.
h. Sơ đồ gia công:
Hình 3: Nguyên công 3.
2.3.4 Nguyên công 4: Tiện tinh các mặt trụ F32, F20, F17, tiện rãnh.
Thứ tự và dụng cụ tương tự như nguyên công 3 nhưng với lượng dư nhỏ hơn.
a. Dụng cụ tiện rãnh: thiết kế dao tiện rãnh bằng thép gió, có góc lượn đầu dao là 0,5mm.
b. Sơ đồ gia công :
Hình 4: Nguyên công 4.
2.3.5 Nguyên công 5: Gia công 3 lỗ F5.
a. Đồ gá: Đồ gá chuyên dụng có đầu phân độ.
b. Định vị:
+ Định vị mặt trụ trong F12 bởi mặt trụ ngoài của chốt trụ ngắn- Hạn chế 2 bậc tự do.
+ Định vị mặt đầu F32 bởi mặt đầu của chốt trụ- Hạn chế 3 bậc tự do.
+ Định vị mặt trụ bằng khối V nhỏ-Hạn chế 1 bậc tự do (Chống xoay).
c. Kẹp chặt: Phôi được kẹp chặt bởi kẹp của bulong và đai ốc.
d. Thiết bị công nghệ: Đồ gá
+ Máy khoan đứng 2H118 (Bảng P6.2-[2])
+ Công suất động cơ chính 1,5KW.
e. Dụng cụ:
+ Dụng cụ đo: Bộ lấy dấu,…
+ Dụng cụ cắt:
* Mũi khoan : Chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ (Bảng 4.41-[3.1]).
* Vật liệu phần cắt: P18 (Mài một lưỡi cắt )
* Kích thước dao : L* l = 132 * 87 (Kiểu I)
* Tuổi bền của dao :T = 15 ph.
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ:
+ Số lần gá :04.
+ Thứ tự các bước :
* Lần gá 01:
- Bước 1: Khoan lỗ F5 thứ nhất.
- Bước 2: Doa lỗ F5 thứ nhất.
* Lần gá 02:
- Bước 1: Khoan lỗ F5 thứ hai.
- Bước 2: Doa lỗ F5 thứ hai.
* Lần gá 03:
- Bước 1: Khoan lỗ F5 thứ ba.
- Bước 2: Doa lỗ F5 thứ ba.
g. Sơ đồ gia công :
Hình 5: Nguyên công 5.
2.3.6. Nguyên công 6: Nhiệt luyện đạt HRC 40…45.
2.3.7. Nguyên công 7: Tiện tinh các bề mặt trụ sau nhiệt luyện.
2.3.8. Nguyên công 8: Mài mặt trụ F17 với yêu cầu Ra = 0,63.
a. Đồ gá: Trục gá đàn hồi.
b. Định vị:
+ Định vị mặt trong F12 bởi đường kính ngoài của đĩa đàn hồi- Hạn chế hai bậc tự do.
+ Định vị mặt đầu F32 bởi đĩa tựa của trục gá đàn hồi- Hạn chế ba bậc tự do.
c. Kẹp chặt: Phôi được kẹp chặt bởi lực kẹp của bulong và đai ốc.
d.Thiết bị công nghệ:
+ Máy mài tròn 3B110 (Bảng P6.5 – [2])
+ Công suất động cơ chính :1,5 KW.
e. Dụng cụ:
+ Dụng cụ đo: Pan me, đồng hồ đo, …
+ Dụng cụ cắt :Đá mài.
- Chọn đá mài ÐÐ (Bảng 4.169 – [3.1])
- Vật liệu mài :Corun đông điện trắng.
- Độ hạt :chọn loại có độ hạt khoảng 40 (Bảng 4.166-[3.1])
- Chất kết dính :Kêramit (Chất kết dính vô cơ-gốm)
- Độ cứng đá mài: Mềm vừa(CM1 or CM2)
- Tổ chức của đá mài: Số hiệu cấu trúc 5, tỷ lệ thể tích vật liệu mài 52%. (Bảng 4.167 – [3.1])
- Cấp độ chính xác của đá mài : cấp (Mài được các cấp )
- Hình dạng đá mài :D*H*d = 22*25*8,0.
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ:
+ Số lần gá: 01
- Các bước : Mài mặt trụ F17.
g. Sơ đồ gia công :
Hình 6: Nguyên công 7.
2.4. XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO CÁC BỀ MẶT.
Khi xác định lượng dư gia công cho các bề mặt cần phải căn cứ vào:
+ Vật liệu chi tiết.
+ Phôi và phương pháp chế tạo phôi.
+ Tiến trình công nghệ gia công bề mặt.
+ Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt.
+Kích thước và yêu cầu kỹ thuật với bề mặt gia công.
Bảng xác định lượng dư gia công cho các bề mặt gia công.
Nguyên công | Bước | Nội dung các bước | Lượng dư (mm) | Ghi chú |
I. | 1 | - Tiện mặt đầu. | 2,0 | |
2. | - Khoan lỗ Ơ12. | 6 | |
3. | - Doa lỗ Ơ12. | 0,1 | |
4. | - Vát mép lỗ Ơ12. | | |
5. | - Tiện cắt đứt. | 3,0 | |
II. | 1. | - Tiện mặt đầu. | 0,7 | |
2. | - Vát mép lỗ Ơ12. | | |
III. | 1. | - Tiện thô mặt trụ Ơ32. | 1,25 | |
2. | - Tiện thô mặt trụ Ơ20. | 7,25 | |
3. | - Tiện thô mặt trụ Ơ17. | 8,90 | |
IV. | 1. | - Tiện tinh mặt trụ Ơ32. | 0,25 | |
2. | - Tiện tinh mặt trụ Ơ20. | 0,25 | |
3. | - Tiện tinh mặt trụ Ơ17. | 0,10 | |
4. | - Tiện rãnh 0,5 sâu 0,5. | | |
5. | - Vát mép các mặt đầu. | | |
V. | 1. | - Khoan lỗ Ơ5 thứ nhất. | 2,5 | |
2. | - Doa lỗ Ơ5 thứ nhất. | 0,1 | |
3. | - Khoan lỗ Ơ5 thứ hai. | 2,5 | |
4. | - Doa lỗ Ơ5 thứ hai. | 0,1 | |
5. | - Khoan lỗ Ơ5 thứ ba. | 2,5 | |
6. | - Doa lỗ Ơ5 thứ ba. | 0,1 | |
VI. | 1. | - Nhiệt luyện bề mặt . | | |
VII. | 1. | - Tiện tinh các bề mặt trụ sau nhiệt luyện. | 0,2 | |
VIII. | 1. | - Mài bề mặt trụ Ơ17 . | 0,3 | |
2.5. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC BỀ MẶT GIA CÔNG.
Xác định chiều sâu cắt t dựa trên kết quả tính lượng dư gia công.
Từ kích thước dao, phôi và vật liệu phôi, căn cứ vào các bảng tra trong [3] ta có lượng chạy dao S.
Căn cứ vào chiều sâu cắt t, lượng chạy dao S, tra theo bảng trong [3] ta được tốc độ cắt V. Từ công thức 
, ta xác định được số vòng quay n, đối chiếu với số vòng quay của máy ta chọn được số vòng quay cho bước gia công.Công suất yêu cầu khi tiện tra trong [3.2] .
I.1- Tiện mặt đầu. | 1,0 | 0,5 | 400 | 2,5 | 1,6 |
I.2- Khoan lỗ Ơ12. | 3 | 0,20 | 100 | 1 | |
I.3- Doa lỗ Ơ12. | 0,05 | 1,2 | 400 | 2 | |
I.4- Vát mép lỗ Ơ12. | | | 400 | 2,5 | 1,6 |
I.5- Tiện cắt đứt. | 1,5 | 0,5 | 400 | 2,5 | 1,6 |
II.1- Tiện mặt đầu. | 0,8 | 0,2 | 400 | 2,5 | 1,6 |
II.2- Vát mép lỗ Ơ12. | | | | 2,5 | 1,6 |
III.1- Tiện thô mặt trụ Ơ32. | 1,25 | 0,5 | 400 | 2,5 | 1,6 |
III.2- Tiện thô mặt trụ Ơ20. | 1,0 | 0,5 | 400 | 2,5 | 1,6 |
III.3- Tiện thô mặt trụ Ơ17. | 1,5 | 0,5 | 400 | 2,5 | 1,6 |
IV.1- Tiện tinh mặt trụƠ32. | 0,25 | 0,15 | 450 | 1,1 | 1,5 |
IV.2- Tiện tinh mặt tru Ơ20. | 0,25 | 0,15 | 450 | 1,1 | 1,5 |
IV.3- Tiện tinh mặt trụƠ17. | 0,10 | 0,10 | 450 | 1,1 | 1,5 |
IV.4- Tiện rãnh 0,5 sâu 0,5. | 0,25 | 0,2 | 450 | 1,1 | 1,5 |
IV.5- Vát mép các mặt đầu. | | | 450 | 2,5 | 1,6 |
V.1- Khoan lỗ Ơ5 thứ 1. | 2,5 | 0,25 | 100 | 1 | 0,66 |
V.2- Doa lỗ Ơ5 thứ 1. | 0,05 | 1,2 | 250 | 2 | |
V.3- Khoan lỗ Ơ5 thứ 2. | 2,5 | 0,25 | 100 | 1 | 0,66 |
V.4- Doa lỗ Ơ5 thứ 2. | 0,05 | 1,2 | 250 | 2 | |
V.5- Khoan lỗ Ơ5 thứ 3. | 2,5 | 0,25 | 100 | 1 | 0,66 |
V.6- Doa lỗ Ơ5 thứ 3. | 0,05 | 1,2 | 250 | 2 | |
VI. – Nhiệt luyện . | | | | | |
VII.- Tiện tinh các bề mặt trụ sau nhiệt luyện. | 0,1 | 1,25 | 450 | 1,0 | 1,5 |
VIII.- Mài bề mặt trụ Ơ17 | 0,015 | 0,005 | 260 | 2,1 | 1,69 |
PHẦN 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
Đồ gá khoan được dùng trên máy khoan để xác định vị trí tương quan giữa phôi và dụng cụ cắt, đồng thời kẹp chặt phôi để gia công lỗ như khoan, khoét, doa. . .nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác gia công, đồng thời giảm nhẹ sự căng thẳng cũng như cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, không cần bậc thợ cao…
3.1. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN 3 LỖ LỆCH TÂM.
3.1.1. Xác định máy.
- Dùng máy khoan đứng 2H118.
- Các thông số cơ bản của máy:
+ Đường kính lớn nhất khoan được: 18
+ Lực chạy dao lớn nhất: 5600 N.
+ Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới bàn máy:50-650
+ Số cấp tốc độ:9
+ Tốc độ quay trục chính:180-2800vg/ph.
+ Số lượng chạy dao: 6.
+ Lượng chạy dao của trục chính: 0,1-0,56 mm/vg.
+ Kích thước bàn máy : 320x360.
D= 14 ; E= 180.
+ Số rãnh trên bàn máy: 02.
+ Công suất động cơ chính: 1,5 KW.
3.1.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.
a. Định vị :
- Định vị mặt trụ trong Ơ12 bởi mặt trụ trong của chốt trụ ngắn- Hạn chế hai bậc tự do.
- Định vị mặt đầu Ơ32 bởi mặt đầu của chốt trụ –Hạn chế ba bậc tự do.
- Khi gia công các lỗ tiếp theo, lò xo và bi định vị đĩa phân độ - Hạn chế một bậc tự do (Chống xoay).
b. Kẹp chặt: Phôi được kẹp chặt bởi lực kẹp của bulong và đai ốc(Lực kẹp của cơ cấu kẹp ren vít khi ta vặn tay vặn).
3.1.3. Xác định lực kẹp cần thiết.
Khi khoan xuất hiện Mômen xoắn Mc, lục chiều trục P0. Tuy nhiên Mômen xoắn không làm xoay chi tiết quanh trục mà chỉ làm chi tiết thêm kẹp chặt. Trên sơ đồ ta nhận thấy lực chiều trục Po xu hướng làm chi tiết bị trượt. Khi đó để chi tiết không bị trượt thì lực Ma sát do lực kẹp Wvà do Mô men xoắn Mc gây ra phải thắng lực chiều trục P0 .
Phương trình cân bằng lực :
P0*k = (W + Mc / d ) *(f1 +f2 )
Þ W = 
(*)
Trong đó:
+ d - Đường kính dao khoan
+ P0 - Lực chiều trục, tính bởi: 
.
Với Cp = 68 ; q = 1,0 ; y = 0,7 ; d = 4,6mm (Đường kính dao khoan)
Thay vào ta có P = 10* 68* 4,61,0 * 0,090,7 * 0,8= 463,8 N
+ Mc – Momen xoắn, tính bởi : 
.
Với CM = 0,0345 ; q = 2,0 ; y = 0,8.
Thay vào ta có Mc = 10* 0,0345* 4,62,0 * 0,090,8 * 0,8 = 0,85 Nm.
+ f1 - Hệ số ma sát giữa miếng kẹp và chi tiết : chọn f1 = 0,15
+ f2 - Hệ số ma sát giữa mặt chuẩn của chi tiết và đồ định vị .
chọn f2 = 0,15 .
+ K - Hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
+ K0 - Hệ số an toàn tính cho tất cả các trường hợp : K0 = 1,5.
+ K1 - Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi. K1= 1,2.
+ K2 - Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn : chọn K2= 1,15.
+ K3 - Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn : K3= 1,2.
+ K4 - Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt : K4= 1.
+ K5- Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay. Chọn:
K5= 1.
+ K6 - Hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết : K6= 1.
- Thay số vào ta có : K=2,484 .
- Thay các giá trị :
+ P0 = 463,8 N .
+ Mc = 0,85 Nm .
+ f1 = 0,15; f2 = 0,15
+ K=2.484
Vào công thức trên ta có:
W = 
= 3840,08 (N)
Sơ đồ kết cấu đồ gá như trên hình vẽ:
Hình 7: Sơ đồ kết cấu đồ gá.
3.1.4. Chọn đường kính Bulong.
Gọi db là đường kính bulong, cần xác định, cần phải thoả mãn điều kiện bền:
db = C. 
Trong đó:
+ C = 1,4 (Với ren cơ bản hệ mét)
+ [ĩ]n = 8 KG/mm2 = 80 N/mm2 (Ứng suất nén giới hạn của vật liệu làm bulong, chọn C45)
+ W = 3840,08 N
→ db = 1,4.
= 9,69 mm
Ta chọn : d = 10mm, tra bảng [5] ta có bước ren : p =1,25.
3.1.5. Tính sức bền cho bulong kẹp.
Trong quá trình làm việc bulong kẹp trong đồ gá có thể chịu kéo, nén, uốn, xoắn … từ đó sinh ra các dạng hư hỏng thường gặp như bị cong, nứt thân bulong, bị đứt các đường ren. Để đảm bảo cho bulong kẹp đủ bền ta phải tính toán bền cho bulong.
a. Nghiệm bền theo ứng suất tương đương :
Trong quá trình làm việc bulong chịu nén, uốn, xoắn, dựa trên các công thức tính sức bền vật liệu ta có:
ĩtd 
[ĩ] ĩtd = 1,3.ĩ (ĩ là ứng suất kéo hoặc nén của bulong khi làm việc.)
ĩ = 
→ ĩtd = 1,3.
[ĩtd]
→ d 
= 8,91 mm
→ So sánh với kết quả tính toán ở trên (d = 10mm) thấy thoả mãn.
b. Nghiệm bền theo hệ số an toàn :
Trong quá trình làm viêc, bulong chịu uốn nếu phần làm việc của bulong quá dài .Điều kiện nghiệm bền khi thân bulong chịu uốn dọc trục:
n = 
, trong đó : Pth= PE=
=53829,9N
Ptt = W = 3840,08 N ; Jmin= 
= 490,87 mm4.
E = 2,5.105 N/mm2 ; L = 150 mm ; ì = 1.
Thay vào d
= 13,32 mm.
→ So sánh với kết quả tính toán ở trên (d = 10mm) thấy thoả mãn.
3.1.6. Tính sai số gá đặt.
Sai số gá đặt là sai số của phôi khi nó bị lệch so với yêu cầu của đồ gá. Sai số gá đặt được xác định theo biểu thức :
gd = 
[gd] = 
(*)
[gd] = = 60
150 ìm.
Trong đó :
+ c - Sai số chuẩn.
+ kc - Sai số kẹp chặt.
+ dg- Sai số đồ gá.
a. Sai số chuẩn: Vì bề mặt định vị trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn c = 0.
b. Sai số kẹp chặt: sai số kẹp chặt sinh ra do lực kẹp chặt của đồ gá và được tính bởi công thức:
ekc=
.
Trong đó:
+ kRz = 0,004.
+ RZ = 40 ìm.
+ KHB = -0,0016.
+ Ct = 0,4 + 0,012.F = 1,36.
+ n = 0,7.
+ m = 0,7.
+ F = 80mm2.
→ ekc = 19,89ìm.
c. Sai số đồ gá:
Sai số đồ gá được xác định theo công thức sau:
edg = 
Trong đó:
ect : Sai số chế tạo, tính bởi : 
Với d =300 mm Þ 
= 80mm.
= 11,67mm.
Chọn ect = 10mm.
em : Sai số mòn, tính bởi : em =
,
với 
, N =8000(Số lượng chi tiết được gá đặt.)
→ em = 28,9 mm.
edc : Sai số điều chỉnh, chọn edc = 10mm.
Thay các giá trị vừa xác định vào công thức tính edg,
ta có edg = 32,17mm.
Thay các giá trị tính được vào (*) ta có : gd =37,82 ìm.
So sánh với [gd] thấy thoả mãn điều kiện : gd [gd].
3.1.7. Cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu dẫn hướng và kết cấu đồ gá :
Thể hiện trên bản vẽ đồ gá.
3.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỒ GÁ.
Đồ gá dùng để thực hiện nguyên công khoan, nguyên lý gá đặt như sau:
3.2.1. Định vị.
- Định vị mặt trụ trong Ơ12 bởi mặt trụ ngoài của chốt trụ ngắn- Hạn chế 2 bậc tự do.
- Định vị mặt đầu Ơ32 bởi mặt đầu của chốt trụ- Hạn chế 3 bậc tự do.
- Khi gia công các lỗ tiếp theo, lò xo và bi định vị đĩa phân độ - Hạn chế một bậc tự do (Chống xoay).
3.2.2. Kẹp chặt.
Phôi được kẹp chặt bởi lực kẹp của bulong và đai ốc.
3.2.3. Hoạt động.
- Đặt chi tiết lên đồ gá, định vị chi tiết bằng mặt đầu và mặt trụ trong của chốt trụ ngắn 1 (Hạn chế 5 bậc tự do), đồng thời bi và lò xo của cơ cấu phân độ hạn chế nốt bậc tự do còn lại (Chống xoay). Sau đó vặn chặt bulong 8 để kẹp chặt chi tiết vào chốt trụ ngắn 1,tiếp theo ta vặn chặt đai ốc có tay quay bản lề 2 để kẹp chặt chốt trụ ngắn 1 vào thân đồ gá 10.
- Sau khi gia công xong lỗ thứ nhất, ta tháo lỏng đai ốc có tay quay bản lề 2, xoay chi tiết cho đến khi bi định vị lọt vào lỗ thứ hai trên đĩa phân độ. Vặn chặt đai ốc có tay quay bản lề 2 để kẹp chặt chốt trụ ngắn 1 vào thân đồ gá 10 để tiếp tục gia công lỗ thứ hai.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm việc nghiêm túc, khẩn trương, dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn CHẾ TẠO MÁY, đặc biệt là thầy giáo:…………..… đến nay đồ án của tôi đã hàon 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, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã học, cũng như học hỏi được nhiều kinh nghiệm quý báu.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do thời gian, khả năng và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên kết quả thực hiện chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, chưa phù hợp, rất mong được các thầy giáo chỉ bảo và đóng góp ý kiến để tôi hoàn thiện, tích luỹ bổ sung kiến thức và kinh nghiệm cho bản thân. Cảm ơn thầy giáo:…………..… cùng các thầy giáo trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho tôi hoàn thành đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
Nguyễn Trọng Bản, Trần Thành, Nguyễn Quang Hoài, Hoàng Mạnh Long
Học viện KTQS - 2002
2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2,3
Nguyễn Đắc lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tôn, Trần Xuân Việt
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - 2001
3. Công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2,3
Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - 1998
4. Sổ tay vẽ kỹ thuật
Nguyễn Trường Sinh
Học viện KTQS - 2001
5. Sổ tay dung sai
Đỗ Xuân Mua
Học viện KTQS - 1986
6. Bài giảng công nghệ kim loại (phần gia công cắt gọt) – Tập 1,2
Học viện KTQS - 1975
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"