MỤC LỤC

NHIỆM VỤ

LỜI NÓI ĐẦU

I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CỦA CHI TIẾT

1.1. Chi tiết tiết được thiết kế là chi tiết Trục.

1.2. Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

IV. CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

V. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

5.1. Thiết kế sơ bộ nguyên công.  

5.2. Thiết kế nguyên công.

VI. TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO BỀ MẶT f90. TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI.

6.1. Tính lượng dư cho bề mặt f90.

6.2.Tra lượng dư các bề mặt còn lại.

VII. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT.

7.1. Tính toán chế độ cắt nguyên công tiện thô bề mặt pji 90

7.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại:

VIII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

8.1. Vị trí và vai trò của đồ gá.

8.2. Giới thiệu đồ gá phay rãnh then.

8.3. Tính toán lực kẹp.

8.4. Xác định lực kẹp cần thiết.

8.5. Kiểm tra điều kiện bền cho đòn kẹp.

8.6. Xác định đường kính chốt.

8.7. Xác định đường kính bu lông.

8.6. Tính toán sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct].

8.9. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

   Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong   chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại  máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông  vận tải ...

   Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có  tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh  viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy  mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt... Đồ án còn giúp cho  sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế  tạo một chi tiết cụ thể.

   Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy: TS…...………. trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã  hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất  mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CỦA CHI TIẾT

1.1. Chi tiết tiết được thiết kế là chi tiết Trục.

Với sản lượng 10.000 chiếc/ năm điều kiện sản xuất truyền thống

- Vật liệu chế tạo trục là thép C45.

- Chi tiết chịu tải trọng và môment xoắn khá lớn

- Những kích thứơc quan trọng là những bề mặt lắp ghép, đòi hỏi độ chính  xác cao về hình dáng hình học và vị trí tương quan.Những bề mặt này đòi  hỏi phaỉ đảm bảo độ bóng bề mặt, độ đồng tâm, độ vuông góc các bề mặt  cần thiết để trục làm việc được lâu dài, để tránh gây mài mòn cho các bề  mặt.

- Kích thước đoạn trục ∅90 dùng để lắp ổ lăn ảnh hưởng lớn nhất tới chất lượng chi tiết, các bề mặt khác ít ảnh hưởng tới chất lượng chi tiết

1.2. Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

- Mặt trụ A cần được gia công với độ chính xác, độ bóng bề mặt cao để  lắp  với chi tiết khác.

- Độ đồng tâm giữa mặt lắp ghép A và φ 90 là 0,02mm.

II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

- Trục có đường kính giảm dần về hai phía các bề mặt của trục có khả năng  gia công được bằng các dao thông thường có thể tiến dao thông suốt

- L/D <10 trục có độ cứng vững cao đủ để gia cụng chi tiết đạt cấp chinh xác  cấp 6,7.

- Và phải gia cụng lỗ trên bề mặt trục,gia cụng các lỗ giao nhau nên việc gia  cũng khá phức tạp,tuy nhiên độ chính xác về vị trí tương quan và độ chính  xác hình học yêu cầu không cao.

Như vậy:  Đây là chi tiết trục có tính công nghệ cao

III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Dựa vào sản lượng hàng năm và khối lượng của phôi  để xác định dạng sản  xuất. Theo (1) TKĐACNCTM:

Công thức tính sản lượng hàng năm:

N = N₁.m.(1+^α+β)/100

Trong đó:

- N₁: Sản lượng sản phẩm trong một năm N₁ = 10000 sản phẩm/1  năm.  m: Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm.

- α : Số phần trăm chi tiết phế phẩm, α = (3 : 6) %, chọn α = 4%

- β: Số phần trăm chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ, β =5:7%, chọn β= 6.  N = 10000.1. = 11000(chi tiết/năm)

Khối lượng chi tiết xác định theo công thức:  Q  Q=V.γ  (Kg)

Trong đó:

Q₁: khối lượng của chi tiết  V:  V:thể tích của chi tiết

γ: khối lượng riêng của vật liệu  Thể tích của chi tiết (tính gần đúng):  V=L×π.d²/4=5×3.14×0.9²/4= 3.18(dm³)  Với thép γ = 7.852 Kg/dm³

Ta có: Q=3.18×7.852=25.0(Kg)

Dựa vào giá trị tính toan cua N và Q₁ tra bangr 2.6 ta xác định dược dạng  sản xuất của sản phẩm là loạt lớn

IV. CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Dạng sản xuất là loạt lớn, chi tiết là trục bậc có độ chênh đường kính không  lớn nên ta dùng phôi cán nóng, tiết diện tròn cho độ chính xác thường và  cao, giảm đáng kể được lượng dư gia công, góp phần giảm giá thành sản  phẩm.

V. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

5.1. Thiết kế sơ bộ nguyên công.   

*Nguyên công 1: Gia công tạchuẩn

*Nguyên công 2: Tiện thô ∅92, ∅90.5 và vát mép 2x45

*Nguyên công 3: Tiện thô ∅101, ∅81 và vát mép 2x45

*Nguyên công 7: Khoan 4 lỗ ∅9 trên mặt trụ ∅90

*Nguyên công 8: Khoan 4lỗ ∅10 để taro M12 trên mặt trụ ∅90

*Nguyên công9: Mài 2 mặt trụ tròn ngoài ∅90

*Nguyên công10: Kiểm tra độ đồng tâm của 2 cổ trục ∅90

5.2. Thiết kế nguyên công.

*Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm

- Định vị và kep chặt: dây là nguyên công đầu tiên nên chuẩn gia công là

chuẩn thô,là mặt trụ ngoài của phôi.Chi tiết gia công được định vị và kẹp  chặt trên khôi V tự định tâm

- Chọn máy:chon may chuyên dùng 6902ПM∅2 công suất động cơ N =  3Kw (tra  bảng 9-31sổ tay CNCTM tập 3)

- Chọn dao : Dao phay mặt đầu bằng thép gió P18 có kích thước D = 50mm,L  =36mm, d = 22mm, số răng 10 (tra bảng 4-92 sổ tay CNCTM tập 1)

Mũi khoan tâm chuyên dùng P18

*Nguyên công 2:Tiện thô ∅92; ∅90,5 và vát mép 2x45

- Định vị và kẹp chặt: Định vị bằng mâm cặp 3 chấu và 1  lỗ chống tâm

- Chon máy: Máy tiện ren vít vạn năng 1K62

-*Nguyên công 3: Tiện thô ∅101, ∅81 và vát mép 2x45

- Định vị và kẹp chặt: Định vị bằng mâm cặp 3 chấu và 1  lỗ chống tâm

- Chon máy: Máy tiện ren vít vạn năng 1K62

- Chọn dao: Dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng

*Nguyên công 6: Phay rãnh then ∅80

Tương tự như nguyên công 5

- Định vị và kẹp chặt: Định vị bằng 2 khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do,1 cạnh của khối V tì sát vào gờ của trục ∅100 hạn chế 1 bậc tựdo chuyển động dọc trục.

- Chọn máy : Chọn máy phay 6H12

- Chọn dao : Chọn dao phay P18

*Nguyên công 7: Khoan 4 lỗ ∅9 trên mặt trụ ∅90

- Định vị và kẹp chặt: Định vị bằng 2 khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do,đầu  trục tì lên phiến tì khống chế 1 bậc tự   do lực kẹp theo phương vuông góc  với trục.

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H125 có dường kính mũi khoan có độ bền  trung bình lớn nhất là ∅25. Công suất của máy N = 2.8kW (tra bảng 9-1b sổ  tay CNCTM tập 3)

- Chon dao :  Mũi khoan ruột gà bằng thép gió đuôi côn,loại ngắn có đường  kính d =9mm có các kích thước: chiều dài L =182mm,chiều dài làm việc l  = 101mm và d = 8mm có các kích thước: chiều dài L =156mm,chiều dài làm  việc l = 75mm (tra bảng 4.42 sổ tay CNCTM tập 1)

*Nguyên công 8: Khoan 4lỗ ∅10 để taro M12 trên mặt trụ ∅90

- Định vị và kẹp chặt: Định vị bằng 2 khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do, đầu trục tì lên phiến tì khống chế 1 bậc tự   do lực kẹp theo phương vuông góc  với trục.

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H125 có dường kính mũi khoan có độ bền  trung bình lớn nhất là ∅25. Công suất của máy N = 2.8kW (tra bảng 9-1b sổ  tay CNCTM tập 3)

- Chon dao : Mũi khoan ruột gà bằng thép gió đuôi côn,loại ngắn có đường  kính d =10mm có các kích thước: chiều dài L =182mm,chiều dài làm việc l  = 101mm và d = 8mm có các kích thước: chiều dài L =156mm,chiều dài làm  việc l = 75mm (tra bảng 4.42 sổ tay CNCTM tập 1)

*Nguyên công9: Mài 2 mặt trụ tròn ngoài ∅90

- Định vị và kẹp chặt: Định vị bằng 2 lỗ tâm, gá trên hai mũi tâm.dùng tốc kẹp  để truyền chuyển động quay cho trục.lực kẹp theo phương dọc trục

- Chọn máy : Máy mài tròn ngoài 3A110B,máy có công suất la N = 2,2 kW

- Chon đá: Chọn loại đá ПП profin thẳng co kich thước D =3÷25mm

H = 1 ÷40 mm,d = 1÷ 68mm (tra sổ bảng 4-170tay CNCTM tập 1)

*Nguyên công10: Kiểm tra độ đồng tâm của 2 đoạn trục ∅90

VI. TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO BỀ MẶT f90. TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI.

6.1. Tính lượng dư cho bề mặt f90.

- Tra bảng 2/pg140 [4] có f90f7 = f90_{- 0,058} .

- Với bề mặt ban đầu là phôi dập nóng và bề mặt f90 là bề mặt lắp ghép với ổ bi đỡ chặn do đó đây là một bề mặt tương đối quan trọng của trục , và để đạt được các yêu cầu kĩ thuật và độ chính xác gia công bề mặt f90 cần trải qua các nguyên công sau:

+ Khoan tâm tạo chuẩn

+ Tiện thô

+ Mài tinh

- Với phôi dập nóng có khối lượng bằng 25 (kg) theo bảng 3.2/pg70 [1] có:

              * R_z: Chiều cao nhấp nhô do bước hay nguyên công sát trước để lại.

                                 R_z = 200 (mm)

              * T_a: Chiều sâu lớp hư hỏng do bước hay nguyên công sát trước để lại.

                                 T_a = 300 (mm)

- Sau nguyên công tiện thô, với vật liệu là thép C45 theo bảng 3.4/pg71[1] có:     

+ R_Z sau tiện thô = 100 (mm)                

+ T_a sau tiện thô = 100 (mm)

       + D_k - Độ cong vênh đơn vị trên 1 mm chiều dài. Theo bảng (3.7)/pg76[1] có:  D_k = 0,8 (mm/mm)

       + l: Chiều dài bề mặt gia công:  l = 90 (mm)

              Þr_cv = 0,8 . 90 = 72 (mm) = 0,072 (mm)

       + r_lk: Sai số do độ lệch hai nửa khuôn dập so với tâm danh nghĩa của phôi (giá trị r_lk phụ thuộc vào trọng lượng và được lấy bằng 1 mm)

       + d_ph: Dung sai của đường kính mặt chuẩn phôi dùng để gia công lỗ tâm (mm). Với phôi dập có độ chính xác nâng cao nhóm vật liệu thép M1, độ phức tạp C2 thì d_ph = 3 mm.

       + 0,25:  Sai số do điều chỉnh máy khoan khi gia công lỗ tâm.

- Gia công bề mặt f90f7 bao gồm 2 nguyên công: Tiện thô và mài tinh.

     * Tiện thô:

- Sai lệch không gian sau nguyên công tiện thô là:

                                 r_thô = r_ph . K_id

              . K_id: hệ số in dập. Khi gia công thô chọn K_id= 0,06.

Þ                r_thô = 0,06 x 1820 = 109 (mm)

     * Mài tinh:

- Sai lệch không gian sau nguyên công mài tinh:

                                 r_tinh2 = r_ph . K_id

       . Với nguyên công mài tinh chọn K_id = 0,02

                        Þ      r_tinh2 = 1820 x 0,02 = 36 (mm)

- Giá trị tính toán kích thước theo bản vẽ: 

         f90f7 = 90 - 0.058 = 89,942 (mm) ®d_t=89,942 (mm).

- Như vậy kích thước nhỏ nhất là kích thước của chi tiết gia công, các kích thước khác hình thành bằng cách lấy kích thước tính toán của bước ngay sau nó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất. Như vậy xác định được:

         * Kích thước tính toán cho nguyên công tiệnthô là: 

                          d_t2 = 89,942 + 2.133.10^-3 = 90,208 (mm)

         * Kích thước tính toán của phôi: 

                          d_tph = 90,208 + 2.2320.10^-3 = 94,848 (mm)

- Dung sai các bước, nguyên công được lấy theo bảng tra trong sổ tay.

Theo Fig1/pg 135 [4] có:

               d_ph= 3000 (mm)                         d_{mài tinh}= 20 (mm)

               d_{tiện thô}= 400 (mm)                     

- Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai theo chiều tăng. Còn xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất d_minvới dung sai d. Vậy:

         + Mài tinh: d_min = 89,942 (mm) ®d_max=89,942 + 0,02 = 89,962 (mm)

         + Tiện thô: d_min =90,208  (mm)®d_max=90,208 + 0,4 = 90,608 (mm)

         + Phôi:   d_min =94,848  (mm) ®d_max=94,848 + 3,0 = 97,848 (mm)

- Lượng dư danh nghĩa tổng cộng là:

Z_0dn = Z_0min + T_ph - T_ct = 4906 + 700 - 58 = 5848 (mm)

Trong đó:    T_ph, T_ct: giới hạn dưới dung sai của phôi và chi tiết gia công

- Kích thước danh nghĩa của đường kính:

d_0dn = d_min + Z_0dn = 89,942 + 5,848 = 95,79» 96 (mm)

- Kiểm tra độ chính xác phép tính đã thực hiện:

  d₁ - d₂ = 400 – 20 = 380 (mm)

d₁ - d₂ = 3000 – 400 = 2600 (mm)

Vậy với bề mặt f90f7 xác định được các thông số như bảng sau:

6.2.Tra lượng dư các bề mặt còn lại.

VII. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT.

7.1. Tính toán chế độ cắt nguyên công tiện thô bề mặt

a. Chọn máy:

Chọn máy tiện ren vít vạn năng 1K62 với các thông số cơ bản của máy như sau:

- Đường kính lớn nhất chi tiết gia công trên máy:

D_max = 2 xH = 2 x 200 = 400 (mm)

- Số cấp tốc độ trục chính: z_n = 23 cấp.

 Trong đó:

                        n_min= 12,5 (v/p)            n_max = 2000 (v/p)

- Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400 (mm)

- Lượng chạy dao:  S_d= 0,07¸ 4,16 (mm/vòng)

                                     S_n = 0,035 ¸ 2,08 (mm/vòng)

- Công suất động cơ:    P = 18 KW

- Hiệu suất                   h = 0,8

b. Chọn dụng cụ cắt:

- Vật liệu dụng cụ cắt:

Với vật liệu chi tiết gia công là 40X nên để tăng năng suất và chất lượng bề mặt gia công chọn vật liệu phần cắt là HKC hai Cácbit: T15K6

Theo bảng 4.2 [6] xác định được vật liệu phần thân là:  C45

Các thông số hình học phần cắt:

Theo bảng 4.22 [6] chọn dao tiện bậc suốt đầu phải.

Phần thân dao:   B x H x L = 20 x 30 x 200 (mm)

Theo bảng4.27 [6] chọn:

- Mặt trước của dao cong có cạnh vát âm:   f = 1,5 (mm), góc vát = (-3⁰¸ 5⁰)

Theo bảng 4.32[6] với thép 40X tôi cải thiện có s_b = 800 (N/mm² ) chọn:

góc trước g = 15⁰, góc sau a = 8⁰

- Góc nghiêng phụ j₁ ảnh hưởng tới độ bền lưỡi dao. Chọn j₁ = 15⁰

- Chọn góc nâng l = 0⁰

- Bán kính mũi dao:  r = 2 (mm)           

- Xác định độ mòn cho phép của phần cắt:

Trị số độ mòn của phần cắt phụ thuộc vào kiểu dao tiện, vật liệu gia công, vật liệu phần cắt và điều kiện làm việc.

Với dao tiện ngoài gắn mảnh HKC T15K6 thì trị số độ mòn cho phép h_a = 0,8 (mm)

Trị số lượng mài lại cho một lần mài khi gia công = 0,5 (mm)

-  Xác định chiều sâu cắt:

 Khi gia công thô thì chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư. Vậy chiều sâu cắt khi ở nguyên công này là: t = Z_imin = 2.2220 = 4,44 (mm).

c. Xác định lượng chạy dao:

Lượng chạy dao được tính theo:

- Theo sức bền cán dao:

  . [s]_u : độ bền uốn cho phép của cán dao. Thân dao làm bằng thép C45 nên có [s]_u =20 (KG/mm²)

  . l : Chiều dài cán dao.     l = 1,5 x H = 1,5 x 30 = 45 (mm)

  . C_Pz : Hệ số ảnh hưởng. Theo bảng (11-1) [7] có:  C_Pz = 300

  . Từ bảng 11.1 [7] các số mũ ảnh hưởng ta được:

               x_Pz = 1,0 ;         y_Pz = 0,75  ;             n_z = - 0,15.

  . K_Pz : Hệ số hiệu chỉnh xét tới các nhân tố ảnh hưởng tới lực cắt P_z với:

  K_Pz = K_Mpz .K_jpz .K_gpz .K_lpz .K_Rpz .K_hspz

       Trong đó:

          . K_Mpz : Hệ số kể tới ảnh hưởng của tính chất cơ lí tính của vật liệu K_Mpz  = 1,24

              . K_jpz : Hệ số kể tới ảnh hưởng của góc nghiêng chính j. Theo bảng 15.1 [7] thì K_jpz=0,89

     . K_gpz: Hệ số kể tới ảnh hưởng của góc trước g. Theo bảng 15.1 [7] thì K_gpz= 1,15

          . K_lpz : Hệ số kể tới ảnh hưởng của góc nâng l. Theo bảng 15.1 [7] thì K_lpz= 1,0

   . K_Rpz : Hệ số kể tới ảnh hưởng của bán kính mũi dao r.

   . K_hspz :Hệ số kể tới ảnh hưởng của độ mòn dao h_s.

Vậy  

K_Pz = K_Mpz .K_jpz .K_gpz .K_lpz .K_Rpz .K_hspz=1,24 x 0,89 x 1,15 = 1,27

-       P_m : Trị số lớn nhất cho phép của lực chiều trục tác dụng lên cơ cấu chạy dao

-   Với máy 1K62 xác định được P_m = 350 (KG)

-   Theo bảng 11.1 [7] thì:

          C_Px = 339 ;x_Px = 1,0 ;        y_Px = 0,5  ;   n_Px = -0,4.

-   Tương tự như đã tính ở trên có:

               K_Px = K_Mpx .K_jpx .K_gpx .K_lpx .K_Rpx .K_hspx

          Theo bảng 14.1, 15.1 [7] xác định được:

K_{Mp x} = 1,24

       K_jpx = 1,17;     K_gpx = 1,7;    K_lpx = 1,0    

Vậy   K_Px = K_Mpx .K_jpx .K_gpx .K_lpx .K_Rpx .K_hspx

= 1,24 x 1,17 x 1,7 = 2,466

Để đảm bảo bền, xác định lượng chạy dao an toàn chọn; S_min = min{ S₁, S₂, S₃, S₄ }

Þ S_min = 0,105. Tra bảng theo lượng chạy dao thực của máy chọn:  S = 0,11 (mm/vòng).

d. Xác định vận tốc cắt v:

- Xác định vận tốc cắt:

     . v_t: Vận tốc cắt tương ứng với tuổi bền của dao.

     . T: Tuổi bền của dao

     . S: Lượng chạy dao

     . t: Chiều sâu cắt

     . m, x_v , y_v : Các hệ số và số mũ ảnh hưởng.

     . C_v : Hệ số vận tốc cắt.

     . K_v :Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố khác tới vận tốc  cắt.  K_v = K_mv .K_nv .K_uv .K_jv .K_j1v .K_qv .K_ov

Trong đó

          . K_mv : Hệ số do ảnh hưởng tính chất cơ họccủa vật liệu gia công tới vận tốc cắt. Theo bảng  2.1[7]/pg17 Þ  K_mv  = 1,24

          . K_nv : Hệ số do ảnh hưởng chất lượng phôi tới vận tốc cắt.Theo bảng  7.1[7]/pg17 Þ  K_nv = 0,8

          . K_uv : Hệ số do vật liệu phần cắt ảnh hưởng tới vận tốc cắt. Theo bảng  8.1[7]/pg17 Þ  K_uv = 1,9

          . K_jv : Hệ số do ảnh hưởng của góc nghiêng chính tới vận tốc cắt. Theo bảng  9.1[7]/pg17 Þ  Với j = 90⁰Þ K_jv = 0,7

          . K_j1v : Hệ số do ảnh hưởng của góc nghiêng phụ tới vận tốc cắt. Theo bảng  9.1[7]/pg17 Þ  Với j₁ = 10⁰Þ K_j1v = 1.

          . K_rv : Hệ số do ảnh hưởng của bán kính mũi dao tới vận tốc cắt. Theo bảng  9.1[7]/pg17 Þ  Với r_v = 2 Þ K_rv = 1.

          . K_qv : Hệ số do ảnh hưởng của tiết diện cán dao tới vận tốc cắt. Theo bảng  9.1[7]/pg17 Þ  Với q = B x H= 20 x 30 Þ K_qv = 1

          . K_0v : Hệ số do ảnh hưởng của dạng gia công tới vận tốc cắt. Theo bảng  10.1[7]/pg18 Þ  Với nguyên công tiện ngoài Þ K_0v = 1,04

Vậy:

     K_v = K_mv .K_nv .K_uv .K_jv .K_j1v .K_qv .K_ov= 1,24 x 0,8 x 1,9 x 0,7 x 1,04 = 1,372

Theo bảng 1.1 [7]  có:

                 C_v = 292 ;          x_v = 0,15 ;        y_v = 0,3;                   m = 0,18

Sau khi xác định được số vòng quay lí thuyết, đem so sánh trị số tính được với bảng số vòng quay của máy. Số vòng quay lí thuyết nằm giữa hai trị số liên tiếp

n_k< n_lt< n_k+1. Trong đó với máy 1K62 thì : n_k = 630 (v/p) ; n_k+1 = 800 (v/p). Khi đó có hai phương án để xác định số vòng quay thực tế:

- Phương án 1: Chọn n_k và giữ nguyên S_k.

- Phương án 2: Chọn n_k+1 và khi đó S_k+1 xác định:

   So sánh:  có n_k.S_k< n_k+1.S_k+1 .

   Vậy chọn số vòng quay thực tế của máy là: n=800(v/p)

e. Tính toán các thành phần lực cắt:

* Xác định lực cắt P_z:

  . K_Pz = 1,25 (đã xác định khi xác định lượng chạy dao)

-   Từ đó lực cắt tiếp tuyến P_z là:

              P_z = 300 x (0,11)^0,75 x 4,44 x (259,18)^-0,15 x 1,25 = 138,17 (KG)

* Xác định lực cắt P_y:

  . K_Py : hệ số hiệu chỉnh xét tới các nhân tố ảnh hưởng tới lực cắt P_y với:

                 K_Py = K_Mpy .K_jpy .K_gpy .K_lpy .K_Rpy .K_hspy

          Theo bảng 14.1, 15.1 [7] xác định được:

       K_Mpy= 1.24;     K_jpy = 0,5 ;     K_gpy = 1,0;    K_lpy = 1    

Vậy   K_Py = K_Mpy .K_jpy .K_gpy .K_lpy= 1,24 x 0,5 = 0,62

ÞP_y = 243 x (0,11)^0,6 x (4,44)^0,9 x (259,18)^-0,3 x 0,62 = 28,93 (KG)

* Xác định lực cắt P_x:

-. K_Px : hệ số hiệu chỉnh xét tới các nhân tố ảnh hưởng tới lực cắt P_y với:

                 K_Px = K_Mpx .K_jpx .K_gpx .K_lpx .K_Rpx .K_hspx

          Theo bảng 14.1, 15.1 [7] xác định được:

       K_Mpx= 1,24;     K_jpx = 1,17;     K_gpx = 1,0;    K_lpx = 1,0  

Vậy   K_Px = K_Mpx .K_jpx .K_gpx .K_lpx= 1,24 x 1,17 = 1,45

=> P_x = 339 x (0,11)^0,5 x (4,44)¹ x (259,18)^-0,4 x 1,45 = 78,38 (KG)

f. Kiểm nghiệm chế độ cắt theo động lực và mô men máy:

-   Các thông số đã xác định:

. Lực tiếp tuyến:     P_z = 138,17 (KG)

. Vận tốc cắt:          v = 138,23 (m/p)

. Hiệu suất của máy:  h = 0,8

. Đường kính của chi tiết gia công:   D = 55 (mm)

. [M_x]: mômen xoắn cho phép của trục chính

. [P_z] : lực cắt lớn nhất tính theo độ bền của mảnh HKC 

-   Theo bảng 22.1 [7] có:    [P_z] = 3300 (KG) Þ thoả mãn P_z < [P_z].

-   Vậy các điều kiện đảm bảo bền được thoả mãn đảm bảo máy làm việc ổn định, không quá tải và dụng cụ cắt HKC đủ bền.

7.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại:

a. Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm

b. Nguyên công 2 :Tiện thô f 92, f90,5 và vát mép 2x45

c. Nguyên công 3 : Tiện thôf101, f81 và vát mép 2x45

d. Nguyên công 4: Tiện tinh f80, f91 và bo tròn R3

h. Nguyên công 8: Khoan lỗ f10 trên mặt trụ f80 để tarô M12

k. Nguyên công 10: Kiểm tra độ đồng tâm của 2 cổ trục  f90

VIII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

8.1. Vị trí và vai trò của đồ gá.

- Đồ gá là trang thiết bị không thể thiếu được trong quá trình gia công chi tiết trên các máy cắt kim loại. Việc sử dụng đồ gá nhằm làm giảm nhẹ sức lao động, nâng cao năng suất, chất lượng của sản phẩm.

- Đồ gá thiết kế phải đảm bảo các tiêu chí cơ bản như sử dụng thuận tiện, tác động nhanh, bảo đảm độ chính xác yêu cầu của nguyên công thực hiện, độ an toàn cao, kết cấu đơn giản, rẻ tiền, và dễ sửa chữa thay thế, điều chỉnh.

8.2. Tính toán lực kẹp:

a. Sơ đồ hoá lực kẹp:

b. Phân tích lực:

- Chi tiết gia công được định vị trên khối V ngắn. Chi tiết tiếp xúc với khối V nhờ hai bề mặt nghiêng hợp với nhau một góc a. Vì vậy khối V tác dụng lên chi tiết hệ phản lực tác dụng gồm: ( N₁, F₁, N₂, F₂) có phương chiều xác định như trên hình vẽ.

- Với nguyên công trên dùng dao phay ngón để phay rãnh then qua đó xác định hệ lực tác dụng lên chi tiết như sau:

     . P_z: lực cắt tiếp tuyến. Theo [7] xác định:

     . C_P: hệ số ảnh hưởng của vật liệu. C_P = 68,2

     . t: chiều sâu phay  t = 4

     . S_Z: lượng chạy dao khi phay   S_Z = 0,03

     . B: bề rộng phay.   B = 14

     . D: đường kính dao phay.   D = 10 (mm)

     . Z: số răng dao phay.       Z = 5

     . n: số vòng quay của dao  (v/p)

     . K_P: hệ số phụ thuộc vào vật liệu.   

     . x, y, u, q, v: các số mũ ảnh hưởng.

     Theo bảng (3.5)/pg12[7] xác định:

                                 x_P        y_P    u_P       q_P    v_P

                                 0,86   0,72   1,0     0,86   0

     Từ đó xác định được:  

     .Với nguyên công trên, đây là phay thuận do đó xác định được:

                        P_x = (0,8 ¸ 0,9)P_Z =  (172,46 ¸ 194). Chọn P_X = 190 (KG)

              P_Y = (0,7¸ 0,9 )P_Z =  (151 ¸ 194).  Chọn P_Y = 170 (KG)

8.3. Xác định lực kẹp cần thiết.

-         Với nguyên công phay rãnh then trên, với hệ lực tác dụng gồm (P_Z, P_x, Py) trong quá trình gia công chi tiết có các xu hướng mất cân bằng sau:

     a. Lực cắt P_X  làm chi tiết có xu hướng trượt dọc trục:

Vì vậy để không xảy ra sự mất cân bằng này thì lực ma sát F₁, F₂ do lực kẹp W₁, W₂ sinh ra phải lớn hơn lực cắt P_X. Từ đó xác định được phương trình sau dựa vào hệ phương trình cân bằng lực

Khi kẹp bằng hai khối V có kích thước như nhau thì lực kẹp sinh ra tại mỗi đòn kẹp lên chi tiết là: W₁ = W₂.

f₁ , f₂ - Là hệ số ma sát của thanh kẹp với chi tiết gia công. Theo bảng 3.4/pg86 [9]  với cơ cấu thanh kẹp và bề mặt tinh thì: f₁ = f₂ = 0,3.

f₁’ , f₂’ - Là hệ số ma sát giữa đồ định vị và chi tiết gia công. Theo bảng 3.4/pg86 [9]  với cơ cấu thanh kẹp và bề mặt tinh thì: f₁’ = f₂’ = 0,15.

b. Lực cắt P_Y  cùng phương với lực kẹp W do đó nó sẽ hỗ trợ lực kẹp và không gây mất ổn định trong quá trình gia công.

c. Lực cắt P_Z  làm chi tiết có xu hướng quay quanh tâm của chi tiết:

 Để chi tiết không bị xoay trong quá trình gia công thì mô men ma sát M_ms do lực kẹp gây ra phải lớn hơn mô men gây xoay quanh trục M_X. Phương trình cân bằng xác định như sau:

- Vậy xác định lực kẹp cho phép như sau: W = max ( W₁, W₂) = 1170,57 (KG)

8.3. Kiểm tra điều kiện bền cho đòn kẹp:

a. Sơ đồ hoá lực tác dụng lên đòn kẹp:

Từ biểu đồ mômen có nhận xét rằng tiết diện giữa thanh chịu lực lớn nhất do đó sẽ kiểm tra bền cho thanh tại tiết diện này:

Điều kiện bền của thanh sẽ là:

Vậy đòn kẹp thoả mãn điều kiện bền với kích thước xác định.

8.5. Xác định đường kính chốt.

- Với lực kẹp W thì trong quá trình làm việc chốt sẽ chịu lực cắt sinh ra gẫy chốt. Vậy để đồ gá làm việc ổn định cần xác định đường kính chốt sao cho đảm bảo điều kiện bền.

Trong đó: F_Z: Lực cắt tác dụng lên thân chốt. F_Z = W/2 = 663,25 (KG)

                [t_c]: ứng suất cắt cho phép của chốt. Theo [3] xác định

                              [t_c] = 140 (KG/mm²)

Chọn đường kính chốt theo tiêu chuẩn d = 8 (mm)

8.6. Xác định đường kính bu lông.

Trong quá trình làm việc bu lông không chịu tác dụng của ngoại lực và chịu lực xiết V = W/2 do đó theo (5.3.4)[10] xác định được đường kính bu lông theo điều kiện bền như sau:

Trong đó:    V: Lực xiết bu lông. Dựa vào biểu đồ mômen xác định:

V = W/2 = 663,25 (KG)

s_ch = 360 (KG/mm²).  S: hệ số an toàn, chon s = 3.

Vậy xác định được [s_k] =12 (KG/mm²)

Tra tiêu chuẩn chọn bu lông M12.

8.7. Tính toán sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct].

- Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng phần lớn nó ảnh hưởng tới sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.

a. Sai số chuẩn e_c:

 Do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra.Với đồ gá thiết kế thì:

e_c = 0.

b.  Sai số kẹp chặt e_k :

 Do lực kẹp gây ra. Trong nguyên công phay rãnh then trên có phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước đạt được do đó: e_k = 0.

c.  Sai số mòn e_m:

     Trong đó:   b: Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị. Với chuẩn tinh là khối V do đó b = 0,3¸ 0,8. Chọn b = 0,5.

                    N: Số chi tiết gia công trên đồ gá.  N = 32400 (ct)

     Vậy:e_m= 54 (mm)

d. Sai số điều chỉnh e_đc:

Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ dùng để điều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá chọn e_đc = 10 (mm)

e. Sai số gá đặt e_gđ:

 Là sai số gá đặt được chọn e_gđ = 1/3[d]. Với d: là dung sai nguyên công d = 0,2.  Vậy

f. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_ct :

Là sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá. Do sai số này phân bố theo quy luật chuẩn và khó xác định phương của chúng nên được xác định theo công thức sau:

=> [e_ct] = 0,043 = 43 (mm)

8.8. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.

Từ sai số gá đặt cho phép của đồ gá [e_đg] = 0,043 (mm) và dựa vào yêu cầu kĩ thuật của nguyên công thực hiện thì yêu cầu kĩ thuật của đồ gá được xác định như sau:

Dung sai độ song song giữa đường tâm trục kiểm và mặt đế đồ gá tiếp xúc với bàn máy £  0,043(mm)

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: TS…..………, 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: TS………………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

  Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                      Hà nội, ngày… tháng … năm 20…

                                                                                            Sinh viên thực hiện

                                                                                           ……………….

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. G.s, T.s Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang - Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 2004.

[2]. G.s, T.s Trần Văn Địch và các tác giả khác - Công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 2003.

[3]. G.s, T.s Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả khác - Sổ tay Công nghệ chế tạo máy - Tập I - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 2003.

[4]. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - tập I, II, III.

[5]. Ninh Đức Tốn - Dung sai và lắp ghép  - NXB giáo dục.

[6]. G.s, T.s Trần Văn Địch - Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 1999.

[7].  PGS - TS Trần Văn Địch - Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội - 2002.

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"