MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN I : PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI

1.1. Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật.                                                            

1.2. Phân tích tính công nghệ của sản phẩm.                                                   

1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi .                                                            

PHẦN II : THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ                                                 

2.1. Xác định đường lối công nghệ.                                                          

2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.                                                                   

2.3. Thiết kế  nguyên công.                                                                             

2.4. Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt.                                                

2.5. Xác định chế độ cắt cho các bề mặt.                                                      

PHẦN III : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ                                                    

3.1. Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan.                                                 

3.2 Tính bền cho chi tiết chịu lực lớn nhất                                                     

3.2. Nguyên lý làm việc của đồ gá.                                                                       

KẾT LUẬN                                                                                                               

TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                         

LỜI NÓI ĐẦU

   Ngày nay, khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão  trên phạm vi toàn thế giới, ở tất cả mọi linh vực nói chung và “Ngành cơ khí chế tạo nói riêng”. Sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy là một trong những tiền đề quan trọng để  thực hiện mục tiêu Công nghiệp hoá- Hiện đại hoá mà Đảng ta đã đề ra.

   Môn học Công nghệ chế tạo máy là môn học mang tinh tổng hợp, nó trang bị cho sinh những kiến thức cơ bản về môn học và có những hiểu biết nhất định về ứng dụng thực tiễn

   Thiết kế chế tạo là một phần quan trọng của môn học Công nghệ chế tạo máy. Nó là tập hợp những nhiệm vụ liên tục nối tiếp lẫn nhau. Mỗi một công đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo có một vai trò và  nhiệm vụ riêng. Quá trình thiết kế chỉ được coi là hoàn thiện khi mà các ý tưởng nhà thiết kế đưa ra phải có tính ưu việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập . . . và cuối cùng là tính công nghệ.

   Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình mà nhà thiết kế đưa ra, nó phải đảm bảo phù hợp với khả năng công nghệ của đất nước và đảm bảo giá  thành chế tạo. Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với mỗi sản phẩm chế tạo.

  Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản suất. Công nghệ sản suất đơn giản sẽ giảm thời gian sản xuất, giảm hao mòn máy móc . . .  dẫn tới giảm  được giá thành chế tạo. Chính vì vậy việc thiết kế một quy trình công nghệ tối ưu có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo. Nắm vững đặc tính công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho người kỹ sư có một cái nhìn tổng quát làm cho các ý tưởng thiết kế của người kỹ sư phù hợp với khả năng công nghệ đảm bảo chắc chắn ý tưởng có thể thực hiện được.

  Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích như vậy. Làm đồ án công nghệ chế tạo máy là một dịp  để sinh viên làm quen với các quy trình chế tạo là cơ sở cho các ý tưởng thiết kế sau này.

  Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “Trục gá ” với các nội dung sau:

- 01 bản vẽ Ao trình bày các nguyên công.

- 01 bản vẽ A1 thể hiện đồ gá cho nguyên công phay.

- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết.

- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.

- 01 bản thuyết minh A4.

   Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo:……………. thuộc bộ môn chế tạo máy đã tận tình hướng dẫn  để đồ án được hoàn thành đúng tiến độ và công việc được giao với chất lượng đảm bảo. Do thời gian còn hạn chế nên đồ án không thể tránh được các thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến sửa sai của các thầy giáo và các bạn.

                                                                                                                                     ……, ngày….. tháng…. năm 20…

                                                                                                                                   Học viên thực hiện

                                                                                                                                      ……………

PHẦN I: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI

1.1. Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật:

- Chi tiết "Trụcgá" là chi tiết định vị dạng trục rỗng dùng để gá đặt các chi tiết gia công trên các máy tiện, máy mài hoặc máy phay... khi chuẩn là lỗ đã qua gia công. Quá trình làm việc chi tiết chịu uốn, nén, xoắn, va đập, ma sát, mài mòn ...Tải trọng tác dụng tải trọng động (thuộc loại trung bình). Hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc trong không khí. Do đó chi tiết bị phá huỷ có thể do bền hoặc do mỏi.

- Chi tiết có kích thước khuôn khổ:

·        Chiều dài:                  160 mm.

·        Đường kính ngoài:    F35 mm.

·        Đường kính trong:    F26 mm.

Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng trung bình.

- Kết cấu của chi tiết gồm 2 phần hoàn toàn đối xứng nhau:

+ Trên mặt trụ ngoài có một lỗ F8 có cấp chính xác IT6, cấp độ nhám Rz = 20(Cấp 5)

     Ngoài ra chi tiết còn được vát mép hai đầu.

- Các bề mặt làm việc chủ yếu:

· Phần mặt trụ ngoài F35.

·Phần lỗ ren M12.

- Mặt trụ ngoài F35 có cấp chính xác IT6 và cấp độ nhám bề mặt Ra = 0,32 là yêu cầu hoàn toàn hợp lý bởi vì chúng còn phải lắp ghép với các chi tiết khác trong qua trình gá đặt.

- Lỗ F 26 có yêu cầu cấp chính xác IT7 và cấp độ nhám bề mặt Rz = 20 (Cấp 5) là yêu cầu hoàn toàn hợp lý nhằm đảm bảo lắp ghép chính xác cũng như độ kín khít, độ đồng tâm của 2 chi tiết lắp ghép.

- Cấp độ nhám bề mặt các bề mặt còn lại là Rz = 20 (Cấp 5 ) là yêu cầu hơi cao vì các

bề mặt đó đều là các bề mặt không làm việc yêu cầu như vậy sẽ tăng chi phí gia công

cắt gọt làm tăng giá thành sản phẩm. Tuy nhiên để nâng cao tính thẩm mỹ và khả năng chịu lực của chi tiết yêu cầu này có thể chấp nhận được.

- Yêu cầu độ cứng: 48 ... 52 HRC. Để đạt được độ cứng đó ta tiến hành nhiệt luyện bằng phương pháp hoá nhiệt luyện(tôi và ram thấp).

    Sở dĩ phải tiến hành nhiệt luyện bởi vì nhằm đảm bảo cơ tính của chi tiết phù hợp với điều kiện làm việc, mà trong các phương pháp nhiệt luyện thì phương pháp hoá nhiệt luyện là phương pháp đảm bảo đồng thời cơ tính tổng hợp và tính công nghệ cao nhất

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm:    
- Chi tiết có dạng hình trụ rỗng chiều dài là 160 mm và đường kính ngoài là F35 mm và đường kính lỗ trong là F26 mm do đó chi tiết có độ cứng vững cao.

- Chi tiết không yêu cầu độ đồng tâm giữa mặt trụ trong và mặt trụ ngoài cũng như 2 mặt trụ ở 2 đầu nên để giải quyết vấn đề đó ta sử dụng chuẩn tinh thống nhất là mặt trụ ngoài F35 mm để gia công các mặt trụ khác.

- Các rãnh thoát dao của chi tiết nhằm giảm tập trung ứng suất trên trục đồng thời để bảo vệ đá mài không bị mẻ khi gia công mài trục. Hình dáng, kích thước các rãnh thoát dao hoàn toàn giống nhau để thuận tiện trong quá trình gia công, giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế.

- Để gia công lỗ F8 mm trên mặt trụ ngoài đảm bảo khoan lỗ vuông góc với đường tâm và không bị nghiêng khi gia công(làm gãy mũi khoan và giảm độ chính xác) ta sử dụng đồ gá chuyên dùng (2 khối V ngắn và một  chốt tỳ  hạn chế bằng 5 bậc tự do).

1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi:

1.3.1. Phân tích vật liệu:

- Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào:

·        Dạng sản xuất.

·        Điều kiện làm việc của chi tiết.

·        Tính công nghệ của chi tiết.

·        Tính chất cơ lý của chi tiế .

·        Giá thành của sản phẩm.

Nhằm mục đích 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 va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai. Do đó có thể sử dụng loại thép hoá tốt (thuộc thép kết cấu \ thép hợp kim). Để lựa chọn vật liệu ta xem xét  đặc điểm một vài nhóm thép hoá tốt có thể dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết:

v Nhóm thép các bon (thuộc thép hoá tốt):

·        Rẻ.

·        Tính công nghệ tốt.

·        Độ thấm tôi thấp do đó độ cứng không đồng đều.

v Nhóm thép Crôm :

·        Cơ tính tổng hợp cao.

·        Tính chống ram tốt do đó giảm ứng suất dư bên trong.

·        Độ bền, giá thành, độ thấm tôi cao hơn một chút so vối nhóm thép các bon .

-         Kết luận:

Qua phân tích ta chọn phôi là thép C45 là hoàn toàn hợp lý

1.3.2. Chọn phôi:

- Để chế tạo chi tiết “trục gá’’ có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau:

·        Phôi thanh(phôi cán).

·        Phôi đúc (đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại).

·        Phôi cán ống (phôi cán hình).

·        Phôi rèn tự do.

·        Phôi dập.

Sau đây ta xem xét đặc điểm từng loại phôi.

1.3.2.1. 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.

1.3.2.2. Phôi đúc (đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại):

 a) 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.

b) 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.

1.3.2.3. Phôi cán ống (phôi cán hình):

- 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.

1.3.2.4. 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.

1.3.2.5. 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.

- Chọn phôi người ta thường căn cứ vào:

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

·        Kích thước, hình dáng, kết kấu 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.

Nhằm mục đích đạt chất lượng tốt và giá thành rẻ nhất.

- Nhận xét:

+ Điều kiện làm việc chịu tải trọng va đập tải trọng động trung bình do đó chi tiết phải có cơ tính đảm bảo nên không sử dụng phôi đúc trong khuôn cát.

+ Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa nên không sử dụng phôi rèn tự do, phôi đúc trong khuôn cát.

+ Kết cấu của chi tiết  dạng trục trơn và có lỗ lớn, đồng thời chi tiết dạng nhỏ kết kấu đơn giản nên có thể sử dụng phôi cán (phôi thanh).

·             Kết luận:

     Qua phân tích tính công nghệ và điều kiện làm việc của chi tiết ta chọn phôi thanh.

PHẦN II: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1. Xác định đường lối công nghệ:

- Ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công

- Trong thực tế có 2 phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó là phương pháp tập trung nguyên công và 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, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả nhất .Trong đó mỗi nguyên công được thưc 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:

·  Khả năng tạo hình của các phương pháp gia công.

·  Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đập khi cắt.

·  Độ chính xác có thể đạt được của phương pháp gia công.

·  Điều kiện sản xuất thực tế ở đơn vị cơ sở.

Phương pháp gia công các bề mặt chủ yếu như sau:

v Gia công bề mặt trụ ngoài F35:

+ Các phương pháp gia công chủ yếu: tiện, mài ...

+ Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT6, cấp độ nhám bề mặt Ra = 0,32 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

+ Chọn các bước gia công:

Tiện thô ® Tiện tinh ® Nhiệt luyện ® Mài (mài tròn ngoài).

v Gia công lỗ F26:

+ Các phương pháp gia công chủ yếu: khoan, khoét, tiện, doa, mài ...

+ Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT7, cấp độ nhám bề mặt Rz = 20 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

+Chọn các bước gia công:

 Khoan ® Khoét® Doa ®Nhiệt luyện.

v Gia công các ren lỗ M12 :

+ Các phương pháp gia công cắt ren trong chủ yếu: tiện, ta rô ...

+ Chọn các bước gia công:

v Gia công lỗ F8 :

+ Các phương pháp gia công chủ yếu: khoan, doa ...

+ Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT6, cấp độ nhám bề mặt Rz = 20 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

+Chọn các bước gia công:

 Khoan ®  Doa ®Nhiệt luyện

- Cấu trúc các nguyên công:

v Nguyên công 1: Tiện đạt kích thước.

v Nguyên công 2: Gia công mặt trụ ngoài (F35 mm).

v Nguyên công 6: Nhiệt luyện.

v Nguyên công 7: Mài thô mặt trụ ngoài(F35,4 mm).

v Nguyên công 8: Mài tinh mặt trụ ngoài(F35 mm).

2.3. Thiết kế nguyên công:

2.3.1. Nguyên công 1:  Tiện đạt kích thước.

a) Đồ gá:

Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

b) Định vị:

- Định vị mặt trụ F35 bởi mâm cặp 3 chấu tự định tâm( hạn chế 4 bậc tự do).

c) Kẹp chặt:

- Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp 3 chấu.

d) Thiết bị công nghệ:

Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 - Bảng 9.4-[IV], trg17

e) Dụng cụ:

v Dụng cụ đo: thước dài, bộ lấy dấu...

v Dụng cụ cắt:

Tra bảng 4.10 [II], trg299, chọn dao tiện cắt đứt bằng thép gió P18 có các thông số cơ bản như sau:

H = 25 mm, B = 16 mm, L = 140 mm, a = 3 mm, l = 60 mm, r = 0,2 mm.

f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ:

- Số lần gá: 1

- Số bước công nghệ: 1

Cho dao tiến từ từ để tiện đạt kích thước L = 162 mm.

 2.3.2. Nguyên công 2: Gia công mặt trụ  ngoài.

a) Đồ gá:

-Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

b) Định vị:

- Định vị mặt trụ F35 bởi mâm cặp 3 chấu tự định tâm( hạn chế 4 bậc tự do).

c) Kẹp chặt:

- Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp 3 chấu.

d)Thiết bị công nghệ:

Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 - Bảng 9.4-[IV], trg17 (như nguyên công 1)

e) Dụng cụ:

v Dụng cụ đo: Panme đo ngoài, đồng hồ so.

v Dụng cụ cắt:

Tra bảng 4.5 [II], trg296, chọn dao ngoài thân thẳng gắn các mảnh  thép gió P18 có các thông số cơ bản như sau:

H = 25 mm, B = 16 mm, L = 140 mm, c = 8 mm, l = 50 mm, r = 1,0 mm, m =9mm, j =45^o

      f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ:

- Số lần gá: 2

·        Lần gá 1:

* Bước 1: Tiện thô F35 mm.

* Bước 2: Tiện tinh F35 mm.

·        Lần gá 2: đổi đầu và tiến hành tương tự lần gá 1.

2.3.3. Nguyên công 3: Gia công lỗ và tarô lỗ ren M12

a) Đồ gá:

- Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

b) Định vị:

- Định vị mặt trụ ngoài F35 bởi mâm cặp 3 chấu và một chốt tỳ(hạn chế 5 bậc tự do).

c) Kẹp chặt:

- Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp 3 chấu.

d)Thiết bị công nghệ:

Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 - Bảng 9.4-[IV], trg17 (như nguyên công 1)

e)  Dụng cụ:

v Dụng cụ đo: Pan me đo trong, thước cặp, đồng hồ so ...

v Dụng cụ cắt:

- Mũi khoan: Bảng 4.47-[II], trg332.

- Vật liệu phần cắt P6M5

·        Chọn khoan ruột gà có các thông số:

*Khoan mồi F12: d = 11,9mm, L =225mm, l = 175mm.

*Khoan mở rộng F26 d = 25,75mm, L = 375mm, l = 255mm

 - Mũi khoét: Bảng 4.47, 4.48-[II], trg332, 335.

·        Chọn mũi khoét ghép từ các mảnh HKC 

·        Vật liệu phần cắt T15K6 .

·        Kích thước dao: D*L*l = 26*228 *130.

·        Thông số hình học của dao : g*ử*ử₁*ự*f*ỏ = 3⁰ *30⁰ *15⁰ *15⁰*0,5*10 .

·        Tuổi bền của dao: T = 25 ph (Bảng 5.30-[III], trg24 ).

- Ta rô:Bảng 4.136-[II], trg422

·        Chọn dao ta rô ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét, bước lớn .

·        Vật liệu phần cắt P18.

·        Bước ren: p = 1,5.

·        Kích thước dao : L*l*l₁*d₁*l₃*d₃  = 100*24*4,5*8*16*7.

    f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ:

- Số lần gá: 2

·        Lần gá 1:

* Bước 1:  Khoan lỗ F12 với L = 75 mm.

* Bước 2:  Khoét mở rộng lỗ F26 với L = 50 mm.

* Bước 3: Tarô lỗ ren M12 với L = 20 mm.

* Bước 4:  Doa lỗ F26 mm với L = 50 mm.

2.3.4. Nguyên công 4: Tiện móc, doa, tiện mặt đầu và vát mép.

a) Đồ gá:

- Mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

b) Định vị:

- Định vị mặt trụ ngoài F35 bởi mâm cặp 3 chấu và một chốt tỳ(hạn chế 5 bậc tự do).

c) Kẹp chặt:

Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp.

d) Thiết bị công nghệ:

- Máy tiện 1A616 (Bảng 9.4-[IV], trg17) .

e) Dụng cụ:

v Dụng cụ đo: Bộ lấy dấu ...

v Dụng cụ cắt :

-Với tiện móc: Tra bảng 4.4 [II], trg295, chọn dao tiện ngoài đầu cong có gắn mảnh thép gió P18 có các thông số cơ bản như sau:

h = 25 mm, B = 16 mm, L = 140 mm, m = 6 mm, a = 12 mm, r = 1,0 mm.

- Mũi doa: Bảng 4.49-[II], trg336

·        Chọn mũi doa liền khối, chuôi côn.

·        Vật liệu phần cắt T15K6 .

·        Kích thước dao: D*L*l = 26*200*50.

·        Tuổi bền của dao: T = 25 ph (Bảng 5.30-[II], trg24 ).

- Với tiện mặt đầu và vát mép:Tra bảng 4.6 [II], trg296, chọn dao tiện ngoài thân thẳng có gắn mảnh thép gió P18 có các thông số cơ bản như sau:

h = 25 mm, B = 16 mm, L = 140 mm, n = 9 mm, l = 12 mm, R = 1,0 mm.

f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ :

- Số lần gá : 2

·        Lần gá 1:

* Bước 1: Tiện móc.

* Bước 2: Doa lỗ F26

* Bước 3: Tiện mặt đầu.

* Bước 4: Vát mép.

·        Lần gá 2: đổi đầu tiến hành tương tự lần gá 1

2.3.5. Nguyên công 5: Gia công lỗ F 8

a) Đồ gá:

Sử dụng 2 khối V ngắn.

b) Định vị:

- Định vị mặt trụ F35 bởi 2 khối V ngắn và một chốt tỳ(hạn chế 5 bậc tự do).

 c) Kẹp chặt:

- Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của 2 khối V ngắn và tấm kẹp.

d) Thiết bị công nghệ:

e)  Dụng cụ:

v Dụng cụ đo: Pan me đo trong, thước cặp, đồng hồ so ...

v Dụng cụ cắt:

- Mũi khoan: Bảng 4.42-[II], trg327.

·        Chọn khoan ruột gà đuôi côn có các thông số:

- Khoan lỗ F8 mm: d = 7,8mm, L =240mm, l = 160mm.

     f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ:

- Số lần gá: 1

- Các bước công nghệ:

* Bước 1:  Khoan lỗ F7,8 mm

* Bước 2:  Doa lỗ F8 mm

2.3.6. Nguyên công 6:  Nhiệt luyện

Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết sau khi gia công đạt độ cứng 48..52 HRC. Quá trình làm việc chi tiết chịu uốn, nén, xoắn, va đập, ma sát, mài mòn nên đòi hỏi ngoài yêu cầu về độ cứng chi tiết còn phải có tính dẻo cao. Vì vậy đối với chi tiết có yêu cầu kỹ thuật như vậy ta chọn phương pháp nhiệt luyện bằng: Tôi và ram thấp.

Tôi: Nung nóng chi tiết đến nhiệt độ cao hơn điểm tới hạn trên(Ac₃) khoảng 30 ¸ 50⁰C

Giữ nhiệt ở nhiệt độ đó và làm nguội nhanh với tốc độ đảm bảo cho Austenit chuyển biến thành Mactenxit. Theo sau khi tôi có độ cứng cao đảm bảo đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật về độ cứng của chi tiết(48¸52 HRC). Tuy nhiên chi tiết sau khi tôi có tính dòn cao nên ta cần phải tiến hành ram thấp để tăng tính dẻo, giảm tính giòn.đặc biệt là để khử ứng suất dư.

2.3.8. Nguyên công 8:  Mài tinh mặt trụ ngoài

- Thực hiện nguyên công mài tinh mặt trụ ngoài trên máy mài vô tâm

 * Thiết bị công nghệ:

- Máy mài vô tâm 3184 (Bảng 9.54-[IV] ,trg 101), tương tự như nguyên công 7.

    * Dụng cụ:

v Dụng cụ đo: Pan me, đồng hồ so ...

v Dụng cụ cắt:

- Đá mài:

·        Chọn đá mài éé (Bảng 4.169, 4.170 - [II], trg457, 459).

·        Vật liệu mài: Cô ranh đông điện trắng C_t  (Oxit nhôm trắng).

·        Độ hạt: chọn nhóm hạt mài, độ hạt 25.

·        Chất kết dính: Kêramít (chất kết dính vô cơ -gốm).

·         Độ cứng đá mài: mềm vừa (MV), cấp độ MV1.

·        Tổ chức của đá mài: số hiệu cấu trúc(5); tỷ lệ thể tích vật liệu mài:(50¸60)%.

·        Cấp độ chính xác của đá mài : cấp € (Mài được các cấp).

·        Hình dạng đá mài : D*H*d =110* 45 *30 .

    * Sơ đồ gia công:

 Như  nguyên công mài thô (hình 7)

2.4.Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt:

- Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt căn cứ vào :

·        Vật liệu chi tiết .

·        Phôi và phương pháp chế tạo phôi.

·        Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt .

·        Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt .

·        Kích thước, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt gia công .

- Các công thức tính toán :    D_{max i} = D_i +ÄD_i

D_{min i} = D_i - ÄD_i

D_i-1 = D_i + 2.a (Với mặt trụ ngoài)

D_i-1 = D_i - 2.a (Với mặt trụ trong)

* Chú ý:

+ Kích thước nhỏ nhất (hoặc lớn nhất ) của tất cả các bước công nghệ được quy tròn bằng cách tăng lên hoặc giảm đi kích thước tính toán tương ứng theo hằng số có nghĩa của dung sai ở từng bước công nghệ .

+ Dung sai kích thước chiều dài có thể xác định từ cấp chính xác .

- Các bảng tra:

Bảng 3.(120 , 122 , 125 , 131) - [II] trang (265, 257, 269, 274).

- Ta có bảng tính toán với từng bề mặt như sau:      

2.5.Xác định chế độ cắt cho các bề mặt:

Bảng 5.(59, 62, 67, 86, 87, 88, 108, 116, 209)

- [III] trg(51, 54, 59, 83, 84, 85, 99, 107, 187).

PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

      Đồ gá khoan được dùng trên máy tiện 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, ta rô  ... 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 của công nhân, không cần bậc thợ cao.

3.1. Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan:

3.1.1. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị.

Ở đây chi tiết cần gia công khoan 1 lỗ  F8 cách đầu phải một khoảng cách là 25 mm.Ta chọn chuẩn là mặt phẳng bên phải của chi tiết.

Khi chọn chuẩn, mục đích của việc chọn chuẩn là để đảm bảo hai yêu cầu

- Chất lượng của chi tiết trong quá trình gia công.

- Nâng cao năng suất và giảm giá thành.

Đây là chuẩn tinh bởi vì tất cả các bề mặt của chi tiết đều đã qua gia công .

- Hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do

- Một chót tỳ hạn chế 1 bậc tự do

Còn một bậc tự do là xoay. Bậc tự do này không cần hạn chế vì bề mặt trụ gia công chưa có lỗ nào cả.

3.1.2. Xác định phương án kẹp chặt

+ Kẹp chặt là để:

Đảm tiếp xúc giữa các bề mặt chuẩn và các bề mặt của đồ định vị

Làm cho chi tiết không bị xô dịch khi có tác động lực cắt

Đảm bảo độ cứng vững của hệ thống công nghệ không bị rung động .

+ Yêu cầu đối với lực kẹp:

Không được phá vỡ định vị ban đầu .

Lực kẹp phải vừa đủ để tránh chi tiết bị dịch chuyển trong quá trình gia công và gây biến dạng cho chi tiết .

Kết cấu gọn nhẹ dễ thao tác

Không được làm hỏng bề mặt gia công .

Thao tác nhanh dễ dàng .

Các cơ cấu của cơ cấu kẹp không được cản trở chuyển động của dụng cụ .

3.1.3. Chọn máy

 Tính toán chế độ cắt khi khoan - [III]: Sổ tay CNCTM - Tập II

- Chiều sâu cắt t = D/2; D là đường kính mũi khoan .

- Lượng chạy dao: chọn lượng chạy dao lớn nhất theo độ bền của mũi khoan tra bảng 5.25 - [III], trg 21.

Với D =7,8 mm vật liệu mũi khoan thép gió có HB > 300

Chọn S = 0,11 (mm/vòng) .

Các hệ số tra bảng (5.28) với vật liệu gia công là C45 s_b = 600 (MPa) vật liệu lưỡi cắt P6M5 S < 0,2(mm/vòng) ta có :

 C_v = 16,2; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2

Chu kỳ bền T = 25

K_v = K_mv.K_uv.K_lv   hệ số điều chỉnh .

K_mv hệ số phụ thuộc vật liệu gia công: K_mv  = K_n.bảng(5.1-5.4) - [III]

                                                              => K_mv =1.= 0,82

     K_n=1,0 ; = 450 - 650 ; n_v= -0,9 (bảng 5.1-5.5) - [III]

K_uv: hệ số phụ thuộc vào vât liệu dụng cụ cắt, K_uv =1,0 bảng 5.6 - [III]

K_lv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan, K_lv = 1,0 bảng 5.31 - [III]

         v = 20,4 (m/ph)

- Mô men xoắn M_x (Nm) và lực chiều trục  P₀  (N).

M_x  =10 C_M . D^q . S^Y. K_P

P₀ =10.C_P D^q. S^Y. K_P

Các hệ số tra bảng 5.32 - [III],  với mômen M_x: C_M = 0,0345; q = 2,0; y = 0,8;

Với lực dọc P_o: C_P = 68; q =1,0; y = 0,7

Thay số ta được: M_x = 2,96 Nm; P_0­  = 628 N

- Công suất cắt N_e (kW)   N_e = M_x.n/9750 = 0,19(kW)

n = 1000v/D = 612,3(vòng /ph)

Căn cứ vào công suất cắt, đường kính mũi khoan ta chọn máy khoan đứng K125 (Bảng 9.21 - [IV], trg45).

3.1.4 Xác định lưc kẹp cần thiết:

- Khi khoan xuất hiện mômen xoắn M_c, lực chiều trục P₀. Mômen xoắn không làm xoay chi tiết quanh trục mà nó chỉ có thể làm chi tiết bị trượt(trong trường hợp xấu nhất khi mũi khoan chỉ cắt bằng một lưỡi cắt). Trên sơ đồ nhận thấy lực chiều trục P₀ có xu hướng làm chi tiết bị lật. Khi đó để chi tiết không bị trượt thì lực ma sát do lực kẹp W gây ra phải thắng lực gây trượt do mômen xoắn M_c gây ra và lực kẹp W phải đủ lớn để tạo ra mômen chống lật dolực chều trục P₀ gây ra.

Để tính đến các yếu tố gây nên không ổn địng nói trên ,khi tính lực kẹp người ta thêm vào các hệ số :

          K₀ hệ số an toàn trong mọi trường hợp  K₀=1,5 ¸ 2.

          K₁ hệ số kể đến lượng dư không đều .

          K₂ hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt K₂=1 ¸ 1,9.

          K₃ hệ số kể đến vì cắt không liên tục làm tăng lực cắt .

          Hệ số điều chỉnh chung K để đảm bảo an toàn là :

                        K=K₀.K₁.K₂.K₃.K₄.K₅.K₆

K₁=1; K₄ =1,3; K₅ =1,2; K₆ =1,5

                    K =5,265

a. Xác định lực kep theo điều kiện chống lật:

* Sơ đồ tính lực: Như hình vẽ 8.

Khi khoan dưới tác dụng của lực chiều trục P₀ tác dụng cách điểm O một đoạn

l₀ = 5 mm, tạo ra mômen có khả năng làm lật chi tiết quanh điểm O. Như vậy lực kẹp phải đủ lớn để tạo mômen chống lật. Do đó lực kẹp P_k tạo ra phải thoả mãn điều kiện  cân bằng lực:                       

Trong đó: l₀ = 5 mm là khoảng cách từ tâm mũi khoan đến điểm O.

                 l₁ = 85 mm là khoảng cách từ điểm đặt lực kẹp bên trái đến điểm O

                 l₂ = 15 mm là khoảng cách từ điểm đặt lực kẹp bên phải đến điểm O

Thay các giá trị vào phương trình trên ta tính được lực kẹp W = 236 (N)

b. Xác định lực kep theo điều kiện chống trượt:

Do chế tạo không chính xác và sai số trong quá trình lắp ráp tâm của mũi khoan lệch so với tâm chi tiết một khoảng e, nhưng khoảng cách này không đáng kể có thể bỏ qua. Tuy nhiên trong trường hợp xấu nhất khi mũi khoan chỉ cắt bằng một lưỡi cắt thì  mômen  xoắn M_x sẽ tạo ra một lực P_t có khả năng làm chi tiết bị trượt dọc trục. Tuy nhiên do lực kẹp tính toán theo điều kiện chống trượt đủ lớn để đảm bảo khả năng chống trượt nên không cần thiết phải kiểm tra.

3.1.5. Chọn cơ cấu sinh lực

Ta chọn cơ cấu kẹp chặt phôi là ren do có kết cấu đơn giản dễ chế tạo, tự hãm tốt thao tác nhẹ nhàng phù hợp  với phương pháp gia công.

Chọn đường kính bu lông, theo công thức:

     d = C (mm). (đồ án gia công cơ khí tr 61).

Trong đó :

        C = 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản

       s : ứng suất kéo, (kG/mm²) đối với bu lông bằng C45 thì  s = 80 ¸ 100 (MPa)

 ta chọn s = 80 (MPa).

        W: lực kẹp do ren tạo ra (kG)

         d : đường kính đỉnh ren, (mm)

Thay các số liệu vào công thức trên ta có

     d  = 2,4 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn d = 3 mm

Chọn cơ cấu sinh lực là cơ năng xuất phát từ tay công nhân. Lực kẹp này không ổn định thực tế tính toán người ta lấy từ 10 -15KG

3.2. Tính bền cho chi tiết chịu lực lớn nhất

3.2.1. Tính sức bền cho bu lông kẹp:

 Trong quá trình làm việc bu lông kẹp trong đồ gá có thể chịu kéo, nén, uốn , xoắn, từ đó sinh ra các dạng hư hỏng thường gặp như bị cong, bị đứt thân bu lông, bị đứt các đường ren, để đảm bảo cho bu lông kẹp đủ bền phải tính toán bền cho bu lông .

3.2.2. Tính sai số gá đặt:

 - Sai số gá đặt là sai số của phôi khi nó bị lệch so với trí yêu cầu trong đồ gá. Sai số gá đặt được xác định theo công thức :

·        ec : Sai số chuẩn.

·        e_kc: Sai số kẹp ch.ặt

·        e_c: Sai số đồ gá.

a) Sai số chuẩn:

Vì bề mặt định vị trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn e_c = 0.

b) Sai số kẹp chặt:

·        K_Rz = 0,004

·        R_Z = 40  mm.

·        K_HB = - 0,0016

·        C_t = 0,4 +0,012*F =1.36

·        n =   0.7

·        m= 0.7

·        F =80 mm²

                              Þ  K_kc = 19.89mm.

c) Sai số đồ gá :

Ta có sai số đồ gá xác định theo công thức sau :

                                e_đg =                                                 (3.3)

Trong đó :

·        ect: Sai số chế tạo .

·        e_m: Sai số mòn .

·        e_đc : Sai số điều chỉnh .

v Sai số mòn:

                     em = b

                              b = 0,3mm.

                              N = 8000 số lượng chi tiết được gá đặt.

                     em = 28,9 mm.

v Sai số điều chỉnh:

                             Lấy  e_đc = 10  mm.

v Sai số chế tạo :

Ta có:                   

Với d =300 mm  

  Chọn  :                e_ct= 10 mm.

                             (3.3) Þ e_dg= 17,3  mm.

                             (3.1) Þ e_gđ = 26,3  mm. < 80 mm.  (Thoả mãn) .

3.2.3. Cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu định hướng và kết cấu của đồ gá :

  Cơ cấu kẹp chặt được thể hiện trên bản vẽ đồ gá hình 9.

3.3. Nguyên lý làm việc của đồ gá:

Đồ gá thực hiện nguyên công khoan, nguyên lý gá đặt như sau:

3.3.1. Định vị:

- Định vị mặt trụ ngoài F35 bởi 2 khối V ngắn (hạn chế 2 bậc tự do) và một chốt tỳ (hạn chế 1 bậc tự do) Þ Hạn chế 5 bậc tự do.

3.3.2. Kẹp chặt:

Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của cơ cấu kẹp ren vít khi ta vặn tay vặn.

3.3.3. Hoạt động:

- Đầu tiên đặt chi tiết lên đồ gá. Định vị  chi tiết bằng mặt đầu bởi mặt trụ ngoài bởi 2 khối V ngắn 2 (hạn chế 4 bậc tự do) và chốt tỳ 4(hạn chế 1 bậc tự do - chống dịch chuyển theo phương dọc trục). Sau đó ta đặt thanh kẹp 7 lên vặn chặt tay vặn 3 để kẹp chặt chi tiết vào 2 khối V ngắn. Sau đó quay bàn quay bàn quay 14 về vị trí sao cho bạc dẫn hướng về vị trí gia công rồi cắm chốt định vị 15 cố định bàn quay.Khi định vị song chi tiết ta tiến hành gia công khoan lỗ F7,8 mm sau đó rút chốt định vị 15, quay bàn quay 14 đi một góc 180⁰, cắm chốt định vị 15 cố định bàn quay tiến hành gia công doa lỗ F 8 mm. Ngoài ra ta cũng có thể không cần xoay bàn quay 14 bằng cách sử dụng các bạc thay nhanh khi chuyển từ nguyên công khoan lỗ sang nguyên công doa lỗ.

- Sau khi gia công xong chi tiết ta tiến hành tháo chi tiết ra bằng cách tháo tay vặn 3, tháo thanh kẹp 7, nhấc chi tiết ra khỏi vị trí gia công.

KẾT LUẬN

     Sau một thời gian làm việc tích cực, 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 hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các yêu cầu  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, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và 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 đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến và chỉ bảo cho tôi để tôi ngày càng hoàn thiện đồ án của mình và tích luỹ bổ sung kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân.Và cuối cùng tôi xin cám ơn thầy giáo:…...…...…. cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho tôi hoàn thành đồ án này.                                      

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[I]- Nguyễn Trọng Bản, Trần Thành, Nguyễn Quang Hoài, Hoàng Mạnh Long:  Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, HVKTQS, Hà Nội, 2002           

[II]- Nguyễn Đắc lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tôn, Trần Xuân Việt: Sổ tay công nghệ   chế tạo máy -Tập 1, NXBKHKT, Hà Nội, 2001.

[III]- Nguyễn Đắc lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tôn, Trần Xuân Việt: Sổ tay công nghệ chế tạo máy -Tập 2, NXBKHKT, Hà Nội, 2001.

[IV]- Nguyễn Đắc lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tôn, Trần Xuân Việt: Sổ tay công nghệ chế tạo máy -Tập 3, NXBKHKT, Hà Nội, 2003.

[V]- Nguyễn Trọng  Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch: Công nghệ chế tạo máy  - Tập 1, NXBKHKT, Hà Nội, 1998.

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"