LỜI NÓI ĐẦU
Chế tạo máy là một ngành quan trọng của nền kinh tế quốc dân. Phạm vi sử dụng sản phẩm của ngành chế tạo máy rất rộng rãi, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo máy công cụ. Môn học chế tạo máy là một môn học chính trong chương trình đào tạo kỹ sư chế tạo máy cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm, về phương pháp thiết kế qui trình công nghệ, về phương pháp xác định chế độ cắt tối ưu và về những phương pháp gia công mới.
Việc thiết kế đồ án môn học là một hoạt động cụ thể hoá những kiến thức lý thuyết, vận dụng chúng vào trong thực tế sản xuất. Để thực hiện tốt đồ án yêu cầu học viên phải nắm được tổng thể các kiến thức về môn học Công nghệ chế tạo máy và các kiến thức cơ sở khác như: Nguyên lý cắt kim loại, Thiết kế dụng cụ cắt, Sức bền vật liệu. Ngoài ra còn cần biết sử dụng các phần mềm trợ giúp thiết kế như AutoCAD, Mechanical Desktop. Với mục tiêu là thiết kế qui trình công nghệ chế tạo được chi tiết mà đồ án yêu cầu.
Sau một thời gian được sự tận tình giúp đỡ của thầy:……………. và các thầy trong bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí em đã thiết kế được qui trình công nghệ chế tạo chi tiết “Trục máy nghiền”, nội dung thiết kế chính được ghi trong bản thuyết minh và các bản vẽ. Tuy nhiên do kiến thức thực tế, kinh nghiệm thiết kế còn hạn chế do vậy đồ án không thể tránh được các thiếu sót. Em rất mong nhận được các ý kiến phê bình của các thầy giáo và các bạn để đồ án đạt được tính thực tế cao nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
Ngày …. tháng …. năm 20…
Học viên hực hiện
………………..
PHẦN I
PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1.1. Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật.
-Trục là loại chi tiết cơ sở quan trọng trong đó chi tiết trục máy nghiền cũng không là ngoại lệ, có dạng bề mặt cơ bản cần gia công là dạng tròn xoay.
- Chi tiết dạng trục có bậc;
- Chi tiết thuộc loại trung bình;
- Độ nhám bề mặt có F76 đạt Ra=0,63, độ nhám phần F56:Ra=1,25; độ đồng tâm 0,02; độ trụ 0,04;
-Độ không vuông góc của đường tâm 2 lỗ ren M16 và M12 
0,03;
- Các bề mặt còn lại Rz20;
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm.
- Chi tiết chiều dài lớn nhất là 375mm và đường kính nhỏ nhất là 56 mm do đó chi tiết có độ cứng vững khá cao.
- Chi tiết có dạng trục bậc (Bậc lớn ở giữa, 2 bậc nhỏ 2 bên) nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảm bảo điều kiện bền và làm việc tin cậy.Tuy nhiên do kết cấu trục là trục bậc sẽ gây tập trung ứng suất làm giảm độ bền của chi tiết. Để làm giảm tập trung ứng suất ta làm các rãnh thoát dao và các góc lượn chuyển tiếp.
- Vật liệu chế tạo trục là thép 40Cr ; nhiệt luyện đạt HRC 48...52.
1.3.1. Phân tích vật liệu.
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 tĩnh và 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 .
v Nhóm thép Crôm -Măng gan và Crôm - Măng gan -Silic :
· Tương đối rẻ (Đắt hơn nhóm thép Crôm một chút ) .
· Cơ tính khá cao .
· Tính công nghệ tốt .
· Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng tương đối cao: các trục, các kết cấu chịu lực ...
Kết luận:
Do chi tiết làm việc trong điều kiện chịu tải khá lớn cho nên để đảm bảo cơ tính và tính kinh tế ta sẽ dùng thép 40Cr .
1.3.2. Chọn phôi.
- Để chế tạo chi tiết “ Trục máy nghiền” có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau :
· Phôi thanh .
· Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại ) .
· Phôi cán ống (Phôi cán hình) .
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 .
1.3.2.4. 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 .
- Nhận xét :
+ Điều kiện làm việc chịu tải trọng va đập tải trọng động khá lớn do đó chi tiết phải có cơ tính đảm bảo nên không sử dụng phôi đúc trong khuôn cát.
+ Kết cấu của chi tiết dạng bậc nhỏ,độ chênh giữa các bậc không lớn, đồng thời chi tiết dạng nhỏ kết kấu đơn giản nên không sử dụng phôi thanh .
- Vì chi tiết đòi hỏi phải gia công cắt gọt do đó sau khi rèn phải tiến hành nhiệt luyện sơ bộ để cải thiện tính cắt gọt của phôi.
- Sau khi rèn phôi thường được mang đi ủ (thường ủ hoàn toàn), thường hoá hoặc ram cao.
- Quy trình công nghệ chế tạo phôi thường là:
· Tính toán kích thước, trọng lượng, chuẩn bị phôi.
· Tiến hành rèn khuôn.
- Chế độ nhiệt luyện sơ bộ và nhiệt luyện kết thúc phôi tuỳ thuộc vào thành phần thép, đối với thép hoá tốt thường theo bảng dưới đây:
PHẦN II
THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Xác định đường lối công nghệ.
Số lượng các nguyên công của một quá trình công nghệ phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công.
Trong thực tế người ta thường áp dụng hai phương pháp thiết kế các nguyên công tuỳ 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 .
Phương pháp gia công chi tiết “Trục máy nghiền” đạt được yêu cầu đề ra ta tiến hành theo tiến trình công nghệ sau:
v Nguyên công I : Khoả mặt đầu -Khoan lỗ tâm
+ b1 : Khoả mặt đầu
+ b2 : Khoan lỗ tâm
v Nguyên công II: Tiện thô mặt trụ ngoài
+ b1: Tiện thô bề mặt trụ F86
+ b2: Tiện thô bề mặt trụ F56
+ b3: Tiện thô bề mặt trụ F76
+ b4: Tiện thô bề mặt trụ F70
+ b5: Tiện thô bề mặt trụ F56
v Nguyên công III: Tiện tinh mặt trụ và vát mép
+ b1: Tiện tinh bề mặt trụ F86
+ b2: Tiện tinh bề mặt trụ F56
+ b3: Tiện tinh bề mặt trụ F70
+ b4: Tiện tinh bề mặt trụ F76
+ b5: Tiện tinh bề mặt trụ F56
+ b6: Vát các mép vát bậc trục
v Nguyên công VI: Gia công ren M12
+ b1: Khoan lỗ F10
+ b2: Tarô ren M12
v Nguyên công VII: Nhiệt luyện
v Nguyên công VIII: Nắn thẳng
v Nguyên công IX: Sửa lỗ tâm
v Nguyên công X: Mài tròn ngoài thô
+ Mài thô các mặt trụ F86
+ Mài thô mặt trụ F56
+ Mài thô mặt trụ F70
+ Mài thô mặt trụ F76
+ Mài thô mặt trụ F56
v Nguyên công XI: Mài tròn ngoài tinh
+ Mài tinh lại mặt trụ F76
v Nguyên công XII: Mài tinh mặt phẳng
2.3. Thiết kế các nguyên công.
2.3.1. Nguyên công I: Khoả mặt đầu -Khoan lỗ tâm
- Chọn chuẩn thô : Bề mặt trụ
- Gá : Dùng hai khối V ngắn
- Chọn máy : Tra bảng 25-[11], ta chọn máy phay và khoan tâm bán tự động kí
hiệu MP-76M có các thông số chính sau:
+ Đường kính chi tiết gia công: 25 ...80 mm
+ Chiều dài chi tiết gia công : 500...1000 mm
+ Giới hạn vòng quay của dao : 1225 vòng/phút
+ Công suất của động cơ phay- khoan: 5,5 kW
- Chọn dụng cụ :
+ Dao phay: Theo bảng 4-92-[11]-T1,chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số: D=63 mm; d=27 mm; L=40 mm; z=14 răng .
+ Dụng cụ khoan lỗ tâm : Tra bảng IX-52 trang 234 chọn mũi khoan tâm kiểu V các thông số cơ bản như sau : D0=3,35 mm; d=1,6 mm; L=60 mm; l=3 mm.
-Số lần gá : 1
- Trình tự các bước nguyên công:
+ b1 : Phay mặt đầu
+ b2 : Khoan lỗ tâm
2.3.2. Nguyên công II: Tiện thô mặt trụ ngoài
-Chọn chuẩn : Mặt côn hai lỗ tâm
-Định vị bởi : Hai mặt côn hai lỗ tâm định vị 5 bậc tư do
-Chọn máy : Tra bảng 4 trang 110 phần phụ lục tài liệu(Thiết kế đồ án CNCTM Trần văn Địch, NXBKH&KT 1999) ta chọn máy tiện ren vít vạn năng ký hiệu 1K62 có các thông số cơ bản như sau:
+ Đường kính gia công lớn nhất: 400[mm].
+ Số cấp tốc độ: 23.
+ Giới hạn vòng quay của trục chính: 12,5¸2000 [v/p].
-Chọn dao: Theo bảng 4-6 trang 263 tài liệu [Sổ tay CNCTM tập 1-Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 2000] :chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính là 90°(phải và trái) gắn hợp kim cứng T15K6 có kích thước cơ bản là: h x b x L = 16 x 10 x 100 [mm].
-Các bước trong nguyên công:
Lần gá 1:
+Tiện thô bề mặt trụ F56
+Tiện thô bề mặt trụ F86
+Tiện thô bề mặt trụ F70
+Tiện thô bề mặt trụ F76
Lần gá 2:
+Tiện thô bề mặt trụ F56
2.3.3. Nguyên công III: Tiện tinh mặt trụ và vát mép
- Chọn chuẩn : Mặt côn hai lỗ tâm
- Định vị bởi : Hai mặt côn hai lỗ tâm định vị 5 bậc tư do
- Chọn máy : Tra bảng 9-4 T3,Chọn máy 1U611;các thông số kĩ thuật tra trong bảng:
+ Khoảng cách hai đầu tâm :500 mm
+ Số cấp tốc độ của trục chính : 21 cấp
+ Phạm vi tốc độ trục chính khi quay thuận : 20...2000 vòng/phút
+ Đường kính lớn nhất chi tiết gia công được trên máy : 250 mm
- Chọn dao : Tra bảng 4-3 T1, Chọn loại dao T15K6 theo bảng 4-6 trang 263 tài liệu [Sổ tay CNCT Máy T1] chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính là 90°(phải và trái) gắn hợp kim cứng T15K6 có kích thước cơ bản là:
h x b x L = 16 x 10 x 100 [mm].
-Các bước trong nguyên công:
Lần gá 1:
+Tiện tinh bề mặt trụ F56
+Tiện tinh bề mặt trụ F86
+Tiện tinh bề mặt trụ F70
+Tiện tinh bề mặt trụ F76
+ Vát mép đầu trục
Lần gá 2:
+Tiện tinh bề mặt trụ F56
+ Vát mép đầu trục
2.3.4. Nguyên công IV: Phay mặt phẳng
- Chọn chuẩn : Mặt côn hai lỗ tâm
- Định vị bởi : Hai mặt côn hai lỗ tâm định vị 5 bậc tư do
- Chọn máy : Tra bảng 9-38 T3, Chọn máy phay vạn năng 6H81 các thông số kĩ thuật :
+ Khoảng cách từ đường trục chính tới bàn máy: 30...340 mm
+ Khoảng cách sống trượt tới tâm bàn máy: 170...370 mm
-Chọn dao: Tra bảng IX-65 trang 256(Sổ tay CNCT Máy II,III,IV) dao phay trụ răng răng lớn các thông số:
D=100 mm; d=40 mm; L=125 mm; số răng z=12 răng
-Các bước thứ tự nguyên công:
+ Phay thô mặt phẳng
+ Phay tinh mặt phẳng
-Số lần gá : 1 lần
2.3.5. Nguyên công V: Gia công ren M16
-Chọn chuẩn: Mặt phẳng
-Định vị : Dùng 2 khối V ngắn định vị 4 bậc tự do và 1 chốt tỳ đầu trụ hạn chế 1 bậc tự do
-Chọn máy: Tra bảng 9-21 T3, Chọn máy 2H125 với các thông số kỹ thuật sau:
+ Đường kính lớn nhất khoan được: 25 mm
+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 400x450 mm
+ Khoảng cách từ đường tâm trục chính tới trụ: 250 mm
-Chọn dao:
+ Dao khoan lỗ :Tra bảng 4-40 T1,dùng dao thép gió đường kính d=14 mm; L=120 mm; l=60 mm.
+ Dao Ta-rô: Tra bảng IX-79 trang 271 với các thông số kích thước : d=16 mm; bước ren s=2mm; L=100 mm; l=32 mm; đối với lỗ thông bộ tinh l1=4mm; d1=12 mm; a=10mm; h=13mm; P=20 mm; d2=10 mm; r=5mm
-Số lần gá:1
- Thứ tự các bước nguyên công:
+ Khoan lỗ F14
+ Tarô ren M16
2.3.6. Nguyên công VI: Gia công ren M12
-Chọn chuẩn: Mặt phẳng kích thước 18 mm
-Định vị : 6 bậc tự do 2 khối V ngắn và 2 chốt tỳ
-Chọn máy: Tra bảng 9-21 T3, Chọn máy 2H125 với các thông số kỹ thuật sau:
+ Đường kính lớn nhất khoan được: 25 mm
+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 400x450 mm
+ Khoảng cách từ đường tâm trục chính tới trụ: 250 mm
-Chọn dao:
+ Mũi khoan : Tra bảng 4-40 T1,dùng dao thép gió đường kính d=10 mm; L=120 mm; l=70 mm.
+ Dao Ta-rô : Tra bảng IX-79 trang 271 với các thông số kích thước : d=12mm; bước ren s=1,75mm; L=90 mm; l=28 mm; đối với lỗ thông bộ tinh l1=3,6mm; d1=11 mm; a=9mm; h=12mm; P=17 mm; d2=8 mm; r=5mm
-Số lần gá : 1 lần
-Thứ tự các bước nguyên công:
+ Khoan lỗ F10
+ Tarô ren M12 .
2.3.7. Nguyên công VII: Nhiệt luyện.
Tôi
2.3.8. Nguyên công VIII: Nắn thẳng.
2.3.9. Nguyên công IX: Sửa lỗ tâm.
2.3.10. Nguyên công X: Mài tròn ngoài thô
-Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu và đầu chống tâm di động
-Máy: tra bảng 10 trang 113 phần phụ lục tài liệu [Thiết kế ĐACNCT Máy] ta chọn máy mài tròn ngoài kí hiệu 3B12 có các thông số cơ bản như sau:
+ Đường kính gia công lớn nhất: 200 [mm].
+ Chiều dài gia công lớn nhất: 750 [mm].
+Côn móc ụ trước: N0 4.
+ Số vòng quay của trục chính: 1080; 1240; Số vòng quay của phôi gia công: 75; 150; 300;
+Tốc độ của bàn máy: 0,1¸0,6 [mm/p].
+Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 200 [mm].
+Công suất của động cơ: 7,5 [kW].
+Kích thước máy: 2100x3100 [mm].
Chọn đá mài: tra bảng IX- 93 trang 304 tài liệu [9] ta chọn đá mài phẳng kí hiệu éé có các thông số cơ bản như sau:
+Đường kính đá mài: 80 [mm].
+Chiều dầy của đá mài: 63 [mm].
-Chọn hạt mài: tra bảng 4-166 trang 418 tài liệu [5] ta chọn đá mài có độ hạt là 50.
-Chất kết dính : Karemic.
-Thứ tự các bước trong nguyên công:
Lần gá 1;
+ Mài thô đoạn trục đạt f56 dài 100 [mm].
+ Mài thô đoạn trục đạt f86 dài 50 [mm].
+ Mài thô đầu trục đạt f70 dài 60 [mm].
+ Mài thô đoạn truc f86 dài 10 mm
Lần gá 2;
+Mài thô đoạn trục đạt f76 dài 55 [mm].
2.3.11. Nguyên công XI: Mài tròn ngoài tinh
-Chọn chuẩn, gá giống nguyên công X.
-Chọn máy giống nguyên công X
-Chọn máy: tra bảng 10 trang 113 phần phụ lục tài liệu [7] ta chọn máy mài tròn ngoài kí hiệu 3B12 có các thông số cơ bản như sau:
+ Đường kính gia công lớn nhất: 200 [mm].
+ Chiều dài gia công lớn nhất: 750 [mm].
+Côn móc ụ trước: N0 4.
+ Số vòng quay của trục chính: 1080; 1240; Số vòng quay của phôi gia công: 75; 150; 300;
+Tốc độ của bàn máy: 0,1¸0,6 [mm/p].
+Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 200 [mm].
+Công suất của động cơ: 7,5 [kW].
+Kích thước máy: 2100x3100 [mm].
-Chọn hạt mài: tra bảng 4-166 trang 418 tài liệu [5] ta chọn đá mài phẳng kí hiệu éé, đá mài có độ hạt là 50.
-Chất kết dính : Karemic.
- Số lần gá 1 lần
-Thứ tự các bước
+ Mài tinh mặt trụ f76 mm
2.3.12. Nguyên công XII: Mài tinh mặt phẳng
-Chọn máy: tra bảng 10 trang 113 phần phụ lục tài liệu [7] ta chọn máy mài tròn ngoài kí hiệu 3B12 có các thông số cơ bản như sau:
+ Đường kính gia công lớn nhất: 200 [mm].
+ Chiều dài gia công lớn nhất: 750 [mm].
+Côn móc ụ trước: N0 4.
+ Số vòng quay của trục chính: 1080; 1240; Số vòng quay của phôi gia công: 75; 150; 300;
+Tốc độ của bàn máy: 0,1¸0,6 [mm/p].
+Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 200 [mm].
+Công suất của động cơ: 7,5 [kW].
+Kích thước máy: 2100x3100 [mm].
-Chọn đá: tra bảng IX- 93 trang 304 tài liệu [9] ta chọn đá mài phẳng kí hiệu éé.Kích thước của đá như sau:
+ Đường kính đá: 80 [mm].
+Chiều dầy đá:32 [mm].
-Chọn hạt mài: tra bảng 4-166 trang 418 tài liệu [5] ta chọn đá mài có độ hạt là 50.
-Chất kết dính : Karemic.
-Thứ tự các bước trong nguyên công:
+ Mài tinh mặt phẳng.
2.4. Tính và tra lượng dư cho các nguyên công.
2.4.1 Tính lượng dư cho bề mặt trụ ngoài f76.
Bề mặt trụ ngoài có các yêu cầu kĩ thuật:
Độ nhám bề mặt: Ra= 0,63.
Vật liệu thép 40Cr, nhiệt luyện đạt độ cứng 48…52 HRC.
· bmin- lượng dư gia công nhỏ nhất.
· Rz- độ nhấp nhô bề mặt do bước sát trước để lại.
· h - chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
· DS- sai lệch về vị trí không gian do bước cong nghệ sát trước để lại.
· eb- sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
Với eb=ec+ek;
ec- sai số chuẩn.
ek- sai số kẹp chặt.
+ Sau đây ta sẽ lần lượt tính lượng dư cho từng nguyên công.
Theo bảng 3-84 [Sổ tay CNCT máy T1] phôi rèn khuôn có các giá trị sau đây:
RZ + h = 1500 [mm].
Vì gia công có chống tâm 2 đầu nên sai số gá đặt trong trường hợp này eb = 0.
Như vậy:
Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:
DS = 
.
Trong đó:
_ độ cong tổng cộng , do được gá trên mũi tâm nên = 
.L
Với độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài =3 ỡm/mm
( bảng 3- 75- [Sổ tay CNCT máy T1]).
L chiều dài toàn bộ chi tiết, L = 375 mm.
= 3.375 = 1125 ỡm
_độ lệch tâm do khoan mũi tâm, = 0,25.
T_dung sai đường đính phôi, bảng 3 -91-[Sổ tay CNCT máy T1] ;T = 1,2 mm>1
Nên = 0,25T = 0,25.1,2 = 0,30mm.
DS = 
= 1,164 mm.
Sai lệch không gian còn lại được tính theo công thức: D’S = Kchx .DS
Trong đó: Kchxhệ số chính xác; đối với tiện thô: Kchx= 0,06;đối với tiện tinh: Kchx = 0,04 ; đối với mài thô: Kchx= 0,02;
Như vậy sai lệch không gian còn lại được tính theo công thức:
Sau tiện thô:Dthô= 0,06.1164 = 69,84 [mm].
Sau tiện tinh: Dtinh= 0,04.1164 = 46,56 [mm].
Vậy ta có:
a. Nguyên công tiện thô:
2Z
= 2(1500 + 1164) = 5328 [mm].
b. Nguyên công tiện tinh:
Tra bảng 3- 84 [st] sau tiện thô có: RZ=50 [mm]; h=50 [mm]
Þ2Z= 2(50 + 50 + 69,84) = 339,68 [mm].
Vẫn theo bảng 3 -84 [st] sau tiện tinh có: RZ= 20 [mm]; h = 30 [mm].
c. Nguyên công nhiệt luỵện:
Sau nguyên công nhiệt luyện độ chính xác giảm đi 1 cấp, độ nhám bề mặt tăng lên từ 1¸2 cấp, các giá trị tương ứng sau nhiệt luyện: RZ = 60 [mm];h = 60 [mm].
Tra bảng 3 -75 [st] có: = Dk.L = 1,5.65 = 97,5 [mm].
d. Nguyên công mài thô:
2Z= 2.(60 + 60 + 97,5) = 2.217,5[mm] = 435 [mm].
e. Nguyên công mài tinh:
Sau mài thô có: RZ = 6,3 [mm];h = 20 [mm]; Ä’ = 0,06.435 = 26,1.
Þ2Z= 2(6,3 + 20 + 26,1) = 2.52,4 [mm] = 104,8 [mm].
Từ kết quả tính toán ta lập ra bảng ghi kết quả theo qui tắc sau:
f. Cột kích thước tính toán:
Lấy kích thước chi tiết lần lượt cộng với lượng dư nhỏ nhất.
Mài thô: d4 = 75,983 + 0,105 = 76,088 [mm].
Tiện tinh: d3 = 76,088 + 0,435 = 76,623 [mm].
Tiện thô: d2 = 76,623 + 0,3397 = 76,962 [mm].
Phôi: d1 = dph = 76,962 + 5,328 = 82,29 [mm].
g. Cột dung sai:
Cột dung sai được ghi theo trị số dung sai của từng nguyên công.
h. Cột kích thước giới hạn:
Làm tròn kích thước tính toán đến giá trị có nghĩa của dung sai ta được kích thước giới hạn nhỏ nhất. Sau đó lấy kích thước giới hạn nhỏ nhất cộng với dung sai ta được kích thước giới hạn lớn nhất.
i. Cột lượng dư giới hạn được xác định như sau:
2Zmax -là hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất.
2Zmin -là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất.
2.4.2. Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại.
Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi và các kích thước của phôi tra bảng VII-45 trang 556 tài liệu [CNCTM T1] ta có bảng tra lượng dư cho các nguyên công như bảng.
2.5. Tính toán và tra chế độ cắt cho các nguyên công.
Quá trình tra chế độ cắt được tiến hanh như sau:
+ Đầu tiên ta tiến hành chọn chế độ cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt,yêu cầu về năng suất…
+ Tra lượng chạy dao
Đối với nguyên công I ta tra bảng 5-125; 5-126; 5-129; 5-107; 5-108; 5-110 sách [Sổ tay CNCTM-T2] ta có :
a.Tra chế độ cắt cho nguyên công I:
b.Tra chế độ cắt cho nguyên công II:
c. Tra chế độ cắt cho nguyên công III:
d.Tra chế độ cắt cho nguyên công IV:
g. Tra chế độ cắt cho nguyên công XI :
h.Tra chế độ cắt cho nguyên công XII:
PHẦN III
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG PHAY MẶT PHẲNG
3.1. Xác định máy.
Trong phần chương 2 ta đã chọn máy phay 6H81 có các thông số kỹ thuật chính như sau:
- Số cấp tốc độ trục chính: 16
- Phạm vi tốc độ trục chính: 65 .. 1800 v/p
- Công suất động cơ chính: 4,5 kW
3.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.
3.2.1. Sơ đồ định vị.
Định vị chi tiết lên đồ gá nhờ 2 khối chữ V ngắn hạn chế 4 bậc tự do tại hai vị trí có đường kính F28 mm, một chốt trụ ngắn ở phía trái tỳ vào gờ trục định vị hạn chế 1 bậc tự do chuyển động dọc trục
3.2.1. Kẹp chặt.
Kẹp chặt chi tiết bằng thanh kẹp tại vị trí đặt lực kẹp như hình vẽ trên
3.3. Tính lực kẹp cần thiết.
Ta phải xác định phản lực N1 tại bề mặt định vị của khối V
Phương trình cân bằng lực tác dụng lên chi tiết khi phay như sau:
2N1 = (2N`1 + 2N`2).cos450 (1)
n: Số vòng quay của dao chọn trên máy n=157 vg/ph
D: Đường kính dao phay D=30 mm
t: Chiều sâu cắt t=0.5 mm(bảng 5-37 sổ tay CNCTM2)
SZ: Lượng chạy dao :SZ=0.09 mm(bảng 5-28 sổ tay CNCTM2)
B: Chiều rộng dao B=30mm
CP, x,y,u,q,w tra bảng 5-41(T2) sổ tay CNCTM, dao phay thép gió.
CP=101; x=0.88; y=0.75; u=1; q=0.87; w=0
PZ= 1185,6 (N)
Các thành phần lực khác được lấy như sau:
Ps = 0,85.Pz =1007,8 (N)
Py = 0,5. Pz =592,8 (N)
Pv = 0,8.Pz = 948,5 (N)
Thành phần lực tổng hợp
Pyz = 1169,2 (N)
Mô men cắt Mc = 0,5.Pz.D = 17784 (Nmm)
Sơ đồ tính toán :
Từ sơ đồ tính toán ta có :
N1.L1 = W.L2
Ta có L1=287 mm; L2=205 mm
ÞW= 1,4.N1
Để chi tiết được kẹp chặt chắc chắn trong quá trình gia công thì lực ma sát tại các bề mặt tiếp xúc phải tạo ra mô men lớn hơn mô men lực cắt gây ra.
Ta coi rằng chỉ có lực Ps tạo mô men quay quanh trục chi tiết.
Do đó ta phải có:
2N1.f.43+2(N¢1+ N¢2).f.28 ³ K.Ps.18
Với:
f- Là hệ số ma sát f=0,15
K -Là hệ số an toàn,tính theo công thức:
K=K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
K0 -Là hệ số an toàn bảo đảm, thường lấy K0=1,5
K=1,5.1,2.1,4.1,2.1,3.1,0.1,5=5,897
Kết hợp với N¢1= N¢2 và phương trình (1) ta được :
N1³ = 4317 (N)
Vậy ta có N1³ 4317 (N)
Do đó, W=1,4.N1 ³ 1,4.4317 = 6044 (N)
3.4.Chọn các phần tử của cơ cấu kẹp chặt.
3.4.1. Chọn bu lông kẹp.
C- Ren tam giác hệ mét, C=1.4
W- Lực kẹp chi tiết gia công ,N
d³ = 11,0 [mm]
Để tăng độ cứng vững và phù hợp kết cấu của đồ gá ta chọn d=12 mm.
a. Kiểm tra bền bu lông:
Dưới tác dụng của lực kẹp, khi gia công chi tiết thì bu lông kẹp chịu lực lớn,dễ bị phá huỷ, ảnh hưởng đến chất lượng gia công và an toàn cho công nhân, vì thế chọn bu lông kẹp phải đủ độ bền, ta kiểm nghiệm bền cho bu lông kẹp.
b. Kiểm nghiệm bền theo ứng suất tương đương:
Fvc - Lực vặn chặt tác động lên bu lông Fvc=W=6044 (N)
- ứng suất cho phép của vật liệu làm bu lông, tra sổ tay thiết kế chi tiết máy ta có 75-80 (MPa)
Như vậyk ,bu lông thoả mãn điều kiện bền.
3.4.2. Chọn đai ốc.
Từ đường kính bu lông ở trên ta chọn đai ốc M12. Tra bảng 8.28-Tr433 cho tay quay cố định
3.4.3. Chọn nguồn sinh lực.
Do lực kẹp cũng nhỏ ta chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu ren vít,cơ cấu ren vít có ưu điểm kết cấu đơn giản, tính linh hoạt cao,làm việc chắc chắn do có lực kẹp lớn,tính tự hãm tốt hơn nữa nguồn sinh lực bằng cơ: W=12534 (N)
Vậy cơ cấu kẹp chặt đã chọn là đảm bảo phù hợp
3.4.4. Chọn chốt .
Chọn chốt F8 và kiểm bền chốt. Chốt chịu cắt :
tc=N/S £ [tc]
Lực cắt chốt: N=W=6044 (N)
Diện tích mặt cắt S=50,24 (mm2)
[tc]-ứng suất cắt cho phép [tc]=0,4.sch
Chọn vật liệu làm chốt là thép 45 hoá thường hoá đạt HB 170...217 có .sch=340 Mpa. Do đó, [tc]=136 Mpa
Từ đó ta có, tc=6044/50,24 =120,3 £ 136 = [tc]
Vậy chốt đảm bảo bền.
3.4.5. Chọn tay đòn kẹp chặt.
Theo kích thước của chi tiết và đồ gá ta có: L2=205 mm. Do đó ta có lực gây uốn lớn nhất Mmax=205.6044=1239020 Nmm.
Ta chọn với thanh tiết diện chữ nhật thì có mô men chống uốn là
Wu =b.h2/6
Điều kiện đảm bảo bền uốn là:
su = N1/Wu £ [s]
Trong đó [s]=0,8. sch/n ; n-là hệ số an toàn chọn n=4
Theo chi tiết máy sch=340 Mpa đối với thép 45 thường hoá.
Khi đó [s]=68 Mpa;
Suy ra: b.h2³ 6.Q/[s]=6.6044/68 =533,3 mm3
Chọn b = 12mm; h= 10 mm.
Thanh kẹp đảm bảo bền uốn.
3.5. Tính sai số cho phép của đồ gá.
Với : b - Hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị. Khi chuẩn tinh là khối V thỉ b = 0,5 ¸ 0,8; ta chọn b = 0,5;
N - Số chi tiết được gia công trên đồ gá, ta cũng chọn N = 1000 chi tiết.
eđc - Sai số điều chỉnh, Lấy eđc= 10 [mm].
Cuối cùng ta có: 0,0051 [mm].
3.6. Nguyên lý làm việc của đồ gá.
Đồ gá thực hiện nguyên công phay mặt phẳng được thiết kế làm việc theo nguyên lý sau:
+ Tháo lỏng đai ốc bên trái ra và mở các thanh kẹp và đặt chi tiết lên khối V.
+ Kẹp chặt bằng đai ốc với lực kẹp như đã tính toán.
KẾT LUẬN
Để làm ra một sản phẩm cơ khí cần phải thực hiện nhiều nguyên công gia công sau khi đã tạo phôi. Hiệu quả kinh tế đạt được hay không phụ thuộc nhiều vào việc lập tiến trình công nghệ cho việc gia công, tuỳ vào dạng sản xuất và sản phẩm khác nhau mà có đường lối công nghệ, đồ gá hợp lý cho gia công sản phẩm đó. Với người học việc làm đồ án môn học thiết kế tiến trình công nghệ gia công một chi tiết cụ thể đã củng cố lại kiến thức môn học, tập tư duy công nghệ, biết thiết kế đồ gá khi cần, biết tra các bảng lượng dư, chế độ cắt cần khi gia công.
Được phân công thực hiện đồ án “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết”, sau một thời gian nhờ sự hướng dẫn tận tình của các thầy trong bộ môn đặc biệt là thầy:………...…, tôi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án này. Là người học, tôi còn thiếu rất nhiều kiến thức thực tiễn cũng như kinh nghiệm, vậy kính mong tiếp tục được sự dạy bảo của các thầy để tôi hoàn thành tiếp những môn học trong nhà trường có liên quan đến công nghệ và công việc sau khi ra trường.
En xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].Công nghệ chế tạo máy, tập 1. Trường ĐHBK.
Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 1997.
[2].Công nghệ chế tạo máy, tập 2. Trường ĐHBK.
Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 1997.
[3].Sổ tay và Atlas đồ gá.
Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật.
[4].Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, tập 2.
Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp.
[5].Sổ tay CNCTM tập 1.
Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 2000.
[6]. Sổ tay CNCTM tập 2.
Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 2000.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"