MỤC LỤC

Lời nói đầu................................................................................................... 2

Mục lục......................................................................................................... 3

Chương I: Phân tích chi tiết gia công và chọn phôi................................ 4

1.1.Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật................................................. 4

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm................... 4

1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi..................................................... 5

Chương II: Thiết kế quá trình công nghệ.................................................. 8

2.1. Xác định đường lối công nghệ........................................................ 8

2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ. ......................................................... 8

2.3. Thiết kế nguyên công..................................................................... 10

2.4. Xác định lượng dư gia công. ......................................................... 16

2.5. Xác định chế độ cắt........................................................................ 17

Chương III: Tính toán thiết kế đồ gá........................................................... 18

3.1. Chọn máy......................................................................................... 19

3.2. Xác định phương pháp định vị và kẹp chặt..................................... 19

3.3. Tính toán lực kẹp cầm thiết............................................................. 19

3.4. Chọn các phần tử của cơ cấu kẹp chặt........................................... 21

      3.5. Tính toán sai số cho phép của đồ gá................................................ 23

3.6. Nguyên lý làm việc của đồ gá........................................................ 24

Kết luận...................................................................................................... 25

Tài  liệu tham  khảo.................................................................................. 26

LỜI NÓI ĐẦU

    Môn học CNCTM có vị trí quan trọng trong ch­ơng trình đào tạo kĩ s­ và cán bộ kĩ thuật về thiết kế chế tạo các loại máy, trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh­ công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực,v..v.Đồ án môn học CNCTM là đồ án vận dụng lí thuyết của nhiều môn học: CNKL1, CNKL2, CNCTM, Dung sai, .. để giải quyết một nhiệm vụ công nghệ. Với mục đích nh­ vậy tôi tiến hành thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục.

   Việc hoàn thành đồ án môn học sẽ tạo cho học viên có cơ sơ tốt để tìm hiểu thiết kế các loại chi tiết khác. Phát huy trí sáng tạo,ý thức tự chủ, tự giác trong nghiên cứu giải quyết các nhiệm vụ khoa học khác, hình thành ph­ơng pháp luận khoa học cho ng­ời học viên, đặc biệt là cách tra các bảng biểu.

    Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong nghiên cứu tham khảo tài liệu đặt ra các giả thiết và so sánh kết luận, tuy nhiên do kiến thức thực tế còn hạn chế, khối l­ợng công việc t­ơng đối lớn, các môn học về đồ gá ch­a nhiều nên trong đồ án sẽ còn có những thiếu sót. Tôi rất mong nhận đ­ợc sự đóng góp ý kiến xây dựng để đề tài đ­ợc hoàn chỉnh hơn.

    Tôi xin chân thành cảm ơn sự h­ớng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo Bộ môn chế tạo máy, đặc biệt thầy:………………. trực tiếp h­ớng dẫn và sự giúp đỡ của các đồng chí trong lớp đã giúp tôi hoàn thành đồ án này.

                                                                                                          ….,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 của chi tiết

          Chi tiết "Trục" là chi tiết dạng trục bậc, trục đặc. Quá trình làm việc chi tiết chịu uốn, xoắn, va đập, ma sát, mài mòn...Tải trọng tác dụng có thể là tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động. Hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc như là khí quyển, dầu bôi trơn hoặc các môi trường khác. Do đó chi tiết bị phá huỷ có thể do bền hoặc do mỏi.

  Chi tiết có kích thước khuôn khổ:

§  Chiều dài: 262mm.

§  Đường kính đoạn lớn nhất: f75 mm.

  Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng trung bình.

          Các đoạn trục  f55, f52 , f75, có các rãnh then,  mặt trụ f52 dùng để lắp ghép, mặt này yêu cầu độ nhám tương đối cao R_a=0,63 (IT6, nhám cấp 8). Ngoài ra trên trục cần chú ý đoạn trục f55, R_a=0,63 (IT6, nhám cấp 8).

          Trên trục có 4 rãnh thoát dao rộng 3mm. Hai đầu của trục yêu cầu có ren M41.

       Các bề mặt làm việc chủ yếu: f52, f55, f75, ren M41, và các bề mặt cạnh các rãnh then.

Dung sai  độ thẳng của trục 0,02mm, dung sai độ đồng tâm là 0,02mm với đường kính lớn nhất f75, Cấp chính xác  IT7.

          Vật liệu chế tạo trục là thép 40Cr.

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm.         

Trang thiết bị sản xuất tuỳ chọn.

Chi tiết chiều dài lớn nhất là 262 mm lớn hơn 3,5 lần đường kính lớn nhất, như vậy đây là trục dài có độ cứng vững tương đối cao, chi tiết có yêu cầu độ đồng tâm cao (0,02 mm), nên để nâng cao độ chính xác và giảm thời gian gá đặt, ta sử dụng chuẩn tinh thống nhất là 2 lỗ tâm gia công trên 2 đầu trục.

  Các đoạn trục f52, f55 yêu cầu độ nhám cấp 8 (R_a=0,63), khi gia công phải dùng các nguyên công mài. Các rãnh thoát dao có độ sâu 1,5 mm, rộng 3 mm để đảm bảo cho quá trình gia công, các mặt đầu có vát 2x45 ⁰, các kích thước của rãnh then là b = 8 mm, sâu 4 mm         

Chi tiết yêu cầu độ cứng HRC48-52, do đó cần phải nhiệt luyện. Sau khi gia công xong trục cần vê tròn cạnh sắc.

1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi:

1.3.1. Phân tích vật liệu:

            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:

a. Nhóm thép các bon (thuộc thép hoá tốt):

·        Rẻ.

·        Tính công nghệ tốt.

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

·        Cơ tính không cao.

·        Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng không lớn: trục truyền, trục khuỷu động cơ.

·        Điển hình :  C45.

b. Nhóm thép  hợp kim 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

·        Tính công nghệ kém hơn nhóm thép các bon.

·        Ứng dụng chế tạo chi tiết có tốc độ, áp suất riêng và chịu tải trọng trung bình: trục, bánh răng, hộp giảm tốc ...

·        Điển hình : 40Cr (tốt nhất trong nhóm này).

c. Nhóm thép hợp kim 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 ...

·        Điển hình : 30CrMnSi.

Kết luận:

Với trục lớn, yêu cầu tải trọng làm việc lớn nên chọn thép 40Cr để đảm bảo được các chỉ tiêu cơ tính, khả năng công nghệ tốt, giá thành.

1.3.2. Chọn phôi:

            Để chế tạo chi tiết “Trục” có dạng trục bậc bằng thép 40Cr có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau: phôi rèn tự do, phôi dập, phôi cán, phôi đúc.

Sau đây ta xem xét đặc điểm từng loại phôi.

a/ Phôi dập:

* Ưu điểm: năng suất cao, sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, phôi có hình dạng gần giống chi tiết - lượng dư gia công ít, hệ số sử dụng kim loại cao, thao tác đơn giản, thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá.

* Nhược điểm: chi phí đầu tư khuôn và máy lớn.

b/ Phôi rèn tự do:

* Ưu điểm: phương pháp đơn giản, sản phẩm có cơ tính tốt (hơn đúc), hệ số sử dụng kim loại trung bình, ưu điểm chính trong sản xuất nhỏ là giá thành hạ do không phải chế tạo khuôn dập.

* 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.

c/ Phôi thép cán nóng:

* Ưu điểm: không cần phải chi phí gia công chế tạo phôi, phù hợp chi tiết dạng trục bậc có các bậc chính chênh nhau không lớn lắm, đảm bảo độ chính xác kích thước và độ đồng đều về tổ chức, cơ tính tốt, đảm bảo năng suất, phôi cán không đòi hỏi nhiều thiết bị và công nghệ.

* Nhược điểm: hệ số sử dụng kim loại thấp.

d/ Phôi đúc:

* Ưu điểm: tạo ra phôi có hình dáng giống chi tiết trọng, lượng phôi và lượng dư gia công nhỏ, có thể đúc được các chi tiết tương đối phức tạp.

* Nhược điểm: thành phần kim loại đúc khó đồng đều với thép kết tinh không đều, tinh thể phía trong thô hơn tinh thể phía ngoài nên ảnh hưởng tới sức bền, hao phí kim loại ở bộ phận dẫn, đậu ngót.

Việc chọn phôi là nhằm mục đích: đạt chất lượng tốt và giá thành rẻ nhất.

Nhận xét:

           - Chi tiết có nhiều bậc chênh nhau nhỏ, dài nên cần đảm bảo cơ tính cho quá trình gia công, cơ tính của sản phẩm đúc không cao, trục có kích thước lớn nên hao phí tương đối vật liệu, do đó không nên sử dụng phôi đúc.

           - Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa nên không sử dụng phôi rèn tự do.

Vậy ta chọn phương án phôi được chế tạo từ thép thanh cán nóng.

Chương II

THIẾT KẾ QUÁ 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.

       Trong đồ án ta sử dụng phương pháp tập trung nguyên công kết hợp phương pháp phân tán nguyên công (bố trí nhiều bước công nghệ trong một nguyên công kết hợp bố trí ít bước công nghệ trong một nguyên công). Bởi vì áp dụng phương pháp này tạo điều kiện tăng năng suất lao động, rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí điều hành và lập kế hoạch sản xuất cũng như phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế ở nước ta. Tuy nhiên áp dụng phương pháp này cần chú ý tính toán phân chia số máy, số người, cũng như khả năng làm việc của máy và tay nghề của công nhân một cách hợp lý.

2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ:

       Thiết kế quy trình công nghệ là 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 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.

       - 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.

       - Độ phức tạp của kết cấu và yêu cầu kĩ thuật.

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

       - Điều kiện sản xuất thực tế ở đơn vị.

a. Phương pháp gia công các bề mặt như sau :

* Gia công các bề mặt trụ f52, f55:

Yêu cầu kỹ thuật: R_a=0,63; IT8. 

Do các bề mặt này yêu cầu độ chính xác và độ nhám cao, nên phải trải qua các bước gia công: Tiện thô-> Tiện tinh-> Nhiệt luyện-> Mài thô-> Mài tinh.

* Gia công bề mặt trụ f75: 

  Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhám không cao lắm; IT8

  Các bề mặt này cần qua các bước gia công: Tiện thô-> Tiện tinh-> Nhiệt luyện.

* Gia công các rãnh:

  Các rãnh được gia công bằng các dao tiện định hình.

* Gia công ren M41:

Các bước gia công: Tiện thô->Tiện tinh-> Tiện ren->Nhiệt luyện.

b. Thứ tự các nguyên công:

Nguyên công 1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm

Nguyên công 2: Tiện thô các mặt trụ f75, f55, f52, f41.

Nguyên công 3: Tiện các rãnh

Nguyên công 4: Tiện tinh các mặt trụ f75, f55, f52, vát mép và tiện ren M41.

Nguyên công 5: Phay các rãnh then.

Nguyên công 6: Nhiệt luyện.

Nguyên công 7: Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm.

Nguyên công 8: Mài thô các mặt trụ f75, f55, f52.

Nguyên công 9: Mài tinh các mặt trụ f55, f52.

2.3. Thiết kế các nguyên công:

2.3.1. Nguyên công 1: Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm

- Chọn chuẩn thô: Bề mặt trụ

- Gá: 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: 1255 vg/ph.

+ Công suất của động cơ phay - khoan: 5,5 kW.

- Chọn dụng cụ:

+ Dao phay:Theo bảng 4-92-STCTM-T1, trang 373, chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số: D=80 mm, d=32 mm, L=45 mm, z=10 răng.

          + Dụng cụ khoan lỗ tâm:

  Tra bảng IX-52, trang 234 chọn mũi khoan tâm kiểu I có các thông số cơ bản sau: D­_o=3,35 mm, L=60 mm, d=1,6 mm, l=3 mm.

- Trình tự các bước trong nguyên công:

+ Phay mặt đầu

           + Khoan lỗ tâm

2.3.2. Nguyên công 2: Tiện thô các mặt trụ f75, f55, f52, f41.

- Chọn chuẩn: Mặt côn hai lỗ tâm

- Định vị: Định vị bởi 2 mặt côn của 2 lỗ tâm định vị 5 bậc tự do.

- Chọn máy: Máy tiện ren vít vạn năng 16K20 (Bảng P6.1-HDTKCTM, trang 158).               

       + Công suất động cơ chính: 10KW.

       + Sơ cấp tốc độ của trục chính: 22.

       + Giớ hạn vòng quay của trục chính: 12,5¸1600 vg/ph.

- Chọn dụng cụ:  

          + Dao tiện gia công các mặt trụ:

·        Chọn dao tiện phải đầu cong (Bảng 4.4-STCTM-T1, trang 295).

·        Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.

·        Kích thước dao: H * B =40*25.

·        Thông số hình học phần cắt: j*j₁*L*n*l*r =45⁰*45⁰*200*12*25*2.

·        Tuổi bền của dao: T = 60 ph.

- Số lượng và trình tự các bước trong nguyên công: (Gá 2 lần).

  Lần gá 1:

+ Tiện thô mặt trụ f75 .

+ Tiện thô mặt trụ f52.

+ Tiện thô mặt trụ f41.

  Số lần gá: 2.

+ Tiện thô mặt trụ f55 .

+ Tiện thô mặt trụ f41.

2.3.3. Nguyên công 3: Tiện các rãnh.

- Chọn chuẩn: Mặt côn hai lỗ tâm.

- Định vị: Định vị bởi 2 mặt côn của 2 lỗ tâm định vị 5 bậc tự do.

- Chọn máy: Máy tiện ren vít vạn năng 16K20 (Bảng P6.1-HDTK, trang 158).

  Công suất động cơ chính 10 KW.

- Chọn dụng cụ: Dao tiện rãnh rộng 3 mm:

·        Chọn dao tiện cắt đứt (Bảng 4.10-STCTM-T1, trang 299) .

·        Vật liệu phần cắt P18, vật liệu phần thân dao C45.

·        Kích thước dao : H * B = 32*20 .

·        Thông số hình học phần cắt: j*j₁*L*l*a*r = 90⁰*0⁰*170*60*6*0.2

·        Tuổi bền của dao: T = 60 ph.

·        Tuổi bền của dao: T = 60 ph.

2.3.4. Nguyên công 4: Tiện tinh các bề mặt trụ, tiện ren, vát mép.

- Chọn chuẩn: Mặt côn hai lỗ tâm

- Định vị: Định vị bởi 2 mặt côn của 2 lỗ tâm định vị 5 bậc tự do.

- Chọn máy: Máy tiện ren vít vạn năng T616 (Bảng 9.3-STCTM-T3. trang 16).

  Công suất động cơ chính 4 KW.

- Chọn dụng cụ:

       + Dao tiện mặt ngoài.

·        Chọn dao tiện phải đầu cong (Bảng 4.4-STCTM-T1, trang 295).

·        Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.

·        Kích thước dao: H * B = 25 *16.

·        Thông số hình học phần cắt : j*j1*L*n*l*r =45⁰*45⁰ *140*8*16 *1.

       + Dao tiện vát mép:

·        Chọn dao tiện phải đầu thẳng (Bảng 4.5-STCTM-T1, trang 296).

·        Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.

·        Kích thước dao : H * B = 25 *16.

·        Thông số hình học phần cắt: j*j₁*L*n*l*r = 45⁰*10⁰*140*8*50*1.

       + Dao tiện ren

·        Chọn dao tiện ren có gắn mảnh hợp kim cứng (Bảng 4.12-TCTM-T1, trang 301).

·        Vật liệu phần cắt T15K10 , vật liệu phần thân dao C45 .

·        Kích thước dao : H * B = 25 *16.

·        Thông số hình học phần cắt của dao: h*b*L*n*l = 25*15140*4*8.

·        Bước ren: 1,25¸5.    

- Số lượng và trình tự các bước gia công:

  Lần gá 1:

+ Tiện tinh các đoạn trục f41, f52, f75.

+ Vát mép ngõng trục f41.

+ Vát mép các rãnh thoát dao.

+ Tiện ren M41.

  Lần gá 2:

+ Tiện tinh các đoạn trục f41, f55.

+ Vát mép ngõng trục f41.

+ Vát mép các rãnh thoát dao.

+ Tiện ren M41.

2.3.5. Nguyên công 5: Phay rãnh then.

- Gá: Đồ gá chuyên dùng để phay rãnh then trên trục.

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai khối chữ V ngắn – Hạn chế 4 bậc tự do. Dùng mặt bên của khối chữ V tì vào mặt bên của một bậc trục để hạn chế bậc từ do dọc trục.

- Máy: Theo bảng 9-38-STCTM-T3,trang 73 ta chọn máy để phay rãnh then là máy 6H12 với các thông số sau:

+ Số cấp tốc độ chính: 18.

+ Phạm vi tốcđộ ytục chính: 30¸1500 vg/ph.

         + Công suất động cơ chính: 7 KW.

         + Công suất động cơ chạy dao: 1,7KW.

          + Kích thước làm việc của bàn máy: 320´1250 mm.

          + Số cấp bước tiến của bàn máy:   18.

          + Hiệu suất:    0,75

- Dao phay: Theo Bảng 4-73-STCTM-T1, trang 362 chọn dao phay chuôi trụ có thông số sau:

   Để phay các rãnh then có b=8mm (trên mặt trụ f52):  D=8mm, L=55mm, l=11mm.

2.3.6. Nguyên công 6: Nhiệt luyện.

2.3.7. Nguyên công 7: Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm.

2.3.8. Nguyên công 8: Mài thô mặt trụ f75, f55, f52.

- Đồ gá: Chống tâm hai đầu .

- Máy: Máy mài tròn 3B110  (Bảng P6.5-HDTKCTM-trang 165).

  Thông số công nghệ của máy

        + Kích thước lớn nhất của đá mài: 250x20x76 mm.

        + Tốc độ quay của trục chính của ụ mài: 2450 vg/ph.

        + Tốc độ quay trục chính của phôi: 150 vg/ph.

        + Kích thước bao của bàn máy: 1600x1670 mm.

        + Công suất động cơ chính: 1.5 KW.

- Dụng cụ:

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

v   Dụng cụ cắt :

- Đá mài :

- Số lượng và trình tự các bước công nghệ: Gá 2 lần.

  Lần 1:

+ Mài mặt trụ f52.

+ Mài mặt trụ f75.

  Lần 2:

     + Mài mặt trụ f55.

2.3.9. Nguyên công 9: Mài tinh mặt trụ f55, f52.

- Đồ gá: Chống tâm hai đầu .

- Máy: 3B110  (các thông số như ở trên).

- Đá mài: Theo Bảng 4-169, 4-170-STCTM-T1,trang 157, 159 ta chọn đá mài kiểu prôphin chất kết dính kêramit với:

      + D=80 mm,  d=40 mm,  H=50 mm.

      + Vật liệu mài 4A.

      + Độ hạt 50-M28.

- Trình tự các bước công nghệ:

+ Mài mặt trụ f55.

+ Mài mặt trụ f52.

2.4. Tra lượng dư cho các nguyên công

Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi tra lượng dư  theo sổ tay CNCTM  cho các nguyên công.

3.4. Tra chế độ cắt cho các nguyên công:

  Quá trình tra chế độ cắt như sau :

- Đầu tiên ta tiến hành chọn chế đọ cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt, yêu cầu về nâng cao năng suất...

- Tra lượng chạy dao.

- Tra tốc độ cắt: khi tra được tốc độ cắt đã tính đến các hệ số điều chỉnh ta tính ra số vòng quay tính toán, sau đó chọn số vòng quay theo máy.

Từ bảng 5-125, bảng 5-126, bảng 5-129, STCTM -T2, bảng 5 -107,108,110, STCTM-T2.

PHẦN  III

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

    Trong nội dung này chúng ta sẽ thiết kế đồ gá cho nguyên công phay rãnh then. Nội dung bao gồm:Thiết kế đồ gá, nguyên lí làm việc của đồ gá. Đồ gá phay đ­ợc dùng trên máy phay để xác định vị trí t­ơng đối giữa phôi và dao phay, đồng thời để kẹp chặt chi tiết để phay rãnh then.

3.1.Xác định máy

Trong ch­ơng III chúng ta đã xác định máy cho nguyên công phay rãnh then là máy phay 6H12 với số hiệu chính nh­ sau:

- Máy: Theo sổ tay CNCTM ta chọn máy cho phay rãnh then là máy 6H12 với các thông số sau:

         + Số cấp tốc độ chính:   18

         + Công suất động cơ chính:  7 KW

         + Công suất động cơ chạy dao:1,7  KW

         + Kích th­ớc làm việc của bàn máy:320´1250 [mm]

         + Số cấp b­ớc tiến của bàn máy:   18

         + Hiệu suất:    0,75

3.2. Phư­ơng pháp định vị và kẹp chặt

Định vị chi tiết lên đồ gá nhờ hai khối chữ V ngắn hạn chế bốn bậc tự do. Khối V ngắn ở đầu trục chữ V tì vào gờ trục bậc định vị thêm bậc tự do tịnh tiến theo ph­ơng dọc trục.

          Kẹp chặt nhờ mỏ kẹp

          Sơ đồ kết cấu của đồ gá đư­ợc trình bày ở bản vẽ đồ gá.

3.3.Tính lực kẹp cần thiết

  Trong sơ đồ trên ta chọn L₁=2.L₂.                   

  Ta dễ dàng thấy rằng: N₁.L₁ =W.(L₁+L₂)

  Ta phải tính phản lực N­­₁ tại bề mặt định vị của khối V.

  Sơ đồ phản lực tại gối tựa đ­ược thể hiện như­ sau:

  Ph­ơng trình cân bằng lực tác dụng lên chi tiết khi phay nh­ư sau:

               2N₁=(2N^’₁+2N^’₂).cos 45^o        (1)

Sơ đồ tính lực cắt khi phay nh­ư sau:

  C­_p, x, y, u, q, w là các hệ số. Tra Bảng 5-41-[11]-T2, ta có:

C_p=12,5;    x=0,85;    y=0,75;    u=1,0;    q=0,73;    w=-0,13

  t - Chiều sâu cắt, t =4 mm

  S_z - L­ợng chạy dao răng, S_z=0,022 mm.

  B - Bề rộng phay, B = 8 mm.

  D - Đư­ờng kính dao phay, D=8 mm.

  n - Số vòng quay của dao, n=750 [v/p].

              Các thành phần lực khác đư­ợc lấy như sau:

             -  Lực hư­ớng kính P_Y= 0,4.P_Z,  P_Y=215,7  N   

             -  Lực chạy dao     P_S = 0,4.P_Z,  P_S=215,7  N

             -  Lực vuông góc với lực chạy dao  P_v= 0,9.P_z= 0,9.539,22=485,3  N            

              Để chi tiết định vị chắc chắn trong quá trình gia công thì lực ma sát tại các bề mặt tiếp xúc (gồm các bề mặt chữ V và tại vị trí kẹp chặt) phải lớn hơn lực cắt dọc trục tạo ra khi phay.

              Để đơn giản khi tính lực kẹp cho rằng chỉ có lực P_s tác dụng lên chi tiết.

  Trong tr­ờng hợp này cơ cấu kẹp chặt phải tạo ra lực ma sát lớn hơn lực P_s. Do đó, ta phải có:

2N₁.f+2(N^’₁+N^’₂)f/K.P_s.

  Trong đó:

  f - Là hệ số ma sát, theo Bảng 7.2-[6], ta có f = 0,1

  K -  Hệ số an toàn, K=K_o­...K_6.

  K_o - Hệ số an toàn tính cho tất cả các trư­ờng hợp, K_o=1,5

  K₆ - Hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, định vị trên các phiến tỳ chọn K₆=1,5

          Từ đó ta có:

                      K=1,5.1,2.1,4.1,2.1,3.1.1,5 =5,9

  Do đó, W/1757,1  N

3.4-Chọn các phần tử của cơ cấu kẹp chặt

4.4.1. Chọn bu lông kẹp

  Để tăng độ cứng vững và phù hợp với kết cấu của đồ gá ta chọn d=8 mm.

  Trong quá trình làm việc, bulông kẹp trong đồ gá có thể chịu nén, uốn, xoắn, kéo từ đó sinh ra các dạng hư hỏng thường gặp như: cong, đứt thân bulông, đứt các đường ren. Để đảm bảo cho bulông kẹp đủ bền phải tính toán bền cho bulông dựa vào các thuyết bền của SBVL.

Nghiệm bền theo ứng suất tương đương:

P - lực kéo- nén tác dụng lên bulông .

D - đường kính chân ren của bulông.

         [s ] - ứng suất cho phép  theo CTM:  [s] = 754 80 Mpa

  Điều kiện bền của bulông:           d²³5,2.P/ (p.[s])

  Có:                5,2.P/(p. [s]) = 5,2.1757,1/(3,14.75) = 38,8

Þ d² = 64 > 38,8

  Bulông đã chọn đảm bảo bền.

3.4.2. Chọn đai ốc

        Từ đường kính bulông ở trên, ta chọn đai ốc M6. Tra bảng 8.28/433 cho tay quay cố định

3.4.3. Chọn tay đòn kẹp chặt

  Theo kích thước của chi tiết và đồ gá chọn ta có L₁ = 2L₂ = 80mm.

  Từ biểu đồ mômen trên ta xác định tiết diện của thanh như sau:

       Mômen chống uốn   W_u = b.h² / 6. (với thanh tiết diện chữ nhật)

  Điều kiện đảm bảo bền uốn

         s_u = N₁ / W_u £  [s]  Þ b.h² ³ 6N₁/[s]    (N₁=W=1757,1 N).

  Trong đó [s] = 0,8. s_ch / n.          (n: hệ số an toàn, chọn n = 4).

  Tra s_ch  theo CTM ta có  s_ch = 550 Mpa  (thép 40Cr).

  Khi đó  [s]  = 110 Mpa.

  Suy ra:   b.h²  / 6.N₁/ [s]  = 6.1757,1/110 =95,84 mm³.

  Chọn h = 7,5 mm, b = 10 mm. Thanh kẹp đảm bảo bền uốn.

3.4.4. Kiểm bền cho chốt

  Khi tiến hành gá kẹp chi tiết gia công, chốt f6 chịu cắt. Ta kiểm nghiệm bền cho chốt. Theo SBVL ta có điều kiện bền cắt của chốt là:

t_c = N/ S  £ [ t_c]

  Trong đó :

                    N - Lực cắt chốt [N], N = N₁= W = 1757,1 N

                    S  - diện tích mặt cắt (mm²), S = 4².p  

                    [t_c] - ứng suất cắt cho phép. [ t_c]  = 0,4 s_ch .

  Chọn vật liệu làm chốt là thép 45 thường hoá đạt HB 1704 217                     

có  s_ch = 340 MPa do đó [t_c]  = 0,4.340 = 136 MPa.

  Từ đó, ta có:  t_c = 1757,1/ (4².p) = 34 < 136 = [t_c] .

  Vậy chốt đảm bảo bền.

3.6. Nguyên lí làm việc của đồ gá

Đồ gá rhực hiện nguyên công phay rãnh then được thiết kế làm việc theo nguyên lí sau:

+ Mở các thanh kẹp và đặt chi tiết lên hai khối V.

+ Kẹp chặt bằng các đai ốc với lực kẹp như đã tính toán.

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu và dưới sự hướng dẫn của của các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy, đặc biệt là thầy:…………….. tôi đã hoàn thành đồ án môn học  Công nghệ chế tạo máy của mình. Quá trình làm đồ án đã củng cố và trang bị thêm cho tôi những kiến thức sâu hơn về quá trình chế tạo máy, giúp tôi biết xác định những bước cần thiết cho một quá trình chế tạo các chi tiết cũng như các nguyên tắc cơ bản cho một quá trình thiết kế chế tạo.

    Bên cạnh đó việc nghiên cứu này còn giúp ích cho tôi rất nhiều trong các môn học chuyên nghành của mình cũng như các môn học khác và quá trình công tác sau này.

TÀI  LIỆU THAM  KHẢO

1. Thiết kế  môn học công nghệ chế tạo máy

         Trần Thành, Lương Ngọc Quang

         HVKTQS  - 1999

2. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

         Nguyễn Trọng Bản, Trần Thành, Nguyễn Quang Hoài, Hoàng Mạnh Long 

         HVKTQS  - 2002           

3. 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

4. Công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2

          Nguyễn Trọng  Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch

          Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật  - 1998

5. Sổ tay vẽ kỹ thuật

          Nguyễn Trường Sinh

          Học viện KTQS  - 2001

6. Sổ tay dung sai

          Đỗ  Xuân  Mua

          Học viện KTQS  - 1986

7. Công nghệ rèn dập khối

          Trần Đức Cứu

          Học viện KTQS  - 2000

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"