MỤC LỤC

MỤC LỤC.........................................................................................................i

LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................1

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN...........................................................................................2

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.............................................3

1.1. Phân tích chi tiết gia công.........................................................................3

1.2. Phân tích kỹ thuật.....................................................................................3

1.3.  Tính công nghệ........................................................................................4

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT...................................................5

2.1.  Xác định dạng sản xuất...........................................................................5

2.2. Chọn phôi và phương pháp tạo phôi........................................................6

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG............................................12

3.1. Phương án 1...........................................................................................12

3.2. Phương án 2...........................................................................................16

3.3. So sánh các phương án gia công...........................................................20

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.....................................................22

4.1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy................................................................22

4.2. Nguyên công 2 : Khoan & doa  lỗ ϕ6......................................................25

4.4. Nguyên công 4: Khoan lỗ D....................................................................32

4.5. Nguyên công 5: Khoét doa lỗ D..............................................................34

4.7. Nguyên công 7: Phay rãnh E..................................................................41

CHƯƠNG 5: TÍNH LƯỢNG DƯ....................................................................46

CHƯƠNG 6: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT..................................................................52

6.1. Vật liệu chi tiết.........................................................................................52

6.2. Chọn máy................................................................................................52

6.3. Trình tự làm việc......................................................................................52

6.4. Chọn dao.................................................................................................52

6.5. Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích khi khoét..................53

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ................................................58

7.1. Nhiệm vụ của đồ gá................................................................................58

7.2. Xác định phương pháp định vị................................................................58

7.3. Tính lực kẹp cần thiết .............................................................................58

7.4. Tính sai số chế tạo của đồ gá.................................................................62

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................,.........................63

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh nền công nghiệp cơ khí ngày càng phát triển mạnh mẽ, việc nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí là một yêu cầu cấp thiết. Công nghệ chế tạo máy, với vai trò là cầu nối giữa thiết kế kỹ thuật và sản xuất thực tế, không chỉ quyết định đến độ chính xác, độ bền, tính lắp ghép của sản phẩm mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí, thời gian và khả năng tự động hóa trong sản xuất. Việc xây dựng một quy trình công nghệ gia công hợp lý và tối ưu là bước then chốt trong quá trình hiện thực hóa bản thiết kế thành sản phẩm cụ thể.

Trong khuôn khổ đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy, em được giao thực hiện đề tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Đế Trục”. Đây là một chi tiết điển hình trong các cụm truyền động cơ khí, đóng vai trò như một bệ đỡ chính xác và ổn định cho trục. Với chức năng chịu tải trọng lớn, đảm bảo độ đồng tâm và độ cứng vững cho toàn bộ cụm máy, chi tiết đế trục không chỉ đòi hỏi độ chính xác hình học cao mà còn yêu cầu nghiêm ngặt về độ nhám bề mặt và tính ổn định lâu dài khi làm việc.

Đồ án tập trung quá trình chế tạo phôi, lập qui trình công nghệ, thiết kế và chế tạo đồ gá, quá trình kiểm tra yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.

Thông qua quá trình thực hiện đồ án, em có điều kiện tiếp cận sâu hơn với tư duy công nghệ, rèn luyện khả năng phân tích - tổng hợp và giải quyết các bài toán thực tiễn trong sản xuất cơ khí. Tuy đã cố gắng tiếp cận đề tài một cách hệ thống và nghiêm túc, nhưng do giới hạn về thời gian và kinh nghiệm thực tiễn, đồ án khó tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn quý báu từ thầy cô để hoàn thiện hơn trong tư duy và phương pháp tiếp cận công nghệ chế tạo.

Chúng em chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong khoa Cơ Khí, đặc biệt hơn em xin cám ơn thầy:  TS…….………. - thầy là người đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.

                                                                                                                                         TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                      Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                     ……………….

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG      

1.1. Phân tích chi tiết gia công

- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta nhận thấy đế trục là chi tiết dang hộp.

- Chi tiết đế trục giữ chức năng chịu lực và đỡ trục cho máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện nhiệm vụ động học nào đó.

- Chi tiết được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí dùng để đỡ các chi tiết máy. Chi tiết gồm:

+ Phần lỗ chính  dùng để đỡ trục trơn

+ 4 Lỗ  đùng để cố định chi tiết vào 1 chi tiết khác thông qua bulong đai ốc.

+ Chiều cao chi tiết 65mm

1.2. Phân tích kỹ thuật

- Vật liệu GX 16-36 : Vật liệu là gang xám có giới hạn bền kéo thấp nhất là 16 kG/mm² và giới hạn bền uốn thấp nhất là 36 kG/mm².

* Cơ tính và độ cứng của vật liệu:

- Gang xám là vật liệu có độ bền kéo nhỏ, dộ dẻo, độ dai kém và chịu va đập kém nhưng bù lại gang xám có ưu điểm chịu mài mòn tốt và giảm được chấn động, dễ gia công cắt gọt (do có cấu trúc Graphit).

- Gang xám có giá thành rẻ, dễ chế tạo. Từ những tính chất trên và dựa vào điều kiện làm việc của chi tiết, ta thấy chi tiết được chế tạo bằng GX 18-36 là hợp lý (Phù hợp với vật liệu yêu cầu chi tiết).

1.3. Tính công nghệ

- Cũng như các dạng chi tiết khác, chi tiết dạng hộp tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng. Vì nó không những ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng lao động để chế tạo mà còn ảnh hưởng đến việc đến việc tiêu hao vật liệu. Vì vậy khi thiết kế chi tiết dạng hộp cần chú ý:

+ Độ cứng vững của chi tiết để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao.

+ Các bề mặt gia công không được có vấu lồi, lõm; phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao. Kết cấu bề mặt phải tạo thuận lợi cho việc gia công bằng nhiều dao.

+ Các lỗ kẹp phải là các lỗ tiêu chuẩn.

+ Kết cấu chi tiết phức tạp trong chế tạo các lỗ có kích thước quá nhỏ không thể đúc được.

* Kết luận: Ta thấy chi tiết đã cho có tính công nghệ phù hợp với các yêu cầu trên, do đó không cần chỉnh sửa gì thêm.

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1. Xác định dạng sản xuất

* Xác định sản lượng hàng năm:

Sản lượng hàng năm của chi tiết là số chi tiết đựơc sản xuất trong một năm, được tính bởi công thức:

N = N₁.(1+(α+β)/100)

Trong đó:

N : số chi tiết được sản xuất trong một năm

N₁ : số sản phẩm được sản xuất trong một năm

a : phần trăm phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn: (a = 3% - 6%)

b : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ: (b = 5% - 7%)

- Từ phiếu nhiệm vụ, ta có các số liệu:

Số sản phẩm được sản xuất trong một năm là N₁ = 80000 (chi tiết/năm)

=> N = 80000.(1+ ) = 88000 (chi tiết/năm)

* Trọng lượng của chi tiết:

- Được xác định theo công thức:

Q₁ = V.g (kg)

Trong đó:

Q₁ : trọng lượng của chi tiết (kg)

V (dm³) : thể tích của chi tiết        

g : trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết

=> Thay số được: Q₁=1,116 kG

Từ những kết quả có được qua tính toán, kết hợp với việc tra bảng 2.2 trang 20 - Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM, ta kết luận chi tiết được sản xuất ở dạng sản xuất hàng khối ..

2.2. Chọn phôi và phương pháp tạo phôi

2.2.1. Chọ vật liệu

Với chi tiết này, ta chọn vật liệu chế tạo là GX 16-36

2.2.2. Phương pháp chế tạo phôi

* Đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại:

Kim loại được nung nóng chảy, đổ vảo lòng khuôn qua hệ thống rót sẽ điền đầy khuôn, khi kết tinh sẽ tạo ra phôi có hình dạng và kích thước mong muốn.

* Đúc áp lực:

Kim loại lỏng được đưa vào lòng khuôn bằng thép với áp lực lớn, kim loại điền đầy khuôn theo biên dạng của lòng khuôn.

* Đúc li tâm:

Kim loại lỏng được đổ vào lòng khuôn, khuôn quay tròn, dưới tác dụng của lực li tâm, kim loại bị ép vào thành khuôn và nguội đi theo hình dáng khuôn.

- Ta thấy, phôi đúc là phù hợp nhất với chi tiết đã cho, vì:

+ Thiết bị đầu tư đơn giản, đầu tư thấp.

+ Phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ.

2.2.4. Lượng dư gia công

- Dựa vào Bảng  3-95/ Sổ tay CNCTM tập 1/ trang 252 và Bảng 2.4/ trang 24/ Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM, ta có lượng dư gia công được thể hiện ở bản vẽ lồng phôi.

- Sai lệch cho phép về kích thước của chi tiết đúc: 0,8 mm, 0,5mm (Bảng 3-3/ trang 174/ Sổ tay CNCTM tập 1)

- Sai lệch cho phép về khối lượng: 8% (Bảng 14/ trang 80/ Tài liệu Thiết Kế Đúc)

- Sai lệch cho phép về kích thước : (Bảng 3-92/ trang 253/ Sổ tay CNCTM tập 1) (Bảng 2.7/ trang 26/ Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM).

- Lượng co theo chiều dài vật đúc: 1% (Bảng 23/ trang 90/ Tài liệu TKĐ)

- Độ dốc rút mẫu: 1^o30’ (Bảng 3-7/ trang 177/ Sổ tay CNCTM tập 1) (Bảng 24/ trang 93/ Tài liệu TKĐ)

- Bán kính góc lượn: R = 3 (Giáo trình CNKL/ trang 25) (Sổ tay CNCTM tập 1/ trang 178).

* Bản vẽ chi tiết lồng phôi:

Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi như hình dưới.

- Yêu cầu kỹ thuật:

+ Lượng dư phân bố đều trên các bề mặt.

+ Phôi không bị nứt rỗ, rỗ xỉ quá nhiều.

* Bản vẽ mẫu đúc:

Ta có bản vẽ mẫu đúc như hình dưới.

* Bản vẽ lắp khuôn đúc:

Ta có bản vẽ lắp khuôn đúc như hình dưới.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG

3.1. Phương án 1

Sơ đồ đánh số các bề mặt gia công chi tiết Đế Trục thể hiện như hình dưới.

3.1.1. Chuẩn tinh thống nhất

Chọn chuẩn tinh thống nhất là mặt đáy A + 2B

3.1.2. Thiết kế trình tự gia công

* Nguyên công 1: Phay mặt đáy A

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn thô: Mặt trụ ngoài lỗ D (4 btd) và 2 mặt bên vuông góc với mặt A.

- Chi tiết định vị: 1 khối V dai + 2 chốt tỳ đầu khía nhám.

* Nguyên công 3: Phay mặt đầu lỗ D

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn tinh : Mặt đáy A và 2 lỗ B.

- Chi tiết định vị: Phiến tùy + 1 chố trụ ngắn + 1chốt trám.

* Nguyên công 5: Khoét & doa lỗ D

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn tinh : Mặt đáy A và 2 lỗ B.

- Chi tiết định vị: Phiến tùy + 1 chố trụ ngắn + 1 chốt trám.

* Nguyên công  7: Phay rãnh F

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn tinh : Mặt đáy A và 2 lỗ C.

- Chi tiết định vị: Phiến tùy + 1 chố trụ ngắn + 1 chốt trám.

3.2. Phương án 2

3.2.1. Chuẩn tinh thống nhất

Qua sơ đồ đánh số các bề mặt như hình trên. Chọn chuẩn tinh thống nhất là mặt đáy A + 2B

3.2.2. Thiết kế trình tự gia công

* Nguyên công 1: Phay mặt đáy A

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn thô: mặt dưới song song với mặt A và 2 mặt bên vuông góc với mặt A

- Chi tiết định vị: Phiến tỳ + 3 chốt tỳ.

* Nguyên công 4: Phay mặt E

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn tinh : Mặt đáy A và 2 lỗ B.

- Chi tiết định vị: Phiến tùy + 1 chố trụ ngắn + 1 chốt trám.

* Nguyên công 6: Khoan, khoét & doa lỗ D

- Sơ đồ nguyên công:

- Chuẩn tinh : Mặt đáy A và 2 lỗ B.

- Chi tiết định vị: Phiến tùy + 1 chố trụ ngắn + 1 chốt trám.

3.3. So sánh các phương án gia công

* So sánh các phương án gia công: Từ hai phương án trên có ưu, khuyết điểm như bảng dưới.

* Chọn phương án gia công:

Trong 2 phương án nêu trên, em chọn phương án 1, là do đối với phương án này chi tiết có thể bảo đảm được chi phí, và độ chính xác gia công. (Vì thiết kế nguyên công và chọn tool hợp lý, đồ gá đơn giản)..

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

4.1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy

4.1.1. Sơ đồ nguyên công:

4.1.2. Phân tích

- Định vị : Dùng khối V dài hạn chế 4 bậc tự do, dùng 2 chốt tì đầu khía nhám hạn chế 2 bậc tự do

- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu hai đòn kẹp lật

4.1.4. Chọn dụng cụ cắt :

+ Chọn vật liệu dao : BK6 (Bảng 4-3 STCNCTM tập 1)

+ Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh (bảng 4.94 STCNCTM - 1) tacó :

+ Đường kính ngoài dao : D =100 (mm)

+ Đường kính lỗ : d(H7) = 32 (mm)

+ Chiều cao dao : B=39 (mm)

4.1.5. Tra chế độ cắt

* Bước 1 : Phay thô

+ Chiều sâu cắt: t= 2,50 mm

+ Lượng chạy dao răng : s= 0.7 (mm/ vòng ). Tra bảng 5-125 sổ tay CNCTM -2.

+ Tốc độ cắt : V_b= 180 (m/ph)  Tra bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2

K₁= 0,89; K₂= 0,8; K₃=K₅=K₆= 1; K₄= 0,8;

Vận tốc tính toán: V_t=V_b.K₁. K ₂. K ₃. K ₄. K ₅. K ₆= 102 (m/ph)

+  Số vòng quay tính toán: 

Vậy số vòng quay theo máy là: n_m=30 x 10= 300 (v/ph).

+ Lượng chạy dao phút: S_ph=S_z.Z.n= 540 (mm/ph)

+ Lượng chạy dao của máy là: S_m= 23.5-1180 mm/ph

+ Chọn lượng chạy dao theo máy thấp: S_ph= 310 mm/phút.

Với chi tiết gang xám có độ cứng 200HB theo bảng 5-130 sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 2. Ta có công suất N_c=1,9 kW.

+ Tính thời gian gia công khi phay thô:

T₀= 0,47 phút

T_tc= 0,6 phút

* Bước 2 : Phay tinh

+ Chiều sâu cắt t: 0,5 mm

+ Lượng chạy dao vòng: s= 0.5 (mm/ vòng ). Tra bảng 5-125 sổ tay CNCTM tập 2.

+ Tốc độ cắt : V_b= 203 (m/ph). Tra bảng 5-127 sổ tay CNCTM tập 2

K₁= 0,89; K₂= 0,8; K₃=K₅=K₆= 1; K₄= 0,8;

+ Vận tốc tính toán: V_t=V_b.K₁. K ₂. K ₃. K ₄. K ₅. K ₆= 115 (m/ph)

+ Số vòng quay tính toán:

Vậy số vòng quay theo máy là: n_m=30 x 10= 330(v/ph).

+ Lượng chạy dao phút: S_ph=S₀.Z.n= 528 (mm/ph)

Với chi tiết gang xám có độ cứng 200HB theo bảng 5-130 sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 2. Ta có công suất N_c nhỏ hơn 1 kW.

+ Lượng chạy dao theo máy chọn thấp: S_ph=250 mm/phút

+ Tính thời gian gia công khi phay tinh:

T₀= 0,59 phút

T_tc= 0.74 phút

4.3. Nguyên công 3: Phay 2 mặt đầu lỗ D

4.3.1. Sơ đồ nguyên công

4.3.2 Phân tích

- Định vị : Dùng 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt tram hạn chế 1 bậc tự do.

- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp liên động

4.3.3 Chọn máy

Máy phay ngang 6H12 (Bảng 9-38 Sổ tay CNCTM tập 3) có các thông số như sau:

+ Công suất : N = 7 Kw

+ Số cấp tốc độ : 18 cấp: 30;1500

4.3.5. Tra chế độ cắt

* Bước 1 : Phay thô

+ Chiều sâu cắt : t= 5 mm

+ Lượng chạy dao răng: s= 0.7 (mm/ vòng ). Tra bảng 5-170 sổ tay CNCTM – 2.

+ Tốc độ cắt : V_b= 30 (m/ph).  Tra bảng 5-172 Sổ tay CNCTM tập 2

K₁= 0,89; K₂= 0,8; K₃=K₅=K₆= 1; K₄= 0,8;

Vận tốc tính toán: V_t=V_b.K₁. K ₂. K ₃. K ₄. K ₅. K ₆= 17,09 (m/ph)

+ Số vòng quay tính toán:

Vậy số vòng quay theo máy là: n_m=30 x 1= 30 (v/ph).

+ Lượng chạy dao phút: S_ph=S_z.Z.n= 120(mm/ph)

Với chi tiết gang xám có độ cứng 200HB theo bảng 5-175 sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 2. Ta có công suất N_c nhỏ hơn 1kW (Công suất của máy phay 7Kw)

+ Tính thời gian gia công khi phay thô:

T₀= 1,07 phút

T_tc= 1,35 phút

* Bước 2 : Phay tinh

+ Chiều sâu cắt t : 1 mm

+ Lượng chạy dao vòng: s= 0.5 (mm/ vòng ). Tra bảng 5-170 sổ tay CNCTM tập 2

+ Tốc độ cắt : V_b= 26 (m/ph). Tra bảng 5-172 Sổ tay CNCTM tập 2

K₁= 0,89; K₂= 0,8; K₃=K₅=K₆= 1; K₄= 0,8;

Vận tốc tính toán: V_t=V_b.K₁. K ₂. K ₃. K ₄. K ₅. K ₆= 15,01 (m/ph)

+ Số vòng quay tính toán: 

Vậy số vòng quay theo máy là: n_m=30 x 1= 30 (v/ph).

+ Lượng chạy dao phút: S_ph=S_z.Z.n= 150 (mm/ph)

Với chi tiết gang xám có độ cứng 200HB theo bảng 5-175 sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 2. Ta có công suất N_c nhỏ hơn 1kW (Công suất của máy phay 7Kw)

+ Tính thời gian gia công khi phay tinh:

T₀= 0,85 phút

T_tc= 1,08 phút

4.5. Nguyên công 5: Khoét, doa lỗ D

4.5.1. Sơ đồ nguyên công

4.5.2. Phân tích

+ Định vị: Dùng 2 phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt trams hạn chế 1 bậc tự do.

+ Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp liên động

+ Chi tiết bằng gang xám độ cứng 200HB, lỗ đúc đặc, khi gia công đạt CCX 7, độ nhám Ra0,8. Theo bảng 3.4 cần qua các bước:

- Bước 1 : Khoét rộng

- Bước 2 : Doa tinh lỗ

4.5.3. Chọn máy

Chọn máy khoan 2H135. (Bảng 4.1 Sổ tay CNCTM tập 3) có các thông số như sau:

+ Công suất động cơ: 4 Kw

+ Đường kính gia công lớn nhất: 35 mm

+ Số cấp tốc độ: 12

4.5.5. Tra chế độ cắt    

* Bước 1 : Khoét rộng lỗ ∅19,8

+ Chiều sâu cắt : t=(D-d)/2= 0,9 mm

+ Lượng chạy dao : s= 0.7 (mm/ vòng ). Tra bảng 5.107 STCNCTM -2

+ Tốc độ cắt :v=  97 (m/phút ). Tra bảng 5.109 STCNCTM – 2

K₁=1 tuổi bền thực tế chọn bằng tuổi bền danh nghĩa

K₂= 0,8 : phôi có vỏ cứng

K₃= 1 : mác hợp kim cứng BK8

+ Tốc độ tính toán : V_t= 77,6 (m/phút)

+ Số vòng quay tính toán:

Vậy số vòng quay của máy khoan là: n_m= 31,5 x 32 = 1008 (vòng/phút). Chọn n_m= 710 vòng/phút

+ Tính vận tốc thực tế V_tt =(π.D.n_m)/1000 =44,16 (m/phút)

+ Công suất cắt khi khoan là: N_c =0,9kW (Công suất máy là 4kW) tra bảng 5.111 STCNCTM tập 2

+ Tính thời gian gia công khoét :

- Thời gian cơ bản khi doa:

T₀ = 0,29 phút

- Thời gian từng chiếc cho bước này:

T_tc= 126%.T₀= 0, 37 phút

* Bước 2: Doa tinh lỗ

+ Chiều sâu cắt: t = 0,1 mm

+ Lượng chạy dao: s= 1,7 mm/ vòng.  Tra bảng 5.112 STCNCTM -2

+ Tốc độ cắt: V_b= 7,3 (m/ phút). Tra bảng 5.114 STCNCTM -2

+ Số vòng quay tính toán:

Vậy số vòng quay của máy khoan là: n_m= 31,5 x 4 = 126 (vòng/phút)

+ Vận tốc thực tế: V_tt=(π.D.n_m)/1000 = 7,9 (m/phút)

+ Tính thời gian gia công doa :

- Thời gian cơ bản khi doa:

T₀ = 0,34 phút

-  Thời gian từng chiếc cho bước doa:

T_tc= 126%.T₀= 0,43 phú

4.7. Nguyên công 7: Phay rãnh E

4.7.1. Sơ đồ nguyên công

4.7.2. Phân tích

- Định vị : Dùng 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt trám hạn chế 1 bậc tự do.

- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp liên động, lực kẹp hướng vào phiến tỳ

4.7.3. Chọn máy

Máy phay đứng 6H12 (Bảng 9-38 Sổ tay CNCTM tập 3) có các thông số như sau:

+ Công suất : N = 7 Kw

+ Số cấp bước tiến : 18

+ Số cấp tốc độ : 18 cấp: 30;1500

4.7.5. Tra chế độ cắt

* Bước 1 : Phay thô

+ Chiều sâu cắt : t= 5 mm

+ Số lần phay thô : 6

+ Lượng dư còn lại : 0,5 mm

+ Lượng chạy dao răng :s= 0.7 (mm/ vòng ). Tra bảng 5-153 sổ tay CNCTM - 2

+ Tốc độ cắt : V_b= 22,5 (m/ph). Tra bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2

K₁= 0,89; K₂= 0,8; K₃=K₅=K₆= 1; K₄= 0,8;

Vận tốc tính toán : V_t=V_b.K₁. K ₂. K ₃. K ₄. K ₅. K ₆= 12,8 (m/ph)

+ Số vòng quay tính toán : 

Vậy số vòng quay theo máy là: n_m=30 x 9= 270 (v/ph). Chọn n_m= 230 (v/ph)

+ Tốc độ cắt thực tế là : V_tt=(π.D.n)/1000= 13,32 (m/ph)

+ Lượng chạy dao phút : S_ph=S_z.Z.n= 53 (mm/ph)

Với chi tiết gang xám có độ cứng 200HB theo bảng 5-158 sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 2. Ta có công suất N_c=1,3 kW (Công suất máy phay 7kW).

+ Tính thời gian gia công khi phay thô:

T₀= 1,7 phút

T_tc= 12,85 phút

* Bước 2 : Phay tinh

+ Chiều sâu cắt t : 0,5 mm

+ Lượng chạy dao vòng : s= 0.5 (mm/ vòng ). Tra bảng 5-153 sổ tay CNCTM tập 2.

+ Tốc độ cắt : V_b= 22,5 (m/ph). Tra bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2

K₁= 0,89; K₂= 0,8; K₃=K₅=K₆= 1; K₄= 0,8;

+ Vận tốc tính toán : V_t=V_b.K₁. K ₂. K ₃. K ₄. K ₅. K ₆= 12,8 (m/ph)

+ Số vòng quay tính toán :

+ Vậy số vòng quay theo máy là : n_m=30 x 9= 270 (v/ph). Chọn n_m= 265 (v/ph)

+ Tốc độ cắt thực tế là : V_tt=(π.D.n)/1000= 13,32 (m/ph)

+ Lượng chạy dao phút: S_ph=S_z.Z.n= 53 (mm/ph)

+ Tính thời gian gia công khi phay tinh:

T₀= 1,7 phút

T_tc= 2,14 phút

Bảng tổng hợp nguyên công gia công chi tiết Đế Trục như bảng dưới.

CHƯƠNG 5: TÍNH LƯỢNG DƯ

Ở đây tính lượng du cho nguyên công gia công lỗ Ø20. Sơ đồ gá đặt như hình dưới.

Yêu cầu khi gia công lỗ Ø20 cần đạt:

- Kích thước Ø20^+0,021

- Độ nhám: Ra = 1,6

- Máy : 2H135

- Định vị: 1 chốt trụ, 1 chốt trám và 2 phiến tỳ .

Công thức xác định lượng dư gia công tối thiểu khi gia công bề mặt đối xứng: (Trang 21 sách Giáo trình CNCTM)

2Zi_min = 2. [(R_zi-1)+Ti-1+√(ρ_(i-1)²+εi² )]

Trong đó:

R_(zi-1): chiều cao trung bình lớp nhấp nhô bề mặt do bước gia công sát trước để lại

T_i-1:  chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

ρ_i-1: tổng sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại

ε₁: sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

+ Các thông số khi tính lượng dư:

(Phôi đúc bằng gang xám 16-36, đạt CCX II)

Khoét thô R_z1=40 , Khoét tinh R_z2= 10μm, Doa thô R_a=1,6 . Tra bảng 3.1 trang 38 sách Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM.

Sai lệch vị trí không gian còn lại sau các nguyên công:

- Khoét thô : ρ₀₁=0,05x94,66=4,416μm

- Khoét tinh : ρ₀₂=0,02x4,733=0,08832μm

- Doa thô : ρ₀₃=0,05x0,9466=4,416.10-3μm

* Sai số chuẩn: tính cho góc xoay của chi tiết khi định vị vào 2 chốt vì 2 chốt trụ có khe hở với lỗ định vị.

Lắp ghép giữa lỗ định vị và chốt là lắp ghép H8/h7

- Kích thước lỗ là Ø6₀^+0.018; kích thước chốt là Ø6_-0.012⁰

=> tan⁡α=2,62.10^-4

Sai số chuẩn do 2 chốt là: ε_c=L.tgα=60×2,62×10^-4 =0,01572mm=15,72μm

* Sai số kẹp chặt: ε_k= 80 μm. Tra bảng 5.13 trang 85 sách hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM.

=> Thay số được: ε_gd=101.228 μm

- Sai số gá đặt còn lại ở nguyên công khoét tinh: ε_gd2=0,05×ε_gd=5.061μm

- Sai số gá đặt còn lại ở nguyên công doa tinh: ε_gd3=0,02×ε_gd2=0,25307μm

Vậy:

+ Cột (7):

- Kích thước lớn nhất chi tiết đạt được : d₁ = 20,021 mm

- Kích thước trước khi doa tinh : d₂ = 20,021 - 0,02054 =20,00046 mm

- Kích thước trước khi khoét tinh : d₃ = 20,00046 - 0,09343=19,90703 mm

- Kích thước trước khi khoét thô : d₄ = 19,90703 – 1,19191 = 18,71512 mm

- Dung sai doa tinh : δ =21μm

- Dung sai khoét tinh CCX 9 : δ = 52 μm

- Dung sai khoét thô CCX 12 : δ = 210 μm

+ Cột (11+12):

- Doa tinh:

Z_min= 20.021-20.00= 0,021 mm

Z_max = 20.00-19,948= 0,052 mm

- Khoét tinh:

Z_min= 20.00 – 19,907 = 0,093 mm

Z_max = 19,948 – 19,697= 0,251 mm

-  Khoét thô:

Z_min = 19,907 – 18,715 = 1,192 mm

Z_max 19,697 – 18,385 = 1,312 mm

* Kiểm tra kết quả tính toán:

Z_max-Z_min=(1312+251+52)-(1192+93+21)=309µm (1)

σ_phôi-σ_{(chi tiết)}=330-21=309 µm (2)

Ta thấy (1) và (2) Tương đương nhau => Thỏa Điều Kiện.

CHƯƠNG 6 : TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT

6.1. Vật liệu chi tiết

Vật liệu chế tạo chi tiết: Gang xám 18-36

6.2. Chọn máy

Máy khoan đứng 2H135. (Bảng 4.1. Trang 46 Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) cso các thông số máy như bảng dưới:

6.4. Chọn dao

+ Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng K40 (BK8):

- Mũi khoét thô: D = 19,4 mm; L= 65,82 mm.

- Mũi khoét tinh: D = 19,8 mm; L = 6,94 mm.

+ Mũi doa thép gió P18

D = 20 mm ; L = 66 mm

6.5. Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích khi khoét

+ Dụng cụ cắt:

Mũi khoét ghép bằng những mảnh dao hợp kim cứng chuôi lắp

+ Chiều sâu cắt: 

Khoét thô: t = (19,4-18)/2  = 0,7 mm

Khoét tinh: t = 0,2 mm

Doa thô: t = 0,1 mm

+ Lượng chạy dao:

Khoét bằng dao gắn mảnh hợp kim cứng:

Khoét thô: S = 0,6 mm/vòng (Bảng 5-26, trang 22, Sổ tay CNCTM tập 2 )

Khoét tinh: S = 0,5 mm/vòng (Bảng 5-26, trang 22, Sổ tay CNCTM tập 2)

Doa thô: S = 0,5 mm/vòng (Bảng 5-27, trang 22, Sổ tay CNCTM tập 2)

Hệ số hiệu chỉnh chung về tốc độ cắt:

K_v=k_mv.k_nv.k_uv.k_lv

Trong đó:

k_mv= 0,9 : ảnh hưởng vật liệu gia công (Bảng 5-3 Chế độ cắt và gia công cơ khí, Trang 86)

Khét k_nv= 0,7; Doa K­_nv = 0,95 : xét đến tình trạng bề mặt phôi (Bảng 7-1 Chế độ cắt và gia công cơ khí, Trang 17)

Khoét k_uv= 0,83; Doa k_uv= 1 (Bảng 8-1 Chế độ cắt và gia công cơ khí, trang 17)

k_lv = 1: ảnh hưởng của chiều sâu lỗ đối với V (Bảng 6-3 Chế độ cắt và gia công cơ khí, trang 86)

=> Khoét K_v= 0,5229

Doa K_v = 0,855

Ta có:      

Khoét thô : V  = 61,23m/phút

Khoét tinh : V = 80,86m/phút

Khoét tinh : V  = 13,8m/phút

+ Momen xoắn - lực chiều trục khi khoét, doa

- Khoét thô:

P_o=Cp.D^(zp ).s^(yp ).t^(xp ).K_mp

Tra bảng 7.3 Chế độ cắt và gia công cơ khí, trang 87 ta có:

C_p =23,5 : hệ số đối với lực chiều trục xét đến điều kiện cắt nhất định

z_p=1 ; x_p=1; y_p= 1: chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của đường kính mũi khoan, lượng chạy dao, chiều sâu cắt đến lực cắt khi khoan.

Thay vào ta có: P_o= 23,5.19,4¹.0,6¹.0,7¹.1,039 = 198,94 (kG)

=> M = 0,196.19,4^0,85.0,6^0,7_.0,7^0,8.1,039= 1,33 (kGm)

- Khoét tinh:

P_o = Cp.D^(zp ).s^(yp ).t^(xp ).K_mp

Tra bảng 7.3 Chế độ cắt và gia công cơ khí, trang 87 ta có:

C_p =23,5 : hệ số đối với lực chiều trục xét đến điều kiện cắt nhất định

z_p=1 ; x_p=1; y_p= 1: chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của đường kính mũi khoan, lượng chạy dao, chiều sâu cắt đến lực cắt khi khoan.

Thay vào ta có: P_o= 23,5.19,8¹.0,5¹.0,2¹.1,039 = 48,345 (kG)

=> M = 0,196.19,8^0,85.0,5^0,7_.0,2^0,8.1,039= 0,438 (kGm)

- Khi doa: Momen xoắn và lực dọc trục bé nên bỏ qua

+ Công suất cắt:

- Khoét thô:

+ Số vòng quay là:

n =(1000.V)/(π.D)=(1000×61,23)/(π×19,4)=1004,65 (Vòng/phút)

+ Công suất cần thiết khi khoét thô là:

N=(M.n)/975=(1,33×1004,65)/975=1,37(kW) < 4 kW (Công suất động cơ)

- Khoét tinh:

+ Số vòng quay là:

n=(1000.V)/(π.D)=(1000×80,86)/(π×19,8)=1299,93 (vòng/phút)

+ Công suất cần thiết khi khoét tinh:

N=(M.n)/975=(0,438×1299,93)/975=0,584(kW) < 4 kW (Công suất động cơ)

- Công suất khi doa rất bé nên bỏ qua

+ Thời gian gia công:

- Khoét thô:

Thời gian cơ bản khi doa:

T₀ = 0,17 phút

Thời gian từng chiếc cho bước này:

T_tc= 126%.T₀= 0,21 phút

- Khoét tinh:

T=0,15 (phút)

- Doa thô:

T=0,81(phút)

Tổng hợp chế độ cắt như bảng dưới.

CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

7.1. Nhiệm vụ của đồ gá

- Gá đặt chi tiết sao cho tâm lỗ cần khoét trùng với tâm của trục chính máy khoan đã được điều chỉnh sẵn.

- Giữ mũi khoét không bị lệch hướng trong quá trình gia công.

- Thay đổi nhanh bạc dẫn hướng.

- Tháo lắp chi tiết nhanh.

7.3. Tính lực kẹp cần thiết

- Sơ đồ kẹp chặt chi tiết thể hiện như hình dưới.

- Chi tiết dạng hộp được định vị bằng phiến tỳ và chốt trụ, trám. Khi khoan lực dọc trục P₀ và trọng lực P sẽ làm chi tiết trượt dọc hoặc lật quanh điểm A, từ đó ta có 2 phương trình cân bằng :

Phương trình cân bằng lực :

K.P₀ = F_ms1+F_ms2=2W_ct.(f₁+f₂)

=>Thay số ta được:  W_ct = 558.62(kG)

Phương trình cân bằng momen:

K.P₀.L= 2.W_ct.H

=>Thay số ta được:  W_ct =502,76(kG)

Chọn W_ct giá trị lớn hơn để thiết kế cơ cấu kẹp: W_ct = 558.62 kG

L= 0,045m  : khoảng cách từ tâm lỗ gia công đến phiến tỳ

H= 0,025m : cánh tay đòn từ W_ct đến điểm lật A

P₀ = 198,94 kG : lực dọc trục (khoét thô)

M_x= 1,33 kGm =1330 kG: momen cắt (khoét thô)

* Xác định kích thước cơ cấu kẹp:

Phương trình cân bằng các mômen lực đối với điểm tỳ cố định được viết như sau:

W=(W_ct.L)/L₁ =(558.62×86)/44=1091.84 (kG)

Đường kính bulong :

C= 1,4 : ren hệ mét cơ bản.

W: lực kẹp do ren tạo ra, kG.

d: đường kính đỉnh ren.

=> Thay số được: d = 1,4 (mm)

Chọn theo đường kính bulong tiêu chuẩn: d = 10 mm.

7.4. Tính sai số chế tạo của đồ gá

Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá:

[ε_ct ]= √(0,1²-0.08²+0,056²+ 0,005²) = 0,02(mm)

+ Vậy yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

- Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn hướng và đáy đồ gá  0,02 mm

- Độ không vuông góc giữa tâm chốt trụ ngắn, chốt trám và mặt đáy đồ gá  0,02 mm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hồ Viết Bình - Phan Minh Thanh, Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM, NXB Đại học quốc gia TP.HCM

2. GS. TS. Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án CNCTM, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

3. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay CNCTM tập 1-2-3, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

4. Trần Quốc Hùng, Giáo trình Dung sai kỹ thuật đo, NXB Đại học quốc gia TP.HCM

5. Hồ Viết Bình - Phan Minh Thanh, Giáo trình Công nghệ chế tạo máy, NXB Đại học quốc gia TP.HCM

6. Hồ Viết Bình - Lê Đăng Hoành - Nguyễn Ngọc Đào, Đồ gá gia công cơ khí tiện - phay - bào - mài, NXB Đà Nẵng

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"