LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế nước ta hiện nay thì công nghiệp nặng giữ một vai trò hết sức quan trọng vì nó là nền tảng cho các ngành công nghiệp khác phát triển. Mấy năm trở lại đây nhà nước đã có sự quan tâm và đầu tư thích đáng cho ngành cơ khí để biến nó thành một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước . Trong ngành cơ khí nói riêng thì dụng cụ cắt giữ một vai trò rất quan trọng vì có nó người ta mới có thể biến những phôi liệu thô sơ ban đầu thành những chi tiết, những sản phẩm có ích cho xã hội và phục vụ cho các ngành công nghiệp khác .

Sau một thời gian học tập tại trường đến nay chúng em đã được nhận đề tài tốt nghiệp . Đề tài của em là "Thiết kế mũi khoan tiêu chuẩn phi 30", theo em đây là một đề tài rất hay, vì nó giúp em hiểu rõ được quy trình công nghệ chế tạo một dụng cụ cắt và giúp em nắm vững hơn những kiến thức đã học trong nhà trường để sau này có thể làm việc tốt hơn.

Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên trong bản đồ án của em còn có nhiều sai sót, em rất mong nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo của các thày cô trong bộ môn để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                           ……, ngày …. tháng …năm 20…

                                                                                                                                     Sinh viên thiết kế

                                                                                                                                      …………..…

PHẦN I

THIẾT KẾ MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN PHI 30

I. CÔNG DỤNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA MŨI KHOAN

Mũi khoan thuộc dạng họ trục là dụng cụ cắt dùng để gia công tạo thành lỗ hình trụ trên các chi tiết khoan tạo thành lỗ hoặc khoan rộng lỗ có sẵn.

 Vớ dụ: Như lỗ sau khi đúc, rèn hay dập hoặc lỗ đã khoan sơ bộ trước, khoan phần lõm sâu hình côn (lỗ tâm). Khoan có thể gia công lỗ thông hoặc không thông, các lỗ sau khi khoan tuỳ theo yêu cầu mà có thể không cần gia công gì thêm hoặc phải gia công thêm như khoét, doa, hoặc tarô...

Các kiểu mũi khoan như:

- Mũi khoan tâm: để khi chế tạo lỗ tâm người ta dùng mũi khoan tâm. Về kết cấu mũi khoan tâm có: mũi khoan tâm loại đơn giản không khác với mũi khoan rãnh xoắn và mũi khoan tâm tổ hợp có phần cắt ở cả hai đầu để tận dụng được vật liệu.

- Mũi khoan sâu: để khoan lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đường kính trở lên. Mũi khoan sâu dùng đề khoan lỗ đặc và khoan theo vành.

- Mũi khoan dẹt: loại mũi khoan này được dùng trong những trường hợp yêu cầu dụng cụ cần cứng vững.

VD như: Vật rèn hoặc đúc có độ cứng lớn. Đối với đường kính lớn mũi khoan dẹt thường lắp phần cắt vào chuôi riêng. Mũi khoan dẹt tuy răng dễ chế tạo dễ tiện nhưng có nhiều nhược điểm: nhanh mòn khó thoát phoi, tuổi thọ của mũi khoan ngắn năng suất thấp, độ chính xác gia công không cao.

Còn mũi khoan rãnh xoắn có đặc điểm là:

- Tuổi thọ dao lớn, mũi khoan có thể mài lại nhiều lần

- Độ chính xác gia công cao hơn do đó phần định hướng trong kết cấu mũi khoan

- Năng suất gia công cao, hình dạng hợp lý hơn.

Vì có nhưng đặc điểm trên mà hiện nay trong ngành chế tạo cơ khí mũi khoan rãnh xoắn đã thay thế hoàn toàn mũi khoan dẹt. Vì vậy ta chọn kiểu mũi khoan rãnh xoắn để thiết kế và chế tạo lại.

1. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan.

Chọn vật liệu làm dao là vấn đề hết sức quan trọng nó quyết định đến chất lượng và giá thành của dụng cụ cắt để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp ta phải dựa vào một số đặc điểm sau:

- Loại công dụng, kích thước và điều kiện làm việc của dụng cụ.

- Công nghệ chế tạo dụng cụ

- Giá thành vật liệu, vật liệu đắt tiền chiếm một tỉ lệ cao trong giá thành dụng cụ. Khi tính toán kinh tế trong sản xuất cần xuất phát từ lượng tiêu hao dụng cụ cho một chi tiết gia công.

Để chế tạo mũi khoan ta chọn vật liệu là thép gió ta chọn vật liệu là thép gió P18 là phù hợp và được sử dụng rộng rãi nhất. Vì thép gió có thể cắt với tốc độ cao gấp 2 ® 4 lần có tuổi bền 8 ® 15 lần cao hơn các thép các bon và thép hợp kim. Dụng cụ thép gió có thể làm việc ở nhiệt độ 560 ¸ 600⁰C tốc độ trung bình 25 ¸ 35 v/ph.

Giữa thép P18 và P9 có tính bền như nhau do đó khi làm việc ở tốc độ cao thì chúng có tuổi bền gần như nhau. Nhưng khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép P18 có độ chịu mài mòn cao hơn do đó nó có tuổi bền cao hơn đến 2 lần so với dụng cụ cắt bằng thép P9.

- Tính mài của thép P9 khi mài đặc biệt là khi mài sắc thì độ cứng của bề mặt thép giảm xuống (cháy bề mặt) so với thép P18 thì thép P9 nhiệt độ tôi hẹp hơn do đó gây khó khăn nhất định nhiệt độ không đảm bảo tính ổn định khi nhiệt luyện.

- Với thép gió P18 f2 tuy có khả năng cắt cao hơn thép gió P18 nhưng nhược điểm  của nó không đồng nhất các bít lớn hơn 1 cấp so với thép P18 do đó cơ tính của nó kém hơn P18.

- Thép nhãn hiệu P18 Me, P9 M các loại thép có các bít đen dễ mất các bon nên khi tôi phải nung nóng chúng trong lò đặc biệt có môi trường bảo vệ.

Các loại thép gió có năng suất cao được chia làm hai nhóm:

+ Nhóm thứ nhất là nhóm có thêm Co ban

+ Nhóm thứ hai đặc trưng hàm lượng Vanađi

Nhưng thép gió chứa Coban có các nhược điểm là độ dòn cao, dễ bị nứt nẻ bị mất Cacbon khi tôi và ủ nhưng thép gió chứa vanađi có độ bền thấp hơn P18 và khó mài hơn.

- Thép Cacbon dụng cụ có năng suất thấp nên nhiệt độ tăng lên thì Cacbon mất độ cứng và độ chịu mài mòn nên không thể dùng Cacbon chế tạo dụng cụ làm việc ở điều kiện khó khăn.

Tính tôi của thép Cacbon thấp nên khi tôi phải làm nguội nhanh trong nước sạch hay nước muối. Khi làm nguội nhanh sẽ gây biến dạng gây ra các vết nứt và còn làm cho dao sau khi tôi dễ bị gẫy, nẻ.

Hiện tượng gây quá nhiệt khi tôi làm kích thước của hạt tăng lên và đó là nguyên nhân tăng độ dòn và làm cho các lưỡi cắt bị mẻ. Do đó ta không thể chọn thép Cacbon dụng cụ để chế tạo mũi khoan.

- Thép hợp kim dụng cụ có tính năng cắt thấp hơn rất nhiều so với thép gió.

Các mác thép hợp kim đều có những nhược điểm khác nhau mà ta không thể chọn nó làm mũi khoan.

2. Kích thước kết cấu của mũi khoan.

Dạng xoắn vít nơi góc xoắn w = 18 ¸ 30 theo bảng 35 TKDCCKL với mũi khoan f30 lấy w = 30⁰. Dọc theo rãnh xoắn ứng với dải cạnh viền làm nhiệm vụ định hướng cho mũi khoan khi làm việc đồng thời có tác dụng làm giảm ma sát giữa mặt trụ mũi khoan với mặt đã gia công dải cạnh viền có chiều rộng r = (0,3 ¸ 2,6)mm và chiều cao h = (0,1 ¸ 1,2) mm trên 100 mm chiều dài của mũi khoan.

Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn là lõi mũi khoan đường kính lõi được lấy bằng

d₀ = (0,25 ¸ 0,125)D = 3,75 ¸ 7,5, chọn d₀ = 7mm

Với: D: đường kình mũi khoan

4. Chiều rộng me cắt của mũi khoan được xác định trong phương cùng góc với đường xoắn lấy chiều rộng me bằng chiều rộng rãnh.

Ta có: b = 0,59 . D = 0,59 .30 = 17,7mm

5. Profin dao phay rãnh mũi khoan có dạng.

C_k = 0,015 . w^0,75 = 0,015 . 30^0,75 = 0,192

Do đó: l_k­ = 0,192 . 22 = 4,224

Chiều rộng Profin dao phay

 B  » R₀ + R_k = 15,39 + 4,224 = 19,614 mm

6. Yêu cầu kỹ thuật đối với mũi khoan.

Với vật liệu chế tạo là thép gió P18 nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 62 ¸ 65

- Độ đảo đường tâm trên toàn bộ phần cắt của dao không quá 0,15mm.

- Độ đảo hướng trục của điểm cuối cùng của lưỡi cắt không quá 0,03mm trên toàn bộ đường kính.

PHẦN II

THIẾT KẾ QTCN CHẾ TẠO MŨI KHOAN

A. ĐẶC ĐIỂM VÀ YÊU CẦU

I. ĐẶC ĐIỂM.

Khi nghiên cứu QTCN chế tạo mũi khoan và phương pháp chế tạo mũi khoan ta cũng xuất phát từ nguyên lý chung về thiết lập QTCN các yêu cầu kỹ thuật và chế tạo của chi tiết điển hình.

Xong đối với dụng cụ cắt việc thiết lập QTCN lại có những nét đặc điểm riêng biệt đối với QTCN chế tạo các chi tiết máy. Với yêu cầu kỹ thuật hình dáng kích thước. Với dao cắt thường có những yêu cầu kỹ thuật cao hơn các chi tiết bình thường ngoài ra nó còn có những lưỡi cắt, góc cắt đòi hỏi phải gia công chính xác hơn.

Những đặc điểm đó là:

- Do yêu cầu kỹ thuật của dao khắt khe thể hiện qua dung sai và các yếu tố kỹ thuật khác. Để đạt được yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn đó phải tiến hành cẩn thận ở QTGC chế tạo dao để tránh phế phẩm.

- Do vật liệu làm dao quý và hiếm, bề mặt gia công yêu cầu đạt độ bóng cao nên việc thiết lập QTCN phải thận trọng nhằm hạn chế hao phí vật liệu nhất.

- Do thường phải qua nguyên công nhiệt luyện ở giai đoạn giữa. Qua nguyên công này phải đảm bảo độ cứng và chất lượng bề mặt ở mức độ nhất định tránh cong vênh, nứt nẻ, khuyết tật khi nhiệt luyện.

- Do yêu cầu cao trong các điều kiện kỹ thuật nhiệt luyện do sử dụng trang thiết bị để gia công nó đòi hỏi cao hơn các nguyên công phải phân ra thô tinh. Do vậy chi phí cho công nghệ khá hơn (Máy chuyên dùng, vạn năng , dụng cụ kiểm tra) phải đạt độ chính xác cao đặc biệt là nguyên công gia công lần cuối bề mặt. Việc xác định chế độ cắt phải hết sức hợp lý để đạt được các yêu cầu kỹ thuật.

- Trong quá trình chế tạo việc chọn chuẩn cho QTCN phải đảm bảo đủ 5 nguyên tắc và hai yêu cầu trong việc chọn chuẩn thô và tinh.Quy trình công nghệ chế tạo dao dụng cụ nói chung cũng như quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết khác. Ngoài ra nó còn có một số đặc điểm riêng biệt. Trên cơ sở đó từ việc lựa chọn phôi đến việc lựa chọn trang thiết bị gia công trên từng nguyên công là sự xuất phát từ nguyên lý chung. vấn đề lựa chọn trang thiết bị cho nguyên công như máy, dao, đồ gá đến xuất phát từ yếu tố tạo hình bề mặt gia công dựa vào quy mô sản xuất để chọn.

- Việc chọn đồ gá phải dựa trên cơ sở nguyên công, điều kiện cụ thể, kiểu máy, điều kiện thực tế sản xuất, kích thước dao và loại hình sản xuất của nhà máy để lựa chọn dao cụ để gia công.

II. YÊU CẦU.

Lập QTCN chế tạo dao phải đảm bảo tính ổn định tức là các nguyên công trong đó có thể đạt độ chính xác trong một thời gian dài. Việc lựa chọn QTCN đúng theo thứ tự gia công phải đảm bảo tính ổn định cao nhất trong suốt quá trình gia công chế tạo. Đảm bảo tính kinh tế cho việc lựa chọn thiết bị.

Tuỳ theo độc chính xác gia công, yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu kinh tế mà ta phải tiến hành, phải chia nguyên công thô và tinh ra các máy móc và thiết bị khác nhau.

          Để đảm bảo chất lượng bề mặt tiết kiệm kim loại ta phải đảm bảo cho chi tiết. Trước nhiệt luyện có một lượng dư hợp lý để tiến hành gia công.      Chi tiết được chế tạo là mũi khoan xoắn ruột gà f30 vật liệu là thép P18 cũng như các chi tiết là dao cụ khác về yêu cầu kỹ thuật của nó khá cao, dung sai khắt khe có như vậy mới đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công.

          Nhiệm vụ  của mũi khoan là gia công lỗ, lỗ đặc, lỗ rỗng để tiến hành gia công các bước tiếp theo (khoét, doa...)

          Đặc điểm của mũi khoan gia công đạt độ bóng T₃ ¸ T₅ độ chính xác đạt cấp 4. Do vậy nó là dụng cụ cắt để tiến hành gia công thô. Khi tiến hành gia công mũi khoan trong điều kiện hết sức nặng nhọc và khắt khe về chế độ cắt có thể khoan lỗ sâu chiều dày cắt lớn vừa khó khăn cho việc tưới dung dịch trơn nguội. Vừa tồn tại lưỡi cắt ngang góc trước tại tâm lại có trị số âm do vậy lực chiều trục lớn dẫn đến sự thoát phoi là nửa kín nửa hở đi theo đường xoắn vít nên điều kiện kỹ thuật đòi hỏi ở mức độ cao như đường tâm mũi khoan phải đi giữa lưỡi cắt ngang, yêu cầu về độ chính xác kích thước của đường kính ngoài.

          - Độ đồng tâm giữa phần làm việc với phần cán tương đối cao.

          - Do kết cấu hình dáng phức tạp ở hai rãnh xoắn nên phần nhiệt luyện khó khăn dễ cong nứt và thoát Cacbon.

          Do vậy để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của mũi khoan và tạo ra năng suất cao cần thiết kế được QTCN hợp lý áp dụng được những phương pháp gia công tiên tiến để thực sự mang lại hiệu quả kinh tế cao Û Nhiệm vụ của mũi khoan gia công chuẩn bị cho các bước gia công tiếp theo như Ta rô, khoét, doa... Do vậy nó là dụng cụ gia công theo hệ lỗ.

          B. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

          Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp nó phản ảnh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ kỹ thuật của nhà máy và hình thức tổ chức của nhà máy xí nghiệp.

          I. CÁC DẠNG SẢN XUẤT. (Gồm 3 dạng)

          1. Dạng sản xuất đơn chiếc.

          Đặc điểm sản lượng hàng năm ít, thường từ một đến vài chục chiếc, sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều chu kỳ chế tạo lại không được xác định.

          2. Dạng sản xuất hàng loạt.

          Có sản lượng hàng năm không quá ít, sản phẩm được chế tạo thành từng loại theo chu kỳ xác định sản phẩm tương đối ổn định.

          3. Dạng sản xuất hàng khối.  Có sản lượng rất lớn; sản phẩm ổn định; trình độ chuyên môn hoá sản xuất cao.

          Dạng sản xuất hàng khối còn cho phép áp dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến có điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất, tạo điều kiện tổ chức các đường dây gia công chuyên môn hoá.

          Dạng sản xuất nó quyết định hướng chọn và thiết kế quy trình công nghệ phù hợp. Bởi vì ứng với mỗi loại Quy trình công nghệ khác nhau. Dạng sản xuất, số lượng sản phẩm quyết định việc lựa chọn phương pháp gia công để đem lại chất lượng sản phẩm tốt nhất, năng suất cao nhất và hiệu quả kinh tế lớn nhất.

          Do vậy muốn xác định được dạng sản xuất ta phải xác định được khối lượng chi tiết và sản lượng cơ khí.

          Với chi tiết là thiết kế là mũi khoan xoắn tiêu chuẩn có đường kính phần làm việc là f30 và sản lượng cơ khí là 15.000 chi tiết/năm.

          II. Xác định dạng sản xuất.

          Để xác định dạng sản xuất ta phải xác định lượng cơ khí và khối lượng chi  tiết.

          1. Xác định sản lượng cơ khí.

             Sản lượng cơ khí được tính theo công thức:

                             N_i = N . m_i (1 + ) - (1 + )

Trong đó:

          N_i : sản lượng cơ khí (ct/năm).

          N  : sản lượng kế hoạch (ct/năm) 15.000ct/năm

          m_i : số chi tiết trong sản phẩm m_i = 1

          a  : hệ số dự phòng cho hư hỏng khi chế tạo:

                     a = (3 ¸ 5)% chọn a = 3%

          b  : hệ số dự phòng cho hư hỏng và mất mát.

          Khi vận chuyển và bảo quản:  b = (3 ¸ 5)% chọn b = 3%

Thay vào công thức:

N_i  = 1.5914ct/năm

2. Xác định khối lượng chi  tiết.

Khối lượng chi tiết:

          G = 0,19182412 . 8,75 = 1,67 (kg)

Tra bảng 1 - 1 CNCTM T₁ với mũi khoan f30 ta có dạng sản xuất là hàng loạt vừa.

Chọn phôi và phương pháp tạo phôi:

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết độ chính xác và vị trí tương quan, chất lượng bề mặt và độ bền của dao khoan nên việc tiến hành chọn phôi liệu là rất quan trọng và cần thiết chọn phôi sao cho khi gia công chi tiết đạt được các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Muốn vậy phôi phải không bị nứt nẻ, rỗ khí, khuyết tật không cháy Cacbon phải đảm bảo tính kinh tế và đảm bảo lượng dư cho các nguyên công khi gia công thực tế cho thấy có các phương pháp tạo phôi.

1. Phôi đúc.

          Phôi chế tạo theo phương pháp này có cơ tính không cao giá thành chế tạo cao do cần các thiết bị và năng suất thấp chỉ dùng chủ yếu khi đúc các chi tiết kim loại có tính đúc tốt thích hợp với sản xuất hàng khối.

          2. Phôi rèn.

          Vật liệu phôi qua rèn cho cơ tính tốt và độ bền cao

          Nhược điểm: lượng dư gia công lớn, sai số kích thước đường kính lớn. Loại phôi này chỉ dùng gia công các chi tiết có đường kính lớn, độ bền cao và thích hợp với sản xuất đơn chiếc.

          3. Phôi cán nóng.

          Thép được qua cán nhiều lần do vậy cho cơ tính cao có khả năng chịu uốn, xoắn tốt nhưng vẫn còn sai số kích thước khá lớn, chất lượng thép tốt nên thường được chế tạo các chi tiết họ trục có đường kính trung bình, gia công bằng phương pháp này cho năng suất cao giá thành hạ, thích hợp với sản xuất hàng loạt.

          4. Phôi kéo nguội.

          Với loại phôi này đã qua mài cho cơ tính thép tốt, phôi có độ chính xác cao đạt cấp 3 ¸ 4 thường sử dụng cho sản xuất loạt lớn, phôi chưa qua mài cho cơ tính tốt nhưng sai số phôi liệu quá cao, lớp lỏng bề mặt còn lớn Û Qua phân tích các phương pháp tạo phôi thấy rằng để đảm bảo quá trình gia công cơ ít nhất mà vẫn đảm bảo  các yêu cầu kỹ thuật, tiết kiệm nguyên vật liệu ta phải chọn ra phương pháp tạo phôi hợp lý.

          Thực tế với mũi khoan có đường kính f30 ta nên chọn phương pháp tạo phôi cán nóng. Phương pháp này sẽ đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và tính kinh tế.

Ngoài các phương pháp tạo phôi ta còn phải tạo phôi đưa vào các điều kiện sau:

          - Điều kiện cụ thể của nhà máy

          - Dạng sản xuất của nhà máy

          - Vật liệu gia công và kích thước gia công

          Qua phân tích các phương pháp tạo phôi với mũi khoan f30 vật liệu thép P18 ta chọn phương pháp cán nóng.

PHẦN III

THIẾT LẬP QTCN CHẾ TẠO MŨI KHOAN

A. CHỌN CHUẨN.

          Chọn chuẩn là bước đầu tiên quan trọng nhất trong quy trình công nghệ nó có ý nghĩa rất lớn. Tuỳ theo kết cấu chi tiết mà việc chọn chuẩn tạo điều kiện thuận lợi hay khó khăn trong quá trình gia công. khi gia công các bề mặt chuẩn ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác tương quan giữa các bề mặt. Việc chọn chuẩn hợp lý sẽ giảm các thành phần gây sai số chuẩn như: Sai số kẹp, sai số do độ cứng vững của chi tiết khi gia công.

          Như vậy khi chọn chuẩn thường dựa theo nguyên tắc sau:

          + Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm

          + Khi định vị phải khống chế hết số bậc tự do cần khống chế tránh hiện tượng thiếu hoặc siêu định vị.

          + Chọn chuẩn sao cho đồ gá đơn giản sử dụng thích hợp thuận tiện.

          I. CHỌN CHUẨN TINH.

          Chuẩn tinh là tập hợp điểm, đường, bề mặt đã qua gia công cơ. Chuẩn tinh quyết định đến độ chính xác khi gia công và phải đạt được những yêu cầu.

- Bảo đảm phân bố đều lượng dư cho các bề mặt gia công.

- Bảo đảm độ chính xác tương quan giữa các bề mặt gia công.

Để đảm bảo các yêu cầu lưu ý dựa vào những lời khuyên.

1. Chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính thực hiện tốt lời khuyên này đảm bảo tính thống nhất giữa quá trình gia công cơ, quá trình lắp ráp và sử dụng.

2. Nếu điều kiện gá đặt cho phép và QTCN cho phép thì nên chọn chuẩn tinh sao cho đảm bảo tính trùng chuẩn càng cao càng tốt (chuẩn khởi suất trùng chuẩn định vị)

3. Nếu điều kiện gá đặt cho phép hoặc quá trình công nghệ cho phép thống nhất cho hai hay nhiều lần gá đặt trong một quá trình. Lời khuyên này nhằm đảm bảo đơn giản hoá việc lựa chọn và sử dụng đồ gá đơn giản hoá văn kiện công nghệ và thích hợp với điều kiện tập trung nguyên công.

Û Dựa vào các yêu cầu và nguyên tắc trên ta có các phương án chọn chuẩn tinh sau:

* Phương án 1:

Chọn chuẩn  tinh là hai lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do.

Ưu điểm:     - Gá đặt nhanh

                   - Không gây sai số đường kính

                   - Gia công hầu hết các bề mặt chi tiết

                   - Đồ gá đơn giản gọn nhẹ

                   - Đảm bảo đồng tâm giữa các phần tử của mũi khoan.

          IV. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

          1. Tính thời gian định mức T_M

T_M = T₀ + T_P + T_PV + T_nc +

Trong đó:

                   T_o : thời gian gia công cơ bản

                   T_P : thời gian phụ

                             T_P = T_Pgá + T_Pđo +T_Pbước

                   T_Pv : thời gian phục vụ

                             T_Pv = T_PvKT + T_PvTC

                   T_PvKT : thời gian phục vụ kỹ thuật              

                   T_PvTC : thời gian phục vụ tổ chức

                   T­_nc : thời gian phục vụ nhu cầu cá nhân

                   T_ck : thời gian chuẩn bị kết thúc trong sản xuất hàng loạt thành phần      

          Ta có công thức: tính thời gian định mức ứng với sản xuất hàng loạt

T_m = T₀ + T_P + T_pv + T_nc = T_TN + T_pv + T_nc

          * Phương án I: Cắt phôi bằng của đĩa

          - Thời gian gia công cơ bản:          T₀ = 2,34’

                                                                T_p = T_pgá + T_pđo + T_pbước

          Do dao được điều chỉnh sẵn nên    T_pđo = 0

                                                            T_pbước = 0

Þ T_p = T_pgá = 0,2 (phút)

- Thời gian tác nghiệp    T_TN = T₀ + T_P

                             Þ      T_TN = 1,64 (phút)

- Thời gian phục vụ       T_pv = 3,5% T_TN

- Thời gian nhu cầu        T_nc =  3,5% T_TN

                             Þ      T_nc = 3,5 x 1,64 = 0,57 (phút)

- Thời gian mức

          T_m = 1,64 + 0,57 + 0,57 = 2,78 (phút)

Do gá đặt 6 phôi cùng một lúc cắt nên với một phôi ta có:

          T_m =  (phút)

* Phương án II: Tiện cắt đứt.

Chế độ cắt:   t = 0,06 mm/v

                   n = 200 v/f

                   D = 34 (mm)

Thời gian để cắt xong một chi tiết gồm: thời gian ăn dao, thời gian lùi nhanh về vị chí cũ.

Thời gian lùi nhanh dao lấy bằng 0,5 thời gian ăn dao khi cắt.

Thời gian cắt:     T =   

                         L = D/2 =  = 17 mm

          y₁ = 1mm lượng vượt quá

          y  = 2mm lượng ăn tới

Þ T =    = 0,167 (phút)

Thời gian gia công cơ bản: T_o = T + 0,5 + 0,167 = 0,67 (phút)

- Thời gian phụ:                  T_P = 0,17 (phút)

- Thời gian tác nghiệp:      T_TN = 0,374

- Thời gian phục vụ nơi làm việc:

          T_PV = 25% Þ T_TN = 25% x 0,374 = 0,0935 (phút)

- Thời gian nghỉ ngơi và nhu cầu tự nhiên:

          T_NC = 4%   Þ T_TN = 9% x 0,374 = 0,149 (phút)

- Thời gian mức:    T_m = T_PV + T_UC + T_TN

Þ   T_­m = 0,0935 + 0,149 + 0,374 = 0,6165 (phút)

2. Tính số máy.

Số máy được xác định theo công thức:   C =

Trong đó:  t : nhịp sản xuất;   t = 8,125 (phút)

          Máy 8Á66:    C_C =   =  = 0,56

          Chọn:            C_C = 1 máy

* Phương án II:      Máy 1K62

                   G  =  =   = 0,75

Chọn:          G  = 3

3. Chi phí dao cụ.

Lượng dụng cụ cần thiết để gia công số lượng phôi đã cho theo công thức:

Số dao:       S =           . K_y

Trong đó:  T₀ : thời gian công nghệ cơ bản để gia công 1 phôi.

              N_KH :  Sản lượng chi tiết.

               K_y  :  Hệ số tính đến gãy hỏng dự trữ và số dao lắp đồng thời.

               T_C  : Tuổi thọ dụng cụ.

                             T_C = T_b

                   Þ      T_C = T_b

                   T_b : chuỗi bền dụng cụ.

                   M : lượng mài mòn cho phép của dao cụ.

                   a   : lượng dư thêm khi mài.

                   h₃  : trị số mài mòn cho phép.

          * Phương án I:  Dao cưa đĩa D = 420 mm

                   Số răng  z = 58

                   Vật liệu  P18

          Lượng dư từ mài:   M = 10,8 mm

                                       h = 0,7

          Tuổi bền:               T_b  = 120’

          Þ  Tc =  = 1971,4 phút

          Hệ số:                   K_y = 1,2

          Ta có:     S =  . 1,2 = 9,0   Þ S_C = 9  cái

          Giá một dao:  8000 (đ/chiếc)

          Chi phí dao:   C_C = S_C . C_C = 9.8000 = 72.000 đồng

          * Phương án II:  Dao tiện  T15K6

          Chiều dày mảnh dao:   M = 0,6 . B

                                             M = 0,6 . 10 = 6 mm

          Lượng mài một lần:      h = 0,7mm

                                       T_C  =  phút

          Hệ số Ky = 1,2

          Số dao: S_t =

          Chọn số dao         : S_t = 18 chiếc

          Chi phí dao : C_t = S_t .  G_t

                               C_t = 18 x 800 = 144.000 đồng

          4. Chi phí khấu hao.

          Trong đó:

                    : Chi phí khấu hao thiết bị theo năm

                    = Hm (Gm + G_đg)

                             Gm: Giá máy

                   G_đg : Giá đồ gá

* Phương án I:

          Sử dụng máy 8Á66

Nên:  Gm = 18719000 đồng

          G_đg = 1% . 18719000 = 18719000 đồng

          Hm = 0,145

 = 0,145 (18719000 + 18719000) = 2985680 đồng

Chi phí khấu hao nhà xưởng:

 = A_NX . (G_NX . S_NX)

          G_NX : giá nhà xưởng G_NX = 300.000 đ/m²

          A_NX : 10% khấu hao nhà xưởng

          S_NX : diện tích nhà xưởng

Với máy có trung bình 10m²/máy

           = 0,1 (300000 . 10) = 300000đ/m²

Vậy: C_KH = 2985680 + 300000 = 328568 đồng

* Phương án II: Sử dụng máy 1K62

          1 máy có 4 . Gm = 4500000

          Diện tích sử dụng một máy 8m²

          Giá ba máy G = 3 . 4500000 = 13.500000 đồng

          - Chi phí đồ gá 10% x 13.500.000 = 13.500.000 đồng

          - Chi phí khấu hao thiết bị

           = 0,145 (13.500.000 + 13.500.000) = 215.3250 đồng

          - Chi phí khấu hao nhà xưởng

          C_KH = 2.153.250 + 720.000 = 2.873.250 đồng

          5. Chi phí lương.

          - Chi phí lương cho một chi tiết.

                   C_l =

          Trong đó:

                   T_hq : thời gian làm việc hiệu quả trong năm

                   T_hq = 1311250 (phút)

                   Q_l : lương tháng công nhân

                   T_m : thời gian mức của công nhân

          * Phương án I: Sử dụng hai công nhân bậc 2/7

                                 Q_lthang = 300.000 đ/tháng

          Ta có:

                   C_l = đ/tiết

          6. Chi phí điện năng.

          a) Chi phí chiếu sáng:

          - Chi phí điện năng chiếu sáng C_cs theo tiêu chuẩn 0,024 KWh/m² nhà xưởng và một năm định mức 2000 giờ.

          * Phương án I: Có diện tích chiếu sáng 10 m²

          + Chi phí điện năng chiếu sáng cho cả năm là:

                   A = 2000 x 800 x 0,24 x 10 = 384.000 đ/năm

          + Chi phí chiếu sáng cho một chi tiết

                   C_cs1 = đ/ct

          * Phương án II: Diện tích nhà xưởng sử dụng cho ba máy

                   3 x 8 = 24m²

          + Chi phí cho điện năng chiếu sáng cho cả năm

                   A = 2000 x 800 x 0,024 x 24 = 921.600 đ/năm

          + Chi phí chiếu sáng cho một chi tiết

                   C_cs2 = đ/ct

                b) Chi phí điện năng cắt gọt:

          C_c = N . g .

          Trong đó:    N : công suất động cơ

                             g : giá điện  g = 800 đ/KWh   

                             T_c : thời gian cắt gọt       T_c = T₀

                             T_CK : thời gian máy chạy không                  T_CK = 0,5 T_C

          * Phương án I:

          C_c = 7,5 x 800 . đ/ct

          * Phương án II:

                   C_c = 4,5 x 800 . đ/ct

          - Chi phí điện năng tổng cộng

                   C_đm = C_cs + C_c

          Phương án I: C_đm = 20,5 + 1,333 = 21,83

          Phương án II: C_đm = 30,8 + 4,35 = 27,15 đ/ct

          7. Chi phí quản lý phân xưởng.

                   C_ql = 200% C_l

          * Phương án I: C_ql = 200 x 9,11 = 18,30 đ/ct

          * Phương án II: C_ql = 200 x 14,09 = 28,18 đ/ct

          8. Chi phí bảo hiểm xã hội [C_bh].

          Chi phí bảo hiểm xã hội lấy bằng 17% C_l

          * Phương án I: C_bh = 9,11 x 17% = 1,54 đ/ct

          * Phương án II: C_bh = 14,69 x 17% = 2,4 đ/ct

          Sau khi tính toán các chi phí ta tính C_qđ cho từng phương án

                   C_qđ  = Z + E . K

          Trong đó:

                   K  vốn đầu tư bao gồm:

                         - Vốn đầu tư máy móc K₁

                         - Vốn đầu tư nhà xưởng K₂

                         - Vốn đầu tư đồ gá K₃

          K = K₁ + K₂ + K₃

                   Z : giá thành

                   Z = C_KH + C_đm + C_d + C_ql + C_l + C_bh

          Phương án I:

                   K₁ = 187.900 đồng

                   K₂ = 3000.000 đồng

                   K₃ = 1.879.000 đồng

           Þ K = 1.879.000 + 3.000.000 + 1.879 = 6.758.000 đồng

          Tính giá thành Z

          C_KH = 328568 đồng

                   C_d = 72.000 đồng

                   C_đn = 15.900 x 21,83 = 347.097 đồng

                   C_ql = 15.900 x 18,30 = 289.698 đồng

                   C_L  =15.900 x 9,11 =144.849 đồng

                   C_bh = 15.900 x 1,54 = 24486 đồng

          Þ      Z = 1.206.698 đồng

                   C_qđ1 =1206698 + 0,1 x 6758000 = 8154865 đồng

          Phương án II:

                   K₁ = 13.500.000 đồng

                   K₂ = 7.200.000 đồng

                   K₃ = 13.500.000 đồng

          Þ K = 13.500.000 + 7.200.000 + 13.500.000 = 34.200.000 đồng

          Tính giá thành Z₂

          C_KH = 2.873.250 đồng

                   C_d = 144.000 đồng

                   C_đn = 15.900 x 27,15 = 431.685 đồng

                   C_ql = 15.900 x 28,18 = 448.062 đồng

                   C_L  =15.900 x 14,09 =304.031 đồng

          Þ. Z₂ = 4.159.188 đồng

                   C_qđ2 = 4.159.188 + 0,1 x 34.200.000 = 14.304.423 đồng

          Ta thấy hai phương án trên, phương án I có:

          C_qđ1 < C_qđ2 Û 8.154.865 < 14.304.423

          Do vậy ta chọn phương án I có tính kinh tế hơn tức là phương án cắt phôi bằng cưa  đĩa.

 Phương án I: BẢNG THỨ TỰ  CÁC NGUYÊN CÔNG

TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

1.     Nguyên công I :  Cắt phôi

                             Máy   :  8Á66

                             Dao    : Cưa đĩa P18

                             Đồ gá: Khối V tiêu chuẩn a = 60⁰

2. Nguyên công II.

Khoả mặt đầu, khoan tâm, tiện thô phần chuôi:

                   Máy: 1A616

                   Dao:  T15K6- P18

                   Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Bước 1 :  Khoả mặt đầu đạt Ñ7

Bước 2 :  Khoan tâm.

Bước 3 :  Tiện phần chuôi.

3. Nguyên công III.

Tiện thô phần làm việc, vát góc 2j .

          Máy:   1A616

          Dao:  T15K6

          Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Bước 1: Tiện thô phần làm việc, dao T15K6

Bước 2: Tiện vát góc 2j: dao tiện định hình gắn mảnh HKC T15K6.

 4. Nguyên công IV:  Tiện phần chuôi và cổ dao.

                   Máy:  1A616

                   Dao :  T15K6

                   Mũi tâm, côn ngược

Bước 1: Tiện thô phần chuôi.

Bước 2: .Tiện thô phần cổ dao.

5. Nguyên công V: Tiện chuôi côn.

Máy:  1A616

          Dao :  T15K6

          Đồ gá: Mũi tâm, côn ngược

6. Nguyên công VI: Tiện tinh phần làm việc.

   Máy:  1A616

   Dao :  T15K6

             Đồ gá: Mũi tâm, côn ngược 

7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt.

 Máy:  6H82

 Dao :  Phay đĩa P18

 Đồ gá: Chuyên dùng

8. Nguyên công VIII: Phay rãnh thoát phoi.

Máy 6H82.

Dao P18

Đồ gá : Mũi tâm , côn ngược

9. Nguyên công IX:  Lăn nhãn

Đồ gá : 4 con lăn

10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện.

- Giai đoạn 1:  300 ¸ 500^oC

- Giai đoạn 2:  540 ¸ 860^oC

- Giai đoạn 3:  1050 ¸ 1100^oC

- Nhiệt độ nung nóng cuối cùng để tôi là 1270^oC để tránh ô xy hoá bề mặt và thoát các bon ta nung mũi khoan trong lò bariclorua nóng chảy ở nhiệt độ 1000 ¸ 1300^oC có thêm các chất hàn nguyên, hàn the Fe losilic.

- Thời gian từ 1^h ¸ 1^h30

- Số lượng    3 ¸ 4 chiếc/ lần.

Làm nguội trong môi trường có khoáng làm nguội tốt nhất là KN0₆ hay hỗn hợp chứa 20% HN0₃ và 30% NaOH sau khi nhiệt luyện mũi khoan đạt độ cứng  HRC = 62 ¸ 65.

12. Nguyên công  XII: Mài sửa lỗ tâm.

Máy 2A135

Đá TK20x3x35

Đồ gá: mũi côn ngược                

13. Nguyên công  XIII: Mài góc 2w.

                      Máy: 2A135

                      Đá mài

                       Đồ gá : San ga bàn máy

14.- Nguyên công  XIV: Mài rãnh thoát phoi

Máy: 3Á12

Đá mài

Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

 15. Nguyên công  XV: Mài thô chuôi côn

           Máy:  3b12

           Đá mài:  pp300 ´ 25 ´ 80

           Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

16. Nguyên công  XVI: Mài tinh chuôi côn

             Máy:  3b12

             Đá mài:  pp 250 ´ 20 ´ 76

             Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

17. Nguyên công XVII: Mài thô phần làm việc.

          Máy:  3b12

          Đá mài:  pp250 - 20 - 76

          Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

18. Nguyên công XVIII: Mài tinh phần làm việc.

          Máy:  3b12

          Đá mài:  pp250x20x76

          Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

19. Nguyên công XIX: Mài mặt sau

          Máy:  3b12

          Đá mài:  pp250x20x76

          Đồ gá: Giá đỡ có bạc thay đổi

20. Nguyên công XX: Cắt thử.

21. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra.

 22. Nguyên công XXII:  Bao gói nhập kho

PHẦN IV

TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ

          Lượng dư là lớp vật liệu được hớt đi trong quá trình gia công lớp vật liệu này cần được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp  phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ.

          Nếu lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tăng thời gian gia công, tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt... do đó tăng giá thành sản phẩm.

          Nếu lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi và có thể gây ra hiện tượng trượt giữa dao và bề mặt chi tiết dẫn đến dụng cụ cắt mòn nhanh, độ bóng và độ chính xác của chi tiết gia công giảm đi cho nên việc xác định lượng dư gia công và dung sai các kích thước, trung gian ở các nguyên các bước làmột trong những vấn đề cơ bản làm ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.

          Khái niệm về in, dập sai lệch trong quá trình gia công.

Hệ số in dập K:  K =

Trong đó:   Dct : sai lệch của chi tiết.

                   DP : sai lệch của phôi.

          Sai lệch sẽ giảm dần qua mỗi nguyên công cắt gọt vì vậy mà trong một quá trình công nghệ ta phải chia ra nhiều nguyên công, nhiều bước hớt dần lớp vật liệu mang sai số in dập do nguyên công trước để lại lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó.

          Một số khái niệm và định nghĩa:

          1- Lượng dư gia công trung gian là lớp vật liệu được hớt đi ở mỗi bước công nghệ hoặc ở mỗi nguyên công KH: (z_b).

          2- Lượng dư gia công tổng cộng là toàn bộ lớp vật liệu được hớt đi trong quá trình gia công ở tất cả các nguyên công hoặc các bước công nghệ (ký hiệu: z_o).

          3- Lượng dư đối xứng là lớp vật liệu được hớt đi khi gia công các bề mặt tròn xoay.

          * Lượng dư gia công trung gian z_b được xác định bằng hiệu số kích thước do bước hay nguyên công đang thực hiện tạo nên với kích thước do bước hay nguyên công sát trước để lại.

          - Lượng dư đối xứng z_b với mặt tròn ngoài:

                   + z_b    =  (lượng dư một phía)

                   + 2z_b =  da - db (lượng dư 2 phía)

Trong đó:

          da : Kích thước do bước nguyên công sát trước để lại.

          db : Kích thước bước công nghệ đang thực hiện.

Vậy:   Lượng dư tổng  cộng sẽ bằng tổng giá trị các lượng dư gia công trung gian ở tất cả các bước công nghệ. Nguyên công trong quá trình công nghệ:

z_o =

Trong đó:   n : số bước công nghệ hay nguyên công cần thiết để gia công với mặt tròn ngoài đối xứng.

                             2 z_o =  = d_phôi - d_{chi tiết}

          Trong ngành chế tạo máy thường áp dụng hai phương pháp sau đây để áp dụng lượng dư:

          1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm.

          Phương pháp này được dùng trong thực tế sản xuất ở đây lượng dư cong nghệ được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các nguyên công theo kinh nghiệm, giá trị theo kinh nghiệm của lượng dư gia công thường được tổng hợp thanh bảng trong các sổ tay thiết kế công nghệ.

          Ưu điểm: Nhanh chóng xác định được trị số luợng dư trung gian.

          Nhược điểm: Phương pháp này cho độ chính xác thấp do được lấy từ kinh nghiệm thống kê của nhà máy hay khu vực sản xuất, do không đi sâu vào phân tích các điều kiện cụ thể của các bước gia công nên trị số lượng dư cho theo bảng thường lớn hơn nhiều so với lượng dư tính toán phạm vi sử dụng; thường sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.

          2. Phương pháp phân tích tính toán.

          Căn cứ vào từng điều kiện cụ thể của quá trình công nghệ để xét trị số lượng dư.

          Để có giá trị z_o thì có các lượng dư z_b tạo nên nó. Như vậy muốn có lượng dư tổng cộng chính xác thì phải có các lượng dư trung gian chính xác.

          Muốn có lượng dư z_b chính xác thì cần xác định các yếu tó tạo thành lượng dư trung gian một cách chính xác.

          Ưu điểm: Tỷ số lượng dư xác định chính xác theo điều kiện gia công cụ thể.

          Nhược điểm: Đòi hỏi người thiết kế phải phân tích tính toán cẩn thận do đó cần nhiều thời gian hơn.

Phạm vi ứng dụng: được dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.

* Tính lượng dư cho mặt trụ ngoài.

  - Với đường kính f30.

  - Độ nhẵn yêu cầu đạt Ñ8

  - Trình tự các nguyên công gia công:

          + Tiện thô mặt trụ ngoài.

          + Tiện tinh mặt trụ ngoài.

          + Tiện thô mặt trụ ngoài.

          + Tiện tinh mặt trụ.

Mũi khoan là chi tiết họ trục nên lượng dư phân bố đối xứng hai phía.

lượng dư được tính theo công thức:

                   2Z_bmin = 2 [R_Za + T_a + ]

Trong đó:

          Z_bmin : lượng dư nhỏ nhất của bước tính.

          R_Za  : độ nhấp nhô bề mặt do bước trước để lại.

          T_a   : chiều sâu lớp kim loại ở nguyên công bước sát trước.

          r_a : sai số không gian do bước công nghệ sát trước để lại.

                             r_a =

                   r_C : sai số cong vênh.

                   r_K : sai số do lệch khuôn.

          e_b : sai số gá đặt của nguyên công đang thực hiện.

                     e_b  =

Trong đó:  e_C : sai số chuẩn;

                 e_K : sai số do kẹp;

                e_dg : sai số đồ gá.     

          * Tính lượng dư cho nguyên công tiện thô.

           (Bảng VII- 9 STCNCTM T_I có)

                             R_Za = 120 mm;  T_a = 120 mm

          (Bảng VII- 9 STCNCTM T_I có)

          Độ cong vênh đơn vị DK = 1,3 mm/mm

          Vậy:   r_phôi = L . DK = 320 ´ 1,3= 416 mm

          Do chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm nên:

                   e_C = 0   ;    e_K = 0   ;     e_đg = 120

          Nên:   e_b =e_đg=120

          Vậy:   2 Z_bmin = 2 [R_Za + T_a + ]

                               = 2 [120 + 120 + ] = 1705 mm

          * Lượng dư cho nguyên công tiện tinh.

                   ( Bảng VII-9 STCNCTMT₁)

                       R_Za = 30  ;   T_a = 30

          Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên 2 mũi tâm nên sai số gá đặt bằng độ lệch 2 lỗ tâm(Sai số bề mặt định vị):

                     e_b = e_it = 0,25.d_D;

d_D : dung sai đường kính của phôi

tra bảng V -1 Sổ tay CNCTM T1 được

d_D = 100

e_b = e_it = 0,25.100 = 25

e_b = e_it = 0,25.d_D  

d_D : dung sai đường kính của phôi

Tra bảng V -1 Sổ tayCNCTM T1 được:

d_D = 50

e_b = e_it = 0,25.50 = 12.5

          Thay vào công thức:

                   2 Z_bmin = 2 [10 + 0 +  ] = 98mm

          * Lượng dư cho nguyên công mài tinh.

          Sau khi mài tinh chất lượng đạt độ bóng Ñ8 ¸ Ñ7 cấp chính xác đạt cấp 3¸4.

Tra bảng VII-9 sổ tay CNCTM tập 1 được:

          Có:            R_Za = 5 mm   ;  T_a = 5 mm

Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên 2 mũi tâm nên sai số gá đặt bằng độ lệch 2 lỗ tâm (Sai số bề mặt định vị):

                               e_b = e_it = 0,25.d_D   ;

d_D : dung sai đường kính của phôi

Tra bảng V -1 Sổ tayCNCTM T1 được: d_D = 25

e_b = e_it = 0,25.25 = 6,25

          r_a  : độ nhấp nhô do bước sát trước để lại.

                             r_a = 0,04 ´ 1,4976 = 0,06 mm

Vậy:  2Z_bmin = 2 [ 5 + 5 +  ] = 45 mm

          Kích thước tính toán.

          Dmài tinh = 29,99 (mm)

          Dmài thô = Dmài tinh + (2 Zbmin)mài tinh

                          = 29,99 + 0,045 = 30,035(mm)

 Dtiện tinh = Dmài thô + (2 Zbmin)mài thô

                          = 30,035 + 0,098 = 30,133

Dtiện thô = Dtiện tinh + (2 Zbmin)tiện tinh

                          = 30,133 + 0,19 = 30,323

Dfôi = Dtiện thô + (2 Zbmin)tiện thô

                          = 30,323 + 1,7 = 32,02

Dung sai các bước gia công.

Tra bảng V-I Sổ tay CNCTM tập 1 ta có

Sau mài tinh d_D = 0,025 (mm) = 25(mm)

Sau mài thô d_D = 0,050 (mm) = 50(mm)

Sau tiện tinh d_D = 0,1 (mm)    = 100(mm)

Sau tiện tinh d_D = 0,5 (mm)    = 500(mm)

Phôi d_D = 0,685 (mm) = 675(mm)

Kích thước giới hạn của các bước nguyên công.

+ Mài tinh : D_min =29,99(mm)

                   D_max = D_min +d_{mai tinh}  = 29,99 + 0,025 = 30,015

+ Mài thô : D_min =30,035(mm)

                   D_max = D_min +d_{mai thô}  = 30,035 + 0,05 = 30,113

+ Tiện tinh : D_min =30,113(mm)

                   D_max = D_min +d_{tiện tinh}  = 30,113 + 0,103 = 30,236

+ Tiện thô : D_min =30,236(mm)

                   D_max = D_min +d_{tiện thô}  = 30,236 + 0,503 = 30,736

+ Phôi : D_min =32,02(mm)

                   D_max = D_min +d_phôi  = 32,02 + 0,685 = 32,678

Lượng dư giới hạn của các bước nguyên công.

Mài tinh : 2Z_min = D_{min thô} -D_{min tinh}

                       = 30,035 - 29,99 = 0,045 (mm) = 45 (mm)

               2Z_max = D_{max thô} -D_{max tinh}

                      30,113 - 30,015 = 0,098 (mm) = 98 (mm)

Mài thô : 2Z_min = D_{min t tinh} -D_{min m thô}

                       = 30,133 - 30,035 = 0,098 (mm) = 98 (mm)

               2Z_max = D_{max t tinh} -D_{max m thô}

                      30,236 - 30,113 = 0,123 (mm) = 123 (mm)

Tiện tinh : 2Z_min = D_{min t thô} -D_{min t tinh}

                       = 30,233 - 30,133 = 0,1 (mm) = 100 (mm)

               2Z_max = D_{max t thô} -D_{max t tinh}

                      30,736 - 30,236 = 0,5 (mm) = 500 (mm)

Tiện thô : 2Z_min = D_{min phôi} -D_{min thô}

                       = 32,02 - 30,233 = 1,787 (mm) = 1787 (mm)

               2Z_max = D_{max t thô} -D_{max t tinh}

                      32,68 - 30,736 = 1,944 (mm) = 1944 (mm)

Lượng dư tổng cộng

              2Z_{0 min} = 98 + 98 + 100 + 1787  = 2030   (mm)

                         2Z_{0 max} = 123 + 98 + 500 + 1944   = 2665   (mm)

Bảng phân bố các lượng dư:

Kiểm tra tính toán.

          2Z_{0 max} - 2Z_{0 min} = 2665-2030 = 635

          d_phôi- d_ct = 675 - 25 = 650 

Như vậy kết quả tính toán đạt yêu cầu.

PHẦN V

TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG

A. TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG TIỆN THÔ PHẦN LÀM VIỆC

I. CHỌN DỤNG CỤ CẮT

a. Chọn vật liệu dụng cụ cắt:

- Để tăng năng suất và chất lượng bề mặt gia công ta chọn:

+ Vật liệu phần cắt là HKC T15K6.

+ Vật liệu phần thân dao là thép 45

b. Chọn kiểu dụng cụ cắt:

Tuỳ theo yêu cầu cụ thể về hình dáng, kích thước và bề mặt vật liệu gia công mà chọn kiểu dao cho thích hợp với vật liệu gia công là thép P18 ta chọn kiểu dao tiện bậc suốt (đầu phải và đầu trái) có:

          B . H = 12 x 20

                L = 150

               m = 10

c. Chọn thông số hình học phần cắt:

- Chọn lượng chạy dao s ³ 0,3 mm/vòng (Bảng 4 - TKĐA DC) có:

  a = 12⁰        ;    g = 15⁰            ;    f₁ = 30⁰            ;   l = (-3) ¸ (-5)⁰        

d. Chọn hình dáng mặt trước của dao:

          Chiều rộng F = 0,2 ¸ 0,5 mm

e. Trị số mòn cho phép của phần cắt: h_s = 1mm

g. Chọn tuổi bền dụng cụ cắt:

Ta có công thức:

          Tuổi bền =  

                        =

II. CHIỀU SÂU CẮT.

          Chiều sâu cắt t được chọn phụ thuộc vào lượng dư gia công h và độ nhẵn bề mặt.

          Theo phân bố lượng dư phần làm việc

          2Z=1,705(mm) do vậy chiều sâu cắt t=(mm)

III. XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẠY DAO.

1. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao. Để đảm bảo độ bền thân dao lượng chạy dao được tính theo công thức:

(mm/vòng)

Trong đó:

W : Mo đuyn chống uốn của tiết diện thân dao với tiết diện thân dao là hình chữ nhật.

[s_n] : Ứng suất uốn cho phép của tiết diện thân do [s_n] = 200 ^N/mm²

t : Chiều sâu cắt t = 0,85 mm

L : Tâm với khoảng cách từ mũi dao tới tiết diện nguy hiểm H = 25 ¸ 37 ® lấy l = 30 mm

C_pt : Hệ số để tính lực cắt P_z

Theo bảng 4 - 54 TKDC có P_z = 3000

X_pz : Số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến lực cắt P_z. Theo bảng (4-54) TKDC có X_pz = 1

Y_pz : Số mũ xét tới ảnh hưởng của lượng chạy dao S tới lực cắt Pz

Theo bảng (4-54 TKDC) có Y_pt = 0,75

K_pt : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố tới lực cắt P_z

Hệ số K_pt được tính theo công thức:

          K_pz = K_Mpz * K_fpz * K_gpz * K_lpz * K_rpz * K_hspz

Trong đó: K_Mpz : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của vật liệu gia công tới lực cắt Pz

          Theo bảng (4-53 TKDC) có:

                   K_Mpz =

          - Các hệ số hiệu chỉnh K_fpz ; K_gpz ; K_rpz ; K_hspz được lấy theo bảng (4-56 TKDC)

          K_fpz = K_gpz = K_rpz = K_hspz = K_lpz =1

          Þ K_pz = 1,04.0,94.1.1,1.0,96.1 = 1,03

          Vậy:

                   Þ  (mm/vòng)

          2. Xác định lượng chạy dao theo sức bền cơ cấu chạy dao.

          Theo công thức:

          Þ S₁ £

Trong đó:

          [P_m] : Trị số lớn nhất cho phép của lực chiều với máy tiện 1k62 lực [P_m]=3600N

          Chiều sâu cắt t = 1,5 mm

          Theo bảng (4-54) TKDC có:

          C_px = 3390

                   X_px = 1

          Y_pq = 0,5

          Hệ số hiệu chỉnh:

          K_px = K_Mpx * K_fpx * K_gpx * K_lpx * K_rpx * K_hspx

          Theo bảng (4-55) TKDC

                   K_Mpx =

          Theo bảng (4-56) TKDC có:

K_fpx = 1,11   ;   K_gpx = 1   ;   K_lpx = 0,85   ;    K_rpx = 1 ;  K_hspx = 1

Þ K_px = 1,13 x 1,1 x 0,85 = 1,05

Vậy Þ  0,3(mm/vòng)

          3. Xác định lượng chạy dao theo độ cứng vững của chi tiết gia công.

          Theo công thức: (mm/vòng)

          K : Hệ số phụ thuộc vào cách gá đặt chi tiết K = 3 khi chi tiết được chống tâm hai đầu.

          E : môđuyn đàn hồi của vật liệu gai công với vật liệu gia công là thép t=20.10^{4 N}/mm²

          J : Mo men quán tính tiết diện ngang của chi tiết gia công

                   J =

          [f] : Độ võng cho phép của chi tiết gia công

          Khi  tiện thô: [f] = 0,2 ¸ 0,4 Þ chọn [f] = 0,3 mm

          t : Chiều sâu cắt t = 0,85 mm

          L : Chiều dài chi tiết gia công  L = 320

          Hệ số: K_py = K_Mpy x K_fpy x K_gpy x K_rpy  x K_hspy

          Bảng (4-54) TKD có:

                   K_Mpy =

          Theo bảng (4-56) TKDC

          Các hệ số:

                   K_fpy = 0,77 ; K_gpy = 1 ; K_lpy = 1 ; K_rpy = 1,25 ; K_hspy = 1

          Þ      K_py = 1,18 x 0,77 x 1 x 1,25 = 1,13

Þ      S₃ £(mm/vòng)

4. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh dao HKC.

Theo công thức:   

          Trong đó:

                   [P_z] : Lực lớn nhất cho phép tác dụng lên mảnh dao HKC

          Theo bảng (4-57) TKDC có [P_z] = 1800

                   t : Chiều sâu cắt t = 0,85

          Theo bảng (4-54) TKDC có

          C_pz = 3000 ; Z_pz = 1 ; Y_pz = 0,75

          Hệ số hiệu chỉnh:

                   K_pz = K_Mpz x K_gpz x K_fpz x K_lpz  x K_hspz

          K_Mpz =

Hệ số: K_fpz = K_gpz = K_lpz = K_rpz = K_hspz = 1

Þ K_pz = 1,03 x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 = 1,03

Vậy: mm/vòng

Qua các lượng chạy dao trên ta tìm được lượng chạy dao thực của máy Vì S_m < S_min  Þ S_m  £ 0,30 mm/vòng

IV. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ CẮT V.

Tốc độ cắt được tính theo công thức:

V_T = (m/phút)

Trong đó:

V_T : Tốc độ cắt ứng với tuổi bền của dao 60’

t : Chiều sâu cắt

S : Lượng chạy dao

m : Chỉ số tuổi bền

X_V : Số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến V

Y_V : Số mũ xét tới ảnh hưởng của S đến V

Theo bảng (4-62) TKDC có:

X_V = 0,15 ; Y_V = 0,3, m = 0,18

C_V : Hệ số để tính tốc độ cắt V

          C_V = 292

K_V : Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng tới V

          K_V = K_CM . K_M . K_P . K_d . K_hs . K_mt . K_f

K_CM : Hệ số hiệu chỉnh

          Theo bảng (4-59) TKDC có K_CM = 1

K_M : Hệ số ảnh hưởng tới chất lượng vật liệu gia công

          Theo bảng (4-63) TKDC có:

          K_M =

Theo bảng (4-64) TKDC có các hệ số:

K_P = 0,9               K_f =1

K_d  = 1,9               K_mt = 1

          K_hs = 1

Þ      K_V = 0,6.0,67.0,9.1.1,9.1.1 = 0,76

 Þ     V_T =  (m/phút)

Þ               V_T = 156,15 (m/phút)

XÁC ĐỊNH SỐ VÒNG QUAY N

- Số vòng quay lý thuyết được tính theo công thức:

          n =  (vòng/phút)

Þ      n =  (vòng/phút)

          Đem so sánh giá trị vừa tính được với bảng số vòng quay của máy số vòng quay lý thuyết thường nằm giữa 2 trị số liên tiếp n_k vàn_k+1 trong bảng

          Tra trong lý lịch máy1K62 ta được n_k=1500 và N_k+1 = 2000

Phương án 1 : Chọn số vòng quay n_k và giữ nguyên lượng chạy dao thực S_m tức là n_k = 1500(v/p) , S = 0,3

Phương án 2 : Chọn số vòng quay n_k+1 và tính lượng chạy dao S_k+1 theo công thức sau :

So sánh giữa 2 tích số :

n_K­ . S_K = 1500 . 0,3 = 450

n_K+1.S_K+1 = 2000.0,13 = 216

nhận thấy n_K­ . S_K < n_K+1.S_K+1

vạy ta chọn n_k=2000(v/p) và S=0,13(mm/v) là hợp lý

Khi đó tốc độ cắt thực được tính theo công thức

          V =  (m/phút)

V. TÍNH LỰC CẮT.

Các thành phần lực cắt khi tiện được tính theo công thức:

          P_z = C_pz . t^Xpz . S^Ypz . V^npz . K_pz

          P_y = C_py . t^Xpy . S^Ypy . V^npy . K_py

          P_x = C_px . t^Xpx . S^Ypx . V^npx . K_px

Theo bảng (4-54) TKDC có:

          C_pz = 3000  ;         X_pz = 1        ;         Y_pz = 0,75

          n_pz = -0,4     ;         K_pz =1,03

Þ P_z = 3000 x 0,85¹ x 0,3^0,75 x 188,4^-0,4 x 1,03 = 103,97 (N)

Tra bảng (4-54) TKDC có:

          C_py = 2430            Y_py = 0,6              K_py = 1,13

          X_py = 0,9              n_py = -0,3

Þ      P_y = 2430 x 0,85^0,9 x 0,3^0,6 x 188,4^-0,3 x 1,13 = 239,28 (N)

Tra bảng (4-54) TKDC:

C_px = 3390            Y_px = 0,5              K_px = 1,05

X_px = 1                 n_px = -0,4

Þ      P_x = 3390 x 0,85¹ x 0,3^0,5 x 188,4^-0,4 x 1,05 = 203,86 (N)

VI. KIỂM NGHIỆM CHẾ ĐỘ CẮT THEO ĐỘNG LỰC VÀ MÔ MEN MÁY.

Trong quá trình gia công lực cắt P_z gây ra momen xoắn M_x

Theo công thức:

N_c =

     =

N_đc .h = 4,5.0,8 = 3,6

Nc < N_đc.h = 3,6

M_c =

M_C <½M_x½ = 27

P_z < ½P_z½ = 810

M_x =

Trong đó:

      ½P_z½- Lực cắt cho phép đối với độ bền mảnh HKC: ½P_z½ = 810

N_đc - Công suất động cơ

N_đc= 4,5(KW)

M_x - Mô men xoắn cho phép của trục chính

Vậy chế độ cắt đã được tính ở trên thoả mãn điều kiện về lực và mômen xoắn

VII. TÍNH THỜI GIAN MÁY T_O.

Theo công thức:

To =

          Trong đó:   

L :  Chiều dài phần gia công chi tiết gia công

Y : Lượng ăn tới của dao Y = t . cotgf

          Þ      Y = t . cotgj = 0,85.cotg45 = 0,85

                   Y₁ : Lượng vượt quá của dao Y₁ = 1mm

                   S : Lượng chạy dao S = 0,3

                   n : Số vòng quay trong một phút

                   i  : Số lần cắt i = 1

          Þ      To = phút

          B.TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI.

          1. Nguyên công I: Cắt phôi

          Ở nguyên công này ta cắt phôi thép gió trên máy của đĩa 8¶66

          - Các thông số của dao:

                   + Máy 8Á66

+ Dao: cưa đĩa có: D = 420, b = 1,5mm ; z = 58 ; Vật liệu dao P18

-      Lượng chạy dao: (Tra bảng 1-2-STCNCTM ĐHBK)

S = 0,04 ¸ 0,05,chọn S_z = 0,04 mm/răng

-      Chiều sâu cắt:  t = b (B tra bảng X - 48 sổ tay CNCTM tập 2,3,4) có t = b =90(mm)

-        Xác định V và n

Theo bảng 3-2 STCNCTM ĐHBK có V = 26(m/p)

n = 18,96(v/p)

Căn cứ vào loại máy ta chọn n₁ = 16(v/p)

Vận tốc thực

V_T =

·        Công suất cắt :

Tra bảng 3-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ = 3,36

Thời gian máy T₀:

T₀ =

Trong đó:

b: chiều rộng tiết diện gio công

b = d.n_phôi

d: đường kính phôi

n_phôi: số phôi cắt nhiều nhất dọc theo đường chạy dao n_phôi = 3

b = 3.20 = 60 (mm)

Y: lượng ăn tới của dao, Y = 1 (mm)

Y₁ : lượng vượt quá của dao, Y₁ =2 (mm)

S_P: lượng chạy dao phút

S_P = S_Z.Z.n = 0,04.58.18,96 = 43,98 (mm/ph)

T₀ =

      2. Nguyên công II: Khoả mặt đầu, khoan tâm.

          Bước 1: Khoả mặt đầu

          Thông số của dao:

Sử dụng dao gắn mảnh HKC T15K6, kích thước B ´ H = 10 ´ 16

                                                                   L = 100

- Chiều sâu cắt:    t = 1,5 mm

-  Lượng chạy dao S. Theo bảng (45 - 2) STCN ĐHBK được S = 0,1 (mm/vg)    

Xác định V, n (tra bảng 45 - 2 sổ tay CNCTM ĐHBK) có: V_B = 1,07(m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

Với K_ĐC là hệ số điều chỉnh

K_ĐC = K_CK.K_VC.K_B

Trong đó

K_CK hệ số ảnh hưởng của chu kỳ bền (Tra bảng 45-2 sổ tay CNCTM ĐHBK) có K_CV = 1,54

K_B là hệ số phụ thuộc sự làm lạnh

Tra bảng 54-2 sổ tay CNCTM ĐHBK được K_B = 1

V_CT =1.1,54.1.107 = 164,78 (mm/ph)

Tốc độ vòng quay

n = (v/p)

Theo máy ta chọn n_m = 1500 (v/p)

V_T = 150,81 (m/ph)

Công suất cắt : tra bảng 38-2 Sổ tay CNCTM ĐHBK

N₀ = 2(KW)

Thời gian máy

T₀ =  (ph)

trong đó L là chiều dài gia công L = 16(mm)

Y₁: khoảng ăn tới của dao Y₁ = 0,5

Y₂ : khoẳng vượt quá của dao Y₂ = 1

T₀ = = 0,076 (ph)

Bước 2: Khoan tâm

- Thông số hình học của mũi khoan

- Vật liệu thép P18

- Chiều sâu cắt T =

- Lượng chạy dao (Tra bảng 111-2 STCN ĐHBK)

Có S_B = 0,08 mm/v       

theo máy ta chọn S = 0,074 (mm/vg)

Vận tốc cắt: Theo bảng 113-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có V_B =11 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

Với K_ĐC = K_CK.K_TT.K_L.K_VL

          Trong đó:

          K_CK: hệ số phụ thuộc chu kỳ bền, theo bảng 115-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_CK = 0,76

          K_TT = 1

K_TT: hệ số phụ thuộc trạng thái thép, Theo bảng 116-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_TT = 1

K_L: hệ số phụ thuộc chiều dài lỗ, theo bảng 117-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_L =1

K_VL: hệ số phụ thuộc vật liệu, c

K_VL = 1

Þ V_CT = 0,76.1.1.1.11 = 8,36 (m/ph)

Tốc độ quay

          n =

Theo máy chọn n_m = 503 (v/p)

Tốc độ cắt thực:

          V_T =  (m/p)

Công suất cắt, Theo bảng 119 - 2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ =0,8 (KW)

Thời gian máy

T₀ =

L:chiều dài gia công L = 5 (mm)

Y₁ : lượng ăn tới Y₁ = 2 (mm)

Þ T_{0 =} =0,18 (ph)

3. Nguyên công III .

Tiện thô phần làm việc, tiện góc 2j.

Máy : 1A616

Dao : T15K6

Đồ gá : mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Bước 1: Tiện thô phần làm việc

Đã được tính cụ thể ở phần trước

                Bước 2: Tiện góc 2j:

-         Thông số của dao:

Sử dụng dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

B.H = 12.20 , a = 60⁰, L = 150 (mm), g = 15⁰

Chiều sâu cắt t =

Lượng chạy dao tra bảng 12-2 sổ tay CNCTM ĐHBK

có S_B = 0,4 (mm/vg)

Căn cứ vào máy ta chọn S_M = 0,39 (mm/vg)

Vận tốc cắt tra bảng 21-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có V_B = 107 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

Trong đó K_ĐC = K_CK.K_j.K_VL.K_BM

Theo bảng 22-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_CK =1

Theo bảng 23-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_j = 0,92

Theo bảng 24-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_VL = 1

Theo bảng 22-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_BM =1

V_CT = 1.0,92.1.1.107 = 98,44 (m/ph)

 Tốc độ vòng quay

n =  = 1566,72 (vg/p)

Chọn theo máy n_K < n < n_K+1

1380< 1566,72 < 1980

Chọn n_M = 1380 (vg/p)

Vậy V_T = 138,66 (m/ph)

Công suất cắt theo bảng 28-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ = 1,7(KW)

Thời gian máy

          T₀ =

Trong đó L: chiều dài gia công

          Y₁ : Lượng ăn tới

          L = Y₁ = t.cotgj = 14.cotg60⁰ = 8,08

          T₀ =

4. Nguyên công IV: Tiện phần chuôi và cổ dao

* Bước 1:

-         Thông số của dao: chọn dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

B.H = 12.20, a = 8⁰, j = 90⁰ , L = 150 (mm), g = 15⁰ , j₀ = 10⁰

-         Chiều sâu cắt t =

d₁ : đường kính cổ dao

Þ t = (mm)

-         Lượng chạy dao theo bảng 10-2 sổ tay CNCTM ĐHBK

S_B  = 0,4 mm/vòng, theo máy chọn S = 0,39 mm/vòng

- Vận tốc cắt         , theo bảng 21-2 sổ tay CNCTM ĐHBK được

V_B   = 120 (m/p)

V_CT = K_ĐC.V_B

Với K_ĐC = 0,82

Theo bảng 22-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_CK = 1

Theo bảng 23-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_j = 0,82

Theo bảng 24-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_VL = 1

Theo bảng 22-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có K_BM =1

Þ V_CT = 0,82.1.1.120 = 98,4 (m/p)

Số vòng quay:

n =

Theo máy chọn n = 1250(v/p)

-         Vận tốc thực

V_T =

-         Công suất cắt theo bảng 38-2 sổ tay CNCTM ĐHBK

có N= 1,7 (KW)

-         Thời gian máy To = (phút)

Trong đó l : là chiều dài gia công L = 170 (mm)

Y₁ là lượng ăn tới , j = 90⁰ Þ Y₁ = 0, 1 ; i = 1

Þ T₀ = = 0,34 (ph)

*Bước 2: Tiện cổ dao

Thông số của dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

B.H = 12.20 (mm), L= 150 (mm)

a = 12 (mm) là chiều rộng lưỡi dao

a = 8⁰, g = 15⁰, j₀ = 75⁰ , f₀ = 2 (mm)là chiều rộng cạnh vát

Chiều sâu cắt

t = = 5,45 (mm)

Với d₂ là đường kính chuôi dao d₂ = 19,1 (mm)

Lượng chạy dao ngang, tra bảng 10-2  sổ tay CNCTM ĐHBK

có S_B = 0,08

Theo máy ta chọn S_B = 0,079 (mm/vg)

Vận tốc cắt, tra bảng 21-2 sổ tay CNCTM ĐHBK  có V_B = 107 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

K_ĐC = K_CK.K_VC.K_B

Trong đó : K_CK là hệ số ảnh hưởng của chu kỳ  bền

(Tra bảng 45-2 sổ tay CNCTM ĐHBK ) được K_CK = 1

K_CV là hệ số phụ thuộc nhãn hiệu vật liệu hợp kim cứng

(Tra bảng 53-2 sổ tay CNCTM ĐHBK ) được K_CV = 1,54

K_B thuộc hệ số phụ thuộc sự làm lạnh

Tra bảng 54-2 sổ tay CNCTM ĐHBK  được K_B = 1

Þ V_CT = 1.1,54.1.170 = 164,78(mm/ph)

Tốc độ vòng quay

n =  = 1639,9(v/p)

theo máy chọn n_M = 1500 (v/p)

Þ V_T =  = 150,7 (m/p)

công suất cắt, tra bảng 38-2 sổ tay CNCTM ĐHBK , N₀ = 2 (KW)

Thời gian máy  T₀ =

Trong đó L là chiều dài gia công  L = 4 (mm)

Y₁ là khoảng ăn tới của dao Y₁ = 0,5

Y₂ là lượng vượt quá của dao Y₂ = 0

Þ T₀ = = 0,027 (ph)

5. Nguyên công V: Tiện tinh chuôi côn

- Thông số của dao: Sử dụng dao gắn mảnh HKC T15K6

-         Lượng chạy dao , theo bảng 13-2 sổ tay CNCTM ĐHBK

có S_B = 0,14 (mm/vòng), Theo máy ta chọn S_M = 0,11 (mm/vg)

Vận tốc cắt, Theo bảng 21-2sổ tay CNCTM ĐHBK có V_B = 180

V_CT = K_ĐC.V_B

Trong đó K_ĐC = 0,82

Þ V_CT = 0,82.180 = 147,6(m/p)

Tốc độ quay

          n = 1468,94 (v/p)

Theo máy chọn n_M = 1250 (v/p)

Þ V_CT =  = 150,7  (m/p)

- Công suất cắt ; Tra bảng 38-2sổ tay CNCTM ĐHBK  có N₀ = 1 (KW)

- Thời gian máy To = 0,5 phút

6. Nguyên công VI: Tiện tinh phần làm việc

- Thông số hình học của dao: Sử dụng dao gắn mảnh HKC T15 K6

- Chiều sâu cắt ở phần lượng dư đã tính t = 0,19 mm

-         Lượng dư chạy dao , theo bảng 38-2 sổ tay CNCTM ĐHBK

S_B = 0,22 (mm/vg)

Theo máy chọn S = 0,21 (mm/vg)

-         Vận tốc cắt theo bảng 21-2 sổ tay CNCTM ĐHBK 

có V_B­ = 121 (m/ph)

V=CT ₌ K_CK.K_j.K_VL.K_MB

Tra bảng 22-2, 23-2, 24-2, 25-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có

K_CK = 1                 K_VL = 1

K_j = 0,92             K_BM = 1

Þ K_ĐC = 1.0,92.1.1 = 0,92

Þ V_CT = 0,92.121 = 111,32 (m/ph)

Số vòng quay n:

n =  (v/p)

Theo máy chọn n = 1250 (v/p)

-         Vận tốc thực :

V =  (m/p)

-         Công suất cắt theo bảng 38-2 sổ tay CNCTM ĐHBK

N₀ = 3,1 (KW)

-         Thời gian máy T₀

T₀ =  (phút)

L = 206

Y₁ = t.cotgj = 0,19.cotg45⁰ = 0,19

Y₂ = 1, i = 1

Þ T₀ = = 0,78  (ph)

7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt

-         Thông số của dao: Tra bảng IX - 71 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có:

D = 150 (mm), B = 25 (mm), Z = 20 (răng)

Chiều sâu phay

t =  = 5,05 (mm)

-         Lượng chạy dao theo bảng 260-2sổ tay CNCTM ĐHBK

 có S_Z = 0,02 ¸ 0,08 , chọn S_Z = 0,05

-      Vận tốc cắt theo bảng 262-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có: V_B = 42 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

Trong đó K_ĐC = 0,82

Trong đó : K_ĐC = K_CK.K_CT.K_BM.K_ĐG

Tra các bảng 189-2, 190-2, 192-2, 231-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có:

K_CT = 0,86            K_CK = 1

K_BM = 1                K_DC = 1

Þ K_DC = 1.0,86.1.1 = 0,86

Þ V_CT = 0,82.42 = 34,44 (m/ph)

Tốc độ quay n:

                   n =   (v/phút)

          Theo máy  lấy n_M = 78 (v/phút)

-         Vận tốc thực:

V_T =  = 36,75 (m/p)

Lượng chạy dao phút

S_p = n.Z.S_Z = 78.20.0,05 = 78 (mm/ph)

Tra bảng 257-2 sổ tay CNCTM ĐHBK ta chọn S_P = 65 (mm/ph)

Công suất cắt , theo bảng 38-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ = 1 (KW)

          - Thời gian máy T₀:

                   To =

Trong đó : L là chiều dài phay L = 20 (mm)

Y₁ Là lượng ăn tới

Y₁ = 0,5.(D -

Y₂ là lượng vượt quá, Y₂ = 0, i = 1

Þ T₀ = = 0,26 (ph)

8. Nguyên công VIII: Phay rãnh xoắn - Phay lưng

* Bước 1:Phay rãnh xoắn

          Thông số hình học của dao: Dùng dao phay định hình có Profin trùng với profin  rãnh mũi khoan.

          Vật liệu dao thép P18. Đường kính ngoài D = 60 mm

          - Số răng dao Z = 20 răng

          - Đường kính lỗ d = 20 mm ( đường kính lỗ)

-         Chiều sâu cắt bằng chiều sâu rãnh t =

trong đó d là đường kính mũi khoan d = 30 (mm)

d₀ là đường kính lõi mũi khoan d₀ = 7 (mm)

Þ t = =11,5 (mm)

-         Lượng chạy dao: S_Z = 0,05

Vận tốc cắt, theo bảng 253-2c STCN ĐHBK V_B = 42,5 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.K_CT

Tra bảng 189-2 STCN ĐHBK có K_CT = 0,86

Tra bảng 192-2 STCN ĐHBK có K_CK = 1

Þ V_CT = 0,86.42,5 = 36,55 (m/ph)

Tốc độ quay n

n =  v/phút

Theo máy chọn n = 185(v/p)

Vận tốc thực :

V = (m/p)

Lượng chạy dao phút

S_p = n.z.S_z = 185.16.0,05 = 148 (m/p)

Tra bảng 257-2 STCN ĐHBK có lượng chạy dao phút là:

S_P = 132 (m/ph)

Công suất cắt: Tra bảng 257-2 STCN ĐHBK có N₀ = 1,1 (KW)

          - Thời gian máy To =

          Trong đó:   L : chiều dài gia công bằng chiều dài rãnh xoắn

L = 230,94 mm

                             Y₁ : lượng ăn tới  

                             Y₁ =

                             Y₂ : lượng vượt quá của dao , Y₂ = 0

i = 1 : Số lần cắt

          Þ      To =  phút

*Bước 2: Phay lưng:

Thông số của dao: Dao phay côn định hình

Vật liệu: P18, số răng Z = 8(răng), D = 75(mm)

Chiều sâu cắt chính bằng chiều cao cạnh viền t = 0,8(mm)

Lượng chạy dao, Tra bảng 22-7STCN ĐHBK ta có  S_Z = 0,03(mm/vg)

Vận tốc cắt, tra bảng 229-2 STCN  ĐHBK ta có V_B = 57(m/ph)

          V_CT = K_DC . V_B

          Trong đó: K_DC = K_CK . K_ĐG . K_CT . K_BM

Tra các bảng sau trong STCN ĐHBK có

          Bảng 230-2 có K_CK = 1

          Bảng 231-2 có K_ĐG = 0,8

          Bảng 189-2có K_CT = 0,86

          Bảng 190-2  có K_BM = 1

ÞV_CT = 1.1.0,86.0,8.1.57 = 39,21 (m/ph)

Tốc độ quay

          n = (m/ph)

Theo máy ta chọn: n_M=150(v/ph)

ÞV_T =

Tương tự ta có lượng chạy dao phút : S_p = 36(mm/ph) Tra bảng 257-2 STCN có lượng chạy dao phút là S_p = 32 (mm/ph)

Công suất cắt , Tra bảng 242-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀  = 0,9 (KW)

Thời gian máy

T₀ = (ph)

L là chiều dài gia công bằng chiều dài rẵnh xoắn, L = 200(mm)

Y₁ Là lượng ăn tới

Y₁ =

Y₂ Là lượng vượt quá của dao, Y₂ = 0

T₀ = = 6,45 (ph)

  9. Nguyên công IX:In nhãn 

  10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

  11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện

  12. Nguyên công XII:  Mài sửa lỗ tâm

-         Thông số của đá mài: Sử dụng đá mài chuyên dùng với góc ở đỉnh

j = 60⁰

          - Vật liệu đá mài 'Á16-25-CK

-         Chiều sâu cắt t rất nhỏ nhằm sửa lại lỗ tâm

-         Lượng chạy dao S không tính đến

-         Vận tốc đá mài. Theo bảng X-93 STCNT 2, 3, 4 có V_Đ = 3 (m/s)

n_đ =  (v/phút)

Theo máy ta chọn n_M = 1920 (v/ph)

Þ V_T = = 1,71 (m/s)

- Công suất cắt tra bảng X-98 STCNCTM tập 2, 3, 4 có  N₀ = 0,9(KW)

- Thời gian cơ bản To

          To =  phút

13. Nguyên công XIII: Mài góc 2j

Thông số của đá pp250-20-80

C_TR40-50-MV₁G

Chiều sâu cắt t= 0,02(mm)

Lượng chạy dao, tra bảng X - 92c,S = 0,02(mm.vg)

Vận tốc đá mài V_Đ tra theo bảng X-93 STCN tập 2,3,4 có V_Đ =25(m/s)

Tốc độ vòng quay

n =  (v/ph)

Theo máy chọn n_M = 1620(v/ph)

V_ĐT =  (m/s)

Công suất cắt, tra bảng X-98-STCN tập 2,3,4 có N₀ = 2(KW)

Thời gian gia công cơ bản

T₀ =  = 1,15(ph)

14. Nguyên công XIV: Mài rãnh xoắn.

- Thông số đá mài: Đá mài định hình có biên dạng giống biên dạng của rãnh:

          D = 400 mm

          B = 20 mm

          d = 80 mm

- Chiều sâu cắt t = 0,15 mm

- Lượng chạy dao đá quay tròn tại chỗ, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến , S = 0,25 (mm/vg)

          - Vận tốc của đá mài và chi tiết.

          Tra bảng X-92 STCNCTM tập 2, 3, 4 được

V_CT = 30,2 (mm/ph),  V_đ = 30 (m/s), n_CT = 15 (v/ph)

-         Tốc độ vòng quay:

   n_đ =  v/phút

          - Theo máy chọn:

                   n_M  = 1410 ( v/phút) ÞV_đ = 30 (m/s) (Sổ tay CNCTM tập 2,3,4)

          - Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4 được

                                  N₀ = 2 (KW)

          - Thời gian cơ bản To:

          To =  phút

15. Nguyên công XV: Mài thô phần chuôi côn

- Thông số đá mài: Sử dụng đá mài phẳng pp250 - 20 - 80

Vật liệu đá C_TR40-50 MV₁G

-         Chiều sâu cắt t = 0,098 mm

Xác định tốc độ mài, tra bảng X-92 sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4 ta có :

S_Đ = 6(mm/vg)               V_CT = 30 (m/ph)

V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400(v/ph)

Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

Theo máy chọn n_M = 1620 (v/ph)

Þ V_ĐT = = 21,2 (m/s)

          - Công suất cắt, tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có N₀ = 2( KW)

          - Thời gian cơ bản To

                   To =  phút

16. Nguyên công XVI: Mài tinh chuôi côn.

          Các thông số của đá giống mài tinh phần làm việc

          - Thông số của đá mài: Sử dụng đá mài phẳng

                   +  Ký hiệu PP250-20-80

                                      C_TR15-25-MV₁G

-         Chiều sâu cắt t = 0,1 mm

Xác định tốc độ mài , tra bảng X-92 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có

          S_Đ = 8 (mm/vg)              V_CT = 25 (m/ph)

          V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400 (v/ph)

          Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

-         Theo máy chọn n_M = 1620 v/phút

                   V_ĐT =  m/s

-         Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có:

          N₀ = 1,5(KW)

-         Thời gian cơ bản To

          To =  phút

 17. Nguyên công XVII: Mài thô phần làm việc.

-         Thông số đá mài: Sử dụng đá mài phẳng pp250-20-80

C_TR40-50-MV₁G

          - Chiều sâu cắt:  t = 0,098 mm

-         Xác định tốc độ mài, Tra bảng X-92 STCNCTM tập 2,3,4 ta có

S_Đ = 6(mm/vg)               V_CT = 30 (m/ph)

V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400(v/ph)

Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

Theo máy chọn n_M = 1620 (v/ph)

Þ V_ĐT = = 21,2 (m/s)

          - Công suất cắt, tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có N₀ = 2( KW)

          - Thời gian cơ bản To

                   To =  phút

18. Nguyên công XVIII: Mài tinh phần làm việc.

-         Thông số đá mài:  pp250-20-80

    C_TR40-50-MV₁G

-         Chiều sâu cắt t = 0,045 mm

Xác định tốc độ mài, tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 ta có

          S_Đ = 8 (mm/vg)              V_CT = 25 (m/ph)

          V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400 (v/ph)

          Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

-         Theo máy chọn n_M = 1620 v/phút

                   V_ĐT =  m/s

-         Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có

          N₀ = 1,5(KW)

          - Thời gian cơ bản To:

          To =  (ph)

19. Nguyên công XIX: Mài sắc mặt sau.

- Thông số của đá:

- Số liệu: pp 3000-100-75

- Vật liêu: C_TR 9-8 CM₂K₆

- Chiều sâu cắt: t = 0,02 (mm)

-         Lượng chạy dao S = 0,025 (mm/vg)

Xác định tốc độ mài, Tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 ta có:

          S_D = 8 (mm/vg)              n_CT = 300 (v/ph)

          n_Đ = 1400 (v/ph)

Chọn: n = 1620(v/p)

- Công suất cắt: Tra bảng X-98  STCN CTM tập 2,3,4 có N₀ = 2,4 (KW)

- Thời gian cơ bản To:

          To =  phút

20. Nguyên công XX: Cắt thử

          Máy  : 2H125

          Dao   : P18

          Vật liệu cắt: Thép 45

Chiều sâu cắt t = D/2 = 30/2 = 15 mm

-         Theo bảng X-31-[II] có

C_v = 7; Z_v = 0,4;y_v=0,5;X_v=0;m=0,2

K_v = k_mv.k_nv.k_lv.k_uv

Trong đó: k_mv = 1,13-Bảng X-31[II]

                k_nv = 1-Bảng X-15[II]

               k_uv =0,3 - Bảng IIX-16[II]

               k_lv = 1 - IIX-37[II]

Thay vào ta được : k_v = 0,39

Tốc độ vắt:

V = (m/p)

Tốc độ vòng quay

n= (v/p)

Chọn n_m = 85(v/p)

Thời gian máy T₀

          T₀ = (ph)

Số lượng mũi khoan đem cắt thử

S_ct =0,03.N_i

Với N_i- Sản lượng cơ khí

N_i = 15913(chiếc)

Vậy S_ct = 0,3=03.15913 = 477,39

Lấy S_ct = 450(chiếc)

23. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra.

24. Nguyên công XXII: Bao gói, nhập kho

PHẦN VI

TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO

          I. Chọn chuẩn.

           Mài sắc mặt sau là nguyên công gia công tinh lần cuối để tạo mặt sau và góc sau mũi khoan và tạo góc sắc của mũi khoan. Mài góc sau chính xác sẽ đảm bảo sự đối xứng của hai lưỡi cắt chính. Muốn mài được mặt sau của mũi khoan ta phải khống chế 6 bậc tự do của mũi khoan. Muốn vậy ta phải sử dụng mũi tâm và dùng mặt phẳng của chuỗi dẹt và kết hợp cùng với hai cạnh viền để làm chuẩn định vị trong khi gá lắp mài.

          II. Phương pháp kẹp chặt.

          Ở nguyên công này lực cắt không lớn vì đây là nguyên công gia công tinh lượng dư nhỏ ta chọn phương án lực kẹp vuông góc với chuẩn định vị mặt trục.

          III. Nguyên lý làm việc.

          Mũi khoan được lắp trên khung hai và chỉnh vít 3 để đẩy mũi khoan đến vị trí gia công quay tay 6 để kẹp chặt mũi khoan rồi cho máy chạy. Sau đó dùng tay lắc côn 5 ở cuối cầu 5 có lắp đối trọng 4 có thể điều chỉnh khoảng cách từ nó đến tay quay, do lực đối trọng phù hợp với chi tiết mài khi cần thiết. Sau khi mài xong một mặt ta phân độ mũi khoan đi 180^o và tiến hành mài mặt thứ hai.

          IV. Ưu, nhược điểm.

          1. Ưu điểm:

            - Đảm bảo dễ dàng mài mặt sau.

          - Dễ dàng thao tác vận hành đơn giản.

          - Độ cứng vững cao.

          2. Nhược điểm.

          - Khoảng cách chỉ cho phép mài một loại mũi khoan có đường kính và chiều dài cố định.

          - Do khác là động cơ làm việc dùng tay lắc nên năng suất thấp.

          V. Tính lực kẹp.

          Trong quá trình mài bằng mặt đầu ta không cho dao chạy lên xuống dọc theo lưỡi cắt chính lên.

          - Dưới tác dụng của lực Pz , Pc thì mũi khoan có khả năng dịch chuyển nhỏ sau.

            + Quay quanh trục mũi khoan được khống chế bằng vít.

            + Quay lật theo chiều mặt phẳng ngang do Pz nhưng do bị khối V

                 khống chế.

            + Lật quanh do Pc gây ra chỉ có khả năng gá với định vị do đó tính

                lực kẹp theo khả năng này.

                   M_ms và M_x ® f_ms ® N ® W                (3)

                      (f_ms = N . f )

          Để chi tiết không bị xoay thì M_x < M_max theo thực nghiệm lực vòng cho mài được tính:

                   P_z = CP_z ´ V^0,7_t  ´ S^0,7 ´  t^0,6

          Với thép qua j_z  = 21,6 ;   V_tc = 2m/ph

                    S = 0,005 mm/HTK

                   t = 0,02 mm

          Þ  P₂  = 21,6 ´ 0,005^-0,7 ´ 2^0,7 x 0,02^0,6 = 35 kg = 350 N

          Ta có sơ đồ kẹp như hình vẽ, chi tiết được kẹp bằng hai mũi kẹp, với góc nghiêng của khối V là 120^o khi tác dụng lực kẹp W vào chi tiết thì xuất hiện phản lực pháp tuyến N trên má kẹp và xuất hiện F_ms .

                             F_ms = N ´ f

Trong đó:   f : hệ số ma sát:   f = 0,5

          Vậy theo sơ đồ kẹp:    M_ms = 4 ´ f ´ N ´

                                            M_x = P_z ´ 

          Þ P_z ´  £ f ´ N Þ   N ³ 

          Þ   N ³ 175 N

                 åM0₁  = W₁ ´ l₁ - P_x ´ l₁

          Þ  åM0₁  =  = 81,7

          Þ  W₁ = 81,7 N

          - Chiếu các lực lên phương thẳng đứng.

                   W₂ =  = 114,3 N

          VI. Tính đường kính bulông ở trục tay quay.

          Ta có:        t_C  <  [ t_C ]

                             d ³

Trong đó:  K : hệ số an toàn;   K = 2

                   i : số mặt tiếp xúc ;  i = 2

                   [t­_C ] : ứng suất cho phép [t­_C ] = 100N/mm

                             f = 0,1

       d ³  = 8,8

          Ta chọn đường kính bu lông: d = 10mm

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: ……..……, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

    Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ……………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

    Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt. ĐHKTCN - TN

 2. Nguyên lý và dụng cụ cắt. ĐHKTCN - TN

3. Thiết kế dụng cụ cắt (Tập 1). NXB KHKT

4. Công nghệ chế tạo dụng cụ cắt.  NXB KHKT - 1981

5. Mài sắc dụng cụ cắt. NXB KHKT - 1980

6. Kỹ thuật phay. NXB CNKT - 1984

7. Kỹ thuật tiện. NXB ĐH & GDCN - 1989

8. Sổ tay CNCTM tập 1,2,3,4. NXB KHKT

9. Giáo trình vật liệu học tập 1,2. ĐHKTCN - TN

10. Đồ gá. NXB KHKT - 1999

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"