LỜI NÓI ĐẦU

Có thể nói, dụng cụ cắt đóng một vai trò quan trọng trong ngành chế tạo cơ khí. Cho dù trình độ khoa học kỹ thuật có tiên tiến, hiện đại đến đâu, phương pháp gia công bằng cắt gọt vẫn giữ vị trí hàng đầu và phổ biến trong việc chế tạo các trang thiết bị máy móc hiện đại, các sản phẩm có độ chính xác cao.

Chất lượng của dụng cụ cắt ảnh hưởng quyết định đến năng suất cắt, chất lượng gia công, giá thành và tuổi thọ của sản phẩm đồng thời góp phần cải thiện điều kiện làm việc.

Sau thời gian học tập tại trường, em được giao đề tài làm đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn Æ27 với sản lượng 10.000ct/năm”.

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của các thầy cô trong bộ môn Nguyên lý dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật và đặc biệt là thầy: …………….. cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đề tài.

Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không thể tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để em nâng cao thêm kiến thức nhằm đáp ứng các yêu cầu công việc của em sau này.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                ……,ngày…tháng…năm 20….

                                                                                             Sinh viên thiết kế

                                                                                            ………………

PHẦN I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

I. ĐẶC ĐIỂM VÀ CÔNG DỤNG CỦA MŨI KHOAN 

          Mũi khoan thuộc dạng họ trục là đại diện cho nhóm dụng cụ cắt có chuôi, được sử dụng rộng rãi để gia công thô các lỗ thông và không thông có đường kính (0,25 ¸ 80)mm. Mũi khoan có nhiều loại: mũi khoan xoắn, mũi khoan dẹt, mũi khoan lỗ sâu, mũi khoan tâm. Trong đó mũi khoan xoắn được sử dụng phổ biến nhất.

          Các kiểu mũi khoan:

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

          - Mũi khoan sâu: Để khoan các lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đường kính trở lên.

          - Mũi khoan dẹt: Loại mũi khoan này dùng trong những trường hợp yêu cầu dụng cụ cắt có độ cứng vững cao. Mũi khoan dẹt dễ chế tạo nhưng nhanh mòn, khó thoát phoi, tuổi thọ thấp, năng suất và độ chính xác gia công không cao.

          - Mũi khoan xoắn có đặc điểm: Tuổi thọ dao lớn, số lần mài lại nhiều, độ chính xác gia công cao do có phần định hướng trong kết cấu mũi khoan. Năng suất gia công của loại dao khoan này cao hơn mũi khoan dẹt, khả năng thoát nhiệt, thoát phoi tốt. Tuy nhiên việc chế tạo phức tạp hơn. Nhưng ngày nay nhờ khoa học kỹ thuật phát triển nên đã có những máy chuyên dùng để gia công. Vì vậy, mũi khoan xoắn được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí.

1. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan

          Chọn vật liệu làm dao là vấn đề rất quan trọng, nó quyết định tới chất lượng và giá thành của dụng cụ cắt. Để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp cần phải dựa vào một số đặc điểm sau:

          - Vật liệu gia công

          - Kích thước và điều kiện làm việc của dụng cụ cắt

          - Khả năng công nghệ nơi chế tạo và tính công nghệ của vật liệu chọn làm dao cắt.

          - Giá thành của vật liệu chọn làm dao

          Tóm lại, phải chọn vật liệu làm dao sao cho tiết kiệm vật liệu nhất, chi phí công nghệ ít nhất mà vẫn đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật.

          Để chế tạo mũi khoan có rất nhiều loại vật liệu như: Thép các bon dụng cụ, thép hợp kim, thép gió, thép kết cấu.

          - Thép cácbon dụng cụ sau nhiệt luyện có độ cứng (62 ¸ 64) HRC, tính công nghệ tốt nhưng vận tốc cắt nhỏ (V = 10 ¸12 m/ph), tuổi bền nhiệt thấp (200 ¸ 250)⁰C có các mác Y7 ¸ Y13. Ngoài ra độ thấm tôi của thép các bon dụng cụ thấp.

          - Các hợp kim so với thép các bon có ưu điểm hơn về độ dai và ít bị biến dạng khi nhiệt luyện, tuy tính cắt không hơn nhiều thép các bon dụng cụ (tuổi bền nhiệt 200 ¸ 250⁰C).

          - Thép gió: Là loại thép chứa trong thành phần ngoài các bon ra còn có các nguyên tố hợp kim khác như: W, Cr, M, V có khả năng tạo thành cácbit bền vững sau nhiệt luyện. Các loại thép gió sau nhiệt luyện (tôi cải thiện) có độ bền, độ cứng, độ chống mài mòn và tuổi bền nhiệt cao        (600 ¸ 650⁰C). Điều này cho phép tăng tốc độ cắt của dao thép gió lên 2 ¸ 4 lần so với dao bằng thép các bon. Ưu điểm của thép gió là có khả năng cắt với tốc độ cao khi gia công các loại thép có độ bền và độ cứng sau:           (s_b = 100kg/mm² và  HB = 200 ¸ 250).

          Có nhiều loại thép gió như: P18, P9, P18Æ2, P9Æ5, P9K5, P14Æ4, P18K5Æ2… So sánh giữa các loại thép gió em nhận thấy:

          Thép P18 và P9 có tính bền như nhau khi làm việc ở tốc độ cao, nhưng khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép P18 chịu mài mòn tốt hơn và nó có tuổi bền cao hơn 2 lần so với dụng cụ cắt làm bằng thép P9. Ngoài ra tính công nghệ của thép P18 tốt hơn nhiều thép P9.

2.3.2. Phần định hướng

          Có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc và là phần dự trữ mài lại phần cắt đã bị mài mòn trong quá trình cắt. Đường kính phần định hướng giảm dần về phía chuôi tạo thành góc nghiêng phụ Æ1 nhằm giảm ma sát trong quá trình cắt, lượng giảm lấy từ 0,04 ¸ 0,1 mm trên 100 mm chiều dài. Trên phần định hướng có hai rãnh thoát phoi dạng xoắn vít với góc xoắn  w = 18⁰ ¸ 30⁰ theo bảng 35 [3]. Với mũi khoan Æ27 lấy w = 30⁰. Dọc theo rãnh xoắn có hai cạnh viền làm nhiệm vụ định hướng cho mũi khoan khi làm việc đồng thời làm giảm ma sát giữa mũi khoan và bề mặt đã gia công, giải cạnh viền có chiều rộng 0,3 ¸ 2,6 mm, chọn f = 2 mm. Chiều cao cạnh viền  h = 0,1 ¸ 1,2 mm, chọn h = 0,5 mm. Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn được gọi là lõi mũi khoan. Đường kính lõi được lấy bằng:

          d₀ = (0,125 ¸ 0,3).D = (0,125 ¸ 0,3).27 = 3,375 ¸ 8,1

          Chọn d₀ = 7 mm

          Để tăng bền lấy đường kính lõi tăng dần về hai phía chuôi với lượng tăng là 1,5 mm trên 100 mm chiều dài.

          Chiều rộng rãnh thoát phoi được lấy theo công thức:

                   b = 0,59.D Þ b = 0,59. 27 = 15,93 (mm)

          *Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang y:

          Góc y là góc hợp bởi hình chiếu của lưỡi cắt ngang và hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt phẳng vuông góc với trục mũi khoan. Trị số của góc y ảnh hưởng đến chiều dài của lưỡi cắt ngang. Trên lưỡi cắt ngang góc trước có giá trị âm lớn nên lưỡi cắt ngang không cắt mà tì lên bề mặt gia công làm cho lực chiều trục sinh ra rất lớn. Khi tăng góc y thì góc trước trên lưỡi cắt ngang càng âm lớn.

          Góc y có liên quan mật thiét với góc sau ở vòng ngoài mũi khoan. Với cùng một góc j, ứng với một vị trí nhất định của bề mặt tạo thành mặt sau của mũi khoan ở cả hai mặt cắt, có một trị số hoàn toàn xác định của góc y do đó ảnh hưởng tới chiều dài lưỡi cắt ngang.

          Góc y là một trong những chỉ tiêu đánh giá sự đúng đắn của việc mài mũi khoan.

          Với mũi khoan tiêu chuẩn, theo bảng 38 [33] tập I, góc y = 55⁰.

3. Profin dao phay rãnh mũi khoan

          Hình dạng đúng của rãnh mũi khoan phụ thuộc chủ yếu vào propin dao phay và việc gá đặt dao phay khi phay rãnh. Xác định profin dao phay là một nhiệm vụ phức tạp. Trong sản xuất chúng ta thường sử dụng dao phay có profin được xác định không phải trên cơ sở thiết kế mà bằng chọn và thực nghiệm. Các thông số của profin thường cho dưới dạng hệ số đối với đường kính của mũi khoan. Tuy nhiên, chúng chỉ có thể áp dụng có kết quả tốt khi ta lựa chọn đúng đắn tất cả các yếu tố kèm theo quá trình phay bề mặt xoắn vít. Hình dạng của rãnh mũi khoan còn phụ thuộc vào các thông số sau:

          - Góc q giao nhau giữa ba trục: Trục mũi khoan, trục dao phay và trục propin dao phay (q là góc gá đặt dao phay).

          - Vị trí điểm S, giao điểm của 3 trục (trục mũi khoan, trục dao phay và trục profin dao phay).

          - Đường kính dao phay:

          Góc q chọn nhỏ hơn góc phay  t = 90⁰ - w khoảng 1⁰ ¸ 2⁰, nghĩa là q = 90⁰ - w - (1⁰ ¸ 2⁰). Chọn như thế nhằm đảm bảo bề mặt gia công nhẵn hơn và tránh dao phay cắt trục vào rãnh đã gia công xong.

          Theo bảng 43 [3] có:

B = 20,81; R₁ = 15,81; R₂ = 3,82;

d = 5,03; c= 6,98; K = 11,88;

h = 15,65; g = 11

4. Yêu cầu kỹ thuật đối với mũi khoan

          - Phần cắt sau nhiệt luyện HRC = 62 ¸ 65

          - Độ nhẵn mặt sau, cạnh viền, chuôi không thấp hơn cấp 8. Độ nhẵn của rãnh không thấp hơn cấp 7.

          - Độ côn ngược trên phần làm việc: 0,04 ¸ 0,08 trên 100 mm chiều dài.

          - Đường kính lõi mũi khoan lớn dần về phái chuôi (1,4 ¸ 1,8) mm trên 100 mm chiều dài.

          - Độ đảo hướng kính giữa phần làm việc với phần chuôi không vượt quá 0,15 mm.

          - Sai lệch các góc của mũi khoan không vượt quá ± 2⁰.

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

PHẦN II

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

A. ĐẶC ĐIỂM VÀ YÊU CẦU

I. ĐẶC ĐIỂM

          Quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan được thiết kế trên những nguyên lý chung của công nghệ chế tạo chi tiết máy (chi tiết dạng trục). Nhưng do xuất phát từ điều kiện làm việc nên quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan còn có những đặc điểm riêng.

          - Do mũi khoan là dụng cụ cắt nên vật liệu chế tạo đắt và hiếm, thường là thép gió hoặc gắn mảnh hợp kim cứng. Vì vậy cần tính lượng dư gia công thật chặt chẽ, phù hợp với dạng sản xuất, để hạ giá thành sản phẩm.

          - Dao khoan có quy định chặt chẽ kích thước đường kính, độ côn ngược (phần định hướng) đặc biệt là độ đồng tâm giữa phần làm việc và phần chuôi, nên việc chọn chuẩn tinh bắt buộc là chuẩn tinh thống nhất   (sử dụng lỗ tâm và phần vát góc 2j làm chuẩn định vị khi gia công).

          - Do yêu cầu độ cứng của phần cắt là 60 ¸ 65 HRC, nên bắt buộc phải có nguyên công nhiệt luyện. Khi nhiệt luyện cần phải nung trong lò có môi trường khí bảo vệ nhằm tránh thoát các bon lớp bề mặt. Chế độ nhiệt luyện phải được tính toán kỹ nhằm tránh hiện tượng rạn nứt, cong vênh và phân bố độ cứng không đều. Cũng do nhiệt luyện nên trong quá trình gia công phải phân thành hai nguyên công: gia công thô và gia công tinh.

          - Việc thiết kế và chế tạo profin dao phay rãnh xoắn là rất khó khăn, nên thực tế người ta sử dụng phương pháp phân nhóm để chế tạo và dùng đường kẻ đo profin dao phay. Vì vậy, để tránh cắt lẹm vào rãnh đã gia công  xong và nâng cao độ bóng bề mặt thì góc gá đặt dao phay:

 q = 90⁰-w-(1⁰¸2⁰).

          - Khi thiết kế phải căn cứ vào vật liệu gia công để chọn các thông số hình học của mũi khoan cho hợp lý.

II. YÊU CẦU

          - Lập quy trình công nghệ chế tạo phải đảm bảo tính ổn định, nghĩa là các nguyên công trong đó có thể đạt độ chính xác trong một thời gian dài.

          - Lập quy trình công nghệ chế tạo phải đảm bảo tính kinh tế cho việc lựa chọn trang thiết bị gia công và dụng cụ đo.

          - Điều kiện làm việc của mũi khoan rất nặng nề nên các yêu cầu kỹ thuật là khá cao. Vì vậy, khi sắp xếp trình tự gia công trong quy trình công nghệ chế tạo phải hết sức tỉ mỉ thì mới tránh được các lỗi kỹ thuật.

          Xuất phát từ những đặc điểm và yêu cầu nên cần kết hợp các biện pháp  gia công truyền thống, trên các trang thiết bị hiện có và các phương pháp gia công tiến tiến đang được nhập vào nước ta, sẽ tạo ra năng suất, chất lượng và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

B. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

          Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp. Nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ của nhà máy và hình thức tổ chức sản xuất của nhà máy, nơi sản xuất ra sản phẩm đó.

I. CÁC DẠNG SẢN XUẤT

1. Dạng sản xuất đơn chiếc

          Đặc điểm là sản lượng hàng năm ít, thường từ vài chục đến 200 chiếc/năm. Sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ lặp lại không xác định.

2. Dạng sản xuất hàng loạt

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

3. Dạng sản xuất hàng khối

          Có sản lượng lớn, sản phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hóa cao.

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

          Dạng sản xuát quyết định hướng chọn và thiết kế quy trình công nghệ chế tạo phù hợp. Bởi ứng với mỗi loại quy trình công nghệ khác nhau thì có dạng sản xuất khác nhau. Số lượng sản phẩm quyết định việc lựa chọn phương pháp gia công để đem lại năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế là lớn nhất.

          Muốn xác định được dạng sản xuất phải xác định được khối lượng chi tiết và sản lượng cơ khí. Với chi tiết là mũi khoan xoắn tiêu chuẩn Æ27 có sản lượng là 10.000 chi tiết/năm ta tiến hành xác định dạng sản xuất.

II. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

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

1. Xác định sản lượng cơ khí

          V = 0,1213356  (dm³)

          Vậy khối lượng chi tiết gia công là:

  G = 0,1213356 . 8,75 = 1,06 (Kg)

          Theo bảng 2 [6] ta có dạng sản xuất là loại vừa.

CHƯƠNG III

CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

          Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, độ chính xác vị trí tương quan, chất lượng bề mặt và độ bền của dao khoan nên việc tiến hành chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi là rất quan trọng.

Chọn sao cho khi gia công chi phí là nhỏ nhất nhưng vẫn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Thực tế có các phương pháp tạo phôi sau:

1. Phôi đúc

          Phôi chế tạo theo phương pháp này có cơ tính không cao, giá thành chế tạo cao do năng suất thấp, chỉ dùng chủ yếu khi đúc các chi tiết kim loại có tính đúc tốt, khối lượng lớn và áp dụng cho sản xuất loạt lớn - hàng khối.

4. Phôi kéo nguội

          Phương pháp này cho cơ tính thép tốt, phôi có độ chính xác cao, thường được sử dụng trong dạng sản xuất loạt lớn.

* Kết luận

Qua phân tích các phương pháp tạo phôi trên ta thấy rằng để đảm bảo quá trình gia công cơ là ít nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật. Với mũi khoan Æ27, vật liệu chế tạo là thép gió P18 em quyết định chọn phương pháp cán nóng để chế tạo phôi.

CHƯƠNG IV

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MŨI KHOAN

A. CHỌN CHUẨN

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

Khi chọn chuẩn phải dựa theo nguyên tắc sau:

- Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm

- Khi định vị phải khống chế hết số bậc tự do cần thiết, tránh thiếu hoặc siêu định vị.

- Chọn chuẩn sao cho đồ gá đơn giản và sử dụng thuận tiện nhất.

I. CHỌN CHUẨN TINH

          Chuẩn tinh là tập hợp các điểm, đường, bề mặt đã gia công được chọn làm chuẩn định vị.

Chuẩn tinh quyết định đến độ chính xác khi gia công và phải đạt được những yêu cầu sau:

          + 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 bảo đảm được các yêu cầu đó cần lưu ý dựa vào những lời khuyên sau:

          - Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Chuẩn tinh chính bảo đảm tính thống nhất giữa quá trình gia công, quá trình lắp ráp và làm việc của chi tiết.

          - Nếu điều kiện cho phép thì nên chọn chuẩn tinh sao cho bảo đảm tính trùng chuẩn (chuẩn định vị trùng với chuẩn khởi xuất).

          - Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp. Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị.

          - Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất nghĩa là trong nhiều lần gá cũng chỉ dùng một chuẩn để thực hiện các nguyên công của cả quá trình công nghệ.

          * Các phương án chọn chuẩn tinh:

+ Phương án 1: Chọn chuẩn tinh là hai đầu chống tâm khống chế 5 bậc tư do.

Sơ đồ định vị

- Ưu điểm:

                   - Gá đặt nhanh

                   - Không gây sai số đường kính

                   - Gia công được hầu hết các bề mặt

                   - Đồ gá đơn giản

                   - Đảm bả độ đồng tâm giữa các phần tử của mũi khoan

- Nhược điểm:

                    - Độ cứng vững không cao

+ Phương án 2: Dùng mặt trụ ngoài và một đầu chống tâm khống chế 05 bậc tự do.

Sơ đồ định vị

         - Ưu điểm:

                   - Đảm bảo độ  cứng vững.

          - Nhược điểm:

                   - Mất nhiều thời gian trong quá trình gá đặt.

                   - Lực kẹp gây ảnh hưởng tới bề mặt gia công.

                   - Có sai số chuẩn kích thước chiều dài và đường kính.

                   - Cho độ chính xác không cao.

          Như vậy, để gia công chi tiết thuận lợi và đạt hiệu quả kinh tế ta chọn phương án 1 làm chuẩn tinh.

II. CHỌN CHUẨN THÔ

          Chuẩn thô là bề mặt chọn làm chuẩn chưa qua gia công và ở nguyên công đầu tiên. Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quy trình công nghệ. Nó ảnh hưởng trực tiếp tới các nguyên công sau về độ chính xác gia công của chi tiết.

          Chọn chuẩn thô phải thoả mãn các yêu cầu sau:

          + Bảo đảm phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

          + Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt.

Để đảm bảo các yêu cầu cần dựa vào các lời khuyên sau:

- Nếu chi tiết gia công có bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô.

- Nếu chi tiết có nhiều bề mặt không gia công, thì chọn bề mặt nào có yêu cầu chính xác về vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt gia công làm chuẩn thô.

- Nếu chi tiết có tất cả các bề mặt đều phải qua gia công nên chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất để làm chuẩn thô.

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng, không có ba via, đậu ngót hoặc gồ ghề.

- Chuẩn thô chỉ dùng một lần duy nhất trong cả quá trình gia công.

- Căn cứ vào các yêu cầu và các lời khuyên trên và theo kết cấu của mũi khoan em chọn bề mặt trụ ngoài kết hợp với mặt đầu khống chế 5 bậc tự do.

CHƯƠNG V

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 đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ.

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

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

          * Một số khái niệm và định nghĩa liên quan tới lượng dư

          + Khái niệm về in, dập hình học trong quá trình gia công

                   Hệ số in dập K:    K =

Trong đó:

D_ct: Sai lệch của chi tiết

D_p: Sai lệch của phôi

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

          Lượng dư 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    là Z₀)

          Lượng dư trung gian: Là lớp vật liệu được hớt đi ở mỗi bước công nghệ hoặc ở mỗi nguyên công (ký hiệu Z_b)

          Lượng dư đối xứng: Là lớp vật liệu được hớt đi trong quá trình gia công bố trí đối xứng nhau qua mặt phẳng chứa đường tâm chi tiết (chủ yếu là các chi tiết có bề mặt tròn xoay), ký hiệu là 2Z

          Lượng dư gia công trung gian Z_b được xác định bằng hiệu số kích thước do bước hay nguyên công sát trước để lại và kích thước do bước hay nguyên công đang thực hiện.

                   Z_b = d_a - d_b  (Lượng dư một phía)

                   2Z_b = d_a - d_b (Lượng dư đối xứng)

          d_a : Là kích thước do bước hay nguyên công sát trước để lại.

          d_b : Là kích thước 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, nguyên công trong quá trình công nghệ.

                             Z₀ = Z_i

          n:  Số bước hay nguyên công cần thiết để gia công.

          Với mặt tròn ngoài:

                   2Z₀ = 2.Z_i = d_phôi - d_{chi tiết}

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

          1- Phương pháp thống kê kinh nghiệm

          Phương pháp này lượng dư công nghệ được xác định bằng tổng giá trị lượng dư ở các nguyên công theo kinh nghiệm, những giá trị của lượng dư gia công thường được tổng hợp trong các sổ tay công nghệ.

          * Ưu điểm:

          Nhanh chóng xác định được trị số lượng dư

          *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 cụ thể điều kiện của các bước gia công nên trị số lượng dư cho theo các bảng trong sổ tay thường lớn hơn nhiều so với lượng dư tính trên. Phương pháp này thường được sử dụng trong sản xuát đơn chiếc, loạt nhỏ.

          2- Phương pháp phân tích tính toán

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

          Để giá trị Z₀ thì có các lượng dư Z_b tạo nên nó. Như vậy muốn có lượng dư tổng cộng chính xác thì phải có lượng dư trung gian chính xác. Muốn có lượng dư Z_b chính xác thì cần phải xác định các yếu tố tạo thành nó một cách chính xác.

          * Ưu điểm:

          Lượng dư được 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 vậy cần nhiều thời gian.

          Phương pháp này được sử dụng trong sản xuất loạt lớn, hàng khối.

A- TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MẶT TRỤ NGOÀI

          - Với mũi khoan Æ27

          - Cấp độ bóng: Cấp 8

          - Trình tự nguyên công:

                   + Tiện thô mặt trụ ngoài

                   + Tiện tinh mặt trụ ngoài

                   + Mài thô mặt trụ ngoài

                   + Mài tinh mặt trụ ngoài

          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 +

          Với:

2Z_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 bị hỏng của nguyên công trước

P_a: Sai số không gian do bước công nghệ sát trước để lại

          P_a =

P_c: Sai số cong vênh

P_k: Sai số do lệch khuôn

e_b: Sai số gá đặt của nguyên công đang thực hiện

e_b =

e_c: Sai số chuẩn

e_k: Sai số gá kẹp

e_đg: Sai số đồ gá

1.  Tính lượng dư cho nguyên công tiện thô

Theo bảng 4-31 [6] ta có:

R_a = 125 mm;        T_a = 150 mm

Theo bảng 4-32 [6] ta có:

          D_c là độ cong vênh của đơn vị, D_c = 1,5 mm/1mm chiều dài.

Vậy P_phôi = D_c.L = 1,5. 305 = 457,5 (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 Þ  e_b = e_đg = 120

Vậy: 2Z_bmin = 2 [ R_a + T_a + ]

2Z_bmin = 2 (125 + 150 + = 1496 (mm).

                                                              = 1500 (mm)

2.  Lượng dư cho nguyên công tiện tinh

          Theo bảng 4-34 [6] ta có:

          R_a = 120 (mm);     T_a = 120 (mm)

Do được gá trên hai mũi tâm nên sai số gá đặt e_b = 0

                                      P_i = P_phôi. K_y

P_i là sai lệch không gian của nguyên công thứ i.

K_y là hệ số in dập, theo bảng 4-37[6] ta có: K_y = 0,06.

Þ P_i = 457,5. 0,06 = 27,45 (mm)

Vì gá trên hai mũi tâm nên: P =

D_it là sai số khi gia công lỗ tâm; D_it = 0,25.d.

d là dung sai gia công; d = 100 Þ D_it = 25 (mm)

          Vậy 2Z_bmin = 2.(120 + 120 + ) = 554,25 (mm)

                                                                               = 555 (mm)

3. Tính lượng dư cho nguyên công mài thô

          Giữa tiện tinh và mài thô có nguyên công nhiệt luyện. Khi nhiệt luyện dù muốn hay không vẫn có lớp thoát các bon và các vết nứt tế vi. Để xử lý hết lớp bề mặt này ta cần phải có để một lượng dư đủ để mài hết lớp kim loại này.

          Theo bảng 4-34 [6] có:

          - Sau tiện tinh: R_a = 30 (mm), T_a = 30 (mm)

          - Sau nhiệt luyện: R_a = 50(mm); T_a = 50 (mm)

                   R_aS = 30 + 50 = 80 (mm)

                   T_aS = 30 + 50 = 80 (mm)

                   P_i = 457,45. 0,005 = 22,87

          Dung sai của nguyên công là: d = 50(mm)

                   P_S =  = 26,06

                   2Z_bmin = 2.(80 + 80 + 26,06) = 372,1 (mm)

4. Tính lượng dư cho nguyên công mài tinh

          Sau mài tinh chất lượng đạt độ bóng cấp 8 ¸ 7, cấp chính xác 3 ¸ 4. Theo 4-34 [6] có:

R_a = 5  (mm);        T_a = 5  (mm)

R_a và T_a do nguyên công mài thô để lại là:

 R_a = 10  (mm);     T_a = 10  (mm)

Dung sai của nguyên công mài thô là: d = 25 (mm)

                   2Z_bmin = 2.(10 + 20 + ) = 90 (mm)

5. Kích thước tính toán sau các bước nguyên công

          D_{mài tinh} = 26,99 (mm)

          D_{mài thô}  = D_{mài tinh} + 2Z_{bmin  mài tinh}  =  26,99 + 0,09 = 27,08 (mm)

D_{tiện tinh} = D_{mài thô} + 2Z_{bmin  mài thô}   = 27,08 + 0,372 = 27,452 (mm)

D_{tiện thô} = D_{tiện tinh} + 2Z_{bmin  tiện tinh}  =  27,452 + 0,555 = 28,007 (mm)

D_phôi = D_{tiện thô} + 2Z_{bmin  tiện thô} =   28,007 + 1,5 = 29,507 (mm)

          * Dung sai của các bước gia công:

          Theo bảng [6] có:

                   Sau mài tinh: 0,025 mm = 25 mm

                   Sau mài thô: 0,050 mm = 50 mm

                   Sau tiện tinh: 0,1 mm = 100 mm

                   Sau tiện thô: 0,5 mm = 500 mm

                   Dung sai phôi cán: 0,7 mm = 700 mm

6. Kích thước giới hạn của các nguyên công

          + Mài tinh: D_min = 26,99 (mm)

                   D_max = D_min + d_{mài tinh} = 26,99 + 0,025 = 27,015 (mm)

          + Mài thô: D_min = 27,08 (mm)

                   D_max = D_min + d_{mài thô} = 27,08 + 0,05 = 27,13 (mm)

          + Tiện tinh: D_min = 27,452 (mm)

                   D_max = D_min + d_{tiện tinh} = 27,452 + 0,1 = 27,552 (mm)

          + Tiện thô: D_min = 28,007 (mm)

                   D_max = D_mon + d_{tiện thô} = 28,007 + 0,5 = 28,507 (mm)

          + Phôi: D_min = 29,507 (mm)

                   D_max = D_min + d_phôi = 29,507 + 0,7 = 30,207 (mm)

7. Lượng dư giới hạn của các bước nguyên công

+ Mài tinh:

          2Z_bmin = D_{min mài thô} - D_{min mài tinh} = 27,08 - 26,99 = 0,09 (mm) = 90 (mm)

          2Z_bmax= D_maxmàithô- D_maxmàitinh= 27,13- 27,015 = 0,115 (mm) = 115(mm)

 + Mài thô:

          2Z_bmin= D_{min tiện tinh}- D_{min mài thô}= 27,452- 27,08 = 0,372(mm) = 372(mm)

          2Z_bmax= D_{maxtiệntinh}- D_{maxmài thô}= 27,552- 27,13 = 0,422(mm) = 422(mm)

+ Tiện tinh:

          2Z_bmin = D_{min tiện thô}- D_{min tiện tinh}= 28,007 - 27,452 = 555 (mm)

          2Z_bmax = D_{max tiện thô}- D_{max tiện tinh}=  28,507 - 27,552 = 955 (mm)

+ Tiện thô:

          2Z_bmin= D_minphôi- D_{mintiện thô}= 29,507- 28,007 = 1,500 (mm) = 1500(mm)

          2Z_bmax = D_{max phôi}- D_{max tiện thô}= 30,207 – 28,507 = 1,7(mm)= 1700(mm)

Þ Lượng dư tổng cộng là:

          2Z_0min= 1500 + 555 + 372 + 90 = 2517 (mm)

2Z_0max = 1700 + 955 + 422 + 115 = 3192 (mm)

Bảng phân phối lượng dư:

* Kiểm tra:

                   2Z_0max - 2Z_0min = 3192 - 2517 = 675

                   d_phôi - d_{chi tiết} = 700 - 25 = 675

          Vậy kết quả tính toán đạt yêu cầu.

          Do thực tế nên chọn phôi là thép cán Æ30.

CHƯƠNG VI

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

1. Chọn vật liệu dụng cụ cắt

          Để tăng năng suất ta chọn:

                   + Vật liệu phần cắt: T15K6

                   + Vật liệu phần thân dao: Thép 45

2. Chọn kiểu dụng cụ cắt

          Với vật liệu gia công là P18 ta chọn kiểu dao tiện bậc suốt, đầu phải và trái có các thông số sau:

          B x H = 16 x 25

          L = 150

          m = 10

3. Chọn hình dáng mặt trước của dao

          Chọn mặt trước phẳng âm đơn có: f = 0,2 ¸ 0,5 (mm)

4. Chọn thông số hình học phần cắt

        Theo bảng 4-28; 4-29; 4-34; 4-35 [7], với lượng chạy dao S ³ 0,2mm/vg ta chọn:

          a = 8⁰;        g = 5⁰         ;         j = 30⁰;      

j₁ = 10⁰;     l = 4⁰.

5. Chọn trị số mòn cho phép của dao

          Theo bảng 4-37 [7] chọn h­_S = 1 (mm)

6.  Chọn tuổi bền của dao

          Theo bảng 43-9 [7] , với mảnh dao có chiều dày 4 mm ta có:

II. CHỌN CHIỀU SÂU CẮT t

          Chiều sâu cắt t được chọn phụ thuộc vào lượng dư gia công h và độ nhẵn bề mặt. Khi gia công thô, để nâng cao năng suất nên cắt một lần hết lượng dư nghĩa là t = h.

          - Theo phân bố lượng dư phần làm việc: 2Z_b = 1500 (mm) = 1,5 (mm)

          - Chiều sâu cắt t = = 0,75 (m)

          Nhưng do phôi có kích thước danh nghĩa là Æ30 nên:

                             t =  = 1,25 (m)

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:

                             S₁ £  (mm/vg)

          Trong đó:

          - W : Là môđun chống uốn của tiết diện thân dao

                             W =

                   B:  Là chiều rộng thân dao tại tiết diện nguy hiểm: B = 16

                   H: Là chiều cao thân dao tại tiết diện nguy hiểm: H = 25

                             W =  = 1666,7 (mm³)

          - [s_u]: ứng suất uốn cho phép của tiết diện thân dao, với thép 45 làm thân dao có [s_u] = 200 N/mm².

          - L: Là tầm với (khoảng cách từ mũi dao tới tiết diện nguy hiểm)

                   L = (1 ¸ 1,5). H = (1 ¸ 1,5). 25 = 25 ¸ 45. Lấy L = 25

          - C_Pz: Hệ số để tính lực cắt P_Z, theo bảng 4-54 [7] có C_Pz = 3000

          - X_Pz: Hệ số mũ xét đến ảnh hưởng của t tới P_Z, theo bảng 4-54 [7] có:

                             X_Pz = 1

          - Y_Pz: Hệ số mũ xét đến ảnh hưởng của lượng chạy dao S tới P_Z, theo bảng 4-54 [7] có:  Y_Pz = 0,75.

          - K_Pz: Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố tới lực cắt P_Z

                   K_Pz = K_mPz. K_fPz. K_gPz. K_lPz. K_rPz. K_hPz

          K_mPz: Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng của vật liẹu gia công tới lực cắt P_Z. Theo bảng 4-53 [7] ta có:

                   K_mPz = = = 1,04

          Các hệ số hiệu chỉnh K_fPz, K_gPz, K_lPz, K_rPz, K_hPz được tra trong bảng:

                   K_fPz = 1,08;          K_gPz = 1,1;            K_lPz = 1,0;

                   K_rPz = 0,89;           K_hPz = 1

          Vậy, K_Pz = 1,04. 1,08. 1,1. 1,0. 0,89. 1 = 1,0996

                             S₁ £ = 5,39 (mm/vg)

2. Xác định lượng chạy dao đảm bảo độ bền của cơ cấu chạy dao

          Theo công thức:

                   S₂ £   (mm/vg)

          Trong đó:

          - [P_m] : Là trị số lớn nhất của lực chiều trục tác dụng lên cơ cấu chạy dao mà vẫn đảm bảo độ bền của cơ cấu, với máy tiện 1A62 có [P_m] = 3600 (N).

          - C_Px : Là hệ số hiệu chỉnh, theo 4-54 [7] có: C_Px = 3390

          - X_Px : Là hệ số hiệu chỉnh, theo 4-54 [7] có: X_Px = 1,0

          - Y_Px : Là hệ số hiệu chỉnh, theo 4-54 [7] có: Y_Px = 0,5

                             K_Px = K_mPx. K_fPx. K_gPz. K_lPx. K_rPx. K_hPx

          Theo 4-55 [7] có:

                             K_mPz = = 1,206

          Các hệ số hiệu chỉnh K_fPx, K_gPx, K_lPx, K_rPx, K_hPx được tra trong bảng     4-56 [7]:

                   K_fPx = 0,78;          K_gPx = 1,0;            K_lPx = 0,85;

                   K_rPx = 1;               K_hPx = 1

          Vậy, K_Px =  0,78. 1,0. 0,85. 1. 1 = 0,8

                             S₂ £ = 1,1 (mm/vg)

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

                             S₃ £  (mm/vg)

          Trong đó:

          - K: Là hệ số phụ thuộc vào cách gá đặt. Khi chi tiết được cặp một đầu trong mâm cặp K = 3.

          - E : Là môđun đàn hồi của vật liệu gia công: E = 20.10⁴ N/mm².

          - J : Là mô men quán tính của tiết diện ngang của chi tiết gia công.

                             J =  =  = 26087 (mm⁴)\

          - [f] : Là độ võng cho phép của chi tiết gia công

                             [f] = 0,2 ¸ 0,4       Chọn [f] = 0,3

          - t : Là chiều sâu cắt, t = 0,75

Theo bảng 4-54 [7] ta có:

                   C_Py = 2430;          Y_Py = 0,6;             X_Py = 0,9

          Theo 4-55 [7] ta có:

                   K_mPy = = = 1,284

          Các hệ số hiệu chỉnh K_fPy, K_gPy, K_lPy, K_rPy, K_hPy được tra trong bảng                             K_fPy = 1,3;            K_gPy = 0,7;            K_lPy = 1;

                   K_rPy = 1;               K_hPy = 0,63

          Vậy, K_Py = 1,3. 0,7. 1. 1. 0,63 = 0,736

                             S₃ £ = 0,64 (mm/vg)

4. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh hợp kim cứng

S₄ £  (mm/vg)

          Trong đó:

          - [P_Z] : Là lực lớn nhất cho phép xác tác dụng lên mảnh hợp kim cứng. Theo bảng 4-57 [7] với mảnh hợp kim cứng có chiều dày 6 mm ta có:           [P_Z] = 1900 N. Đối với T15K6 giảm 10%.

S₄ £  (mm/vg)

          Các hệ số C_Pz; X_Pz; K_Pz đã được tính ở mục 1 phần III.

                             Vì S_m < S_min = 0,61 (mm/vg)

          Đối chiếu với lượng chạy dao dọc cảu máy ta chọn: S_m = 0,31 (mm/vg).

IV. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ CẮT V

                             V_T = . K_V (m/ph)     

          Trong đó:

- V_T: Vận tốc cắt ứng với tuổi bền 60’ của dao

          - t : Là chiều sâu cắt,      t = 0,75

          - S : Là lượng chạy dao, S = 0,31 (mm/vg)

          - m : Là số mũ hiệu chỉnh, m = 0,18 theo bảng 4-62 [7]

          - X_V : Là hệ số hiệu chỉnh, X_V = 0,3 theo bảng 4-62 [7]

          - Y_V : Là hệ số hiệu chỉnh, Y_V = 0,15 theo bảng 4-62 [7]

          - C_V : Là hệ số tính vận tốc cắt, C_V = 292 theo bảng 4-62 [7]

          - K_V : Là hệ số hiệu chỉnh xét tới các nhân tố khác nhau ảnh hưởng tới vận tốc cắt.

                   K_V = K_cn. K_m. K_p. K_d. K_hs. K. K_mt

          K_m = = 0,88 (bảng 4-63 [7])

          K_cn = 0,6 (bảng 4-59 [7])

          Theo bảng 4-64 [7] ta có:

                   K_p = 1;        K_d = 1;        K_hs = 1,1;            

K = 1;                   K_mt = 1,05

          Vậy, K_V = 0,88. 0,6. 1. 1,1. 1,05. 1.1 = 0,60984

                             V_T =  (m/ph)

          * Xác định số vòng quay n

          Số vòng quay lý thuyết được tính theo công thức:

                   n =  (v/ph) =  = 1505,4 (v/ph)

          Đối chiếu với lý lịch máy 1A616 ta thấy:

                   n_k = 1400 (v/ph) < n = 1505,4 (v/ph) < n_k+1 = 1800 (v/ph)

          + Phương án 1: Chọn số vòng quay n_k và giữ nguyên lượng chạy dao S_m (n = 1400 v/ph và S = 0,31 mm/vg)

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

                   S_k+1 = S_m () = 0,31 () = 0,135 (mm/vg)

          Đối chiếu với lý lịch máy, chọn S_K+1 = 0,13 (mm/vg)

          So sánh hai tích số:        n_k. S_k = 1400. 0,31 = 420

                                                n_k+1.S_k+1 = 1800. 0,13 = 243

                   n_k. S_k = 420 > 243 = n_k+1.S_k+1

                Vậy, để đảm bảo thời gian máy ta chọn phương án 1, nghĩa là:

n = 1400 (v/ph) và S = 0,31 (mm/vg)

          Vận tốc cắt thực là: V_t =  =  = 118,75 (m/ph)

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 [7] ta có:

                   C_Pz = 3000;           x_Pz = 1;         y_Pz = 0,75

n_Pz = - 0,15;          K_Pz = 1,0996

          Þ P_z = 3000. (0,75)¹. (0,31)^0,75. (118,75)^-0,15. 1,0996 = 456,57 (N)

          + Theo bảng 4-54 [7] ta có:

C_Py = 2430;           x_Py = 0,9;     y_Py = 0,6

n_Py = - 0,3;            K_Py = 0,736

          Þ P_y =   2430. (0,75)^0,9. (0,31)^0,6. (118,75)^-0,3. 0,736 = 142,63 (N)

+ Theo bảng 4-54 [7] ta có:

C_Px = 3390;           x_Px = 1;        y_Px = 0,5

n_Px = - 0,4;            K_Px = 0,8

          Þ P_x =   3390. (0,75)¹. (0,31)^0,5. (118,75)^-0,4. 0,8= 167,31 (N)

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

                   N_C =  £ N_đc. h

                   M_C =  £ [M_x]

          Với dao hợp kim cứng cần kiểm nghiệm: P_Z £ [P_Z]

          N_C =  £ 0,903 (Kw) < 4. 0,75 = 3 (Kw) = N_đc. h

          Vậy công suất cắt thoả mãn điều kiện cắt.

          [P_Z] - Lực cắt lớn nhất cho phép tác dụng lên mảnh hợp kim cứng. Theo bảng 4-57 [7] với mảnh có chiều dày 6 mm.

                   [P_Z] = 1900 N > P_Z = 456,57 (N)

          [M_X] =  =  = 54,0 (N.m)

          M_C =  = 6,85 (N.m)

                    M_C =6,85 (N.mm) < 54,0 N.m = [M_X]

          Vậy, quá trình cắt đảm bảo.

          * Thời gian máy T₀:

                    T₀ =  = 0,45 (phút)

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

1. Nguyên công cắt phôi

      Ở nguyên công này ta cắt phôi thép gió trên máy cưa đĩa 8Á66.

* Các thông số của dao:

+ Dao cưa đĩa có: D = 520;  b = 4;  z = 72

+Vật liệu làm dao: Thép gió.

+ Bước răng: e = 18,3 (mm)

+ Lượng chạy dao: Tra bảng 5-43[6] ta có: S_Z = 0,04 ¸ 0,07

Chọn S_Z = 0,05 (mm/vg)

+ Tốc độ cắt: Tra bảng 5-44 [6] ta có: V = 16 ¸ 22 (m/ph)

                   Chọn V = 22 (m/ph)

Vận tốc cắt phải thoả mãn: V £ [V]

                   [V] =

Trong đó:

e: Là bước răng của đĩa, e = 18,3

N: Là công suất động cơ máy, N = 7 Kw

C: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm cưa, theo bảng 10-51 [6] có: C = 150

          [V] =  = 24,14 (m/ph)

Vậy vận tốc cắt đã chọn thoả mãn điều kiện cắt

+ Chiều sâu cắt: t = 4 (mm)

+ Số vòng quay: n =  = = 17,2 (v/ph)

Theo máy chọn: n_m = 18 (v/ph)

- Thời gian cơ bản T₀:

                   T₀ =  » 1,44 (phút)

2. Nguyên công II: Khoả mặt đầu, khoan tâm, tiện thô phần chuôi

* Bước 1: Khoả mặt đầu

          + Máy: 1A616

          + Dao: Sử dụng dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6, kích thước dao:

                             B x H = 12 x 20; L = 150

          + Chiều sâu cắt: t = 2,6 (mm)

          + Lượng chạy dao S: Theo bảng 5-29 [6] ta có: S = 0,2 (mm/vg)

                   Theo máy chọn S_m = 0,228 (mm/vg)

          + Xác định vận tốc cắt và số vòng quay:

          Theo bảng 5-29 [6] với góc nghiêng chính j = 900 thì V_B = 140(m/ph)

                             V_tt = K_đc. V_B

          K_đc : Là hệ số điều chỉnh:                 

K_đc­ = K_ck. K_vc. K_­B

          K₁: Là hệ số ảnh hưởng của vật liệu gia công, theo bảng 3-52 [6] ta có:

                             K₁ = 0,70

          K₂: Là hệ số ảnh hưởng của chu kỳ tuổi bền của dao, theo bảng 5-37[6]

                             K₂ = 1,55

          K₃: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào sự làm lạnh

                             K₃ = 1

          Vậy K_đc = 0,7. 1,55. 1 = 1,085

                   Þ      V_tt = 1,085. 140 = 151,9 (m/ph)

                             n_tt =  =  = 1611,7 (v/ph)

          Theo máy ta chọn: n_m = 1400 (v/ph)

          Vận tốc cắt thực: V_T =  =  = 131,95 (m/ph)

          + Lực cắt: Theo bảng 5-40 [6] ta có:

                             P_Z = 90

          + Công suất cắt: N_C =  =  2,23 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = .i     (phút)

          Với:   - L: Là chiều dài gia công, L =

                   -Y₁: Là lượng ăn tới của dao: Y₁ = =

          - Y₂ : Là lượng vượt quá, thường lấy Y₂ = 1

Þ      T₀ =  = 0,064 (phút)

* Bước 2: Khoan tâm

          + Máy: 1A616

          + Dao: Mũi khoan tâm chuyên dùng, vật liệu: P18

          + Chiều sâu cắt: t =  =    = 2,5

          + Lượng chạy dao S, theo bảng 5-55 [6] ta có:

          Ta có: S_B = 0,08 (mm/vg), theo máy có S_m = 0,08 (mm/vg)

          Vận tốc cắt V_B, theo bảng 5-55 [6] ta chọn V_B = 12 (m/ph)

                   V_tt = V_B. K_đc = V_B. K_ck. K_TT.K_L. K_VL

          Theo bảng: 115-2; 116-2; 117-2 [6] ta có:

                   K_ck  : Là hệ số phụ thuộc chu kỳ bền, K_ck = 0,76

                   K_TT  : Là hệ số phụ thuộc vào trạng thái thép, K_TT = 1

                   K_L  : Là hệ số phụ thuộc vào chiều dài lô, K_L = 1

                   K_VL : Là hệ số phụ thuộc vào vật liệu, K_VL = 1

          V_tt = 12. 0,76. 1. 1. 1 = 0,92 (m/ph)

          n_tt  =  =  = 580,6 (v/ph)

          Theo máy ta chọn: n_m = 560 (v/ph)

          Vận tốc cắt thực: V_T =  » 8,8 (m/ph)

          + Công suất cắt: Theo bảng 11-2 [6] có: N_C = 0,8 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ =

          Với    - L : Là chiều dài gia công: L = 5 (mm)

                   - Y : Là lượng ăn tới: Y₁ = 2 (mm)

                   Þ  T₀ = = 0,16 (phút)

* Bước 3: Tiện thô phần chuôi

          + Máy: 1A616

          + Dao: T15K6 có: B x H = 12 x 12; a = 8⁰;        j = 90⁰;

L = 150 mm;                  g = 15⁰

          + Chiều sâu cắt t:

                             t =

          d₁: Là đường kính phần cổ dao,        d₁ = 24,2 sau tiện thô

                             t = (mm)

          + Lượng chạy dao: Theo bảng 10-2[6] có:

                     S_B = 0,4 (mm/vg), chọn theo máy có S_m = 0,39 (mm/vg)

          + Vận tốc cắt: Theo bảng 5-29 [6] có:

                     V_B = 120 (m/ph)

                     V_tt = V_B. K_đc = V_B. K₁. K₂. K₃

                     V_tt = 120. 0,7. 1,55. 1 = 139,5 (m/ph)

          + Số vòng quay:

                     n_tt =  = 1480 (v/ph)

          Chọn theo máy: n_m = 1400 (v/ph)

            Vận tốc cắt thực:

                     V_T = =  = 131,9 (m/ph)

          + Công suất cắt: Theo bảng 38-2 [6] có:

                     N_C = 1,6 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ =            (phút)

          Trong đó:

                     L : Là chiều dài gia công, L = 120

                     Y₁ : Là lượng ăn tới với góc j = 90⁰, Y₁ = 0

                             T₀ =  = 0,22 (phút)

3. Nguyên công III: Tiện thô phần làm việc và vát góc 2j

          + Máy: 1A616

          + Dao: T15K6

          + Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu

* Bước 1: Tiện thô phần làm việc

          Đã tính ở phần trước

*Bước 2: Vát góc 2j

          + Máy: 1A616

          + Dao: Sử dụng dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 có:

                     B x H = 12 x 20; j = 60⁰;       L = 150;     g = 15⁰.

          + Chiều sâu cắt t:

                     t = =  = 15 (mm)

          + Lượng chạy dao: Theo 5-1[6] có S_B = 0,3 (mm/vg), theo máy có:

                     S_m = 0,29

          Theo bảng 5029 [6] ta có:

                  V_B = 100 )m/ph)

                  V_tt = V_B. K_đc = V_B. K₁. K₂. K₃ = 100. 0,7. 1,55. 1 = 108,5 (m/ph)

          + Số vòng quay n:

                     n_tt =  = 1151,2 (v/ph)

          Chọn theo máy: n_m = 1120 (m/ph)

          Vận tốc cắt thực:

                     V_T =  = 105,5 (m/ph)

          + Công suất căt: Theo bảng 28-2 [6] ta có:

                     N_C = 1,7 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀=

                     L = Y₁ = t.cotgj60⁰ = 8,66 (mm)

                             T₀ =  = 0,05 (phút)

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

*Bước 1: Tiện phần chuôi

          + Máy: 1A616

          + Dao: T15K6 có j = 90⁰.

          + Đồ gá: Mũi tâm, kẹp tốc

          + Dụng cụ đo: Thước cặp

          + Chiều sâu cắt t:

                     t =  = 4,05 (mm)

          + Lượng chạy dao S:

                     Theo 5-29 [6] với j = 90⁰ có S_B = 0,2 (mm/vg)

                     Theo máy chọn S_m = 0,228 (mm/vg)

          + Vận tốc cắt V:

                     Theo 5-29 [6] ta có: V_B = 140 (m/ph)

                     V_tt = V_B. K_đc  (với K_đc = 1,085)

                     V_tt = 140. 1,085 = 151,9 (m/ph)

          + Số vòng quay tính toán n_tt:

                     n_tt =  =  = 2006,2 (v/ph)

          Theo máy chọn n_m = 1800 (v/ph)

          + Vận tốc cắt thực: V_T =  = 136,3 (m/ph)

          + Lực cắt P_Z:

                     Theo 5-40 [6]  ta có P_Z = 90

          Công suất cắt N_C =  = 2,0 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ =  = 0,03 (phút)

*Bước 2: Vát mép 1 x 45⁰

          + Máy: 1A616

          + Dao: T15K6 

          + Chiều sâu cắt t:

                     t = 1. tg45⁰ = 1. 1 =1 (mm)

          + Lượng chạy dao S bằng tay.

          + Vận tốc cắt V:

                     V = 136,9 (m/ph)

          + Tốc độ cắt n:

                     n = 1800 (v/ph)

*Bước 3: Tiện cổ dao

          + Máy: 1A616

          + Dao: T15K6 có B x H = 12 x 20;    L = 150;    a = 8⁰;         g = 15⁰

                     a = 12 (với a là chiều rộng dao)

          + Chiều sâu cắt t:

                     t =  = 2,85 (mm)

          + Lượng chạy dao S:

                     Theo 5-1 [6] có S = 0,08 (mm/vg)

                     Theo máy chọn S_m = 0,08 (mm/vg)

          + Vận tốc cắt V:

          Theo 5-29 [6] có V_B = 90 (m/ph)

                     V_tt = V_B. K₁. K₂. K₃

          Theo bảng 3-36; 5-38; 5-35 thì:  K₁ = 1;     K₂ = 1,54;   K₃ = 1

                     V_tt = 107.1 .1 1,54. 1 = 138,6 (m/ph)

          + Số vòng quay tính toán:

          n_tt =  = 1827,3 (v/ph)

          Theo máy chọn n_m = 1800 (v/ph)

          + Vận tốc cắt thực:

                      V_T =  = 136,8 (m/ph)

          + Công suất cắt N_C:

                     N_C =  = 2,01 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                     T₀ =  =  = 0,02 (phút)

5. Nguyên công V: Tiện tinh phần làm việc

          + Máy: 1A616

          + Dao: Dao tiện ngoài đầu cong gắn mảnh HKC T15K6 có:

                     B x H = 12 x 20, j = 45⁰;      g = 0

          + Đồ gá: Kẹp tốc, mũi tâm

          + Dụng cụ đo: Thước cặp số

          + Chiều sâu cắt t:

                     t = 0,3 9mm) đã tính ở phần lượng dư

          + Lượng chạy dao S:

                     Theo bảng 5-4 [6] với bán kính mũi dao r = 2 và R₂ = 10,

                             có S = 0,15 ¸ 0,25

                     Nhưng khi V_C > 50 (m/ph) thì S được nhân với 1,25  

                     Vậy S_B = (0,15 ¸ 0,25). 1,25 = 0,1875 ¸ 0,3125

                     Theo máy chọn S_m= 0,31 (mm/vg)

          + Vận tốc cắt V:

                     Theo bảng 5-29 [6] ta có: V_B = 150 (m/ph)

                             V_tt = V_B. K₁. K₂. K₃

                     Trong đó K₁ = 0,75;     K₂ = 1,55;   K₃ = 1

                             V_tt = 150. 0,75. 1,55. 1 = 174,4 (m/ph)

          + Số vòng quay n:

                     n_tt =  = = 2055,75 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_m = 1800 (v/ph)

          Vận tốc cắt thực V_T =  =  = 152,68 (m/ph)

          + Công suất cắt N_C: Theo bảng 5-40 [6] ta có:

                             P_Zb = 50 (N);         P_Z = P_Zb. K_PL. K_PZ

                     Theo bảng 5-41 và 5-42 [6] có : K_PL = 0,85, K_PZ = 1 (g = 0)

                     P_Z = 50. 0,85. 1 = 42,5 (N)

                     Þ N_C =  = 1,06 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ =

          L : Là chiều dài cắt, L = 185

          Y₁ : Là lượng ăn tới; Y₁ = t. cotgj = 0,4. cotg45⁰ = 0,4

          Y₂ : Là lượng vượt quá: Y₂ = 2

                     Þ T₀ =  = 0,34 (phút)

6. Nguyên công VI: Tiện tinh chuôi côn

          + Máy: 1A616

          + Dao: Dao tiện ngoài đầu cong gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 có:

                     B x H = 12 x 20; L = 150;  j = 45⁰ ;   g = 0

          + Đồ gá: Mâm cặp, kẹp tốc, dưỡng chép hình

          + Chiều sâu cắt t:  t = 2,5

          + Lượng chạy dao S:

                     Theo 5-4 [6]  với bán kính mũi dao r = 2 và R₂ = 10

                             và có S = 0,15 ¸ 0,25.

                     Khi V_C > 50 (m/ph) thì S nhân với 1,25

                     Þ S_B = 1,25. (0,15 ¸ 0,25) = 0,1875 ¸ 0,3125

                     Theo máy chọn S_m = 0,31 (mm/vg)

          + Vận tốc cắt V:

                     Theo 5-29 [6] có V_B = 150 (m/ph)

                     V_tt =  V_B. K_đc  = V_B. K₁. K₂. K₃

                     Trong đó K₁ = 0,75;     K₂ = 1,55;   K₃ = 1

                             V_tt = 150. 0,75. 1,55. 1 = 174,4 (m/ph)

          + Số vòng quay n:

                     n_tt =  = = 2220,5 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_m = 2240 (v/ph)

          Vận tốc cắt thực V_T =  =  = 175,2 (m/ph)

          + Công suất cắt N_C: Theo bảng 5- 40 [6] ta có:

                             P_Zb = 50 (N);         P_Z = P_Zb. K_PL. K_PZ

                     Theo bảng 5-41 và 5-42 [6] có : K_PL = 0,85, K_PZ = 1 (g = 0)

                     P_Z = 50. 0,85. 1 = 42,5 (N)

                     Þ N_C =  = 1,22 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ =

          L : Là chiều dài cắt, L = 89

          Y₁ : Là lượng ăn tới; Y₁ = 0,45

          Y₂ : Là lượng vượt quá: Y₂ = 2

                     Þ T₀ =  = 0,13 (phút)

7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt

          + Máy: 6H82

          + Dao: Dao phay đĩa 3 mặt: D = 75 (mm), B = 20 (mm), z = 18 (mm)

          Vật liệu làm dao: Thép gió P18

          + Đồ gá: Chuyên dùng

          + Dụng cụ đo: Thước cặp

          + Chiều sâu phay: t = 20

          + Chiều rộng phay: B =

          + Lượng chạy dao S_Z: Theo bảng 5-75 [6] có:

                     S_Z = (0,03 ¸ 0,02) mm/răng, chọn S_Z = 0,02 (mm/răng)

          + Vận tốc cắt: Theo bảng 5-151 [6] ta có: V_B = 49 (m/ph)

                     V_tt = V_B. K₁. K₂. K₃. K₄. K₅

          Trong đó:

          K₁ : Là hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công, theo 5-97 [6] có: K₁ = 0,69.

          K₂ : Là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công, theo 5-98 [6]   có: K₂ = 1.

          K₃ : Là hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, theo 5-100 [6] có:    K₃ =1

          K₄ : Là hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay, theo 5-101 [6] có:         K₄ = 1,12

          K₅ : Là hệ số phụ thuộc vào dạng gia công, theo 5-102 [6] có: K₅ = 0,8

                             K = 0,69. 1. 1. 1. 1,12. 0,8 = 0,618 (m/ph)

                     Þ V_tt = 0,618. 49 = 30,3 (m/ph)

          + Tốc độ quay n:

                     n_tt =  = 128,57 (v/ph)

          Chọn theo máy: n_m = 118 (v/ph)

          + Vận tốc cắt thực V_T =  = 33,36 (m/ph)

          + Lượng chạy dao phút S_P:

                     S_p = n. z. S_Z = 118. 12. 0,05 = 70,8 (mm/ph)

          + Công suất cắt

                     Theo bảng 5-154 [6] ta có: N_C = 1 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = . i

                     L : Là chiều dài gia công, L = 20

                     Y₁ : Là lượng ăn tới: Y₁ =  = 28,2

                     Y₂ : Là lượng vượt quá, Y₂ = 0

                     i : Là số lần cắt: i = 1

                Þ T₀ = . 1 = 0,68 (phút)

8. Nguyên công VIII: In nhãn

          Nội dung in: ĐH………… - Æ27 - P18

9. Nguyên công IX: Phay rãnh xoắn và lưng

          + Máy: 6H82

          + Dao: Dùng dao phay định hình có prôfin trùng với prôfin rãnh mũi khoan và có phần côn định hình để phay hớt lưng.

                     Vật liệu làm dao: P18

                     Đường kính dao: D = 90 (mm);                 z = 12 (răng)

                     Đường kính lỗ: d = 30 (mm)

          + Đồ gá: Đầu phân độ yÄÃ 135, mũi tâm, kẹp tốc

          + Dụng cụ đo: Dưỡng kiểm

          + Chiều sâu cắt t:

                             t =

                     D : Là đường kính mũi khoan, D = 27

                     d₀ : Là đường kính lõi mũi khoan, d₀ = 7

                             t =  = 10 (mm)

          + Chiều rộng cắt B:

                     Chiều rộng cắt B bằng chiều rộng rãnh xoắn: B = 20 (mm)

          + Lượng chạy dao dọc: S_d = S_k = 141,2 (mm/vđ)

          + Lượng chạy dao S_Z:

                     Theo bảng 5-150 [6] chọn S_Z = 0,05 (mm/răng)

          + Vận tốc cắt V: Theo bảng 5-151 [6] chọn V_B = 50 (m/ph)

                     V_tt = V_B. K_đc   (với K_đc = 0,618 đã tính ở nguyên công VII)

                             Þ V_tt = 50. 0,618 = 30,91 (m/ph)

          + Số vòng quay n:

                     n_tt =  =  = 109,32 (v/ph)

                     Theo máy chọn n_m = 118 (v/ph)

          Vận tốc cắt thực: V_T = = 27,8 (m/ph)

          + Lượng chạy dao phút: S_p = n. z. S_Z

                                  S_P = 118. 18. 0,02 = 42,48 (mm/ph)

          + Công suất cắt:

                     Theo bảng 5-154 [6] công suất cắt là: N_C = 1,1 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                                      T₀ = . i

                     L : Là chiều dài gia công, L = 185

                     Y₁ : Là lượng ăn tới: Y₁ = 0,5 (D - + 1,5)

                                                      = 0,5 (75 - + 1,5) = 2,1 (mm)

                     Y₂ : Là lượng vượt quá, Y₂ = 0

                     i : Là số lần cắt: i = 1

                             Þ T₀ = . 1 = 4,4 (phút)

10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện

          - Khi nung để tôi thép gió P18, để tránh ứng suất nhiệt làm biến dạng cong vênh chi tiết ta nâng nhiệt độ lên làm ba giai đoạn:

                   + Giai đoạn 1: 300 ¸ 500⁰C

                   + Giai đoạn 2: 540 ¸ 860⁰C

                   + Giai đoạn 3: 1050 ¸ 1100⁰C

          Nhiệt độ nung nóng cuối cùng để tôi là 1270⁰C, để tránh ôxy hóa bề mặt và thoát các bon ta nung trong lò muối clorua bari (BaCl₂) nóng chảy ở nhiệt độ1000 ¸ 1300 ⁰C, có thêm các chất hoàn nguyên như hàn the, fêrôxilic.

          - Số lượng 3 ¸ 4 chiếc trên một lần.

          - Làm nguội trong môi trường muối khoáng KNO₃.

          - Sau nhiệt luyện mũi khoan phải đạt độ cứng HRC 62 ¸ 65.

          - Thép được tôi ở nhiệt độ cao gần 1300⁰C, song lại là dẫn nhiệt độ kém nên khi nung phải nung làm nhiều lần để tránh bị nứt. Khi tôi song thép gió phải ram nhiều lần với mục đích làm cho ôstenit dư tiếp tục chuyển thành mactenxit ram. Muốn làm tăng hiệu quả khi ram, người ta phải ram  từ 2 ¸ 4 lần, mỗi lần một giờ ở nhiệt độ cao từ 560 ¸ 600⁰C.

          Tổ chức của thép là: M tôi + 30% g dư + 15 các bít, g dư quá nhiều nên thép tôi chưa đạt độ cứng cao, vì vậy phải ram nhiều lần.

12. Nguyên công XII: Mài sửa lỗ tâm

          + Máy: 2H118

          + Dao: Mũi khoét hợp kim cứng có góc j = 60⁰

          + Vận tốc cắt: V = 9 (m/ph)

          + Số vòng quay: n = 5400 (v/ph)

          + Lượng chạy dao: S bằng tay.

13. Nguyên công XIII: Mài góc 2j

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài 250 x 20 x 80 G-40-MV1G

          + Đồ gá: Chuyên dùng

          + Dụng cụ đo: Dưỡng kiểm

          + Chiều sâu cắt t:

                     Theo bảng 5-55 [6] có: t = 0,02 (mm/vg)

          + Lượng chạy dao: S = t = 0,02 (mm/vg)

          + Vận tốc đá mài: Theo bảng 5-55 [6] có:

                             V_đ = (18 ¸ 25) m/s         Chọn V_đ = 20 (m/s)

          + Số vòng quay của đá: n_đ

                             n_đ =  =  = 1527 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_đ = 1620 (v/ph)

          Vận tốc thực của đá:

                     V_Tđ = =  = 21,2 (m/s)

          + Vận tốc của chi tiết:

                     Theo 5-55 [6] có V_ct =  (1 ¸ 3) m/ph;        Chọn V_ct = 2 (m/ph)

          + Số vòng quay của chi tiết:

                     n_ct =  = = 23,5 (v/ph)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = 1,3.= 1,06 (phút)

14. Nguyên công XIV: Mài rãnh xoắn

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài định hình có prôfin giống biến dạng của rãnh mũi khoan có: D_đ = 400; B = 20; d = 80; C_t20MV1G

          + Đồ gá: Mâm cặp, ống kẹp đàn hồi

          + Dụng cụ đo: Dưỡng kiểm

          + Chiều sâu cắt t:

                     Theo 5-55 [6] có t = 0,01 (mm/htk)

                     Chiều sâu cắt t cũng chính là S_r = t = 0,01 (mm/htk)

          + Lượng chạy dao dọc: S_d = 141,2 (mm/vđ).

          + Lượng chạy dao dọc S_t: (Đá mài quay tròn tại chỗ, bàn máy mang phôi tịnh tiến, phôi vừa quay vừa tinh tiến).

                     S_t = 0,3. B = 0,3. 20 = 6 (mm/vg)

          + Vận tốc của đá và của chi tiết:

                     Theo bảng 5-55 [6] có:           V_đ = 30 (m/s)

                                                          V_ct = 1,5 (m/ph)

          + Số vòng quay của đá và chi tiết:

                     n_đ =  =  = 1432 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_đ = 1410 (v/ph)

                             n_ct = = 17,7 (v/ph)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = 1,3.= 2,07 (phút)

15. Nguyên công XV: Mài thô phần chuôi côn

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài 400 x 20 x 80 C_n50MV1G

          + Đồ gá: Kẹp tốc, mũi tâm

          + Chiều sâu cắt t:

                     Theo 5-55 [6] có t = 0,025 (mm/htk) = S_r

          + Vận tốc của đá và chi tiết:

                     V_đ = 30 (m/s);     V_ct = 25 (m/ph);    S_d = 2 (mm/vg)

          + Số vòng quay của đá và chi tiết:

                     n_đ =  =  = 1432 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_đ = 1410 (v/ph)

          Vận tốc thực của đá: V_Tđ = = 29,53 (m/s)

                     n_ct = = 331 (v/ph)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = 1,3.= 0,034 (phút)

          Trong đó:    L: là chiều dài gia công, L = 85

                             H: Là chiều dày gia công, h = 0,3

16. Nguyên công XVI: Mài tinh chuôi côn

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài 350 x 20 x 80 C_T20-MV1G

          + Đồ gá: Kẹp tốc, mũi tâm

          + Dụng cụ đo: Ống cônmooc, mẫu để so sánh bề mặt

          + Chiều sâu cắt t:  t = 0,01 (mm/htk) 

          + Vận tốc của đá và chi tiết:

          Theo bảng 5-55 [6] có:

                     V_đ = 30 (m/s);     V_ct = 35 (m/ph);   

          + S_dọc = 1 (mm/ph)

          + Số vòng quay của đá và chi tiết:

                     n_đ =  =  = 1637 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_đ = 1620 (v/ph)

          Vận tốc thực của đá: V_Tđ = = 29,7 (m/s)

          Vận tốc của chi tiết: V_ct = 35 (m/ph)

                     n_ct = = 464 (v/ph)

                     Chọn n_ct = 400 (v/ph)

          Vận tốc cắt thực của chi tiết: V_Tct = = 30,2 (m/s)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = » 0,02 (phút)

17. Nguyên công XVII: Mài thô phần làm việc

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài phẳng 350 x 20 x 80 C_n40-MV1G

          + Đồ gá: Mũi tâm, kẹp tốc.

          + Dụng cụ đo: Thước cặp số

          + Chiều sâu cắt t: Theo bảng 5-55 [6] có:

                      t = 0,01 ¸ 0,025 (mm) = S_r

                     Chọn t = S_r = 0,025 (mm)

          + Vận tốc của đá mài và của chi tiết:

          Theo bảng 5-55 [6] có:

                     V_đ = 30 (m/s);     V_ct = 25 (m/ph);   

                     S_dọc =  2 (mm/ph)

          + Số vòng quay của đá và chi tiết:

                     n_đ =  =  = 1637 (v/ph)

                             Chọn theo máy: n_đ = 1620 (v/ph)

          Vận tốc thực của đá: V_Tđ = = 29,7 (m/s)

                     n_ct = = 294,7 (v/ph)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                     T₀ = » 0,62 (phút)

18. Nguyên công XVIII: Mài tinh phần làm việc

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài 250 x 20 x 80 C_T20-MV1G

          + Đồ gá: Kẹp tốc, mũi tâm

          + Dụng cụ đo: Thước cặp số

          + Chiều sâu cắt t:  Theo bảng 5-55 [6] có:

                     t = 0,01 (mm/htk) 

          + Vận tốc của đá và chi tiết:

                     V_đ = 21 (m/s);     V_ct = 1,5 (m/ph);  

          + S_dọc = 1 (mm/ph)

          + Số vòng quay của đá và chi tiết:

                     n_đ =  =  = 1640,3 (v/ph)

                             Chọn theo máy: n_đ = 1620 (v/ph)

          Vận tốc thực của đá: V_Tđ = = 21,2 (m/s)

                     n_ct = = 17,7 (v/ph)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

                             T₀ = » 2,75 (phút)

19. Nguyên công XIX: Mài sắc mặt sau

          + Máy: 3Á12

          + Dao: Đá mài hình chậu 400 x 80 x 100 C_T16-MV2G

          + Đồ gá: Chuyên dùng

          + Dụng cụ đo: Dưỡng kiểm

          + Chiều sâu cắt t: Theo 5-55 [6] có:

                              t = 0,01 (mm/htk) 

          + Lượng chạy dao: S = 0

          + Vận tốc của đá mài: V_đ = 25 (m/s)

          + Số vòng quay của đá và chi tiết:

                     n_đ =  =  = 1193 (v/ph)

                     Chọn theo máy: n_đ = 1148 (v/ph)

          Vận tốc thực của đá: V_Tđ = = 24,52 (m/s)

          + Công suất cắt: Theo 5-205 [6] có N_C = 2 (Kw)

          + Thời gian máy T₀:

20. Nguyên công XX: Cắt thử

          + Máy: 2A135

          + Dao: Mũi khoan Æ27 - P18

          + Vật liệu cắt thử: Thép 45

          + Chiều sâu cắt t: t =  = 13,5 (mm)

          + Lượng chạy dao S:

                     Theo bảng 5-25 [6] có: S = 0,32 (mm/vg)

          + Vận tốc cắt V:

                             V =

                     K_y = K_MV. K_UV. K_LV. K_NV

          Theo 5-28 [6] có: C_V = 7,0;  q = 0,4; y = 0,7;       m = 0,2;  x = 0   

          Theo 5-1 và 5-2 có: K_MV = 1.

          Theo 5-5 có: K_NV = 1

          Theo 5-6 có: K_UV = 0,3

                             K_LV = 1

                     Þ V =  = 0,95 (m/ph)

          + Số vòng quay n:

                     n =  = 112,7 (vg/ph)

           Theo máy chọn: n_m = 100 (vg/ph)

+ Thời gian máy T₀:

                             T₀ =

           L = 10;      Y₁ = .cotg60⁰+1 = 9;           Y₂ = 2

                   Þ T₀ =  = 0,66 (phút)

          * Số lượng mũi khoan cắt thử:

                     S_ct = 0,03. N_i

          Trong đó:

          - N_i là sản lượng cơ khí: N_i = 10800 (chi tiết)

          - S_ct là số lượng mũi khoan đem cắt thử

                     S_ct = 0,3. 10800 = 324 (chi tiết)

          Lấy S_ct = 325 (chi tiết)

21. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra

          - Độ cứng phần làm việc đạt HRC 62 ¸ 65

          - Độ cứng phần chuôi đạt HRC 42 ¸ 45

          - Độ đảo hướng kính trên toàn bộ chiều dài của bề mặt làm việc đối với chuôi mũi khoan không lớn hơn 0,1 mm.

          - Các phần còn lại lấy dung sai theo cấp chính xác 11.

22. Nguyên công XXII: Bao gói nhập kho

CHƯƠNG VII

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

A. NHIỆM VỤ VÀ CÔNG DỤNG CỦA ĐỒ GÁ

          Đồ gá là trang bị công nghệ trực tiếp làm nhiệm vụ định vị và kẹp chặt chi tiết trong quá trình gia công. Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết gia công thì vị trí tương đối giữa chi tiết gia công và dao cắt phải được xác định đúng đồng thời phải ổn định trong quá trình gia công.

          Việc thiết kế ra đồ gá phù hợp trong quá trình công nghệ mang ý nghĩa kinh tế và nó rút ngắn được thời gian phụ (định vị, kẹp chặt, tháo lắp) đồng thời có thể gia công được nhiều chi tiết cùng một lúc do đó giảm được thời gian gia công, giảm nhẹ sức lao động.

          Khi tính toán thiết kế đồ gá phải đảm bảo các yêu cầu sau:

          - Đảm bảo độ chính xác trong quá trình gia công chi tiết.

          - Tháo lắp nhanh và an toàn khi sử dụng

          - Hiệu quả kinh tế cao, đơn giản khi sử dụng

B. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ DAO PHHAY ĐUÔI DẸT

1. Giới thiệu về đồ gá

          - Nguyên công phay chuôi dẹt chi tiết được định vị nhờ mặt trụ Æ27 (khống chế 04 bậc tự do) và phần vát góc 2j (khống chế 01 bậc tự do)

          - Sử dụng khối V dài và thanh kẹp, kẹp chặt chi tiết dùng bu lông. Để tăng năng suất ta chọn gá 4 chi tiết trên một lần gá.

2. Tính lực kẹp

          - Sử dụng dao phay đĩa 3 mặt có: D = 75 (mm); b = 20 (m); số răng  Z = 18.

          - Chiều rộng phay: B = 4,05  (mm)

          - Chiều sâu phay: t = 20 (mm)

          - S_z: Lượng chạy dao răng, S_z = 0,02 (mm/răng)

          - n: số vòng quay, n = 118 (vg/ph)

          Theo công thức: P_z = C_P. t^xP. S^yP. z^zP. B^qp. K₁. K₂. K₃

          Với C_P = 82;         x_P = 1,1;         y_P = 0,8; Z_P = 0,95; q_P = -1,1

          K₁ = 1; K₂ = 1; K₃ = 1,2

Vậy:

          P_Z = 82.(20)^1,1. (0,02)⁰⁸. (18)^0,95. (4,05)^-1,1. 1,1. 1,2 = 388,38 (kg)

3. Tính lực kẹp

          Lực cắt R được phân ra làm 2 thành phần là:  và

          Từ sơ đồ gá kẹp ta nhận thấy chỉ có thành phần gây uốn và làm lật chi tiết, còn chỉ gây nén không làm ảnh hưởng đến đồ gá.

Để chi tiết không bị lật ta phải tác động một lực kẹp là W, thoả mãn:

                             åM_A = W.L₂ – P_n. L₁ = 0

                             Û W =

          Khi phay: P_n = (1 ¸ 1,2). P_Z = 388,38. (1 ¸ 1,2) = 388,8 ¸ 466 (kg)

          Khi gia công hai mặt của chi tiết đồng thời bằng hai dao thì:

                                                P_nå = 2. P_n

          Vậy: W_å =  = 1624 (kg)

4. Tính đường kính bu lông

          Do gá đối xứng (l₁ = l₂) nên: Q = 2.W = 2. 1624 = 3248 (kg)

          Theo công thức: d ³

          [s_b] là giới hạn bền cho phép, với vật liệu chế tạo bu lông là thép 45 có: [s_b] = 61 (kg/mm²).

          K là hệ số an toàn, K = 1,5

          Þ      d ³ = 9,01 (mm)

          Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính bu lông: d = 10 (mm).

5. Tính sai số chế tạo của đồ gá

          Tính sai số chế tạo của đồ gá đảm bảo kích thước gia công nằm trong giới hạn cho phép nghĩa là tổng các sai số xuất hiện phải nhỏ hơn dung sai của chi tiết gia công.

          Theo công thức:

                   [e_CT] =

          Với:   [e_CT] : Là sai số chế tạo cho phép của đồ gá

                   [e_gđ] : Là sai số gá đặt cho phép

                             [e_gđ] =             Có S = 200 mm

                             Þ      [e_gđ] =  = 66 (mm)

                   e_C : Là sai số chuẩn do định vụ không trùng gốc kích thước gây ra

                                                e_C =

                   Với    d_D = 50 (mm) là dung sai đường kính mặt định vị

                             a = 90⁰ là góc khối V.

                             Vậy, e_C =  = 35 (mm)

                   e_K : Là sai số gá kẹp

                                      e_K =

                             e_K = 93 (mm)

                   e_m : Là sai số do mòn đồ gá gây ra: e_m = b.

Với b là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị khi gá trên khối V,  có b = 0,3.

N  = 20.880 là hệ số chi tiết gia công trên một đồ gá.

        Vậy, e_m = 0,3.  = 43 (mm)

e_đ/c : Là sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Lấy e_đ/c = 5 (mm).

                   [e_CT] = 85 (mm).

6. Yêu cầu kỹ thuật

          - Vật liệu chế tạo khối V là thép 20X độ cứng HRC 50 ¸ 58.

          - Độ nhẵn các bề mặt tỳ đặt Ñ8

          - Độ không song song giữa các đường tâm khối V

                             V £ 0,03/ 100 mm chiều dài

          - Độ không vuông góc giữa đường tâm và khối V

                             V £ 0,05/ 100 mm chiều d           

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]- Giáo trình Dụng cụ cắt kim loại -Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN

 [2]- Công nghệ chế tạo DCC - PALEI                 

 [3]- Thiết kế DCC kim loại tập I và II

 [4]- Mài sắc dụng cụ cắt POPOV - DIBNER- KAMENKOVITS (Sách dịch)

 [5]- Dụng cụ cắt  và dụng  cụ phụ - Trần Văn Địch

 [6]- Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

 [7]- Hướng dẫn thiết kế đồ án dao cắt - Trường ĐH KTCN Thái Nguyên

 [8]- Sổ tay nhiệt luyện - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"