MỤC LỤC

MỤC LỤC. 2

LỜI NÓI ĐẦU. 1

NỘI DUNG CỦA TÍNH TOÁN VÀ THUYẾT MINH. 5

1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:. 5

2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:. 6

3. Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. 7

4. Xác định dạng sản xuất. 8

5. Chọn phương pháp chế tạo phôi:. 9

6. Trình tự gia công cho chi tiết. 10

6.1. Xác định đường nối công nghệ. 10

6.2. Chọn phương pháp gia công. 10

6.3. Lập tiến trình công nghệ: 11

6.4. Thiết kế các nguyên công. 12

7. Tính lượng dư cho mỗi bề mặt gia công. 21

7.1. Xác định lượng dư khi gia công bề mặt f130h11 (Ra = 1,25 mm). 21

7.2. Tính lượng dư của các bề mặt còn lại. 24

8. Tính chế độ cắt. 25

8.1. Tốc độ cắt khi khoan được xác định như sau: 25

8.2. Momen xoắn M_x và lực chiều chục P_o. 26

9. Tính thời gian gia công cơ bản cho mỗi nguyên công. 27

9.1. Nguyên công 3: Gia công tạo chẩn. 28

9.2. Nguyên công 4: Khoả mặt đầu, khoan lỗ và tiện tinh lỗ. 28

9.3. Nguyên công 5: Gia công mặt tròn xoay đạt f 130h11 mm. 29

9.4. Nguyên công 6: Khoan bốn lỗ f8 mm. 30

9.5. Nguyên công 7

9.6. Nguyên công 10

10. Thiết kế đồ gá. 31

10.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá. 31

10.2. Xác định phương pháp định vị: 32

10.3. Kết cấu chi tiết dùng để định vị. 32

10.4. Vị trí của chi tiết khi gia công cơ: 33

10.5. Xác định phương chiều và điểm đặt lực của lực cắt và lực kẹp chặt. 33

10.6. Xác định lực kẹp chặt cần thiết. 34

10.7. Xác định cơ cấu sinh lực kẹp chặt. 36

10.8. Chọn cơ cấu dẫn hướng và so dao. 37

10.9. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_CT. 37

10.10. Các chi tiết đã sử dụng trong đồ gá. 38

KẾT LUẬN 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO. 41 

LỜI NÓI ĐẦU

          Cơ khí là một ngành công nghiệp nặng. Nó có nhiệm vụ là chế tạo và sửa chữa các loại máy móc phục vụ trực tiếp cho quá trình sản xuất tạo ra của cải vật chất cho xa hội. Cho nên việc đầu tư để phát triển ngành cơ khí hiện đang là mối quan tâm đặc biệt của đảng và nhà nước ta.

Việc phát triển ngành cơ khí phải được tiến hành đồng trên cả hai lĩnh vực phát triển nguồn nhân lực và các trang bị công nghệ hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu xã hội là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực …

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.

          Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo:………………, đến nay em đã hoàn thành xong đồ án môn học đã được giao. Tuy nhiên do kinh nghiệm thực tế trong sản xuất còn ít ỏi, nên trong quá trình tính toán và thiết kế vẫn chưa lường các yếu tố phát sinh khi sản xuất, cho nên sẽ gặp phải sai sót nhất định. Cho nên em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để khi làm đồ án tốt nghiệp sẽ hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn. 

                                                                                                                            …….., Ngày …. tháng… năm 20…..

                                                                                                                 Sinh viên thực hiện

                                                                                                                      ………………

NỘI DUNG CỦA TÍNH TOÁN VÀ THUYẾT MINH

1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Theo đề bài ta phải ‘Thiết kế qui trình công nghệ để chế tạo bánh răng trụ răng thẳng có m = 5 mm và Z = 24 răng  với sản lượng 5000 (chi tiết/năm). Với điều kiện sản xuất phù hợp với nền cơ khí ở Việt Nam. Có hình dạng như sau:

.......................................................................................................

.......................................................................................................

............................

Bánh răng cần chể tạo yêu cầu được chế tạo từ thép 40X tương đương với thép hợp kim 40Cr.  Thành phần hoá học của thép 40X như sau.

Việc cho thêm hàm lượng Cr sẽ cải thiện khả năng thấm Cacbon trong khi nhiệt luyện. Điều đó sẽ làm cho cơ tính của bánh răng đáp ứng nhu cầu làm việc của chi tiết. Vì độ cứng tăng đồng nghĩa với tính chống mài mòn tăng sẽ làm thời gian sử dụng bánh răng cũng tăng đáng kể.

2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Ta đã biết rằng kết cấu của một chi tiết ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình công nghệ chế tạo do đó cũng ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và chất lượng của sản phẩm cùng độ bền khi làm việc. Vậy ngay từ khi thiết kế đối với bánh răng thẳng cần chú ý tới kết cấu và hình dạng bề mặt như sau.

............................................................................................................

.........................................

Căn cứ theo những nét công nghệ điển hình cần có đối với bánh răng, ta tiến hành so sánh với kết cấu của bánh răng cần gia công nhận thì  thấy rằng có một số điểm hợp lý và bất hợp lý như sau:

..............................................................................................................

........................................

Do đó ta có 3 phương án sử đổi kết cấu như sau:

Trong cả ba phương án trên thì mỗi phương án đều có ưu điểm và nhược điểm nhất định. Tuy nhiên phương án 2 là phù hợp hơn cả vì nó khống những đáp ứng việc sử dụng tiết kiệm nguyên vật liệu được đồng thời giúp cho quá trình gia công có năng suất cao. 

3. Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.

Nhận thấy rằng trong kết cấu của bánh răng ta cần chế tạo không có rãnh lắp then truyền mômen xoắn. Do đó trong quá trình làm việc bánh răng sẽ là chi tiết chung gian, có nhiệm vụ chuyền chuyển động từ trục này tới trục khác một cách gián tiếp. Vậy để đảm bảo rằng bánh răng ta chế tạo hoàn thành tốt nhiệm vụ của nó thì khi chế tạo ta phải chú ý tới các yêu cầu kỹ thuật sau:

..............................................................................................................

........................................

§ Kết cấu như trên cho phép khi làm việc bánh răng khống chế đủ 4 bậc tự do (l/d = 30/20 >1,2), đồng thời kết cấu này cho phép ta khi gia công răng thì ta có thể gia công nhiều bánh răng cùng một lúc làm cho năng suất chế tạo tăng rút ngắn thời gian gia công, hạ giá thành chế tạo sản phẩm.

§ Sau khi gia công cơ xong ta tiện hành thấm Cacbon cũng đạt độ cứng HRC 60 ¸ 62 đảm bảo tính chống mài mòn cho bánh răng trong quá trình làm việc.

4. Xác định dạng sản xuất.

Để việc sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao nhất trong khi sản phẩm chế tạo ra vẫn đáp ứng được các yêu câu đã đặt ra đối với sản phẩm. Ta phải căn cứ vào sản lượng chi tiết cần chế tạo hàng năm và khối lượng của mỗi sản phẩm để quyết định dạng sản xuất từ đó ta có hình thức tổ chức quản lý sản xuất và đường lối công nghệ hợp lý nhất hợp lý. Có như vậy hiệu quả kinh tế mới cao.

Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:

N = N₁.m.[1 + (b+a)/100] = 5000.1.(1 + 10%) = 5500 (Chi tiết).

Trong đó:

- N   : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;

- N₁  :  Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

5. Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Ta biết rằng để đạt hiệu quả kinh tế cao thì qui trình công nghệ và công tác tổ chức sản xuất phải lựa chọn phải thật hợp lý. Có như vậy thì năng suất gia công mới tăng, rút ngắn tối đa thời gian cần thiết để gia công xong lô sản phẩm để kịp giao hàng. Để làm được điều đó thì ngay từ quá trình chọn phôi cùng phương pháp để chế tạo phôi liệu ta cũng phải căn cứ vào dạng sản suất để chọn lựa. Đối với việc sản suất bánh răng bằng thép ở dạng sản xuất hàng loạt lớn thì có hai phương chế tạo phôi liệu phù hợp đó là:

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

Hình dạng sơ bộ của phôi như sau:

6. Trình tự gia công cho chi tiết.

6.1. Xác định đường nối công nghệ.

Đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối thì qui trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công kết hợp với việc sử dụng các máy chuyên dùng để gia công. Theo phương pháp đó thì qui trình công nghệ được chia ra thành các nguyên công đơn giản. Khi đó trên mỗi máy thực hiện một bước gia công nhất địch và sử dụng đồ gá chuyên dùng. Tuy nhiên để thích hợp với điều kiện sản xuất trong nước ta hiên nay thì trong quá trình thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết, ta cần xem xét thêm phương pháp tập trung nguyên công kết hợp với việc sử dụng các máy vạn năng cùng với đồ gá thiết kế thêm để nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất. 

6.2. Chọn phương pháp gia công.

Do yêu cầu khi làm việc mà một số bề mặt của bánh răng có những yêu cầu về độ bóng và độ chính xác kích thước nhất định. Chính điều này quyết định tới phương pháp gia công chi tiết:

§ Bề mặt lỗ f20H7 có độ bóng Ra = 1,6 mm (Ñ6 ¸ Ñ7). Cho nên nguyên công để gia công lỗ lần cuối là mài tinh.

§ Bề mặt răng có độ bóng Ra = 1,25 mm (Ñ7 ¸ Ñ8). Cho nên nguyên công gia công bề mặt răng lần cuối là mài răng (Ñ8).

6.3. Lập tiến trình công nghệ.

Trình tự các nguyên công có thể dùng để gia công bánh răng như sau;

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

6.4. Thiết kế các nguyên công.

6.4.1. Nguyên công 1: Tiến hành chế tạo phôi:

Tham khảo lại phần chọn phương pháp chế tạo phôi.

6.4.2. Nguyên công 2: Tiến hành nhiệt luyện phôi:

Do trong quá trình dập nóng phôi để tạo ra hình dáng ban đầu cho phôi trước khi tiến hnàh gia công cắt gọt tạo ra chi tiết. Dưới tác dụng của nhiệt độ và tải trọng dùng để gây biến dạng cơ học đã làm cho phôi tạo ra có bề mặt bị biến cứng và cơ tính không đồng đều do hiện tượng tập trung ứng suất gây ra. Do đó nếu tiến hành gia công ngay thì lưỡi cắt sẽ chóng bị mòn có thể mẻ hoặc gẫy làm  quá trình gia công cơ gặp nhiều khố khăn, chất lượng bề mặt lại không ổn định. Vì quá trình cắt diễn ra không đồng đều. Vậy trước khi gia công cơ ta phải tiến hành nhiệt luyện để làm mền loại bỏ lớp kim loại biến cứng tăng khả năng cắt gọt của phôi.

6.4.3. Nguyên công 3: Gia công tạo chuẩn thô sơ bộ:

- Sơ đồ định vị (Hình 1):

- Định vị: Chi tiết gia công được định vị trên mâm cặp ba chấu tự định tâm, mặt đầu B hạn chế 3 bậc tự do nhờ định vị bằng mặt phẳng còn bề mặt tròn xoay C hạn chế 2 bậc tự do nhờ ba chấu kẹp. Như vậy ta đã khống chế được 5 bậc tự do cho chi tiết.

- Kẹp chặt: Sau khi chi tiết đã được định vị trên mâm cặp ba chấu ta ta tiến hành xiết mâm cặp để tạo lực kẹp cần thiết. Phương của lực kẹp chặt vuông góc với bề mặt tròn xoay f130mm. Sau khi chi tiết được kẹp cố định ta tiến hành gia công theo các bước sau:

+ Tiện thô bề mặt C.

+ Tiện thô bề mặt A.

- Chọn máy gia công: Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng T620 của Liên Xô công suất của động cơ là 7,5 kW. 

- Chọn dao: Dùng mảnh kim loại làm lưới cắt là T15K6, còn thông số hình học của lưỡi cắt như sau: j = 30⁰; g = 0⁰ ; l = 0⁰; r = 0,5 mm.

- Lương dư gia công:

Gia công bề mặt A: t = 1 mm.

Gia công một phần bề mặt C: t = 1 mm.

- Chế độ cắt: Ta có t = 1 mm, S = 1 (mm/vg).

+ Khi đó tốc độ cắt xác định theo công thức:

   ............................................................................

Trong đó: - Các hệ số C_v và các số mũ m, x, y được xác định theo Bảng 5-17 (Trang 14-Quyển2). Đối với dao tiện sử dụng mảnh hợp kim T15K6 làm lưỡi cắt thực hiện chạy dao S = 1 > 0,7 ta có: C_v  = 340, m = 0,2; x = 0,15; y = 0,35.

                   - T là trị số trung bình tuổi bên của dao T = 30 ¸ 60 (phút).

                   - k_v là hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ:  k_v = k_MV.k_nv.k_uv.

Còn chế độ cắt: t = 1 mm; S = 1(mm/vg) ;V = 124,34

Thay các giá trị vào công thức (*) ta có:

    P_z= 10.C_p.t^x. S^y. Vⁿ. k_p = 10.300.1¹.0,5^0,75.113,04^-0.15.1,08.1.1.1 = 1354(N).

Vậy công suất cắt được xác định như sau:

    N = 1345.124,34/1020.60 = 2,754(kW) < N_máy.h = 7,5.0,8 = 6 (kW).

Như vậy máy đủ công suất để cắt được hết lượng dư kim loại theo yêu cầu của quá trình gia công cơ.

6.4.4. Nguyên công 4: Gia công mặt đầu còn lại, khoan lỗ và tiện lỗ trong.

- Sơ đồ định vị (Hình 2):

- Định vị: Chi tiết gia công được định vị trên mâm cặp ba chấu tự định tâm, mặt đầu B hạn chế 3 bậc tự do nhờ định vị bằng mặt phẳng còn bề mặt tròn xoay C hạn chế 2 bậc tự do nhờ ba chấu kẹp. Như vậy ta đã khống chế được 5 bậc tự do cho chi tiết.

- Kẹp chặt: Sau khi tiến hành định vị trên mâm cặp ba chấu ta sử dụng luôn mâm cặp để kẹp tạo lực kẹp chặt. Phương của lực kẹp chặt vuồn góc với bề mặt tròn xoay f120mm. Sau đó ta tiến hành các bước gia công theo thư tự sau:

+ Tiện khoả mặt đầu B.

+ Khoan lỗ f18 mm.

+ Tiện tinh từ f18 lên f19,8 mm đạt độ bóng Ñ7.

+ Tiện vát mép lỗ f19,8 mm.

- Chọn máy gia công: Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng T620 của Liên Xô công suất của động cơ là 7,5 kW. 

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

6.4.5. Nguyên công 5: Tiến hành gia công bề mặt ngoài tròn xoay của phôi.

- Sơ đồ định vị (Hình 3):

- Định vị: Do lúc này trên chi tiết hầu hết các bề mặt đã được gia công tinh đặc biệt là bề mặt lỗ f19,6H7. Cho nên ta tiến hành lắp chi tiết lên trục gá có vai, khi đó chi tiết được định vị 1 bậc tự do nhờ mặt đầu B tiếp xúc với vai trục còn 4 bậc tự do còn lại được định vị nhờ trụ dài lắp vào lỗ f19,6H7.

- Kẹp chặt: Để cố định chi tiết trên trục gá ta sư dụng mối ghép ren để tạo lực kẹp chặt dữ chi tiết cố định trên trục khi gia công. Sau khi kẹp chặt chi tiết ta tiến hành gia công theo các bước sau:

+ Tiện thô toàn bộ bề mặt tròn xoay để đạt kích thước f131^+0,4 mm.

+ Tiện tinh bề mặt tròn xoay f130^-0,25 mm.

+ Tiến hành vát mép 45⁰ ở cả hai bên của phôi.

- Chọn máy gia công: Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng T620 của Liên Xô công suất của động cơ là 7,5 kW. 

- Chọn dao: Dùng dao tiện có gắn mảng hợp kim T15K6.

- Lương dư gia công:    

+ Tiện thô bề mặt C: t = 1,5 mm.

+ Tiện tinh bề mặt C: t = 0,5 mm để đạt Ñ7 ¸Ñ8.

- Chế độ cắt khi gia công cơ đối với mỗi bước nguyên công như sau:

+ Đối với bước gia công tiện thô bề mặt f120mm: Tra bảng 5-60 và 5-63 (Trang 52 và 55- Quyển 2) ta đã có t = 1,5 mm, S = 0,26 (mm/vg), V = 106 (m/ph). Quy đổi ra tốc độ quay của trục chính như sau:

Chọn tốc độ quay của trục chính khi cắt là n_tc = 235 (vg/ph). Khi đó vận tốc khi gia công là: V = n_tc.p.D/1000 = 96,66 (m/ph).

............................................................................................................

..............................................................................................................

........................................

7. Tính lượng dư cho mỗi bề mặt gia công.

Nhận thấy rằng để từ phôi dập nóng trở thành bánh răng có thể làm việc được thì ta phải tiến hành gia công cơ để bóc đi một lượng kim loại nhất định ở một số bề mặt nhất định. Lượng kim loại bị bóc đi để tạo sản phẩm hoàn thiện chính là lượng dư gia công. Việc xác định chính xác lượng dư kim loại về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình gia công.

Đối với chi tiết bánh răng ta phải tiến hành gia công cơ tại cả bốn bề mặt sau: Hai mặt đầu cùng hai mặt tròn xoay. Tuy nhiên trong bốn bề mặt phải gia công thì chỉ có hai bề mặt trong xoay là phải đạt độ chính xác và độ bóng nhất định. Do thời gian có hạn cho nên trong các bề mặt cần gia công đó ta chỉ cần tính lượng dư kim loại cho một bề mặt còn các bề mặt khác ta tiến hành tra bảng trong sổ tay công nghê chế tạo máy. Ở đây ta chọn bề mặt tròn xoay f130^-0,25mm độ nhẵn bóng Ra = 1,25 mm để xác định lượng kim loại cần cắt bỏ.

7.1. Xác định lượng dư khi gia công bề mặt f130h11 (Ra = 1,25 mm).

Đối với mặt tròn xoay ngoài cùng thi lượng kim loại dư được xác đinh:

2.Z₀ = SZ_i = d_ph - d_ct.

Trong đó:

- Z₀ : tổng lượng dư kim loại cần loại bỏ qua mọi nguyên công.

- d_ph : Kích thước đường kính phôi.

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

7.1.2. Kích thước tính toán.

*) Kích thước tính toán d_tt được xác định bởi tổng số giữa kích thước của chi tiết với lượng dư kim loại cần bóc bỏ:

Tiện tinh:         d_tt2 = d_ctmin = 130 - 0,25 = 129,75 mm.

Tiện thô:           d _tt1 = d_tt2 + 2.Z_min2 = 129,75 + 0,528 = 130,278 mm.

Phôi:                 d _ttf = d_tt1 + 2.Z_min1 = 130,278+ 2,324 = 132,602 mm.

*) Kích thước giới hạn nhỏ nhất d_min là giá trị kích thước tính toán sau khi được làm tròn ở miền dung sai của nguyên công đó.

Tiện tinh: d_min2 =  129,75 mm.

Tiện thô:   d _min1 = 130,3 mm.

Phôi:          d _minf =  132,6 mm.

*) Kích thước giới hạn lớn nhất d_max được xác định bởi tổng số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất của chi tiết với dung sai chế tạo:

Tiện tinh: d_max2 = d_min2 + d_tiệntinh = 129,75 + 0,12 = 129,87 mm.

Tiện thô:   d_max1 = d_min1 + d_tiệnthô =130,3 + 0,40 = 130,7 mm.

Phôi:          d_maxf = d_minf + d_phôi  = 132,6 + 2,0 = 134,6 mm.

7.1.3. Lượng dư giới hạn (Z_min; Z_max).

Do lượng dư giới hạn nhỏ nhất Z_min là hiệu của các kích thước giới hạn nhỏ nhất còn lượng dư giới hạn lớn nhất Z_max là hiệu của các kích thước giới hạn lớn nhất giữa các bước gia công liên tục tại bề mặt gia công.

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

Bảng tính toán lượng dư (mm) như sau:

(*) Đơn vị đo là mm.

* Kiểm tra: T_ph - T_ct = 2000 -120 = 2.Z_max - 2.Z_min = 4730 - 2850 = 1880 mm.

Vậy lượng dư cần thiết để gia công được bề mặt tròn xoay đạt kích thước f120h11 trước khi cắt răng là Z_tổng = 4000 mm = 4 mm  Þ lượng dư mỗi phía là 2 mm.

7.2. Tính lượng dư của các bề mặt còn lại.

Các bề mặt còn lại lượng dư kim loại cần cắt gọt được tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta thu được các giá trị như sau:

+ Đối với mặt đầu: Z = 1 mm bảng 3.125 (Trang 269 - Quyển 1).

+ Đối với bề mặt lỗ thì để đạt cấp chính xác 7 ta tiến hành gia công theo thư tự như sau: Khoan lần một bằng mũi khoan có đường kính f18 mm, sau đó tiến hành tiện bề mặt lỗ để đạt kích thước 19,8 mm cuối cùng tiện hành mài lỗ sau khi nhiệt luyện bánh răng để đạt kích thước f20H7(Ra = 1,6mm).

Vậy hình dạng của phôi trước khi thực hiện gia công như sau:

8. Tính chế độ cắt.

Do yêu cầu chỉ cần tính chế độ cắt cho một nguyên công trong toàn bộ quy trình gia công bánh răng. Ta tính chế độ cắt cho nguyên công khoan 4 lỗ f8mm. Vì các thông số đó phục vụ cho việc thiết kế đồ gá sau này.

Các thông số công nghệ khi gia công cơ như sau:

§ Chiều sâu cắt: t = 0,5.D = 0,5.8 = 4 mm.

§ Lượng chạy dao: S = 0,15 (mm/vg). Tra bảng 5-25 (Trang 21-Quyển2).

§ Gia công trên máy khoan cần K125 có hiệu suất 0,8.

8.1. Tốc độ cắt khi khoan được xác định như sau:

 ................................................

Trong đó: - Các hệ số C_v, m, y, q được xác định theo Bảng 5-28 (Trang 23-Quyển2). Đối với mũi khoan có lưỡi cắt làm bằng P6M5 thực hiện chạy dao S = 0,15 < 0,2 ta có: C_v  = 7, m = 0,2; q = 0,40; y = 0,7.

- T là trị số trung bình tuổi bên của dao T = 25 (phút).

- k_v là hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ:  k_v = k_MV.k_nv.k_uv.

k_MV là hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công cho trong Bảng 5-1 ¸5-4  (Quyên2) đối với thép ta có:

....................................................

Vây ta chọn tốc độ quay của trục chính khi gia công là: n_gc = 1008 (vg/ph).

Khi đó vận tốc cắt thực tế khi gia công sẽ là: V = n.p.D/1000 = 25,32 m/ph

8.2. Momen xoắn M_x và lực chiều chục P_o.

Mômen xoắn (M_X) và thành phần lực chiều trục (P_o) được xác định bởi công thức như sau:

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

Do đó ta có giá trị M_X và P_o như sau:

         M_x = 10.C_M.D^q.S^y.k_p = 10.0,0345.8².0,15^0,8.1 = 4,84 (N.m).

         P_o = 10.C_p.D^q.S^y.k_p = 10.68.8¹.0,15^0,7.1 = 1442 (N).

Lúc này công suất cắt được tính như sau:

................................................ (kW).

Trong khi công suất máy là: N_máy = 2,2. 0,8 = 1,76.

Như vậy máy ta chọn đủ công suất để gia công cơ.

9. Tính thời gian gia công cơ bản cho mỗi nguyên công.

Ta biết rằng thời gian cơ bản của của mỗi nguyên công T được xác định bằng tổng thời gian gia công cơ bản T_i của mỗi bước gia công trong nguyên công đó. Mà thời gian cơ bản của một bước gia công được xác định bởi công thức sau.

............................................ (Phút)

Trong đó:

- L : Chiều dài của bề mặt gia công (mm).

- L₁ : Chiều dài ăn dao (mm).

- L₂ : Chiều dài thoát dao (mm).

- S : Lượng chạy dao vòng (mm/vg).

- n : số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút.

Để đơn cho việc tính toán ta chỉ thực hiện tính toán còn sơ đồ cụ thể cho mỗi  bước nguyên công ta tham khảo thêm ỏ bản vẽ sơ đồ nguyên công.

9.1. Nguyên công 3: Gia công tạo chẩn.

9.1.1. Tiện mặt đầu:

Chế độ cắt: S = 1 (mm/vg); n = 300 (vg/ph) và t = 1mm.

Ta có:  

- L =  0,5.134 = 67 mm.

- L₂ = (0,5 ¸ 5) mm. Chọn L₂ = 2,5 mm.

- L₁ = t/tgj + (0,5 ¸ 2) = 1/tg45⁰ +  1,5 = 2,5 mm.

Thời gian cơ bản cần để tiện  mặt đầu là: 3,4 phút

9.1.2. Tiện mặt tròn xoay:

Còn chế độ cắt: S = 1 (mm/vg); n = 300 (vg/ph) và t = 1mm.

Ta có:  

- L =  15 mm.

...................................................................................................

...................................................................................................

............................................

9.2.2. Khoan lỗ 18 mm :

Chế độ cắt: S = 0,36 (mm/vg); n = 235 (vg/ph) và t = 9 mm.

Ta có:  

- L = 32 mm.

- L₂ = (1 ¸ 3) mm. Chọn L₂ = 2,5 mm.

- L₁ = t.cotgj + (0,5 ¸ 2) = 9.cotg60⁰ +  (0,5 ¸ 2) = 6,5 mm.

Thời gian cơ bản cần để khoan thông tạo lỗ là:

.................................................................... (Phút).

9.2.3. Tiện tinh lỗ 19,8 mm :

Chế độ cắt: S = 0,14 (mm/vg); n = 600 (vg/ph) và t = 0,9 mm.

Ta có:  

- L = 32 mm.

- L₂ = (1 ¸ 5) mm. Chọn L₂ = 2,5 mm.

- L₁ = t/tgj + (0,5 ¸ 2) = 0,8/tg45⁰ +  (0,5 ¸ 2) = 2,5 mm.

Vậy thời gia gia công cơ bản của nguyên công 4 là:

 T₄ = T₄₁ +  T₄₂ +  T₄₃ = 0,875 + 0,485 + 0,440 = 1,8 (ph).

9.3. Nguyên công 5: Gia công mặt tròn xoay đạt f 130h11 mm.

9.3.1. Tiện thô bề mặt tròn xoay:

Còn chế độ cắt: S_dọc = 0,26 (mm/vg); n = 235 (vg/ph) và t = 1,5 mm.

Ta có:  

- L =  32 mm.

- L₂ = (1 ¸ 3) mm. Chọn L₂ = 2,5 mm.

- L₁ = t/tgj + (0,5 ¸ 2) = 1,5/tg45⁰ +  (0,5 ¸ 2) = 2,5 mm.

9.3.2. Tiện tinh bề mặt tròn xoay:

Còn chế độ cắt: S_dọc = 0,17 (mm/vg); n = 235 (vg/ph) và t = 0,5 mm.

Ta có:  

- L =  32 mm.

- L₂ = (1 ¸ 3) mm. Chọn L₂ = 20 mm.

 - L₁ = t/tgj + (0,5 ¸ 2) = 0,5/tg45⁰ +  (0,5 ¸ 2) = 20 mm.

Vậy thời gia gia công cơ bản của nguyên công 5 là:

T₅ = T₅₁ +  T₅₂ = 0,606 + 0,901 = 1,507 (ph).

9.4. Nguyên công 6: Khoan bốn lỗ 8 mm.

Vậy tổng thời gian cơ bản cho một sản phẩm là :

T_o = T₃ + T₄ + T₅ + T₆ +T₇ + T₁₀

T_o = 0,307 + 1,8 +1,507 + 0,56 + 14 + 0,235 = 18,409 (ph).

Còn thời gian nguyên công (Thời gian cho mỗi chiếc) :

T_tc= T_o +T_p +T_pv +T_tn

Trong đó:  

- T_o: Thời gian cơ bản.

- T_p: Thời gian phụ = 10%T_o =1,81 phút.

- T_pv: Thời gian phục vụ = 11%T₀ = 2,025 phút.

- T_tn: Thời gian nghỉ = 5%T_o = 0,905 phút.

=> T_tc = 18,409 + 1,81 + 2,025 + 0,905 =  23,149 phút.

Ở đây ta chỉ đi xác định thời gian cơ bản dùng để phục vụ cho việc triực tiếp gia công cắt gọt trong phân xưởng cơ khí.

10. Thiết kế đồ gá.

Ta chỉ cần thiết kế đồ gá cho một nguyên công trong quy trình công nghệ gia công chi tiết, cho nên đồ gá cho nguyên công 6 khoan 4 lỗ f8 như sau:

10.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá.

Ta đã biết rằng đồ gá là nơi chi tiết được gá đặt và kẹp chặt chi tiết trong suốt quá trình gia công cơ. Nó có tác dụng mở rộng khá năng công nghệ cho máy cắt gọt, đồng thời rút ngắn thời gian gia công chi tiết tạo điều kiện tăng năng suất trong khi chất lượng của sản phẩm lại đồng đều bảo đảm theo yêu cầu kỹ thuật đề ra. Do khi gia công cơ đồ gá cùng chi tiết đều nằm trong khoảng không gian gia công của máy. Vậy kích thước của đồ gá không vượt quá khoảng không gian dịch  chuyển của máy.

Đối với máy khoan cần K125 của Liên Xô công suất của động cơ 2,8 kw còn hiệu suất  h = 0,8. Còn khoảng không gian gia công của máy là:

- Khoảng cách từ tâm trục chính tới trụ máy là 320 ¸ 1250 mm.

- Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy là 320 ¸ 1400 mm.

10.2. Xác định phương pháp định vị:

..............................................................................................................

........................................

Kết cấu như sau:

.............................................................................................................

10.4. Vị trí của chi tiết khi gia công cơ.

10.5. Xác định phương chiều và điểm đặt lực của lực cắt và lực kẹp chặt.

Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết sau khi gia công thì lực kẹp chặt và lực căt phải đảm bảo các yêu cầu tối thiểu sau:

§ Đối với lực kẹp chặt:

- Không phá hỏng vị trí định vị của phôi.

- Lực kẹp chặt phải đủ để chi tiết không bị xê dịch dưới tác dụng của lực cắt nhưng không được quá lớn so với giá trị cần thiết để trán biến dạng của phôi.

- Không làm hỏng bề mặt do lực kẹp tác dụng vào.

- Cố gắng làm cho phương chiều không đi ngược chiều với lực cắt mà cần vuông góc và  hướng vào bề mặt định vị.

- Kết cấu nhỏ, đơn giản, gọn nhất có thể nhưng bảo đảm  an toàn, tháo tác nhanh, ít tốn sực, dễ bảo quản và sửa chữa….

10.6. Xác định lực kẹp chặt cần thiết.

Về kết cấu thì mũi khoan có thể hình dung là sự ghép lại lưỡi cắt của hai dao tiện đơn đối xứng nhau. Kết cấu của mũi khoan như sau (Hình bên):

Cho nên trong qua trình gia công cắt gọt mũi khoan tác dụng  lên phôi các ngoại lực: P_o(lực chiều trục) và M_x (Mômen xoắn). Giá trị của chúng được xác định như sau: 

- K_o:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc. Chọn K₆ = 1,5.

Từ đó tính được :     K = 1,5.1.1.1.1,3.1.1,5 = 2,95. Chọn K = 3.

10.7. Xác định cơ cấu sinh lực kẹp chặt.

Để tạo ra lực kẹp cần thiết để giưa cố định chi tiết trong quá trình gia công cơ cắt gọt ta sử dụng mối ghép ren để tạo lực kẹp còn cơ cấu truyền lực kép đến phôi có hình dạng và kích thước như sau:

Chọn l₂ = 2.l₁ = 64 mm. Vậy để tạo ra một lực W = 2652 (N) tác dụng vào chi tiết gia công thì cơ cấu bulông đai ốc phải tạo ra một lực Q = 2.W = 5304 (N)  tác dụng vào thanh kẹp.

Đối với cơ cấu kẹp chặt bằng ren như hình vẽ thì lực Q tác dụng vào đế đồ gá được xác định bởi công thức sau: P.L = 0,5.Q.[tg(a + j₁).d_tb + tgj₂.q_tb].

10.8. Chọn cơ cấu dẫn hướng và so dao.

Đối với nguyên công tiến hành khoan 4 lỗ f8mm mm cách đều so với tâm của lỗ  f20mm và lệch nhau một góc 90⁰ ta đã chọn máy khoan cần 2H53 để gia công. Mà ta biết rằng đối với đồ gá khoan, khoét, doa thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó không những giúp ta xác định nhanh chóng vị trí cần gia công mà còn có tác dụng tăng độ cứng vững của dụng cụ cắt trong quá trình gia công làm tuổi thọ dụng cụ tăng đồng thời hạn chế bớt các thao tác nhầm lẫn của công nhân, làm ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm.

Vậy để khoan lỗ có đường kính d = 8 mm ta chọn bạc dẫn có kích thước và hình dạng (Hình trên).

10.9. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_CT.

Nhận thấy rằng đồ gá là dụng cụ có nhiệm vụ cố định chi tiết cần gia công trên bàn máy của máy cắt kim loại, tức là nó bảo đảm vị trí tương quan giữa dao và chi tiết. Cho nên sai số của đồ gá khi chế tạo và lắp giáp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sai số của kích thước khi gia công, cụ thể nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn chọn làm định vị.

Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình hoặc dao định kích thước thì sai số của  đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công. Nhưng khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ. Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.

Sai số gá đặt được tính theo công thức  như sau:

Vậy S_max = 42 mm Þ  e = e_ch = 0,5.S_max = 21 mm.

- e_k: Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 24 (Trang 48 - Quyển 3). Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không.

Căn cứ vào sai số gá đặt cho phép e_ct của đồ gá để chế tạo và lắp ráp các chi tiết tạo nên đồ gá đáp ứng được yêu cầu chế tạo của chi tiết ở nguyên công đó. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:

- Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá ≤0,058 mm/100mm.

- Độ không vuông góc giữa chốt định vị với đáy đồ gá≤ 0,058 mm/100mm.

- Độ không vuông góc của bạc dẫn so với đáy đồ gá ≤ 0,058 mm/100 mm.

- Đốí với các chi tiết dùng để định vị cho chi tiết hoặc dẫn hướng cho dụng cụ cắt phải được nhiệt luyện đạt độ cứng 50 ¸ 55 HRC .

- Bạc dẫn hướng cho mũi khoan bề mặt phải được gia công đạt độ bóng R_a  = 1.25 ¸ 0.63 mm. 

10.10. Các chi tiết đã sử dụng trong đồ gá.

Kích thước của đồ gá phải thích hợp với khoảng không gian vận hành hiệu quả của máy. Do đó ta phải lựa chọn các chi tiết để lắp nên đồ gá phải có kết cấu thích hợp. Tuy nhiên do đồ gá được lắp từ khá nhiều chi tiết khác nhau, cho nên  ở đây chi biểu diễn một số chi tiết chính quan trọng trong đồ gá còn các chi tiết nhỏ thì ta thể hiện trong bản vẽ lắp đồ gá và bảng liệt kê các chi tiết.

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

- Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Quyển 1 và 2).

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật  (Tập 1và 2)

- Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy (Quyển 3).

Pgs-Pts Trần Văn Định.

- Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá.

Pgs-Pts Lê Văn Tiến.

Pgs-Pts Trần Văn Định.

 Pts  Trần Xuân Việt.

- Giáo trình công nghệ chế tạo máy (Quyển 5 và 6).

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật  (Tập 1và 2)

- Tính toán và thiết kế máy công cụ (Quyển 7).

Phạm Đắp (1971).

- Quy trình công nghệ gia công bánh răng (Quyển 8).

Pgs-Pts Trần Văn Định.