PHẦN IX: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC THEN HOA A) Phân tích chi tiết gia công định dạng sản xuất 1) Phân tích chung − Trục then hoa gia công có chức truyền chuyển động quay từ động - hộp giảm tốc sang bánh xe chủ động cấu di chuyển cầu trục − Trục then hoa làm việc điều kiện chịu mômen xoắn truyền từ trục động - hộp giảm tốc chịu ma sát bề mặt làm việc then hoa − Chi tiết thuộc họ trục − Đối với trục then hoa, yêu cầu độ đồng tâm cổ trục phần then hoa quan trọng Để đảm bảo yêu cầu trình gia công phải sử dụng chuẩn tinh thống hai lỗ tâm hai đầu trục − Kích thước đường kính trục giảm dần hai phía − Các bề mặt trục có khả gia công loại dao thông thường L 462 − Tỉ số D = 99,6 = 4,6 < 10 ⇒ trục đảm bảo độ cứng vững gia công − Trục then hoa có bề mặt cần gia công đạt độ xác cao bề mặt đoạn cổ trục dùng để lắp ổ lăn, bề mặt đoạn trục để lắp bạc bề mặt rãnh then hoa − Do yêu cầu đặc biệt nên chọn vật liệu chế tạo trục then hoa: Thép 45 2) Phân tích đặc điểm công nghệ chi tiết: - Không thể thay trục bậc trục trơn trục phải có mặt bậc để lắp ổ lăn bề mặt có tính công nghệ bề mặt dùng để lắp bạc - Trên trục phải bố trí rãnh thoát dao để đảm bảo tính công nghệ gia công bề mặt bậc trục gia công đoạn trục then hoa - Trong trình gia công phải sử dụng hai lỗ tâm chuẩn tinh thống - Các bề mặt cổ trục dùng để lắp ổ lăn yêu cầu độ đồng tâm, độ nhám bề mặt độ cứng cao nên sau gia công xong cần phải nhiệt luyện mài - Đoạn trục dùng để lắp bạc không yêu cầu cao độ nhám bề mặt, độ cứng nên cần tiện tinh - Những bề mặt không lắp ghép cần tiện thô 42 120 20 40 34 462 Ø65 Ø76.5 Ø90 Ø99.6 Ø95 Ø90 3) Yêu cầu kĩ thuật trục - Vật liệu thép 45; σb=750(MPa) - Cấp xác gia công đạt cấp - Độ đảo mặt đầu đoạn cổ trục lắp ổ lăn đạt: 0,025(mm) - Độ nhám cổ trục lắp ổ lăn đạt Ra = 1,25µm - Độ nhám bề mặt then hoa đạt Ra = 2,5µm - Độ đảo cổ trục đạt 0,025(mm) - Độ đồng tâm đoạn trục đạt 0,025(mm) - Độ xác hình học độ côn, độ ôvan cổ trục đoạn trục then hoa đạt 0,03(mm) 4) Xác định dạng sản xuất Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo năm xác định theo công thức sau: α+β N = N1.m.(1 + ) 100 Trong đó: N1: Số lượng sản phẩm cần chế tạo năm theo kế hoạch N1 = 100sp/năm m: Số lượng chi tiết sản phẩm m =1 α: Lượng sản phẩm dư phòng sai hỏng tạo phôi đúc phôi rèn gây α = 3÷6% chọn α = 4% β: Lượng dự trù sản phẩm cho hỏng hóc phế phẩmcho trình gia công β=5÷7% chọn β=6% 4+6 N = 100.1.(1 + ) = 110 100 Trọng lượng chi tiết tính theo công thức: Q1=v.γ Trong đó: V: Thế tích chi tiết (mm3) Q1: Trọng lượng chi tiết (kg) γ: Trọng lượng riêng vật liệu γ =7,852kg/dm3 = 7,852.10-3 (kg/cm3) 208 Thể tích chi tiết tính gần sau: V=V1+V2+V3+V4+V5+V6 Vi = π Di2 Li π 90 2.42 V1 = = 267057(mm) V2 = π 95 2.120 = 850155( mm) V3 = π 99,6 2.20 = 155746,5( mm) π 90 2.40 V4 = = 254340( mm) V5 = π 76,52.34 = 156196,5(mm) π 65 2.208 V6 = = 689858(mm) V=267057+850155+155746,5+254340+156196,5+689858 =2373353(mm3) ⇒ Q1 = V.γ = 2373,353.7,852.10-3 = 18,6 (kg) Dựa vào bảng 2.6 - [VII ] chọn dạng sản xuất loạt nhỏ 5) Chọn phôi: Việc chọn phôi để chế tạo chi tiết dạng trục phụ thuộc vào hình dáng, kết cấu, sản lượng loại trục Một số phương pháp tạo phôi: ∗ Phôi rèn tự do: - Nhược điểm: Đầu tư trang thiết bị đơn giản độ xác phụ thuộc tay nghề người công nhân, thời gian tạo phôi lâu, suất thấp, hay bị biến cứng lớp bề mặt - Ưu điểm: Cơ tính tương đối tốt, tổ chức kim loại bền chặt, chịu uốn, chịu xoắn tốt ∗ Phôi rèn khuôn: Phôi có độ xác cao phôi rèn tự do, độ bóng cao, lượng dư gia công nhỏ, suất cao hơn, giảm phế phẩm độ xác phôi cao phù hợp với sản xuất loạt lớn chế tạo khuôn phức tạp, trang thiết bị đòi hỏi vốn đầu tư lớn ∗ Phôi cán: Ưu điểm rẻ tiền tính không đồng Chỉ dùng với loại phôi có hình dạng đơn giản, không cán thép có tổ chức kim loại chặt, kim loại có ứng suất dư Phôi cán tiêu chuẩn hoá nên chọn phôi phải chọn phôi có đường kính lớn đường kính lớn chi tiết gia công nhiều thời gian cắt gọt làm cho suất giảm giá thành tăng ∗ Phôi đúc: - Ưu điểm: Đúc loại phôi phức tạp có đường kính lớn - Nhược điểm: Tổ chức kim loại kém, nhiều khuyết tật, đòi hỏi kỹ thuật cao ∗ Phôi dập: - Ưu điểm: Phôi dập độ bóng độ xác cao, tổ chức kim loại đồng đều, có khả chế tạo phôi có hình dạng phức tạp, tốn vật liệu, suất cao phù hợp với sản suất loạt lớn hàng khối - Nhược điểm: Máy có công suất lớn, thời gian chế tạo khuôn lâu, khuôn chế tạo loại chi tiết Trong sản xuất loạt nhỏ đơn chiếc, phôi trục chế tạo cách rèn tự rèn khuôn đơn giản, dùng phôi cán nóng Trong trường hợp cụ thể phôi sử dụng loại phôi đường kính đoạn trục thay đổi không nhiều, phôi sẵn có thị trường không thời gian tạo phôi B) Thiết kế quy trình công nghệ: I) Chọn chuẩn: Chọn chuẩn xác nâng cao độ xác gia công, đơn giản hoá trình gá đặt kết cấu đồ gá giảm thời gian phụ Việc chọn chuẩn phải thoả mãn hai yêu cầu: - Đảm bảo chất lượng chi tiết suốt trình gia công - Đảm bảo suất cao giá thành hạ  Một số nguyên tắc chọn chuẩn: - Khi chọn chuẩn phải dựa nguyên tắc khống chế sáu bậc tự cách hợp lý nhất, tuyệt đối tránh trường hợp định vị thiếu bậc tự định vị thừa bậc tự (siêu định vị) - Chọn chuẩn cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết nhiều đồng thời lực kẹp phải nhỏ nhằm giảm sức lao động công nhân, đơn giản hệ thống tạo lực đảm bảo kẹp an toàn - Chọn chuẩn cho thiết kế đồ gá đơn giản, thích hợp với loại hình sản suất đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đặt 1) Chọn chuẩn tinh:  Yêu cầu: - Phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công - Đảm bảo độ xác tương quan bề mặt gia công với  Các lời khuyên chọn chuẩn tinh: - Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh - Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh thống - Sử dụng chuẩn tinh thống cho nhiều lần gá đặt để đơn giản hoá việc gá đặt trình công nghệ, giảm chủng loại đồ gá, giảm thời gian thiết kế chế tạo đồ gá  Căn vào lời khuyên yêu cầu chọn chuẩn tinh, hình dáng kết cấu chi tiết mà ta có phương án chọn chuẩn tinh sau: ∗ Phương án 1: Chọn chuẩn tinh hai mũi tâm dùng tốc kẹp để truyền momen xoắn Định vị: bậc tự - Ưu điểm: + Dùng hai lỗ tâm hai đầu chi tiết làm chuẩn hoàn thành việc gia công thô, gia công tinh hầu hết bề mặt chi tiết Khi dùng lỗ tâm làm chuẩn chống tâm hai đầu định vị chi tiết gia công loại bỏ sai số gá đặt làm giảm sai số tổng chi tiết + Đảm bảo độ đồng tâm bậc trục gá đặt cách nhanh chóng, đảm bảo chuẩn tinh chuẩn tinh - Nhược điểm: + Sẽ có sai số chuẩn theo hướng trục dùng mũi tâm bên trái mũi tâm cứng gia công bậc trục theo phương pháp điều chỉnh sẵn dao đạt kích thước ∗ Phương án 2: Chọn chuẩn tinh mặt trục để gia công mặt trụ khác, gia công mặt trụ mặt khác trục Định vị theo phương pháp có sai số chuẩn hướng kính 2) Chọn chuẩn thô: Chuẩn thô chuẩn chưa gia công sử dụng nguyên công Khi chọn chuẩn thô phải đảm bảo hai yêu cầu sau: − Chuẩn thô chọn phải cho phép phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công lại − Phải đảm bảo độ xác vị trí tương quan mặt không gia công với mặt gia công lại chi tiết Ngoài chọn chuẩn thô nên tuân theo nguyên tắc sau: 10 + Chọn theo phương kích thước định chi tiết gia công có bề mặt không gia công nên chọn bề mặt làm chuẩn thô + Chọn theo phương kích thước định chi tiết gia công có hai bề mặt không gia công nên chọn bề mặt có độ xác vị trí tương quan với bề mặt gia công cao để làm chuẩn thô + Theo phương kích thước định chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt đủ điều kiện làm chuẩn thô ta chọn bề mặt phẳng để làm chuẩn thô việc gá đặt đơn giản dễ dàng nhiều + Theo phương kích thước định chi tiết gia công không nên chọn chuẩn thô lần suốt trình gia công Nếu vi phạm lời khuyên làm độ xác vị trí tương quan bề mặt + Theo phương kích thước định, tất bề mặt chi tiết phải gia công nên chọn bề mặt ứng với bề mặt gia công mà đòi hỏi phân bố lượng dư nhỏ để làm chuẩn thô Dựa vào yêu cầu nguyên tắc ⇒ Chọn chuẩn thô bề mặt trụ trục II) Tính lượng dư cho bề mặt Chọn bề mặt để tính lượng dư bề mặt đoạn trục Φ90 bề mặt dùng để lắp ghép ổ lăn Do yêu cầu độ xác, độ đồng tâm, độ cứng độ nhám bề mặt cao Quy trình công nghệ gia công mặt trụ Φ90m6 gồm bước tiện thô, tiện tinh, nhiệt luyện, mài thô mài tinh Khi tiện mài chi tiết gá hai mũi tâm Tính lượng dư gia công tối thiểu cho bề mặt tròn xoay xác định theo công thức: 2Ztmin=2.(Rzi+Ti-1+ ρ i2−1 + ε i2 ) Trong đó: Rzi: Chiều cao nhấp nhô bước tế vi bước công nghệ trước để lại Ti-1: Chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng bước công nghệ sát trước để lại ρi-1: Sai lệch vị trí tương quan sai số không gian tổng cộng bước công nghệ sát trước để lại εi: Sai số gá đặt chi tiết bước công nghệ thực chi tiết gá hai mũi tâm nên εi=0 Với phôi cán nóng đường kính từ (80 ÷ 160)mm: Rz=200µm; Ta=300µm Gia công dao có lưỡi Rz=50µm; Ta=50µm Mài sơ bộ: Rz=10µm; Ta=20µm 11 Mài tinh: Rz=5µm; Ta=15µm Sai lệch vị trí không gian phôi: ρ = ρ cv + ρ lt2 Trong đó: ρcv - độ cong vênh phôi ρcv = Δk.l Ở đây: Δk - độ cong đơn vị 1mm chiều dài, Δk = 0,08, bảng 3.7 - [VIII] l = 42 mm Chiều dài mặt gia công ⇒ ρcv = 0,08.42 = 3,36 mm ρlt - sai lệch tạo lỗ tâm, tính theo công thức: δ  ρlt =  ph  + 0,25     Ở đây: δph - dung sai đường kính mặt chuẩn phôi dùng để gia công lỗ tâm 0,25 - Sai số điều chỉnh máy khoan lỗ tâm Với phôi thép tròn cán nóng, chất lượng thường: δph = 1,1 (bảng 2.8 - [VIII] ) ⇒ ρlt =  1,1    + 0,25 = 0,60(mm) 2 ⇒ Sai lệch vị trí không gian phôi: ρ = 3,36 + 0,60 = 3413( µm) Lượng dư tối thiểu cho nguyên công tiện thô: 2.Zimin1 = 2(200+300+ 34132 + ) = 7826(µm) Sau nguyên công tiện thô ta giữ nguyên gá đặt tiến hành tiện tinh nên ε =0 Sau nguyên công tiện thô: Rz = 50μm ; Ta = 50μm Sai số không gian ρ2 = 0,06.ρ = 469,56(µm) Lượng dư tối thiểu cho nguyên công tiện tinh: 2.Zimin2 = 2.(50+50+ 469,56 + ) =1139(µm) Sau nguyên công tiện tinh: Rz=30µm; Ta=30µm Sai số không gian: ρ3 = 0,04.ρ = 0,04.3413 = 136,52(µm) Sau nhiệt luyện: Rz= 60µm; Ta=0µm Sai số không gian ρ’= 0,3.ρ = 0,3.3413 = 1023,9(µm) Sau nguyên công nhiệt luyện, chi tiết mài sửa lại, chi tiết gá hai mũi tâm ε = 12 Lượng dư tối thiểu cho nguyên công mài thô: 2.Zimin3 =2.(60+0+1023,9) = 2168(µm) Sau nguyên công mài thô: Rz=10(µm); Ta=20(µm) Sai số không gian: ρ4 =0,02.ρ = 0,02.3413 = 68,26(µm) Lượng dư tối thiểu cho nguyên công mài tinh: 2.Zimin4 = 2.(10+20+68,26) = 1960(µm) Sau nguyên công mài tinh: Rz=5(µm); Ta=15(µm) Như ta có: - Tiện thô: 2.Zimin1 = 7826(μm) = 7,826(mm) - Tiện tinh: 2.Zimin2 = 1139(μm) = 1,139 (mm) - Mài thô: 2.Zimin3 = 2168(μm) = 2,168 (mm) - Mài tinh: 2.Zimin4 = 1960(μm) = 0,196 (mm) ∗ Kích thước tính toán: - Mài thô: dt3 = dmin + 2.Zimin4 = 90,013 + 0,196 = 90,209 (mm) - Tiện tinh: dt2 = dt3 + 2.Zimin3 = 90,209 + 2,168 = 92,377(mm) - Tiện thô: dt1 = dt2 + 2.Zimin2 = 92,367 + 1,139 = 93,516 (mm) - Phôi: dtph = dt1 + 2.Zimin1 = 93,506 + 7,826 = 101,342 (mm) ∗ Kích thước giới hạn nhỏ nhất: Xác định cách làm tròn kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa dung sai theo chiều tăng - Mài tinh: dmin4 = 90,013(mm) - Mài thô: dmin3 = 90,210(mm) - Tiện tinh: dmin2 = 92,400(mm) - Tiện thô: dmin1 = 93,520(mm) - Phôi: dminph = 102,350(mm) ∗ Kích thước giới hạn lớn nhất: Xác định cách cộng kích thước giới hạn nhỏ dmin với dung sai δ - Mài tinh: dmax4 = 90,013 + 0,02 = 90,033(mm) - Mài thô: dmax3 = 90,210 + 0,03 = 90,240(mm) - Tiện tinh: dmax2 = 92,400 + 0,12 = 92,520(mm) - Tiện thô: dmax1 = 93,520 + 0,4 = 93,920(mm) - Phôi: dmaxph = 102,35 + 3,0 = 105,35(mm) ∗ Xác định lượng dư giới hạn: Lượng dư giới hạn nhỏ nhất: Xác định hiệu kích thước giới hạn nhỏ 13 - Mài tinh: 2Zmin4 = 90,210 - 90,013 = 0,197(mm) = 197(μm) - Mài thô: 2Zmin3 = 92,400 - 90,210 = 2,19 (mm) = 2190(μm) - Tiện tinh: 2Zmin2 = 93,520 - 92,400 = 1,12(mm) = 1120(μm) - Tiện thô: 2Zmin1 = 102,350 - 93,520 = 8,83(mm) = 8830(μm) Lượng dư giới hạn lớn nhất: Xác định hiệu kích thước giới hạn lớn - Mài tinh: 2Zmax4 = 90,240 - 90,033 = 0,207(mm) = 207(μm) - Mài thô: 2Zmax3 = 92,520 - 90,240 = 2,28(mm) = 2280(μm) - Tiện tinh: 2Zmax2 = 93,920 - 92,520 = 1,4(mm) = 1400(μm) - Tiện thô: 2Zmax1 = 105,35 - 93,92 = 11,43(mm) = 11430(μm) ∗ Bảng tính lượng dư gia công kích thước giới hạn trung gian mặt trụ Φ90m6 Bước công nghệ Các thành phần lượng dư Lượng dư tính toán Kích thước tính toán dti Dun g sai δ Kích thước giới hạn, (mm) Lượng dư giới hạn, (mm) dmin dmax 2Zmin 2Zmax Rza Ta ρa εgd Phôi 20 30 3413 - 101,342 3000 102,35 105,35 - - Tiện thô 50 50 469,56 7826 93,516 400 93,52 93,92 8830 11430 Tiện tinh 30 30 136,52 1139 92,377 120 92,40 92,52 1120 1400 Mài thô 10 20 68,26 2168 90,209 30 90,21 90,24 2190 2280 Mài tinh 15 - 1960 90,013 20 90,013 90,033 197 207 12337 15317 Tổng cộng 7) Bản vẽ chế tạo chi tiết: ∗ Phương pháp gia công chi tiết: − Các đoạn trục Φ65; Φ76,5; Φ95; Φ100 không đòi hỏi cao độ nhám độ cứng bề mặt nên cần tiện thô tiện tinh đảm bảo chất lượng chi tiết − Hai mặt trụ Φ90 yêu cầu đòi hỏi độ xác cao cho lắp ráp ổ lăn nên phải tiện thô, tiện tinh, nhiệt luyện bề mặt Sau trình nhiệt luyện phải mài lại để đảm bảo độ xác, độ nhám độ cứng bề mặt lắp ghép với ổ lăn − Gia công đoạn trục then hoa không yêu cầu cao độ nhám bề mặt nên cần phay thô sau phay tinh đạt độ nhám bề mặt độ xác yêu cầu mà không cần phải mài lại 14 0.025 0.01 0.01 AB 1.25 0.025 B 0.025 A 1,5x45° 2.5 1.25 1,5x45° 1,5x45° 1,5x45° 42 B 162 182 C B A 3 1.5 1.5 Ø65 Ø76,5 90+0.035 +0.015 +0.0 Ø99.6-0.1 +0.0 Ø95.0-0.1 Ø90+0.035 +0.015 34 0.01 AB 0.01 0.025 C 47 M20x2 2.5 +0.0 Ø65.0-0.1 1,5x45° B 0.025 0.025 0.01 AB 47 157 0.025 0.01 0.01 AB 208 242 282 464 Ø96 +0.0 -0.1 Ø99 6+0.05 Mặt cắt B-B -0 Ø65.0 Mặt cắt C-C 2.5 +0.0 Ø61 Biên dạng then hoa tiết diện pháp tuyến III) Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết Lập thứ tự gia công, chế tạo ta chia giai đoạn sau: ∗ Gia công chuẩn bị + Chuẩn bị phôi liệu + Khoả mặt đầu khoan tâm, tiện thô, tiện tinh đoạn trục máy tiện ren vít vạn + Gia công trục then hoa máy phay lăn + Nhiệt luyện bề mặt đoạn trục lắp ghép với ổ lăn + Mài thô, mài tinh cổ trục máy mài tròn + Tổng kiểm tra sản phẩm ∗ Qui trình công nghệ gia công chi tiết: 1) Nguyên công 1: Tạo phôi Do chọn phôi loại phôi có sẵn thị trường nên không thời gian chế tạo phôi mà cần nắn thẳng ( sau ủ để làm mềm chi tiết ) cắt đứt phôi theo kích thước yêu cầu Khi nhập phôi cần kiểm tra chất lượng phôi phải đảm bảo yêu cầu kích thước đường kính phôi, lí tính thành phần hoá học vật liệu phôi 15  Bước 2: Tiện tinh ∗ Tiện tinh đoạn trục đạt: Φ99,6-0,1 (mm); L = 20 (mm) Φ95+0,1(mm); L = 120(mm) Φ90+0,1 (mm), L = 42 (mm); - Chế độ cắt: + Chiều sâu cắt: t = 0,5(mm) + Lượng tiến dao: S = 0,5(mm/vg) C + Tốc độ cắt: V = m vx y k v T t s Tra bảng 5.17 - [VIII], ta có: Cv=340; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,2; kv = kmv.knv.kuv Trong đó: kmv = 1, bảng 5.1- [VIII] knv = 0.8, bảng 5.5 - [VIII] kuv = 1, bảng 5.6 - [VIII] ⇒ kv = 1.0,8.1 = 0,8 T: Trị số trung bình tuổi bền T gia công dao T =30÷60 (ph), chọn T=45(ph) 340 V = 0,2 0,15 0, 45 0,8 = 192,5(m / ph ) 45 0,5 0,5 - Số vòng quay trục chính: 1000.V 1000.192,5 n= = = 610( vg / ph ) π.D 3,14.100,5 - Lực cắt: Pz,y,x =10.Cp.tx.sy.vn.kp Tra bảng 5.23 - [VIII] có: Cpz =300; x =1; y = 0,75; n = -0,15 Cpy = 243; x = 0,9; y = 0,6; n = -0,3 Cpx = 339; x = 1; y = 0,5; n = -0,4 Hệ số: kp = kMp.kφp kγp.kϕp.kλp Trong đó: σ 750 0,75 k Mp = ( b ) y = ( ) = Tra bảng 5.9 - [VIII ] 750 750 35 Tra bảng 5.22 - [VIII], ta có: kγpz=1; kϕpz= 0,89; kλpz=1; krpz = kγpy = 1; kφpy = 0,5; kλpy = 1,7; krpy = kγpx = 1; kφpx = 1,17; kλpx = 0,65; krpx = ⇒ Kpz = 1.1.0,89.1.1= 0,89 Kpy = 1.1.0,5.1,7.1 = 0,85 Kpx = 1.1.1,17.0,65.1 = 0,76 - Lực cắt: Pz= 10.Cpz.tx.Sy.Vn.kpz = 10.300.0,5.0,50,75.192,5-0,15.0,89 = 356(N) Py= 10.Cpy.tx.Sy.Vn.kpy = 10.243.0,50,9.0,50,6.192,5-0,3.0,85 = 147(N) Px= 10.Cpx.tx.Sy.Vn.kpx = 10.339.0,51.0,50,5.192,5-0,4.0,76 = 107(N) - Công suất cắt: P V 356.192,5 N= z = = 1,12(KW) 1020.60 1020.60 - Thời gian bản: L 120 Tcb1 = i = = 0,37(ph ) S.n 0,5.645,5 Với: S = 0,5 (mm/vg) n = 645,5 (vg/ph) i = Số lần gia công để cắt hết lượng dư L = 120(mm) - Tiện tinh đạt Φ95±0,1 1000.V 1000.192,5 = = 639( v / ph ) Số vòng quay trục chính: n = π.D 3,14.96 Tcb = L 20 i = = 0,1( ph ) S.n 0,5.639 - Tiện tinh đạt: Φ90±0,1 Số vòng quay trục chính: n = Tcb = 1000.V 1000.192,5 = = 639( v / ph ) π.D 3,14.95 L 42 i = = 0,2( ph ) S.n 0,5.639 Bước 3: Tiện rãnh: Chọn dao tiện rãnh thép gió, máy đồ gá giữ nguyên không đổi - Chế độ cắt: Tra bảng 5.72 - [VIII] + Chiều sâu cắt: t = 1,5(mm) 36 + Lượng chạy dao: S = 0,2(mm/vg) + Tốc độ cắt: V = 27(m/ph) + Số vòng quay trục chính: 1000.V 1000.27 n= = = 90(vg / ph) π D 3,14.95 - Lực cắt: Pz,y,x =10.Cp.tx.sy.vn.kp Tra bảng 5.23 - [VIII] có: Cpz =300; x =1; y = 0,75; n = -0,15 Cpy = 243; x = 0,9; y = 0,6; n = -0,3 Cpx = 339; x = 1; y = 0,5; n = -0,4 Hệ số: kp = kMp.kφp kγp.kϕp.kλp Trong đó: σ 750 0,75 k Mp = ( b ) y = ( ) = Tra bảng 5.9 - [VIII ] 750 750 Tra bảng 5.22 - [VIII], ta có: kγpz=1; kϕpz= 1; kλpz=1; krpz = kγpy = 1; kφpy = 1; kλpy = 1,25; krpy = kγpx = 1; kφpx = 1; kλpx = 0,65; krpx = ⇒ Kpz = 1.1.1.1.1= Kpy = 1.1.1.1,25.1 = 1,25 Kpx = 1.1.0,65.1 = 0,65 - Lực cắt: Pz= 10.Cpz.tx.Sy.Vn.kpz = 10.300.1,51.0,20,75.27-0,15.1 = 821(N) Py= 10.Cpy.tx.Sy.Vn.kpy = 10.243.1,50,9.0,20,6.27-0,3.1,25 = 620(N) Px= 10.Cpx.tx.Sy.Vn.kpx = 10.339.1,51.0,20,5.27-0,4.0,65 = 163(N) P V 821.27 = = 0,36( KW) - Công suất cắt: N = z 1020.60 1020.60 L + L1 1,5 + = = 0,19( ph) - Thời gian bản: Tcb = S n 0,2.90  Bước4: Tiện vát mép đoạn trục: Φ99,6; Φ90 Chọn dao tiện vát mép, máy đồ gá giữ nguyên + Chiều sâu cắt: t = 1,5(mm) + Lượng tiến dao ngang: S = 0,2(mm/vg) C + Tốc độ cắt: V = m vx y k v T t s 37 Tra bảng 5.17 - [VIII], ta có: Cv=340; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,2; kv = kmv.knv.kuv Trong đó: kmv = 1, bảng 5.1- [VIII] knv = 0.8, bảng 5.5 - [VIII] kuv = 1, bảng 5.6 - [VIII] ⇒ kv = 1.0,8.1 = 0,8 T: Trị số trung bình tuổi bền T gia công dao T =30÷60 (ph), chọn T = 45(ph) 340 V = 0, ,15 0,8 = 247( m / ph ) 45 1,5 0,2 0, 45 - Số vòng quay trục chính: 1000.V 1000.247 n= = = 884( vg / ph ) π.D 3,14.90 - Lực cắt: Pz,y,x =10.Cp.tx.sy.vn.kp Tra bảng 5.23 - [VIII] có: Cpz =300; x =1; y = 0,75; n = -0,15 Cpy = 243; x = 0,9; y = 0,6; n = -0,3 Cpx = 339; x = 1; y = 0,5; n = -0,4 Hệ số: kp = kMp.kφp kγp.kϕp.kλp Trong đó: σ 750 0,75 k Mp = ( b ) y = ( ) = Tra bảng 5.9 - [VIII ] 750 750 Tra bảng 5.22 - [VIII], ta có: kγpz=1; kϕpz= 1; kλpz=1; krpz = kγpy = 1; kφpy = 1; kλpy = 1,7; krpy = kγpx = 1; kφpx = 1; kλpx = 0,65; krpx = ⇒ Kpz = 1.1.1.1.1= Kpy = 1.1.1.1,7.1 = 1,7 Kpx = 1.1.0,65.1 = 0,65 - Lực cắt: Pz= 10.Cpz.tx.Sy.Vn.kpz = 10.300.1,51.0,20,75.247-0,15.1 = 589(N) Py= 10.Cpy.tx.Sy.Vn.kpy = 10.243.1,50,9.0,20,6.247-0,3.1,7 = 433(N) Px= 10.Cpx.tx.Sy.Vn.kpx = 10.339.1,51.0,20,5.247-0,4.0,65 = 163(N) - Công suất cắt: 38 Pz V 589.247 = = 2,4( KW) 1020.60 1020.60 - Thời gian bản: L 1,5 = = 0,02(ph ) Tcb = S.n 0,2.384 N= Kiểm tra: Thông số kiểm tra: Kiểm tra độ tròn, độ trụ, chiều dài đoạn trục Dụng cụ đo: Thước cặp có độ xác 0,01 mm; Đồng hồ so có độ xác 0,01 mm Bảng chế độ cắt thời gian nguyên công 4: Vát mép T620 1,5x450 T15K6 247 1,5 0,2 884 2,4 0,02 Tiện rãnh P18 27 1,5 0,2 90 0,36 0,19 Tiện tinh T620 Φ90 T15K6 99,25 0,5 0,5 639 1,12 0,2 Tiện tinh T620 Φ95 T15K6 99,25 0,5 0,5 639 1,12 0,1 Tiện tinh T620 Φ90 T15K6 99,25 0,5 0,5 610 1,12 0,37 Tiện thô T620 Φ91 T15K6 99,25 1,2 329 7,48 0,2 Tiện thô T620 Φ96 T15K6 99,25 1,2 314,5 7,48 0,8 Tiện thô T620 Φ101 T15K6 99,25 1,2 310 7,48 0,5 Dao V (m/ph) t (mm) S n (mm/v) (v/ph) N (kW) Tcb (ph) Bước T620 Máy 6) Nguyên công 5: Phay then hoa 39 - Máy: Vơí sản xuất loạt nhỏ để nâng cao suất đặc biệt nâng cao độ xác chất lượng gia công gia công ta chọn phương pháp tạo then hoa gia công máy phay lăn Chọn máy 5K32 với thông số sau: Thông số: 5K32 Đường kính lớn bánh trụ thẳng bánh vít gia công, mm Môđun lớn bánh thép cắt dao phay trục vít,mm Chiều rộng lớn bánh trụ thẳng gia công, mm Góc nghiêng bánh lớn gia công độ 800 10 300 ±60 Đường kính khoảng cách nhỏ đường trục bánh gia công trục dao phay, mm 80 Khoảng cách đường trục dao phay mặt phẳng bàn máy, mm 210–570 Đườnh kính lớn dao phay trục vít mm 200 Dịch chuyển bàn dao, mm 360 Dịch chuyển dọc lớn dao phay, mm 80 Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph 50–310 Ngang Phạm vi bước tiến bàn, mm/vg mm/ph Thẳng đứng Tiếp tuyến Công suất động chính, kW 0,85–5 0,3-1,7 0,17–3,7 7,5 - Dao phay lăn trục vít với thông số sau: 40 20 157 Đường kính dao phay: D = 90mm; Số dao phay vòng vít: z = 8; Chiều dài dao phay: L = 150 mm; Mô đun dao m = Số dầu mối dao phay: K = Biên dạng dao hình thang - Chuẩn định vị gá kẹp: Chi tiết định vị mặt trụ chống tâm đầu để gia tăng độ cứng vững - Đồ gá: Chi tiết kẹp chặt mâm cặp chấu tự định tâm đặt bàn máy chống tâm đầu lại trục mũi tâm - Các chuyển động máy chi tiết gia công: Trong trình gia công, dao có chuyển động quay quanh trục đồng thời dao có chuyển động dọc trục chi tiết gia công chuyển động hướng kính sau lần chạy dao hết chiều dài chi tiết cần gia công để cắt hết lượng dư tạo chuyển động ăn dao Chi tiết có chuyển động quay quanh trục theo mối quan hệ ăn khớp dao với chi tiết gia công theo nguyên lý ăn khớp trục vít với bánh vít: Trục vít quay vòng bánh vít (chi 20° nd tiết gia công) quay K/Z vòng với K số đầu mối dao Z số cần gia công trục Gia công ( rãnh then ) đạt kích thước: Số răng: Z = 48; Z = 31 Môđun m = 2; Góc ăn khớp α = 300 Hệ số dịch cỉnh X = 0;  Bước 1: Phay thô đoạn trục: + Chiều sâu cắt: t =1,5 (mm) + Lượng chạy dao: S = 0,2 (mm/vg) + Lượng chạy dao cho 0,2 dao: Sz = = 0,0042 (mm/răng) 48 + Tốc độ cắt: 41 sd V= C v D q T m t x S Zy B u Z P k v Tra bảng 5.39 - [VIII], ta có: Cv=53; x = 0,3; y = 0,2; u = 0,1; p = 0,1; q = 0,45; m = 0,33 kv = kmv.knv.kuv Trong đó: kmv = 1, bảng 5.1- [VIII] knv = 0.8, bảng 5.5 - [VIII] kuv = 1, bảng 5.6 - [VIII] ⇒ kv = 1.0,8.1 = 0,8 T: Trị số trung bình gia công dao Theo bảng 5.40 [VIII] chọn T=180 V= 53.90 0, 45 180 0,33.1,50,3.0,0042 0, 2150 0,1.80,1 0,8 = 75,4(m / ph ) - Số vòng quay trục chính: 1000.V 1000.75,4 n= = = 267( vg / ph ) π.D 3,14.90 - Tốc độ cắt thực: π.D.n 3,14.90.267 = = 75,5(m / ph ) V= 1000 1000 - Lực cắt: Pz = 10.C p t x Szy B u Z q w KMV D n Tra bảng 5.41 - [VIII] có: Cpz =68,2; x =0,86; y = 0,72; u = 1,0; q= 0,86; w = σ y 750 0,75 ) = Tra bảng 5.9 - [VIII ] Hệ số: KMV = ( b ) = ( 750 750 - Lực cắt: 10.68,2.1,50,86.0,0042 0,72.1501.8 = 470(N) 90 0,86.267 P V 470.75,5 = = 0,58(KW) - Công suất cắt: N = z 1020.60 1020.60 Thời gian cho bước nguyên công: L + L1 + L Tcb = Z ct (ph ) ; bảng 5.3 - [VII] Sd n.q P z= L: Chiều dài đoạn trục cần gia công: L1 = 20; L2 = 157(mm) 42 L1 = mm -Chiều dài khoảng tiến dao chuẩn bị vào cắt L2 = mm - Chiều dài khoảng chạy dao S: lượng chạy dao dọc: S = 0,2 (mm/vg) n: số vòng quay trục chính: n = 267 (vg/ph) q = - Số đầu mối dao i: Số lần gia công để đạt kích thước yêu cầu: i = - Thời gian cho bước 1: 20 + + 1 = 0,43(ph ) ⇒ Tcb1 = 0,2.267.1 Tcb2 = 157 + + 1 = (phút) 0,2.267  Bước 2: Phay tinh: + Chiều sâu cắt: t =0,1 (mm) + Lượng chạy dao: S = 0,2 (mm/vg) + Lượng chạy dao cho dao: Sz = 0,2 = 0,0042 (mm/răng) 48 + Tốc độ cắt: V= C v D q T m t x S Zy B u Z P k v Tra bảng 5.39 - [VIII], ta có: Cv=53; x = 0,3; y = 0,2; u = 0,1; p = 0,1; q = 0,45; m = 0,33 kv = kmv.knv.kuv Trong đó: kmv = 1, bảng 5.1- [VIII] knv = 0.8, bảng 5.5 - [VIII] kuv = 1, bảng 5.6 - [VIII] ⇒ kv = 1.0,8.1 = 0,8 T: Trị số trung bình gia công dao Theo bảng 5.40 [VIII] chọn T=180 V= 53.90 0, 45 180 0,33.0,10,3.0,0042 0,2150 0,1.80,1 0,8 = 170(m / ph ) - Số vòng quay trục chính: 1000.V 1000.170 n= = = 602( vg / ph ) π.D 3,14.90 - Lực cắt: 43 Pz = 10.C p t x Szy B u Z q w KMV D n Tra bảng 5.41 - [VIII] có: Cpz =68,2; x =0,86; y = 0,72; u = 1,0; q= 0,86; w = σ y 750 0,75 ) = Tra bảng 5.9 - [VIII ] Hệ số: KMV = ( b ) = ( 750 750 - Lực cắt: 10.68,2.0,10,86.0,0042 0,72.1501.8 = 46(N) 90 0,86.602 P V 46.170 = = 0,13(KW) - Công suất cắt: N = z 1020.60 1020.60 Thời gian cho bước nguyên công: L + L1 + L Tcb = Z ct (ph ) ; bảng 5.3 - [VII] Sd n.q P z= L: Chiều dài đoạn trục cần gia công: L1 = 20; L2 = 157(mm) L1 = mm -Chiều dài khoảng tiến dao chuẩn bị vào cắt L2 = mm - Chiều dài khoảng chạy dao S: lượng chạy dao dọc: S = 0,2 (mm/vg) n: số vòng quay trục chính: n = 602 (vg/ph) q = - Số đầu mối dao i: Số lần gia công để đạt kích thước yêu cầu: i = - Thời gian cho bước 1: 20 + + 1 = 0,2(ph ) ⇒ Tcb1 = 0,2.602.1 Tcb2 = 157 + + 1 = 1,3 (phút) 0,2.602 Phay tinh 5K32 P18 170 0,1 0,2 602 0,13 1,5 Phay thô 5K32 P18 75,5 1,5 0,2 267 0,58 3,43 Bước Máy Dao V (m/ph) t (mm) S (mm/) n (v/ph) N (kW) Tcb (ph) 7) Nguyên công 6: Kiểm tra sơ sản phẩm: 44 Ø65 Ø99.6 -0.1 Ø65 -0.1 +0.1 157 -0.1 +0.1 20 -0.1 + Kiểm tra thông số: - Kiểm tra độ trụ đoạn trục; - Kiểm tra độ tròn đoạn trục; - Kiểm tra độ thẳng, độ song song, kích thước biên dạng rãnh then + Dụng cụ đo: - Đồng hồ so có độ xác 0,01 mm; - Dưỡng kiểm tra biên dạng răng; - Thước cặp có độ xác 0,02 mm 45 8) Nguyên công 7: Nhiệt luyện T°C Đồ thị chế độ nhiệt luyện 1000 Nhiệt luyện làm tăng độ cứng bề mặt chi tiết đồng thời không làm 850 giảm độ bền nơi lắp ổ đường kính Φ90 mm Ta chọn phương pháp nhiệt luyện nhiệt luyện bề mặt gia 500 nhiệt dòng diện cao tần, làm lạnh dầu để dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ đảm bảo độ cứng đồng thời giảm biến dạng nhiệt 10 20 9) Nguyên công 8: Mài cổ trục: t (giây) Chi tiết sau nhiệt luyện bị biến dạng nhiệt cong vênh, nứt bề mặt nên ta cần tiến hành mài để đảm bảo độ xác độ nhẵn bóng theo yêu cầu + Máy: Chọn máy mài tròn 3131 với thông số: Thông số: 3131 Đường kính lớn gia công 280mm Phạm vi đường kính gia công 8÷280mm Chiều dài lớn gia công 630;1250mm Đường kính lớn đá 350mm Tốc độ đá mài (vg/ph) 1880;2110 Dich chuyển lớn bàn máy 675;1290(mm) Phạm vi bước tiến bàn 0,1÷6(m/ph) Góc quay lớn bàn ±110 Dịch chuyển ngang lớn ụ mang đá Bước tiến ngang ụ mang đá Dịch chuyển ngang ụ đá sau(mm) Số cấp tốc độ mâm cặp ụ trước Phạm vi tốc độ mâm cặp ụ trước Phạm vi đường kính lỗ mài Công suất động + Đá mài với thông số: 46 Mài thuỷ lực 286(mm) tay 236(mm) 0,0025÷0,04 mm/hành trình bàn 0,025; 0,01một độ chia đĩa chia Vô cấp 50−400(v/p) 30÷100(mm) 4KW - Đường kính đá D=200mm - Chiều dày đá B=50mm - Hạt mài côrun điện trắng - Độ hạt gia công thô cỡ hạt 40 - Độ hạt gia công tinh cỡ hạt 16 - Chất kết dính gốm - Độ cứng đá trung bình - Độ xốp 46% + Chuẩn định vị gá kẹp: Gá định vị chi tiết hai mũi tâm Dùng hai mũi tâm làm chuẩn định vị để đảm bảo đồng tâm cổ trục, mũi tâm trước định vị ba bậc tự mũi tâm sau định vị hai bậc tự Truyền chuyển động tốc kẹp sd n 40 Ø90 Ø90 +0.035 +0.015 +0.035 +0.015 sng +0.1 -0.1 +0.1 -0.1 42 ∗ Bước 1: Mài thô: +0 , 05 − Mài thô cổ trục đạt kích thước: Φ90 + 0, 04 ; L=40±0,1 Chế độ cắt: Vận tốc đá vđ = 40(m/s) Vận tốc phôi vph = 15(m/ph) Chiều sâu cắt t =0,02(mm/hành trình đơn đá) Lượng chạy dao dọc Sd=(0,3÷0,7).B=25mm/1 vòng quay phôi Công suất mài: r N =CN.V ph tx.sy.dq Tra bảng 5.56[5] ta có: CN=1,3; r=0,75; x=0,85; y=0,7; q=0 N = 1,3.150,75.0,020,85.250,7.900 =3,4(KW) 47 Thời gian bản: L0 t Tcb = 1,3 s d B d n ct h n ct = 1000.v ct 1000.15 = = 140( vg / ph ) π.D ct 3,14.34 L0=L - 0,5.Bđá=90 - 0,5.50=65(mm) h: lượng dư tổng cộng h =0,05 40 0,02 Tcb = 1,3 = 0,0012(ph ) 25.50.140 0,05 +0 , 035 ∗ Bước 2: Mài tinh đạt kích thước: Φ90 + 0, 015 ; L=40±0,1 ; Ra=1,25µm Tiếp theo bước mài thô thay đá hạt nhỏ để mài tinh Tốc độ quay phôi: vp=35m/p Vận tốc đá: vđ=45m/s Chiều sâu cắt: t = 0,005(mm) Lượng chạy dao dọc: sd=(0,2–0,4)B=15mm/1vòng quay phôi Công suất cắt: r N=CN.V ph tx.sy.dq Tra bảng 5.56[5] ta có: CN=1,3; r=0,75; x=0,85; y=0,7; q=0 N=1,3.350,75.0,010,85.150,7.900=2,5(K W) Thời gian bản: L0 t Tcb = 1,3 s d B d n ct h n ct = 1000.v ct 1000.35 = = 328( vg / ph ) π.D ct 3,14.34 h: lượng dư tổng cộng h=0,015 40 0,005 Tcb = 1,3 .3 = 0,0002(ph ) 15.50.328 0,015 + Kiểm tra: Thông số kiểm tra: Kiểm tra độ tròn, độ trụ, độ nhẵn chi tiết gia công Dụng cụ đo: Đồng hồ so; máy đo độ nhám chuyên dùng 10) Nguyên công 9: Tổng kiểm tra sản phẩm bao gói, đóng hộp – Kiểm tra độ cứng sảm phẩm theo điều kiện làm việc chi tiết đạt 214HB, máy đo độ cứng chuyên dùng – Kiểm tra độ nhẵn bề mặt đoạn trụ bề mặt lắp ghép đạt độ nhám Ra=1,25µm máy đo độ nhám chuyên dùng – Kiểm tra độ đồng tâm cổ trục đồng hồ so 48 20 +0.1 -0.1 49 +0.035 Ø90 +0.015 -0.054 Ø95 Ø99.6 -0.1 +0.035 Ø65 -0.054 51 Ø90 +0.015 – Kiểm tra độ tròn mặt trụ đồng hồ so – Dụng cụ đo: + Dụng cụ đo độ cứng: máy đo dộ cứng chuyên dùng + Dụng cụ đo độ nhám máy đo độ nhám chuyên dùng + Đồng hồ so có độ xác 0,002mm, palme, thước cặp có độ xác 0,01mm + Các thiết bị chuyên dùng +0.1 120 -0.1 42 ... nhám bề mặt then hoa đạt Ra = 2,5µm - Độ đảo cổ trục đạt 0, 025( mm) - Độ đồng tâm đoạn trục đạt 0, 025( mm) - Độ xác hình học độ côn, độ ôvan cổ trục đoạn trục then hoa đạt 0,03(mm) 4) Xác định... đảm bảo độ xác, độ nhám độ cứng bề mặt lắp ghép với ổ lăn − Gia công đoạn trục then hoa không yêu cầu cao độ nhám bề mặt nên cần phay thô sau phay tinh đạt độ nhám bề mặt độ xác yêu cầu mà không... 3) Yêu cầu kĩ thuật trục - Vật liệu thép 45; σb=750(MPa) - Cấp xác gia công đạt cấp - Độ đảo mặt đầu đoạn cổ trục lắp ổ lăn đạt: 0, 025( mm) - Độ nhám cổ trục lắp ổ lăn đạt Ra = 1 ,25 m - Độ nhám