Chương I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1. Phân tích chi tiết 1.1. Công dụng: Giá dẫn hướng là chi tiết trung gian ( dạng càng) để liên kết hai trục song song với nhau, để trục này di chuyển song song với trục kia. 1.2. Điều kiện làm việc: Từ công dụng tên, ta thấy chi tiết làm việc trong điều kiện chụi mài mòn cao( do di trượt). Vật liệu và cơ tính yêu cầu Vật liệu: gang xám (GX 15-32) + 2 /150 mmN b = δ , 2 /320 mmN u = δ , 2 /600 mmN n = δ + 163HB = ÷229 + Gang xám là hợp kim sắt với cacbon và có chứa một số nguyên tố khác như (,5÷4,5)%Si, (0,4÷0,6)%Mn, 0,8%P, 0,12%S, ngoài ra còn có thêm Cr, Cu, Ni, Al… + Gang xám GX 15-32 có cơ tính trung bình, để làm các chi tiết chịu tải trung bình và chịu mài mòn ít. Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, gia công cơ dễ, nhẹ, rẻ và giảm rrung động. Phân tích yêu cầu kỹ thuật Ta cần quan tâm đến các yêu cầu kỹ thuật sau: + Về kích thước: - 0,039 50 φ + có dung sai lỗ là H8 - 0,043 15 ϕ + có dung sai lỗ là H8 + Về độ nhẵn của bề mặt gia công: - Mặt trụ trong của lỗ có đường kính φ 50 +0.039 có độ nhám bề mặt là Ra=2,5 - Mặt trụ trong của lỗ có đường kính φ 15 +0,027 có độ nhám bề mặt là Ra=2,5 + Dung sai hình dáng và các vị trí bề mặt: - Dung sai độ vuông góc giữa mặt trong của lỗ 0,039 50 ϕ + với mặt A ( bản vẽ chi tiết) là 0,3/100 - Dung sai độ song song giữa mặt trong của lỗ với 0,043 15 ϕ + chuẩn B là 0,1/100 - Dung sai độ vuông góc giữa mặt đầu của lỗ với 0,043 15 ϕ + chuẩn B là 0,3/100 2. Xác định dạng sản xuất Mục đích: Xác định hình thức tổ chức sản xuất ( đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn hay hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi, chọn thiết bị công nghệ hợp lý cho việc gia công chi tiết. Các yếu tố phụ thuộc: + Sản lượng chế tạo + Khối lượng chi tiết 2.1. Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm: 0 . . 1 . 1 100 100 N N m α β     = + +  ÷  ÷     1 Trong đó - N 0 = 4000 chiếc. Số sản phẩm trong một năm theo đề bài yêu cầu - m=1 số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm - β = 5÷7% số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên. Chọn β=6% - α = 3÷5% số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo. Chọn α=4% ⇒ 4 6 4000.1. 1 . 1 4410 100 100 N     = + + =  ÷  ÷     chiếc/ năm 2.2. Khối lượng chi tiết Khối lượng chi tiết gia công có thể tình gần đúng như sau: - Thể tích hình trụ lớn 2 2 3 1 4 (63 50 ) (3.6,5) .80 909694V mm π   = − − =   - Thể tích hình khối chỗ bắt bulong ( bên trái chi tiết): 2 2 3 2 .15 .15 19 2.(18.30 ). 13617 2 4 2 V mm π π = + − = - Thể tích 2 vành phải của chi tiết: 2 2 2 3 3 .15 .63 .15 70 2 (30 63) .10 37461 2 4 8 2 V mm π π π   = + − − + =     - Thể tích 2 bờ gồi: 3 4 17 20 2. 6 2160 2 V mm ×   = × =  ÷    Thể tích đặc của chi tiết: 4321 VVVVV +++= =143985 mm 3 Vậy khối lượng của chi tiết là: M=P.V Với khối lượng riêng của chi tiết: ρ gang xám =7,3 kg/dm 3  M=7,3.143985.10 -6 =1,0510 kg Theo bảng 2-1, (I trang 24) với lượng sản xuất 4410 chiếc/ năm và khối lượng chi tiết là 1,0510 Kg ⇒ Ta được dạng sản xuất là : Hàng loạt vừa. Vì dạng sản xuất ở đây không phải là sản xuất hàng loạt lớn hay hàng khối nên ta không cần xác định nhịp sản xuất. 2 Chương 2. CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 2.1. Dạng phôi Dựa vào vật liệu chi tiết là gang xám, hình dạng khá phức tạp và kích thước không quá lớn nên ta chọn dạng phôi đúc vì phôi đúc có ưu điểm sau: + Giá thành chế tạo vật đúc rẻ + Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản cho nên đầu tư thấp + Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa + Đ ộ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo 2.2. Phương pháp chế tạo phôi Trong phương pháp đúc phôi có những phương pháp sau: 1. Đúc trong khuôn cát- mẫu gỗ - Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ - Loại phôi đúc ở phương pháp này có cấp chính xác IT16-IT17. - Độ nhám bề mặt R z =160µm. => Phương pháp gia công này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao nên gây khó khăn cho các bước gia công tiếp theo. 2. Đúc trong khuôn cát - mẫu kim loại: - Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát- mẫu gỗ, vì giá tạo khuôn cao. - Cấp chính xác của phôi: IT15_IT16 - Độ nhám bề mặt R z =80µm. => Chất lượng của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc với mẫu gỗ, đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạn sản xuất loạt vừa và lớn 3. Đúc trong khuôn kim loại - Độ chính xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phôi có hình dạng gần gần giống với chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao. 3 - Cấp chính xác của phôi: IT14-IT15 - Độ nhám bề mặt: : R z =40µm. => Phương pháp này cho năng suất cao, đặc tính kỹ thuật của chi tiết tốt nhưng giá thành sản phẩm cao nên không phù hợp với tính kinh tế trong sản xuất loạt vừa. 4. Đúc li tâm - Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, rỗng, đối xứng, đặc biệt là các chi tiết hình ống hay hình xuyến - Khó nhận được đường kính lỗ bên trang chính xác vì khó định được lượng kim loại rót vào khuôn chính xác - Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém ( đối với vật đúc tròn xoay) vì chứa nhiều tạp chất và xỉ 5. Đúc áp lực - Dùng áp lực để điền đầy kim loại vào trong khuôn - Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim Thiếc, Chì, Kẽm, Mg, Al,Cu. - Đúc đướ áp lực dung để chế tạo các chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng, dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí… - Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao. Đặc tính kỹ thuật tốt nhưng đối với dạng sản xuất loạt vừa thì thì hiệu quả kinh tế không cao. 6. Đúc trong khuôn vỏ mỏng - Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm - Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến 100Kg - Đùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối 7. Đúc liên tục - Là quá trình rót kim loại lỏng đều và liên tục vào mặt khuôn bằng kim loại, xung quanh hoặc bên trong khuôn có nước lưu thông làm nguội. Nhờ truyền nhiệt thanh nên kim loại lỏng sau khi rót vào khuôn được kết tinh ngay, vật đúc được kéo liên tục ra khỏi khuôn bằng cơ cấu đặc biệt như con lăn… - Thường dùng để đúc ống, đúc thỏi, đúc tấm. 4 Kết luận: - Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát- mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy - Phôi đúc đạt cấp chính xác là II, - Cấp chính xác kích thước IT15-IT16 - Độ nhám bề mặt R z =80µm. 2.3. Xác định lượng dư gia công: - Chi tiết được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát- mẫu kim loại,làm khuôn bằng máy, phân khuôn X-X( nằm ngang). - Lượng dư phía trên là 3,5mm, lượng dư phía dưới và mặt bên là 3,5mm, góc nghiêng thoát khuôn 3 0 , bán kính góc lượn 3mm. 2.4. Bản vẽ lồng phôi: 5 R23,9 88,2 56,4 30,2 6 Chương 3. TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT 3.1. Bản vẽ đánh số các bề mặt 1 3 4 2 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 3.2. Phương pháp gia công các bề mặt Gia công mặt 1 và mặt 3 ( mặt đầu của hình trụ): - Tiện mặt đầu: Để đạt Ra2,5 thì tiện mỏng, chiều sâu lớp biến cứng 10, cấp chính xác kinh tế là 8÷11, cấp chính xác đạt được là 7 - Phay mặt đầu: Để đạt Ra2,5 thì phay mỏng, chiều sâu lớp biến cứng 5÷10, cấp chính xác kinh tế là 8÷9, cấp chính xác đạt được là 7 ⇒ Chọn máy phay mặt đầu cho năng suất cao hơn Gia công mặt 4: _ Tiện dọc trục: Để đạt Ra 2,5 thì tiện tinh, chiều sâu lớp biến cứng 10, cấp chính xác kinh tế là 7÷9, cấp chính xác đạt được là 6 7 _ Doa: Để đạt Ra 2,5 thì doa tinh, chiều sâu lớp biến cứng 10, cấp chính xác kinh tế là 7÷10, cấp chính xác kinh tế là 7÷8 _ Chuốt: Để đạt Ra 2,5 thì chuốt tinh, chiều sâu lớp biến cứng 25, cấp chính xác kinh tế là 7÷8 _ Mài: Để đạt Ra 2,5 thì mài tinh, chiều sâu lớp biến cứng 50, cấp chính xác kinh tế là 8÷11, cấp chính xác đạt được là 6. ⇒ Do chi tiết có gờ nên phương pháp tiện không khả thi. Phương pháp chuốt có thể thực hiện nhưng do chuốt khó chế tạo và đắt tiền nên cũng không khả thi Phương pháp mài thì thiết kế đồ gá phức tạp nên ta chọn phương pháp doa. Gia công lỗ 4 sẽ tiến hành khoét - doa. Gia công mặt 6,7,8: Phay mặt đầu: Để đạt ra 2,5 thì phay tinh, chiều sâu lớp biến cứng 5÷10, cấp chính xác kinh tế là 8÷9, cấp chính xác đạt được 6÷7 Mài phẳng: Để đạt Ra 2,5 thì mài tinh, chiều sâu lớp biến cứng 15, cấp chính xác kinh tế là 6÷8 Ta chọn phương pháp phay. Gia công mặt 5: Chọn phương án khoan - khoét- doa Gia công mặt 12,13: Chọn phương pháp phay đạt cấp chính xác 12÷14, độ nhám Rz 50 Gia công mặt 11: Chọn phương pháp khoan- doa độ chính xác 12÷14, độ nhám Rz=25÷50 Gia công mặt 14: Chọn phương pháp phay dùng dao phay đĩa 8 3.3. Phân tích 2 phương án công nghệ Bảng phân tích 2 phương án công nghệ Phương án Số thự tự_ nguyên công Số bề mặt gia công Bề mặt định vị Dạng máy gia công 1 1. Phay 1+3 9 Máy phay ngang 2. Khoét - doa 4 1+ 9 Máy khoan 3. Phay 6 + 7 + 8 1+ 4 Máy phay ngang 4. Khoan-khoét-doa 5 1+ 4 Máy khoan 5. Phay 12 + 13 4 + 5 Máy phay 6. Khoan- doa 11 1+ 4 + 5 Máy khoan 7. Phay rãnh 14 1+ 4 + 5 Máy phay ngang 2 1. Phay 3 1+9 Máy phay đứng 2. Phay 1 3+9 Máy phay đứng 3. Phay 3 1+9 Máy phay đứng 4. Khoét+ Doa 4 1 + 9 Máy khoan 5. Phay 6 + 7 + 8 1+ 4 Phay đứng 6.Khoan+Khoét+ Doa 5 1+ 4 Máy khoan 7. Phay 12 + 13 1+4 + 5 Máy phay 8. Khoan -doa 11 1+ 4 +5 Máy khoan 9. Phay rãnh 14 1+ 4 + 5 Máy phay ngang Bảng so sánh 2 phương án: Phương án Ưu điểm Nhược điểm Phương án 1 Tận dụng ưu điểm của máy phay ngang sử dụng được 2 dao để phay 2 mặt 1 và 3 cùng lúc, ít nguyên công, năng suất cao Khó xác định chế độ cát, đòi hỏi máy có công suất cao Phương án 2 Sau khi gia công mặt 1 ta có chuẩn tinh để gia công mặt 3 có thể đạt được đọ chính xác hình dáng, kích thước yêu cầu, việc lựa chọn chế độ cắt cũng đơn giản hơn Mang tính chuyên môn hóa cao Nhiều nguyên công hơn, năng suất không cao. Kết luận: Dựa vào việc phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án trên ta lựa chọn phương án 1. 9 Chương 4. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG Chọn chuẩn công nghệ: - Chuẩn thô: chọn bề mặt trụ lớn ngoài ( φ 63) làm chuẩn thô - Chuẩn tinh: dùng bề mặt 1 hoặc 3 làm chuẩn tinh phụ thống nhất cho cả quá trình công nghệ. 4.1. Nguyên công 1: Phay mặt 1 và 3 4.1.1. Sơ đồ gá đặt: 1 3 x z y 4.1.2. Phương án gia công: Phay mặt tinh 1 và 3 đạt cấp chính xác 9, Rz= 10 m µ 4.1.3. Định vị: _ Để tạo được mặt đầu 1 và 3 cần khống chế các bậc tự do sau: Cần: T(Qz), Q(Ox), Q(Oy) Phụ: T(Ox), Y(Oy) _ Dùng khối V dài sẽ khống chế được 4 bậc tự do T(Ox), Y(Oy), Q(Ox), Q(Oy) _ Dùng chốt tì khống chế 1 bậc tự do: T(Oz) 10 [...]... 4.7.1 Sơ đồ gá đặt: 20 4 z x y 5 1 4.7.2 Phương án gia công: Phay thô rãnh đạt cấp chính xác IT14, Rz=40 µ m 4.7.3 Định vị: Dùng chốt trụ ngắn có vai định vị lên mặt 4,3 khống chế 5 bậc tự do Dùng chốt trám định vị lên mặt 5 khống chế 1 bậc tự do Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do 4.7.4 Phương án kẹp chặt: Dùng bulong kẹp chặt, tạo lực ép của bề mặt 1 của chi tiết vào phiến tì 4.7.5 Chọn máy: Chọn máy. .. 4.6.1 Sơ đồ gá đặt: 4 z x y 5 1 4.6.2 Phương án gia công: Khoan lỗ đạt cấp chính xác IT14, Rz=40 µ m Doa đạt cấp chính xác IT8, Rz=2,5 µ m 4.6.3 Định vị: Dùng phiến tì lên mặt đầu khống chế 3 bậc tự do Dung chốt trụ ngắn định vị lên mặt 4 khống chế 2 bậc tự do Dùng chốt trám định vị lên mặt 5 khống chế 1 bậc tự do Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do 4.6.4 Phương án kẹp chặt: Dùng bulong kẹp chặt, tạo lực... 12 và 13 4.5.1 Sơ đồ gá đặt: 4 z x y 5 1 4.5.2 Phương án gia công: Phay mặt đầu đạt cấp chính xác IT14, Rz=40 µ m 4.5.3 Định vị: Dung phiến tì lên mặt đầu 1 khống chế 3 bậc tự do Dung chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ 4 khống chế 2 bậc tự do Dung chốt trám định vị vào mặt lỗ 5 khống chế 1 bậc tự do Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do 4.5.4 Phương án kẹp chặt: 17 Dung bulong kẹp chặt, tạo lực ép bề mặt... 4.4.1 Sơ đồ gá đặt: 4 z x y 5 1 4.4.2 Phương án gia công: Khoan lỗ đạt cấp chính xác IT14, Rz= 50 µ m Khoét đạt cấp chính xác IT10, Rz= 12,5 µ m Doa đạt cấp chính xác IT8, Rz=2,5 µ m 4.4.3 Định vị: Dùng chốt trụ ngắn có vai định vị lên mặt 4 khống chế 5 bậc tự do 15 Dùng chốt tì định vị mặt 10 khống chế 1 bậc tự do Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do 4.4.4 Phương pháp kẹp chặt: Dùng bulong kẹp chặt tạo. ..4.1.4 Phương án kẹp chặt: Dùng khối V di động tự định tâm tạo lực kẹp ép bề mặt trụ dài của chi tiết sát vào mặt khối V dưới 4.1.5 Chọn máy: _ Chọn máy phay ngang 6H12 + Bề mặt làm việc của bàn ( mm 2 ): 320x1250 + Công suất độngc ơ: 7Kw + Hiệu suất máy: η =0,75 + Số vòng quay trục chính( vòng/phút): 30÷1500 + Bước tiến của bàn: 5÷1500 mm/phút + Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy: 1500Kg... 50+0.039 11 4.2.1 Sơ đồ gá đặt: 3 4 z x y 1 4.2.2 Phương án gia công: _ Khoét thô đạt cấp chính xác 12, Rz=50 µ m _ Khoét tinh đạt cấp chính xác 10 Rz= 12,5 µ m _ Doa tinh đạt cấp chính xác 8, Rz= 2,5 µ m 4.2.3 Định vị: _ Dùng khối V định vị 2 bậc tự do _ Dùng phiến tì phẳng khống chế 3 bậc tự do _ Chi tiết khống chế 5 bậc tự do 4.2.4 Phương án kẹp chặt: Dùng có cấu kẹp liên động tạo ra lực kẹp đẩy bề... Sơ đồ gá đặt: 13 4 6 z 7 x y 8 1 4.3.2 Phương án gia công: Phay tinh mặt 6,7,8 đạt cấp chính xác IT9, Ra=2,5 µ m 4.3.3 Định vị: Dùng chốt trụ ngắn và có vai định vị lên mặt 4 và mặt 1 khống chế 5 bậc tự do Dung chốt tì định vị lên mặt 10 khống chế 1 bậc tự do Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do 4.3.4 Phương pháp kẹp chặt: Kẹp chặt bằng bulong ép bề mặt 1 của chi tiết vào bề mặt phiến tì 4.3.5 Chọn máy: ... 3,1 = 46,9 mm Kích thước ghi trên bản vẽ phôi: Dph = 46,9 Bảng kết quả xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp tính toán 25 Trình tự gia Các yếu tố tạo thành Lượng công lỗ lượng dư dư tính +0,039 50 toán Rzi Ti ρi εi 2Zmini (μm) Kích thước tính toán (mm) 1 Phôi đúc 2.Khoét thô 3 Khoét tinh 4 Doa tinh Tổng cộng Dung Kích thước sai giới hạn (mm) δi (mm) Dmini Dmaxi 500 50 0 12,5 0 360,6... lỗ ρ 0 = 300 2 + 200 2 =360,6 µ m 2 ε gd = ε c2 + ε k2 + ε dg Sai số gá đặt: Trong đó εc : Sai số chuẩn εk : Sai số kẹp chặt εdg : Sai số đồ gá Định vị lỗ bằng khối V ⇒ ε c = 0 Sai số kẹp chặt theo phương hướng trục: Bảng 22 ([2], trang 44): εk=90 μm Bỏ qua sai số đồ gá : εdg=0 μm Vậy εgd=90 μm Sai lệch không gian sau khi khoét thô: ρ1=0,05 ρ0 = 0,05 360,6= 18 μm Sai lệch không gian khi khoét tinh... 22±0,015 φ 15+0,011 3 +0,014 Chương 6 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN 6.1 Phương pháp phân tích: Phương pháp này áp dụng cho mặt trụ trong φ 50+0,039 _ Kích thước ghi trên bản vẽ phôi: 47,8 _ Máy khoan cần: 2A135 _ Vật liệu gia công: GX15÷32 với HB=163÷229 Vật liệu của dụng cụ cắt ( mũi khoét thô, mũi khoét tinh, mũi doa tinh) thép gió P18 6.1.1 Chế độ cắt khi khoét thô: a Chiều sâu cắt: . phay 8. Khoan -doa 11 1+ 4 +5 Máy khoan 9. Phay rãnh 14 1+ 4 + 5 Máy phay ngang Bảng so sánh 2 phương án: Phương án Ưu điểm Nhược điểm Phương án 1 Tận dụng ưu điểm của máy phay ngang sử dụng được. phương án công nghệ Bảng phân tích 2 phương án công nghệ Phương án Số thự tự_ nguyên công Số bề mặt gia công Bề mặt định vị Dạng máy gia công 1 1. Phay 1+3 9 Máy phay ngang 2. Khoét - doa 4 1+ 9 Máy. + 8 1+ 4 Máy phay ngang 4. Khoan-khoét-doa 5 1+ 4 Máy khoan 5. Phay 12 + 13 4 + 5 Máy phay 6. Khoan- doa 11 1+ 4 + 5 Máy khoan 7. Phay rãnh 14 1+ 4 + 5 Máy phay ngang 2 1. Phay 3 1+9 Máy phay