Lời nói đầu Thiết kế chế tạo tập hợp nhiệm vụ liên tục nối tiếp Mỗi công đoạn trình thiết kế chế tạo có vai trò nhiệm vụ riêng Quá trình thiết kế coi hoàn thiện mà ý tưởng thiết kế đưa phải có tính ưu việt tính sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập… cuối tính công nghệ Tính công nghệ sản phẩm tính chất mô hình nhà thiết kế đưa có cấu tạo cho khả công nghệ đất nước thực hạn chế thấp giá thành chế tạo Tính công nghệ mô hình thiết kế có ý nghĩa vô quan trọng sản phẩm chế tạo Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc nhiều vào công nghệ sản xuất công nghệ sản xuất đơn giản giản thời gian sản xuất, giảm hao mòn máy móc… dẫn tới giảm chi phí chế tạo nên giá thành sản phẩm giảm Chính vậy, việc thiết kế quy trình công nghệ tối ưu có ý nghĩa quan trọng thiết kế, sản xuất, chế tạo Nắm vững đặc tính công nghệ quy trình sản xuất giúp người kỹ sư có nhìn tổng quát làm cho ý tưởng thiết kế người kỹ sư phù hợp với khả công nghệ đảm bảo chắn ý tưởng thực Là sinh viên Học viện Kỹ thuật Quân sự, phải nắm kiến thức chuyên ngành sở ngành, có môn công nghệ chế tạo máy Trong đồ án vận dụng kiến thức học để giải nhiện vụ đồ án: chọn phôi, lập tiến trình công nghệ, tính lượng dư, tính chế độ cắt, thiết kế đồ gá để tạo sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật đề Đồng thời đảm bảo tính kinh tế sản xuất loạt vừa, qua làm quen với phuong án công nghệ thực sản xuất chi tiết Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “Thanh Dẫn” với nội dung sau: - 01 Bản vẽ A0 trình bày nguyên công - 01 Bản vẽ A1 thể đồ gá cho nguyên công… - 01 Bản vẽ A3 thể vẽ chi tiết - 01 Bản vẽ A3 thể vẽ lồng phôi - 01 Bản thuyết minh A4 Tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo Dương Văn Ngụy thuộc môn Chế Tạo Máy tân tình hướng dẫn để đồ án hoàn thành tiến độ với chất lượng đảm bảo Do thời gian hạn chế nên đồ án tránh thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực hiện: Vũ Đức Hậu CHƯƠNG PHÂN TÍCH SẢN PHẨM, CHỌN PHÔI 1.1 Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật sở chức làm việc chi tiết Chi tiết cần gia công đồ án THANH DẪN có kết cấu đơn giản Trên có số lỗ mà tâm chúng song song với Chi tiết dẫn thường có chức dẫn hướng cấu máy êm xác định hướng chuyển động ổn định (dùng truyền chạy dao dọc dao ngang máy công cụ…); để đảm bảo chuyển động xác dẫn thường có yêu cầu kỹ thuật cao Chi tiết dẫn nội dung đồ án thực có đặc điểm yêu cầu kỹ thuật sau: Chi tiết có kích tổng quát sau: - Chiều dài: 214 mm - Chiều rộng: 27 mm - Chiều dày: 14 mm Chi tiết có tỷ lệ chiều dài lớn so với chiều rộng, bề dày không mỏng, với đặc điểm chức ta xếp chi tiết THANH DẪN vào dạng chi tiết dạng Khi chế tạo chi tiết dẫn ta cần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đưa sau: - Độ nhám bề mặt dẫn đạt cấp (Ra = 0,63), hai mặt đầu bề mặt lại nhám đạt cấp (Ra = 2,5) - Độ xác cao IT7 kích thước có bề dày 14 mm ứng với mặt đáy - Sai số độ vuông góc mặt B với mặt đáy 0,03 mm Sai số độ song song mặt đáy 0,02 mm - Trên có lỗ dạng bậc: đường kính phần lỗ to Φ17, đường kính phần lỗ nhỏ Φ10,5 Giữa đầu có lỗ ren M8 - Góc mặt bên với mặt đáy phía 54º Nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 38÷42 vê tròn cạnh sắc Phải nhiệt luyện để đảm bảo tính phù hợp với điều kiện làm việc 1.2 Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết Đối với chi tiết dẫn tính công nghệ kết cấu có ý nghĩa quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến suất độ xác gia công Do thiết kế cần ý: - Thanh dẫn có chiều dày 14 mm, dài 214 mm độ cứng vũng tương đối thấp, trình gia công cần ý chọn chuẩn hợp lý để đảm bảo độ cứng vũng hệ thống - Kết cấu thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết lúc - Hình dáng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô chuẩn tinh thống Từ hình dạng, kích thước yêu cầu kỹ thuật chi tiết ta thấy: - Do hình dạng đơn giản nên ta gia công máy cắt gọt thông dụng, với đồ gá chuyên dùng kết hợp sử dụng loại đồ gá vạn thông dụng - Độ nhám bề mặt yêu cầu cao Ra = 0,63 (cấp 8) bề mặt ngoài, bề mặt khác yêu cầu độ nhám Ra = 2,5 (cấp 6), kết cấu chi tiết Thanh Dẫn đơn giản thuận lợi cho phương pháp gia công tinh lần cuối sau nhiệt luyện để đạt nhám cấp - lỗ dạng bậc yêu cầu độ nhám không cao nên ta khoan khoét kết hợp - Đầu có lỗ ren gia công cách khoan sau ta rô thành lỗ ren M8 1.3 Xác định dạng sản xuất Sản lượng hàng năm chi tiết xác định theo công thức: N = N1.m(1 + ) đây: N – số chi tiết sản xuất năm; N1 – số sản phẩm sản xuất năm; m – số chi tiết sản phẩm; α – số chi tiết phế phẩm (α = 3÷6%); β – số chi tiết chế tạo thêm để dự phòng (β = 5÷7%) Ta có N1 = 5000 chiếc/năm; m = 1; lấy α = 4%; β = 5% nên: N = 5000 × × (1 + ) = 5450 chiếc/năm Sau ta xác định khối lượng chi tiết theo công thức: Q = V.γ Với: V – thể tích chi tiết (dm³) γ – khối lượng riêng vật liệu Từ hình vẽ ta tính V ≈ 0,05643 dm³ với thép C45 γ =7,83 kg/dm³ nên khối lượng chi tiết: Q = 0,05643 × 7,83 ≈ 0,442 kg < kg sản lượng 5450 chiếc/năm dạng sản xuất loạt lớn 1.4 Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi 1.4.1 Vật liệu phôi Vật liệu làm phôi thép C45 có thành phần hóa học tính sau (theo GOST 1050-74 14959-79): Bảng thành phần hóa học thép C45 Thành phần hóa học, % khối lượng Mác thép C 0,42 – 0,50 C45 Si 0,17 – 0,37 Mn 0,50 – 0,80 Cr, ≤ 0,25 ψ KCV, Độ cứng, 40 kJ/m2 500 HB ≤ 197 Bảng tính thép C45 Mác thép C45 σb σT δ MPa 610 % 360 16 Thép C45 dùng làm vật liệu chế tạo phôi có đặc điểm sau: - Tinh đúc kém, độ cứng mức trung bình, độ dẻo tốt - Có tính nhiệt luyện tốt, giá thành thấp sử dụng rộng rãi ngành kỹ thuật 1.4.2 Chọn phôi Để chế tạo chi tiết dẫn sử dụng loại phôi chủ yếu sau: - Phôi đúc (Đúc khuôn cát khuôn kim loại) - Phôi cán (cán băng) - Phôi rèn tự - Phôi dập Sau ta xem xét đặc điểm loại phôi Phôi đúc (đúc khuôn cát khuôn kim loại): Ưu điểm: Đúc chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp Trang bị công nghệ đơn giản, vốn đầu tư (đúc khuôn cát) Chất lượng bề mặt tốt, tính cao (đúc khuôn kim loại) Nhược điểm: Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu Sản phẩm đúc dễ bị khuyết tật, lượng dư gia công lớn (đúc khuôn cát) Chi phí làm khuôn lớn (đúc khuôn kim loại) Áp dụng: Đúc khuôn cát áp dụng cho sản xuất đơn Đúc khuôn kim loại dùng sản xuất hàng loạt khối Phôi cán (cán băng): Ưu điểm: Phôi có dạng gần giống chi tiết Sản phẩm chất lượng bề mặt, tính cao, lượng dư gia công Năng suất cao Thuận tiện cho khí hóa tự động hóa Nhược điểm: Đòi hỏi đầu tư thiết bị máy móc làm chi phí đầu tư lớn Áp dụng: Thường dùng sản xuất hàng loạt Phôi rèn tự do: Ưu điểm: Phương pháp đơn giản Sản phẩm có tính tốt (tốt đúc) Hệ số sử dụng kim loại trung bình Nhược điểm: Lao động nặng nhọc Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào thể lực trình độ công nhân Độ xác kích thước chất lượng bề mặt thấp Năng suất thấp Áp dụng: Thường áp dụng sản xuất đơn sửa chữa Phôi dập: Ưu điểm: Năng suất cao Phôi có hình dạng gần giống chi tiết Sản phẩm có chất lượng bề mặt, tính cao, lượng gia công Hệ số sử dụng kim loại cao Thao tác đơn giản, quy trình công nghệ Thuận tiện cho việc khí hóa tự động hóa Nhược diểm: Chi phí đầu tư khuôn máy lớn Áp dụng: Thường áp dụng sản xuất hàng loạt hàng khối Chọn phôi người ta thường vào: - Vật liệu tính vật liệu chi tiết mà thiết kế đòi hỏi - Kích thước, hình dáng kết cấu chi tiết - Dạng sản xuất sản lượng chi tiết - Khả đạt độ xác yêu cầu kỹ thuật phương pháp chế tạo phôi - Hoàn cảnh cụ thể nhà máy Yêu cầu chọn phôi: - Lượng gia công nhỏ - Có hình dạng gần giống chi tiết để giảm nguyên công gia công máy - Có kết cấu đơn giản phù hợp với trang thiết bị công nghệ - Giá thành rẻ → Nhằm mục đích dạt chất lượng tốt mà giá thành rẻ Nhận xét: Vật liệu thép C45 có tính đúc kém, chất lượng đúc không cao không sử dụng phôi đúc Dạng sản xuất chi tiết loạt lớn nên không dùng phôi rèn tự 1.4.3 Phương pháp chế tạo phôi: Đối với thực tế chi tiết dẫn kết cấu đơn giản dạng sản xuất loạt lớn nên ta chọn phương pháp gia công tạo phôi phôi cán sau cắt thành phôi nhỏ với kích thước phù hợp Loại phôi dễ dàng mua thị trường nhờ giảm chi phí chế tạo phôi 1.5 Bản vẽ phác phôi CHƯƠNG THIÊT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 Thiết kế tiến trình công nghệ gia công 2.1.1 Phân tích chiến lược gia công Để gia công chi tiết việc chọn chuẩn công nghệ vô quan trọng Nó đảm bảo cho việc gá đặt chi tiết ổn định, chắn mà đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt cho chi tiết gia công Khi chọn chuẩn để gia công chi tiết máy ta phải xác định chuẩn thô chuẩn tinh cách hợp lý, để đảm bảo cho trình gia công thuận lợi đạt yêu cầu kỹ thuật đề Phân tích chọn chuẩn tinh: Khi chọn chuẩn tinh ta phải tuân thủ nguyên tắc sau: - Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh chính, làm cho sai số vị trí tương quan gia công làm việc nhỏ - Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai só chuẩn không - Chọn chuẩn cho gia công chi tiết không bị biến dạng lực cắt, lực kẹp, mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị - Chọn chuẩn cho kết cấu đồ gá đơn giản thuận tiện sử dụng - Cố gắng chọn chuẩn thống để sai số chuẩn nhỏ Với chi tiết dẫn: yêu cầu độ nhám bề mặt làm việc phải cao (cấp 8), dung sai kích thước cao IT7, sai số vị trí tương quan độ vuông góc mặt B với mặt A, C 0,03; độ song song mặt A với C 0,02 Các bề mặt lại yêu cầu độ nhám mức bình thường (cấp 6) Căn vào nguyên tắc chọn chuẩn tinh, ta chọn bề mặt B làm chuẩn tinh để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tối đa nguyên tắc chọn chuẩn đề Phân tích chọn chuẩn thô: Khi chon chuẩn thô ta cần tuân thủ sau: - Nếu chi tiết gia công có bề mặt không gia công nên chọn bề mặt làm chuẩn thô, vị trí tương quan bề mặt gia công bề mặt không gia cong nhỏ - Nếu có số bề mặt không gia công nên chọn bề mặt không gia công có yêu cầu độ xác vị trí tương quan cao (đối với bề không gia công) làm chuẩn thô - Trong bề mặt phải gia công nên chọn bề mặt có lượng dư nhỏ làm chuẩn thô - Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối phẳng mép rèn dập (bavia), đậu hơi, đậu ngót gồ ghề - Chuẩn thô nên dùng lần cho trình gia công Đối với phôi làm chi tiết Thanh Dẫn phôi cán sau cắt thành phôi nên bề mặt cán A C có chất lượng tính tốt ta chọn hai bề mặt làm chuẩn thô Ở ta chọn bề mặt A làm chuẩn thô Từ ta có chuẩn thô để tạo chuẩn công nghệ Do có yêu cầu độ vuông góc hai mặt A, C với mặt B nên ta lấy mặt A kết hợp mặt đối diện mặt B làm chuẩn thô để gia công mặt B Sau lấy mặt B làm chuẩn tinh để gia công mặt lại Như ta đáp ứng yêu cầu chuẩn tinh thống trình gia công chi tiết Ta biết số lượng nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế nguyên công Trong thực tế có phương pháp thiết kế kế nguyên công phương pháp tập trung nguyên công phân tán nguyên công Trong đồ án ta sử dụng phương pháp tập trung nguyên công kết hợp với phương pháp phân tán nguyên công (bố trí nhiều bước công nghệ nguyên công kết hợp chia nhiều nguyên công nhỏ) Bởi áp dụng phương pháp tạo điều kiện tăng suất lao động, giảm chi phí phù hợp với điều kiện sản xuất nước ta Tuy nhiên áp dụng phương pháp cần ý tính toán phân chia số máy, số người khả làm việc máy tay nghề công nhân cách hợp lý 2.1.2 Thiết kế tiến trình công nghệ Khi thiết kế tiến trình công nghệ ta phải lập thứ tự nguyên công cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh chi tiết ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu Trong nguyên công thực theo nguyên lý ứng với phương pháp gia công thích hợp với kết cấu chi tiêt Khi xác định phương pháp gia công cho bề mặt thường vào đặc điểm sau: - Khả tạo hình phương pháp gia công - Vị trí bề mặt chi tiết gia công, tránh va đập cắt - Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể chi tiết gia công phạm vi gá đặt phôi máy gia công - Độ xác đạt phương pháp gia công - Điều kiện thực tế đơn vị sản xuất Do chi tiết Thanh Dẫn có dạng hình hộp nên ta đưa trình tự phương pháp gia công là: Phay thô → Phay tinh → Khoan, khoét, ta rô ren → Nhiệt luyện → Mài phẳng Căn vào phân tích kết cấu tính công nghệ chi tiết, điều kiện thường có xưởng, nhà máy nước ta Tiến trình công nghệ đưa sau: - Nguyên công 1: Phay thô mặt D làm chuẩn thô - Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B - Nguyên công 3: Phay mặt phẳng A C - Nguyên công 4:Phay hai mặt đầu E, F - Nguyên công 5: Khoan lỗ Φ10,5 – khoét lỗ Φ17 - Nguyên công 6: Khoan lỗ Φ6,8 – Ta rô lỗ ren M8 - Nguyên công 7: Phay mặt phẳng D tạo mặt nghiêng 54° - Nguyên công 8: Nhiệt luyện đạt độ cứng 38 ÷ 42 HRC - Nguyên công 9: Mài phẳng mặt B - Nguyên công 10: Mài phẳng mặt A, C - Nguyên công 11: Mài phẳng mặt D - Nguyên công 12: Làm cùn tất cạnh sắc nguội Thứ tự gia công bề mặt: TT Nguyên công Phay mặt phẳng D làm chuẩn thô Sơ đồ gia công Máy trang bị công nghệ dùng - Dùng máy phay vạn rộng Nga 6H80Ш - Dùng dao phay ngón gắn mảnh hợp kim cứng - Đồ gá: Sử dụng ê tô 2.3 Xác định lượng dư gia công 2.3.1 Tính lượng dư cho cho bề mặt gia công Ở ta xác định lượng dư hình thành kích thước 14 0- 0,014 có nghĩa xác định lượng dư đồng thời cho bề mặt đối diện A C Áp dụng công thức gia công hai phía: 2.Zi.min = 2.(Rzi -1 + hi -1 + ρi -1 + εi) Trong đó: Rzi -1 – Chiều cao nhấp nhô tế vi bước công nghệ sát trước (bước công nghệ thứ i – 1) hi -1 – Chiều sâu lớp kim loại bị hư hỏng bước công nghệ sát trước để lại ρi -1 – Sai lệch vị trí không gian bước công nghệ sát trước để lại εi – Sai số gá đặt bước công nghệ thực (bước công nghệ thứ i) Tiến trình gia công bề mặt A C trải qua bước: - Phay thô - Phay tinh - Nhiệt luyện - Mài tinh Tính sai lệch không gian phôi: Ta có: ρph = Δcv L = 1,5 214 = 321μm Với: Δcv – Độ cong đơn vị Tra sổ tay Δcv = 1.5μm/mm L – chiều dài tổng cộng phôi Tính sai lệch lại sau nguyên công: - Sau phay thô: ρ1 = 0,06 ρph = 0,06 321 = 19μm - Sau phay tinh: ρ2 = 0,04 ρph = 0,04 321 = 13μm Sai số gá đặt: Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên εc = Bỏ qua sai số đồ gá nên εđg = Sai số gá đặt trương hợp sai số kẹp chặt εk Tra sổ tay Kỹ sư công nghệ chế tạo máy gia công lần gá ê tô nên ta có nguyên công phay thô phay tinh ε1 = ε2 = 50μm Lập bảng tra tiếp yếu tố Rz, h ghi vào bảng ta có: Bướ c công nghệ Các yếu tố (μm) Lượn g dư tính toán Kích thước tính toán d Dun g sai δ (μm) Kích thước giới hạn (μm) Lượng dư giới hạn (μm) 2Zmin (μm) (mm) Rz h ρ ε dmin dmax 2Zmin 2Zmax 10 11 12 Phôi 125 150 321 - - 15,80 1000 15,80 16,8 - - Phay 60 thô 60 19 50 596 14,61 200 14,61 14,8 1190 1990 Phay 30 tinh 30 13 50 189 14,23 60 14,23 14,2 380 520 Mài tinh - - 123 13,98 14 13,98 14 244 290 Tính lượng dư nhỏ nhất: - Phay thô: 2Zmin = 2(125 + 150 + 321) = 596 μm - Phay tinh: 2Zmin = 2(60 + 60 +19 + 50) = 189 μm - Mài tinh: 2Zmin = 2(30 + 30 +13 + 50) = 123 μm Tính kích thước tính toán: - Mài tinh: d3 = 13,986 mm - Phay tinh: d2 = 13,986 + 123 = 14,232 mm - Phay thô: d1 = 14,232 + 189 = 14,61 mm - Phôi: dph = 14,61 + 596 = 15,802 Xác định lượng dư giới hạn: - Mài tinh: 2Zmax = 14,29 – 14 = 0,29 mm = 290 μm 2Zmin = 14,23 – 13,986 = 0,244 mm = 244 μm - Phay tinh: 2Zmax = 14,81 – 14,29 = 0,52 mm = 520 μm 2Zmin = 14,61 – 14,23 = 0,38 mm = 380 μm - Phay thô: 2Zmax = 16,8 – 14,81 = 1,99 mm = 1990 μm 2Zmin = 15,8 – 14,61 = 1,19 mm = 1190 μm Xác định lượng dư tổng cộng: 2Z0.max = 290 + 520 + 1990 = 2800 μm 2Z0.min = 244 + 380 + 1190 = 1814 μm 2.3.2 Tra lượng dư cho bề mặt khác Căn vào phương pháp chế tạo phôi, tra sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập ta có lượng dư cho bề mặt gia công sau: Nguyên công Bước Nội dung Lượng dư (mm) 1 Phay thô mặt D 1,5 Phay thô mặt B 1,8 Phay tinh mặt B 1,0 Phay mặt đầu E 1,0 Phay mặt đầu F 1,0 Khoan lỗ Ø10,5 5,25 Khoét lỗ Ø17 3,25 Khoan lỗ Ø6,8 3,4 Ta rô lỗ ren đạt M8 0,6 Phay thô tạo mặt nghiêng 54º 8,4 Phay tinh mặt nghiêng 54º 1,0 Mài tinh mặt B 0,2 11 Mài tinh mặt nghiêng 54º 0,2 Ghi 2.4 Tính tra chế độ cắt cho nguyên công 2.4.1 Tính chế độ cắt cho nguyên công (phay mặt phẳng B) Bước 1: Phay thô mặt B Chiều sâu phay t (mm): Lấy t = 1,8mm Lượng chạy dao S (mm/vòng): Theo Sổ tay công nghệ tra Sz = 0,12mm/răng, suy S = 0,12 = 0,48 mm/vòng Tốc độ cắt V (m/phút): Tốc độ cắt V tính theo công thức: V = kV Tra bảng ta có: Cv=234; q=0,44; x=0,24; y=0,26; u=0,1; p=0,13; m=0,37 T – chu kì bền dao tra bảng có T = 90 phút kV = kmv knv.kuv = 0,9 = 0,9 với B = 17 mm, Z = Vậy: V = 0,9 = 163.66 m/phút Số vòng quay trục là: nt = = = 2085 vòng/phút Chọn theo máy n = 1800 vòng/phút, suy V = = 140m/phút Lực cắt Pz (N): Lực cắt tính theo công thức: Pz = kMP Trong đó: Z – số dao phay: Z = Tra bảng có Cp =12,5; x=0,85; y=0,75; u=1,0; q=0,73; w= -0,13 kMP – hệ số hiệu chỉnh cho chất lượng vật liệu gia công, kMP = Vậy: Pz = = 219,3 N Công suất cắt Nc = = = 0,52 Kw Thời gian máy T0 = + Ta có l = 216mm; l1 = 8mm; l2 = 0,4 mm Do T0 = 0,26 phút Bước 2: Phay tinh mặt phẳng B Chiều sâu phay t (mm): Lấy t = mm Lượng chạy dao S (mm/vòng): Theo Sổ tay công nghệ tra S = 0,24 mm/vòng Tốc độ cắt V (m/phút): Tốc độ cắt V tính theo công thức: V = kV Tra bảng ta có: Cv=234; q=0,44; x=0,24; y=0,26; u=0,1; p=0,13; m=0,37 T – chu kì bền dao tra bảng có T = 90 phút kV = kmv knv.kuv = 0,9 = 0,9 với B = 17 mm, Z = Vậy: V = 0,9 = 214,7 m/phút Số vòng quay trục là: nt = = = 2735 vòng/phút Chọn theo máy n = 2500 vòng/phút, suy V = = 196,25 m/phút Lực cắt Pz (N): Lực cắt tính theo công thức: Pz = kMP Trong đó: Z – số dao phay: Z = Tra bảng có Cp =12,5; x=0,85; y=0,75; u=1,0; q=0,73; w= -0,13 kMP – hệ số hiệu chỉnh cho chất lượng vật liệu gia công, kMP = Vậy: Pz = 0,813 = 271,8 N Công suất cắt Nc = = = 0,89 Kw Thời gian máy T0 = + Ta có l = 216mm; l1 = 6,24mm; l2 = 0,4 mm Do T0 = 0,37 phút 2.4.2 Tra chế độ cắt cho nguyên công lại Nguyên công 1: Phay mặt D làm chuẩn thô Chế độ cắt t (mm) S (mm/vg) n (vg/ph) Nc (kW) T0 (phút) 1,5 0,48 1800 1,1 0,26 Bước t (mm) S (mm/vg) n (vg/ph) Nc (kW) T0 (phút) Phay thô mặt A Phay tinh mặt A Phay thô mặt C Phay tinh mặt C 1,0 0,25 1,0 0,25 0,4 0,4 355 500 355 500 1,5 1,2 1,5 1,2 0,62 1,26 0,62 1,26 Bước Phay thô mặt D Nguyên công 3: Phay mặt phẳng A C Chế độ cắt Nguyên công 4: Phay hai mặt đầu E,F Chế độ cắt Bước t (mm) S (mm/vg) n (vg/ph) Nc (kW) T0 (phút) 1 0,5 0,5 125 125 1,2 1,2 0,58 0,58 Phay tinh mặt E Phay tinh mặt F Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø10,5 – Khoét lỗ Ø17 Chế độ cắt Bước t (mm) S (mm/vg) n (vg/ph) Nc (kW) T0 (phút) Khoan lỗ Ø10,5 Khoét lỗ Ø17 5,25 3,25 0,28 0,42 500 315 0,79 0,64 0,11 0.13 Nguyên công 6: Khoan lỗ Ø6,8 Tarô ren đạt M8 Chế độ cắt Bước Khoan lỗ Ø6,8 Tarô ren đạt M8 t (mm) S (mm/vg) n (vg/ph) Nc (kW) T0 (phút) 3,4 0,6 0,15 1,25 355 180 0,9 0,9 0,3 0,08 t (mm) S (mm/vg) n (vg/ph) Nc (kW) T0 (phút) 3,5 0,6 0,24 1800 2500 1,1 1,1 2,61 0,37 S (mm/htk ) 0,015 Vph (m/ph) Nc (kW) T0 (phút) 20 3,2 1,2 Nguyên công 7: Phay mặt nghiêng 54º Chế độ cắt Bước Phay thô tạo mặt nghiêng Phay tinh mặt nghiêng Nguyên công 9: Mài phẳng mặt B Chế độ cắt Bước Mài tinh mặt phẳng B t (mm) 0,1 Nguyên công 10: Mài mặt phẳng A C Chế độ cắt Bước Mài tinh mặt phẳng C Mài tinh mặt phẳng A t (mm) 0,1 0,1 S (mm/htk ) 0,015 0,015 Vph (m/ph) Nc (kW) T0 (phút) 20 20 3,2 3,2 1,2 1,2 S (mm/htk ) 0,015 Vph (m/ph) Nc (kW) T0 (phút) 20 3,2 1,2 Nguyên công 11: Mài mặt nghiêng 54º Chế độ cắt t (mm) Mài tinh mặt phẳng nghiêng 0,1 Bước CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ 3.1 Phân tích điều kiện biết nguyên công cần thiết kế đồ gá 3.1.1 Chi tiết gia công Chi tiết gia công trước nguyên công khoan có đặc điểm sau: - Chi tiết có dạng dẹt, khối lượng khoảng 0,442 kg - Độ cứng vững không cao (dài 214 mm, dày 14 mm) - Các bề mặt trải qua nguyên công phay thô phay tinh 3.1.2 Nguyên công thiết kế đồ gá Nguyên công khoan lỗ Ø10,5 – khoét lỗ bậc Ø17 Có: - Số lỗ cần khoan – khoét : - Chiều sâu lỗ Ø10,5 cần phải khoan 14 mm, khoan thủng - Chiều sâu lỗ Ø17 cần khoét 10 mm 3.1.3 Chuẩn công nghệ Chuẩn công nghệ chuẩn tinh lựa chọn bề mặt B gia công nguyên công trước Ngoài có chuẩn công nghệ tỳ bề mặt A 3.1.4 Máy Lựa chọn máy khoan cần 2H53 Nga có thông số sau: Đường kính lớn khoan (mm): 35 Khoảng cách A từ đường trục tới trụ (mm): 325-1250 Khoảng cách C từ mút trục tới bệ (mm): 400-1400 Kích thước bề mặt làm việc bệ máy (mm): 750×1230 Độ côn trục chính: mooc No4 Dịch chuyển thẳng đứng lớn trục B (mm): 300 Số cấp tốc độ trục chính: 12 Phạm vi tốc độ trục (vg/ph): 25-2500 Số cấp bước tiến trục chính: 12 Phạm vi bước tiến (mm/vg): 0,006-1,22 Dịch chuyển ngang lớn đầu khoan (mm): 900 Dịch chuyển thẳng đứng lớn cần (mm): 700 Góc quay lớn cần xung quanh trục thẳng đứng (độ): 360 Công suất động (kW): 2,8 Khối lượng máy (kg): 2900 3.2 Tính toán thiết kế dồ gá 3.2.1 Sơ đô gá đặt định vị Chi tiết đặt lên phiến tì hạn chế bậc tự Dùng chốt tì hạn chế bậc tự mặt B chốt tì hạn chế bậc tự mặt đầu Như ta hạn chế bậc tự chi tiết 3.2.2 Xác định phương án kẹp chặt a) Xác định mômen xoắn Mx, lực chiều P0 Ta có chiều sau cắt khoan t1 = 5,25 mm, S =0,28 mm/vòng Tốc độ cắt khoan: V = kV Tra bảng 5-28 sổ tay Công nghệ tập ta có: Cv = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2 kv = kMV.kUV.klv = 1 = Nên: V = = 22,2 m/ph Số vòng quay trục là: nt = = = 673,3 vg/ph Chon theo máy n = 500 vg/ph Mômen xoắn khoan: Mx1 = 10.CM.Dq.Sy.kp Tra bảng 5-32 Sổ tay CNCTM tập ta có: CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8; kP = kMP = Do đó: Mx1 = 10.0,0345.10,52.0,280,8.1 = 13,74 N.m Lực chiều trục khoan: P01 = 10 Cp Dq.Sy.kP Với: Cp = 68; q = 1,0; y = 0,7 Ta được: P01 = 10 68 10,5 0,280,7 = 2928,9 N Công suất cắt Nc = = = 0,79 kW Đối với bước khoét lỗ Ø17 ta có chiều sâu cắt t2 = 3,25 mm, S = 0,42 mm Tốc độ cắt khoét: V = kV Tra bảng 5-29 5-30 ta có: Cv = 16,3; q = 0,3; x = 0,2; y = 0,5; m = 0,3; T = 30 Thay vào ta có: V = = 16,76 m/ph Số vòng quay trục là: nt = = = 314 vg/ph Chọn theo máy n = 315 vg/ph Mômen xoắn khoét Mx2 = 10.CM.Dq.tx Sy.kp Tra bảng 5-32 ta có: CM = 0,09; q = 1,0; x = 0,9; y = 0,8; kP =1 Do đó: Mx2 = 10 0,09 171,0 3,250,9 0,420,8 = 22,08 N.m Lực hướng trục khoét: P02 = 10 Cp.tx Dq.Sy.kP Với CP = 67; ; q = 0; x = 1,2; y = 0,65 Nên : P02 = 10 67 3,251,2 170 0,420,65 = 1568,4 N Công suất cắt: Nc = = = 0,64 kW b) Sơ đồ kẹp tính lực kẹp Khi mũi khoan hay mũi khoét tác dụng vào phôi mômen xoắn Mx lực P0 hướng từ xuống, để chống lại chống lại ảnh hưởng mômen xoắn tới chi tiết làm quay chi tiết gây sai lệch ta cần phải tiến hành cân chúng mômen ma sát cấu kẹp chặt sinh Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn yêu cầu như: kẹp phải giữ vị trí chi tiết, lực kẹp phải đủ để không làm biến dạng phôi, kết cấu phải nhỏ gọn đơn giản thao tác dễ dàng Trong bước khoan khoét xét thấy bước khoét lỗ Ø17 có mômen xoắn lớn Do ta cần tính lực kẹp cho bước khoét đủ điều kiện kẹp cho bước khác Lực kẹp chặt chủ yếu để giữ cho chi tiết không bị xoay tác dụng mômen cắt Mx Xác định hệ số an toàn Hệ số an toàn K có tính đến khả làm tăng lực cắt trình gia công Hệ số K tính sau: K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 Ở đây: K0 – Hệ số an toàn cho tất trường hợp, K0 = 1,5 K1 – Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ nhám thay đổi, K1 = K2 – Hệ số tăng lực cắt dao mòn, K2 = 1,2 K3 – Hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn, K3 = 1,3 K4 – Hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt, K4 = K5 – Hệ số tính đến sai số cấu kẹp tay, K5 = K6 – Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết, K6 = 1,5 Từ thay vào công thức ta có: K = 1,5 1,25 1,3 1 1,5 = 3,51 Sơ đồ tính lực kẹp: Ta có phương trình cân sau đây: K.M = 2.Q.f.a Trong đó: K – hệ số an toàn, K = 3,51 Q – lực kẹp f – hệ số ma sát, f = 0,2 a – khoảng cách từ tâm mũi khoan đến điểm tiếp xúc lực kẹp, a = 20mm Từ tính lực kẹp Q = = = 9688 N Xác định đường kính bu lông: Lực vặn chặt: Fv = K.(1 – χ).F Với K = 3; χ = 0,25; F = Q = 9688 N Ta được: Fv = 21798 N Đường kính bu lông xác định công thức: d≥ Trong đó: σk = = = 384,6 Mpa Do : d ≥ = 9,68 mm Vậy ta chọn bu lông M10 c) Tính sai số chế tạo đồ gá Công thức tính sai số chế tạo: [εct] = Trong đó: εgd – sai số gá đặt, εgd = δ/3 với δ dung sai nguyên công khoan – khoét ta có δ = 0,15 suy , εgd = 0,05 mm = 50 μm εc – sai số chuẩn Vì chuẩn định vị trùng góc kích thước nên sai số chuẩn εk – sai số kẹp chặt Ta có: εk = ytn.cosα Với: Cosα – phương lực kẹp phương kích thước thực hiện, α = ytn – biến dạng tiếp xúc chi tiết ytn = (0,4 + 0,012F + 0,004Rz – 0,0016HB).q0,7 Ở đây: F – diện tích phiến tì (cm2), F = 5,6 cm2 Rz – chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiết, Rz = 2,5 μm HB – Độ cứng vật liệu theo Brinel, HB = 197 q – áp lực riêng bề mặt phiến tì, q = = = 1730 Từ đó: ytn = (0,4 + 0,012.5,6 + 0,004.2,5 – 0,0016.197).17300,7 = 30 Vậy : εk = 30 εm – sai số mòn đồ gá εm = β , định vị phiến tì nên β = 0,2, N số lượng chi tiết đc gá đặt Ta có: εm = 0,2 = 14,1 εdc – sai số điều chỉnh chọn εdc = 10 Thay vào ta tính [εct] = = 36 μm = 0,036 mm 3.3 Nguyên lý làm việc đồ gá Khi gia công xong chi tiết Ta nới lỏng đai ốc bắt vít cấy 5, rút đệm chữ U số ra, lật phiến dẫn sang bên Sau vặn lỏng Bu lông tai hồng 16 nhấc chi tiết Tiếp tục đưa chi tiết khác vào gia công làm theo thứ tự ngược lại để cố định chi tiết Hình 3.1 Đồ gá khoan – khoét KẾT LUẬN Trong trình tìm hiểu làm đồ án công nghệ chế tạo máy đax giúp em hiểu thêm kiến thức về: - Thiết kế trình công nghệ cho chi tiết cụ thể - Tính toán thiết kế đồ gá chuyên dùng - Biết cách tính toán tra bảng lượng dư gia công, chế độ cắt cho nguyên công - Biết thêm nhiều ứng dụng AutoCAD - Bổ sung thêm kiến thức chuyên ngành chế tạo máy Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Dương Văn Ngụy thầy cô môn, bạn lớp giúp em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Vũ Đức Hậu TÀI LIỆU THAM KHẢO Gs Ts Nguyễn Đắc Lộc, Gs Ts Lê Văn Tiến, Pgs Ts Ninh Đức Tốn, Pgs Ts Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập Nhà xuất Khoa học va kỹ thuật – Hà Nội 2003 Gs Ts Nguyễn Đắc Lộc, Gs Ts Lê Văn Tiến, Pgs Ts Ninh Đức Tốn, Pgs Ts Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập Nhà xuất Khoa học va kỹ thuật – Hà Nội 2003 Gs Ts Nguyễn Đắc Lộc, Gs Ts Lê Văn Tiến, Pgs Ts Ninh Đức Tốn, Pgs Ts Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập Nhà xuất Khoa học va kỹ thuật – Hà Nội 2003 Gs Ts Trần Văn Địch, Ths Lưu Văn Nhang, Ths Nguyễn Thanh Mai Sổ tay kỹ sư công nghệ chế tạo máy Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2008 Bô môn Chế tạo máy – Khoa khí – Học viện kỹ thuật quân Hướng dẫn thiết đồ án Công nghệ chế tạo máy Học viện kỹ thuật quân - Hà Nội 2003 [...]... TRANG BỊ CÔNG NGHỆ 3.1 Phân tích các điều kiện đã biết của nguyên công cần thiết kế đồ gá 3.1.1 Chi tiết gia công Chi tiết gia công trước nguyên công khoan có đặc điểm như sau: - Chi tiết có dạng thanh dẹt, khối lượng khoảng 0,442 kg - Độ cứng vững không cao (dài 214 mm, dày 14 mm) - Các bề mặt ngoài đã trải qua các nguyên công phay thô và phay tinh 3.1.2 Nguyên công thiết kế đồ gá Nguyên công khoan... + hi -1 + ρi -1 + εi) Trong đó: Rzi -1 – Chi u cao nhấp nhô tế vi ở bước công nghệ sát trước (bước công nghệ thứ i – 1) hi -1 – Chi u sâu lớp kim loại bị hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại ρi -1 – Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại εi – Sai số gá đặt ở bước công nghệ đang thực hiện (bước công nghệ thứ i) Tiến trình gia công bề mặt A và C trải qua các bước: - Phay... nhiều chi tiết lên đồ gá chuyên dùng sau đó đặt lên bàn từ máy mài để gia công đồng thời -Dùng đá mài trụ - Dùng máy mài phẳng 3E710E của Nga 10 Mài bề mặt A, C - Đặt nhiều chi tiết lên bàn từ máy mài để gia công đồng thời -Dùng đá mài trụ 11 Mài mặt vát nghiêng 54º 12 Làm cùn tất cả các cạnh sắc - Dùng máy mài phẳng 3E710E của Nga - Dùng đò gá chuyên dùng sau đó gia công đồng thời nhiều chi tiết trên... dung gia công Dụng cụ cắt Thứ tự t mm 0,015 3,2 1,2 S V Nc mm/htk m/ph kW Chế độ công nghệ T0 phút 2.2.12 Nguyên công 12: Làm cùn các cạnh sắc bằng nguội 20 2.3 Xác định lượng dư gia công 2.3.1 Tính lượng dư cho cho bề mặt gia công Ở đây ta xác định lượng dư khi hình thành kích thước 14 0- 0,014 như vậy có nghĩa là xác định lượng dư đồng thời cho 2 bề mặt đối diện A và C Áp dụng công thức khi gia công. .. sơ đồ nguyên công) : 1 1 Phay thô bề mặt D T15K6 Lần Bước gá Nội dung gia công Dụng cụ cắt Thứ tự 1,5 t mm 0,48 1800 1,1 s n Nc mm/vg vg/ph kW Chế độ công nghệ 0,26 T0 phút 2.2.2 Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B Dùng mặt A kết hợp với mặt D đã gia công làm chuẩn thô để gia công mặt B làm chuẩn tinh Máy: Dựa vào sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3 ta chọn máy phay vạn năng rộng của Nga 6H80Ш Đồ gá: Dùng... 3 lỗ Ø17 Bảng chế độ công nghệ (theo sơ đồ nguyên công) : 1 2 1 Khoét 3 lỗ Ø17 Khoan 3 lỗ Ø10,5 P9 P9 Lần Bước gá Nội dung gia công Dụng cụ cắt Thứ tự 3,25 5,25 t mm 0,42 315 0,64 0,28 500 0,79 s n Nc mm/vg vg/ph kW Chế độ công nghệ 2.2.6 Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ Ø6,8 và Tarô ren đạt M8 Máy: Tra sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 3 ta chọn máy khoan cần 2H53 của Nga Đồ gá: Dùng đồ gá chuyên dùng Định... Chế độ công nghệ 0,37 0,26 T0 phút 2.2.3 Nguyên công 3: Phay mặt phẳng A và C Dùng mặt phẳng B đã gia công làm chuẩn tinh để gia công hai mặt A và C Máy: Dựa vào sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3 ta chọn máy phay vạn năng rộng của Nga 6H80Ш Đồ gá: Dùng ê tô Định vị: Má tĩnh của ê tô và phiến tì hạn chế 5 bậc tự do Kẹp chặt: phôi được kẹp chặt bằng má động ê tô Dụng cụ cắt: Tra Sổ tay công nghệ chế... của Nga Đồ gá: Dùng đồ gá chuyên dùng, gá nhiều chi tiết 1 lúc để gia công Kẹp chặt: Phôi được kẹp chặt bằng lực của mỏ kẹp Dụng cụ cắt: Tra sổ tay ta có các thông số của đá mài: Loại đá Chất kết dính D H d Vật liệu hạt mài Độ hạt ΠΠ Keramit 30 - 125 2,5 - 100 6 - 51 6C 50-M28 Trình tự tiến hành: Mài tinh mặt phẳng nghiêng Hình 2.10 Mài mặt nghiêng 54º Bảng chế độ công nghệ (theo sơ đồ nguyên công) :... gia công: 400×125×320 Khối lượng phôi được gia công, không lớn hơn, kg: 150 Khoảng cách lớn nhất từ tâm tục chính tới mặt bàn: 420 Dịch chuyển lớn nhất của bàn và của ụ mài: Dọc: 490 Ngang: 170 Thẳng đứng: 170 Tốc độ quay của trục chính đá mài, vg/ph: 35 Tốc độ dịch chuyển dọc của bàn, m/ph: 2 – 35 Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 4 Đồ gá: Dùng đồ gá chuyên dùng, gá nhiều chi tiết 1 lúc để gia. .. Nguyên công khoan 3 lỗ Ø10,5 – khoét 3 lỗ bậc Ø17 Có: - Số lỗ cần khoan – khoét : 3 - Chi u sâu của lỗ Ø10,5 cần phải khoan là 14 mm, khoan thủng - Chi u sâu lỗ Ø17 cần khoét là 10 mm 3.1.3 Chuẩn công nghệ Chuẩn công nghệ chính là chuẩn tinh lựa chọn bề mặt B đã gia công ở nguyên công trước Ngoài ra còn có chuẩn công nghệ tỳ là bề mặt A 3.1.4 Máy Lựa chọn máy khoan cần 2H53 của Nga có các thông số như