Lời nói đầu
Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi
hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến
thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải
quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử
dụng.
Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và
vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các
quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản
xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều
kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về
chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần
nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào
tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan
trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà
ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Huy Ninh đã giúp em
hoàn thành tốt đồ án môn học này.
1
I - PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI
TIẾT.
1. Chức năng làm việc.
Là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trượt nhằm
điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số
truyền trong hộp tốc độ).
2. Điều kiện làm việc.
Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn
nhỏ khi làm việc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết
thường xuyên không chịu tải, không mài mòn, có va đập khi làm việc,
nhiệt độ làm việc không cao.
II- PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU
CỦA CHI TIẾT.
Phân tích kết cấu
theo quan điểm công
nghệ trong kết cấu của
chi
tiết. Phần tử kết
cấu còng nh- những
yêu cầu kỹ thuật đã hợp
lý với chức năng làm việc của đối tượng gia công.
Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ.
Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:
- Hai lỗ vít 1 và 2 dùng để cố định càng với trục
- Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải song song với nhau và cùng
vuông góc với mặt đầu tay biên . Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải
đảm bảo khoảng cách A = 1500,1, độ không song song của hai mặt A và
B là 0,1 mm trên l = 100 mm , độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt
đầu là 0,1 mm trên l = 100 mm .
Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ
điển hình gia công chi tiết tay biên như sau:
2
+ Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững.
+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của
chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối
với càng gạt các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ.
+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết
cùng một lúc.
+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn
tinh thống nhất.
Khả năng áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến.
Các
phương pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với
điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất.
Gia công bằng phương pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điều
kiện sản xuất ở nước ta.
III - XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N N1.m.(1
100
)
Trong đó:
N: Số lượng chi tiết được sản xuất trong một năm.
N1: Sè sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm.
m: Sè chi tiết trong một sản phẩm, m=1.
: Sè chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5%).
: Sè phế phẩm (3%).
N 5000.1.(1
Trọng lượng của chi tiết:
53
) 5400 ( chiếc).
100
Q=V.
Trong đó:
: Trọng lượng riêng của vật liệu. = 7,85 g/cm3
V: Thể tích chi tiết.
3
V= . 202. 25 + . 12,52.25 + . 42. 5 + .42.4,5 + 0,5.(25 + 40).150. 10
+ 0,5.( . 202. 10 - . 12,52.10) =96719 mm3=96,7 cm3
Q=96,7 .7,85=760 (g)
Tra bảng 2 trang 13 [5], ta được dạng sản xuất là hàng loạt.
IV- CHỌN PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.
Đối với chi tiết đã có, có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi
sau đây.
*Phôi dập.
Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn,
trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ
thập, trục khuỷu . . . có các đặc điểm.
Sử dông một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia
công.
Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thước theo chiều
cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn. Thông thường độ bóng của dập thể
tích đạt được từ 2 4,độ chính xác đạt được 0,1 0,05.
Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim
loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn, cơ tính sản phẩm cao hơn
và có thể gia công vật phức tạp.
Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao.
Hệ số sử dụng vật liệu cao.
Thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, chế tạo
khuôn đắt tiền.
Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất
hàng loạt và hàng khối.
*Rèn tù do.
Ưu điểm của rèn tự do.
4
Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu tư Ýt.
Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc nh- rỗ khí, rỗ co ... Biến tổ
chức hạt thành tổ chức thớ, tạo được các tổ chức thớ uốn xoắn, do đó làm
tăng cơ tính sản phẩm.
Lượng hao phí kim loại khi rèn Ýt hơn khi gia công cắt gọt.
Các nhược điểm của rèn tự do.
Độ chính xác kích thước, độ bóng bề mặt kém.
Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và
giữa các loạt gia công chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ
công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc.
Năng suất lao động thấp, lượng dư, dung sai và thời gian gia công
lớn, hiệu quả kinh tế không cao.
Sử dông trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp
sửa chữa, chế tạo máy.
*Đúc trong khuôn kim loại.
Có thể tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, kích thước chính xác, độ
bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao.
Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.
Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt . . .
Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót. . .
Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên
khả năng điền đầy kém. Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn
nên dễ gây ra nứt.
Tóm lại: Từ chức năng,
điều kiện làm việc và sản lượng
của chi tiết ta chọn phương
pháp chế tạo phôi dập.
5
V- LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG.
*Xác định đường lối công nghệ.
Với dạng sản xuất loạt lớn và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nước
ta là các máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phương án gia công
tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt.
*Lập sơ bộ các nguyên công
Nguyên công 1 : Phay mặt đầu A của càng, gia công trên máy phay
đứng, dùng dao phay mặt đầu, đạt độ bóng Rz= 20
Nguyên công 2 : Phay mặt đầu B của càng, gia công trên máy
phay đứng, dùng dao phay mặt đầu ,đạt độ bóng Rz= 20
Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ to của càng 20+0.084, gia
công trên máy khoan đứng, đạt độ nhám Ra=2,5
Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ nhỏ của càng 12+0.07, gia
công trên máy khoan đứng, đạt độ nhám Ra=2,5
Nguyên công 5 : Phay hai mặt đầu lỗ ren, gia công trên máy phay
ngang, dao phay đĩa.
Nguyên công 6: Khoan, ta rô lỗ ren 4 trên vấu đầu to, gia công
trên máy khoan đứng.
Nguyên công 7 : Khoan, ta rô lỗ ren 4 trên vấu đầu nhỏ, gia công
trên máy khoan đứng.
Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song của đường tâm hai lỗ, độ
không song song của 2 lỗ 20 và 12 nhỏ hơn 0.1mm trên 100mm.
*Thiết kế các nguyên công cụ thể
n
Nguyên công 1 : Phay mặt
đầu A của càng
Định vị: Chọn hai mặt
đầu B của trụ làm chuẩn thô
định vị ba bậc tự do ,hai khối
V một khối V tuỳ động và
một khối V cố định dịnh vị ba
bậc tự do.
Kẹp chặt: Kẹp chặt
bằng cơ cấu ren vít tay đòn.
6
Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6M12. Công suất của máy
Nm = 8,7kW, hiệu suất máy = 0,75. Giới hạn số vòng quay trục
chính(31,5-1600) m=18
Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích
thước sau( Tra theo bảng 5-126 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 80 mm, Z = 5 răng.
*Phay thô
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho mét dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm.
Lượng chạy dao răng làSz = 0,13mm/răng, tốc độ cắt V= 316 m/phút.
Các hệ số hiệu chỉnh:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng(HB=170-220) của chi tiết gia
công (bảng 5-126 Sổ tay CNCTM2) k1 = 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công(có vỏ
cứng) cho trong bảng 5-126 trong Sổ tay CNCTM2 k2 = 0,9
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k3=1
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 316.1.0,9.1 = 284.4
m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =
1000.vt 1000.284,4
1132vòng/phút
D
3,14.80
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1250 vòng/phút. Nh- vậy, tốc độ
cắt thực tế sẽ là:
Vtt =
.D.nm
1000
3,14.80.1250
314 m/phút.
1000
Lượng chạy dao phót là Sp = Sz.z.nm = 0,13.5.1250 =812.5
mm/phút. Theo máy ta có Sm = 800mm/phút.
* Chế độ cắt khi phay tinh t=0,5 S o=1mm/vòng các thông số
khác lấy nh- phần trên Vtt=314 m/phút nm = 1250 vòng/phút Sn =
800mm/phút
Tra bảng 5-129STCNCTM có công suất cắt cần thiết là N=2,3 kw
thoả mãn công suất của máy
Nguyên công 2 : Phay mặt đầu B của càng
Định vị: Chọn mặt đầu A của trụ làm chuẩn định vị ba bậc tự do
,hai khối V một khối V tuỳ động
và một khối V cố định dịnh vị ba
bậc tự do.
Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu
ren vít tay đòn.
Chọn máy: Máy phay
đứng vạn năng 6M12. Công suất
của máy Nm = 8,7kW, hiệu suất
7
máy = 0,75.Giới hạn số vòng quay trục chính(31,5-1600) m=18
Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích
thước sau( Tra theo bảng 5-126 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 80 mm, Z = 5 răng.
Lượng dư gia công: Phay với lượng dư Zb1 = 1,5 m m
*Phay thô
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho mét dao. Chiều sâu cắt t = 1,5
mm, lượng chạy dao răng là
Sz = 0,13mm/răng, tốc độ cắt V= 316 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng(HB=170-220) của chi tiết gia
côngbảng 5-127 Sổ tay CNCTM2 k1 = 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công(có vỏ
cứng) cho trong bảng 5-126 trong Sổ tay CNCTM2 k2 = 0,9
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k3=1
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 316.1.0,9.1 = 284.4 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =
1000.vt 1000.284,4
1132vòng/phút
D
3,14.80
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1250 vòng/phút. Nh- vậy, tốc
độ cắt thực tế sẽ là:
Vtt =
.D.nm
1000
3,14.80.1250
314 m/phút.
1000
Lượng chạy dao phót là Sp = Sz.z.nm = 0,13.5.1250 =812.5
mm/phút. Theo máy ta có Sm = 800mm/phút.
*Chế độ cắt khi phay tinh t=0,5 S *ChÕ ®é c¾t khi phay tinh t=0,5
So=1mm/vòng các thông số khác lấy nh- phần trên Vtt=314 m/phút nm =
1250 vòng/phút Sn= 800mm/phút
Tra bảng 5-129STCNCTM có công suất cắt cần thiết là N=2,3 kw
thoả mãn công suất của máy
Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ đầu to của càng 20+0.084.
Lập sơ đồ gá đặt: Dùng
mặt Alàm mặt chuẩn tinh khống
chế 3 bậc tự do, dùng khối V cố
định hạn chế 2 bậc tự do, dùng
khối V di động hạn chế 1 bậc tự
do còn lại
Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp có
đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt
đầu to của càng
Chọn máy: Máy khoan
đứng 2H125 có đường kính mòi
8
khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình
max = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,2 kW
Chọn dao: Mòi khoan có kích thước nh- sau d = 18 mm, mòi khoét
có d=19,8mm và mòi doa có d = 20mm ( Tra theo bảng 3-131Sổ tay
Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1):
Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 9 mm, lượng
dư khi khoét là Zb2=(d2-d1)/2=0,9 và lượng dư doa Zb3 = (d3-d2)/2 =0,1
mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 18, chiều sâu cắt
t = 9 mm, lượng chạy dao S = 0,36 (Tra bảng 5-87 STCNCTM-tập2
S=0.350,43 mm/vòng), Thép 45 HB=170-220 là nhóm gia công 6 ta có
tốc độ cắt V=24 m/phút. (bảng 5-86 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 )
Ta có các hệ số:
k1:Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mòi khoan,
k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2)
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 24.1.1.1.1 = 24 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.24
425vòng/phút
.d
3,14.18
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 450
vòng/phút
Tra bảng 5-88 ta có công suất cần thiết là 1,7 kw thoả mãn công
suất làm việc của máy
Xác định chế độ cắt cho khoét lỗ 19,8, chiều sâu cắt t = 0,9 mm,
lượng chạy dao S = 0,56 (Tra bảng 5-107 STCNCTM-tập2
0.50,6)mm/vòng, tốc độ cắt V=22 m/phút. (bảng 5-105 sổ tay công
nghệ chế tạo máy tập 2 ) Ta có các hệ số:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mòi khoan,
k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2)
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 22.1.1.1.1 = 22 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.22
354 vòng/phút
.d
3,14.19,8
9
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 360
vòng/phút
Xác định chế độ cắt cho doa lỗ 20. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm,
lượng chạy dao S = 1 mm/vòng (tra bảng 5-112 STCNCTM-tập2), tốc độ
cắt V = 9,2 m/phút. Ta có các hệ số:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: HS điều chỉnh phụ thuộc vào mác của vật liệu mòi khoan, k4 = 1
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 9,2.1.1.1.1 = 9,2 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.9,2
146 vòng/phút
.d
3,14.20
Sè vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 150
(vòng/phút) và lượng chạy dao S = 1 (mm/vòng)
Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ đầu nhỏ của càng 12+0.07.
Lập sơ đồ gá đặt: Dùng
mặt B làm mặt chuẩn tinh khống
chế 3 bậc tự do, dùng 1 chốt trụ
ngắn hạn chế 2 bậc tự do, dùng
khối V tự lùa hạn chế 1 bậc tự do
còn lại
Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp có
đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt
đầu to của càng
Chọn máy: Máy khoan
đứng 2H125 có đường kính mòi
khoan lớn nhất khi khoan thép có
độ bền trung bình max = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,2 kW
Chọn dao: Mòi khoan có kích thước nh- sau d1 = 11.8 mm và mòi
doa thô có d2 = 12mm
Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 5,9 mm,
lượng dư khi khoét là Zb2=(d2-d1)/2=0,1 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ: chiều sâu cắt t =
5,9mm, lượng chạy dao S = 0,27 (Tra bảng 5-87 STCNCTM-tập2
0.250,31)mm/vòng, tốc độ cắt V=20,5 m/phút. (bảng 5-86 sổ tay công
nghệ chế tạo máy tập 2 ) Ta có các hệ số:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
10
thức:
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mòi khoan,
k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2)
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 20,5.1.1.1.1 = 20,5 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t vào công
nt =
1000.vt 1000.20,5
553 vòng/phút
.d
3,14.11,8
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 570
vòng/phút
Tra bảng 5-88 ta có công suất cần thiết là 0,8 kw thoả mãn công
suất làm việc của máy
Xác định chế độ cắt cho doa lỗ 12. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm,
lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng (tra bảng 5-112 STCNCTM-tập2), tốc
độ cắt V = 10.6 m/phút. Ta có các hệ số:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mòi khoan,
k4 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 10,6.1.1.1.1 = 10,6 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.10,6
281 vòng/phút
.d
3,14.12
Sè vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay nm =250
vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng
Nguyên công 5: Phay mặt đầu hai lỗ ren
Định vị: Chọn mặt
B làm chuẩn thô định vị
ba bậc tự do, một chốt
trụ ngắn đặt vào lỗ 20
định vị hai bậc tự do, và
một chốt trám vào lỗ
12 định vị nốt 1 bậc tự
do.
Kẹp chặt: Kẹp chặt
bằng các bu lông đai ốc
có trục ren nối với các
chốt trụ và chốt trám.
11
Chọn máy: Máy phay nằm ngang vạn năng 6H81. Công suất của
máy Nm = 6.3kW
Chọn dao: Dùng dao phay đĩa, có các kích thước sau
Dao 1: D= 130, z= 16, B=8, lượng dư t= 2mm
Dao 2: D= 60, z=16, B=10, lượng dư t= 3mm
( Tra theo bảng 5-171 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Chế độ cắt ta chỉ cần tính cho dao 2: theo bảng 5-171 ta được với
Sz= 0,13 mm ta có v= 41m/ph
Các hệ số hiệu chỉnh:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng(HB=170-220) của chi tiết gia
công bảng 5-127 Sổ tay CNCTM2 k1 = 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia
công(có vỏ cứng) cho trong bảng 5-126 trong Sổ tay CNCTM2 k2 =
0,9
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k3=1
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 41.1.0,9.1 = 36.9 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =
1000.vt 1000.36,9
195 vòng/phút
D
3,14.60
Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 200 vòng/phút. Nh- vậy, tốc
độ cắt thực tế sẽ là:
Vtt =
.D.nm
1000
3,14.60.200
37,68 m/phút.
1000
Lượng chạy dao vòng là Sv = Sz.z = 0,13.16=2 mm/vòng.
Lượng chạy dao phót là S
L-îng ch¹y dao phót lµ SP = Sz. z. n =
0,13. 16. 200=416mm/ph2
Tra bảng 5-174 ta được công suất cát cần thiết một dao là 2,5 kw,
nên của hai dao là 5kw <6,3 nên thoả mãn
Nguyên công 6: Khoan, ta rô lỗ ren 4 ở vấu đầu to.
Lập sơ đồ gá đặt:
Dùng mặt A làm mặt
chuẩn tinh khống chế 3
bậc tự do, một chốt trụ
ngắn đặt vào lỗ 20
định vị hai bậc tự do,
và một chốt trám vào lỗ
12 định vị nốt 1 bậc
tự do.
12
Kẹp chặt: Dùng mỏ k ẹp có đầu kẹp chữ C kẹp chặt vào mặt đầu to
của càng
Chọn máy: Máy khoan đứng 2M112 có đường kính mòi khoan lớn
nhất khi khoan thép có độ bền trung bình max = 12mm. Công suất của
máy Nm = 0,6 kW
Chọn dao: Mòi khoan có kích thước nh- sau d1 = 3,4 mm, mòi ta rô
có d2=4 mm
Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 1,7 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 3,4, chiều sâu cắt t
= 1,7 mm, lượng chạy dao S = 0.1mm/v, tốc độ cắt V=32 m/phút. (bảng
5-86 STCNCTM tập 2) Ta có các hệ số:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1= 1
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mòi khoan,
k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2)
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 32.1.1.1.1 = 32 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.32
2997 vòng/phút
.d
3,14.3,4
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 2844 vòng/phút
Tra bảng 5-88 ta có công suất cần thiết là 1,7 kw thoả mãn công
suất làm việc của máy
Xác định chế độ cắt cho ta rô 4. tra bảng 5-188 STCNCTM-T2:
với lượng chạy dao 0,2 mm/v ta có tốc độ cắt là v= 5m/ph.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.5
398 vòng/phút
.d
3,14.4
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 400 vòng/phút
Nguyên công 7: Khoan, ta rô lỗ ren 4 ở vấu đầu nhỏ.
Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt Alàm mặt
chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ
ngắn đặt vào lỗ 20 định vị hai bậc tự do, và
một chốt trám vào lỗ 12 định vị nốt 1 bậc tự
do.
Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp có đầu kẹp chữ
C kẹp chặt vào mặt đầu to của càng
13
Chọn máy: Máy khoan đứng 2H125 có đường kính mòi khoan lớn
nhất khi khoan thép có độ bền trung bình max = 25mm. Công suất của
máy Nm = 2,2 kW
Chọn dao: Mòi khoan có kích thước nh- sau d1 = 3,4 mm, mòi ta rô
có d2=4 mm
Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan Zb1 = d1/2 = 1,7 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 3,4, chiều sâu cắt t
= 1,7 mm, lượng chạy dao S = 0.2mm/v, tốc độ cắt V=15 m/phút. (bảng
5-86 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2). Ta có các hệ số:
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k 1 = 1k
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mòi khoan,
k4 = 1.(hệ số k2 ,k3,k4 tra bảng 5- 87 STCNCTM tập 2)
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 15.1.1.1.1 = 15 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.15
1440 vòng/phút
.d
3,14.3,4
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 1440 vòng/phút
Xác định chế độ cắt cho ta rô 4. tra bảng 5-188 STCNCTM-T2:
với lượng chạy dao 0,2mm/v ta có tốc độ cắt là v= 5m/ph.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =
1000.vt 1000.5
398 vòng/phút
.d
3,14.4
ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 400 vòng/phút
Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song của đường tâm hai lỗ
Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt A làm
mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, một
chốt trụ ngắn đặt vào lỗ 20 định vị hai bậc
tự do. Lồng trục kiểm tra vào lỗ 12 của
càng . Quay càng quanh chốt định vị cho
đến khi trục kiểm tra chạm vào cữ tì. Hiệu
số của hai đồng hồ biểu hiện độ không song
song của hai lỗ càng .
14
VI - TÍNH LƢỢNG DƢ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƢỢNG BỀ
MẶT CÕN LẠI.
Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ
góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:
Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia
công nhiều đồng thời tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng
. . . dẫn đến giá thành tăng.
Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của
phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.
Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng hai phương pháp
sau đây để xác định lượng dư gia công:
Phương pháp thống kê kinh nghiệm.
Phương pháp tính toán phân tích.
Phương pháp thống kê kinh nghiệm xác định lượng dư gia công
bằng kinh nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến
những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá
trị cần thiết.
Ngược lại, phương pháp tính toán phân tích dùa trên cơ sở phân
tích các yếu tố tạo ra líp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn
chỉnh.
Trong đồ án này chỉ tính lượng dư theo phương pháp phân tích cho
nguyên công 3, còn lại là thống kê kinh nghiệm.
*Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất.
Theo tài liệu tham khảo ta có:
Lượng dư dập 20,05mm.
Lượng dư gia công thô sau khi dập: 1,5mm.
Lượng dư gia công tinh sau bán tinh: 0,5mm.
*Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ hai.
15
Lượng dư dập 2 0,5mm.
Lượng dư gia công thô sau khi dập: 1,5 mm.
Lượng dư gia công tinh: 0,5 mm.
*Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ 20.
Gia công lỗ 20+0,084 đạt các yêu cầu sau đây:
Độ nhám bề mặt : Ra=2.5m.
Vật liệu :
Thép 45.
Chi tiết máy:
Càng gạt.
Trình tù gia công bề mặt lỗ 20 của càng gạt gồm các nguyên công
sau:
- Khoan lỗ đặc.
- Khoét rộng lỗ.
- Doa lỗ.
Cả ba nguyên công trên đều có cùng chuẩn định vị là:
Mặt đáy định vị 3 bậc bằng phiến tì, 2 khối V (một cố định, một
tuỳ động) định vị 3 bậc còn lại trên 2 mặt trụ.
Lượng dư gia công tính cho các nguyên công, các bước khoan,
khoét, doa lỗ 20.
Công thức tính:
2Z min 2( Rz Ta a2 b2 )
RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
Ta: Chiều sâu líp hư háng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
a : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại
( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)
b : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
Khoan lỗ từ phôi đặc.
Sau khi khoan theo bảng 13-TKĐA- CNCTM:
Rza=40m; Ta= 60m.
Sai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:
2
a = c2 cm
16
Giá trị cong vênh c của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và
hướng trục:
c= k .d 2 k .l 2 1,5.202 1,5.252 = 48 m.
Trong đó: Với Dphôi=40 =>
Theo bảng 15 TKĐA Công nghệ Chế Tạo Máy=>k =1,5
L=25, d=20
là chiều dài và đường kính lỗ.
Giá trị cm (Độ xê dịch phôi) được tra theo bảng 17 -TKĐA Công
nghệ Chế Tạo Máy: cm = 0,5 mm = 500m.
a = 48 2 5002 = 502,3 m.
Sai số gá đặt chi tiết b ở bước nguyên công đang thực hiện được
xác định bằng tổng véctơ sai số chuẩn c và sai số kẹp chặt, nếu không xét
đến sai số đồ gá:
b = c2 k2
c : sai số chuẩn( khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định vị)
c = 0.2 + 2.e (chọn e = 0 không tồn tại độ lệch tâm)
c = 0,2mm=200àm
k: sại số kẹp chặt (Bảng 24) k = 55 m
b = c2 k2 = 552 2002 = 207,4m.
Bây giê ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:
2.Zbmin = 2.(RZ + Ti+ i 1 i ) = 2.(40 + 60 + 502, 482 208,822 )
= 2.643,4 = 1286,8 m.
Lượng dư nhỏ nhất của khoét (gia công thô):
2.Zbmin = 1286,8 m.
Tính lượng dư cho bước gia công tinh( doa):
Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:
1 = k.a đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô( hệ
số chính xác hoá).
1 = 0,05. 502,3 = 25,12 m.
b = 0,05.207,4= 10,37m.
RZi = 30 m.
Ti = 40 m.
2.Zbmin = 2.(30 + 40 + 25,122 10,372 )
= 2. 97,2= 194,4m.
Khi gia công khoan: dmax=18,58 => dmin=dmax-=18,58-0,18=18,40
Khi gia công khoét: dmax=19,89 => dmin=dmax-=19,89-0,07=19,82
Khi gia công doa : dmax=20,08 => dmin=dmax-=20,08-0,02=20,06
Lượng dư giới hạn: Sau khoan: 2Zmin=19,89-18,58 =1310 (m)
2
2
17
Bước
Khoan
Khoét
Doa
Tổng
2Zmax=19,82-18,40 =1420
Sau khoét: 2Zmin= 20,08-19,89 =190
2Zmax=20,06-19,82 =240
Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư nh- sau:
RZa Ti
Zbmin
dt
Dmin
a
b
m m m
m
m
m
m mm
40 60 502,3
18,582 180 18,40
30 40 25,12 207,4 643,4 19,889 70 19,82
5 10
10,37
97,2 20,084 20 20,06
(m)
(m)
(m)
Dmax 2Zmin 2Zmax
mm
m
m
18,58
19,89 1310 1420
20,08 190
240
1500 1660
Kiểm tra:
Tph - Tch = 1660- 1500 = 160 = 180 - 20 = 2Zmax - 2Zmin
δ2- δ3=70-20=50
2Zmax-2Zmin=240-190=50
δ1- δ2=180-70=110
2Zmax-2Zmin=1420-1310=110
Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ 12+0,07
Lượng dư khoan 6.9mm đạt kích thước lỗ 11.78 mm.
Lượng dư doa 0,1mm L-îng d- doa 0,1mm đạt kích thước lỗ 12.
Nguyên công 5: phay mặt đầu hai vấu.
Kích thước cho trên bản vẽ chi tiết.
Nguyên công 6 ,7: Khoan ta rô ren M4.
Lượng dư khi khoan 1,7 mm đạt kích thước lỗ 3,4.
Ta rô ren M4 bước 0,2mm.
VII - TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CỦA MỘT BỀ MẶT NÀO ĐÓ,
CÕN TẤT CẢ CÁC BỀ MẶT GIA CÔNG KHÁC CỦA
CHI TIẾT THÌ TRA THEO SỔ TAY CÔNG NGHỆ [1-2].
Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá):
Nguyên công 4 khoan, khoét, doa, vát mép lỗ 20+0,035. Ta có các thông
số đầu vào: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất của máy Nm = 6
kW, hiệu suất = 0,8.
*Tính chế độ cắt khi khoan lỗ 18
18
18
=9 mm
2
C Dq
V vm y k v
T S
Tốc độ cắt: Có công thức:
.
Chiều sâu cắt:t= ChiÒu s©u c¾t:t=
Trong đó: theo bảng 5-28 trang 23, với mòi khoan bằng thép gió,
lượng chạy dao S=0,36 mm >0.2 Cv=9,8; y=0, 5; q =0,4; m=0,2. khi
khoan không có dung dịch trơn nguội.
T : Chu kỳ bền, với dao bằng thép gió T=45 phót (tra bảng 5-30 sổ
tay công nghệ chế tạo máy tập 2)
kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt khi tính đến các điều
kiện thực tế:
kV=kMV.kUV.kLV.
kMV: Hệ số phụ thuốc vào vật liệu gia công. Đối với thép 45 (tra
bảng 5-1 STCNCTM tập 2)
kMV=1
kUV: Hệ sè phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt. Theo bảng 5-6
STCNCTM tập 2 có kUV=1
kLV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. L=25mm, theo bảng 531 có kLV=1
9,8.18 0, 4
1.1.1 24 (m/phút).
45 0, 2.0,36 0,5
1000.v
1000.24
n= .D =
=425 (vòng/phút)
3,14.18
v=
n=
Tra theo máy có nm=450
Theo sổ tay có , mô men cắt khi khoan:
q
y
MX = 10.CM.D .S .kp
Theo bảng 5.32 STCNCTM2 có:
CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8.
Theo bảng 5.9 STCNCTM2 có:
kP = kMP = 1
0 .8
2
MX=10. 0,0345 .18 0,36 .1=39,4 Nm
q
y
Lực cắt: P0=10.CP.D .S .kP
Theo bảng 5.32 có CP=68; q=1; y =0,8
0 ,8
1
P0=10. 68. 18 . 0,36 . 1=5405 N
Công suất cắt:
M x .n
39,4.450
Ne= 9750 =
=1,8 kw
9750
so với công suất máy Ne<.Nm nghĩa là 1,8<2,8.0,8
Máy 2A125 đủ công suất để gia công lỗ 18
2.Tính chế độ cắt khi khoét lỗ 19,8
19
Chiều sâu cắt:t=0.9 mm
Cv D q
m x y kv
Tốc độ cắt: V T .t .S
Ta có theo bảng5-30: T=30 phót, theo bảng5-112: S=0,56 mm/vòng
Theo bảng 5-29 STCNCTM tập 2 ta có các hệ sè :Cv=16,3 q=0,3
x=0,2 y=0, 5 m=0,3
16,3.19,8 0,3.1
=20
30 0,3 0,9 0, 2 0,56 0,5
1000.V
1000.20
n= .D =
=322 v/p
3,14.19,8
V=
chọn theo máy nm=360 v/p
Tính mômen xoắn: Theo sổ tay CNCTM tập 2 trang 21 ta có
q
x
y
M=10. CM D .t .S .kp
Theo bảng 5-32 STCNCTM tập 2 ta có :CM=0,09 q=1 x=0,9 y=0,8
M= 10.0,09 .19,8.0,90,9.0,560,8.1=10,2(Nm)
q
x
y
Tính lực cắt: P0 =10.Cp.t .D .S .Kp
Theo bảng 5-23 STCNCTM tập 2 ta có: Cp=67 ; x=1,2 ; y=0,65
P0=10.67.0,91,2.19,80.0,560,65.1=405 (N)
Tính công suất cắt :Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có
M x .n
10,2.360
Ne= 9750 =
=0,4 kw
9750
3.Tính chế độ căt cho nguyên công doa
Chiều sâu cắt: t=0.1 mm
Cv D q
k
m x
y v
Tốc độ cắt: V T .t .S
Theo bảng5-30 Ta có T=40 phót,
Theo bảng 5-27 có S=1mm/vòng
Theo bảng 5-29 STCNCTM tập 2 ta có các hệ sè :Cv=10,5
x=0,2 y=0,65 m=0,4
10,5.20 0,3.1
=9,3 m/phut
40 0, 4 0,10, 210, 65
1000.V
1000.9,3
n= .D =
=148 v/p
3,14.20
V=
Tra theo máy nm=150 v/p
Tính mômen xoắn: Theo sổ tay CNCTM tập 2 trang 21 ta có
x
y
Mx=(10 Cp D.t .Sz .Z)/200
Theo bảng 5-32 STCNCTM tập 2 ta có :Cp=67 x=1,2 y=0,65
20
q=0,3
- Xem thêm -
.PDF 
30 
1032 
95 
