đồ án môn học Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết đòn quay gạt số ĐH Bách Khoa
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học
Công Nghệ Chế Tạo Máy
- Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Theo đề bài thiết kế:
” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết đòn quay gạt số ”
với sản lượng 10000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự chọn .
Đòn quay gạt số là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó.
Trong chi tiết nay chỉ có 2 bề mặt có Rz20 là ảnh hưởng nhiều tới tính năng làm việc và chất lượng vận hành của chi tiết.
Các bề mặt còn lại không có ảnh hưởng nhiều tới tính năng làm việc và chất lượng vận hành của chi tiết.
Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ). Hoặc như chi tiết này thông qua chuyển động quay của chi tiết ta có thẻ ra về số của động cơ dơn giản hơn nhiều.
Điều kiện làm việc của đòn quay gạt số đòi hỏi không cao lắm:
+ Làm việc trong môi trường tự nhiên
Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết đòn quay gạt số:
+Vật liệu : Thép 40
+ Độ cứng : 160 … 180HB
+Các bán kính góc lượn trên các bề mặt không gia công từ R2 đến R5
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Bề mặt làm việc chủ yếu của đòn quay gạt số là bề mặt trong của lỗ f12. Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:
- Lỗ f12 luôn tiếp xuc với bề mặt của trụ để truyền mô men xoắn tới trục số
- Đường tâm của lỗ f12 phải song song với đường tâm của lỗ f10 là 0,1mm
- Đường tâm của lỗ f12 phải vuông góc với đường tâm của lỗ M10 là 0,1mm
Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết đòn quay gạt số như sau:
+ Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững.
+ Với đòn quay gạt số, với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và đây là thép 40 có độ cứng không cao, có hình dáng đơn giản.
+Việc gia công các mặt đâu và các lỗ trụ là khó khăn do độ cao của các trụ là khác nhau.
+ Các lỗ trụ này không đòi hỏi tính công nghệ cao.
+Khi gia công chi tiết thì các dụng cụ rất rễ thoát dao.
+Các bề mặt còn lại có thể dễ dang đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật
+ Với kết cấu của đòn quay gạt số thì sau nguyên công đầu tiên phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.
Với đòn quay gạt số, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công. Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt .
Xác định dạng sản xuất:
Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N = N1m(1 + )
Trong đó:
N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;
N1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;
m : Số chi tiết trong một sản phẩm;
: Số lượng sản phẩm dự phòng do sai hang khi tạo phôi gây ra ; =6%
: Số lượng sản phẩm dự phòng do hang hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ =4%
Þ N = 10000.1.(1 + ) = 11000 ( chi tiết).
Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:
Q = V.g
Trong đó:
Q : Khối lượng của chi tiết (kg).
V : Thể tích của chi tiết (cm3 ).
g : Khối lượng riêng của vật liệu(kg/dm3) ; g = 7,852 kg/dm3
=7,852.10-3 kg/cm3
* Thể tích chi tiết:
V1=
V2=
V3=
V4=
V5=
Vậy V=V1+ V2+ V3+ V4+ V5
= 39,4 + 4,5 + 4,2 + 2,3 + 8,3 = 58,7 cm3
Vậy Q = V.g =58,7. 7,852.10-3 0,46 kg
Theo bảng 2.6 Thiết kế đồ án CNCTM
Với : + Khối lượng chi tiết = 0,46kg < 4kg
+ Số lượng hàng năm là 10000 chiếc
Ta suy ra đây là dạng sản suất: HÀNG LOẠT LỚN
- Chọn phương pháp chế tạo phôi phôi:
Chi tiết là đòn quay gạt số bằng thép và sản xuất hàng loạt lớn lên chọn phôi dập nóng.
Trước khi dập nóng kim loại ta phải làm sạch kim loại, cắt bỏ ra từng phần nhỏ phù hợp được thực hiện trên máy cưa.
Trong trường hợp trọng lượng của chi tiết (đòn quay gạt số) khoảng 0,46 kg (< 4 kg) , dạng sản xuất hàng loạt lớn ta lên chọn phôi là phôi dập và dập trên máy búa và máy ép với Rz đạt được là Rz= 320 160
Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư ở một mặt là 1mm theo bảng 3-17 Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy
Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)
-Xếp dạng chi tiết : đây thuộc dạng chi tiết dạng càng
- Chuẩn thô là hai mặt bên của thân chi tiết vì khi đó ta có thể dụng dao phay đĩa phay đồng thời 2 mặt đầu của trụ f30 sẽ đảm bảo được độ song song của 2 mặt đầu này.
- Chuẩn tinh : ta dùng hai mặt đầu và mặt lỗ f12 làm chuẩn tinh thống nhất.
2.1. Lập sơ bộ các nguyên công:
- Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thước 26-0,05, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200 mm và sau đó có thể làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau.
- Nguyên công 2 : Gia công lỗ đạt kích thước f12+0,018 với các bước khoan- khoét- doa và vát mép lỗ sao cho đạt được độ nhám Ra = 1,25
- Nguyên công 3 : Phay mặt đầu của trụ f22 , gia công trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu có đường kính tối thiểu là 30 mm .
- Nguyên công 4 : Gia công lỗ đạt kích thước f10+0,018 với các bước khoan- khoét- doa và vát mép lỗ sao cho đạt được độ nhám Ra = 1,25
- Nguyên công 5 : Phay mặt đầu đạt kích thước 150,018, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 100 mm và đạt độ chính xác Rz40
- Nguyên công 6 : Gia công lỗ đạt kích thước M10 với các bước khoan- khoét- ta rô và vát mép lỗ M10
- Nguyên công 7 : Kiểm tra độ không song song của hai lỗ f12 và f10 không được quá 0,1 mm, độ không vuông góc của cả hai lỗ f12 và M10 không vượt quá 0,1 mm.
5.2 Thiết kế các nguyên công cụ thể:
5.2.1 Nguyên công I : Phay mặt đầu
Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu đòn quay gạt số cần đảm bảo độ song song, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp ê tô máy phay và chốt tỳ chống xoay hạn chế được 5 bậc tự do , và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô.
Kẹp chặt:Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp cùng phương với phương của kích thước thực hiện.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82G. Công suất của máy Nm = 7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1):
D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số răng Z = 24 răng.
Lượng dư gia công: Phay1 lần với lượng dư phay thô cả 2 mặt là Zb=2 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút.
Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,16
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k3 = 1.
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 32,5.1,16.0,8.1 = 30,16 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt = 48,028 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 40 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:
Vtt = 25,12m/phút.
Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.24.40 =124,8 mm/phút.
Theo máy ta có Sm = 95 mm/phút.
5.2.2 Nguyên công II: Khoan- Khoét- Doa- Vát mép lỗ f12+0.018
Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ f12+0.018 của đòn quay gạt số cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng(phiến tỳ) hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu lỗ f12+0.018 của đòn quay gạt số hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm ( hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do).
Kẹp chặt:Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống. Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125(K125) có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmax = 25mm.
Công suất của máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 10 mm ;L =20 ¸ 131mm
( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2).
Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 11,5 mm( có các kích thước sau: L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 12mm , L =20 ¸ 131mm,Vát mép D = 20mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 3 lần với lượng dư gia công khoan
Zb1 = d/2 = 5 mm, khoét Zb2 = 0,75 mm và lượng dư Doa Zb3 = 0,25 mm
Chế độ cắt: *Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ f12, chiều sâu cắt t = 5 mm, lượng chạy dao S = 0,25 (0.22¸0,28)mm/vòng, tốc độ cắt V = 20,5 m/phút (Tra theo bảng 5-86, 5-87 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.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,
k1 = 1.
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 nt vào công thức:
nt = 652,86 v/ph
Þ ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 630vòng/phút
và lượng chạy dao S = 0,2 mm/vòng.
* Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,75 mm, lượng chạy dao S = 0. mm/vòng(0,5¸0,6), tốc độ cắt V = 72 m/phút. Ta tra được các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2,
k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi,B5-109
Sổtay CNCTM2, k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng,
B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1
vt = vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 = 72 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 1993,9 vòng/phút
Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1900 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
*Xác định chế độ cắt cho Doa: Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 m/vòng.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 265,39 vòng/phút
Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 265 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
5.2.3.Nguyên công III:Phay mặt đầu trụ f22
Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của trụ f22 cần phay phải đảm bảo độ song song với mặt đầu của f30 ta dùng chốt tỳ ngắn, phiến tỳ và khối V để định vị chi tiết.
Kẹp chặt:Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể điều chỉnh máy đạt được kích thước theo yêu cầu.
Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy Nm = 10kW
Chọn dao: Phay bằng dao mặt đầu có gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau
( Tra theo bảng 4-92 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 40 mm, L = 36 mm, số răng Z = 10 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Zb = 1 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng, tốc độ cắt V = 48(hoặc 43,5) m/phút
Bảng 5-119 và 5-120 Sổ tay CNCTM tập 2. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 1
K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k3 = 1
K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong
bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k4 = 1
Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 48.1,12.1.1.1 = 53,76 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt = 428 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 420 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:
Vtt = 52,752 m/phút.
Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.10.420 = 420 mm/phút.
Theo máy ta có Sm =420 mm/phút.
5.2.4Nguyên công IV: Khoan- Khoét- Doa- Vát mép lỗ f10+0.018
Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ f10+0.018 của đòn quay gạt số cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu và độ song song của tâm lỗ với tâm lỗ f12+0.018 bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng(phiến tỳ) hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ f12+0.018 hạn chế 2 bậc tự do và khối V định vị vào mặt trụ f22 để định vị 1 bậc chống xoay , dùng thêm chốt tỳ phụ để tăng thêm độ cứng vững khi gia công
Kẹp chặt:Dùng cơ cấu đòn kẹp và kẹp từ trên xuống mặt trụ f30
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125(K125) có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmax = 25mm.
Công suất của máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 8 mm ;L =20 ¸ 131mm
( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2).
Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 9,5 mm ( có các kích thước sau L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng
D = 10mm , L =20 ¸ 131mm,Vát mép D = 20mm
( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 3 lần với lượng dư gia công khoan
Zb1 = d/2 = 4 mm, khoét Zb2 = 0,75 mm và lượng dư Doa Zb3 = 0,25 mm
Chế độ cắt:
*Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ f10, chiều sâu cắt t = 4 mm, lượng chạy dao S = 0,25 (0.22¸0,28)mm/vòng, tốc độ cắt V = 20,5 m/phút (Tra theo bảng 5-86, 5-87 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.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,
k1 = 1.
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 nt vào công thức:
nt = 816 v/ph
Þ ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 850vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,2 mm/vòng.
* Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,75 mm, lượng chạy dao S = 0. mm/vòng(0,5¸0,6), tốc độ cắt V = 72 m/phút. Ta tra được các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2,
k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi,
B5-109 Sổtay CNCTM2, k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng,
B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1
vt = vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 = 72 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 2413,67 vòng/phút
Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 2350 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
*Xác định chế độ cắt cho Doa: Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 318,47 vòng/phút
Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 300 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
5.2.5 Nguyên công V : Phay mặt đầu
Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu trụ f22 đòn quay gạt số cần đảm bảo độ song song, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu đồ gá được định vị bởi phiến tỳ tỳ vào mặt đầu trụ f30 , chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong lỗ f12 , chốt chám định vị vào mặt trụ trong lỗ f10
Kẹp chặt:Dùng cơ cấu đòn kẹp và kẹp từ trên xuống mặt trụ f30 và có dùng thêm chốt tỳ phụ để tăng thêm độ cứng vững của cơ cấu khi gia công. ta có thể thêm cơ cấu so dao để điều chỉnh dao sao cho phay được kích thức theo yêu cầu.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82G. Công suất của máy Nm = 7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1):
D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số răng Z = 24 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô cả 2 mặt là
Zb = 2 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút.
Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,16
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k3 = 1.
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 32,5.1,16.0,8.1 = 30,16 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt = 48,028 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 40 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:
Vtt = 25,12m/phút.
Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.24.40 =124,8 mm/phút.
Theo máy ta có Sm = 95 mm/phút.
5.2.6Nguyên công VI: Khoan- Khoét- Ta rô - Vát mép lỗ M10
Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ M10 của đòn quay gạt số cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu và độ vuông góc của tâm lỗ với tâm lỗ f12+0.018 bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng(phiến tỳ) hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và chốt trụ ngắn định vị vào mặt trong lỗ f12+0.018 hạn chế 2 bậc tự do và chốt trụ chám định vị vào mặt trong lỗ f10 , dùng thêm chốt tỳ phụ để tăng thêm độ cứng vững khi gia công
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp và kẹp từ trên xuống mặt trụ f30
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125(K125) có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmax = 25mm.
Công suất của máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 7 mm ;L =20 ¸ 131mm
( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2).
Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 8 mm ( có các kích thước sau L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm), ta Rô (có đường kính danh nghĩa d = 10mm, bước ren p=1,5mm, L=80mm, l= 24mm, l1=9mm, d1= 8mm),
Vát mép D = 20mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49,4-136 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1):
Lượng dư gia công: Gia công lần với lượng dư gia công khoan
Zb1 = d/2 = 3,5 mm, khoét Zb2 = 0,5 mm .
Chế độ cắt:
*Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ f8, chiều sâu cắt t = 3,5 mm, lượng chạy dao S = 0,25 (0.22¸0,28)mm/vòng, tốc độ cắt V = 20,5 m/phút (Tra theo bảng 5-86, 5-87 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.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,
k1 = 1.
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 nt vào công thức:
nt = 932,66 v/ph
Þ ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 900vòng/phút
và lượng chạy dao S = 0,2 mm/vòng.
* Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,5 mm, lượng chạy dao S = 0,5 mm/vòng(0,5¸0,6), tốc độ cắt V = 72 m/phút. Ta tra được các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2,
k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi,
B5-109 Sổtay CNCTM2, k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng,
B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1
vt = vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 = 72 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 2866,2 vòng/phút
Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay:
nm = 2350 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
*Xác định chế độ cắt cho Ta rô: Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 318,47 vòng/phút
Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 300 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
5.2.7Nguyên công VII :Kiểm tra các kích thước , độ nhám, vị trí:
- Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ f12+0,018
và f10+0,018 phải 0,1/100mm (Sơ đồ a )
- Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ f12+0,018 và
mặt đầu phải 0,1/100mm ( Sơ đồ c)
- Kiểm tra độ không song song hai mặt đầu phải 0,1/100mm (Sơ đồ b)
- Tính lượng dư của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
Tính lượng dư của bề mặt f12+0,018. phôi có dạng phôi dập, trọng lượng phôi khoảng 0,46 kg ; vật liệu phôi : thép 40.
Qui trình công nghệ gồm ba nguyên công (3 bước) :khoan- khoét và doa trên một lần gá đặt. Chuẩn định vị khi gia công lỗ f12+0,018 là mặt phẳng đầu trụ f30 đã được gia công . Chi tiết được định vị bằng phiến tỳ, bạc vấu; kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trượt- thanh răng-bánh răng.
* Chất lượng bề mặt sau các bước tiến trình gia công f12 :
( Theo bảng 3.5 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy).
- Sau khi khoan : Rza = 40
Ta = 60 ; khoan bằng mũi khoan ruột gà.
- Sau khi khoét: Rza = 30
Ta = 40
- Sau khi doa: Rza = 5
Ta = 10
* Theo bảng 3.8 (Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy ) ta có sai số không gian tổng cộng sau khi khoan chính là độ cong và độ lệnh tâm lỗ gia công do mũi khoan.
- Độ cong đơn vị k = 1,3 /mm
- Độ lệnh tâm C0 của tâm lỗ khi khoan: C0 = 20
Þ Sai số không gian tổng cộng là:
rph= = 39,27 mm.
Trong đó:
- l là chiều dài lỗ (mm)
- Sai số không gian còn lại sau khi khoan:
rcl = kcx. rph = 0,05.39,27 = 1,9635 mm
Kcx = 0,05 là hệ số chính xác hoá (Theo bảng 3.9 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy )
* Sai số gá đặt khi khoan: Sai số gá đặt chi tiết egđ ở bước đang thực hiện được xác định bằng tổng véc tơ sai số chuẩn ec và sai số kẹp chặt ek, nếu không xét đến sai số đồ gá:
egđ =
Trong đó:
ec : sai số chuẩn( khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định vị)
ec = 0.2 + 2.e (chọn e = 0- không tồn tại độ lệch tâm)Þec = 0,2.
ek: sại số kẹp chặt (Bảng 3.14 -Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy) Þek = 40 mm
Þegđ= = = 203,96 mm.
Do khi khoét không thay đỏi đồ gá lên sai số gá đặt cón sót lại sau khi khoan là:
egđ2 = 0,05. egđ +eph.độ (+eph.độ= 0 do không có cơ cấu phân độ)
Þegđ2 = 0,05. egđ = 0,05.203,96 = 10,198 mm.
* Bây giờ ta có thể tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng f12+0,018; theo công thức:
2Zbmin =2( Rza + Ta + )
Trong đó :
RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
Ta : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
ra : 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 …)
eb : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
- Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:
2.Zb min = 2.(RZa + Ta + )
= 2.(40 + 60 + )
= 2.307,7 = 615,4 mm.
Þ Lượng dư nhỏ nhất của khoét (gia công thô):
2.Zmin = 615,4 mm.
Tính lượng dư cho bước gia công tinh( doa):
2.Zbmin = 2.(RZa + Ta + )
= 2.(30 + 40 + )
= 2.110,57 = 221,14 mm.
*Kiểm tra độ chính xác của các tính toán đã thực hiện:
Zghmax2 - Zghmin2 = 302 – 220 = 82 mm ; d1 - d2 = 100 – 18 = 82 mm
Zghmax1 - Zghmin1 = 2520 – 620 = 1900 mm ; dph - dct = 2000 – 100 = 1900 mm
Þ Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư như sau:
|
Bước |
|
2Zbmin mm |
dt (mm) |
d mm |
|
|
|
|
|||
|
|
RZa mm |
Ta mm |
ra mm |
eb mm |
dmin mm |
dmax mm |
2Zminmm |
2Zmax mm |
|||
|
Khoan |
40 |
60 |
39,27 |
203,9 |
|
11.182 |
2000 |
9,18 |
11,180 |
|
|
|
Khoét |
30 |
40 |
1,964 |
10,1986 |
615,4 |
11,797 |
100 |
11,7 |
11,790 |
620 |
2520 |
|
Doa |
5 |
10 |
- |
- |
221,1 |
12,018 |
18 |
12,002 |
12,018 |
220 |
302 |
|
|
Tổng |
840 |
2822 |
||||||||
- Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
* Tính chế độ cắt cho nguyên công I ( phay mặt đầu băng 2 dao phay đĩa),
và tra chế độ cắt cho các nguyên công con lại.
- Nguyên công I phay mặt đầu để đạt kích thước 26-0,05 và
độ nhám Rz= 20 mm.
Ta có các thông số đầu vào: Phay trên máy phay nằm ngang vạn năng với công suất Nm = 7KW, phay bằng dao phay đĩa 3 mặt, răng có gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau: Theo Sổ tay CNCTM tập 2 ta có:
D= 200mm ; d = 50mm , B = 16mm, Z = 24 răng
Mặt khác ta có:
- Chiều sâu phay t = 30mm
- Chiều rộng phay B = 1mm
- Lượng chạy dao S = 0,13mm/răng
- Tốc độ cắt V(m/ph)
Tốc độ cắt được tính theo công thức:
V = = 35,29 m/ph
Trong đó:
Cv, m, x, y, u, q và p: hệ số và các số mũ cho trong bảng 5-39- Sổ tay CNCTM tập 2 Þ Cv = 48.5, m = 0.2, x = 0,3, y = 0,4, u = 0.1, q = 0.25,
p = 0.1.
T : chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-40- Sổ tay CNCTM tập 2
Þ T = 240 phút
kv: hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể
kv = kMV.knv.kuv =1,22.0,8.1 = 0,976
Trong đó:
kMV- hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công cho trong
bảng 5-1¸ 5-4
kMV = = = 1,22
Trong đó:
sb : Giới hạn bền của vật liệu, sb = 600 Mpa.
kn : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm thép theo tính gia công, kn = 1.
nv : Số mũ cho trong bảng 5-2, nv = 0.9.
knv- hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi cho trong bảng 5-5
