ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC NỐI TRƯỜNG QUÂN SỰ

LỜI NÓI ĐẦU:

 

         KHOA CƠ KHÍ             CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

 BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY                   Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

         --------@@@-------                                  --------@@@--------

                                                   NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

                                         CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

 

Họ và tên:              Lớp:               Khoá:  

1. Tên đề tài: Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết “Trục nối”

2. Các số liệu ban đầu:

• Bản vẽ chi tiết số           : 17
• Trang thiết bị công nghệ          : Tự chọn
• Dạng sản xuất                : Loạt vừa

3. Nội dung bản thuyết minh :

     Lời nói đầu              

     PHẦN I : PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI

• Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật.
• 1.2. Phân tích tính công nghệ của sản phẩm.
• 1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi .                                                                 

     PHẦN II : THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

• 2.1. Xác định đường lối công nghệ.
• 2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.
• 2.3. Thiết kế  nguyên công.
• 2.4. Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt.
• 2.5. Xác định chế độ cắt cho các bề mặt.

     PHẦN III : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ     

• 3.1. Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan.         
• 3.2. Nguyên lý làm việc của đồ gá.            

     Kết luận

     Tài liệu tham khảo

4. Bản vẽ :

• 01 Bản vẽ chi tiết đã điều chỉnh (khổ A3).
• 01 bản vẽ chi tiết lồng phôi (khổ A3).
• 01 bản vẽ nguyên công (khổ A0).
• 01 bản vẽ lắp đồ gá (khổ A2).

5. Tài liệu khác :

Thiết kế chế tạo là một tập hợp những nhiệm vụ liên tục nối tiếp lẫn nhau. Mỗi một công đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo có một vai trò và  nhiệm vụ riêng. Quá trình thiết kế chỉ được coi là hoàn thiện khi mà các ý tưởng nhà thiết kế đưa ra phải có tính ưu việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập . . . và cuối cùng là tính công nghệ.

Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đưa ra có cấu tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nước có thể thực hiện được và hạn chế thấp nhất giá thành chế tạo. Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với mỗi sản phẩm chế tạo.

Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản suất. Công nghệ sản suất đơn giản sẽ giảm thời gian sản xuất, giảm hao mòn máy móc . . .  dẫn tới giảm  được giá thành chế tạo. Chính vì vậy, việc thiết kế một quy trình công nghệ tối ưu có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo. Nắm vững đặc tính công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho người kỹ sư có một cái nhìn tổng quát làm cho các ý tưởng thiết kế của người kỹ sư phù hợp với khả năng công nghệ đảm bảo chắc chắn ý tưởng có thể thực hiện được.

Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích như vậy. Làm đồ án công nghệ chế tạo máy là một dịp  để sinh viên làm quen với các quy trình chế tạo là cơ sở cho các ý tưởng thiết kế sau này.

Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “TRỤC NỐI” với các nội dung sau:

-         01 bản vẽ A0 trình bày các nguyên công

-         01 bản vẽ A1 thể hiện đồ gá cho nguyên công chuốt

-         01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết

-         01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi

-         01 bản thuyết minh A4

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Trọng Bản thuộc bộ môn CHẾ TẠO MÁY đã tận tình hướng dẫn  để đồ án được hoàn thành đúng tiến độ và công việc được giao với chất lượng đảm bảo. Do thời gian còn hạn chế nên đồ án không thể tránh được các thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến sửa sai của các thầy giáo và các bạn.

 

PHẦN I

PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI

          1.1 Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật:

- Chi tiết"Trụ nối hai bậc "là chi tiết dạng trục rỗng dùng để nối hai trục .Quá trình làm việc chi tiết chịu uốn, nén (hoặc kéo ), xoắn, cắt, va đập, ma sát, mài mòn...Tải trọng tác dụng có thể là tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động (thuộc loại trung bình ). Hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc như là khí quyển, nước, dầu bôi trơn hoặc các môi trường khác. Do đó chi tiết bị phá huỷ có thể do bền hoặc do mỏi.

- Chi tiết có kích thước khuôn khổ:

          Chiều dài   :  124mm

          Chiều rộng:  35mm

          Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng trung bình

          - Kết cấu của chi tiết gồm:

          + Khối trụ 35_-0,017 có cấp chính xác IT9 cấp độ nhám Rz = 20(cấp 5)

          + Khối trụ  có cấp chính xác IT9 cấp độ nhám bề mặt Ra=2,5(cấp 6)

          + Khối lỗ  có cấp chính xác IT9 cấp độ nhám bề mặt Ra= 2,5(cấp 6)

          + Khối 6 lỗ 8 có cấp độ nhám bề mặt Ra = 2,5(cấp 6)

          + Khối lỗ 8 thuộc phần trụ 15

          - Các bề mặt làm việc chủ yếu:

          + Mặt trụ 15

          + Khối 6 lỗ 8

          + Khối trụ 35

          - Mặt trụ 15 và mặt lỗ 10, 8 có cấp chính xác 9 và cấp độ nhám Ra=2,5

là yêu cầu hoàn toàn hợp lí bởi vì chúng còn phải lắp ghép với các chi tiết khác.

          - Cấp độ nhám bề mặt còn lại là Rz = 20(cấp 5) là yêu cầu hơi cao vì các bề mặt đó đều là các bề mặt không làm việc, yêu cầu như vậy sẽ tăng chi phí gia công cắt gọt, làm tăng giá thành sản phẩm. Tuy nhiên để nâng cao tính thẩm mỹ và khả năng chịu lực của chi tiết yêu cầu này có thể chấp nhận được.

          - Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa.

          - Trang thiết bị sản xuất tuỳ chọn.

          - Yêu cầu độ cứng 45-52 HRC, để đạt được độ cứng đó ta tiến hành nhiệt luyện bằng phương pháp hoá nhiệt luyện(tôi và ram cao)

          Sở dĩ phải tiến hành nhiệt luyện bởi vì nhằm đảm bảo cơ tính của chi tiết phù hợp với điều kiện làm việc, mà trong các phương pháp nhiệt luyện thì phương pháp hoá nhiệt luyện là phương pháp đảm bảo đồng thời cơ tính tổng hợp và tính công nghệ cao nhất.

         

          1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm:

          - Chi tiết có chiều dài lớn nhất là 124mm, chiều cao lớn nhất là 35mm và lỗ 10 do đó chi tiết có độ cứng vững cao.

          - Chi tiết có dạng trục bậc nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảm bảo điều kiện bền và làm việc tin cậy.Tuy nhiên do kết cấu trục là trục bậc sẽ gây tập trung ứng suất làm giảm độ bền của chi tiết. Để làm giảm tập trung ứng suất ta làm các lỗ và các góc lượn chuyển tiếp.

          - Các mặt đầu và mặt bên có ba via, cạnh sắc không làm các rãnh tròn mà thay bằng mặt vát( 2 x 45 ⁰) bởi vì khi đó gia công thuận tiện hơn, kinh tế hơn so với làm rãnh tròn ( vì phải có dao định hình ). Đồng thời hình dáng, kích thước các mặt vát hoàn toàn giống nhau để thuận tiện trong quá trình gia công, giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế.

          - Chi tiết dạng trục bậc có 6 ỗ 8 cách nhau 2mm nên dễ gây biến dạng khi gia công và nhiệt luyện.

 

          1.3 Phân tích vật liệu và chọn phôi:

          1.3.1 Phân tích vật liệu:

          - Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào :

+ Dạng sản xuất .

+ Điều kiện làm việc của chi tiết .

+ Tính công nghệ của chi tiết .

+ Tính chất cơ lý của chi tiết .

          + Giá thành của sản phẩm

          Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất    

          - Yêu cầu vật liệu phải có :

     + Cơ tính tổng hợp (Giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mòn )

+ Tính công nghệ tốt (Tính cắt gọt, tính gia công áp lực, tính hàn )

- Do đặc điểm làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai. Do đó có thể sử dụng loại thép hoá tốt (Thuộc thép kết cấu \ thép hợp kim ). Để lựa chọn vật liệu ta xem xét  đặc điểm một vài nhóm thép hoá tốt có thể dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết:

• Nhóm thép các bon ( Thuộc thép hoá tốt ) :

+ Rẻ.

+ Tính công nghệ tốt .

+ Độ thấm tôi thấp do đó độ cứng không đồng đều.

+ Cơ tính không cao.

+ Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng không lớn: trục truyền, trục khuỷu động cơ

+ Điển hình :  C45.

• Nhóm thép Crôm :

+ Cơ tính tổng hợp cao.

+ Tính chống ram tốt do đó giảm ứng suất dư bên trong .

+ Độ bền, giá thành, độ thấm tôi cao hơn một chút so vối nhóm thép các bon .

+ Tính công nghệ kém hơn nhóm thép các bon .

+ Ứng dụng chế tạo chi tiết có tốc độ, áp suất riêng và chịu tải trọng trung bình: trục, bánh răng, hộp giảm tốc ...

+ Điển hình : 40Cr ( Tốt nhất trong nhóm này ).

• Nhóm thép Crôm – Măng gan và Crôm – Măng gan – Silic :

+ Tương đối rẻ (Đắt hơn nhóm thép Crôm một chút ) .

+ Cơ tính khá cao .

+ Tính công nghệ tốt .

+ Ứng dụng chế tạo chi tiết  chịu tải trọng tương đối cao: các trục, các kết cấu chịu lực ...

+ Điển hình : 30CrMnSi .

Thành phần hoá học một số mác thép hoá tốt

Mác thép	C (%)	Si (%)	Mn (%)	Cr (%)	Ni (%)	S(%)
40 Cr	0.37 - 0.44	0.17 - 0.37	0.50 - 0.80	0.80 -1.10	£  0.25	£  0.004
C 45	0.42 - 0.49	0.17 -  0.37	0.50 - 0.80	£  0.25	£  0.25	£  0.004
30CrMnSi	0.28 - 0.35	0.90 - 1.20	0.80 - 1.10	0.80 - 1.10	£  0.25	£  0.035

 

- Kết luận:

+ Có thể thay thế vật liệu thép 45 bằng vật liệu thuộc nhóm thép crôm sẽ có cơ  tính tổng hợp tốt hơn, giảm được ứng suất dư( Ví dụ : 40Cr).

+ Có thể thay thế vật liệu thép 45 bằng vật liệu thuộc nhóm thép Crôm – Mănggan vàCrôm – Mănggan –Silic  \ thép hoá tốt tuy đắt hơn một chút nhưng có cơ tính tốt hơn chịu được tải trọng lớn hơn(Ví dụ : 30CrMnSi).

1.3.2 Chọn phôi:

Để chế tạo chi tiết “ Trục nối’’ có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau:

       + Phôi thanh

       + Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại )

       + Phôi cán ống (Phôi cán hình)

  + Phôi rèn tự do

       + Phôi dập

       Sau đây ta xem xét đặc điểm từng loại phôi:

       1.3.2.1 Phôi thanh:

       -Ưu điểm:

       + Không cần phải chi phí gia công chế tạo phôi.

       + Phù hợp chi tiết dạng trục trơn.

       + Chế tạo chi tiết nhanh.

       - Nhược điểm:

       + Hệ số sử dụng kim loại thấp.

       + Quy trình công nghệ gia công chi tiết dài do đó tổn hao (Máy, dao, nguyên công)  làm tăng chi phí sản xuất.

       + Chất lượng sản phẩm thấp.

       - Áp dụng:

       + Thường chế tạo chi tiết dạng trục trơn hoặc trục bậc chênh lệch ít.

       + Dạng sản xuất thường dùng: đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ.

       1.3.2.2 Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại ):

       a) Phôi đúc trong khuôn cát:

       - Ưu điểm:

       + Có thể chế tạo phôi có hình dạng gần giống chi tiết.

       + Quá trình công nghệ đơn giản.

       + Trang thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít.

       - Nhược điểm:

       + Tốn kim loại bởi hệ thống rót, đậu ngót đậu hơi.

       + Sản phẩm có nhiều khuyết tật, chất lượng bề mặt, cơ tính thấp, lượng dư gia công lớn.

       + Độ chính xác của phôi thấp.

       + Hệ số sử dụng kim loại trung bình.

       - Áp dụng:

       Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc.

       b) Phôi đúc trong khuôn kim loại:

       - Ưu điểm:

       + Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít.

       + Độ chính xác cao.

       + Hệ số sử dụng kim loại cao.

       + Năng suất cao.

       - Nhược điểm:

       + Chế tạo khuôn phức tạp.

       + Giá thành cao.

       - Áp dụng:

       Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

       1.3.2.3 Phôi cán ống (Phôi cán hình ):

       - Ưu điểm:

       + Phôi có hình dạng gần giống chi tiết.

       + Hệ số sử dụng kim loại cao.

       + Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít.

       + Năng suất cao.

       + Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá.

       - Nhược điểm:

       + Đòi hỏi đầu tư máy móc làm kinh phí đầu tư lớn.

       -Áp dụng:

       Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt.

       1.3.2.4 Phôi rèn tự do:

       - Ưu điểm:

       + Phương pháp đơn giản.

       + Sản phẩm có cơ tính tốt (Tốt hơn đúc).

       + Hệ số sử dụng kim loại trung bình.

       - Nhược điểm:

       + Lao động nặng nhọc.

       + Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào thể lực và trình độ công nhân.

       + Độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp.

       + Năng suất thấp.

       - Áp dụng:

       Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc và trong sửa chữa.

       1.3.2.5 Phôi dâp:

       - Ưu điểm:

       + Năng suất cao.

       + Phôi có hình dạng gần giống chi tiết.

       + Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít.

       + Hệ số sử dụng kim loại cao.

       + Thao tác đơn giản quy trình công nghệ ít.

       + Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá.

       - Nhược điểm:

       Chi phí đầu tư khuôn và máy lớn.

       - Áp dụng:

       Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

       -Chọn phôi người ta thường căn cứ vào:

       + Vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.

       + Kích thước, hình dáng, kết kấu của chi tiết.

       + Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết.

       + Khả năng đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của các phương pháp chế tạo phôi.

       + Hoàn cảnh cụ thể của nhà máy.

       - Yêu cầu khi chọn phôi:

       + Lượng dư gia công nhỏ nhất.

       + Có hình dạng gần giống chi tiết để giảm các nguyên công gia công trên máy.

       + Có hình dạng đơn giản, phù hợp với điều kiện trang bị công nghệ.

       + Rẻ tiền.

       Nhằm mục đích: đạt chất lượng tốt và giá thành rẻ nhất.

       - Nhận xét:

       + Điều kiện làm việc chịu tải trọng va đập tải trọng động trung bình do đó chi tiết phải có cơ tính đảm bảo nên không sử dụng phôi đúc trong khuôn cát.

       + Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa nên không sử dụng phôi rèn tự do, phôi đúc trong khuôn cát, phôi thanh.

       Vì vậy có thể sử dụng phôi dập, phôi cán hình và phôi đúc trong khuôn kim loại.

       Căn cứ vào điều kiện làm việc, vật liệu, cơ tính và dạng sản xuất của chi tiết ta chọn phôi dập. Phương pháp chế tạo phôi là dập trong khuôn hở, tạo được hình dáng phôi gần giống với chi tiết gia công.

       • Chế tạo phôi:

       - Vì chi tiết đòi hỏi phải gia công cắt gọt do đó sau khi dập nóng phải tiến hành nhiệt luyện sơ bộ để cải thiện tính cắt gọt của phôi.

       - Sau khi dập nóng phôi thường được mang đi ủ (Thường ủ hoàn toàn ), thường hoá hoặc ram cao.

       - Quy trình công nghệ chế tạo phôi thường là:

       Tính toán kích thước, trọng lượng, chuẩn bị phôi .

       Nung phôi .

       Dập nóng .

       Cắt ba via và lớp chưa thấu .

       Nắn phôi .

       Làm sạch, tinh chỉnh, nhiệt luyện sơ bộ .

       Kiểm tra, đóng gói .

       -Thông thường phôi được gia công theo sơ đồ như sau :

       Phôi ® Dập nóng ® Nhiệt luyện sơ bộ® Gia công thô ® Gia công tinh® Nhiệt luyện kết thúc® Gia công tinh.

 

Công nghệ nhiệt luyện phôi thép hoá tốt(nhiệt luyện sơ bộ)

Mác thép	Điểm tới hạn Ac1  ,Ac3,           Ms	Ủ (hoặc ram cao)			Thường hoá
		Nhiệt độ      °C	Làm    nguội	Độ cứng    HB	Nhiệt độ      °C	Độ cứng       HB
40 Cr	743 - 782	820 - 840	Lò	£ 207	830 - 880	£ 250

 

Công nghệ nhiệt luyện phôi thép hoá tốt(nhiệt luyện sơ bộ)

Mác thép	Tôi		Ram		Cơ tính
	Nhiệt độ  °C	Nguội	Nhiệt độ  °C	Nguội	sb Mpa	sch Mpa	d %	Y %	ak %
Cr 40	830-860 850	Nước   Dầu	400-600 500	Nước hoặc dầu	³ 980	³ 784	³ 9	³ 45	³ 59

 

·PHẦN 2

·THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

·                                                          2.1 Xác định đường lối công nghệ:

       -Ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công. 

       - Trong thực tế có 2 phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó là phương pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công.

       - Trong đồ án ta sử dụng phương pháp tập trung nguyên công kết hợp phương pháp phân tán nguyên công (Bố trí nhiều bước công nghệ trong một nguyên công kết hợp bố trí ít bước công nghệ trong một nguyên công). Bởi vì áp dụng phương pháp này tạo điều kiện tăng năng suất lao động, rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí điều hành và lập kế hoạch sản xuất cũng như phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế ở nước ta. Tuy nhiên áp dung phương pháp này cần chú ý tính toán phân chia số máy, số người, cũng như khả năng làm việc của máy và tay nghề của công nhân một cách hợp lý.  

2.2 Thiết kế tiến trình công nghệ:

       - Khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả nhất. Trong đó mỗi nguyên công được thưc hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi xác định các phương pháp gia công cho các bề mặt thường căn cứ vào các đặc điểm sau:

       • Khả năng tạo hình của các phương pháp gia công.

       • Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đập khi cắt.

       • Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia công và phạm vi gá đặt phôi trên máy thực hiện phương pháp gia công.

       • Độ chính xác có thể đạt được của phương pháp gia công.

       • Điều kiện sản xuất thực tế ở đơn vị.

       - Phương pháp gia công các bề mặt như sau:

          Gia công các bề mặt trụ F15, F35:

       + Các phương pháp gia công chủ yếu: tiện, mài ...

       + Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1.25 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

       + Chọn các bước gia công:

       Tiện thô ® Tiện tinh ®Nhiệt luyện ® Mài tinh (Mài tròn ngoài).

       Gia công lỗ F10:

       + Các phương pháp gia công chủ yếu: Khoan, doa thô, doa tinh

       + Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1.25 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

       + Chọn các bước gia công:

       Khoan ® Doa tinh ® Nhiệt luyện

       Gia công 6 lỗ F8:

       + Các phương pháp gia công chủ yếu: Khoan, doa tinh

       + Yêu cầu kỹ thuật: cấp độ nhám bề mặt Ra = 1.25 và sau nhiệt luyện cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

       + Chọn các bước gia công:

       Khoan®Doa tinh ®Nhiệt luyện

       Gia công rãnh bán nguyệt F8:

       + Các phương pháp gia công chủ yếu: phay

       + Yêu cầu kỹ thuật: cấp độ nhám bề mặt Ra = 2,5 và sau nhiệt luyện cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.

       - Cấu trúc các nguyên công:

     Nguyên công 1: Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm

     Nguyên công 2: Tiện thô các bề mặt trụ

     Nguyên công 3: Tiện tinh các bề mặt trụ và vát mép

Nguyên công 4: Khoan, doa tinh lỗ F10  

          Nguyên công 5: Khoan, doa tinh 6 lỗ F8 

          Nguyên công 6: Phay rãnh bán nguyệt F8

          Nguyên công 7: Nhiệt luyện

          Nguyên công 8: Mài mặt trụ F35

2.3 Thiết kế nguyên công:

2.3.1 Nguyên công 1: Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm:

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn thô: Bề mặt trụ và bề mặt gờ đầu trục

b/ Gá: Hai khối chữ V ngắn và gờ chữ V

c/ Chọn máy: Tra bảng 25[1] chọn máy phay và khoan tâm bán tự động, ký hiệu  MP- 76M có các thông số chính sau:

- Đường kính gia công: 25-80mm

          - Giới hạn số vòng quay của giao phay: 270-1255(vòng/phút)

          - Công suất động cơ phay- khoan: 5,5-1,1(kW)

d/ Chọn dụng cụ cắt:

- Dao phay: Tra bảng 4-92[2] chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số cơ bản sau:

D= 63(mm); L= 40(mm); d= 27(mm); z= 14răng

- Dụng cụ khoan tâm: Tra [5] ta chọn mũi khoan tâm kiểu A có các thông số cơ bản sau:

D= 5,3mm; d= 2,5mm

e/ Các bước trong nguyên công:

- Phay mặt đầu đạt kích thước chiều dài là 124mm

- Khoan lỗ tâm

2.3.2 Nguyên công 2: Tiện thô hai mặt trụ: 

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn: Hai bề mặt côn của 2 lỗ tâm

b/ Gá: 2 lỗ tâm và kẹp tốc khống chế 5 bậc tự do

c/ Chọn máy:

 Tra bảng 9-3[2] chọn máy tiện T616 có các thông số cơ bản sau:

- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên thân máy: 320mm

- Khoảng cách hai đầu tâm: 750mm

- Số cấp tốc độ trục chính: 12

- Phạm vi tốc độ trục chính: 44-1980(vòng/phút)

- Công suất động cơ của truyền động chính: 4,5kW

- Kích thước phủ bì của máy: 2355x852x1225mm

d/ Chọn dao cắt:

Tra bảng 4-6[2] chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 90⁰ (trái) gắn mảnh thép gió, có các kích thước cơ bản là:

h x b x l = 16x10x100(mm)

n = 4mm

l = 12mm

R = 0,5mm

e/ Các bước trong nguyên công:

- Tiện thô trụ đạt: F36,3 dài 50mm

- Tiện thô trụ đạt F16,2 dài 74mm

2.3.3 Nguyên công 3: Tiện tinh các bề mặt trụ và vát mép

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn: Hai bề mặt côn của 2 lỗ tâm

b/ Gá: 2 lỗ tâm và kẹp tốc khống chế 5 bậc tự do

c/ Chọn máy:

Tra bảng 9-4[2] chọn máy tiện 1K62 có các thông số cơ bản sau:

- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên thân máy: 400mm

- Khoảng cách hai đầu tâm: 710- 1000mm

- Số cấp tốc độ trục chính: 23

- Phạm vi tốc độ trục chính khi quay thuận: 12,5-2000(vòng/phút)

- Công suất động cơ của truyền động chính: 7,5-10kW

- Kích thước phủ bì của máy: 2522x1166x1324mm

d/ Chọn dao:

- Tra bảng 4-6[2] chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 90⁰ (trái) gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thước cơ bản là:

h x b x l = 20x16x120(mm)

n = 6mm

l = 16mm

R = 1,0mm

- Tra bảng 4-4[2] chọn dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh thép gió, có các kích thước cơ bản là:

h x b x l = 16x10x100(mm)

m = 6mm

a = 10mm; r = 0,5mm;

e/ Các bước trong nguyên công:

- Tiện tinh trụ đạt F35,2 dài 50mm

- Tiện tinh trụ đạt F15 dài 74mm

- Tiện vát mépF15, F35 kích thước 2x45⁰

- Tiện vát mép đầu trụ F35 kích thước 2x45⁰

2.3.4 Nguyên công 4:  Khoan, doa tinh lỗ F10

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn: Bề mặt trụ và gờ đầu trụ

b/ Gá: Hai khối chữ V ngắn và gờ chữ V

c/ Chọn máy: Máy tiện 1K62 (các thông số cơ bản giống nguyên công 3)

d/ Chọn dao:

- Tra bảng 4-41[2] chọn dao khoan ruột gà đuôi trụ kiểu II có các kích thước cơ bản sau:

d= 9,8mm; L= 89mm; l= 43mm

- Dao doa tinh: Tra bảng 4-49[2] chọn mũi doa điều chỉnh được, gắn mảnh hợp kim cứng, chuôi côn có các thông số:

D= 10mm; L= 181,5mm; l= 114mm

e/ Thứ tự các bước trong nguyên công:

- Khoan lỗ F9,8 sâu dọc trục 40mm

- Doa tinh lỗ đạt F10, sâu 40mm

- Khoét côn mặt đầu: 1x45⁰

2.3.5 Nguyên công 5: Khoan 6 lỗ F8:

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn: Bề mặt trụ, bề mặt gờ đầu trụ và bề mặt trong của các lỗ F8

b/ Gá: Khối chữ V bậc ngắn, góc chữ V 60⁰ có cơ cấu chỉnh lò xo định vị góc khoan 120⁰

c/ Chọn máy: Tra bảng 9-21[2] chọn máy khoan đứng 2H125 có các thông số cơ bản sau:

- Đường kính lớn nhất khoan được: 25mm

- Số cấp tốc độ trục chính: 12

- Phạm vi tốc độ trục chính: 45-2000

- Công suất động cơ chính: 2,2kW

- Kích thước phủ bì của máy: 1130x805x2290mm

d/ Chọn dao:

- Tra bảng 4-41[2] chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ, kiểu II có các thông số cơ bản sau:

d= 7,8mm; L= 79mm; l= 37mm

e/ Thứ tự các bước trong nguyên công:

- Khoan thứ tự 3 lỗ F7,8 vuông góc với trục, thông với lỗ dọc trục F10

- Khoan theo thứ tự 3 lỗ F8 vuông góc với trục tạo với 3 lỗ F8 một góc 120⁰, thông với lỗ dọc trục F10

2.3.6 Nguyên công 6: Doa 6 lỗ F8

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn: Bề mặt trụ, bề mặt gờ đầu trụ và bề mặt trong của các lỗ F8

b/ Gá: Khối chữ V bậc ngắn, góc chữ V 60⁰ có cơ cấu chỉnh lò xo định vị góc doa 120⁰

c/ Chọn máy: Tra bảng 9-21[2] chọn máy khoan đứng 2H125 có các thông số cơ bản sau:

- Đường kính lớn nhất khoan được: 25mm

- Số cấp tốc độ trục chính: 12

- Phạm vi tốc độ trục chính: 45-2000

- Công suất động cơ chính: 2,2kW

- Kích thước phủ bì của máy: 1130x805x2290mm

d/ Chọn dao:

- Tra bảng 4-49[2] chọn mũi doa hợp kim cứng chuôi trụ, có các thông số cơ bản sau: D= 8mm; L= 90mm; l= 16mm

e/ Thứ tự các bước trong nguyên công:

- Doa thứ tự 3 lỗ F7,8 vuông góc với trục, thông với lỗ dọc trục F10

- Doa theo thứ tự 3 lỗ F8 vuông góc với trục tạo với 3 lỗ F8 một góc 120⁰, thông với lỗ dọc trục F10

2.3.6 Nguyên công 6: Phay rãnh bán nguyệt F8

Sơ đồ nguyên công

a/ Chọn chuẩn:Các bề mặt trụ và gờ đầu trục bậc với bề mặt trong của lỗ F8

b/ Gá: Giống nguyên công 5, thêm chốt định vị góc 7⁰ so với lỗ F8

c/ Chọn máy:

 Tra bảng 19[1] chọn máy phay 6H10 có các thông số cơ bản sau:

- Khoảng cách từ trục hoặc mặt đầu dao tới bàn máy: 50-350mm

- Kích thước bàn máy: 20x800mm

- Số cấp chạy dao: 12

- Giới hạn chạy dao:

+ Chạy dao dọc    : 25-1120mm

+ Chạy dao ngang: 18-800mm

+ Chạy dao đứng  : 9-400mm

- Số cáp tốc độ: 12

- Công suất động cơ: 3kW

- Kích thước máy: 1720x1750mm

d/ Chọn dao: Tra bảng 4-90[2] chọn dao phay định hình bán nguyệt lồi có các kích thước cơ bản:

R= 4,0mm; D= 80mm; B= 8,0mm; d= 27mm; số răng z= 10

 

2.3.7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện

 

 

 

 

2.3.8 Nguyên công 8: Mài mặt trụ F35

 

Sơ đồ nguyên công

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a/ Chọn chuẩn: Các bề mặt côn của lỗ tâm và bề mặt vát mép của lỗ F10

b/ Gá: Mũi chống tâm

c/ Chọn máy: Tra bảng 10[1] chọn máy mài tròn ngoài 3A110, có các thông số cơ bản sau:

- Đường kính gia công lớn nhất: 140mm

- Chiều dài gia công lớn nhất: 180mm

- Tốc độ bàn máy: 0,03-4(mm/phút)

- Đường kính đá mài: 250mm

- Số vòng quay trục chính: 2340; 2860(vòng/phút)

- Công suất động cơ: 1,5kW

d/ Chọn đá mài:

Tra bảng 4-170[2] chọn đá mài ùù có các thông số cơ bản sau:

D= 125mm; H= 100mm; d= 51mm

 

 

 

 

 

 

2.4 Tra lượng dư cho các nguyên công:

- Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt căn cứ vào:

• Vật liệu chi tiết
• Phôi và phương pháp chế tạo phôi
• Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt
• Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt
• Kích thước, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt gia công

Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi và các kích thước của phôi rèn tra các bảng [2] ta có bảng tra lượng dư cho các nguyên công như sau:

 

Nguyên công	Bước	Nội dung các bước	Lượng dư	Ghi chú
I	1 2	Phay mặt đầu Khoan lỗ tâm	4
II	1 2	Tiện thô trục F36,3 dài 50mm Tiện thô trục F16,2 dài 74mm	1,8 4
III	1 2 3 4	Tiện tinh trụ đạt F35,2 dài 50mm Tiện tinh trụ đạt F15 dài 74mm Tiện vát mépF15, F35 kích thước 2x450 Tiện vát mép đầu trụ F35 kích thước 2x450	1,0 0,9
IV	1 2	Khoan lỗ F9,8   Doa tinh lỗ đạt F10	0,2
V	1 2 3 4	Khoan 3 lỗ F7,8 Doa 3 lỗ F8 Khoan 3 lỗ F7,8 Doa 3 lỗ F8	0,2   0,2
VI	1	Phay rãnh bán nguyệt F8	2,5
VII	1	Nhiệt luyện
VIII	1	Mài mặt trụ F35	0,4

2.5 Tra chế độ cắt cho các nguyên công

Quá trình tra chế độ cắt được tiến hành như sau:

- Đầu tiên ta chọn chế độ cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt, yêu cầu về nâng cao năng suất

- Tra lượng chạy dao

- Tra tốc độ cắt: Khi tra được tốc độ cắt đã tính đén các hệ số điều chỉnh ta tính ra số vòng quay tính toán, sau đó chọn số vòng quay theo máy

- Từ các thông số trên ta tra công suất cắt cần thiết với công suất của máy. Nếu thấy nhỏ hơn thì thoả mãn, nếu không thì phải chọn lại

- Tính thời gian máy

Theo trình tự như vậy, ta tiến hành tra chế độ cắt lần lượt cho các nguyên công như sau:

a/ Tra chế độ cắt cho nguyên công I:

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)	Nc(kW)	To(ph)
Phay mặt đầu	2	0,1	318	4,6	0,3
Khoan lỗ tâm	-	0,2	318	3,2	0,06

b/ Tra chế độ cắt cho nguyên công II:

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)	Nc(kW)	To(ph)
Tiện thô trụ F36,3	0,9	0,4	1980	3,4	0,08
Tiện thô trụ F16,2	2	0,4	1980	3,4	0,118

          c/ Tra chế độ cắt cho nguyên công III:

 

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)	Nc(kW)	To(ph)
Tiện tinh  trụ F35,2	0,45	0,20	2000	3,4	0,175
Tiện tinh trụ F15,3	0,45	0,1	2000	3,4	0,47
Tiệnvát mépF15, F35 kích thước 2x450	-	0,2	503	1,4	0,05
Tiện vát mép đầu trụ F35 kích thước 2x450	-	0,2	503	1,4	0,05

         

          d/ Tra chế độ cắt cho nguyên công IV:

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)	Nc(kW)	To(ph)
Khoan lỗ F9,8	4,9	0,1	960	1	0,625
Doa tinh lỗ F10	0,02	0,1	960	1	0,6

         

         

 

 

 

          e/ Tra chế độ cắt cho nguyên công V:

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)	Nc(kW)	To(ph)
Khoan 3 lỗ F7,8	3,2	0,17	1360	1	0,17
Doa tinh 3 lỗ F8	0,1	0,48	680	1	0,12
Khoan 3 lỗ F7,8	3,2	0,17	1360	1	0,17
Doa tinh 3 lỗ F8	0,1	0,48	680	1	0,12

         

          f/ Tra chế độ cắt cho nguyên công VI:

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)	Nc(kW)	To(ph)
Phay rãnh bán nguyệt	2,5	54	1180	3,4	0,05

         

          g/ Tra chế độ cắt cho nguyên công VIII:

Chế độ cắt             Bước	t(mm)	Vph(m/ph)	S(mm/vgct)	N(vg/ph)	To(ph)
Mài mặt trụ F35	0,1	35	-	1240	0,05

 

 

·PHẦN 3

·TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

       Trong phần này ta sẽ tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan 6 lỗF8

          Đồ gá khoan được dùng trên máy khoan để xác định vị trí tương quan giữa phôi và dụng cụ cắt, đồng thời kẹp chặt phôi để gia công lỗ như khoan, khoét, ta rô... nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác gia công đồng thời giảm nhẹ sự căng thẳng cũng như cải thiện điều kiện làm việc của của công nhân, không cần bậc thợ cao.

          3.1 Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan:

          3.1.1 Xác định máy

          - Dùng máy khoan Liên Xô 2H125

          - Các thông số cơ bản của máy:

• Đường kính lớn nhất khoan được: 25 mm
• Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn: 5-700 mm
• Số cấp tốc độ trục chính: 12
• Phạm vi tốc độ: 45 -2000
• Số lượng chạy dao: 9
• Lượng chạy dao trục chính: 0.1 – 0.59 (mm)
• Kích thước bàn máy:  400 x 450

             D    : 14

             E    : 200

• Số rãnh trên bàn máy: 2
• P₀ = 3737,78 N
• M_c = 22,29   Nm
• Công suất động cơ chính: 2.2 kW

3.1.2 Phương pháp định vị và kẹp chặt chi tiết

Theo phần thiết kế nguyên công, ở nguyên công này chuẩn định vị được chọn là mặt trụ và bề mặt gờ đầu trục. Khi gia công chi tiết được định vị trên hai khối chữ V ngắn, chốt chống xoay phân độ và được kẹp chặt bằng mỏ kẹp.

Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          3.1.3 Sơ đồ kết cấu của đồ gá:

          Để khoan 6 lỗ F8 ta dùng đồ gá chuyên dùng có kết cấu như sau:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          3.1.4 Nguyên lí làm việc của đồ gá:

          Chi tiết được định vị trên khối chữ V hạn chế 2 bậc tự do. Mặt bên của trụ bậc tì vào khối chữ V hạn chế 1 bậc tự do. Góc chữ V 60⁰ hạn chế 2 bậc tự do.

  Chi tiết được kẹp chặt nhờ thanh kẹp. Khi định vị chi tiết xong vặn đai ốc trên bu lông bản lề 9. Dưới lực xiết của đai ốc một đầu thanh kẹp bị vít xuống làm cho thanh kẹp kẹp chặt chi tiết lại, cố định chi tiết.

          Sau khi định vị và kẹp chặt xong lắp phiếm dẫn có lắp tấm dẫn hướng đã khoan các lỗ yêu cầu chính xác cả về vị trí, cả về độ lớn vào đế đỡ. Tấm dẫn hướng sẽ dẫn hướng cho mũi khoan trong quá trình khoan.

          3.1.5 Tính lực kẹp chặt cần thiết:

          1. Lực cắ:

Khi khoan mũi khoan (và chi tiết) chịu tác dụng của các lực: lực dọc trục P₀ và mômen xoắn M_x được tính theo các công thức:

P₀ = 10.C_p. D^qp.S^yp.k_pp

    M_x = 10. C_m. D^qmS^ym.k_pm

Theo phần thiết kế nguyên công ta có: D =7,8 mm; S = 0,17 mm/vg.

Theo bảng 5 – 32 [2]T2 ta được: C_p = 68; q_p=1,0; y_p=0,7

                                                     C_m= 0,0345; q_m=2,0; y_m=0,8.

Theo bảng 5 – 9 [2]T2 ta có:

Thay số vào tra được: P₀ = 673 N; M_x = 1,43 Nm.

 

 

 

 

 

 

 

2. Sơ đồ tính lực kẹp chặt cần thiết.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Theo sơ đồ trên lực kẹp W cần phải đủ lớn để chống lật phôi quanh điểm O và chống trượt phôi theo phương ngang.

Điều kiện để phôi cố định trong quá trình gia công là:

  

Để chống lật phôi quanh điểm O thì:

M₀=kP₀.a – Wl = 0

Nên                                             (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Theo sơ đồ trên ta có: 2N = W/ sina.

Tổng lực ma sát là:      F_ms= 2.( 2N.f₁) + 2. Wf₀ = 2. () W

Để chống phôi bị trượt thì:  F_ms = kP₀  nên  (2).

Lực kẹp cần thiết sẽ là: W = Max(W₁, W₂).

Trong các công thức (1), (2) chọn a = 25,5 mm; l = 80 mm.

K là hệ số an toàn ; K = K₀…K₆.

K₀ - hệ số an toàn tính cho tất cả các trường hợp, K₀ = 1,5.

K₁ - hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, K₁= 1,2.

K₂ - hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, chọn K₂= 1,8.

K₃ - hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K₃= 1,2.

K₄ - hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, K₄= 1,3.

K₅- hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, chọn K₅= 1.

K₆ – hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, K₆= 1,5.

Từ đó ta có

K= 1,5.1,2.1,8.1,2.1,3.1.1,5=6,4 .

f₁ – hệ số ma sát giữa chi tiết và các khối chữ V, f₁ = 0,15

f₀ – hệ số ma sát giữa chi tiết và các thanh kẹp, f₀ = 0,13

Thay vào (1) và (2) ta được: W₁= 1626 N ; W₂ =  6295 N

Vậy lực kẹp cần thiết là: W = 6295 N

 

3. Tính cơ cấu kẹp cơ bản