THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BÁNH RĂNG THEN HOA Z32

Phần 1:  PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG (CTGC)

1.1.  Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công

Hình 1.1: Bản vẽ chi tiết bánh răng Z32.

-     Chi tiết gia công là bánh răng Z32 trong hợp tốc độ của máy tiện T620M. Đây là bánh răng di trượt, bên trong của bánh răng là lỗ then hoa. Bánh răng này dùng để đóng ngắt truyền động giữa các trục trong hộp tốc độ bằng cách thay đổi vị trí của bánh răng thông qua các cần gạt.

-     Bánh răng Z32 làm việc trong môi trường kín, được bôi trơn bằng dầu, nhiệt độ và tốc độ làm việc tương đối cao.

1.2.  Phân tích vật liệu chế tạo chi tiết gia công

-     CTGC có vât liệu là thép C45.

-     Thép C45 là thép cacbon kết cấu chất lượng tốt, thuộc nhóm có hàm lượng mangan thường. Thành phần hóa học của thép C45 được cho trong bảng 1.1, cơ tính và độ cứng được cho trong bảng 1.2.

 

Mác thép	Hàm lượng của các nguyên tố, %
	Cacbon	Silic	mangan	photpho	Lưu Huỳnh	crom	niken
				Không lớn hơn
C45	0,42÷0,5	0,17÷0,37	0,5÷0,8	0,04	0,04	0,25	0,25

Bảng  1.1: Thành phần hóa học của thép C45.

Bảng  1.2: Cơ tính và độ cứng của thép C45.

Mác thép	Giới hạn chảy, σch kG/mm2	Độ bền kéo, σk   kG/mm2	Độ giãn dài tương đối δs, %	Độ thắt tương đối ψ, %	Độ dai va đập ak, kGm/cm2	Độ cứng HB
						Thép cán nóng	Thép ủ
C45	36	61	16	40	5	229	179

-     Thép C45 dùng cho các chi tiết có yêu cầu độ bền cao, làm việc ở tốc độ không lớn và áp lực riêng trung bình như: Bánh răng, tay biên, cần, trục truyền làm việc trong ổ lăn, trụ trượt, bulong. Vây, CTGC với vật liệu thép C45 là hợp lý.

1.3.  Phân tích kết cấu, hình dạng của chi tiết gia công

Hình 1.2: Tên gọi các bề mặt gia công.

-     Chi tiết gia công là bánh răng có 32 răng với module 4, bên trong là lỗ then hoa có 6 răng. Chi tiết có phần trụ bậc ở hai bên, một bên có cắt rãnh 20 mm. Tất cả các cạnh được vát 2x45^o. Qua các đặc điểm trên ta thấy kết cấu, hình dạng của CTGC tương đối đơn giản và hợp lý, các bề mặt có thể gia công bằng các phương pháp thông thường (tiện, phay, xọc, chuốt,...).

-     Dựa vào hình dạng bên ngoài của CTGC ta thấy đây là chi tiết dạng bạc.

-     Bề mặt đặc biệt quan tâm khi gia công là bề mặt:

+ Rãnh 20^+0,02 cấp chính xác 7, Ra = 2,5.

+ Lỗ then hoa Ø56^+0,03 cấp chính xác 7, Ra = 1,6.

+ Rãnh then hoa  cấp chính xác 10, Ra = 2,5.

1.4.  Phân tích độ chính xác gia công

1.4.1.  Độ chính xác của kích thước

-     Kích thước 20^+0,02.

+ Kích thước danh nghĩa 20.

+ Sai lệch trên ES = 0,02.

+ Sai lệch dưới EI = 0.

+ Dung sai kích thước: ITD = ES – EI = 0,02 – 0 = 0,02.

+ Tra bảng (1.4 trang 11 sách STDSLG).

+ Độ chính xác về kích thước đường kính lỗ cần đạt cấp chính xác 7.

+ Miền dung sai kích thước lỗ H7: vậy 20^+0,02 → 20H7.

-     Kích Ø56^+0,03.

+ Kích thước danh nghĩa Ø56.

+ Sai lệch trên ES = 0,03.

+ Sai lệch dưới EI = 0.

+ Dung sai kích thước: ITD = ES – EI = 0,03 – 0 = 0,03.

+ Tra bảng (1.4 trang 11 sách STDSLG).

+ Độ chính xác về kích thước đường kính lỗ cần đạt cấp chính xác 7.

+ Miền dung sai kích thước lỗ H7: vậy Ø56^+0,03 → Ø68H7.

-     Kích thước .

+ Kích thước danh nghĩa 14.

+ Sai lệch trên ES = 0,09.

+ Sai lệch dưới EI = 0,02.

+ Dung sai kích thước: ITD = ES – EI = 0,09 – 0,02 = 0,07.

+ Tra bảng (1.4 trang 11 sách STDSLG).

+ Độ chính xác về kích thước đường kính lỗ cần đạt cấp chính xác 10.

+ Miền dung sai kích thước lỗ F10: vậy  → 14H10.

-     Kích thước Ø68^+0,3.

+ Kích thước danh nghĩa Ø68.

+ Sai lệch trên ES = 0,3.

+ Sai lệch dưới EI = 0.

+ Dung sai kích thước: ITD = ES – EI = 0,3 – 0 = 0,3.

+ Tra bảng (1.4 trang 11 sách STDSLG).

+ Độ chính xác về kích thước đường kính lỗ cần đạt cấp chính xác 12.

+ Miền dung sai kích thước lỗ H12: vậy Ø68^+0,3 → Ø68H12.

v  Các kích thước không chỉ dẫn dung sai:

-     Kích thước khoảng cách giữa hai bề mặt gia công có cấp chính xác 12.

+ Kích thước 18 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,18 mm.

• Kích thước đầy đủ 18±0,09.

+ Kích thước 28 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,22 mm.

• Kích thước đầy đủ 28±0,11.

+ Kích thước Ø68 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,3 mm

• Kích thước đầy đủ Ø68^+0,3.

+ Kích thước 74 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,3 mm.

• Kích thước đầy đủ 74±0,15.

+ Kích thước Ø80 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,3 mm.

• Kích thước đầy đủ Ø 80^+0,3.

+ Kích thước Ø114 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,36 mm.

• Kích thước đầy đủ Ø114_-0,36.

+ Kích thước Ø136 cấp chính xác 12. Tra bảng 1.4 trang 11 sách STDSLG ta được IT = 0,4 mm.

• Kích thước đầy đủ Ø136_-0,4.

-     Không có kích thước nào giới hạn giữa hai bề mặt không gia công hoặc một bề mặt gia công và một bề mặt không gia công nên không có kích thước nào có cấp chính xác 14 và 16.

1.4.2.  Độ chính xác về hình dáng hình học

-     CTGC không có yêu cầu quan trọng nào về độ chính xác hình dáng hình học.

1.4.3.  Độ chính xác về vị trí tương quan

-     Dung sai độ đồng tâm giữa đường kính vòng chia và lỗ then hoa ≤ 0,02.

1.4.4.  Chất lượng bề mặt

-     Rãnh 20^+0,02  có Ra = 2,5.

-     Lỗ then hoa Ø56^+0,03 có Ra = 1,6.

-     Rãnh then hoa   có Ra = 2,5.

-     Các bề mặt còn khác có độ nhám Rz = 40.

1.4.5.  Yêu cầu về cơ lý tính

-     Độ cứng bề mặt bánh răng và then hoa đạt từ 45 ÷ 48 HRC. 

1.4.6.  Kết luận

-     Qua các phân tích về chi tiết gia công, ta thấy dung sai kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan, nhám bề mặt đạt cấp chính xác cao nhất là IT7. Chất lượng bề mặt tương thích với độ chính xác kích thước, hình dáng hình học và vị trí tương quan.

1.5.  Xác định sản lượng năm

-     Chi tiết bánh răng Z32 có khối lượng 3,78 kg được tính bằng phần mềm Autodesk Inventor 2016.

-     Dựa vào dạng sản xuất hàng loạt vừa và khối lượng chi tiết gia công, tra bảng 1.2 trang 10 sách CNCTM phần 1 → sản lượng hàng năm của chi tiết là 500÷5000 chi tiết.

 

 

Phần 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ

2.1.  Chọn phôi

-     Trong cơ khí có nhiều dạng phôi: Cán, rèn, đúc, hàn,... Dựa vào vật liệu thép C45 và hình dạng tương đối đơn giản của chi tiết ta có thể chọn phôi đúc, cán hoặc phôi rèn.

+ Phôi cán thường có lượng dư gia công nhiều với những chi tiết phức tạp, có tiết diện thay đổi lớn, phải qua nhiều bước gia công và cần loại bỏ nhiều vật liệu, hệ số sử dụng phôi thấp. Thành phần hóa học của kim loại chính xác nên dễ chọn chế độ nhiệt luyện. Dạng phôi nay thường dùng trong sản xuất đơn chiếc. Tuy nhiên, với một số trường hợp chi tiết gia công đơn giản như: Trục trơn, chốt,...Thì việc sử dụng phôi cán trong sản xuất hàng loạt sẽ hiệu quả hơn các dạng phôi khác.

+ Đúc có thể cho ra phôi gần giống với hình dạng của CTGC, khi gia công không cần loại bỏ nhiều phoi. Dạng phôi này thích hợp với sản xuất hàng loạt vừa trở lên. Tuy nhiên, thành phần hóa học của thép đúc khó khống chế chính xác (trong điều kiện Việt Nam), cơ tính phôi trung bình.

+ Phôi rèn có cơ tính bền chăt phù hợp với những chi tiết như: Bánh răng, then hoa,... Hình dạng phôi gần giống với chi tiết gia công, lượng dư gia công không nhiều nên phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa trở lên. Thành phần hóa học chính xác, dễ chọn chế độ nhiệt luyện do phôi rèn cũng được lấy từ phôi cán.

+ Vì vậy, với yêu cầu về cơ tính cao của bánh răng cùng với dạng sản xuất hàng loạt vừa, ta thấy phôi rèn là dạng phôi phù hợp hơn.

2.2.  Phương pháp chế tạo phôi

-     Ta có hai phương pháp để chế tạo phôi rèn: Phương pháp rèn tự do (rèn tay) và phương pháp rèn khuôn.

+ Rèn tự do là phương pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng không bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi với dụng cụ gia công. Độ chính xác, độ bóng bề mặt của chi tiết không cao, năng suất thấp, chất lượng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó dảm bảo giống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề của công nhân. Thiết bị và dụng cụ rèn đơn giản. Rèn tự do được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ. Chủ yếu dùng cho sửa chữa và thay thế.

+ Rèn khuôn là phương pháp gia công áp lực, vật rèn được nung lên đến nhiệt độ biến dạng tốt nhất sau đó cho vào khuôn và rèn trên các loại máy búa, máy ép,... Lòng khuôn có hình dạng và kích thước sản phẩm. Kim loại biến dạng dẻo trong không gian lòng khuôn và tạo hình sản phẩm. Với chi tiết có hình dạng phức tạp có thể rèn qua nhiều khuôn từ đơn giản đến phức tạp và cuối cùng là khuôn có hình dạng tương ứng với hình dáng vật rèn. So với rèn tự do, rèn khuôn có độ chính xác và chất lượng cao hơn. Có khả năng chế tạo được những chi tiết phức tạp, năng suất cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên thường được dùng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt vừa trở lên. Nhược điểm của phương pháp này là giá thành khuôn cao và khuôn chóng bị mài mòn.

•  Qua các phân tích về phương pháp rèn, tay thấy phương pháp rèn khuôn là phù hợp cho chi tiết gia công.

v  Trong cơ khí có nhiều phương pháp rèn khuôn: Rèn khuôn trên máy búa, rèn khuôn trên máy ép trục khuỷu,...

-     Rèn khuôn trên máy búa.

+ Ưu điểm:

• Dùng cho phôi có hình dạng phức tạp, đạt độ chính xác cao.
• Nâng cao cơ tính của phôi.
• Thường áp dụng sản xuất loạt vừa trở lên.
• Tiết kiệm kim loại, giảm thời gia gia công cơ khí.

+ Nhược điểm:

• Do lực lớn và va đập nhiều nên tuổi thọ khuôn không cao.
• Việc chế tạo khuôn tốn nhiều chi phí.Rèn khuôn trên máy ép trục khuỷu.

+ Ưu điểm:

• Máy làm việc êm, độ cứng vững tốt, chính xác.
• Tốc độ máy nhanh, có thể đẩy phôi tự động.
• Năng suất cao, thích hợp cho quá trình tự động hóa.
• Lực dập lớn nên có thể dập một lần la đạt kích thước phôi trong khi máy búa cần thực hiện nhiều lần.

+ Nhược điểm:

• Giá thành của máy ép cao.
• Có thể kẹt máy khi tính toán sai hành trình và thể tích khuôn.
• Qua hai phương pháp rèn khuôn trên, ta thấy phương pháp rèn khuôn trên máy ép trục khuỷu có nhiều ưu điểm hơn. Thích hợp cho sản xuất hàng loạt vừa.

-     Để có được phôi có hình dạng tương tự với chi tiết gia công thì quá trình rèn cần trải qua nhiều bước: Rèn lần 1, rèn lần 2, rèn lần 3, làm sạch phần thừa.

a)

b)

c)

d)

e)

Hình 2.1: a) Phôi, b) Rèn lần 1; c) Rèn lần 2; d) Rèn lần 3; e) Cắt kim loại thừa.

 

 

Hình 2.2: Bản vẽ khuôn rèn lần 1.

Hình 2.3: Bản vẽ khuôn rèn lần 2.

Hình 2.4: Bản vẽ khuôn rèn lần 3.

Hình 2.5: Bản vẽ khuôn cắt mép.

 

 

2.3.  Xác đinh lượng dư

Tra bảng 3.17 trang 191 (sổ tay công nghệ chế tạo máy):

-     Lượng dư và dung sai tất cả các bề mặt ngoài là: .

-     Lượng dư và dung sai tất cả các mặt lỗ, hốc là: .

Hình 2.6: Bản vẽ lồng phôi.

2.4.  Tính hệ số sử dụng vật liệu

Hình 2.7: Hình phôi rèn.

-     Tính hệ số sử dụng vật liệu: K = M_ct/M_ph = 3,778/4,711 = 0,8

+ M_ct: Khối lượng chi tiết gia công

+ M_ph: Khối lượng phôi rèn.

-     Ta có K = 0,8 > 0,7

• Đạt yêu cầu

 

 

Phần 3: Lập qui trình công nghệ

3.1.  Mục đích

Xác định các trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dáng hình học và độ nhám bề mặt theo yêu cầu  chi tiết cần chế tạo.

3.2.  Nội dung

-     Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi.

-     Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt.

-     Chọn trình tự gia công các chi tiết.

(Đính kèm phiếu hướng dẫn công nghệ)

 

 

Phần 4: BIÊN LUẬN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1.  Nguyên công I: Chuẩn bị phôi

Hình 4.1. Kích thước phôi ban đầu.

v  Bước 1: Làm sạch phôi

-     Mài ba via.

v  Bước 2 : Kiểm tra

-     Kiểm tra về kích thước.

-     Kiểm tra về hình dáng.

-     Kiểm tra về vị trí tương quan.

v  Bước 3 : Ủ kết tinh lại

Hình 4.2. Sơ đồ ủ kết tinh lại.

4.2.  Nguyên công II: Tiện thô mặt B, lỗ bậc Ø80^+0,3,  trụ bậc Ø114_-0,36  và mặt trụ Ø136_-0,4  

Hình 4.3. Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công II.

v  Chọn Chuẩn gia công:

-     Mặt E: Định vị 3 bậc tự do.

-     Mặt trụ ngoài Ø98 : Định vị 2 bậc tự do.

v  Chọn máy:

Máy tiện 1K62, máy có các thông số cơ bản như sau:

-         Cấp tốc độ trục chính : 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-315-400-500-630-800-1000-1250-1600-2000 vòng/phút.

-        Công suất động cơ trục chính : 7,5 kW .

-        Bước tiến bàn máy ( mm/vòng ): 0,07÷4,16

-        Khoảng dịch chuyển bàn dọc: 640 (mm)

-        Khoảng dịch chuyển bàn ngang: 250 (mm)

-        Kích thước máy (mm) : 2522x1166x1324 mm.

v  Bước 1: Tiện thô mặt B

-     Đạt: Cấp chính xác 12; kích thước 74,5±0,15; độ nhám Rz40

-     Chọn dao:

Dao tiện đầu cong gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 . Tra bảng 4-4 trang 295 [1] ta được: H = 20 mm ;         B = 12 mm ; L = 120 mm; m = 7; a =10; r = 10

Hình 4.4. Các thông số của dao tiện đầu cong.

 

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = 0,5 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 25-1 trang 29 [4] ta được: s = 1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ cắt: Theo bảng 69-1 trang 48 [4] ta được: v = 201 m/phút.

+ Số vòng quay:

(vg/phút)

• Chọn n = 630 vg/phút

+ Chế độ cắt thực tế: (m/phút)

+ Công suất cắt: Theo bảng 74-1 trang 51 [4] ta được: N = 5,2 kW.

So với công suất máy = 7,5 kW nên máy làm việc đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

L = 57,5 mm: chiều dài gia công.

mm: khoảng dao trước khi chạm phôi

 3mm: khoảng thoát dao

: tốc độ trục chính

S = 1 mm/vòng: lượng chạy dao

i = 1 số lần cắt

• T_m = 0,1 Phút

 

v  Bước 2: Tiện thô lỗ bậc Ø80^+0,3

-     Đạt: Cấp chính xác 12; kích thước Ø80^+0,3; kích thước 18±0,09; độ nhám Rz40

-     Chọn dao:

Dao tiện lỗ có góc nghiêng chính φ = 95^o gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 . Tra bảng 4-4 trang 295 [1] ta được: h = 16 mm ; b = 12 mm ; L = 170 mm; p =  80mm;  n = 6; l =12

Hình 4.5. Các thông số của dao tiện lỗ.

 

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = 0,5 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 18-1 trang 25 [4] ta được: s = 0,1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ cắt: Theo bảng 35-1 trang 35 [4] ta được: v = 299 m/phút.

+ Số vòng quay:

(vg/phút)

• Chọn n = 1250 vg/phút

+ Chế độ cắt thực tế: (m/phút)

+ Công suất cắt: Theo bảng 74-1 trang 51 [4] ta được: N = 5,9kW.

So với công suất máy = 7,5 kW nên máy làm việc đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

L = 29,5 mm: chiều dài gia công.

mm: khoảng dao trước khi chạm phôi

 3mm: khoảng thoát dao

: tốc độ trục chính

S = 0,1 mm/vòng: lượng chạy dao

i = 1 số lần cắt

• T_m = 0,03 Phút

 

v  Bước 3: Tiện thô đồng thời trụ bậc Ø114_-0,36 và trụ Ø136_-0,4

-     Đạt: Cấp chính xác 12; kích thước Ø114_-0,36; kích thước 18±0,09; kích thước Ø136_-0,4;  độ nhám Rz40

-     Chọn dao:

Dao tiện ngoài có góc nghiêng chính φ = 90^o gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 . Tra bảng 4-6 trang 297 [1] ta được: h = 16 mm ; b = 12 mm ; L = 100 mm; n = 5; l =12; R = 0,5

Hình 4.6. Các thông số của dao tiện lỗ.

 

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = 0,5 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 25-1 trang 29 [4] ta được: s = 1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ cắt: Theo bảng 35-1 trang 35 [4] ta được: v = 182 m/phút.

+ Số vòng quay:

(vg/phút)

• Chọn n = 500 vg/phút

+ Chế độ cắt thực tế: (m/phút)

+ Công suất cắt: Theo bảng 74-1 trang 51 [4] ta được: N = 5,2kW.

So với công suất máy = 7,5 kW nên máy làm việc đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

L = 28 mm: chiều dài gia công.

mm: khoảng dao trước khi chạm phôi

 3mm: khoảng thoát dao

: tốc độ trục chính

S = 0,1 mm/vòng: lượng chạy dao

i = 1 số lần cắt

• T_m = 0,07 Phút

 

v  Bước 4: Vạt cạnh 2x45^o

-     Đạt: kích thước 2x45^o

-     Chọn dao:

Dao tiện đầu cong gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 . Tra bảng 4-4 trang 295 [1] ta được: H = 20 mm ;         B = 12 mm ; L = 120 mm; m = 7; a =10; r = 10

Hình 4.7. Các thông số của dao tiện đầu cong.

 

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = 2 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 25-1 trang 29 [4] ta được: s = 1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ cắt: Theo bảng 69-1 trang 48 [4] ta được: v = 158 m/phút.

+ Số vòng quay:

(vg/phút)

• Chọn n = 400 vg/phút

+ Chế độ cắt thực tế: (m/phút)

+ Công suất cắt: Theo bảng 74-1 trang 51 [4] ta được: N = 4,1 kW.

So với công suất máy = 7,5 kW nên máy làm việc đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

L = 2 mm: chiều dài gia công.

mm: khoảng dao trước khi chạm phôi

 3mm: khoảng thoát dao

: tốc độ trục chính

S = 1 mm/vòng: lượng chạy dao

i = 1 số lần cắt

• T_m = 0,02 Phút

 

 

4.3.  Nguyên công III: Khoét doa lỗ Ø56^+0,03

Hình 4.8. Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công khoét doa lỗ Ø56^+0,03.

v  Chọn Chuẩn gia công:

-     Mặt B: Định vị 3 bậc tự do.

-     Mặt trụ ngoài Ø136_-0,4 : Định vị 2 bậc tự do.

v  Chọn máy:

-     Máy khoan cần  2A55.

-     Đường kính lớn nhất khi khoan thép : 50 mm

-     Côn mooc trục chính số 5

-     Công suất đầu khoan : 4,5 kW.

-     Công suất nâng xà ngang 1,7 kw

-     Số vòng quay trục chính  30- 37, 5 - 47, 5 -60 -75 - 95 -118 – 150 –190 –225 –          300 –375 –475 –600- 950 –1180- 1500 - 1700

-     Bước tiến 1 vòng quay trục chính ( mm/vòng ):0,05- 0,07 -0,1 – 0,14 – 0,2 –     0,28 – 0,4 – 0,56 – 0,79 – 1,15 – 1,54 - 2,2

v  Bước 1: Khoét thô lỗ Ø56^+0,03

-     Đạt: Cấp chính xác 12; kích thước Ø54^+0,35; độ nhám Rz40

-     Chọn dao:

Dao khoét chuôi liền thép gió. Tra bảng 4-47 trang 333 [1] ta được: D = 54mm, d = 25 mm, L = 140, l = 90

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = (54-52)/2 = 1 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 5-26 trang 22 [2] ta được: s = 1,1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ khoét : Theo bảng 5-105 trang 96 [2] ta được: v = 17 m/phút.

+ Tính số vòng quay:    =    = 100,26 vg/phút

• Theo máy lấy    n = 95 vg/phút

+ Công suất cắt: Theo bảng 5-110 trang 102 [2] ta được: N = 4,1 kW.

So với công suất máy = 4,5 kW nên máy làm việc đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

l = 74 mm: chiều dài gia công.

l₁=    = 2,73  mm:

l₂ = (1 ¸ 3) mm. Chọn L₂ = 2 mm.

n = 95 vòng/phút

S = 1,1 mm/vòng

T_CB = 0,75 Phút.

v  Bước 2: Khoét bán tinh lỗ Ø56^+0,03

-     Đạt: Cấp chính xác 10; kích thước Ø55,65^+0,18; độ nhám Rz20

-     Chọn dao:

Dao khoét chuôi liền thép gió. Tra bảng 4-47 trang 333 [1] ta được: D = 55,65mm; d = 25 mm ; L = 140 ; l = 90

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = (55,65 -54)/2 = 0,825 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 5-26 trang 22 [2] ta được: s = 1,1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ khoét : Theo bảng 5-105 trang 96 [2] ta được: v = 14,8 m/phút.

+ Tính số vòng quay: n =    =    = 84,69 vg/phút

• Theo máy lấy    n = 75 vg/phút

+ Công suất cắt: Theo bảng 5-110 trang 102 [2] ta được: N = 4,1 kW.

So với công suất máy = 4,5 kW nên máy làm việc đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

l = 74 mm: chiều dài gia công.

l₁=    = 2,43  mm:

l₂ = (1 ¸ 3) mm. Chọn L₂ = 2 mm.

n = 75 vòng/phút

s = 1,1 mm/vòng

T_CB = 0,95 Phút.

v  Bước 3: Doa thô lỗ Ø56^+0,03

-     Đạt: Cấp chính xác 8; kích thước Ø55,91^+0,049; độ nhám Ra1,25

-     Chọn dao:

Dao doa lắp ghép mãnh HKC T15K6. Tra bảng 4-49 trang 336 [1] ta được: D = 55,91mm; d = 25 mm ; L = 140 ; l = 90

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và chi tiết gia công ta chọn t = (55,91-55,65)/2 =  0,13 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 10-3 trang 90 [4] ta được: s = 1 mm/vòng.

+ Chọn tốc độ doa : Theo bảng 56-3 trang 108 [4] ta được: v = 10 m/phút.

+ Tính số vòng quay: n =    =    = 56,96 vg/phút

• Theo máy lấy    n = 47,5 vg/phút

Công suất cắt: Do mô men xoắn khi doa nhỏ nên công suất cũng sẽ nhỏ nến máy làm việc luôn đảm bảo an toàn.

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

l = 74 mm: chiều dài gia công.

l₁=    = 1,23  mm:

l₂ = (1 ¸ 3) mm. Chọn L₂ = 2 mm.

n = 47,5 vòng/phút

s = 1 mm/vòng

T_CB = 1,63 Phút.

v  Bước 4: Doa tinh lỗ Ø56^+0,03

-     Đạt: Cấp chính xác 7; kích thước Ø56^+0,03; độ nhám Ra0,63

-     Chọn dao:

Dao doa lắp ghép mãnh HKC T15K6. Tra bảng 4-49 trang 336 [1] ta được: D = 55,91mm; d = 25 mm ; L = 140 ; l = 90

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và chi tiết gia công ta chọn t = (56 -55,91)/2 =  0,045 mm

........................

v  Bước 2: Phay tinh rãnh 20^+0,02

-     Đạt: Cấp chính xác 7; kích thước 20^+0,02; độ nhám Ra2,5

-     Chọn dao:

Dao phay ngón thép gió. Tra bảng 4-65 trang 356 [1] ta được: D = 20 mm ;       L = 92 mm ; l = 32 mm; z = 4

Hình 4.18. Các thông số của dao phay ngón thép gió.

-     Chọn chế độ cắt:

+ Chọn t: Dựa vào kích thước của phôi và  chi tiết gia công ta chọn t = 18 mm

+ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng 12-5 trang 127 [4] ta được: S_z = 0,04 mm/răng.

+ Chọn tốc độ cắt: Theo bảng 60-5 trang 146 [4] ta được: v = 33,5 m/phút.

+ Số vòng quay:

(vg/phút)

• Chọn n = 550 vg/phút

+ Chế độ cắt thực tế: (m/phút)

+ Tính lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng thực tế theo máy:

S_m = S_z.Z.n = 0,04.4.550 = 80 (mm/phút)

Theo máy, chọn S_m = 75

• S_{Z thực} =  0,036 mm/răng

Tính lực cắt P_z Theo công thức:

Theo bảng 5-41 trang 34 [2]:

C_p             X          Y            U            w         q

             68,2      0,86    0,72    1          0          0,79

Theo bảng 5-1 trang 6 [2] ta có k_MV =

Theo bảng 5-2 trang 6 [2] ta có k_n = 1; n_v = -0,9

• k_MV = 1.(750/610)^-0,9 = 0,85
•  = 477 kG

+ Công suất cắt:

N_e =  =  = 2,9 kW

So với công suất của máy = 7kW, máy làm việc đảm bảo an toàn.

 

+ Thời gian chạy máy:

• Trong đó:

L = 114 mm

y = 0,5.[20 -)] = 10

(2 ÷ 5)mm, chọn = 5

• T_m = 1,61 Phút

1.1.  Nguyên công VIII: Tổng kiểm tra 

 

 

Phần 2: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

ĐỒ GÁ CHUỐT THEN HOA

2.1.  Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công:

Ở đây là dạng sản xuất hàng loạt nên việc chế tạo đồ gá chuyên dùng cho nguyên công là cần thiết. Để đảm bảo thuận tiện cho viêc gia công, an toàn cho thiết bị máy móc và đạt được độ chính xác cao thì đồ gá được thiết kế sao cho có khả năng tự lựa để lỗ tâm của then hoa luôn trùng với trục dao gia công.

2.2.  Phương pháp định vị và kẹp chặt:

2.2.1.  Định vị:

-     Mặt B: Định vị 1 bậc tự do (tịnh tiến theo phương oz).

-     Mặt trụ trong Ø56 ^+0,03 : Định vị 4 bậc tự do ( Tịnh tiến theo ox, oy; xoay quanh ox, oy)

2.2.2.  Kẹp chăt:

-     Lực kẹp chính là lực cắt sinh ra khi chuốt hướng vào bề mặt định vị, vuông gốc với mặt B.

2.3.  Phương pháp tính lực kẹp

Hình 5.1. Sơ đồ kết cấu nguyên công chuốt then hoa.

-     Với sơ đồ kết cầu nguyên công như hình 5.1, ta thấy khi gia công lực cắt chính là nguyên nhân tạo ra lực kẹp giữ chặt chi tiết gia công đo đó trong trường hợp này chúng ta không cần tính lực kẹp như các trường hợp thông thường.

2.4.  Xác định sai số chế tạo cho phép:

2.4.1.  Sai số chuẩn:

Trong nguyên công chuốt này không có sai số chuẩn vì đồ gá này có khả năng tự lựa, và kích thước gia công phụ thược và kích thước của dao.

2.4.2.  Sai số mòn:

Ɛ_m = β.

v  Trong đó:

-     Β = 0,18

-     N: Số chi tiết gá đặt (N=500)

• Ɛ_m = 0,004 mm

2.4.3.  Sai số điều chỉnh:

-     Khi tính toán đồ gá có thể lấy Ɛ_đc = 0,01 mm

2.4.4.  Sai số gá đặt:

-     = x= x 0,05= 0,01 (mm)

2.4.5.  Sai số kẹp chặt:

-     Tra sách đồ gá gia công cơ khí (T-P-B) trang 52 ta có:

y= xQs

               = ((0,38÷0,004).65 + 0,0034.78)x180.1420.003

• Chọn y= = 0,05

2.4.6.  Sai số chế tạo cho phép của đồ gá

=== 0.042(mm)

2.5.  Ưu nhược điểm của đồ gá:

-     Đồ gá có kết cấu đơn giản, các chi tiết dễ chế tạo, thay thế.

-     Không cần cơ cấu kẹp chặt vì lực kẹp được sinh ra bởi lực cắt.

2.6.  Hướng dẫn bảo quản đồ gá:

-     Lau chùi cẫn thận, sạch sẽ và bôi dầu sau khi sử dụng.

2.7.  Hướng dẫn sử dụng đồ gá:

-     Trước khi tiến hành gá đặt chi tiết gia công phải kiểm tra toàn bộ đồ gá.

-     Việc sử dụng đồ gá này khá đơn giản:

+ Gắn dao chuốt vào chi tiết gia công sao cho hai phần định vị tiếp xúc với nhau.

+ Lau sạch bề mặt định vụ trê đồ gá.

+ Đưa cụm dao chuốt và chi tiết gia công vào vùng làm việc sao cho bề mặt E tiếp xúc với bề mặt định vì trên đò gá đồng thời phần chuôi dao được định vị và giữ chặt ở đầu kéo dao.

+ Tưới dầu bôi trơn và mở máy kéo dao chuốt đến khi hết chiều dài của dao.

+ Lấy chi tiết gia công ra, vệ sinh sạch sẽ đồ gá để chuẩn bị gia công chi tiết tiếp theo.

 

Phần 3: KẾT LUẬN

Quy trình công nghệ gia công chi tiết banh răng Z32 gồm 8 nguyên công cùng với trình tự công nghệ ở từng nguyên công.

Đã hoàn thành thiết kế đồ gá chuốt then hoa cho chi tiết gia công với kết cấu đơn giản, khả thi, phù hợp với điều kiện sản xuất hiện tại trong nước.

Tuy nhiên, do thời gia có hạn cũng như những hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy cô đóng góp ý kiến để QTCN được hoàn thiện hơn.