THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT DƯỠNG SO DAO BK ĐH ĐÀ NẴNG
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
-
-
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT DƯỠNG SO DAO BK ĐH ĐÀ NẴNG
- Kết cấu sơ bộ khuôn dập như hình bên.
PHẦN I:
XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ TẠO PHÔI.
1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật và kết cấu cho chi tiết gia công.
1.1.1 Kết cấu chi tiết gia công.
- Chi tiết cử so dao có kết cấu như hình bên dưới, là một chi tiết dạng hộp, công dụng của nó là dùng để xác định vị trí tương đối giữa dao so với đồ gá và bàn máy để cắt được chi tiết có kích thước quy định. Chi tiết thường được sủ dụng trên máy phay.
- Kết cấu chi tiết bào gồm hai lỗ thông suốt một lỗ Ø15mm và một lỗ bậc có đường kính Ø15mm và Ø20mm, trên chi tiết có rãnh then sâu 5 mm, ở mặt trên có vát mép xung quanh kích thước 3 mm x 450, mặt dưới đáy có xẻ rãnh sâu 2mm, rộng 15 mm. Từ kết cấu trên ta thấy việc gia công, thoát dao, gá đặt, thoát phoi khả năng gia công đồng thời trên các máy nhiều trục chính tương đối thuận lợi.
1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật.
Chi tiết cần có một số yêu cầu sau đây:
- Chi tiết phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng.
- Các bề mặt chọn làm chuẩn phải cho phép thực hiện nguyên công và khi thực hiện xong các bề mặt đó làm chuẩn và thực hiện được gá đặt nhanh chóng và dễ dàng, bề mặt gia công thuận tiện cho việc sửa dao, thay dao và thoát dao dễ dàng.
- Bề mặt làm việc tiếp xúc nhiều phải đạt được độ chính xác cao và chịu mài mòn tốt, độ cứng (58¸62)HRC và chiều dày lớp thấm tôi tối thiểu từ (0,8¸1,2)mm, cần đạt được độ bóng đặt cấp 7¸8 hay Ra = (0,63¸1,25).
- Các bề mặt không làm việc chỉ cần gia công thô là đủ.
- Các lỗ kẹp chặt và định vị là các lỗ tiêu chuẩn, lỗ định vị phải được gia công chính xác đạt được cấp chính xác H7.
- Độ không song song của bề mặt đối diện không vượt quá 0,008/100 mm.
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ Ø15 mm , Ø20mm không vượt quá 0,03/100 mm.
- Độ không song song giữa hai đường tâm lỗ Ø15mm ,Ø20mm không vượt quá 0,05/Toàn bộ chi tiết.
- Yêu cầu độ cứng vững cao nên vật liệu ta sử dụng là thép 40X (Tiêu chuẩn Nga) hay 40Cr (TCVN).Đây là loại thép hợp kim hóa tốt,được sử dụng rất phổ biến,được dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập tương đối cao,để có cơ tính cao nhất thép phải qua nhiệt luyện hóa tốt tôi và ram cao, thành phần hóa học như bảngdưới đây.
Thành phần hóa học (%)
C
Si
Mn
Cr
Ni
0,36 ÷ 0,44
< 0,4
< 0,8
0,8 ÷ 1
< 0,3
Bảng thành phần hóa học thép 40Cr
1.2 Định dạng sản xuất.
Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào trọng lượng của chi tiết và sản lượng chi tiết hàng năm. Ta lần lượt xác định như sau:
- Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức :
Trong đó:
N - Số chi tiết được sản xuất trong một năm.
N1 - Số sản phẩm được giao N1 = 1200 chiếc/năm.
m - Số chi tiết trong một sản phẩm, (m =1).
b - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( lấyb = 5%).
a - Tính đến tỷ lệ % phế phẩm (a = 4%).
(chi tiết/năm)
- Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức.
Q = g.V (Kg).
Trong đó:
+ Khối lượng riêng của thép là : g = 7,852 kG/dm3.
+ Thể tích của chi tiết được xác định theo kích thước hình học hoặc với chi tiết phức tạp ta có thể sử dụng các phần mềm tính toán, ở đây sử dụng phần mềm
ProEngineerWildfile5.0.Sau khi vẽ chi tiết trong phần mềm xong,Từ cửa sổ Mass properties ta có được :
V = 6,854.104mm3 = 0,06854 dm3.
à.
Sau khi có N và Q tiến hành tra bảng 2-[1]:
Cách xác định dạng sản xuất:
Dạng
Q1 – trọng lượng chi tiết
>200 kG
4 200kG
<4kG
Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc)
Đơn chiếc
sản xuất Hàng loạt nhỏ
Hàng loạt vừa
Hàng loạt lớn
Hàng khối
< 5
10- 55
100- 300
300 – 1000
> 1000
< 10
10 - 200
200 - 500
500 – 1000
> 5000
< 100
100 - 500
500 - 5000
5000 - 50000
> 50000
Do đó ta có được dạng sản xuất là hàng loạt vừa.
1.3 Phương pháp chế tạo phôi.
- Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phôi ta sẽ căn cứ vào hình dạng, kích thước chi tiết, điều kiện làm việc của chi tiết, dạng sản xuất và hình thức tổ chức sản xuất cũng như cơ sở vật chất sẵn có của cơ sở.
- Chi tiết trên có dạng hình hộp, kích thước nhỏ, yêu cầu về mặt kỹ thuật cao, độ cứng cao, do đó vật liệu ta chọn sẽ là thép 40Cr mặt khác dạng sản xuất là hàng loạt vừa nên ta sẽ chọn phôi dập là hợp lý.
- Phôi dập có độ chính xác về hình dạng, kích thước chất lượng bề mặt cũng như cơ tính cao. Phôi biến dạng triệt để do đó chế tạo được các chi tiết có độ chính xác cao.
- Thiết kế khuôn dập:
- Tài liệu ban đầu: dựa vào bản vẽ chi tiết.
- Thiết kế lòng khuôn: Vật liệu chế tạo chi tiết là thép 40X có độ co ngót đến 1,5% mặt khác chi tiết dập dạng hộp khá đơn giản. Ta sẽ bố trí mặt phân khuôn ngay giữa chi tiết, rãnh dưới chi tiết được thiết kế dập ở lòng khuôn trên.
- Chiều dày thành khuôn được xác định theo công thức và biểu đồ trong sổ tay rèn dập, Chiều dày này không được nhỏ hơn 10 mm ,ở đây ta chọn chiều dày S = 12 mm.
- Kích thước chiều dài, chiều rộng khối khuôn căn cứ vào số lượng lòng khuôn để xác định.
- Chiều cao khe hở h của rãnh ba via được xác định theo công thức:
trong đó : F là tiết diện vật dập trên mặt phân khuôn. Ta có h = 3 mm.
1- Khuôn trên
2- Rãnh ba via.
3- Lòng khuôn.
4- Khuôn dưới.
PHẦN II:
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1 Phân tích chuẩn và lập trình tự gia công.
- Để thực hiện gia công phôi thành sản phẩm có nhiều phương án công nghệ khác nhau, ta tìm phương án nào đạt được yêu cầu kỹ thuật cũng như độ chính xác cần thiết cũng như sự thuận lợi khi gia công.
- Với khối lượng chi tiết và sản lượng hàng năm như trên, dạng sản xuất là hàng loạt vừa do đó chúng ta sẽ phân tán nguyên công, quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian gia công như nhau hoặc là bội số của nhau. Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định và đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng.
- Đối với chi tiết Dưỡng So Dao là chi tiết dạng hộp ta chọn mặt phẳng bên làm chuẩn thô định vị để gia công mặt đáy. Sau đó lấy mặt phẳng đáy vừa gia công xong làm chuẩn tinh định vị để gia công các nguyên công tiếp theo. Chuẩn định vị sẽ là mặt đáy và hai lỗ Ø15mm.
Trình tự gia công như sau:
- Nguyên công 1 : phay đáy phay
rãnh ở đáy.
- Nguyên công 2 : phay mặt trên.
- Nguyên công 3 : khoan, doa
lỗ bậc f15, f20.
- Nguyên công 4 : phay rãnh trên.
- Nguyên công 5 : phay hai mặt
bên.
- Nguyên công 6 : phay 2 mặt bên
còn lại.
- Nguyên công 7 : phay vát cạnh
mặt đầu.
- Nguyên công 8 : nhiệt luyện.
- Nguyên công 9: kiểm tra.
1.1.3 Nguyên công 1: Phay mặt đáy .
Trong nguyên công này ta sẽ thực hiện hai bước phay tinh và phay thô.
1-Sơ đồ định vị và kẹp chặt:
Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do:trong đó 3 chốt tỳ nhám ở mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ cầu ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do. Chi tiết được kẹp chặt từ phải qua bằng cơ cấu ren vít.
2-Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12.
- Công suất truyền dẫn chính: 1,7 Kw
- Bàn máy cỡ số 1 kích thước : 320 x 1250 mm.
- Số cấp tốc độ : 18 cấp gồm : 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.
- Số cấp chạy dao: 18 cấp
- Lượng chạy dao dọc: Sd = 23,5 ÷1180 mm/phút.
- Lượng chạy dao ngang: Sn = 23,5 ÷1180 mm/phút.
3-Chọn dao:
Ta sử dụng dao phay mặt đầu bằng thép gió, đường kính dao D = 50mm, số răng Z=12 răng, chiều dài dao L = 36 mm.
Ta sử dụng dao phay rãnh bằng thép gió, đường kính dao D = 15mm, số răng Z=8,chiều dài dao L = 18 mm.
4-Tra lượng dư:
Tra bảng 3-17 [2] ta có lượng dư phôi dập là 2 mm, vùng dung sai từ 0,7 ÷ 3,4 đến 1,6 ÷ 11 mm.
Lượng dư cho phay tinh là 0,5 mm.
Lượng dư cho phay thô là 1,5 mm.
5-Chế độ cắt:
Bước 1 : Phay thô – Ra = 6,3 ÷ 12,5 .
- Chiều sâu cắt: t = 1,5 mm.
- Lượng chạy dao : Sz = 0,04 ÷ 0,06 mm / Răng. Tra bảng 5-134 [2] ta chọn :
Sz = 0.05 mm/Răng.
- Tốc độ cắt : Tra bảng 5-121 [2] ta chọn: V=52 m/Phút.
- Số vòng quay trục chính:
331m/phút.
- Chọn theo máy n = 374,6 vòng/phút ta tính được:
58,8m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sz . n = 0,05 .12 . 374,6 = 225 mm/phút.
Chọn theo máy: Sp = 237 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-123 [2] ta có: P = 1,7 Kw.
Bước 2 : Phay thô – Ra = 2,5.
- Chiều sâu cắt: t=0.05 mm.
- Lượng chạy dao: S0 = 0,5÷0,23 – theo bảng 5-119 [2]. Chọn S0 = 0,36 mm/vòng ta suy ra được: Sz = 0,03 mm/răng.
- Tra bảng 5-121 [2] ta có được: V= 58 m/phút.
- Số vòng quay trục chính:
m/phút.
- Chọn theo máy n = 374,6 vòng/phút ta tính được.
m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sz .z. n = 0,03 .12 . 374,6 = 134,8 mm/phút.
Chọn theo máy Sp = 148,3 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-123 [2] ta có : P = 1,7 Kw.
Bảng chế độ cắt :
Bước
T(mm)
S(mm/phút)
V(m/phút)
N(vòng/phút)
N(kw)
Phay thô
1,5
237
58,8
347,6
1,7
Phay tinh
0,5
148,3
58,8
374,6
1,7
6-Tính thời gian cơ bản cho từng bước nguyên công.- Bước phay thô :
Theo bảng 31 [1] thì thời gian cơ bản khi phay bằng dao phay mặt đầu được tính theo công thức sau :
(phút).
Trong đó:
- L =115 mm : chiều dài bề mặt cần gia công.
- L1 : chiều dài ăn dao. Được tính theo công thức : L1= + ( 0,5÷3) mm.
Với D = 50 mm, t = 1,5 ta có: L1=+( 0,5÷3) = (9 ÷11,5) mm. Chọn L1 = 10 mm.
- L2 = 5 mm: chiều dài thoát dao.
- Sp = 237 mm/phút.
Vậy :
0,55 (phút).
- Bước phay tinh :
Hoàn toàn tương tự như phay thô ta cũng có : L =115 mm,
L1 =+( 0,5÷3) = (2,5 ÷8) mm, chọn L1= 6 mm, L2 = 5 mm,
Sp = 148 mm/phút. Do đó ta cũng có :
0,85 (phút).
- Toàn bộ nguyên công :
Công thức tính thời gian cho toàn bước gia công (Trang 58 [1]) :
Ttc = Tc + Tp + Tpv + Ttn
Trong đó :
- Ttc : thời gian cơ bản của nguyên công.
- Tp : Thời gian phụ, Tp = 10%. Tc
- Tpv: thời gian phục vụ chỗ làm việc: Tpv= 11 % .Tc.
- Ttn: thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân: Ttn= 11 % .Tc.
Vậy ta được : Ttc = Tc + 10%. Tc + 11 % .Tc + 11 % .Tc = 1,26 . Tc
= 1,26 . (0,55+0,58) = 1,76 (phút).
1.1.4 Nguyên công 2: Phay mặt trên.
Trong nguyên công này ta sẽ thực hiện hai bước phay tinh và phay thô.
1-Sơ đồ định vị và kẹp chặt :
Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do: trong đó 3 chốt tỳ nhám ở mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ cầu ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do. Chi tiết được kẹp chặt từ phải qua bằng cơ cấu ren vít.
2-Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12.
- Công suất truyền dẫn chính: 1,7 Kw
- Bàn máy cỡ số 1 kích thước: 320 x 1250 mm.
- Số cấp tốc độ : 18 cấp gồm: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.
- Số cấp chạy dao: 18 cấp.
- Lượng chạy dao dọc: Sd = 23,5 ÷ 1180 mm/phút.
- Lượng chạy dao ngang: Sn = 23,5 ÷ 1180 mm/phút.
3-Chọn dao :
Ta sử dụng dao phay mặt đầu bằng thép gió, đường kính dao D = 50mm, số răng Z=12 răng, chiều dài dao L = 36 mm.
4-Tra lượng dư :
Tra bảng 3-17 [2] ta có lượng dư phôi dập là 2 mm, vùng dung sai từ 0,7 ÷ 3,4 đến 1,6 ÷ 11 mm.
Lượng dư cho phay tinh là 0,5 mm.
Lượng dư cho phay thô là 1,5 mm.
5-Chế độ cắt :
Bước 1 : Phay thô – Ra = 6,3 ÷ 12,5 :
- Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm.
- Lượng chạy dao : Sz = 0,04 ÷ 0,06 mm / Răng. Tra theo bảng 5-119 [2] ta chọn :
Sz = 0,05 mm/Răng.
- Tốc độ cắt : Tra bảng 5-121 [3] ta chọn: V= 52 m/Phút
- Số vòng quay trục chính :
331 m/phút.
- Chọn theo máy n = 374,6 vòng/phút ta tính lại vận tốc cắt được :
58,8 m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút :
Sp = Sz . n = 0,05 .12 . 374,6 = 225 mm/phút.
Chọn theo máy Sp = 237 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-119 [3] ta có : P = 1,7 Kw.
Bước 2 : Phay tinh – Ra = 2,5 :
- Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm.
- Lượng chạy dao : S0 = 0,5÷0,23 mm/vòng – theo bảng 5-119 [2].
Chọn S0 = 0.3 mm/răng.
- Tra bảng 5-121 [2] ta có được: V= 58 m/phút.
- Số vòng quay trục chính :
m/phút.
- Chọn theo máy n = 374,6 vòng/phút ta tính được.
m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút :
Sp = Sz .z. n = 0,03 .12 . 374,6 = 134,8 mm/phút.
Chọn theo máy Sp = 148,3 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-123 [3] ta có : P = 1,7 Kw.
Bảng chế độ cắt :
Bước
T(mm)
S(mm/phút)
V(m/phút)
N(vòng/phút)
N(kw)
Phay thô
1,5
237
58,8
374,6
1,7
Phay tinh
0,5
148,3
58,8
374,6
1,7
6-Tính thời gian cơ bản cho từng bước nguyên công.- Bước phay thô :
Theo bảng 31 [1] thì thời gian cơ bản khi phay bằng dao phay mặt đầu được tính theo công thức sau :
(phút).
Trong đó:
- L =115 mm : chiều dài bề mặt cần gia công.
- L1 : chiều dài ăn dao. Được tính theo công thức : L1= +( 0,5÷3) mm.
Với D = 50 mm, t = 1,5 ta có: L1= +( 0,5÷3) = (9 ÷11,5) mm, Chọn L1 = 10 mm.
- L2 = 5 mm : chiều dài thoát dao .
- Sp = 237 mm/phút.
Vậy :
0,55 (phút).
- Bước phay tinh :
Hoàn toàn tương tự như phay thô ta cũng có : L =115 mm,
L1 =+( 0,5÷3) = (2,5 ÷8) mm, chọn L1= 6 mm , L2 = 5 mm ,
Sp = 148 mm/phút. Do đó ta cũng có :
0,85 (phút).
- Toàn bộ nguyên công :
Công thức tính thời gian cho toàn bước gia công (Trang 58 [1]) :
Ttc = Tc + Tp + Tpv + Ttn (phút)
Trong đó :
- Ttc : thời gian cơ bản của nguyên công.
- Tp : Thời gian phụ , Tp = 10% .Tc
- Tpv: thời gian phục vụ chỗ làm việc: Tpv= 11 % .Tc.
- Ttn: thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân: Ttn= 11 % .Tc.
Vậy ta được : Ttc = Tc + 10%. Tc + 11 % .Tc + 11 % .Tc = 1,26 . Tc
= 1,26 . (0,55+0,58) = 1,76 (phút).
1.1.5 Nguyên công 3: khoan,khoét,doa lỗ Ø 15 mm, lỗ Ø 20 mm.
1-Sơ đồ định vị và kẹp chặt :
.................. -
- Toàn bộ nguyên công :
Công thức tính thời gian cho toàn bước gia công (Trang 58 [1]) :
Ttc = Tc + Tp + Tpv + Ttn (phút)
Trong đó :
- Ttc : thời gian cơ bản của nguyên công.
- Tp : Thời gian phụ . Tp = 10% .Tc
- Tpv: thời gian phục vụ chỗ làm việc: Tpv= 11 % .Tc.
- Ttn: thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân: Ttn= 11 % .Tc.
Vậy ta được : Ttc = Tc + 10%. Tc + 11 % .Tc + 11 % .Tc = 1,26 . Tc
= 1,26 . (0,14+0,34) = 0,6 (phút).
1.1.1 Nguyên công 5: Phay hai mặt bên.
Trong nguyên công này ta sẽ thực hiện hai bước phay thô và phay tinh.
1-Sơ đồ định vị và kẹp chặt :
Sau khi mặt đáy và hai lỗ được gia công ta chọn mặt đáy và hai lỗ làm chuẩn tinh thống nhất. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, trong đó 3 chốt tỳ mặt phẳng ở mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do, lỗ Ø15 định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn, một bậc tự do nữa được định vị bằng một chốt trám.
Chi tiết được kẹp chặt từ phải qua bằng cơ cấu ren vít, phương lực kẹp như hình vẽ.
2-Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12.
- Công suất truyền dẫn chính: 1,7 Kw.
- Bàn máy cỡ số 1 kích thước: 320 x 1250 mm.
- Số cấp tốc độ: 18 cấp gồm: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.
- Số cấp chạy dao: 18 cấp.
- Lượng chạy dao dọc: Sd = 23,5 ÷1180 mm/phút.
- Lượng chạy dao ngang : Sn = 23,5 ÷1180 mm/phút.
3-Chọn dao :
Để gia công đồng thời hai mặt phẳng ta chọn dao phay đĩa với 3 mặt cắt bằng thép gió. Dao có các thông số cơ bản sau: D= 80 mm, d=27 mm, Z = 18 răng, B = 10 mm.
4-Tra lượng dư :
Tra bảng 3-17 [2] ta có lượng dư phôi dập là 2 mm.
Lượng dư cho phay thô là 1,5 mm.
Lượng dư cho phay tinh là 0,5 mm.
5-Chế độ cắt :
Bước 1: Phay thô
- Chiều sâu cắt: t = 1,5 mm.
- Lượng chạy dao: Tra theo bảng 5-170[2] Sz = 0,04 ÷ 0,06 mm / Răng,
Ta chọn: Sz = 0,05 mm/Răng.
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5-171 [2] ta chọn: V=45 m/Phút
- Số vòng quay trục chính :
179 m/phút.
- Chọn theo máy n = 190,6 vòng/phút, ta tính lại vận tốc cắt được:
47,8 m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sz.z. n = 0,05.18. 190,6 = 171,54 mm/phút.
- Chọn theo máy Sp = 150 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-74 [3] ta có: P = 1,5 Kw.
Bước 2: Phay tinh.
- Chiều sâu cắt: t = 0,5 mm.
- Lượng chạy dao: S0 = 0,5÷0,23 mm/vòng – theo bảng 5-170[1].
Chọn S0 = 0,4 mm/răng.
- Tra bảng 5-171 [2] ta có được: V= 45 m/phút.
- Số vòng quay trục chính:
179 m/phút.
- Chọn theo máy n = 190,6 vòng/phút, ta tính được:
47,8 m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sc.n = 0,4.190,6 = 76,24 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-174 [3] ta có: P = 1 Kw.
Bảng chế độ cắt :
|
Bước |
T(mm) |
S(mm/phút) |
V(m/phút) |
N(vòng/phút) |
N(kw) |
|
Phay thô |
1,5 |
171,54 |
47,8 |
190,6 |
1,5 |
|
Phay tinh |
0,5 |
76,24 |
47,8 |
190,6 |
1,0 |
6-Tính thời gian cơ bản cho từng bước nguyên công.
- Bước phay thô :
Theo bảng 31 [1] thì thời gian cơ bản khi phay bằng dao phay được tính theo công thức sau:
(phút).
Trong đó:
- L =115 mm: chiều dài gia công.
- L1: chiều dài ăn dao. Được tính theo công thức: L1= +( 0,5÷3) mm.
Với D = 80 mm, t = 1,5 ta có :L1= +( 0,5÷3) mm. Chọn L1 =12 mm.
- L2 = 2 mm: chiều dài thoát dao .
Vậy :
0,86(phút).
- Bước phay tinh :
Hoàn toàn tương tự như phay thô ta cũng có: L = 115 mm, tính và chọn L1= 8 mm ,
L2 = 2 mm . Do đó ta cũng có:
1,68 (phút).
- Toàn bộ nguyên công :
Công thức tính thời gian cho toàn bước gia công (Trang 58 [1]):
Ttc = Tc + Tp + Tpv + Ttn (phút)
Trong đó :
- Ttc : thời gian cơ bản của nguyên công.
- Tp : Thời gian phụ , Tp = 10% .Tc
- Tpv: thời gian phục vụ chỗ làm việc: Tpv= 11 % .Tc.
- Ttn: thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân: Ttn= 11 % .Tc.
Vậy ta được : Ttc = Tc + 10%. Tc + 11 % .Tc + 11 % .Tc = 1,26 . Tc
= 1,26 . (0,68+0,86) = 3,2 (phút.)
1.1.2 Nguyên công 6: Phay hai mặt bên.
Trong nguyên công này ta sẽ thực hiện hai bước phay thô và phay tinh.
1-Sơ đồ định vị và kẹp chặt:
Sau khi mặt đáy và hai lỗ được gia công ta chọn mặt đáy và hai lỗ làm chuẩn tinh thống nhất. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, trong đó 3 chốt tỳ mặt phẳng ở mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do, lỗ Ø15 định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn, một bậc tự do nữa được định vị bằng một chốt trám.
Chi tiết được kẹp chặt từ trên xuống bằng cơ cấu ren vít, phương lực kẹp như hình vẽ.
2-Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12.
- Công suất truyền dẫn chính: 1,7 Kw
- Bàn máy cỡ số 1 kích thước: 320 x 1250 mm.
- Số cấp tốc độ : 18 cấp gồm: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.
- Số cấp chạy dao: 18 cấp
- Lượng chạy dao dọc: Sd = 23,5 ÷1180 mm/phút.
- Lượng chạy dao ngang: Sn = 23,5 ÷1180 mm/phút.
3-Chọn dao :
Để gia công đồng thời hai mặt phẳng ta chọn dao phay đĩa với 3 mặt cắt bằng thép gió. Dao có các thông số cơ bản sau: D= 80 mm, d=27 mm, Z = 18 răng, B = 10 mm.
4-Tra lượng dư :
Tra bảng 3-17 [2] ta có lượng dư phôi dập là: 2,6 mm.
Lượng dư cho phay thô là: 2 mm.
Lượng dư cho phay tinh là: 0,6 mm.
5-Chế độ cắt:
Bước 1: Phay thô
- Chiều sâu cắt: t = 2 mm.
- Lượng chạy dao: Tra theo bảng 5-170 [2] Sz = 0,04 ÷0,06 mm / Răng. ta chọn:
Sz = 0,05 mm/Răng.
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5-171 [2] ta chọn: V= 45 m/Phút
- Số vòng quay trục chính:
179 m/phút.
- Chọn theo máy n = 190,6 vòng/phút, ta tính lại vận tốc cắt được:
47,8 m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sz .z. n = 0,05.18.190,6 = 171,54 mm/phút.
- Chọn theo máy: Sp = 150 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-74 [3] ta có: P = 1,5 Kw.
Bước 2 : Phay tinh.
- Chiều sâu cắt: t = 0,6 mm.
- Lượng chạy dao: S0 = 0,5÷0,23 mm/vòng – theo bảng 5-170[1].
Chọn S0 = 0,4 mm/răng.
- Tra bảng 5-171 [2] ta có được: V= 45 m/phút.
- Số vòng quay trục chính:
179 m/phút.
- Chọn theo máy n = 190,6 vòng/phút ta tính được:
47,8 m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sc.n = 0,4.190,6 = 76,24 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: Tra bảng 5-174 [3] ta có: P = 1 Kw.
Bảng chế độ cắt:
|
Bước |
T(mm) |
S(mm/phút) |
V(m/phút) |
N(vòng/phút) |
N(kw) |
|
Phay thô |
1,5 |
171,54 |
47,8 |
190,6 |
1,5 |
|
Phay tinh |
0,5 |
76,24 |
47,8 |
190,6 |
1,0 |
6-Tính thời gian cơ bản cho từng bước nguyên công.
- Bước phay thô:
Theo bảng 31 [1] thì thời gian cơ bản khi phay bằng dao phay được tính theo công thức sau:
(phút).
Trong đó:
- L =115 mm: chiều dài gia công.
- L1: chiều dài ăn dao. Được tính theo công thức: L1= +( 0,5÷3) mm.
Với D = 80 mm, t = 1.5 ta có: L1= +( 0,5÷3)mm. Chọn L1 =12 mm.
- L2 = 2 mm: chiều dài thoát dao.
Vậy:
0,86 (phút).
- Bước phay tinh :
Hoàn toàn tương tự như phay thô ta cũng có: L = 115 mm, tính và chọn L1= 8 mm ,
L2 = 2 mm . Do đó ta cũng có:
1,68 (phút).
- Toàn bộ nguyên công:
Công thức tính thời gian cho toàn bước gia công (Trang 58 [1]):
Ttc = Tc + Tp + Tpv + Ttn (phút)
Trong đó :
- Ttc : thời gian cơ bản của nguyên công.
- Tp : Thời gian phụ, Tp = 10% .Tc
- Tpv: thời gian phục vụ chỗ làm việc: Tpv= 11 % .Tc.
- Ttn: thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân: Ttn= 11 % .Tc.
Vậy ta được : Ttc = Tc + 10%. Tc + 11 % .Tc + 11 % .Tc = 1,26 . Tc
= 1,26 . (0,68+0,86) = 3,2 (phút.)
1.1.3 Nguyên công 7: Vát mép.
1-Sơ đồ định vị và kẹp chặt :
Sau khi mặt đáy và hai lỗ được gia công ta chọn mặt đáy và hai lỗ làm chuẩn tinh thống nhất. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, trong đó 3 chốt tỳ mặt phẳng ở mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do, lỗ Ø15 định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn, một bậc tự do nữa được định vị bằng một chốt vát.
Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít , phương lực kẹp như hình vẽ.
2-Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12.
- Công suất truyền dẫn chính: 1,7 Kw
- Bàn máy cỡ số 1 kichs thước: 320 x 1250 mm.
- Số cấp tốc độ : 18 cấp gồm \: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180 và 1500.
- Số cấp chạy dao: 18 cấp
- Lượng chạy dao dọc: Sd = 23,5 ÷1180 mm/phút.
- Lượng chạy dao ngang: Sn = 23,5 ÷1180 mm/phút.
3-Chọn dao:
Đề vát mép ta dùng dao phay góc có các thông số sau: D = 40 mm, d = 16 mm, B= 8 mm ,α = 450.
4-Tra lượng dư:
lượng dư vát mép là 3 mm.
5-Chế độ cắt:
- Chiều sâu cắt: t = 2 mm.
- Lượng chạy dao: S = 0,65 mm/Răng.
- Tốc độ cắt: Tra bảng 5-171 [2] ta chọn: V=42 m/Phút
- Số vòng quay trục chính:
334 m/phút.
- Chọn theo máy n = 302 vòng/phút, ta tính lại vận tốc cắt được:
37,9 m/phút.
- Lượng chạy dao tính theo phút:
Sp = Sc . n = 0,65.302 = 196,3 mm/phút.
- Công suất cắt yêu cầu: P = 1,2 Kw.
6-Tính thời gian cơ bản cho từng bước nguyên công.
Theo bảng 31 [1] thì thời gian cơ bản tính theo công thức sau:
(phút).
Trong đó:
- L = 302 mm: chiều dài gia công.
- L1: chiều dài ăn dao. Được tính theo công thức: L1= +( 0,5÷3) mm.
Với D = 40 mm, t = 2 ta có: L1=+( 0,5÷3)mm. Chọn L1 =11 mm.
- L2 = 5 mm: chiều dài thoát dao.
Vậy :
1,62(phút).
1.1.4 Nguyên công 8: Nhiệt luyện.
Phương pháp nhiệt luyện như sau:
Trộn bột than và một lượng nhỏ chất xúc tác Na2CO3 trộn đều cho vào hộp cùng với chi tiết, để chi tiết cách nhau khoảng 2,5 mm. Đưa hộp vào lo nung đến nhiệt độ t = 9000C ÷9500C, tùy theo yêu cầu chiều dày lớp thấm tôi ta chọn thời gian thích hợp, chiều dày lớp thấm càng lớn thì thời gian thấm càng dài trong khoảng 2 ÷4h.
Sau khi thấm tôi, ta tiến hành tôi và ram chi tiết để đạt độ cứng yêu cầu
1.1.5 Nguyên công 9: Nguyên công kiểm tra.
Mục đích: nguyên công kiểm tra nhằm loại bỏ các chi tiết không đảm bảo chất lượng và không đúng yêu cầu kỹ thuật vì vậy đây là bước không thể thiếu trong quá trình gia công chi tiết.
Sơ đồ định vị và kẹp chặt để kiểm tra như sau:
- Nội dung kiểm tra:
Độ không song song của bề mặt đối diện không vượt quá 0,008/100 mm.
Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ Ø15 mm, Ø20mm không vượt quá 0,03/100 mm.
Độ không song song giữa hai đường tâm lỗ Ø15mm,Ø20mm không vượt quá 0,05/Toàn bộ chi tiết.
- Dụng cụ kiểm tra:
Đồng hồ đo, giá ga đặt đồng hồ, cử tì di động và tay vặn
- Cách đo và đánh giá kết quả:
Gá đặt đồng hồ lên giá và đặt lên mặt đáy, đưa cử tì lên mặt chi tiết và điều chỉnh kim đồng hồ về vạch số không. Tịnh tiến đồng hồ sang trái ở vị trí cuối cùng đọc giá trị trên đồng hồ, cho đồng hồ tịnh tiến và đọc giá trị ghi giá trị thay đổi trên đồng hồ.
- PHẦN III:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG PHAY MẶT TRÊN.
2.1 Mục đích,yêu cầu của nguyên công,sơ đồ định vị và kẹp chặt.
- Mục đích và yêu cầu:
Mặt đáy là mặt phẳng được chọn làm chuẩn tinh thống nhất để gia công các mặt còn lại của chi tiết nên nguyên công này yêu cầu phay đạt độ nhám bề mặt Ra = 2,5 µm
- Sơ đồ định vị:
Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do: trong đó 3 chốt tỳ nhám ở mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ cầu ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do. Chi tiết được kẹp chặt từ phải qua bằng cơ cấu ren vít.
2.2 Tính toán lực (mô men) tác dụng lên chi tiết
Lực tác dụng lên chi tiết được tính theo công thức:
Pz= KMP.Pz (N)
Trong đó: Z: số răng dao.
n: số vòng quay của dao (vòng/phút).
KMP: hệ số điều khiển cho chất lượng của vật liệu gia công.
Cp: các số mũ được tra trong bảng 5.41 [ 3].
|
Cp |
q |
x |
u |
w |
y |
|
82,5 |
1,1 |
0,95 |
1,1 |
0 |
0,8 |
Thay số ta tính được Pz:
922,9 N
2.3 Tính toán lực (mô men) tác dụng lên chi tiết
Sơ đồ phân tích lực:
Các thành phần lực được tinh như sau (Đơn vị N):
- Lực hướng kính: Py= (0,2÷0,4).Pz
- Lực chạy dao: Ps= (0,3 ÷0,4). Pz
- Lực vuông góc với lực chạy dao: Pv = (0,85÷ 0,9) .Pz
Để đơn giản cho việc tính lực kẹp ta cho rằng chỉ có lực Ps tác dụng lên chi tiết với Ps= (0,3 ÷ 0,4) Pz = 370 N. Trong trường hợp này cơ cấu kẹp phải tạo ra lực ma sát P lớn hơn lực Psvà P tính theo công thức:
P = P1+ P2= (W1+W2)f = W .f ≥ Ps.
Để đảm bảo đủ lực kẹp ta thêm hệ số K.
W =K.PS/f.= 925 N
Với :
- W là lực kẹp tổng hợp.
- K lá hệ sô an toàn = 1,2 ÷ 1,5.
- f là hệ số mà sát = 0,5÷ 0,8
Sơ đồ tính lực kẹp cơ cấu ren vít như sau:
- Lực cần tác động vào tay quay để có lực kẹp là:
QL= W.[.tan(ψ + φqd)+ µ.R.]
Trong đó:
- Bán kính trung bình của ren bằng: rtb = d/2 =8mm.
- Góc nâng của ren là: ψ=30 :
- Góc ma sat quy đổi: φqd =6034’ :
- Bán kính trục vít: R =10 mm :
- Chiều dài tay quay: L= 14.d = 14.16 = 224 mm
- Góc côn: = 1200 và µ =0,1
- Thay số tính đươc:
Q = 12,7 kG
- Mômen vặn tay quay sẽ là :
M =Q.rtb= 12700 . 0,008 = 101,6 Nm.
2.4 Tính toán sức bền của chi tiết trục vít và sai số gá đặt cho chi tiết.
- Kiểm tra độ bền kéo của trục vít:
Wcho phép = 0,5 d2.[]k
Trong đó []k là sức bền kéo cho phép của vật liệu làm trục vít
[]k = 800kG/cm2.
Wcho phép = 0,5.1,62.800=10240 N
WWcho phép suy ra trục vít thỏa mãn độ bền kéo.
- Tính sai số gá đặt cho kích thước gia công được tính theo công thức:
Trong đó:
εgđ_ sai số gá đặt.
εc_ sai số chuẩn.
εct_ sai số chế tạo.
εk_ sai số kẹp chặt.
εm_ sai số mòn của đồ gá.
εck_ sai số điều chỉnh của đồ gá
Tra bảng 7.3 trang 36 [6] ta có sai số gá đặt εgđ = 150 μm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Gs.Ts. Trần Văn Địch : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy –Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật -2007.
[2]. Gs.TS. Nguyễn Đắc Lộc (chủ biên): Sổ tay công nghệ chế tạo máy- Tập 1- Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- 2007.
[3]. Gs.TS. Nguyễn Đắc Lộc (chủ biên): Sổ tay công nghệ chế tạo máy- Tập 2- Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- 2005.
[4]. Gs.TS. Nguyễn Đắc Lộc (chủ biên): Sổ tay công nghệ chế tạo máy- Tập 3- Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- 2006.
[5]. Chế độ cắt gia công cơ khí- Trường cao đẳng công ngiệp Hà Nội.
[6]. Gs.Ts. Trần Văn Địch : Sổ tay và Atlat đồ gá – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội - 2000.
[7]. Châu Mạnh Lực – Phạm Văn Song: Trang bị công nghệ và cấp phôi tự động - Đại học bách khoa Đà Nẵng - Khoa Cơ khí.
[8]. Ninh Đức Tốn – Sổ tay dung sai lắp ghép – Nhà xuất bản giáo dục – 2000.
[9]. Lưu Đức Bình – Giáo trình công nghệ chế tạo máy - Đại học bách khoa Đà Nẵng - Khoa Cơ khí.
