đồ án chế tạo máy

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án CNCTM Khoa Cơ Khí

Lời nói đầuCông nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò vô cùng quan

trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của ngành

là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân. Vì

vậy việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy luôn là mối quan tâm đặc biệt của

Đảng và Nhà nước ta. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của

các trường đại học, đặc biệt. đối với trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

thì khoa cơ khí là một khoa truyền thống của trường với hơn 40 năm xây dựng và

phát triển.

Qua một thời gian được học tập, rèn luyện tại khoa cơ khí, em đã được giao đề

tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng C12”. Trong quá trình

làm đồ án, em đã thấy rõ tầm quan trọng của đồ án công nghệ đối với bản thân em

cũng như các bạn sinh viên khác. Em đã tổng hợp được các kiến thức có liên quan

đến các môn chuyên ngành và cơ sở ngành: Công nghệ chế tạo máy, đồ gá, nguyên

lý cắt, máy cắt, sức bền vật liệu… Đồ án cũng là sự cụ thể hóa kiến thức lý thuyết

vào một công việc cụ thể- công việc của một người kỹ sư cơ khí thực sự.

Dưới sự hướng dẫn của cô Vũ Thị Quy cùng sự cố gắng của bản thân, đến nay

em đã hoàn thành đồ án của mình. Vì kiến thức còn hạn chế và chưa có nhiều kinh

nghiệm thực tiễn nên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu sót.

Em xin cảm ơn các thầy cô thuộc khoa cơ khí đặc biệt là cô Vũ Thị Quy đã

giúp đỡ em hoàn thành đồ án này!

Hưng Yên, tháng … năm 2010

Sinh viên

Bùi Quang Trung

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị QuySinh viên thực hiện: Bùi Quang Trung

1


I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết- Đây là chi tiết dạng càng có chức năng truyền chuyển động thẳng của chi tiết

này thành chuyển động quay của chi tiết khác.

- Các chi tiết dạng càng được dùng rất phổ biến trong các hộp tốc độ và trong

các máy công cụ.

- Các bề mặt quan trọng của chi tiết càng này là các bề mặt trụ trong của các lỗ

Ф20 và Ф12, chi tiết được lắp trên một trục đỡ, trục này làm việc trong trạng thái

tĩnh và nó được lắp trên thân hộp:

- Các kích thước quan trọng bao gồm:

+ Kích thước đường kính lỗ Φ20, 2 lỗ Φ12.

- Điều kiện kỹ thuật của chi tiết:

+ Các lỗ cơ bản được gia công đạt độ chính xác cấp 7 – 8, độ nhám

bề mặt Rz = 40 µm.

+ Gia công các lỗ đảm bảo dung sai: lỗ Φ20+0,033, lỗ Φ12+0,027.

+ Dung sai khoảng cách giữa các lỗ đạt ±0,1.

II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiếtTừ bản vẽ ta thấy:

- Chi tiết có kết cấu đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có

thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định đủ cho phép thực hiện nhiều

nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện gá đặt nhanh. Đó

là mặt phẳng đáy và ba lỗ vuông góc với nó.

- Chi tiết càng không có bề mặt nào không vuông góc với tâm lỗ ở hành trình

vào cũng như ra của dụng cụ gia công lỗ. Các kích thước ren lại tiêu chuẩn nên dễ

dàng gia công bằng các dụng cụ đã được tiêu chuẩn hóa.

- Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc. Kết cấu tương đối đơn giản.


2


Trong chi tiết dạng càng, tính công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và

độ chính xác gia công. Với chi tiết gia công ta thấy kết cấu của chi tiết phù hợp về

độ cứng vững, mặt đầu song song, kết cấu đối xứng và thuận lợi cho việc chọn

chuẩn thô cũng như chọn chuẩn tinh thống nhất

III. Xác định dạng sản xuất Muốn xác định được dạng sản xuất, trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm

của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức:

N = N1.m.(1+ )

Trong đó: N: số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: số sản phẩm được sản xuất trong một năm (20000 sp/năm)

m : số chi tiết trong một sản phẩm

α : phế phẩm trong xưởng đúc α = (3÷6)% , chọn α = 4%

β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = (5÷7)%, chọn β = 6%.

Vậy N = 20000.1.(1+ ) = 22000 (chi tiết/năm)

- Trọng lượng của chi tiết:

Q1=V.γ (kg)

Trong đó: : Trọng lượng của chi tiết (kg)

V : Thể tích của chi tiết (dm )

γ : Trọng lượng riêng của vật liệu

γthép = 7,852 (kg/dm )

- Xác định thể tích của chi tiết. Ta chia thể tích của chi tiết thành các thể tích

V1, V2, V3, V4, V5 như hình vẽ:


3


Thể tích V1= V1’ + V1

” + V1”’ :

V1’ = = 18270 (mm3) = 0,01827 (dm3)

V1” = V1

’ = 0,01827 (dm3)

V1”’= 12.150.14 = 25200 (mm3) = 0,0252 (dm3)

=> V1 = V1’ + V1

” + V1”’= 0,01827 + 0,01827 + 0,0252 = 0,06174 (dm3)


” + V2”’:

V2’ = = 2593,2 (mm3) = 0,0025932 (dm3)

V2” = = 2518,9 (mm3) = 0,0025189 (dm3)

V2”’= V2

” = 0,0025189 (dm3)

=> V2 = V2’ + V2

” + V2”’= 0,0025932 + 0,0025189 + 0,0025189 = 0,007631 (dm3)


4



” + V3”’:

V3’ ≈ ≈ 7234,56 (mm3) ≈ 0,00723456 (dm3)

V3” ≈ ≈ 14519,36 (mm3) ≈ 0,01451936 (dm3)

V3”’= V3

’ = 0,00723456 (dm3)

=>V3 ≈ V3’ + V3

” + V3”’ = 0,00723456 + 0,01451936 + 0,00723456 = 0,029 (dm3)

Thể tích V4 = 75.49,75.14 = 52237,5 (mm3) = 0,0522375 (dm3)

Thể tích V5 = V5’ + V5

” + V5”’:

V5’ = = 3391,2 (mm3) = 0,0033912 (dm3)

V5” = = 9420 (mm3) = 0,00942 (dm3)

V5”’= V5

’ = 0,0033912 (dm3)

=> V5 ≈ V5’ + V5

” + V5”’ ≈ 0,0033912 + 0,00942 + 0,0033912 ≈ 0,0162024 (dm3)

Vậy thể tích của chi tiết là: V ≈ V1 + V2 + V3 + V4 - V5 = 0,06174 + 0,007631 +

0,029 + 0,0522375 - 0,0162024 ≈ 0,1344061 (dm3)

- Trọng lượng của chi tiết:

Q1 ≈ 0,1344061.7,852 ≈ 1,055 (kg)

Dựa vào bảng 2 (trang 13-[1]) ta chọn dạng sản xuất là: hàng loạt lớn.

Dạng sản xuất Q – Khối lượng của chi tiết

> 200 kg 4 – 200 kg < 4 kg


5


Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc)

Đơn chiếc

Hàng loạt nhỏ

Hàng loạt vừa

Hàng loạt lớn

Hàng khối

< 5

55 – 100

100 – 300

300 – 1000

> 1000

< 10

10 – 200

200 – 500

500 – 1000

> 5000

< 100

100 – 500

500 – 5000

5000 – 50000

> 50000

IV. Xác định phương pháp chế tạo phôiLoại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản

xuất và điều kiện cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương.

Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích

thước và dung sai của phôi.

Sau đây là một số phương pháp chế tạo phôi thường dùng trong chế tạo máy

là:

Phôi dập: thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng

côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập,

trục khuỷu…Các chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập

đứng. Đối với các chi tiết đơn giản thì khi dập không có bavia, còn chi tiết phức tạp

sẽ có bavia (lượng bavia khoảng 0,5% - 1% trọng lượng của phôi)

Phôi rèn tự do: Thường được dùng trong sản xuất hang loạt

nhỏ và sản xuất đơn chiếc. Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong điều kiện sản

xuất nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập).

Phôi đúc : Được dùng cho các loại chi tiết như: Các gối đỡ, các

chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập… Vật liệu dùng

cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác. Có một số

phương pháp đúc sau:

- Đúc trong khuôn cát:

+ Ưu điểm: Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.Có thể

đúc được các vật có khối lượng nhỏ hoặc rất lớn. Đúc được các vật có


6


hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó thực hiện. Nhiều

phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng suất rất cao, góp

phần hạ giá thành sản phẩm.

+ Nhược điểm: Có thể có khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy

hết các lòng khuôn, vật đúc bị nứt.

- Đúc trong khuôn kim loại:

+ Ưu điểm: Tốc độ nguội lớn, cơ tính vật đúc đảm bảo. Độ bóng, độ

nhẵn bề mặt, độ chính xác lòng khuôn cao nên chất lượng vật đúc tốt.

Tiết kiệm thời gian làm khuôn nên giá thành rẻ

+ Nhược điểm: Độ thoát khí kém, không có tính lún nên gây khó khăn

trong công nghệ đúc. Không đúc được những vật có kết cấu phức tạp,

thành mỏng, khối lượng lớn. Giá thành chế tạo khuôn cao.

- Đúc trong khuôn mẫu chảy: Vật đúc có độ chính xác cao nhờ có lòng

khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân cách, không cần chế tạo lõi riêng. Độ

nhẵn bề mặt đảm bảo. Tuy nhiên năng suất đúc thấp, chỉ áp dụng cho đúc

những kim loại quý hiếm như vàng, bạc…

- Đúc áp lực:

+ Ưu điểm: Đúc được các vật phức tạp, thành mỏng (1-5mm). Đúc được

các loại lỗ có kích thước nhỏ. Độ bóng và độ chính xác cao. Cơ tính của

vật đúc cao nhờ mật độ của hạt đúc lớn. Năng suất cao, khả năng cơ khí

hóa thuận lợi

+ Nhược điểm: Không dùng được lõi cát, hình dáng của lỗ phải đơn

giản. Khuôn chóng mòn do dòng chảy áp lực của hợp kim ở nhiệt độ

cao.

=> Kết luận: Dựa vào: kết cấu của chi tiết càng

Vật liệu: thép 45 . Khối lượng chi tiết: 1,055 kg

Dạng sản xuất: sản xuất hàng loạt lớn


7


Đồng thời, dựa vào đặc điểm cũng như ưu, nhược điểm của từng phương

pháp chế tạo phôi, em chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại là phương pháp

chế tạo phôi tối ưu nhất cho chi tiết. Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch phôi

và ba via.Chi tiết đúc đạt độ chính xác cấp I.

V. Lập thứ tự các nguyên công.Chọn phương pháp gia công

Gia công mặt phẳng A đạt độ bóng Rz40 bằng phương

pháp phay, dùng dao phay mặt đầu. Đầu tiên là phay thô, sau đó phay tinh.

Gia công mặt phẳng B đạt độ bóng Rz40 bằng phương

pháp phay, dùng dao phay mặt đầu. Đầu tiên là phay thô, sau đó phay tinh.

Gia công lỗ Φ20 đạt độ bóng Ra = 2,5 bằng phương pháp

khoan – doa.

Gia công 2 lỗ Φ12 đạt độ bóng Ra = 2,5 bằng phương

pháp khoan – doa.

Gia công mặt đầu của 2 vấu Φ8 bằng phương pháp phay.

Gia công mặt đầu của vấu Φ6 bằng phương pháp phay.

Gia công lỗ Φ4 bằng phương pháp khoan.

Gia công 2 lỗ Φ3,5 (mm) để tarô M4.

Lập tiến trình công nghệ

Sau nguyên công chuẩn bị phôi, tiến trình công nghệ gia công chi tiết gồm 6

nguyên công, thứ tự các nguyên công như sau:

Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A.

Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B.

Nguyên công 3: Khoan – khoét – doa lỗ Φ20.

Nguyên công 4: Khoan – doa 2 lỗ Φ12.

Nguyên công 5: Phay mặt đầu 2 vấu Φ8.

Nguyên công 6: Phay mặt đầu vấu Φ6.

Nguyên công 7: Khoan lỗ Φ4.

Nguyên công 8: Khoan và tarô M4.


8


Nguyên công 9: Kiểm tra.

Thiết kế nguyên công

Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A.

* Sơ đồ gá đặt:

-


9


Chi tiết được định vị ở mặt phẳng B thông qua các phiến tỳ và khối V khống

chế 5 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy.

- Chi tiết được kẹp chặt bằng vít thông qua miếng đệm. Phương của lực kẹp

song song với bề mặt định vị chính và hướng vào khối V.

* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang221-[2])

Mặt làm việc của bàn máy: 320 × 1250 mm

Công suất động cơ: N = 7 kw

Hiệu suất máy: η = 0.75

Số vòng quay trục chính: 30; 37.5; 47.5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300;

375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

* Chọn dao:

Ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có thông số :

100 x 50 x 32 x 10 – BK6.

* Bước công nghệ :

- Bước 1: Phay thô

- Bước 2: Phay tinh

Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B

* Sơ đồ định vị và kẹp chặt


10


- Chi tiết được định vị ở mặt phẳng A thông qua các phiến tỳ và khối V khống

chế 5 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy.



* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang221-[2])





375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

* Chọn dao:

Ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có thông số:

100 x 50 x 32 x 10 – BK6.

* Bước công nghệ :

- Bước 1: Phay thô

- Bước 2: Phay tinh đảm bảo kích thước 30±0,05.


11


Nguyên công 3: Khoan – khoét – doa lỗ Φ20


- Chi tiết được định vị ở mặt phẳng đáy thông qua các phiến tỳ và khối V

khống chế 5 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy.



* Chọn máy: Chọn máy khoan 2A135 (Phần phụ lục trang220-[2])

Công suất máy: Nm = 6 kw

Số cấp tốc độ: 9 cấp. Giới hạn số vòng quay trục chính: 68 ÷ 1100 vòng/phút.

Số cấp chạy dao: 11 cấp.

Đường kính lớn nhất có thể gia công được: 35mm

* Chọn dao:

- Chọn mũi khoan Ф18 (Bảng 4-42 trang 328-[3])

+ Chiều dài là: 228 mm


12


+ Chiều dài phần cắt là: 130 mm

- Chọn mũi khoét Ф19,8 x P18

- Chọn mũi doa Ф20 có gắn mảnh hợp kim cứng chuôi côn có: D = 24, L =

140, l = 18 (Bảng 4-49 trang 336-[3])

Nguyên công 4: Khoan – doa 2 lỗ Φ12


- Chi tiết được định vị ở mặt phẳng đáy thông qua các phiến tỳ và chốt trụ

ngắn khống chế 5 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy.

- Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp. Phương của lực kẹp vuông góc với bề

mặt định vị chính và hướng vào bề mặt định vị chính.

* Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 (Phần phụ lục trang 220-[2])

Công suất máy: Nm = 2,8 kw




* Chọn dao:

- Chọn mũi khoan Ф11,8 (Bảng 4-42 trang 327- [3])

+ Chiều dài là: 175 mm


13


+ Chiều dài phần cắt là: 94 mm

- Chọn mũi doa Ф12 có gắn mảnh hợp kim cứng chuôi côn có: D = 12, L =

140, l = 16 (Bảng 4-49 trang 336-[3])

Nguyên công 5: Phay mặt đầu 2 vấu Φ8

*Sơ đồ định vị và kẹp chặt

- Chi tiết được định vị ở mặt phẳng đáy thông qua các phiến tỳ, chốt trụ ngắn

và chốt trám khống chế 6 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy,

oz.


vuông góc và hướng vào bề mặt định vị chính.

* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang 221 - [2])





14



375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

*Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao phay đĩa răng chắp.

Nguyên công 6: Phay mặt đầu vấu Φ6.




oz.



* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang 221 - [2])





15



375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

*Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao phay trụ.

Nguyên công 7: Khoan lỗ Φ4.


-

Chi tiết được định vị ở mặt phẳng đáy thông qua các phiến tỳ, chốt trụ ngắn và

chốt trám khống chế 6 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy, oz.


16




*Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 (Phần phụ lục trang 220 - [2])





*Chọn dụng cụ cắt: Mũi khoan Φ4. L = 75, l = 43 (mm).

Nguyên công 8: Khoan và tarô M4.




oz.


17


- Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp. Phương của lực kẹp vuông góc và

hướng vào bề mặt định vị chính.

*Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 (Phần phụ lục trang 220 - [2])





*Chọn dụng cụ cắt

Mũi khoan Φ3,5. L = 70, l = 39 (mm). Mũi tarô M4.

Nguyên công 9: Kiểm tra

- Kiểm tra độ vuông góc của đường tâm các lỗ với hai mặt.

- Kiểm tra độ song song của đường tâm các lỗ.

- Kiểm tra độ song song của hai mặt.


18


IV. Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần đảm

bảo hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất vì:

Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, mất nhiều thời gian gia công, đi kèm

với nó là những tổn hao về máy móc, dụng cụ cắt, lao động… dẫn đến giá thành

sản phẩm tăng

Nếu lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi sai lệch phôi.

Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng 2 phương pháp sau đây để xác

định lượng dư gia công:

Phương pháp thống kê kinh nghiệm

Phương pháp phân tích tổng hợp

Phương pháp thống kê kinh nghiệm xác định lượng dư gia công bằng kinh

nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia

công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.

Phương pháp tính toán phân tích tổng hợp dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố

tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.

Trong đồ án này chỉ tính lượng dư theo phương pháp tính toán phân tích cho

nguyên công III và IV: gia công lỗ Ф20 và 2 lỗ Ф12. Các nguyên công còn lại

thống kê theo kinh nghiệm.

Tính lượng dư cho nguyên công khoan lỗ Ф20:

Ta thấy vật liệu của chi tiết là thép, khối lượng của chi tiết là 1,055 kg độ

chính xác cấp II. Quy trình công nghệ gia công chi tiết gồm 2 bước: phay thô, phay

tinh. Tra bảng 10 trang 39-[1] chất lượng bề mặt của các loại phôi khác nhau ta có:

Rz = 250 (μm)

Ta = 350 (μm)

Sau bước gia công thô ta có Rz = 50 (μm) Ta = 0 (Vì vật liệu làm bằng thép)

* Sai lệch không gian tổng cộng (ρp) được tính theo công thức:

ρp =

Trong đó: ρc – Sai số do độ cong vênh của chi tiết sau khi đúc


19


ρc = ∆k.l

Tra bảng 15 (hdtk) ta có đối với phôi đúc thì (μm)

Vậy: ρc = 0,002.30 = 0,06 (mm) = 60 (μm)

ρcm = 700 μm

Vậy ρp = = 702,6 (μm)

Sai số không gian còn lại sau khi phay thô là:

ρ1 = 0,05. ρp = 0,05.702,6 ≈ 35 (μm)

Sai số gá đặt khi phay thô là:

Trong trường hợp này: εc = 0 vì gốc kích thước trùng với chuẩn định vị.

Vậy: εgd1 = εkc

Tra bảng 24 trang48-[1] được εkc = 60 (μm) → εgd1 = 60 (μm)

Vậy sai số gá đặt khi phay thô là: εgd1 = 60 (μm)

Khi phay tinh không thay đổi gá đặt nên sai số gá đặt còn lại là:

εgđ2 = 0,05. εgd1 = 0,05.60 = 3 (μm)

* Xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

Lượng dư nhỏ nhất khi phay thô là:

= 2725,2 (μm) = 2,7252 (mm)

Lượng dư nhỏ nhất khi phay tinh là:

= 276 (μm) = 0,276(mm)

* Kích thước tính toán:

- Phay tinh: l2 = 30,05 (mm)

- Phay thô : l1 = 30,05 + 0,276 = 30,326 (mm)

- Phôi : lp = 30,326 + 2,7252 = 33,0512 (mm)

* Kích thước giới hạn lớn nhất:

- Phay tinh: l2 = 30,05 (mm)

- Phay thô : l1 = 30,33 (mm)

- Phôi : lp = 33,05 (mm)

*Dung sai của các bước là: 1 = 100 (μm); 2 = 300 (μm); ph = 800 (μm)


20


* Kích thước giới hạn nhỏ nhất:

- Phay tinh: l2 = 30,05 - 0,1 = 29,95(mm)

- Phay thô : l1 = 30,33 - 0,3 = 30,03 (mm)

- Phôi : lp = 33,05 - 0,8 = 32,25 (mm)

* Lượng dư giới hạn:

- Khi phay tinh:

Zmax = 30,33 – 30,05 = 0,28 (mm)

Zmin = 30,03 – 29,95 = 0,08 (mm)

- Khi phay thô:

Zmax = 33,05 – 30,33 = 2,72 (mm)

Zmin = 32,25 – 30,03 = 2,22 (mm)

* Lượng dư tổng cộng

Zomax = 0,28 + 2,72 = 3 (mm)

Zomin = 0,08 + 2,22 = 2,3 (mm)

Từ các kết quả tính toán ở trên ta đưa ra bảng lượng dư gia công như sau:

Bước CN

Các yếu tố (μm)Lượng

dư tính

toán

Zbmin

(μm)

Kích

thước

tính

toán

δ (μm)

Kích thước giới

hạn (mm)

Lượng dư giới

hạn (μm)

Rza Ta ρ ε

lmin lmax Zmin Zmax

Phôi 250 350 702.6 - - 33,0512 800 32,25 33,05 - -

Phay thô 50 0 35 60 2725,2 30,326 300 30,03 30,33 2220 2720

Phay tinh 40 - 3 276 30,05 100 29,95 30,05 80 280

* Kiểm tra kết quả tính toán:

2Zomax - 2Zomin = 280 – 80 = 200 (μm)

δp – δct = 300 – 100 = 200 (μm)

Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại:

Chi tiết là thép 45 đúc với cấp chính xác I nên ta tra bảng 3-94 [3] có:

Nguyên công 1: Mặt phẳng A có lượng dư là 3 (mm)

Nguyên công 3: Lỗ Φ20 được đúc đặc để thuận tiện cho việc làm khuôn

Nguyên công 4: 2 lỗ Φ12 được đúc đặc để thuận tiện cho việc làm khuôn


21


Nguyên công 5: Mặt đầu các vấu có lượng dư là 2 (mm)

Nguyên công 6: Lỗ Φ4 được đúc đặc

Nguyên công 7: 2 lỗ M4 được đúc đặc

V. Tính và tra chế độ cắt cho các nguyên công

5.1 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A

* Bước phay thô:

Chiều sâu cắt: t = 2,5 (mm)

Lượng chạy dao Sz = 0,2 (mm/răng) (tra bảng 5-125- trang113[4]

Lượng chạy dao vòng : So = Sz.z = 0,2.10 = 2 (mm/vòng)

Tốc độ cắt V: V = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6

Tra bảng 5-126 trang114[4] có:Vb = 226

Các hệ số điều chỉnh:

k1=0,8 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi.

k2=1 hệ số phụ thuộc vào chu kỳ tuổi bền của dao

k3=1 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng

k4=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công

k5=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay.

K6=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính φ

Do vậy V = 226.0,8 = 180,8 m/phút

Số vòng quay của trục chính:

(vòng/phút)

Chọn số vòng quay theo máy: nmáy = 600 (vòng/phút)

Tốc độ cắt thực tế Vtt= (m/phút)

Lượng chay dao phút: Sphút=So.nmáy=2.600=1200 (mm/phút)

Chọn lượng chạy dao theo máy Sphút-máy=1180 (mm/phút)

* Bước phay tinh:


Lượng chạy dao : Tra bảng 5-131trang 119[4] có So = 1,9 (mm/vòng)


22


Lấy nmáy= 600 (vòng/phút) và Vtt = 188,4 (m/phút) theo bước phay thô

Lượng chạy dao phút: Sphút = So.nmáy 1,9.600 = 1140


5.2 Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B

* Bước phay thô:


Lượng chạy dao Sz = 0,2 (mm/răng) (tra bảng 5-125- trang113[4]

Lượng chạy dao vòng : So = Sz.z = 0,2.10 = 2 (mm/vòng)

Tốc độ cắt V: V = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6

Tra bảng 5-126 trang114[4] có:Vb = 226

Các hệ số điều chỉnh:

k1=0,8 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi.

k2=1 hệ số phụ thuộc vào chu kỳ tuổi bền của dao

k3=1 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng

k4=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công

k5=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay.

K6=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính φ

Do vậy V = 226.0,8 = 180,8 m/phút

Số vòng quay của trục chính:

(vòng/phút)



Lượng chay dao phút: Sphút=So.nmáy=2.600=1200 (mm/phút)


* Bước phay tinh:


Lượng chạy dao : Tra bảng 5-131trang 119[4] có So = 1,9 (mm/vòng)

Lấy nmáy= 600 (vòng/phút) và Vtt = 188,4 (m/phút) theo bước phay thô


23


Lượng chạy dao phút: Sphút = So.nmáy 1,9.600 = 1140


5.3 Nguyên công 3: Khoan – khoét – doa lỗ Φ20:

*Bước khoan:Khoan lỗ Φ18

Chiều sâu cắt: (mm)

Lượng chạy dao: Tra bảng 5-25 trang 21[4] có: S = 0,36 (mm/vòng)

Chọn lượng chạy dao theo máy là: Smáy=0,32 (mm/vòng)

Tốc độ cắt: Tra bảng 5-86 trang 83[4] có : V = 27,5 (m/phút)

Số vòng quay trục chính: (vòng/phút)

Chọn số vòng quay theo máy: nmáy = 530

Tốc độ cắt thực tế: Vtt= (m/phút)

*Bước khoét: Khoét lỗ Φ19,8


Lượng chạy dao: Tra bảng 5-26 trang 22[4] có: Sb = 0,6 (mm/vòng)

Hệ số điều chỉnh kos= 0,7 => S = Sb.kos = 0,6.0,7 = 0,42 (mm/vòng)


Tốc độ cắt: Tra bảng 5-105 trang96[4] có : V = 29,5 (m/phút)




*Bước doa: Doa lỗ Φ20






24





5.4 Nguyên công 4: Khoan – doa 2 lỗ Φ12

*Bước 1: Khoan - doa lỗ Φ12 thứ nhất

+Khoan lỗ Φ11,8




Tốc độ cắt: Tra bảng 5-86 trang 83[4] có : V = 24 (m/phút)




+ Doa lỗ Φ12








*Bước 2: Khoan - doa lỗ Φ12 thứ hai

+ Khoan lỗ Φ11,8



25








+ Doa lỗ Φ12








5.5 Nguyên công 5: Phay mặt đầu vấu Φ6 và 2 vấu Φ8

Chiều sâu cắt: t = 2 (mm)

Lượng chạy dao : Tra bảng 5-37 trang31[4] có:

Lượng chạy dao vòng : S = 0,5 (mm/vòng)

Tốc độ cắt V: Tra bảng 5-132 trang119-120[4] có:V = 71 (m/phút)

Số vòng quay của trục chính: (vòng/phút)



Lượng chay dao phút: Sphút=So.nmáy=0,5.475=237,5 (mm/phút)


5.6 Nguyên công 6: Khoan lỗ Φ4


26









5.7 Nguyên công 7: Khoan và tarô M4

*Bước 1: Khoan lỗ Φ3,5








*Bước 2: Tarô M4

VI. Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

Thời gian gia công cơ bản được xác định theo công thức:

Trong đó: L : Chiều dài bề mặt gia công

L1: Chiều dài ăn dao (khoảng chạy tới)

L2: Chiều dài thoát dao (Khoảng chạy quá)

S : lượng chạy dao vòng

n : số vòng quay hay hành trình kép/phút


27


Ta có S.n = Sphút (lượng chạy dao phút)

Vậy thời gian gia công cơ bản được tính theo công thức:

6.1 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A bằng dao phay mặt đầu

*Bước !: Phay thô

Sphút-máy=1180 (mm/phút); L = 180 mm

L1 = + 2 = mm; L2 = 3 mm

→ To = = 0,17 (phút)

*Bước 2: Phay tinh


L1 = + 2 = mm; L2 = 3 mm

→ To = = 0,2 (phút)

Vậy thời gian gia công cơ bản của nguyên công 1 là:

To1= 0,17+0,2=0,37 (phút)

6.2 Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B bằng dao phay mặt đầu

*Bước !: Phay thô


L1 = + 2 = mm; L2 = 3 mm

→ To = = 0,17 (phút)

*Bước 2: Phay tinh


L1 = + 2 = mm; L2 = 3 mm

→ To = = 0,2 (phút)


To2 = 0,17 + 0,2 = 0,37 (phút)

6.3 Nguyên công 3: Khoan – khoét – doa lỗ Φ20:


28


*Bước !: Khoan lỗ Φ18

Sphút-máy= S.n = 0,32.530 = 169,6 (mm/phút); L = 30 (mm)

L1 = (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,16 (phút)

*Bước 2: Khoét lỗ Φ19,8


L1 = 3 (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,11 (phút)

*Bước 3: Doa lỗ Φ20

Sphút-máy= S.n = 0,72.275 = 198 (mm/phút); L = 30 (mm)

L1 = 3 (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,13 (phút)


To3 = 0,16 + 0,11 + 0,13 = 0,4 (phút)

6.4 Nguyên công 4: Khoan – doa 2 lỗ Φ12

*Bước !: Khoan lỗ Φ11,8


L1 = (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,1 (phút)

*Bước 2: Doa lỗ Φ12


L1 = 3 (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,1 (phút)


To4 = 2.(0,1 + 0,1) = 0,4 (phút)


29


6.5 Nguyên công 5: Phay mặt đầu vấu Φ6 và 2 vấu Φ8

Sphút-máy = 235 (mm/phút); L = 8 mm

L1 = + 2 = mm; L2 = 3 mm

→ To = = 0,1 (phút)

Vậy thời gian gia công cơ bản của nguyên công 5 là: To5 = 0,1 (phút)

6.6 Nguyên công 6: Khoan lỗ Φ4


L1 = (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,05 (phút)


6.7 Nguyên công 7: Khoan và tarô M4

*Bước !: Khoan lỗ Φ3,5


L1 = (mm); L2 = 3 (mm)

→ To = = 0,04 (phút)

*Bước 2: Tarô M4 bằng tay:



30


PHẦN IVTÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG LỖ Φ4

I. Xác định kích thước bàn máy:

Kích thước bàn máy: doa tọa độ 2A125 là: 375×500 mm

Khoảng cách từ mặt mút của trục chính đến bàn máy: 700 mm

Lượng dịch chuyển lớn nhất của trục chính: 175 mm

II. Phương pháp định vị:

Mặt định vị chính của chi tiết là mặt A được định vị bằng phiến tỳ khống chế 3

bậc tự do. Dùng chốt trụ ngắn định vị vào lỗ Φ20 đã gia công hạn chế 2 bậc tự do,

1 chốt trám định vị vào lỗ Φ12 đã gia công hạn chế nốt bậc tự do còn lại.

III. Tính lực kẹp cần thiết:

Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết như sau:

Dưới lực tác dụng của lực chiều trục Po chi tiết bị lật xung quanh đường thẳng

nối điểm E’ và E”.


31


Ta có phương trình cân bằng mômen:

W.OE = k.Po.l =>

Trong đó: * W : Lực kẹp cần thiết

* OE = 62 (mm) Đường thẳng vuông góc hạ từ điểm O xuống đường thẳng

E’E”; l = 15 (mm)

* Po : Lực chiều trục (lực cắt)

Po = 10.Cp.Dq.Sy.Kp

Cp = 68 (Tra bảng 5-32 trang 25[4])

q = 1 ; y = 0,7 (Tra bảng 5-32 trang 25[4]) ; Kp = 1.

=> Po = 10.68.4.0,130,7.1 = 326 (N)

* k là hệ số an toàn : k = ko.k1.k2.k3.k4.k5.k6

ko: Hệ số an toàn chung trong mọi trường hợp: ko = 1,5.

k1: Hệ số an toàn có tính đến lực cắt khi lượng dư thay đổi (ở đây lượng dư

không thay đổi): k1 = 1

k2: Hệ số an toàn có tính đến làm tăng lực cắt khi dao mòn trong quá trình gia

công: k2 = 1,4

k3: Hệ số an toàn có tính đến làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn: k2 = 1,2

k4: Hệ số an toàn có tính đến sai số kẹp của cơ cấu kẹp: k4 = 1,3

k5: Hệ số an toàn có tính đến mức độ thuận lợi khi kẹp: k5 = 1,2

k6: Hệ số an toàn có tính đến mômen làm quay chi tiết (định vị trên phiến tỳ):

k6 = 1,5.

=> k = 1,5.1.1,4.1,2.1,3.1,2.1,5 = 5,9

=> (N)

Vậy lực kẹp cần thiết là W = 465 (N)

Ta chọn cơ cấu kẹp bằng ren vít tháo lắp nhanh

Đường kính trung bình của ren vít:


32


Trong đó: Q Lực kẹp (kg) Q = 46,5 (kg); C = 1,4; = 8 (kg/mm2)

=> mm

Tra bảng 8-50 và 8-51 (stcnctm2) có vít kẹp và đai ốc như sau:

Vít kẹp: đường kính ren tiêu chuẩn d = 8 mm

Đai ốc: đường kính ren tiêu chuẩn d = 8 mm

Chiều dài tay vặn L = 500 mm tạo lực kẹp Q = 1700 N

IV. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính bằng công thức:

[εct]2 = [εgđ]2 – ([εc]2 + ε + ε + ε )

Trong đó: εgđ: sai số gá đặt, được lấy bằng δ/3, với δ là dung sai nguyên công

δ = 200 μm →εgđ = 200/3 = 66,7 (μm) = 0,0667 mm

εc: sai số chuẩn, do chuẩn định vị trùng gốc kích thước. (εc = 0)

εk: sai số kẹp chặt εk = 60 μm = 0,06 mm (bảng 24 trang47[1])

εm: sai số mòn đồ gá: εm = β.

β: hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị, β = 0,2

N: số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá, N = 27500

→ εm = 0,2. = 33 μm

Εđc: sai số điều chỉnh, Chọn εđc = 10 μm

→ [εct]2 = { 0,06672 – (0,0662 +0.0332 + 0.012)} = 0,001

→ [εct] = 0,032 mm

V. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá:

Độ không vuông góc giữa đường tâm bạc dẫn với mặt đáy của đồ gá cho phép

≤ 0,04 mm

Độ không vuông góc giữa mặt định vị chính (phiến tỳ) với mặt đáy đồ gá cho

phép ≤ 0,04 mm

Độ không vuông góc giữa các chốt tỳ với mặt định vị chính cho phép ≤ 0,04

mm


33


Độ không giao tâm giữa đường tâm bạc dẫn với đường tâm chốt trụ định vị

Φ20 cho phép ≤ 0,04 mm.

VI. B¶ng kª c¸c chi tiÕt cña ®å g¸ :

Thứ tự Tên chi tiết Số lượng

1 Thân đồ gá 1

2 Má kẹp 2

3 Bulông - đai ốc 2

4 B¹c dÉn híng 1

5 TÊm dÉn híng 1

6 Khèi kª 2

7 PhiÕn tú 2

8 PhÇn dÉn híng 2

9 Tay ®ßn 1

10 PhiÕn tú cã lç 1

11 Lß xo 2

12 Chèt tú 1

Tài liệu tham khảo

[1], Công nghệ chế tạo máy, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà Nội 1998,

chủ biên: GS,TS Trần Văn Địch

[2], Atlas đồ gá, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2004, GS,TS Trần

Văn Địch

[3], Nguyên lý cắt, nhà xuất bản khoa học kỹ thuât, GS,TS Trần Văn Địch

[4], Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật,

GS, TS Trần Văn Địch


34


[5], Đồ gá, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà Nội 1999, PGS, PTS Lê Văn

Tiến - GS, TS Trần Văn Địch – PTS Trần Xuân Việt

[6], Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà

Nội 2001, Nguyễn Đắc Lộc – Ninh Đức Tốn – Lê Văn Tiến – Trần Xuân Việt






35

Documents

đồ án chế tạo máy