Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Gia Công Bánh Răng Z32.Docx

ĐỒ ÁN 2 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT (Nhóm 1) Sinh viên 1 Ngô Trung Chính Mã SV 20105100125 2 Nguyễn Minh Khương Mã SV 20105100109 Lớp DHCK14A3HN Người h[.]

PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

1.1.1 Chức năng làm việc của chi tiết

Dựa vào bản vẽ ta thấy Chi tiết được sử dụng để truyền chuyển động cho máy tiện T620M

Bề mặt răng là phần quan trọng nhất của bánh răng, chịu tải và lực ma sát lớn Bề mặt trục hỗ trợ tải trọng từ bánh răng, trong khi bề mặt đầu chịu tải trọng khi bánh răng kết hợp với các chi tiết khác Vật liệu chế tạo chính là thép C45, đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực.

Các điều kiện kỹ thuật cần đảm bảo khi chế tạo bánh răng:

Độ không song song giữa mặt đáy và mặt trên được xác định là 0,05mm trên mỗi 100mm chiều dài Đồng thời, độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu cũng là 0,05mm trên 100mm chiều dài.

+ Các bề mặt của hộp được nhiệt luyện đạt độ cứng 45-48 HRC

1.1.2 Thành phần hóa học của thép C45

Giới hạn độ bền kéo 700 N/mm2

Giới hạn độ bền uốn 320 N/mm2

Giới hạn độ bền nén 600 N/mm2

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết có ý nghĩa rấ quan trọng, nó ảnh hưởng đến năng suất và độ chính xác gia công.

Với chi tiết bánh răng ta thấy:

Chi tiết có cấu trúc đơn giản, giúp quá trình gia công diễn ra thuận lợi Các bề mặt gia công được thiết kế để dao cắt có thể hoạt động dễ dàng, cho phép gia công các lỗ và bề mặt một cách hiệu quả.

+ Chi tiết có các bề mặt đối xứng nhau, vuông góc với mặt đáy nên rất thuận tiện cho quá trình gia công chế tạo phôi.

+ Bề mặt đáy làm chuẩn có đủ diện tích cho phép thực hiện nhiều nguyên công và cho phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh

Xác định dạng sản suất

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

N - số chi tiết được sản xuất trong một năm;

Số sản phẩm (N1) được sản xuất trong một năm là số lượng máy móc, trong khi m đại diện cho số chi tiết trong mỗi sản phẩm Để đảm bảo có đủ linh kiện, cần chế tạo thêm một lượng chi tiết dự trữ, ký hiệu là β, với tỷ lệ từ 5% đến 7% Trong trường hợp này, chúng ta chọn β là 6%.

Ta xét thêm % α phế phẩm α = 3% - 6%, chọn α = 5%, khi đó:

100 )Thay số ta có: N 000.1 (1+ 5+ 100 6 )= 11100 chi tiết/năm.

Hình 1 1: Tính khối lượng chi tiết thông qua Inventor

Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết.

Ta sử dụng phần mềm Inventor để xác định trọng lượng của chi tiết, ta có trọng lượng của chi tiết là 3,647 kg

=> Dựa vào sản lượng/năm và trọng lượng chi tiết, xem bảng 2.2 trang 9 thiết kế đồ án CNCTM ta có dạng sản xuất hàng loạt lớn

Hình 1 2: Cách xác định dạng sản xuất

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Chọn phôi

Dạng phôi có thể là : Phôi đúc

Một số phương pháp chế tạo phôi có thể sử dụng

Khi công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy, độ chính xác đạt được rất cao Tuy nhiên, giá thành sản phẩm sẽ cao hơn so với phương pháp đúc trong khuôn cát hoặc mẫu gỗ do chi phí khuôn máy khá lớn.

- Cấp chính xác của phôi: IT14 → IT17 - Độ nhám bề mặt: Rzmm

Chất lượng bề mặt của chi tiết được cải thiện hơn so với phương pháp đúc bằng mẫu gỗ, cho phép đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp Phương pháp này cũng phù hợp với năng suất cho sản xuất loạt vừa và lớn.

2.2.2 Đúc trong khuôn kim loại

Độ chính xác cao trong sản xuất yêu cầu đầu tư thiết bị lớn, tuy nhiên, với phôi có hình dáng gần giống với chi tiết, lượng dư được giảm thiểu, giúp tiết kiệm vật liệu Mặc dù vậy, giá thành sản phẩm vẫn cao.

- Cấp chính xác của phôi: IT14 → IT15 - Độ nhám bề mặt: Rz@mm.

Phương pháp này mang lại năng suất cao và cải thiện đặc tính kỹ thuật của chi tiết, tuy nhiên, chi phí sản xuất lại cao, khiến nó không phù hợp với tính kinh tế trong sản xuất loạt vừa.

- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn.

- Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim Thiếc, Chì, Kẽm, Mg, Al,Cu

- Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như: vỏ bơm xăng, dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí…

Trang thiết bị đắt đỏ dẫn đến giá thành sản phẩm cao Mặc dù có đặc tính kỹ thuật tốt, nhưng trong sản xuất loạt vừa, hiệu quả kinh tế chưa đạt mức tối ưu.

2.2.4 Đúc trong khuôn vỏ mỏng

- Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm

- Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến

- Dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.

Phôi thép thanh thường được sử dụng để sản xuất nhiều chi tiết cơ khí quan trọng như con lăn, chi tiết kẹp chặt, trục, xilanh, pitton, bạc và bánh răng có đường kính nhỏ.

Phôi dập thường được sử dụng cho nhiều loại chi tiết cơ khí như trục răng côn, trục răng thẳng, bánh răng, chi tiết dạng càng, trục chữ thập và trục khuỷu Những chi tiết này thường được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng Đối với các chi tiết đơn giản, quá trình dập không tạo ra ba via, trong khi các chi tiết phức tạp sẽ có ba via với lượng ba via khoảng 0,5% đến 1% trọng lượng của phôi.

-Thời gian gia công lâu với các chi tiết có gờ độ chính xác phải phụ thuộc vào tay người thợ.

Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, phôi rèn tự do được sử dụng thay cho phôi thông thường Lợi ích lớn nhất của phôi rèn tự do trong điều kiện sản xuất nhỏ là giảm chi phí, vì không cần chế tạo khuôn dập.

Kết luận

Ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn kim loại Vật liệu của chi tiết là thép

Hình 2 1: Bản vẽ mặt phân khuôn

Tra lượng dư gia công cho các bề mặt của phôi

- Chi tiết được chế tạo bằng thép C45 , được đúc trong khuôn kim loại Kích thước lớn nhất chi tiết 136 mm

• Lượng dư phía dưới: 4 mm

• Lượng dư mặt bên: 4 mm

Chiều cao đo được của bề mặt chi tiết là 82 mm

• Kích thước lớn nhất của chi tiết: 136 mm.

Bản vẽ chi tiết lồng phôi

Hình 2 2: Bản vẽ lồng phôi

THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG

Để sản xuất chi tiết với quy mô lớn, chúng tôi đã chọn công nghệ phân tán nguyên công, kết hợp sử dụng máy vạn năng cùng với đồ gá chuyên dụng để gia công hiệu quả.

Ta có một số phương án thiết kế nguyên công:

+Nguyên công 3: Khoét doa lỗ 9

+Nguyên công 6: Chuốt then hoa

+Nguyên công 7: Phay lăn răng

+Nguyên công 8: Phay rãnh số 12

+Nguyên công 9: Tổng kiểm tra

+Nguyên công 2: Khoét doa lỗ 9

+Nguyên công 4: Chuốt then hoa

+Nguyên công 5: Phay lăn răng

+Nguyên công 7: Tổng kiểm tra

=> Lựa chọn phương án 1, do phương thức sản xuất là hàng loại lớn nên thực hiện phân tán nguyên công.

TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT, LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO TỪNG NGUYÊN CÔNG

Nguyên công 1: Tiện mặt số 3,5

4.1.2 Định vị và kẹp chặt Định vị: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm, định vị 4 bậc tự do

Cấp độ vòng quay 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: 7,5KW

Bước tiến bàn máy: 0,07-4,16mm

Khoảng dịch chuyển bàn dọc 640mm

Khoảng dịch chuyển bàn ngang 250mm

Hình 4 1: Sơ đồ định vị nguyên công 1

Dao tiện thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng ( bảng 4.5 trang 296 STCNCTM tập 1) h ,b,L0,l,R=1

Lượng dư gia công thô: 3 mm

Lượng dư gia công tinh:1 mm

+ Lượng chạy dao: S=1,2(mm/vòng) ( bảng 5.11 trang 11 STCNCTM tập 2)

K v = K Mv K nv K uv K Tu K TC K φ K r =0,8.0,6.0,6.1.1.1.1=0,288

K nv =0,8 (bảng 5-5 trang 8 STCNCTM tập 2)

K uv =0,6 (bảng 5-6 trang 8 STCNCTM tập 2)

K Tu =1 (bảng 5-7 trang 8 STCNCTM tập 2)

K TC =1 ( bảng 6-8 trang 8 STCNCTM tập 2

C v 40( bảng 5-17 trang 14 STCNCTM tập 2) m=0,2( bảng 5-17 trang 14 STCNCTM tập 2) x=0,15( bảng 5-17 trang 14 STCNCTM tập 2) y=0,45 ( bảng 5-17 trang 14 STCNCTM tập 2)

V = 60 0,2 3 340 0,15 1,2 0,45 =117,124(m/phut) Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v 00.117,124 π.114 27 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 315 (vòng/phút)

Vận tốc cắt thực tế:

1000 = π 114 315 1000 2,7 (m/phút) Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

L4mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n15 tốc độ trục chính

S=1,2 lượng chạy dao i=2 số lần cắt

Lượng chạy dao: S=0,5(mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2)

Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.204,7 π 114 W1,8 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 630 (vòng/phút)

Vận tốc cắt thực tế: V n =π D n m

1000 = π 114 630 1000 =225,5 (m/phút) Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

L4mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao nc0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =118+ 630.0,5 3+3 2=0,787 Phút

Với:K v = K Mv K nv K uv K Tu K TC K φ K r =0,8.0,6.0,6.1.1.1.1=0,288

60 0,2 2 0,15 1 0,45 5,112(m/phut) Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v =1000.135,112 π.114 77,4 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 400 (vòng/phút)

Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n m

1000 = π 114 400 1000 3,184 (m/phút) Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

L4mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n@0 tốc độ trục chính

S=1 lượng chạy dao i=1 số lần cắt

Thời gian gia công: T m =118+ 400.1 3+3 1=0,31 Phút

Nguyên công 2: Tiện mặt 2,4

Hình 4 2: Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

4.2.2 Định vị và kẹp chặt

- Định vị: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm, định vị 4 bậc tự do

Cấp độ vòng quay 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: 7,5KW

Bước tiến bàn máy: 0,07-4,16mm

Khoảng dịch chuyển bàn dọc 640mm

Khoảng dịch chuyển bàn ngang 250mm

Dao tiện thân cong gắn mảnh hợp kim cứng ( bảng 4.4 trang 296 STCNCTM tập 1) h ,b,L0,m=7,a,r=1

Lượng dư gia công thô: 3 mm

Lượng dư gia công tinh: 1 mm

Lượng chạy dao: S=1 (mm/vòng) ( bảng 5.11 trang 11 STCNCTM tập 2) Vận tốc cắt V= C v

Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.141 π 114 03 (vòng/phút)

Chọn số vòng quay của máy 400 (vòng/phút)

1000 = π 114 400 1000 3 (m/phút) Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

Lmm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n@0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =18 400.1 +3+3.1=0,12 Phút

Lượng chạy dao: S=0,4(mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2)

Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.251,2 π 114 p1 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 630 (vòng/phút)

Vận tốc cắt thực tế: Vn = π D n 1000 m = π 114 630 1000 "5,5 (m/phút) Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

L8mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao nc0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =18 630.0,4 +3+3 1=0,19 Phút

Lượng chạy dao: S=1 (mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2)

60 0,2 2 0,15 1 0,45 5,112(mm/phut) Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v =1000.135,112 π.114 77,4 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 400 (vòng/phút)

1000 = π 114 400 1000 3,184 (mm/phút) Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

L4mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n@0 tốc độ trục chính

S=1 lượng chạy dao i=1 số lần cắt Thời gian gia công: T m =118+3+ 400.1 3 1=0,31 Phút

Nguyên công 3: Khoét, doa lỗ 9

Định vị chi tiết được thực hiện qua ba bậc tự do nhờ hai phiến tỳ, trong khi đó, hai bậc tự do được định vị bằng một khối V cố định Cuối cùng, một bậc tự do được định vị bằng một khối V di động.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V di động

Chọn máy khoan đứng 2H175( bảng 9-22 trang 46 STCNCTM 2006 tập 3)

Bề mặt làm việc của bàn máy 1300x2065mm

Dịch chuyển lớn nhất của trục chính:500mm Đường kính lớn nhất khoan được:75mm

Phạm vi tốc độ:18-800vòng

Phạm vi bước tiến:0,07-3,1mm/vòng

Cấp tốc độ vòng quay trục chính: 18-25-35,5-50-71-100-140-200-280-400-560-800

-Dùng mũi khoét thô ∅ 52 mũi khoét ghép bằng các mảnh dao bằng thép gió

Lt,d@ (bảng 4.47 , trang 332 STCNCTM 2001 tập 1)

-Dùng mũi khoét tinh ∅ 55 mũi khoét ghép bằng các mảnh dao bằng thép gió Lt,d@ (bảng 4.47 , trang 332 STCNCTM 2001 tập 1)

-Dùng mũi doa ∅ 56 mũi doa có gắn các lưỡi bẳng thép gió chuôi lắp Lt, lP ( bảng 4.49 trang 336 STCNCTM tập 1)

-Lượng dư khi khoét thô: 4,5 mm

-Lượng dư khi khoét tinh: 3,2 mm

-Lượng dư khi doa tinh: 0,3 mm

Chiều sâu cắt: t=0,5.(D-d)=0,5.(52,5-48) = 2,25 mm(công thức tính t trang 20 STCNCTM 2001 tập 1)

Lượng chạy dao: S=0,9 (mm/vòng) ( bảng5-104 trang 94 STCNCTM 2006 tập 2) Vận tốc cắt: V= 15,6(m/phút) ( bảng5-105 trang 96 STCNCTM 2006 tập 2)

Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.15,6 π 52,5 (vòng/phút) chọn số vòng quay của máy: 100 (vòng/phút)

Vận tốc cắt thực tế:Vn= π D n m

Thời gian nguyên công: T tc = t 0+ t p + t pv +t tn

Với:t p : thời gian phụ t p = t 0.10%=0.081 t pv : thời gian phục vụ t pv =t 0 10%=0.081 t tn : thời gian nghỉ t tn = t 0.5%=0,032

Ta có T tc = t 0+ t p + t pv +t tn =0,81+0,018+0,081+0,032=1,004(phút)

-Chiều sâu cắt: t=0,5.(D-d)=0,5.(55,7-52,5) = 1,6 mm(công thức tính t trang 20 STCNCTM 2001 tập 1)

-Lượng chạy dao: S=0,8 (mm/vòng) ( bảng5-107 trang 98 STCNCTM 2006 tập 2) -Vận tốc cắt: V= 20,5(m/phút) ( bảng5-105 trang 96 STCNCTM 2006 tập 2)

-Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.20,5 π 52 5 (vòng/phút) chọn số vòng quay của máy: 140 (vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n m

1000 = π 52 140 1000 ",8 (m/phút) -Thời gian gia công:

-Thời gian gia công cơ bản: T 0 = 0,00021.D.L ( bảng 33,trang 71,TKDACNCTM- NXBKHKT 2000[2])

-Thời gian nguyên công: T tc = t 0+ t p + t pv +t tn

- t pv : thời gian phục vụ t pv =t 0 10%=0.086

- t tn : thời gian nghỉ t tn = t 0.5%=0,043

-Chiều sâu cắt: t=0,5.(D-d)=0,5.(56-55,7) = 0,15 mm(công thức tính t trang 20 STCNCTM 2001 tập 1)

-Lượng chạy dao: S=1,5 (mm/vòng) ( bảng5-112 trang 104 STCNCTM 2006 tập 2) -Vận tốc cắt: V= 61(m/phút)

-Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.61 π 56 46 (vòng/phút) chọn số vòng quay của máy: 400 (vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: Vn = π D n 1000 m = π 55,7 400 1000 i (m/phút)

-Thời gian gia công cơ bản: T 0 = 0,00021.D.L( bảng 33,trang 71,TKDACNCTM- NXBKHKT 2000[2])

-Thời gian nguyên công: T tc = t 0+ t p + t pv +t tn

- t pv : thời gian phục vụ t pv =t 0 10%=0.087

- t tn : thời gian nghỉ t tn = t 0.5%=0,0435

Nguyên công 4: Tiện mặt 10,11

Hình 4 4:Sơ đồ định vị nguyên công 4

-Định vị: Chi tiêt được định vị 4 bậc tự do (lỗ 9) bằng trục gá bung, định vị 1 bậc tự do (mặt5) bằng vai của trục gá

-Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng lực kẹp từ trục gá bung

-Cấp độ vòng quay 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: 7,5KW

-Bước tiến bàn máy: 0,07-4,16mm

-Khoảng dịch chuyển bàn dọc 640mm

-Khoảng dịch chuyển bàn ngang 250mm

+Dao tiện thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng h ,b,L0,l,R=1( bảng 4.5 trang 296 STCNCTM tập 1)

-Lượng dư gia công thô: 3 mm

-Lượng dư gia công tinh: 1 mm

-Lượng chạy dao: S=1,2(mm/vòng) ( bảng 5.11 trang 11 STCNCTM tập 2)

- K v = K Mv K nv K uv K Tu K TC K φ K r =0,8.0,6.0,6.1.1.1.1=0,288

- K nv =0,8 (bảng 5-5 trang 8 STCNCTM tập 2)

- K uv =0,6 (bảng 5-6 trang 8 STCNCTM tập 2)

- K Tu =1 (bảng 5-7 trang 8 STCNCTM tập 2)

- K TC =1 ( bảng 6-8 trang 8 STCNCTM tập 2

60 0,2 3 0,15 1,2 0,45 7,124(m/phut) -Tốc độ quay trục chính: n=1000 π 94 v =1000.117,124 π.94 96 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 400 (vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n m

1000 = π 94 400 1000 8,064(m/phút) -Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

Lmm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n@0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =94 400.1,2 +3+ 3 1=0,416 Phút

-Lượng chạy dao: S=0,5(mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2) -Vận tốc cắt V= C v

-Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.204,7 π 94 w5,8 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 800 (vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n 1000 m = π 94 800 1000 #6,2 (m/phút) -Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

Lmm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =94 800.0,5 +3+ 3 2=¿0,5 Phút

+Lượng chạy dao: S=1 (mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2)

60 0,2 2 0,15 1 0,45 5,112(mm/phut) +Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v =1000.135,112 π.114 77,4 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 400 (vòng/phút)

+Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n 1000 m = π 114 400 1000 3,184 (mm/phút) +Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

Trong đó :L4mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n@0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =118+ 400.1 3+3 1=0,31 Phút

Nguyên công 5: Tiện mặt 1

Hình 4 5: Sơ đồ định vị nguyên công

-Định vị:Chi tiêt được định vị 4 bậc tự do bằng trục gá bung, định vị 1 bậc tự do bằng vai của trục gá

-Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng lực kẹp từ trục gá bung

-Cấp độ vòng quay 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: 7,5KW

-Bước tiến bàn máy: 0,07-4,16mm

-Khoảng dịch chuyển bàn dọc 640mm

-Khoảng dịch chuyển bàn ngang 250mm

-Lượng dư gia công thô: 3 mm

-Lượng dư gia công tinh: 1 mm

+Lượng chạy dao: S=1 (mm/vòng) ( bảng 5.11 trang 11 STCNCTM tập 2) +Vận tốc cắt V= C v

+Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.141 π 94 G7 (vòng/phút)

Chọn số vòng quay của máy 500 (vòng/phút)

+Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n 1000 m = π 94 500 1000 7,5 (mm/phút)

L(mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao nP0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =28 400.1 +3+3 2=¿0,136 Phút

+Lượng chạy dao: S=0,4(mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2)

+Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v = 1000.251,2 π 94 1 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 800 (vòng/phút)

+Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n m

1000 = π 94 800 1000 #6,12 (mm/phút) +Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

Trong đó : L(mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =28 800.0,4 +3+3 2=¿0,212 Phút

+Lượng chạy dao: S=1 (mm/vòng) ( trang 10 STCNCTM tập 2)

Với:- K v = K Mv K nv K uv K Tu K TC K φ K r =0,8.0,6.0,6.1.1.1.1=0,288

60 0,2 2 0,15 1 0,45 5,112(mm/phut) +Tốc độ quay trục chính: n=1000 π D v =1000.135,112 π.114 77,4 (vòng/phút) Chọn số vòng quay của máy 400 (vòng/phút)

+Vận tốc cắt thực tế: Vn= π D n 1000 m = π 114 400 1000 3,184 (mm/phút) +Thời gian gia công: T m = l+l 1 +l 2 n S

Trong đó :L4mm: chiều dài gia công l 1 =3mm : khoảng dao trước khi chạm phôi l 2 =3mm : khoảng thoát dao n@0 tốc độ trục chính

Thời gian gia công: T m =118+ 400.1 3+3 1=¿0,31 Phút

Nguyên công 6: Chuốt then hoa

-Định vị: Chi tiết được định vị 3 bậc tự do (mặt 5) bằng mặt phẳng đồ gá,định vị 2 bậc tự do (lỗ 9) bằng dao chuốt

-Kẹp chặt: bằng lực kẹp của dao chuốt

-Lực chuốt danh nghĩa KN : 100

-Hành trình lớn nhất của bàn trượt 1250mm

-Kích thước làm việc của bàn đỡ 450x450

-Đường kính lỗ trong tấm đỡ dưới mâm cặp 160

-Đường kính lỗ trong mâm cặp 125

Dao chuốt then hoa prophin răng thẳng, định tâm bằng đường kính trong ,cắt tổ hợp thay đổi

+Lượng chạy dao S z =0,02 (mm/vòng)

+Tốc độ cắt: V=8(m/phut) (bảng 5-22 trang 45 STCNCTM tập 2)

+Thời gian gia công cơ bản T 0=1000 L K v q trong đó

-LHmm: chiều dài hành trình làm việc

-K=1,3: hệ số hành trình chạy không của dao chuốt K=1,2-1,5

-V: vận tốc cắt khi chuốt

-q:số lượng chi tiết 1 lần gá T 0=1000.8.1 48.1,3 =0,0078(phút)

Nguyên công 7: Phay lăn răng bánh răng

-Định vị: Chi tiết được định vị 3 bậc tự do (mặt 5) bằng hai phiến tỳ, định vị 2 bậc tự do (lỗ 9) bằng một chốt trụ ngắn

-Kẹp chặt: bằng cơ bulong đai ốc tháo nhanh bằng bạc chữ C

-Máy gia công bánh răng kiểu đứng 5306K, máy có các thông số cơ bản như sau: +Đường kính lớn nhất gia công được: 200 mm.

+Mô đun lớn nhất gia công được: 4,5.

+Chiều rộng lớn nhất của bánh răng trụ răng thẳng được gia công: 170

+Góc nghiêng lớn nhất của bánh răng được gia công: ±45 o

+Đường kính lớn nhất dao phay trục vít: 125.

+Dịch chuyển lớn nhất của bàn dao: 75.

+Phạm vi tốc độ trục chính: 50 ÷ 500.

-Phạm vi bước tiến của bàn:

+Công suất động cơ chính, kW: 5,5

-Kính chước phủ bì của máy (LxWxH): 1550x920x1920

Dao phay trục vít (phay lăn răng); module 4; d00 = 125; d = 50; d1 = 80; L = 125; số răng dao phay 14

-Lượng dư gia công = 18mm

-Lượng chạy dao: S=2,8 (mm/vòng) ( bảng 5-191 trang 172 STCNCTM tập 2) -Vận tốc cắt: V= 30,5 (m/phut) ( bảng 5-192 trang 172 STCNCTM tập 2)

-Tốc độ vòng quay trục chính: n=1000 πD v = 1000 30,5 3,14.136 q,4 (vòng/phút)

Chọn tốc độ vòng quay trục chính theo máy: nu (vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: V t = n π D 1000 =75.3,14 136

+ K MV =1 hệ số phụ thuộc vào vât liệu gia công ( bảng 5-191 trang 172 STCNCTM tập2)

Lực cắt: Ne = 102.60 Pz V = 193,7.30,5 60.102 = 0,9 kW ( so với công suất của máy làm việc đảm bảo an toàn)

-Thời gia gia công T= Z n z 60 = 32.60 75.8 =3,2 (phút)

+ Z2 số răng của chi tiết

Nguyên công 8: Phay rãnh số 12

Định vị chi tiết được thực hiện với 3 bậc tự do nhờ 2 phiến tỳ trên mặt 11, 2 bậc tự do bằng 1 khối V cố định trên mặt 1, và 1 bậc tự do bằng khối V di động trên mặt 13 Quá trình kẹp chặt sử dụng lực kẹp từ khối V di động.

-Máy phay 6H12, máy có các thông số cơ bản như sau:

-Tốc độ trục chính : 30 ÷ 1500 vòng/phút

-Công suất động cơ trục chính : 7 kW

-Bước tiến bàn máy ( mm/phút ): 30 - 37, 5 - 47, 5 – 60 – 75 – 95 – 118 – 150 –190 – 235 – 300 – 375 – 475 – 600 – 750 - 960 – 1500

-Kích thước bàn làm việc của máy : 320 x 1250 mm

-Kích thước máy (mm) : 2175 x 2480 x 2000 mm

-Dao phay ngón thép gió Tra bảng 4-65 trang 356 [1] ta được: D = 18 mm ;

-Lượng chạy dao S=0,08 (mm/răng) ( bảng 5-146 trang 131 STCNCTM tập 2) -Vận tốc cắt: V= C V × D q

+ C V , q, m, x, y, u, p là hệ số và các số mũ ( bảng 5-39 STCNCTM tập 2)

Vận tốc cắt V',4 (mm/phút)

-Số vóng quay trục chính: n= 1000 πD v = 1000 27,4 3,14 20 H4,7 (vòng/phút)

Chọn số vòng quay trục chính theo máy: 450 ( vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: V t = π D n 1000 %,4 (mm/phút)

-Lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng thực tế:

Chọn theo máy: Sm = 190 (mm/phút)

Lực cắt: Ne = 102.60 Pz V = 1192,5 60.102 27,4 = 2,6 kW ( so với công suất của máy làm việc đảm bảo an toàn)

-Thời gian chạy máy: T m = l+ spthuc y+ ∆

-Lượng chạy dao S=0,04 (mm/răng) ( bảng 5-146 trang 131 STCNCTM tập 2) -Vận tốc cắt: V= C V × D q

+ C V , q, m, x, y, u, p là hệ số và các số mũ ( bảng 5-39 STCNCTM tập 2)

Vận tốc cắt V@,6 (mm/phút)

-Số vóng quay trục chính: n=1000 πD v = 1000 40,6 3,14.20 d6,5 (vòng/phút)

Chọn số vòng quay trục chính theo máy: 640 ( vòng/phút)

-Vận tốc cắt thực tế: V t = π D n 1000 @,21 (mm/phút)

-Lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng thực tế:

Chọn theo máy: Sm = 118 (mm/phút)

Lực cắt: Ne = 102.60 Pz V = 1192,5 60.102 27,4 = 3,9 kW ( so với công suất của máy làm việc đảm bảo an toàn)

-Thời gian chạy máy: T m = l+ spthuc y+ ∆

Nguyên công 9: Kiểm tra

- Kiểm tra độ song song giữa hai mặt phẳng đầu trên và đầu dưới với sai lệch cho phép 0,1/100mm chiều dài kích thước.

- Độ vuông góc của tâm lỗ với mặt đầu là 0,05/100 mm.

Đặt mặt đáy A lên mặt chuẩn và sử dụng đồng hồ so để kiểm tra mặt phẳng B Di chuyển toàn bộ thiết bị trên mặt chuẩn, trong khi đầu dò di chuyển trên mặt phẳng B Kết quả dò sẽ hiển thị trên đồng hồ; nếu chỉ số dao động vượt quá giới hạn cho phép, chi tiết đó sẽ trở thành phế phẩm và bị loại bỏ trước khi gia công nguyên công tiếp theo.

TÍNH TOÁN LỰC KẸP

Khoan

Nhiệm vụ của chúng ta là thiết kế đồ gá chuyên dụng để gia công bề mặt trên A của chi tiết Trong quá trình này, cần thực hiện các tính toán cụ thể nhằm đảm bảo đồ gá đáp ứng yêu cầu cho nguyên công gia công.

Sử dụng đồ gá để giải quyết các vấn đề sau:

- Làm tăng nhanh quá trình định vị chi tiết.

- Tăng năng suất lao động, giảm nhẹ điều kiện lao động.

- Mở rộng khả năng công nghệ của các máy cho phép gia công những chi tiết phức tạp trên những máy thông thường.

- Khi khoan lỗ có đường tâm song song với đường tâm chi tiết trụ, chi tiết gá đặt trên khối V, lực kẹp vuông góc với tâm của chi tiết

Lực kẹp cần được điều chỉnh để đảm bảo rằng chi tiết không bị xoáy do tác động của momen M c, đồng thời cũng không bị dịch chuyển theo trục do ảnh hưởng của lực dọc trục P 0.

-Phương trình cân bằng để đảm bằng để đảm bảo không trượt là:

- f 1:hệ số ma sát giữa chitiết và mỏ kẹp(f 1 =0,1−0,15)

- f 2:hệ số ma sát giữa chitiết và khối V (f 2=0,1−0,15)

- α : góc của khốiV thay số ta có : W1,5.53047,68

Phương trình cân bằng để đảm bảo không bị xoay:

-R: bán kính của chi tiết

- f 1:h ệ s ố ma s á t gi ữ a chi ti ế t v à mỏ k ẹ p(f 1 =0,1−0,15)

- f 2:h ệ s ố ma s á t gi ữ a chi ti ế t v à kh ố iV (f 2 =0,1−0,15)

-H:kích thước từ tâm chi tiết đến lỗ gia công

5.1.2 Xác định sai số gá đặt

Chế tạo đồ gá đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất Để đảm bảo chi tiết gia công đạt yêu cầu kỹ thuật, đồ gá cần phải có độ chính xác cao Sai số của đồ gá sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến sai số kích thước của sản phẩm gia công.

Ta có thể xác định sai số chế tạo của đồ gá theo công thức:

C : Sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước ở trường hợp này chuẩn định vị trùng với chuẩn kích thước nên C = 0

k: Sai số kẹp chặt do lực gây ra (tra bảng 20 và 24 sách HD Thiết kế đồ án) có:

k = 0,8 100 = 80 μ m (hệ số khi gá đặt trên phiến tỳ = 0,8 )

m : Sai số do mòn được tính theo công thức: m =  √ N

Với  = 0,3 (HD Thiết kế đồ án) N: số chi tiết gia công trên đồ gá chi tiết

 Sai số điều chỉnh  = 1/3  = 1/3 0,3 = 0,1 mm

5.1.3 Cách sử dụng đồ gá

-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.

Hướng dẫn bảo quản đồ gá:

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

-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 để hai phần định vị tiếp xúc với nhau Lau sạch bề mặt định vị trên đồ gá để đảm bảo độ chính xác Đưa cụm dao chuốt và chi tiết gia công vào vùng làm việc, đảm bảo bề mặt E tiếp xúc với bề mặt định vị trên đồ gá, đồng thời định vị và giữ chặt phần chuôi dao 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.

Phay

5.2.1 Xác định kích thước bàn máy

Chọn máy là máy phay đứng kích thước bàn máy 320x12650(mm)

5.2.2 Xác định sơ đồ gá đặt.

Chi tiết được định vị bằng mặt đáy, hạn chế ba bậc tự do Một khối V ngắn cố định ở mặt bên, hạn chế hai bậc tự do, trong khi một khối V ngắn khác ở mặt đầu hạn chế bậc tự do còn lại.

Như vậy chi tiết bị hạn chế 6 bậc tự do đảm bảo quá trình định vị nhanh.

5.2.1 Xác định phương chiều điểm đặt của lực cắt, lực kẹp

Trong quá trình phay rãnh bằng dao phay ngón, lưỡi cắt hoạt động theo chiều quay thuận chiều kim đồng hồ, tập trung vào việc loại bỏ lớp vật liệu dư trên chi tiết Lực cắt và điểm tác động đều được dồn vào lưỡi cắt của dụng cụ, đảm bảo hiệu quả trong việc gia công.

Lực cắt gồm các thành phần:

- Lực tiếp tuyến Rz (điểm đặt tại đầu lưỡi cắt, phương tiếp tuyến với dụng cụ cắt, chiều theo chiều quay của dao).

- Lực hướng kính Py (điểm đặt tại đầu lưỡi cắt phương đi qua tâm dụng cụ cắt , chiều hướng ra ngoài).

- Lực chạy dao Ps (điểm đặt tại đầu lưỡi cắt, phương song song với phương chạy dao, chiều theo chiều quay của dao).

- Lực Pv  Ps, Pv = (0,85  0,9) Rz Lực tổng hợp: ⃗ R=⃗ P Y +⃗R Z =⃗P S +⃗R V

Lực kẹp chặt có phương ngang, hướng từ phải qua trái

5.2.4 Tính lực kẹp cần thiết

Lực cắt tiếp tuyến được xác định theo công thức sau (theo sổ tay CNCTM)

Cp : Hệ số ảnh hưởng của vật liệu. t : Chiều sâu cắt t = 18 mm

Sz :Lượng chạy dao răng ( mm/răng ), Sz =0,036

Đường kính dao phay được xác định là D = 20 mm, với số vòng quay của dao là n = 75 vòng/phút Các hệ số mũ của vật liệu được tra cứu trong sổ tay Công nghệ chế tạo máy (CNCTM), cụ thể theo bảng 5 – 41 trong tập 2 của sổ tay này.

Cp = 0,86; x = 0,72; y = 1; u = 0,79; q =1 ;  = 0 Kmv : hệ số phụ thuộc vật liệu.

Kmv = ( 750 σ B ) nv với nv = -0,9 (Bảng 5-1) trang 6 kMV = 1.(750/610) -0,9 = 0,85

Xác định các lực thành phần

Để tính lực kẹp, ta giả định chỉ có lực Ps tác động lên chi tiết, với Rz = (4054,5  4293)N Trong trường hợp này, cơ cấu kẹp chặt cần tạo ra lực ma sát P lớn hơn lực Ps để đảm bảo hiệu quả kẹp.

W : lực kẹp do 1 má tạo ra

K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K0 : hệ số an toàn 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 kể đến lực cắt tăng khi dao mòn k2 =1,4

K3 : hệ số kể đến lực cắt tăng khi gia công gián đoạn k3 =1,2

K4 : sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp bằng cơ khí k4 =1

K5 : hệ số kể đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt k5 = 1

K6 : hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết k6 =1

5.2.2 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá

Chế tạo đồ gá đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất Để đảm bảo chi tiết gia công đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, đồ gá cần phải có độ chính xác cao Sai số của đồ gá sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến sai số kích thước của sản phẩm gia công.

Trong nguyên công này, mục tiêu là gia công mặt trên đạt kích thước 20 ±0,15 mm Yêu cầu về độ chính xác của bề mặt gia công bao gồm độ song song với mặt đáy là 0,1/100 mm và độ nhẵn của bề mặt theo tiêu chuẩn Rz = 6,3.

Ta có thể xác định sai số chế tạo của đồ gá theo công thức:

C : Sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước ở trường hợp này chuẩn định vị trùng với chuẩn kích thước nên C = 0

k: Sai số kẹp chặt do lực gây ra (tra bảng 20 và 24 sách HD Thiết kế đồ án) có:

k = 0,8 100 = 80 μ m (hệ số khi gá đặt trên phiến tỳ = 0,8 kẹp chặt bằng ren vít VL gang 140 μ m)

m : Sai số do mòn được tính theo công thức: m =  √ N

Với  = 0,3 (HD Thiết kế đồ án)

N: số chi tiết gia công trên đồ gá chi tiết

đc Sai số điều chỉnh đc = 1/3  = 1/3 0,3 = 0,1 mm

5.2.3 Điều kiện kỹ thuật của đồ gá

Giá trị sai số gá đặt cho phép đã được tính toán là [ct] = 0,055 mm, do đó, các điều kiện kỹ thuật cho đồ gá này yêu cầu độ không song song giữa mặt tỳ và mặt đáy đồ gá M không được lớn hơn 0,055 mm.

Tiêu đề	Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Gia Công Chi Tiết
Tác giả	Ngô Trung Chính, Nguyễn Minh Khương
Người hướng dẫn	Nguyễn Văn Mùi
Trường học	Hà Nội
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	đồ án
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	881,67 KB