PHÂN TÍCH CHI TIẾT
Xác định phương pháp chế tạo phôi
Một số tiêu chí đánh giá chọn phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết:
- Đặc điểm kết cấu chi tiết đơn giản
- Vật liệu: Gang X15-32 có nhiệt độ nóng chảy 1150 đến 1200 °C, thấp hơn khoảng 300 °C so với thép nguyên chất Chúng dễ nấu luyện, có tính đúc tốt do có độ loãng chảy cao, co ngót ít.
- Sử dụng phương pháp đúc ( cụ thể đúc trong khuôn kim loại ) do độ chính xác bề mặt cao, năng suất quá trình đúc cao, dùng được nhiều lần Hơn nữa dạng sản xuất là hàng loạt lớn.
Mặt phân khuôn trong khuôn dập
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Xác định đường lối công nghệ
Do dạng sản xuất là hàng loạt lớn, sử dụng máy công cụ truyền thống kết hợp may CNC, chọn đường lối công nghệ phân tán nguyên công.
Chọn phương pháp gia công
- Gia công mặt đáy A bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, phay thô đạt Rz@ 𝜇𝑚
- Gia công mặt còn lại bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu , lấy mặt A làm chuẩn, đạt kích thước 13,8mm, 𝑅 𝑧 = 5𝜇𝑚
- Gia công mặt B bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, phay đạt Rz@ 𝜇𝑚.
- Gia công mặt đối xứng với mặt B bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, phay đạt kích thước 16mm so với mặt B và Rz@ 𝜇𝑚
- Gia công lỗ ∅34,5 bằng khoan khoét doa, đạt kích thước ∅34,5 +0,025 và độ nhám Ra=1,25 𝜇𝑚
- Gia công lỗ ∅16 bằng khoan khoét doa, đạt kích thước ∅16 +0,025 và độ nhám Ra=1,25 𝜇𝑚
- Gia công rãnh rộng 3mm sâu 1mm bằng phay dùng dao phay ngón.
- Gia công lỗ ∅3 bằng phương pháp khoan.
- Gia công 2 rãnh dày 2,5mm bằng khoan xong phay có phân độ.
Xác định trình tự gia công hợp lý
Nguyên công 1 : Phay các mặt đầu
Nguyên công 2 : Khoan khoét doa lỗ ∅16 và ∅34,5
Nguyên công 4 : Phay rãnh 3mm
Nguyên công 5 : Phay rãnh còn lại.
Nguyên công 6 : Khoan, phay khe hở 2,5mm
Nguyên công 7 : Khoan, phay khe hở còn lại
Nguyên công 8 : Phay hạ bậc mặt A
Thiết kế sơ đồ nguyên công
a Nguyên công 1 : Phay các mặt đầu
Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bởi ê tô tự định tâm
Kẹp chặt : kẹp chặt bằng ê tô
7 b Nguyên công 2 : Khoan khoét doa ∅𝟏𝟔 và ∅𝟑𝟒, 𝟓
- Định vị: định vị 6 bậc tự do
+ dùng phiến tỳ định vị mặt B hạn chế 3 bậc tự do, khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do, khối V tùy động hạn chế 1 bậc tự do
- Kẹp chặt: sử dụng cơ cấu kẹp bằng ren
Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết:
Chuẩn: mặt phẳng B và lỗ ∅16 Định vị: định vị 6 bậc tự do
+ dùng phiến tỳ định vị mặt B hạn chế 3 bậc tự do; 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do; 1 chốt trụ nhám hạn chế 1 bậc tự do
Kẹp chặt: sử dụng cơ cấu kẹp ren
Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
9 d Nguyên công 4 : Phay rãnh 3mm
Chuẩn: mặt phẳng B, lỗ ∅16 làm chuẩn Định vị: dùng phiến tỳ định vị mặt B hạn chế 3 bậc tự do; chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do , 1 chốt trám hạn chế 1 bậc
Kẹp chặt: sử dụng cơ cấu kẹp bằng ren
Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết:
10 e Nguyên công 5 : Phay rãnh còn lại
Chuẩn: mặt phẳng B, lỗ ∅16 làm chuẩn Định vị: dùng phiến tỳ định vị mặt B hạn chế 3 bậc tự do; chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do , 1 chốt trám hạn chế 1 bậc
Kẹp chặt: sử dụng cơ cấu kẹp bằng ren
Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết:
11 f Nguyên công 6: khoan phay khe hở 2,5mm
Chuẩn: mặt phẳng B, lỗ ∅16 Định vị: 6 bậc tự do
+ dùng phiến tỳ định vị mặt B hạn chế 3 bậc tự do; chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do, chốt chám định vị 1 bâc tự do
Kẹp chặt: sử dụng cơ cấu kẹp bằng ren
Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết:
12 g Nguyên công 7 : khoan, phay khe hở còn lại
Chuẩn: mặt phẳng B, lỗ ∅16 Định vị:
+ dùng phiến tỳ định vị mặt B hạn chế 3 bậc tự do; chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do, chốt chám định vị 1 bâc tự do
Kẹp chặt: sử dụng cơ cấu kẹp bằng ren
Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết: như nguyên công 7 h Nguyên công 8 : phay hạ bậc mặt A
Máy: máy phay ngang Định vị:
Dùng eto tự định tâm hạn chế 3 bậc tự do
Kẹp chặt: kẹp bằng eto
Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết:
Sơ đồ gá đặt 9 i Nguyên công 10 : Kiểm tra
TÍNH LƯỢNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG 2
Tính lượng dư cho nguyên công gia công lỗ ∅𝟏𝟔
Vật liệu gia công thép C45, cấp chính xác 2
Quy trình công nghệ gồm các bước: khoan, khoét, doa
Công thức xác định lượng dư gia công của bề nặt trụ trong:
(Bảng 9 trang 39 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)
R Zi-1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại
T i-1 : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại
i-1 : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)
i : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện
Theo bảng 10 và 13 – Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:
Do lỗ 𝜙16 đặc nên ta có thể loại trừ cả R z và T trong bước khoan lỗ đầu tiên
Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:
- ρ cv là độ sai lệch cong vênh
- ρ lk là độ lệch khuôn
Sai lệch cong vênh là: ρ cv = √𝐶 0 2 + (𝛥k 𝑙) 2
- C o là độ xê dịch tâm lỗ khoan
L là chiều dài làm việc mũi khoan => L0 mm
Tra bảng 17 ( sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có:
Sai lệch không gian tổng cộng là :
Sai lệch không gian qua các bước được tính theo công thức sau đây:
+k: là hệ số chính xác hóa( Sau khi khoan k=0,05 , sau khi khoét và doa k=0,005) -Sai lệch không gian sau khi khoan là:
-Sai lệch không gian sau khi khoét là:
-Sai lệch không gian sau khi doa là:
Sai số gá đặt chi tiết i ở bước nguyên công đang thực hiện được xác định bằng tổng véctơ sai số chuẩn c và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá:
c : sai số chuẩn( khi gốc kích thước trùng với chuẩn định vị)
Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất của khoan:
2𝑍 𝑚𝑖𝑛 = 2 (√304 2 ) = 608 (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ nhất của khoét:
2𝑍 𝑚𝑖𝑛 = 2 (40 + 60 + √15,2 2 ) = 230 (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ nhất của doa thô:
2𝑍 𝑚𝑖𝑛 = 2 (50 + 50 + √0,076 2 ) = 200 (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ nhất của doa tinh:
Cột kích thước ta tính toán như sau: Ở nguyên công hoặc kích thước cuối (doa) ta lấy kích thước lớn nhất của lỗ theo bản vẽ trừ với lượng dư tính toán sẽ được kích thước của bước
17 khoét sau đó lấy kích thước của bước khoét trừ với lượng dư khi ta sẽ được kích thước mũi khoan
+ Kích thước trước khi doa thô:
= 15,955 (𝑚𝑚) + Kích thước trước khi khoét :
= 15,755 (𝑚𝑚) + Kích thước trước khi khoan:
= 15,525 (𝑚𝑚) Dung sai của mỗi bước nguyên công, ta tra các sổ tay:
Kích thước giới hạn dmax nhận được bằng cách làm tròn kích thước tính toán với con số có ý nghĩa của dung sai của bước tương ứng theo chiều giảm, còn dmin nhận được bằng cách lấy hiệu dmax với dung sai bước tương ứng
Doa tinh: dmax 4 = 16,025; dmin 4 = 16,025 – 0,025 = 16 (mm)
Doa thô: dmax 3 = 15,955; dmin3 = 15,955 – 0,052 = 15,903 (mm)
Do phôi đặc hoàn toàn nên sẽ không có kích thước giới hạn của phôi
Tính toán giá trị lượng dư giới hạn 𝑍 𝑚𝑖𝑛 𝑔ℎ ; 𝑍 𝑚𝑎𝑥 𝑔ℎ :
Do phôi đặc nên sẽ không có lượng dư giới hạn cho nguyên công khoan
Tính toán lượng dư tổng cộng:
Ta điền các thông số vừa tính vào bảng tổng hợp:
Thứ tự các bước công nghệ gia công mặt phẳng
Các yếu tố tạo thành lượng dư
Lượng dư sau gia công
Giá trị tính toán d(mm)
Kích thước giới hạn (mm)
Tra bảng 4.42/Sổ tay CNCTM1 ta chọn mũi khoan d= 15,5 mm
Tính lượng dư cho nguyên công gia công lỗ ∅𝟑𝟒, 𝟓
Tương tự như tính toán cho lỗ ∅16 ta tính như sau: ρ cv = √20 2 + (1,3.100) 2 = 131,5 𝑚
Tra bảng 17 ( sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có:
Sai lệch không gian tổng cộng là :
Sai lệch không gian qua các bước được tính theo công thức sau đây:
+k: là hệ số chính xác hóa( Sau khi khoan k=0,05 , sau khi khoét và doa k=0,005)
-Sai lệch không gian sau khi khoan là:
-Sai lệch không gian sau khi khoét là:
-Sai lệch không gian sau khi doa là:
3.Khoét 50 50 0,076 0 2x230 15,755 130 15,755 15,625 2x310 2x230 4.Doa thô 10 25 0,00038 0 2x200 15,955 52 15,955 15,903 2x278 2x200 5.Doa tinh 5 10 6.10 −7 0 2x70 16,025 25 16,025 16 2x97 2x70
Sai số gá đặt chi tiết i ở bước nguyên công đang thực hiện được xác định bằng tổng véctơ sai số chuẩn c và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá:
c : sai số chuẩn( khi gốc kích thước trùng với chuẩn định vị)
Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất của khoan:
2𝑍 𝑚𝑖𝑛 = 2 (√328 2 ) = 656 (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ nhất của khoét:
2𝑍 𝑚𝑖𝑛 = 2 (40 + 60 + √16,4 2 ) = 232,8 (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ nhất của doa thô:
2𝑍 𝑚𝑖𝑛 = 2 (50 + 50 + √0,082 2 ) = 200 (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ nhất của doa tinh:
Cột kích thước ta tính toán như sau: Ở nguyên công hoặc kích thước cuối (doa) ta lấy kích thước lớn nhất của lỗ theo bản vẽ trừ với lượng dư tính toán sẽ được kích thước của bước khoét sau đó lấy kích thước của bước khoét trừ với lượng dư khi ta sẽ được kích thước mũi khoan
+ Kích thước trước khi doa thô:
= 34,455 (𝑚𝑚) + Kích thước trước khi khoét :
= 34,255 (𝑚𝑚) + Kích thước trước khi khoan:
= 34,023 (𝑚𝑚) Dung sai của mỗi bước nguyên công, ta tra các sổ tay:
Kích thước giới hạn dmax nhận được bằng cách làm tròn kích thước tính toán với con số có ý nghĩa của dung sai của bước tương ứng theo chiều giảm, còn dmin nhận được bằng cách lấy hiệu dmax với dung sai bước tương ứng
Doa tinh: dmax 4 = 34,525; dmin 4 = 34,525 – 0,025 = 34,5 (mm)
Doa thô: dmax 3 = 34,455; dmin3 = 34,455 – 0,052 = 34,403 (mm)
Do phôi đặc hoàn toàn nên sẽ không có kích thước giới hạn của phôi
Tính toán giá trị lượng dư giới hạn 𝑍 𝑚𝑖𝑛 𝑔ℎ ; 𝑍 𝑚𝑎𝑥 𝑔ℎ :
Do phôi đặc nên sẽ không có lượng dư giới hạn cho nguyên công khoan
Tính toán lượng dư tổng cộng:
Ta điền các thông số vừa tính vào bảng tổng hợp:
Thứ tự các bước công nghệ gia công mặt phẳng
Các yếu tố tạo thành lượng dư
Lượng dư sau gia công
Giá trị tính toán d(mm)
Kích thước giới hạn (mm)
Tra bảng 4.42/Sổ tay CNCTM1 ta chọn mũi khoan d= 34 mm
Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại
Theo bảng 3-94 trang 252 [1] và bảng 2.11 trang 36[2], ta tra được: ‘ Các bề mặt Lượng dư ( mm ) Sai lệch lớn nhất (±) , mm
TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG
Tính chế độ cắt cho nguyên công gia công lỗ ∅34,5
Chọn máy khoan đứng: 2H150
(Theo bảng 9-21/trang45 sách “ Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3”)
Các đặc tính kỹ thuật của máy: o Công suất động cơ: N = 7,5kw, hiệu suất = 0,8 o Số vòng quay trục chính trong một phút: 22,4-1000, có 12 cấp tốc độ o Lượng chạy dao(mm/vòng): 0,05-2,24 o Lực khoan chiều trục lớn nhất cho phép của cơ cấu chạy dao: Pmax = 2350kG
Chọn dụng cụ : Tra bảng 4- 40/ trang 319, sách “sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1”, ta chọn mũi khoan ruột gà có độ côn 1:5 đuôi côn có thông số như sau o Đường kính dao: d = 34 (mm) o Chiều dài L = 339 (mm) o Chiều dài phần làm việc l = 190 (mm)
Theo bảng 5.25/Sổ tay CNCTM 2 ta chọn S = 0,3 mm/vòng
Theo bảng 5.29/Sổ tay CNCTM 2 ta có∶ 𝐶 𝑣 = 9,8 𝑞 = 0,4
𝑦 = 0,5 m=0,2 Chu kỳ bền T tra bảng 5.30/Sổ tay CNCTM 2 ta có: T = 70
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế: kV = knv.kMV.kuv.klv
kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công
kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt
klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt
Tra bảng 5.1-5.4/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kMV = 1
Tra bảng 5.6/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kuv = 1
Tra bảng 5.31/Sổ tay CNCTM 2 ta có: klv = 1
𝑝ℎ) Suy ra số vòng quay trục chính
Mx = 10.CM.D q S y kP Tra bảng 5.32/Sổ tay CNCTM 2 ta có: CM = 0,0345 q = 2,0 y = 0,8
Tra bảng 5.9/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kP = kMP = 1
9750 = 5,5 kW < Nđc = 7,5 kW → đạt yêu cầu
Theo bảng 5.26/Sổ tay CNCTM 2 ta chọn S = 0,9 mm/vòng
𝑇 𝑚 𝑡 𝑥 𝑆 𝑦 𝑘 𝑉 Theo bảng 5.29/Sổ tay CNCTM 2 ta có∶ 𝐶 𝑣 = 16,3 𝑞 = 0,3
𝑥 = 0,2 𝑦 = 0,5 m=0,3 Chu kỳ bền T tra bảng 5.30/Sổ tay CNCTM 2 ta có: T = 50
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế: kV = knv.kMV.kuv.klv
kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công
kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt
klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt
Tra bảng 5.1-5.4/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kMV = 1
Tra bảng 5.6/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kuv = 1
Tra bảng 5.31/Sổ tay CNCTM 2 ta có: klv = 1
50 0,3 0,25 0,2 0,9 0,5 = 20,19 (m/ph) Suy ra số vòng quay trục chính
Mx = 10.CM.D q S y kP Tra bảng 5.32/Sổ tay CNCTM 2 ta có: CM = 0,09 q = 1,0 y = 0,8 x = 0,9
Tra bảng 5.9/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kP = kMP = 1
9750 = 0,7 kW < Nđc = 7,5 kW → đạt yêu cầu
Theo bảng 5.27/Sổ tay CNCTM 2 ta chọn S = 1,3 mm/vòng
𝑇 𝑚 𝑡 𝑥 𝑆 𝑦 𝑘 𝑉 Theo bảng 5.29/Sổ tay CNCTM 2 ta có∶ 𝐶 𝑣 = 10,5 𝑞 = 0,3
𝑥 = 0,2 𝑦 = 0,65 m=0,4 Chu kỳ bền T tra bảng 5.30/Sổ tay CNCTM 2 ta có: T = 80
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế: kV = knv.kMV.kuv.klv
kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công
kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt
klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt
Tra bảng 5.1-5.4/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kMV = 1
Tra bảng 5.6/Sổ tay CNCTM 2 ta có: kuv = 1
Tra bảng 5.31/Sổ tay CNCTM 2 ta có: klv = 1
80 0,4 0,1 0,2 1,3 0,65 = 7,03 (m/ph) Suy ra số vòng quay trục chính
2.100 Tra bảng 5.23/Sổ tay CNCTM 2 ta có: Cp = 200, Z = 8 y = 0,75 x = 1
9750 = 0,07 kW < Nđc = 7,5 kW → đạt yêu cầu
Tương tự ta tính cho bước khoan, khoét, doa lỗ ∅16 ta được
+ Khoan : t = 8 mm; S = 0,2mm/vòng; v = 30,58(m/ph); n = 650(v/ph)
+ Khoét : t = 0,5 mm; S = 0,6mm/vòng; v = 20,01(m/ph); n = 500(v/ph)
+ Doa : t = 0,1 mm; S = 1 mm/vòng; v = 8,74(m/ph); n = 180(v/ph)
Tra chế độ cắt các nguyên công còn lại
4.2.1 Nguyên công phay mặt đáy và phay hạ bậc
+ Chọn máy: Máy phay ngang vạn năng 6H81
Công suất động cơ: N = 4,5 kw, hiệu suất máy = 0,75
Số cấp tốc độ trục chính : 16
Tốc độ trục chính: 65÷1800 vg/ph
Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy:
+ Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng có thông số:
+ Thông số chế độ cắt
Theo bảng 5-125 ta được Sz=0,25mm/răng (Sổ tay CNCTM 2)
Theo bảng 5-127 ta có vận tốc cắt Vbảng= 158 m/phút
Tra các thống số tính toán ta có K1= 1
K2 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền dao K2=1
K3 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng Do vật liệu làm dao là BK8 nên K3 =0,8
K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng bề mặt gia công Do bề mặt phôi đúc bị biến cứng nên K4=0,8
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề rộng phay Do 0,45
