Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ Chế tạo máy - Hồ Viết Bình và Phan Minh Thanh.pdf

Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ Chế tạo máy - Hồ Viết Bình và Phan Minh Thanh.pdfHướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ Chế tạo máy - Hồ Viết Bình và Phan Minh Thanh.pdf

NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN

Nội dung và hình thức trình bày đồ án

1.1.1 Nội dung đồ án Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy có hai nội dung cơ bản :

- Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết máy cụ thể được giáo viên hướng dẫn chỉ định Quy trình này thể hiện trình tự gia công và đầy đủ các thông số công nghệ để chế tạo chi tiết máy đạt yêu cầu kỹ thuật và năng suất đề ra

- Thiết kế đồ gá chuyên dùng phục vụ cho một nguyên công trong quy trình công nghệ gia công chi tiết trên

1.1.2 Hình thức trình bày đồ án Đồ án được trình bày bằng hai dạng : thuyết minh và bản vẽ kỹ thuật

- Tập thuyết minh dày khoảng 30 đến 40 trang giấy khổ A4 có kẻ khung bao, chừa lề trái 25cm, lề phải 1cm, trên và dưới 1,5cm được đánh máy bằng font chữ times new roman, cỡ chữ 13

- Bìa theo mẫu ở phụ lục, đóng giấy kiếng

- Tờ nhiệm vụ đồ án đóng ở đầu tập thuyết minh, kế đến là mục lục

- Cuối tập thuyết minh có ghi các tài liệu tham khảo

Nội dung thuyết minh viết đầy đủ theo tờ nhiệm vụ đề ra, và theo hướng dẫn ở các chương sau Để dễ theo dõi, thuyết minh nên viết thành các chương như sau :

Chương 1- Nghiên cứu chi tiết gia công và tạo phôi

Chương 2- Thiết lập trình tự gia công

Chương 3- Thiết kế nguyên công

Chương 4- Tính lượng dư gia công

Chương 5- Tính chế độ cắt

Chương 6- Tính toán thiết kế đồ gá

Bảng kê các trang, thiết bị công nghệ

Các bản vẽ bao gồm :

1 Bản vẽ chi tiết (khổ A3 có khung tên)

- Bản vẽ này thường có ba hình chiếu (hoặc hình cắt), ghi đầy đủ kích thước, dung sai, độ nhám và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công Có thể vẽ thêm hình 3D để dễ hình dung khi gá đặt

- Khung tên có ghi tỉ lệ vẽ, ghi rõ vật liệu, tên chi tiết

2 Bản vẽ chi tiết lồng phôi (khổ A3 có khung tên)

- Vẽ lại hình dáng chi tiết gia công, ghi kích thước phôi, tức là kích thước chi tiết cộng thêm lượng dư (chỉ cần ghi các kích thước cơ bản của chi tiết gia công)

- Phần lượng dư gạch chéo màu đỏ để dễ phân biệt với các bề mặt khác không gia công

3 Bản vẽ mẫu đúc (khổ A3 có khung tên)

Mẫu là bộ phận tạo ra lòng khuôn đúc khi làm khuôn Mẫu sẽ in hình trong khuôn để tạo ra mặt ngoài của vật đúc đã thiết kế Trừ phần tai mẫu để tạo ra vị trí gác gối lõi, hình dạng và kích thước mẫu tương ứng với mặt ngoài vật đúc Để thành lập bản vẽ mẫu đúc chính xác cần đọc lại phần kỹ thuật đúc trong giáo trình Công nghệ kim loại

Bản vẽ mẫu đúc theo tiêu chuẩn về đúc, mẫu đúc vẽ cả 2D và 3D, nếu mẫu có nhiều phần thì phải có các chốt định vị

4 Bản vẽ lắp khuôn đúc (khổ A3 có khung tên)

Bản vẽ lắp khuôn đúc thể hiện mặt phân khuôn, lòng khuôn, khuôn trên, khuôn dưới, lõi, hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót, chốt định vị hai khuôn, lỗ thoát khí (xiên hơi)

5 Bản vẽ sơ đồ nguyên công (4 bản khổ A3 không cần khung tên, có bảng chế độ cắt theo mẫu)

Bản vẽ sơ đồ nguyên công thể hiện nguyên lý và kết cấu đồ gá, đây là bước tập dượt để thiết kế đồ gá hoàn chỉnh Giáo viên sẽ chỉ định vẽ 4 nguyên công khác nhau như phay, khoan, tiện, chuốt …trong đó nên vẽ nguyên công đầu tiên để thể hiện việc chọn chuẩn thô có hợp lý hay không

Bản vẽ này phải thể hiện rõ bộ phận định vị, bộ phận kẹp chặt, dụng cụ cắt, cơ cấu dẫn hướng, bộ phận định vị đồ gá vào máy, thân đồ gá, nghĩa là thể hiện chính xác kết cấu đồ gá theo tiêu chuẩn cho trong các sổ tay nhưng không cần tỷ lệ mà vẽ sao cho phù hợp với kích thước chi tiết và vừa với khổ giấy A3

Chi tiết gia công được xem như là một bộ phận trong đồ gá (không quy ước vẽ trong suốt, nét đứt) Bề mặt đang gia công được gạch màu đỏ, ghi rõ kích thước gia công, dung sai và độ nhám cần đạt

6 Bản vẽ tách chi tiết (khổ A3 có khung tên)

Dựa trên bản vẽ thiết kế đồ gá khổ A1 các sinh viên sẽ vẽ tách một chi tiết có hình dáng và kết cấu tương đối phức tạp, thường là thân đồ gá Bản vẽ này vẽ theo tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật với đầy đủ 3 hình chiếu (hoặc hình cắt) và có thêm các hình chiếu hay hình cắt riêng phần để thể hiện đầy đủ hình dáng và kết cấu của chi tiết Ghi đầy đủ kích thước, dung sai, độ bóng và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết này

Cỏc bản vẽ 1, 2, 3, 4, 5, 6 đúng thành tập riờng đặt tờn là ô tập bản vẽ sơ đồ nguyờn cụng ằ bỡa ngoài ghi đầy đủ tờn chi tiết, họ tờn sinh viờn thực hiện, giáo viên hướng dẫn, giáo viên phản biện (bìa theo mẫu ở phụ lục)

7 Bản vẽ thiết kế đồ gá (khổ A1 có khung tên và bảng kê chi tiết)

Là bản vẽ lắp hoàn chỉnh một đồ gá chuyên dùng do giáo viên chỉ định với 3 hình chiếu (hoặc hình cắt), phải thể hiện đầy đủ kết cấu của đồ gá (theo đúng sơ đồ gá đặt trong thuyết minh) với tỉ lệ 1:1, 2:1 hoặc 1:2

- Ở bản vẽ này chi tiết gia công được qui ước là trong suốt, vẽ bằng nét đứt màu đỏ, không che các chi tiết của đồ gá

- Ghi yêu cầu kỹ thuật, các kích thước lắp ghép quan trọng, kích thước cao, dài, rộng của đồ gá

- Đánh số thứ tự và lập bảng kê chi tiết

- Không nên vẽ các đồ gá vạn năng như êtô, mâm cặp …

- Bản vẽ này không trùng với 4 bản vẽ sơ đồ nguyên công

Khung tên các b ản vẽ tr ên có m ẫu ở phần phụ lục.

Trình tự thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

2.Xác định dạng sản xuất

3.Xác định phương pháp chế tạo phôi, vẽ chi tiết lồng phôi

4.Thiết kế khuôn, mẫu đúc Bản vẽ lắp khuôn đúc, bản vẽ mẫu đúc

5.Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn phương pháp gia công, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết ) Bản vẽ trình tự gia công (hai phương án)

6.Thiết kế nguyên công (chọn máy, dao, đồ gá, tra chế độ cắt, tra công suất cắt, chọn dụng cụ đo…) Bản vẽ sơ đồ nguyên công

7.Tính lượng dư cho một bề mặt do giáo viên chỉ định (mặt tròn trong, mặt tròn ngoài hoặc mặt phẳng)

8 Tính chế độ cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá

9.Tính toán về đồ gá (lực kẹp, sai số chế tạo, sức bền cơ cấu kẹp)

10 Xây dựng bản vẽ lắp đồ gá và vẽ tách một chi tiết từ đồ gá.

Tiến độ thực hiện đồ án

Sinh viên gặp Gíao viên hướng dẫn theo ngày, giờ và địa điểm đã đăng ký và phân công để nghe phổ biến nội quy và nhận đề tài Sinh viên thực hiện các phần việc sau:

- Nghiên cứu, phân tích chi tiết gia công

- Xác định dạng sản suất

- Chọn phôi và xác định phương pháp tạo phôi

- Bản vẽ chi tiết, bản vẽ lồng phôi, bản vẽ khuôn và mẫu đúc(A 3 )

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 1 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Chọn phương pháp gia công và lập trình tự công nghệ

- So sánh và lựa chọn phương án hợp lý

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 2 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Thiết kế các nguyên công (Vẽ sơ đồ gá đặt, chọn máy, dao, chế

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 3 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Vẽ 2 bản vẽ sơ đồ nguyên công (A 3 )

- Hoàn thiện việc thiết kế nguyên công

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 4 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Vẽ 2 bản vẽ sơ đồ nguyên công còn lại (A 3 )

- Hoàn thiện các sơ đồ nguyên công

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 5 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Tính lượng dư cho một bề mặt gia công được chỉ định

- Tính chế độ cắt v, s, t và lực cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 6 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Tính toán, thiết kế đồ gá

- Vẽ bản vẽ đồ gá A1

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 7 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Hoàn thiện bản vẽ đồ gá A1 và vẽ tách một chi tiết từ đồ gá (A3)

Gíao viên hướng dẫn duyệt các phần sinh viên thực hiện được trong tuần 8 Sinh viên thực hiện các phần sau:

- Hòan thiện thuyết minh và các bản vẽ của đồ án

- Giáo viên hướng dẫn duyệt toàn bộ đồ án

- Nộp đồ án cho giáo viên hướng dẫn đọc, nhận xét và cho điểm.

Quy ước về sơ đồ gá đặt

Sơ đồ gá đặt là loại sơ đồ quy ước để thể hiện:

- Mặt định vị và số bậc tự do được hạn chế (dùng ký hiệu)

- Phương, chiều và điểm đặt của lực kẹp

- Phương pháp gia công (vẽ dao)

- Kích thước, dung sai và độ nhám cần đạt ở bước cuối cùng

Khi vẽ sơ đồ gá đặt nên vẽ chi tiết ở vị trí đang gia công và người công nhân đứng máy nhìn vào thấy được hình chiếu đứng, có thể vẽ một hoặc hai hình chiếu sao cho thể hiện được bốn yếu tố trên

Hình 1.2: Sơ đồ gá đặt khi khoét

Hai bậc tự do định vị vào rãnh

Hình 1.1: Sơ đồ gá đặt khi phay bằng dao ghép

Dùng sơ đồ gá đặt để thể hiện quy trình công nghệ, mỗi nguyên công được biểu diễn bằng một sơ đồ gá đặt, đồng thời khi thiết kế nguyên công sơ đồ gá đặt được dùng để chọn máy, dao, đồ gá

Chú ý: Nếu nguyên công cần hạn chế 6 bậc tự do thì nên vẽ hai hình chiếu như hình 1.1, với một hình chiếu như ở sơ đồ nguyên công hình 1.2 thì không thể hiện rõ hai bậc tự do ở rãnh đứng.

Các quy định chung

- Mỗi sinh viên khi nhận đồ án nên có một cuốn tập học sinh để ghi chép các hướng dẫn của giáo viên và thực hiện đồ án bằng tay (viết, vẽ tay), khi được thông qua rồi mới đánh máy và vẽ trên máy

- Đồ án công nghệ chế tạo máy có độ phức tạp cao, đòi hỏi sinh viên phải nỗ lực liên tục dưới sự giúp đỡ của giáo viên vì vậy nếu không gặp giáo viên ba lần trở lên thì khó có thể tiếp tục thực hiện tiếp Vì vậy bộ môn quy định gạch tên nếu vắng ba buổi trở lên

- Sinh viên nào coppy t ừ các đồ án cũ sẽ bị đ ình ch ỉ ngay v à xem nh ư b ị điểm không v à có th ể sẽ không được l àm l ại.

Các câu hỏi chuẩn bị bảo vệ

1.6.1 Bản vẽ chi tiết và tạo phôi

1- Yêu cầu kỹ thuật quan trọng nhất của chi tiết là gì?

2- Kiểm tra điều kiện kỹ thuật đó như thế nào?

3- Làm thế nào để đạt được các yêu cầu kỹ thuật đó?

4- Chức năng làm việc của chi tiết?

5- Hình dáng và kết cấu chi tiết có hợp lý cho việc tạo phôi không? Nếu thay đổi thì có ảnh hưởng đến chức năng làm việc của nó không?

6- Hình dáng và kết cấu chi tiết có hợp lý cho việc gia công cắt gọt không? Nếu thay đổi thì có ảnh hưởng đến chức năng làm việc của nó không?

7- Dung sai và độ nhám cho trên bản vẽ có hợp lý không ? Cần phải thay đổi hay để nguyên như bản vẽ?

8- Chọn mặt phân khuôn ở đâu ? Mặt phân khuôn dùng để làm gì? Rãnh dẫn kim loại nằm ở đâu?

9- Làm thế nào để tạo phần rỗng trong khuôn (lòng khuôn)?

10- Mẫu đúc dùng để làm gì ? Mẫu đúc có giống chi tiết không? Muốn vẽ mẫu đúc ta cần dựa vào cái gì?

11- Lõi đúc dùng để làm gì? Gối lõi là gì?

1.6.2 Trình tự gia công và chọn chuẩn

1- Chuẩn tinh thống nhất là những mặt nào? tại sao chọn nó?

2- Chuẩn thô đã chọn nhằm đạt yêu cầu gì? khi chọn chuẩn thô có lưu ý gì đến chất lượng phôi?

3- Trình tự gia công như vậy có phù hợp dạng sản xuất không? yêu cầu về vị trí tương quan có đạt không ? nên phân tán hay tập trung nguyên công?

4- Tại sao chọn phương pháp gia công này mà không chọn phương pháp khác?

5- Số bậc tự do cần khống chế ở các nguyên công đã đủ chưa, có siêu định vị không? kể các bậc tự do đã định vị?

6- Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp chặt như vậy có hợp lý không?

1.6.3 Bản vẽ sơ đồ nguyên công

1- Đã định vị đủ các bậc tự do chưa? có thừa không?

2- Đồ định vị này có tiêu chuẩn không?

3- Kẹp như vậy có nhanh không, cơ cấu nào nhanh hơn? Tháo lắp chi tiết thế nào? Lực kẹp có làm xê dịch hay biến dạng chi tiết không? 4- Tại sao phải dùng bạc dẫn hướng?

5- Cữ so dao dùng khi nào?

6- Tại sao phải có then dẫn hướng ở đồ gá phay? khi nào không cần then này?

7- Đồ gá khoan có cần then dẫn hướng không? tại sao?

8- Mục đích của việc định vị đồ gá vào máy tiện?

9- Định vị đồ gá vào máy tiện như vậy có đúng không?

10- Vị trí tương đối của hai chốt trụ, trám phải như thế nào để không siêu định vị?

11- Khi nào dùng khối V nghiêng?

1- Máy để thực hiện phương pháp gia công đã hợp lý chưa? Có thể dùng máy khác được không?

2- Tại sao chọn loại dao đó? Có tham khảo các dao thế hệ mới không?

3- Ghi kích thước và dung sai trên sơ đồ gá đặt đã đúng chưa? 4- Tra chế độ cắt ở đâu? khi tra chế độ cắt cần căn cứ vào các điều kiện gì?

5- Tuổi bền dao là gì? chọn tuổi bền dao để làm gì?

6- Vật liệu làm dao ảnh hưởng tới các thông số nào khi tra chế độ cắt?

7- Chỉ rõ các bảng tra vận tốc cắt khi Tiện, Phay, Khoan… ?

8- Tại sao phải có các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt?

9- Khi tra chế độ cắt có chú ý đến vật liệu gia công và vật liệu phần cắt của dao không?

10- Tính thời gian từng chiếc cho nguyên công để làm gì?

1.6.5 Tính lượng dư và chế độ cắt

1- Công thức tính lượng dư bao gồm các thành phần nào?

2- Cách tính sai số không gian a?

3- Cách tính sai số gá đặt ?

4- Sai số vị trí vt tính như thế nào?

5- Dung sai ở các bước công nghệ lấy ở đâu để ghi vào bảng tính lượng dư?

6- Sử dụng bảng tính lượng dư để làm gì?

7- Tính chế độ cắt để làm gì?

8- Bảng tra các thành phần trong công thức tính vận tốc cắt?

9- Tại sao khi tiện phải tính lượng chạy dao theo các điều kiện bền?

1.6.6 Tính toán và thiết kế đồ gá

1- Nguyên lý làm việc của đồ gá

2- Tại sao phải đề ra các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá ? phương pháp kiểm tra chúng?

3- Các chốt định vị các bộ phận của đồ gá với nhau có tác dụng gì?

Có khái niệm siêu định vị hay không khi dùng hai chốt trụ hay hai chốt côn trong trường hợp này?

4- Phương pháp điều chỉnh khi lắp ráp đồ gá để đạt các yêu cầu kỹ thuật?

5- Các chi tiết nào của đồ gá cần nhiệt luyện? Vì sao?

6- Những chi tiết nào của đồ gá nên chọn theo tiêu chuẩn và những chi tiết nào được chọn theo kết cấu đồ gá?

7-Trình bày phương pháp xác định vị trí của đồ gá khi gá đặt nó lên bàn máy?

8- Giải thích các chế độ lắp ghép ghi trên đồ gá

9- Dựa trên cơ sở nào để ghi các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá?

10- Tính sai số chế tạo đồ gá để làm gì?

11- Tính sai số mòn như thế nào

12- Nếu tính ra sai số chế tạo cho phép mang dấu trừ (âm) thì giải quyết như thế nào ?

13- Tại sao phải tính lực kẹp cần thiết?

14- Phương pháp tính lực kẹp cần thiết cho đồ gá đang thiết kế? 15- Tại sao phải sử dụng cơ cấu kẹp liên động?

16- So sánh kẹp chặt bằng ren và kẹp chặt bằng cam?

NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

Nghiên cứu chi tiết gia công

Nghiên cứu chi tiết gia công là thực hiện các công việc sau: đọc kỹ bản vẽ để hiểu rõ hình dáng và kết cấu công nghệ của chi tiết; phân tích chức năng và điều kiện làm việc; xem xét tính công nghệ trong kết cấu để từ đó thiết lập nên bản vẽ chi tiết có tính công nghệ cao

2.1.1 Đọc bản vẽ chi tiết Đọc kỹ bản vẽ chi tiết để hiểu rõ hình dáng, kết cấu, dung sai, độ nhám và các yêu cầu kỹ thuật khác So sánh với các chi tiết điển hình khi học chương 2 giáo trình công nghệ chế tạo máy, xem chi tiết mình nhận được thuộc dạng nào Khi đọc nếu phát hiện ra các sai sót sau đây cần chỉnh sửa ngay:

- Thiếu hình chiếu, dựa vào hai hình chiếu đã có để vẽ hình chiếu hoặc hình cắt thứ ba

- Thiếu kích thước, dùng phương pháp tỉ lệ để suy ra trị số của kích thước còn thiếu

- Thiếu dung sai, độ nhám; dựa vào chức năng làm việc của chi tiết trong thực tế như: bề mặt đó có lắp ráp gì, yêu cầu làm việc ra sao để quy định dung sai và độ nhám

- Nếu không thể tìm hiểu được chức năng của chi tiết trong thực tế thì nên tham khảo các chi tiết điển hình để ghi theo Có thể dựa vào các điều kiện đã cho để suy ra các dữ liệu còn thiếu

- Sinh viên cần tham khảo giáo trình dung sai kỹ thuật đo để nắm vững các mối lắp thông dụng như : ổ lăn, ổ trượt, then, bánh răng, trụ trượt, mối lắp trụ cố định…

B ảng 2.1: Chọn trị số nhám bề mặt theo cấp chính xác kích thước

Kích thước danh nghĩa, mm Đến 50 Trên 50 đến 120 Trên 120 đến 500

Cấp chính xác kích thước

Giá trị R a , m IT5 Từ 0,1 đến 0,2 Từ 0,2 đến 0,4 Từ 0,4 đến 0,8

Chú thích: trị số nhám trong bảng ứng với mức chính xác thường, với mức chính xác cao hơn có thể chọn trị số nhỏ hơn giá trị trong bảng

2.1.2.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

Dựa vào bản vẽ chi tiết được giao, sinh viên phải nghiên cứu tỉ mỉ kết cấu, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, cụ thể là phải xác định được chi tiết làm ở bộ phận nào của máy, những bề mặt nào của chi tiết là bề mặt làm việc, những kích thước nào là quan trọng

Trong một số trường hợp các chi tiết không rõ chức năng làm việc thì sinh viên phải vận dụng kiến thức đã học như: máy cắt kim loại, chi tiết máy, động cơ đốt trong,…để phân tích chức năng và nhiệm vụ của các chi tiết và xếp vào các nhóm chi tiết thông dụng đã học như: dạng hộp, dạng trục, dạng càng …

Từ đó xem xét các điều kiện kỹ thuật cho trên bản vẽ chi tiết như dung sai của các kích thước quan trọng, độ nhám, độ cứng cần thiết của các bề mặt làm việc cùng các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt khác đã hợp lý chưa Việc phân tích này sẽ xác định được bề mặt quan trọng, không quan trọng của chi tiết

2.1.3 Xác định dạng sản xuất

Mục đích của việc xác định dạng sản xuất là để: thay đổi kết cấu chi tiết phù hợp với dạng sản xuất; lựa chọn mức độ phân tán nguyên công khi lập quy trình công nghệ; lựa chọn máy vạn năng hay chuyên môn hóa, lựa chọn dung cụ cắt đơn hay tổ hợp…

Trong công nghệ chế tạo chi tiết máy thường chia ra làm ba dạng sản xuất chính sau đây:

- Sản xuất hang loạt: hàng loạt lớn, hàng loạt vừa, hàng loạt nhỏ

Muốn xác định dạng sản xuất cần phải tính sản lượng thực tế hàng năm và khối lượng của chi tiết gia công

1 Tính sản lượng thực tế

Sản lượng thực tế hàng năm được xác định theo công thức :

N: số chi tiết thực tế được sản xuất trong một năm

N 1 : số chi tiết theo kế hoạch năm

: số % chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( = 5  7)

2 Tính khối lượng chi tiết

Khối lượng chi tiết được xác định theo công thức sau:

Q: khối lượng chi tiết (kg)

V: thể tích của chi tiết (dm 3 )

 : khối lượng riêng của vật liệu

 thép = 7,85 kg/dm 3 ; gang dẻo = (7,2 7,4)kg/dm 3 ; đồng = 8,7 kg/dm 3

 gang xám = (6,8 7,4)kg/dm 3 ;  nhôm = (2,6  2,8)kg/dm 3 Để tính thể tích V của chi tiết có thể sử dụng AUTOCAD:

+ Vẽ chi tiết dưới dạng 3D

+ Gõ lệnh MASSPROP, enter, kích vào đối tượng, ENTER lần nữa, xuất hiện bảng AUTOCAD TEXT WINDOW DRAWING.DWG

+ Trị số cột bên phải cùng hàng với dòng chữ volume là thể tích vật thể tính bằng mm 3

Có thể tính V theo cách thông thường là chi nhỏ chi tiết thành các khối trụ, hộp tính thể tích từng khối rồi cọng lại

Khi có Q và N ta tra bảng sau để có dạng sản xuất

B ảng 2.2: Bảng tra dạng sản xuất

Sản luợng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc 50.000

- Nếu dạng sản xuất hàng khối : Chọn máy chuyên dùng, dụng cụ cắt tổ hợp, mức độ phân tán nguyên công cao (quy trình công nghệ chia nhỏ thành nhiều nguyên công, mỗi nguyên công chỉ một bước)

- Nếu dạng sản xuất loạt lớn : Chọn máy chuyên dùng hoặc máy vạn năng có trang bị đồ gá chuyên dùng, dụng cụ cắt tổ hợp hoặc đơn, mức độ phân tán nguyên công cao (quy trình công nghệ chia nhỏ thành nhiều nguyên công, mỗi nguyên công chỉ một hoặc vài ba bước)

- Nếu dạng sản xuất loạt vừa : Chọn máy vạn năng có đồ gá chuyên dùng hoặc đồ gá chuyên môn hóa, dụng cụ cắt đơn, mức độ phân tán nguyên công vừa phải (quy trình công nghệ chia thành nhiều nguyên công, mỗi nguyên công vài ba bước)

Trong đồ án công nghệ chế tạo máy thông thường giáo viên cho sản lượng ở một trong ba dạng sản xuất trên

2.1.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Mục đích của việc phân tích tính công nghệ trong kết cấu là để sửa đổi bản vẽ chi tiết sao cho việc chế tạo dễ dàng và hiệu quả kinh tế cao nhưng không làm ảnh hưởng đến chức năng làm việc của nó

Nội dung phần này được tiến hành theo trình tự sau :

- Nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết trong cụm máy, dạng sản xuất, xem có khả năng đơn giản hóa kết cấu không, khả năng thay bằng kết cấu hàn, kết cấu lắp ghép để tiết kiệm vật liệu, đồng thời cả khả năng thay thế bằng vật liệu dễ tìm Sinh viên có thể đề nghị thay đổi kết cấu chi tiết để nâng cao tính công nghệ

Xác định phương pháp tạo phôi

- Vẽ chi tiết lồng phôi

- Thiết kế bản vẽ lắp khuôn đúc

2.2.1 Chọn cấp chính xác đúc

Cấp chính xác đúc được chia thành 3 cấp :

- Cấp chính xác 1 (cao nhất) : cấp này đạt được khi đúc trong khuôn kim loại tĩnh Phương pháp đúc này đạt độ chính xác cao nhưng giá thành và thiết bị đầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết (lượng dư nhỏ), giá thành sản phẩm cao, phù hợp với dạng sản xuất hàng khối Kích thước phôi này có cấp chính xác IT14  IT15, độ nhám bề mặt

- Cấp chính xác 2 : Cấp này đạt được khi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại (hoặc mẫu gỗ), nếu làm khuôn bằng máy có thể đạt độ chính xác cao hơn làm khuôn bằng tay Phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn Kích thước phôi này có cấp chính xác IT15  IT16 Độ nhám bề mặt: Rz = 80m

Trong đồ án công nghệ chế tạo máy thường cho dạng sản xuất hàng loạt vừa hoặc lớn và có khi hàng khối, vì thế thông dụng nhất là chọn cấp chính xác 2

- Cấp chính xác 3 : Cấp này đạt được khi đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay Phương pháp đúc này cho chất lượng bề mặt không cao, gá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ Kích thước phôi này có cấp chính xác IT16 IT17 Độ nhám bề mặt R z = 160 m

2.2.2 Tra lượng dư đúc Để vẽ được chi tiết lồng phôi làm cơ sở cho việc thiết kế khuôn và mẫu đúc, người thiết kế cần xác định lượng dư cho các bề mặt gia công cắt gọt, trên bản vẽ chi tiết nếu bề mặt nào có ký hiệu độ nhám thì cần xác định lượng dư Tra lượng dư theo các bảng sau :

Lượng dư cho vật đúc bằng thép tra theo các bảng 3-102, bảng 3-

103, bảng 3-104, trang 255, 256 sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập I

Lượng dư cho vật đúc bằng gang tra theo các bảng 3-94, bảng 3-

95 (trang 252) và bảng 3-96 (trang 253) sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập I Hoặc tra theo bảng sau :

B ảng 2.3:Lượng dư gia công của vật đúc bằng gang c ấp chính xác I (mm)

Kích thước bề mặt cần tra lượng dư, mm Kích thước lớn nhất của chi tiết, mm

Vị trí bề mặt khi rót kim loại

B ảng 2.4:Lượng dư gia công của vật đúc bằng gang c ấp chính xác II (mm)

Kích thước bề mặt cần tra lượng dư, mm Kích thước lớn nhất của chi tiết, mm

Vị trí bề mặt khi rót kim loại

B ảng 2.5:Lượng dư gia công của vật đúc bằng thép c ấp chính xác I (mm)

Kích thước bề mặt cần tra lượng dư, mm Kích thước lớn nhất của chi tiết, mm

Vị trí bề mặt khi rót kim loại

B ảng 2.6 :Lượng dư gia công của vật đúc bằng thép c ấp chính xác I I (mm)

Kích thước bề mặt cần tra lượng dư, mm Kích thước lớn nhất của chi tiết, mm

Vị trí bề mặt khi rót kim loại

B ảng 2 7: Sai lệch cho phép kích thước chi tiết đúc bằng gang và thép ( mm).

Kích thước bề mặt cần tra sai lệch, mm Kích thước lớn nhất của chi tiết, mm

Ghi chú : Cấp chính xác III ít dùng, khi cần sinh viên tra trong sổ tay công nghệ

2.2.3 Vẽ chi tiết lồng phôi Để vẽ chi tiết lồng phôi trước hết vẽ lại bản vẽ chi tiết nhưng không cần ghi tất cả kích thước mà chỉ cần ghi những kích thước của những bề mặt có gia công sau đó vẽ phần lượng dư (gạch chéo màu đỏ) và ghi kích thước phôi Tuy nhiên do các bản vẽ hiện nay được thực hiện và in bằng máy nên quy ước phần lượng dư gạch chéo dấu nhân, đường viền ngoài cùng vẽ nét cơ bản

Kích thước phôi = kích thước chi tiết + lượng dư

Tra dung sai cho phép của vật đúc theo B ảng 2 7 để ghi sai lệch cho kích thước phôi

Bản vẽ này phải thể hiện đủ các hình chiếu sao cho người đọc thấy hết các bề mặt gia công và lượng dư, lỗ đặc cũng gạch chéo thể hiện lượng dư, ghi các yêu cầu đặc biệt khi tạo phôi

Bản vẽ này cũng cần thể hiện đầy đủ độ dốc rút mẫu, bán kính góc lượn cho phôi đúc làm cơ sở cho bản vẽ mẫu đúc

Bản vẽ chi tiết lồng phôi là một bản vẽ kỹ thuật giúp người thợ chế tạo mẫu hoặc từ đó thực hiện bản vẽ vật đúc vì thế bản vẽ này có khung tên và sẽ đóng chung một tập với các bản vẽ sơ đồ nguyên công

Hình 2.1: Bản vẽ chi tiết gia công

Hình 2.2: Bản vẽ chi tiết lồng phôi

2.2.4 Thiết kế mẫu đúc và bản vẽ lắp khuôn đúc

Như đã nói ở trên bản vẽ lắp khuôn đúc thể hiện mặt phân khuôn, lòng khuôn, khuôn trên, khuôn dưới, lõi, hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót, chốt định vị hai khuôn, lỗ thoát khí (xiên hơi) Muốn vẽ bản vẽ lắp khuôn cần phải:

- Xác định mặt phân khuôn: Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc của các nửa khuôn với nhau (thường là mặt tiếp xúc giữa khuôn trên và khuôn dưới) Mặt phân khuôn có thể là mặt phẳng, mặt bậc hoặc cong Trong khuôn đúc có thể chỉ một mặt phân khuôn hoặc vài ba mặt phân khuôn Mặt phân khuôn là nơi rút mẫu, lắp ráp lõi và hệ thống rót, đậu ngót…

- Xác định nơi đặt hệ thống rót và cấu tạo hệ thống rót

- Xác định đậu ngót và đậu hơi

Mẫu là bộ phận tạo ra lòng khuôn đúc khi làm khuôn Mẫu sẽ in hình trong khuôn để tạo ra mặt ngoài của vật đúc đã thiết kế Trừ phần tai mẫu để tạo ra vị trí gác gối lõi, hình dạng và kích thước mẫu tương ứng với mặt ngoài vật đúc

Muốn thiết kế mẫu cần căn cứ vào :

- Hình dáng và kích thước ngoài của vật đúc

- Hình dáng và kích thước gối lõi nếu có

- Vật liệu chế tạo mẫu (ở đồ án này thường dùng mẫu gỗ)

Từ đó ta tiến hành :

+ Xác định mặt phân mẫu : đa số mặt phân mẫu trùng với mặt phân khuôn Trường hợp đặc biệt mẫu được chế tạo bởi nhiều phần tháo rời

+ Xác định hình dáng và kích thước tai mẫu : tai mẫu sẽ in hình trong khuôn để tạo ra chỗ tựa cho gối lõi Lõi hình trụ nếu đặt đứng thì gối lõi hình côn để khi đặt vào lòng khuôn không bị sứt mẻ khuôn vì thế tai mẫu cũng hình côn, nếu đặt nằm ngang gối lõi vẫn là hình trụ nên tai mẫu cũng hình trụ

+ Xác định kích thước và dung sai kích thước mẫu, độ dốc rút mẫu

+ Định vị khi ghép mẫu : dùng một chốt hoặc 2, 3 chốt để định vị hai nửa mẫu với nhau khi làm khuôn, các chốt càng xa nhau càng tốt Để thiết kế khuôn và mẫu cần tham khảo chương 3, trang 20, giáo

Hệ thống rót Thông khí Đậu ngót Đậu hơi

Hình 2.3: Bản vẽ lắp khuôn đúc

Hình 2.4: Hình vẽ 3D mẫu đúc

Bản vẽ mẫu đúc cần vẽ cả 2D và 3D, thể hiện đầy đủ kích thước, dung sai, độ dốc rút mẫu…(xem phụ lục)

Hình 2.6: Bản vẽ khuôn đúc có cả lõi đứng và ngang

Hình 2.5: Tai mẫu hình côn khi chi tiết đặt đứng

Chú ý : các lỗ cần gia công cắt gọt, tùy theo dạng sản xuất, nếu kích thước nhỏ có thể không cần đặt lõi mà đúc liền Thí dụ khi sản xuất đơn chiếc các lỗ có đường kính  50 mm, sản xuất hàng loạt  30 mm, sản xuất hàng khối  20 mm có thể đúc liền, việc tạo lỗ do gia công cắt gọt đảm nhiệm

2.2.5 Phôi dập (dập thể tích, rèn khuôn, ép nóng chảy)

Phôi dập dùng cho các chi tiết như: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục khuỷu…các chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng thủy lực Chi tiết đơn giản thì dập không có bavia, chi tiết phức tạp sẽ có bavia Lượng dư và dung sai phôi dập được ghi bảng 3-18, trang 195, sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập I Để thiết kế khuôn dập tham khảo trang 159, giáo trình công nghệ kim loại

Hình 2.7: Bản vẽ lắp khuôn có hai mặt phân khuôn

THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG

Thiết lập trình tự gia công hợp lý

Để thực hiện tốt phần này, sinh viên cần đọc kỹ các chương 1, 2, giáo trình công nghệ chế tạo máy Ở tài liệu này tóm tắt những vấn đề chính khi lập trình tự gia công như sau :

- Lựa chọn mức độ phân tán nguyên công

- Chọn những bề mặt làm chuẩn tinh

- Chọn những bề mặt làm chuẩn thô để gia công chuẩn tinh

- Lập hai trình tự gia công rồi so sánh và chọn trình tự tốt nhất

3.1.1 Lựa chọn mức độ phân tán nguyên công

Mức độ phân tán nguyên công phụ thuộc dạng sản xuất, thiết bị công nghệ và độ chính xác gia công

Dạng sản xuất hàng loạt lớn, dùng máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng thì cần phân tán nguyên công, tức là mỗi nguyên công chỉ gồm một vài bước, nếu nguyên công có 2 bước trở lên có nghĩa là khi chuyển sang bước mới cần phải thay dao cắt hoặc thay đổi chế độ cắt, hoặc thay đổi bề mặt Những thay đổi đó đều làm giảm năng suất (tăng thời gian phụ) vì thế phải cân nhắc kỷ Xét các ví dụ sau :

Khi gia công lỗ từ vật liệu đặc đạt cấp chính xác 7, cần phải qua ít nhất 3 bước : khoan, khoét, doa Nếu tập trung nguyên công ta phải thay dao 3 lần, nếu phân tán nguyên công : khoan thực hiện trên một nguyên công không cần thay dao, khoét + doa thuộc nguyên công khác thì chỉ cần thay dao 2 lần (khoét doa thường phải cùng một lần gá đặt)

Khi gia công mặt bậc có 3 phương án lựa chọn : một là chia thành 2 nguyên công, hai là cùng một nguyên công nhưng dùng dao ghép gia công cùng lúc, ba là một nguyên công nhưng phải thay đổi vị trí giữa dao và chi tiết theo phương kích thước Rõ ràng dùng dao ghép rất nhanh nhưng phụ thuộc công suất máy và độ cứng vững của hệ thống công

Nếu sử dụng máy có nhiều chức năng hoặc có bộ phận thay dao nhanh thì tập trung nguyên công ở mức độ vừa phải là tốt nhất

Nếu sử dụng máy CNC thì tập trung nguyên công cao hơn, tuy nhiên trong ph ạm vi đồ án n ày yêu c ầu dùng máy điều khiển cơ, chỉ trong nh ững trường hợp đặc biệt mới dùng máy điều khiển số.

Chọn những bề mặt làm chuẩn tinh

Nguyên công đầu tiên phải sử dụng chuẩn thô, nhưng chuẩn thô đó là để gia công các bề mặt làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau vì thế suy nghĩ đầu tiên về việc chọn chuẩn lại là chọn chuẩn tinh trước

Việc chọn chuẩn tinh cần tham khảo các hướng dẫn sau :

1- Quan sát kỹ bản vẽ chi tiết và liên hệ với các chi tiết điển hình để chọn được các bề mặt làm chuẩn tinh thống nhất, các bề mặt này phối hợp với nhau để định vị được 6 bậc tự do Điều này rất quan trọng vì sẽ giảm sai số tích lũy và gá đặt ở các nguyên công sẽ giống nhau

2- Chuẩn tinh phải chọn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và sử dụng tiện lợi

3- Chuẩn tinh phải sao cho khi kẹp chặt chi tiết không bị biến dạng nhiều, lực kẹp đặt gần chỗ gia công, mặt định vị có diện tích đủ lớn

4- Chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, chuẩn trùng gốc kích thước càng tốt để loại bỏ sai số chuẩn

Chi tiết dạng hộp thường chọn các bề mặt làm chuẩn tinh thống nhất là :

- Mặt đáy + hai lỗ vuông góc với mặt đáy

- Mặt đáy + hai mặt bên

- Mặt đáy + rãnh, gờ trên mặt đáy

Chi tiết dạng càng thường chọn các bề mặt làm chuẩn tinh thống nhất là :

- Một mặt phẳng + hai lỗ vuông góc với mặt phẳng đó

- Một mặt phẳng và hai gờ trên hai mặt còn lại

Chi tiết dạng trục thường chuẩn tinh thống nhất là 2 lỗ tâm, hoặc trụ ngoài và lỗ tâm Chi tiết dạng bạc thường lấy lỗ làm chuẩn tinh

3.1.3 Chọn những bề mặt làm chuẩn thô

Sau khi chọn được những bề mặt làm chuẩn tinh, chúng ta phải nghĩ ngay tới việc chọn mặt nào làm chuẩn thô cho nguyên công đầu tiên Cố gắng chọn các mặt làm chuẩn thô đủ định vị 6 bậc tự do để ngay trong nguyên công đầu tiên (hoặc vài nguyên công) có thể gia công được

3 mặt làm chuẩn tinh thống nhất

Việc chọn chuẩn thô cần đảm bảo 2 yêu cầu sau :

- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với những bề mặt gia công

Với những yêu cầu trên, cần tham khảo các gợi ý sau :

+ Nếu chi tiết có một bề mặt không gia công mà bề mặt đó có yêu cầu độ chính xác về vị trí so với bề mặt gia công thì có thể chọn mặt đó làm chuẩn thô

+ Nếu có một số bề mặt không gia công thì lấy mặt không gia công nào có yêu cầu chính xác về vị trí tương quan cao nhất với bề mặt gia công để làm chuẩn thô

+ Nếu tất cả các bề mặt đều gia công thì chọn mặt nào có yêu cầu lượng dư đều và nhỏ nhất làm chuẩn thô

Chú ý : những yêu cầu về vị trí nêu trên không ghi cụ thể bằng số trong bản vẽ mà thường do người làm công nghệ đặt ra để chi tiết đẹp, chính xác và bền

+ Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong quá trình gia công

Hình 3.1: Chi tiết dạng càng

Chi tiết dạng càng như hình 3.1, khi gia công mặt A, nếu lấy mặt B làm chuẩn thô định vị ba bậc tự do sau đó lấy mặt A làm chuẩn tinh định vị ba bậc tự do gia công lại mặt B thì hai mặt A, B song song với nhau nhưng có thể không vuông góc với mặt không gia công C Vì vậy trong trường hợp này chọn mặt C làm chuẩn thô định vị bốn bậc tự do và mặt

B định vị một bậc tự do để gia công mặt A là hợp lý hơn

Khi mặt A đã gia công, lấy nó làm chuẩn tinh để gia công mặt B (không dùng mặt C làm chuẩn), lúc này hai mặt A, B song song với nhau và vuông góc tương đối với mặt thô C, mặc dù trên bản vẽ không ghi độ vuông góc giữa A, B với C, nhưng nếu không dùng C làm chuẩn thô ở nguyên công đầu thì cả chi tiết dễ bị nghiêng, không bảo đảm tính thẩm mỹ

3.1.4 Trình tự gia công các bề mặt

1- Đầu tiên phải gia công các mặt làm chuẩn định vị (tốt nhất là chuẩn tinh thống nhất và gia công cả 3 bề mặt trong cùng một nguyên công là tốt nhất) Ở nguyên công đầu này phải sử dụng chuẩn thô

2- Tiếp tục gia công các bề mặt làm chuẩn trên cơ sở đã có một bề mặt làm chuẩn tinh, ví dụ ở nguyên công đầu tiên đã gia công được mặt phẳng thì nguyên công thứ hai phải gia công được hai lỗ để phối hợp với mặt phẳng hạn chế 6 bậc tự do Hoặc gia công tiếp hai mặt phẳng để định vị thêm 3 bậc tự do nữa

Nguyên công này sử dụng một bề mặt là chuẩn tinh và hai bề mặt là chuẩn thô

3- Các nguyên công tiếp theo cần chia ra: Những bề mặt cần độ chính xác cao và những bề mặt cần độ chính xác thấp Khi gia công các bề mặt cần độ chính xác thấp, không ảnh hưởng gì đến các bề mặt có chính xác cao thì nên gia công chúng sau Ưu tiên gia công các bề mặt có độ chính xác cao trước vì những bề mặt này dễ bị phế phẩm, lúc đó ta chưa gia công các bề mặt có độ chính xác thấp

4- Nếu việc gia công các bề mặt có độ chính xác thấp ảnh hưởng đến các bề mặt có độ chính xác cao thì nên:

- Gia công thô bề mặt có độ chính xác cao

- Gia công bề mặt chính xác thấp

- Gia công tinh bề mặt chính xác cao

5- Cố gắng phân chia khối lượng gia công của từng nguyên công đều nhau (thời gian nguyên công bằng nhau)

Chú ý : nếu các bề mặt chính xác là lỗ thì trước khi gia công lỗ nên gia công mặt đầu lỗ để tạo điều kiện cho dụng cụ cắt gọt dễ dàng.

Chọn phương án gá đặt cho từng nguyên công

Quá trình gá đặt gồm định vị và kẹp chặt

Phần định vị như đã nói ở phần chọn chuẩn thô và tinh, dùng ký hiệu định vị ghi vào sơ đồ gá đặt Nếu không chọn được chuẩn tinh thống nhất thì cố gắng chọn số lần thay đổi chuẩn ít nhất

Phần kẹp chặt cần đọc kỹ chương 3, giáo trình công nghệ chế tạo máy hoặc các tài liệu về đồ gá Cần chú ý phương, chiều và điểm đặt của lực kẹp Lực kẹp nên hướng vào bề mặt định vị nhiều bậc tự do

Dùng ký hiệu mũi tên và chữ W để biểu diễn lực kẹp

Ví dụ : Chiều và điểm đặt của lực kẹp

Chọn phương pháp gia công

Muốn chọn phương pháp gia công phù hợp cần :

- Xem kỹ yêu cầu về dung sai kích thước và độ nhám bề mặt cần gia công

- Hình dáng chi tiết gia công

- Khả năng công nghệ của các phương pháp gia công

Hình 3.2: a), b), c) Điểm đặt lực kẹp sai; d) Chiều lực kẹp ngược chiều lực cắt, không nên dùng

Mỗi dạng bề mặt gia công có nhiều phương pháp gia công, người công nghệ chọn phương pháp nào là tùy thuộc bốn yếu tố trên

Ví dụ : để gia công lỗ đạt cấp chính xác 7 8 có thể cần bước gia công cuối cùng là doa hoặc có thể là tiện…, việc chọn phương pháp gia công nào phụ thuộc hình dáng chung của chi tiết và dạng sản xuất Hay như khi gia công rãnh then có thể chọn xọc hoặc chuốt

Cần tham khảo bảng 3.1 để chọn phương pháp gia công

B ảng 3 1 : Khả năng công nghệ của các phương pháp gia công

Chất lượng bề mặt Phương pháp gia công Độ bóng R z (m) R a (m) T(m) Độ chính xác

Thô Bán tinh Tinh mỏng

Trình t ự gia công được thể hiện bằng các sơ đồ gá đặt, mỗi chi ti ết c ần thiết kế 2 tr ình t ự trở lên để so sánh, cách tr ình bày nh ư các ví d ụ sau :

3.4 VÍ DỤ VỀ TRÌNH TỰ GIA CÔNG

Nguyên công I: Phay mặt đáy

Nguyên công II: Phay mặt trên

Nguyên công III: Khoét, doa lỗ trái

Nguyên công I: Phay mặt đáy

Nguyên công II: Phay mặt trên

Nguyên công III: Khoét, doa 2 lỗ n

Nguyên công IV: Khoét, doa lỗ phải

Nguyên công V: Phay mặt giữa

Nguyên công IV: Phay mặt giữa

Nguyên công V: Khoan lỗ giữa n W

Nguyên công VI: Vát mép dưới Nguyên công VI: Khoan lỗ giữa n W

So sánh hai phương án và chọn phương án hợp lý hơn hoặc trộn hai phương án để có phương án thứ ba hợp lý nhất

So sánh các phương án công nghệ có nghĩa là so sánh định tính về năng suất và chất lượng của hai phương án, cụ thể như sau :

- Mức độ phân tán nguyên công có phù hợp với dạng sản xuất và loại thiết bị vạn năng hay chưa ?

- Chọn chuẩn thô và tinh khác nhau ở hai phương án vì sao ? phương án nào ưu điểm nhiều hơn ?

- Trình tự gia công phương án 1 có hợp lý hơn phương án 2 không ?

- Tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công có lợi hơn về độ chính xác, về năng suất ?

- Phương pháp gia công ở các phương án có phù hợp không ? nhanh hay chậm ?

- Dụng cụ cắt đơn hay tổ hợp ? Ở ví dụ trên so sánh như sau :

- Chọn chuẩn thô (cho nguyên công 1) ở phương án 1 hợp lý hơn phương án 2

- Ở phương án 2 tách vát mép ra khỏi nguyên công khoét doa là hợp lý, đồng thời khoét doa 2 lỗ cùng một nguyên công để dễ đạt độ chính xác khoảng cách

- Cả hai phương án có cùng số nguyên công

Vì vậy chọn phương án gia công là tổ hợp của hai phương án trên : lấy nguyên công 1 của phương án 1 và các nguyên công còn lại của

Nguyên công VII: Vát mép n n n

Nguyên công VII: Vát mép trên n

Khi lập quy trình công nghệ cho chi tiết có lỗ cần gia công đạt cấp chính xác 5  6 nên tham khảo bảng sau :

B ảng 3.2 : Gia công lỗ từ vật liệu đặc đạt cấp chính xác 5  6, hệ lỗ Đường kính, mm Mũi khoan Đường kính lỗ gia công, mm Lần 1 Lần 2 Mũi khoét Mũi doa thô

1-Khi gia công lỗ có đường kính tới 15 mm vào vật liệu gang thì không dùng mũi khoét để làm rộng lỗ

2-Khi gia công lỗ đường kính 20 mm trở lên có thể thay thế khoét bằng tiện trong

3-Thông thường các lỗ gia công có đường kính từ 30 mm trở lên ta đúc sẵn rồi sau đó khoét rộng và doa, gia công các lỗ có đường kính lớn hơn

40 mm tham khảo bảng 3-130, trang 273, sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1-năm 2003

Khi lập quy trình công nghệ cho chi tiết có lỗ cần gia công đạt cấp chính xác 7  8 nên tham khảo bảng sau :

B ảng 3.3 : Gia công lỗ từ vật liệu đặc đạt cấp chính xác 7  8, hệ lỗ Đường kính, mm Mũi khoan Đường kính lỗ gia công, mm Lần 1 Lần 2 Tiện trong Mũi khoét Mũi doa thô

1-Khi gia công lỗ có đường kính tới 15 mm vào vật liệu gang thì không dùng mũi khoét để làm rộng lỗ

2-Khi khoan lỗ tới đường kính 30 và 32 mm vào vật liệu gang ta dùng một mũi khoan theo đường kính 28 và 30 mm

3-Bước tiện trong và khoét tương đương nhau

4-Các đường kính lớn hơn 42 mm tham khảo bảng 3-131, trang 274, sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1-năm 2003

B ảng 3 4 : Gia công các lỗ đúc hoặc dập nóng đạt cấp chính xác 5  8, hệ lỗ Đường kính, mm Khoét rộng thô Khoét rộng tinh Đường kính lỗ gia công

(mm) Lần 1 Lần 2 Đường kính sau khi khoét

Mũi doa tinh chính xác cấp 57

Ví dụ về trình tự gia công

Chuẩn bị đầy đủ trang thiết bị, chế độ công nghệ cho các nguyên công để gia công đạt yêu cầu kỹ thuật và năng suất

4.1 NỘI DUNG THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

Sau khi phân chia quy trình công nghệ thành các nguyên công như trong chương 3, người công nghệ tiến hành thiết kế từng nguyên công với các nội dung sau :

- Vẽ sơ đồ gá đặt và chọn đồ định vị

- Chia nguyên công thành các bước

- Chọn dụng cụ cắt, dụng cụ đo

- Xác định lượng dư, Tra chế độ cắt (t, S, v, N) cho từng bước

- Tính thời gian nguyên công

- Xác định số lượng máy và số lượng thợ (nếu cần)

4.1.1 Vẽ sơ đồ gá đặt và chọn đồ định vị

1 Vẽ sơ đồ gá đặt :

Như chương 1 đã nói, sơ đồ gá đặt là loại sơ đồ quy ước để thể hiện:

- Mặt định vị và số bậc tự do được hạn chế

- Phương, chiều và điểm đặt của lực kẹp

- Phương pháp gia công (vẽ dao)

- Kích thước, dung sai và độ nhám cần đạt

Sơ đồ này có thể vẽ một hoặc hai, ba hình chiếu sao cho thể hiện được các vấn đề vừa nêu trên

Căn cứ vào sơ đồ gá đặt, người thiết kế chọn đồ định vị sao cho :

- Hạn chế được các bậc tự do đã chọn.

THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

Nội dung thiết kế nguyên công

Sau khi phân chia quy trình công nghệ thành các nguyên công như trong chương 3, người công nghệ tiến hành thiết kế từng nguyên công với các nội dung sau :

- Vẽ sơ đồ gá đặt và chọn đồ định vị

- Chia nguyên công thành các bước

- Chọn dụng cụ cắt, dụng cụ đo

- Xác định lượng dư, Tra chế độ cắt (t, S, v, N) cho từng bước

- Tính thời gian nguyên công

- Xác định số lượng máy và số lượng thợ (nếu cần)

4.1.1 Vẽ sơ đồ gá đặt và chọn đồ định vị

1 Vẽ sơ đồ gá đặt :

Như chương 1 đã nói, sơ đồ gá đặt là loại sơ đồ quy ước để thể hiện:

- Mặt định vị và số bậc tự do được hạn chế

- Phương, chiều và điểm đặt của lực kẹp

- Phương pháp gia công (vẽ dao)

- Kích thước, dung sai và độ nhám cần đạt

Sơ đồ này có thể vẽ một hoặc hai, ba hình chiếu sao cho thể hiện được các vấn đề vừa nêu trên

Căn cứ vào sơ đồ gá đặt, người thiết kế chọn đồ định vị sao cho :

- Hạn chế được các bậc tự do đã chọn

- Dễ định vị, đơn giản đồ gá

Trên cơ sở phương pháp gia công đã chọn ở chương 3 người thiết kế tiến hành chọn loại máy công cụ Thông thường chọn máy có cấp chính xác cao hơn cấp chính xác cần thực hiện từ 1 đến 2 cấp Ghi rõ loại máy và ký hiệu, ví dụ: máy khoan đứng 2H125 Máy được chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Công suất động cơ máy lớn hơn công suất cắt Chú ý không nên chọn công suất động cơ máy lớn hơn công suất cắt nhiều quá sẽ gây phí tổn công suất

- Kích thước máy phù hợp với kích thước của chi tiết gia công Chú ý không nên chọn máy quá lớn so với chi tiết gia công

- Giới hạn cấp tốc độ và cấp chạy dao phù hợp yêu cầu gia công

- Với dạng sản xuất hàng loạt nên chọn máy vạn năng, dạng sản xuất hàng khối nên chọn máy chuyên dùng, nếu bề mặt quá phức tạp nên chọn máy CNC Đặc tín h k ỹ thuật của máy tham khảo trang (5÷136), sổ tay công ngh ệ chế tạo máy tập 3 ho ặc tham khảo các xưởng cơ khí (xưởng trường , xí nghi ệp thực tập… ) Sau đây là một số máy thông dụng B ảng 4.1 : Đặc tính kỹ thuật các máy khoan đứng Đặc tính kỹ thuật K125 2H125 2H135 2H150 Đường kính gia công, mm (max)

Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy, (mm)

Giới hạn số vòng quay/phút

Giới hạn chạy dao(mm/vòng)

Công suất động cơ, (kW)

Kích thước bàn máy (mm)

Khoảng cách từ tâm trục chính tới trụ

B ảng 4.2 : Đặc tính kỹ thuật các máy tiện ren vít Đặc tính kỹ thuật T616 T620 T630 Đường kính gia công, mm (max)

Khoảng cách hai mũi tâm, mm

Chiều dài lớn nhất tiện được

Số cấp tốc độ trục chính

Phạm vi tốc độ trục chính vg/phút

Côn morse ụ động Đường kính lỗ trục chính

Dịch chuyển lớn nhất, mm

Phạm vi bước tiến, mm/vòng

Công suất động cơ chính (kW)

B ảng 4.3 : Đặc tính kỹ thuật các máy khoan cần Đặc tính kỹ thuật 2H53; 2M53 2H55 2M57 Đường kính gia công, mm (max)

Khoảng cách từ trục chính tới trụ máy, (mm)

Số cấp tốc độ trục chính

Số vòng quay trục chính/phút

Số cấp bước tiến trục chính

Giới hạn bước tiến(mm/vòng)

Công suất động cơ chính, (kW)

Công suất động cơ nâng cần(kW)

Kích thước làm việc bàn máy

B ảng 4.4 : Đặc tính kỹ thuật các máy khoan, phay, doa liên hợp Đặc tính kỹ thuật 6902M2 6904BM2 6906BM2

Kích thước bề mặt làm việc của bàn, mm

Khối lượng lớn nhất của vật gia công, kg

Dịch chuyển lớn nhất của bàn,mm

Khoảng cách từ tâm trục chính tới bề mặt làm việc của bàn, mm Độ côn lỗ trục chính

Số vị trí trong ổ chứa dao Đường kính lớn nhất của dụng cụ lắp vào ổ chứa dao, mm

Số cấp tốc độ trục chính

Tốc độ quay trục chính, vòng/ph

Số cấp chạy dao làm việc

Lượng chạy dao(ngang, dọc, đứng) mm/ph

Lực chạy dao lớn nhất của bàn,MN

Tốc độ dịch chuyển nhanh(của bàn và trục chính), mm/ph

Công suất động cơ chính, kW

B ảng 4.5 : Đặc tính kỹ thuật các máy Phay Đặc tính kỹ thuật 6H11 6H82 6H12

Khoảng cách từ đường tâm hoặc mặt đầu trục chính tới bàn máy

Công suất động cơ chính, kW

Số cấp tốc độ trục chính

Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph

Công suất động cơ chạy dao, kW

Kích thước làm việc bàn máy,mm

Góc quay lớn nhất của bàn, độ

Khoảng cách giữa hai rãnh T,mm

Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy, mm

Số cấp bước tiến bàn máy

Bước tiến bàn máy, mm/ph :

4.1.3 Chia nguyên công thành các bước

Trong chương 3 chúng ta đã nói về việc phân chia quy trình công nghệ thành các nguyên công, với sản xuất hàng loạt trở lên nên thực hiện phương án phân tán nguyên công, hiểu một cách đơn giản là mỗi bề mặt được gia công trên một nguyên công Như vậy việc phân chia nguyên công thành các bước ở đây được hiểu là chia thành các bước: gia công thô, gia công bán tinh và gia công tinh

Gia công trụ ngoài: Tiện thô, tiện bán tinh, tiện tinh

Gia công mặt phẳng: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh

Gia công lỗ đặc: Khoan, khoét, doa

Gia công lỗ đúc sẵn: Khoét thô, khoét tinh, doa…

Khi phân chia nguyên công thành các bước nên tham khảo các bảng 3.1, 3.2, 3.3 và 3.4 của tài liệu này

Trong một số trường hợp cần đạt độ chính xác cao về vị trí thì có thể gia công một số bề mặt trong cùng nguyên công, ví dụ khi tạo chuẩn tinh thống nhất là mặt phẳng và hai lỗ thì gia công trong cùng một lần gá là tốt nhất

Khi gia công các lỗ cùng đường kính cũng có thể trên cùng nguyên công để giảm thời gian thay dao

Khi cần năng suất cao cũng như sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các bề mặt, có thể chia gia công thô thành một nguyên công riêng và gia công bán tinh, tinh là một nguyên công khác, ví dụ gia công lỗ đặc có thể khoan là một nguyên công, khoét doa là một nguyên công

Việc phân chia nguyên công thành các bước cần chú ý tới việc điều chỉnh máy, vì việc này ảnh hưởng tới năng suất gia công

4.1.4 Chọn dụng cụ cắt, dụng cụ đo

Chọn dụng cụ cắt là chọn: tên dụng cụ cắt, vật liệu phần cắt, hình dáng dao, kích thước của dao như : đường kính, chiều dày, chiều dài…

Vật liệu làm dụng cụ cắt được chọn phải phù hợp với vật liệu gia công, với vận tốc cắt và năng suất gia công

Chọn hình dáng, kích thước dao: phải chú ý đến hình dáng và kích thước của bề mặt gia công

Hình dáng, vật liệu làm dao tra theo các bảng 4.3 đến bảng 4.111 từ trang 292 đến trang 391, sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1 Thường tra thông số dao phay ở bảng tra chế độ cắt Có thể dùng dao tự chế khi kích thước bề mặt gia công không phù hợp với dao tiêu chuẩn

Có hai loại vật liệu thông dụng làm dụng cụ cắt là thép gió và hợp kim cứng, nhưng hầu hết các tài liệu đều dùng ký hiệu Nga Hiện nay trên thị trường nhập dao cắt từ nhiều nước khác nhau vì vậy sinh viên cần biết ký hiệu các nước hoặc ký hiệu quốc tế tương đương với ký hiệu của Nga để dễ tìm kiếm sau này

Thép gió dùng khi gia công thép ở vận tốc thấp, loại dao khó chế tạo như dao định hình, mũi doa…các mác thép thông dụng như sau :

- Mác thép gió tiêu chuẩn Nga (roct 19265-73): P9, P18, P95….P9K5, P9K10, P10K55…

- Mác thép gió theo tiêu chuẩn Mỹ (Hệ thống ký hiệu ANSI): M1, M2, M3…(Thép gió Molipden): T1, T2, T4,…(Thép gió Vonfram)

- Mác thép gió theo tiêu chuẩn Đức: S12-1-4-5, S10-4-3-10,…(hay HS12-1-4-5…)

- Mác thép gió theo tiêu chuẩn Nhật (JIS G4403-83): SKH2, SKH3, …

Hợp kim cứng được dùng phổ biến ở khoảng tốc độ cao, gia công gang và thép hợp kim, sau đây là bảng ký hiệu và ứng dụng:

B ảng 4.6 : Ký hiệu hợp kim cứng và ứng dụng

Theo ISO Theo OCT Ứng dụng

BK2; BK3M BK6M BK6 BK4 BK8

Gia công gang, kim loại màu và vật liệu phi kim

Sử dụng cho mọi trường hợp

Gia công thép, gang dẻo

Theo ISO, tất cả các loại HKC được phân làm 3 nhóm: P, K và M

- Nhóm P được dùng gia công thép, gang dẻo (cho ra phoi dây)

- Nhóm K được dùng gia công gang xám, kim loại màu (cho ra phoi vụn, xếp lớp)

- Nhóm M được dùng gia công vật liệu khó gia công, thép chịu nhiệt, thép không rỉ, gang có độ cứng cao

Hình dáng một vài loại dao:

Trong tất cả các nguyên công hoặc bước, người thiết kế cần liệt kê các loại dụng cụ đo để kiểm tra kích thước gia công và các yêu cầu kỹ thuật khác

Dụng cụ đo vạn năng như thước kẹp, panme dùng kiểm tra các kích thước cao, dài, rộng, đường kính…Nhưng trong sản xuất lớn thường dùng các loại ca líp để kiểm tra các kích thước trụ như lỗ và đường kính ngoài

Các sai lệch vị trí nhiều khi phải dùng đồ gá kiểm tra, trong đồ án này có yêu cầu vẽ một đồ gá đo kiểm, các sinh viên nên tham khảo giáo trình dung sai-kỹ thuật đo hoặc giáo trình công nghệ chế tạo máy a) Dao phay mặt đầu b)Dao phay ngón c)Mũi khoan c)Mũi doa

Hình 4.1: Hình dáng một số dao cắt c)Mũi khoét

4.1.5 Tra lượng dư trung gian cho các bước

Sau khi chọn được thứ tự các nguyên công, các bước ta tiến hành tra lượng dư cho tất cả các bề mặt, kể cả bề mặt mà sau này ta sẽ tính lượng dư theo phương pháp của giáo sư Kovan

Lượng dư được tra theo các bảng (3-120) ÷ (3-151), trang (265 

285), sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 Kết quả tra lượng dư của các bề mặt là cơ sở để xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi

Sau khi xác định lượng dư trung gian của các nguyên công, các bước, ta tính lượng dư tổng cộng (tổng các lượng dư trung gian)

Tuy nhiên lượng dư tổng đã được tra khi vẽ chi tiết lồng phôi, nên ở phần này sinh viên chỉ cần tra lượng dư gia công tinh từ đó suy ra lượng dư gia công thô

4.1.6 Tra chế độ cắt (t, S, v) và công suất cắt N c cho từng bước Để xác định chế độ cắt, trong thực tế sản xuất người ta thường dùng phương pháp tra bảng, phương pháp này cho kết quả nhanh và tương đối chính xác Hướng dẫn tra bảng như sau :

Mục tiêu khi gia công thô là năng suất cắt gọt

Mục tiêu khi gia công tinh là chất lượng bề mặt

Vẽ sơ đồ nguyên công

Như đã trình bày ở chương 1, B ản vẽ sơ đồ nguy ên công th ể hiện nguyên lý và k ết cấu đồ gá , sinh viên tham khảo các ví dụ cuối chương Đây là bước tập dượt để thiết kế đồ gá hoàn chỉnh Giáo viên sẽ chỉ định vẽ 4 nguyên công khác nhau như phay, khoan, tiện, chuốt …trong đó nên vẽ nguyên công đầu tiên để thể hiện việc chọn chuẩn thô có hợp lý hay không Nguyên công được chọn để thiết kế đồ gá phải khác bốn nguyên công này

Bản vẽ này phải thể hiện rõ bộ phận định vị, bộ phận kẹp chặt, dụng cụ cắt, cơ cấu dẫn hướng, bộ phận định vị đồ gá vào máy, thân đồ gá, nghĩa là thể hiện gần như đầy đủ kết cấu đồ gá nhưng không cần tỷ lệ mà vẽ sao cho phù hợp với kích thước chi tiết và vừa với khổ giấy A3

Chi tiết gia công được xem như là một bộ phận trong đồ gá (không quy ước vẽ trong suốt, nét đứt) Bề mặt đang gia công được gạch màu đỏ, ghi rõ kích thước gia công, dung sai và độ nhám cần đạt

Bản vẽ này không cần khung tên nhưng có khung các bước công nghệ và chế độ cắt (theo mẫu ở phụ lục) Hình 4.4 là một bản vẽ sơ đồ nguyên công phay

Hình 4.4: Ví dụ bản vẽ Sơ đồ nguyên công

TÍNH LƯỢNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT

Hướng dẫn tính lượng dư gia công

Khi thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máy, mỗi sinh viên phải tính toán lượng dư gia công theo phương pháp phân tích cho một nguyên công Nguyên công tính lượng dư do giáo viên hướng dẫn chỉ định, thông thường tính cho lỗ đúc sẵn hay hai mặt phẳng đối xứng, không nên tính cho lỗ đặc Phương pháp tính này đã được trình bày trong chương 1, trang (17 ÷ 30) giáo trình công nghệ chế tạo máy

Trong phần này tổng hợp các công thức tính lượng dư và các bảng tra các thông số trong công thức

5.1.1 Công thức tính lượng dư

Công thức tổng quát để tính lượng dư là: i i i zi i R T

Hình 5.1: Các yếu tố tạo thành lượng dư gia công

Rzi-1 hoặcRza - chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ti-1 hoặcTa - chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

 i-1 hoặc  a - tổng sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại (độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song…)

 i hoặc  b - sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

Hai thành phần  và  có thể lệch theo các phương khác nhau nên phải cộng vectơ, trong công thức thường lấy bình phương trung bình

Khi tính lượng dư cho hai mặt phẳng đối xứng gia công song song cùng lúc hoặc khi gia công mặt trụ ta nhân đôi lượng dư Z và các thành phần của nó để khi cộng vào kích thước không bị nhầm lẫn

B ảng 5.1: Công thức xác định lượng dư gia công tối thiểu ( Z imin ) cho các phương pháp gia công khác nhau

Phương pháp gia công Công thức tính

Gia công tuần tự các bề mặt đối xứng hoặc các bề mặt riêng biệt Z i min R zi  1 T i  1  i  1  i

Gia công song song hai mặt đối xứng 2Z i min 2(R zi  1 T i  1  i  1  i )

Gia công mặt tròn xoay ngoài và trong 2Z i min 2(R zi  1 T i  1   i 2  1  i 2 )

Tiện mặt trụ ngoài khi gá trên hai mũi tâm; mài vô tâm trước nhiệt luyện

Doa bằng dao doa tự lựa; chuốt lỗ 2Z i min 2(R zi  1 T i  1 )

Mài siêu tinh, đánh bóng và lăn ép 2Z i min 2R zi  1

Mài sau nhiệt luyện nếu có  i Z i min R zi  1  i  1  i hoặc

Mài sau nhiệt luyện nếu không có  i Z i min R zi  1 i  1 hoặc

5.1.2 Trình tự tính lượng dư

Trước hết ta lập bảng sau:

B ảng 5.2: Bảng tính lượng dư

Các yếu tố của lượng dư (m)

Kích thước giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lượng dư (mm)

Thứ tự các bước công nghệ Rza Ta  a  b

Kích thước tính toán (mm)

Trình tự tiến hành sau khi lập bảng:

1 – Lập thứ tự các bước hay nguyên công ghi vào cột (1)

2 – Tra bảng các giá trị của R z và T của các bước công nghệ ghi vào cột (2), (3)

3 – Tra và tính giá trị của  ghi vào cột (4)

4 – Tính  và ghi vào cột (5)

5 – Tra hoặc ước lượng giá trị dung sai ở từng bước công nghệ và ghi vào cột (8), ở bước cuối cùng ghi theo trị số dung sai ghi trên bản vẽ, các bước trung gian dung sai sẽ tăng dần cho đến dung sai phôi

6 – Tính Z imin theo công thức trong bảng 5.1 và chiều mũi tên trong bảng 5.2 rồi ghi vào cột (6)

Khi tính cần lưu ý: Các yếu tố mang chỉ số i-1 là của nguyên công hay bước sát trước (như Rzi-1, Ti-1 , i-1), còn chỉ số mang chữ i là của nguyên công hay bước đang thực hiện (i)

7 – Ghi các kích thước tính toán vào cột (7) Cách tính kích thuớc tính toán như sau: Đối với mặt ngoài: Ở nguyên công hay bước cuối cùng ghi kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ Cộng kích thước này với lượng dư tính toán ở cột (6) sẽ được kích thước tính toán của nguyên công hay bước sát trước rồi ghi vào cột (7) Lần lượt làm như vậy cho đến khi được kích Đối với mặt trong: Ở nguyên công hay bước cuối cùng ghi kích thước lớn nhất theo bản vẽ Lấy kích thước này trừ đi lượng dư tính toán ở cột (6) sẽ được kích thước tính toán của nguyên công hay bước sát trước ghi vào cột (7) Tiếp tục làm như vậy cho đến khi được kích thước tính toán của phôi

8 – Ghi kích thước giới hạn vào cột (9) và (10) như sau: Đối với mặt ngoài: Lấy kích thước tính toán ở cột (7) đem quy tròn rồi ghi vào cột (10) Cách quy tròn tùy theo hàng số có nghĩa của dung sai nhưng tăng lên một đơn vị Sau đó lấy kích thước ở cột (10) cộng với dung sai ở cột (8) sẽ được kích thước ghi vào cột (9) Đối với mặt trong: Lấy kích thước tính toán ở cột (7) đem quy tròn rồi ghi vào cột (9) Cách quy tròn cũng lấy theo hàng số có nghĩa của dung sai nhưng giảm đi một đơn vị Sau đó lấy kích thước ở cột (9) trừ đi dung sai ở cột (8) sẽ được kích thước ghi vào cột (10)

Việc tính toán ở bước này tiến hành theo hàng ngang

9 – Tính trị số giới hạn của lượng dư để ghi vào cột (11) và (12): Với mặt ngoài: Z imin = a min - b min

Z imax = a max - b max amin, bmin lấy ở cột (10); amax, bmax lấy ở cột (9), Zimax ghi vào cột (11); còn Zimin ghi vào cột (12)

Với mặt trong: Z imin = b max - a max

Cách ghi cũng như mặt ngoài b là kích thước của bước đang thực hiện, a là kích thước của bước sát trước

10 – Cộng tất cả các giá trị lượng dư ở cột (11) ta có lượng dư tổng cộng Z omax ; Cộng tất cả các giá trị lượng dư ở cột (12) ta có Z omin

11 – Kiểm tra lại mọi việc tính toán bằng các biểu thức:

Và Z omax – Z omin =  phôi - chitiết

Trong quá trình tính lượng dư gia công theo công thức trên, việc xác định sai lệch không gian  và sai số gá đặt  gặp nhiều khó khăn, vì vậy tài liệu này đi sâu hướng dẫn tính toán hai thông số này mà không lặp lại các ví dụ tính lượng dư nữa

5.1.3 Các thông số để tính lượng dư

Trước hết chúng ta tra bảng để xác định các thành phần R zi-1 và Ti-1 Đối với phôi đúc, cán, rèn tra bảng 5.3, bảng 5.4, bảng 5.5

Khi xác định các thông số này cần chú ý:

- Bước đầu tiên là phôi chúng ta tra Rzi-1, Ti-1 theo chất lượng phôi đúc, tra bảng (3-60)  (3-66), trang (233  235) STCNCTM tập 1 hoặc các bảng (5.3); (5.4); (5.5)

- Bước công nghệ cuối cùng R zi-1 , T i-1 phải đạt được theo yêu cầu bản vẽ chi tiết (bản vẽ cho R z hoặc R a , còn T i-1 chúng ta tra bảng tương ứng với Rz )(tra bảng 3.1)

- Các bước trung gian tra bảng khả năng công nghệ của phương pháp gia công (tra bảng 3.1)

B ảng 5.3: Chất lượng bề mặt phôi đúc(R z + T)

Chi tiết đúc Kích thước lớn nhất của chi tiết đúc, mm

Vật liệu Cấp chính xác đúc Đến 500 >5001250 >12503150 >31506300 Gang

Kim loại màu và hợp kim

B ảng 5 4: Chất lượng bề mặt phôi cán

Chất lượng bề mặt vật cán, m

Nâng cao Cao Thường Đường kính vật cán

B ảng 5 5: Chất lượng bề mặt phôi rèn(R z +T)

Máy ép Máy búa Máy dập Độ chính xác

Kích thước lớn nhất của phôi rèn, mm Nâng cao Bình thường Bình thường Bình thường

2 Xác định tổng sai lệch vị trí không gian  i-1

Bước đầu tiên là xác định tổng sai lệch của phôi, ký hiệu là  0 , chúng ta đưa thành phần này vào công thức tính lượng dư nhằm loại bỏ các sai lệch này trong quá trình gia công Nếu thiếu thành phần này lượng dư thực tế sẽ thiếu Các bước kế tiếp ta lấy 0 nhân với hệ số giảm sai K, nghĩa là:

Các giá trị K cho như sau (giá trị gần đúng):

- Sau khi gia công thô K = 0,06

- Sau khi gia công bán tinh K = 0,04

- Sau khi gia công tinh K = 0,02

Trường hợp gia công lỗ :

- Sau khi gia công thô : K = 0,05

- Sau khi gia công tinh : K = 0,02

Việc tính 0 phải dựa vào tình trạng cụ thể của phôi và việc gá đặt chi tiết, không nên máy móc áp dụng công thức cụ thể nào đó trong các sổ tay hay giáo trình Một cách tổng quát có thể viết: vt c 

c: sai số do cong vênh bề mặt gia công

vt: sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị, có nhiều tài liệu ký hiệu là cm

Nếu hai đại lượng c và vt cùng phương thì ta cộng đại số, nếu khác phương thì lấy trung bình bình phương:

   (*) a/ Độ cong vênh ( c ) Độ cong vênh của phôi được tính bằng cách lấy độ cong vênh đơn vị (m/mm) nhân với kích thước cần tính, công thức tổng quát là:

Kích thước cần tính được hiểu là chiều dài thanh, chiều dài lỗ hoặc trụ ngoài, đường kính lỗ, ví dụ cong vênh theo chu vi lỗ tính bằng:

Trong đó: l : chiều dài chi tiết (mm)

k : độ cong đơn vị (m/mm) Đối với hình trụ (mặt ngoài hoặc lỗ) phải tính cong vênh theo cả chiều dài và đường kính b/ Sai lệch vị trí tương quan của bề mặt gia công ( vt )

Sai số này xuất hiện do vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị bị thay đổi, nó bao gồm nhiều yếu tố như:

- Sai số do lệch khuôn, lệch lõi khi lắp khuôn đúc

- Sai số khoảng cách đường tâm lỗ so với mặt phẳng đáy chuẩn, khoảng cách lỗ gia công và lỗ định vị

- Độ không song song giữa các bề mặt gia công và mặt phẳng định vị, độ lệch tâm…

Tuỳ theo từng trường hợp của phôi mà sai số này có hoặc không xuất hiện trong tổng sai số không gian của phôi

Trị số về độ cong vênh và sai lệch vị trí có thể tra trong các bảng (3-67),(3-68), trang 236, (3-74)  (3-82), trang 239, STCNCTM tập 1 Hoặc tra các (bảng 5.6) đến (bảng 5.9)

Ví dụ sau đây sẽ phân tích rõ các thành phần tạo thành  0

Chi tiết hình 5.2 là phôi gang đúc, bề mặt cần tính lượng dư là lỗ D (lỗ D đúc sẵn), ta thấy các thành phần sau đây phải đưa vào  0

- Độ cong vênh lỗ theo cả hai phương dọc trục và hướng kính c: Cong vênh dọc trục bằng: k.L

Cong vênh hướng kính bằng: k.D

- Độ lệch lõi khi mặt phân khuôn đi qua mặt cắt A-A Do đặt lõi bị lệch nên lỗ D cũng bị lệch so với mặt đáy và mặt bên ( vt ) Độ lệch này có hai cách xác định, cách thứ nhất là tra bảng 3-68,

STCNCTM tập 1, cách thứ hai là lấy bình phương trung bình của B và C

Sau đó cộng hai sai lệch  c và  vt theo công thức (*)

Khi gia công các mặt định vị là mặt đáy và 2 lỗ d nếu dùng chuẩn thô là lỗ D(chống tâm hai đầu) thì sai số vị trí (vt) không còn

- Khi gia công mặt đầu của phôi đúc tròn xoay, sai số không gian tổng cộng được biểu diễn ở dạng sai số cong vênh và xác định bằng tích của độ cong vênh đơn vị với đường kính mặt gia công

Hướng dẫn tính chế độ cắt

Trong chương thiết kế nguyên công chúng ta đã tra chế độ cắt cho tất cả các nguyên công, trong chương này chúng ta tính chế độ cắt cho một nguyên công nhằm kiểm chứng lại các công thức tính toán và so sánh kết quả với tra bảng, đồng thời lấy số liệu để thiết kế đồ gá Vì vậy nguyên công tính chế độ cắt là nguyên công sẽ thiết kế đồ gá

Nội dung tính chế độ cắt bao gồm:

- Xác định chiều sâu cắt (t)

- Tính số vòng quay trục chính máy (n) và chọn theo máy có giá trị gần nhất (nm)

- Tính công suất cắt (Nc) và so sánh với công suất máy (Nm)

Nc  Nm.; trong đó  : hiệu suất của máy Để tính toán chế độ cắt nhanh chóng, Tài liệu tham khảo dễ hiểu nhất là: “Chế độ cắt gia công cơ khí”; Nguyễn ngọc Đào-Hồ Viết Bình- Trần Thế San; Nhà xuất bản Đà nẵng hoặc Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật

5.2.1 Chế độ cắt khi TIỆN

1 Thông số - Hệ số - Chỉ số mũ khi tính chế độ cắt : t - Chiều sâu cắt, mm : khoảng cách từ mặt chưa gia công đến mặt đã gia công

S - Lượng chạy dao, mm/vòng: khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của lưỡi cắt chính sau một vòng quay chi tiết

D - Đường kính chi tiết gia công, mm

B, H- Chiều rộng và chiều cao tiết diện dao cán chữ nhật, mm d - Tiết diện cán dao hình tròn, mm l - Phần nhô ra của cán dao, mm (công xôn)

L - Chiều dài chi tiết gia công, mm σ - Dung sai chi tiết ở bước đang thực hiện, mm

[σ]u- Ứng suất uốn cho phép của vật liệu làm cán dao thường lấy [σ]u 20 kG/mm 2 đối với cán dao làm bằng thép

J- Mômen quán tính tiết diện ngang của chi tiết gia công hình trụ J = 0,05

E- Môđuyn đàn hồi vật liệu gia công : E = 2,1.10 4 kG/mm 2 đối với thép

E = 8.10 3 kG/mm 2 đối với gang

[f]- Độ võng cho phép theo độ chính xác của chi tiết gia công Thông thường [f] = 0,25 Hoặc gần đúng:

Khi tiện thô [f] = 0,2 ÷ 0,4(mm); Tiện bán tinh [f] = 0,2(mm); Tiện tinh [f] = 0,1(mm)

K - Hệ số xét đến ảnh hưởng cách gá đặt đối với S:

K = 3 : nếu chi tiết được kẹp 1 đầu bằng mâm cặp còn một đầu tự do

K = 48 : khi chi tiết được gá trên 2 mũi tâm

K = 100 : khi gá một đầu bằng mâm cặp và một đầu chống tâm V- Tốc độ cắt (m/phút)

C v - Hệ số xét đến vật liệu gia công và điều kiện khi tính vận tốc cắt

Xv, Yv, m – Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của bước tiến, chiều sâu cắt, tuổi bền dụng cụ cắt đến vận tốc cắt

T- Tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt: thông thường T = 60 (phút); riêng dao định hình, dao bào, dao cắt ren T = 120 (phút); dao có lưỡi cắt phụ T = 30-40 (phút)

K v - Hệ số hiệu chuẩn chung về tốc độ cắt v v v v v v v n u r v q o m v K K K K K K K K

K - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công (Bảng 2-1 bảng5-1, trang 15, 16 [2]) n v

K - Xét đến trạng thái phôi (Bảng 7-1, trang 17, [2]) u v

K - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao (Bảng 8-1,trang 17, [2]) o v

K - Xét đến dạng gia công (Bảng 10-1, trang 18, [2]) v v v v q r K K K

K ;  ;  1 ; -Hệ số xét đến ảnh hưởng thông số hình học kết cấu của dao (Bảng 9-1, trang 18, [2])

P z ; P y ; P x - Phân lực cắt tiếp tuyến- Hướng kính- Chiều trục (kG) x y z p p p C C

C ; ; - Hệ số xét đến điều kiện làm việc nhất định đến lực cắt x y z p p p X X

K p - Hệ số hiệu chỉnh chung về lực cắt

K mp -Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công (Bảng 12-114-1,trang 21,[2]) rp p p p K K K

K    - Xét đến ảnh hưởng thông số hình học của dao (Bảng 15-1,trang 22, [2])

P m ; 2M m – Lực cắt chiều trục và mômen xoắn kép cho phép của sức bền cơ cấu máy theo quy định của thuyết minh

2M- Mômen xoắn kép trên trục chính khi cắt gọt

2 Công thức và trình tự tính:

- Gia công thô: t lấy gần bằng lượng dư

- Gia công tinh: khi độ nhám bề mặt gia công Ra = 3,2 chọn t = 0,5 ÷ 2 (mm); và R a = 0,8 chọn t = 0,1÷ 0,4 (mm)

Theo sức bền cán dao :

Cán dao chữ nhật :   z z pz z

Chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của bước tiến, chiều sâu cắt và vận tốc đến lực cắt (Bảng 11-1, trang (19 ÷ 20), [2] )

Theo sức bền cơ cấu máy : x x px x x

Theo độ cứng vững chi tiết :

- Khi tính S theo công thức cần chọn sơ bộ vận tốc cắt V

- Có thể chọn sơ bộ lượng chạy dao S sb (mm/vòng) theo Bảng (18÷20-1), trang (25 ÷ 26), [2] sau đó kiểm nghiệm lại theo công thức

Bước 3: Tính vận tốc cắt

Tra bảng (1-1)  (10-1), trang 1318, [2] để tính được V

Theo thuyết minh máy để chọn nmáy

Tính vận tốc thực tế:

Lực tiếp tuyến: z pz z pz z p y n x p z C t s V K

Dạng gia công Công thức V (m/phút)

Tiện ngoài bước tiến dọc, ngang và tiện lỗ y v sb x m v K

Cắt đứt và tiện rãnh y v sb m v K

Lực dọc trục: x px x px x p y n x p x C t s V K

Kiểm nghiệm sức bền thân dao

Khi cắt do tác dụng của lực Pz, dao có thể gãy do uốn Để đảm bảo dao làm việc tốt : M u = Pz.l ≤ [M u ] = W[σ] u

Dao có tiết diện thân là hình chữ nhật:

Dao có tiết diện hình tròn:

 u ( Đối với tiết diện thân dao là hình chữ nhật)

  ( Đối với tiết diện thân dao là hình tròn)

Kiểm nghiệm sức bền cơ cấu chạy dao

Khi cắt lực hướng trục có xu hướng chống lại sự chuyển động của dao Nếu lực quá lớn có thể gây hư hỏng phần truyền động của cơ cấu mang dao Vì vậy phải chọn hợp lý để cơ cấu an toàn

Trong thuyết minh máy thường cho lực hướng trục cho phép [Px] Muốn đảm bảo an toàn:

Px + f.(Pz+Py) ≤ [P x ] f- hệ số ma sát giữa bàn dao và sống trượt của máy (thường f = 0,1)

Kiểm nghiệm độ cứng vững của chi tiết gia công

Khi tiện các chi tiết dài, đường kính bé do lực hướng kính mà chi tiết bị uốn cong Tùy theo phương pháp gá mà chi tiết có độ võng lớn nhỏ khác nhau, do đó chi tiết được chế tạo không có dạng trụ như ta mong muốn mà có hình tang trống Do đó để đảm bảo thì:

Bước 6: Tính công suất cắt

So sánh với công suất máy sao cho: Nc  Nm.

5.2.2 Chế độ cắt khi PHAY

1 Thông số- Hệ số- Chỉ số mũ khi tính chế độ cắt

Các thông số chế độ cắt khi phay có hai khái niệm là chiều sâu cắt t và chiều rộng phay B các tài liệu viết khác nhau, để thống nhất với công

Hình 5.3: Các yếu tố B, t khi phay thức tính chế độ cắt và việc tra bảng các số mũ ảnh hưởng, tài liệu này thống nhất t và B theo các hình 5.3 t - Chiều sâu cắt (chiều sâu phay):

Trong tất cả các trường hợp phay trừ phay mặt đầu thì t là kích thước lớp kim loại cắt đi đo theo phương vuông góc với trục dao phay, (mm)

B – Chiều rộng phay là kích thước lớp kim loại được cắt đo theo phương chiều trục dao, trừ dao phay mặt đầu, (mm)

S – Lượng chạy dao vòng; (mm/vòng) : S = S z Z

Sz –Lượng chạy dao răng, (mm/răng)

S M – Lượng chạy dao phút, (mm/phút) : S M = S z Z n = S n n – Số vòng quay dao phay, (vòng/phút):

D – Đường kính dao phay , (mm)

Các thông số – hệ số – chỉ số mũ xét đến điều kiện cắt, vật liệu gia công, mức độ ảnh hưởng của các thông số đến vận tốc cắt, lực cắt, mômen xoắn và công suất, giống như các chương trước nhưng xác định theo phương pháp phay

2 Công thức và trình tự tính

Xác định theo sơ đồ phay, thường lấy bằng toàn bộ lượng dư Trường hợp yêu cầu độ chính xác cao, độ nhẵn bóng cao thì chia làm 2 bước thô và tinh

Lượng chạy dao S rất khó xác định theo phương pháp tính toán mà thường chọn theo bảng tra (kinh nghiệm)

Khi cắt thô thường tính theo Sz

Khi cắt tinh thường tính theo S

Chiều sâu cắt và chiều rộng phay đo trong mặt phẳng thẳng góc với trục dao phay và mặt phẳng qua phương trục dao (hình 5.3)

Bước 3: Vận tốc cắt (V) tính theo công thức p v y u z x m q v K

Trong đó: C v , q v , x v , y v , u v, p v, m tra bảng 1-5, trang 119 121,[2] v v v n u m v K K K

K - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công (Bảng 2-1 và Bảng 3-1, trang 15,[2]) n v

K - Xét đến trạng thái phôi (Bảng (7-1), trang 17, [2] u v

K - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao (Bảng 8-1, [2])

T – tuổi bền dao (Bảng 2-5, trang 122, [2])

Bước 4: Lực cắt khi phay tính theo công thức p q u y z x p

Các số mũ cho trong bảng 3-5, trang 122, [2]

Hệ số điều chỉnh chung về lực cắt chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công nên Kp = Kmp , xác định như khi tiện (Bảng 12-1, [2])

Các thành phần lực Px, Py lấy gần đúng theo tỉ lệ:

Bước 5: Công suất cắt khi phay tính theo công thức

5.2.3 Chế độ cắt khi KHOAN, KHOÉT, DOA

1 Thông số - Hệ số - Chỉ số mũ khi tính chế độ cắt

D - Đường kính mũi khoan, khoét, doa; (mm) d – Đường kính lỗ có sẵn trước khi khoan rộng, khoét, doa; (mm)

L – Chiều dài hành trình khoan, khoét, doa; (mm)

L = l + l 1 + l 2 (mm) l – Chiều sâu lỗ khoan l1 – lượng ăn tới ; (mm) : D  g  l cot

Thông thường với mũi khoan tiêu chuẩn l 1 + l 2 = 0,3D

 b - giới hạn bền của vật liệu gia công (kG/mm 2 )

HB – Độ cứng của vật liệu gia công

Cv - Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện cắt đến tốc độ cắt

Z v – Số mũ biểu thị mức độ ảnh hưởng của đường kính đến tốc độ cắt

Xv, Yv, m – Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của bước tiến, chiều sâu cắt, tuổi bền dụng cụ cắt đến vận tốc cắt

K v - Hệ số hiệu chuẩn chung về tốc độ cắt giống như khi tiện, xét thêm ảnh hưởng của chiều sâu lỗ khoan K lv v v v v n l u m v K K K K

K - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công (Bảng 5-3, trang 86, [2]) n v

K - Xét đến trạng thái phôi (Bảng 7-1, [2]) u v

K - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao (Bảng 8-1, [2])

K lv – Xét ảnh hưởng của chiều sâu lỗ (Bảng 6-3, trang 86, [2])

Po – Lực chiều trục khi khoan và khoan rộng: (kG)

Cp – Hệ số đối với lực chiều trục xét đến điều kiện cắt nhất định

Z p – X p- Y p Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của đường kính mũi khoan, lượng chạy dao, chiều sâu cắt đến lực cắt khi khoan

K mp - Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công (Bảng 12-1, [2])

K mp =K mM Hệ số hiệu chỉnh khi tính chất cơ lý của vật liệu khác với điều kiện đang xét Xác định giống khi tính lực cắt khi tiện

M- Mômen xoắn khi khoan, khoét, doa ; (kGm)

Z M – X M – Y M Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của D , t , S đến momen xoắn

Cs – Hệ số phụ thuộc vào tính chất vật liệu và yếu tố công nghệ khi tính lượng chạy dao

So – Bước tiến sau một vòng của mũi khoan, khoét, doa (mm/vòng)

S z – Bước tiến của một răng dao:

S z  S (mm/răng) kls – Hệ số điều chỉnh lượng chạy dao khi l > 3D

2 Công thức và trình tự tính

Lượng chạy dao khi khoan tính theo công thức:

Lượng chạy dao khi khoan và khoan rộng có thể tra trong các bảng (8-3), trang 88, [2]

Lượng chạy dao khi khoét bằng mũi khoét thép gió tính theo công thức:

Trị số C s tra bảng 1-3, trang 83, [2]

Khi khoét bằng dao gắn hợp kim cứng xác định theo bảng

Lượng chạy dao khi doa bằng mũi doa thép gió tính bằng công thức:

Trị số C s tra bảng 2-3, trang 84, [2] Đối với dao hợp kim cứng tra theo bảng

Khi khoan, khoan rộng lỗ, khoét, doa tính theo công thức: m x y v z v K

Cv và các số mũ tra bảng 3-3, trang 84, [2], chú ý:

Cột 5: Cv, cột 6: Zv, cột 7: Xv, cột 8: Yv, cột 9: m

Bước 4: Momen xoắn – Lực chiều trục khi khoan, khoét Khoan: mp y z p o C D s K

Khi doa: Momen xoắn và lực dọc trục bé nên bỏ qua

5.2.4 Chế độ cắt khi CHUỐT

1 Thông số - Hệ số - Chỉ số mũ khi tính chế độ cắt

Sz – Lượng chạy dao của một răng, mm: S z = a (a là lượng nâng của một răng dao)

Cv – Đặc trưng điều kiện cắt khi chuốt (Bảng 1-4)

T - Tuổi bền dao tính theo thời gian máy, phút y, m – Biểu thị mức độ ảnh hưởng của lượng chạy dao, tuổi bền dụng cụ cắt đến tốc độ cắt (Bảng 1-4)

P – Lực cắt trên 1mm chiều dài của lưỡi cắt, kG (Bảng 6-4)

 b - Chiều dài tổng cộng lớn nhất của lưỡi cắt của tất cả các răng

Khi chuốt rãnh then và then hoa: 1

Khi chuốt các rãnh , các mặt phẳng và các gờ lồi có đường bao với chiều rộng cố định 1 cosb Z

   Đối với các mặt phẳng và các gờ lồi có đường bao với chiều rộng biến đổi thì  b được xác định bằng đồ thị d- Đường kính lớn nhất của các răng, mm b- Chiều rộng bề mặt chuốt, mm

Z1- Số lượng lớn nhất của các răng cùng làm việc t

Z 1  l (khi có rãnh trên bề mặt, l cần trừ đi chiều rộng rãnh) và Z 1 tính ra được làm tròn thành số nguyên lớn hơn kế cận

Zc – Số lượng răng trong phân đoạn Với dao chuốt có dạng răng prôphin

Zc =1 l – Chiều dài bề mặt chuốt (mm) t – Bước răng dao chuốt (mm) n - Số rãnh then và then hoa

 - Góc nghiêng của răng dao chuốt, độ

 - Góc tiếp xúc của bề mặt gia công với lưỡi cắt của răng dao chuốt Đối với dao chuốt lỗ trụ 60 o

Pz – Lực cắt khi chuốt, kG

N – Công thức cắt khi chuốt, kW

2 Công thức và các bước tính

Chiều sâu cắt được xác định theo kết cấu của dao chuốt

Bước 2: Lượng chạy dao trên 1 răng S z = a (mm)

5.2.5 Chế độ cắt khi BÀO, XỌC

1 Thông số- Hệ số- Chỉ số mũ khi tính chế độ cắt t- Chiều sâu cắt, mm : khoảng cách từ mặt chưa gia công đến mặt đã gia công

S- Lượng chạy dao, mm/hành trình kép

K- Số hành trình kép trong một phút

Vtb- Vận tốc trung bình, m/phút

V ct - Vận tốc công tác, m/phút

L - Chiều dài hành trình chạy dao, mm

L 2 : Chiều dài bề mặt gia công, mm

L3 : Lượng lượng vượt quá của dao, mm; L3 = 5 ÷ 30 mm

B - Chiều rộng bề mặt gia công

B2 - Lượng vượt quá B2 = 2 ÷ 3 mm m -Tỷ số của vận tốc hành trình làm việc và hành trình chạy không trung bình m = 0,75 khi bào; m = 1 khi xọc

T- Tuổi bền trung bình của dao bào, xọc; thường T= 120 ÷ 140 phút [ Pkéo]- Lực kéo cho phép theo thuyết minh máy

Những thông số- hệ số – chỉ số mũ đã đề cập ở phần tiện không nhắc lại

2 Công thức và các bước tính

- Gia công thô: t lấy gần bằng lượng dư

- Gia công tinh: với bề mặt có độ nhẵn bóng thấp hơn cấp 5 t = 0,5÷ 2 (mm); với cấp 6,7: t = (0,1÷ 0,4) mm

Lượng chạy dao khi bào và xọc không có công thức tính mà tra theo các bảng (1-2), (2-2), (3-2) khi gia công trên máy bào giường ; (17-

2), (18-2), (19-2) khi gia công trên máy bào ngang và (30-2), (31-2), (32-

2) khi gia công tren máy xọc

Công thức tính vận tốc cắt giống như khi tiện nhưng có nhân thêm hệ số hiệu chuẩn xét đến tính va đập khi bào, xọc. v y v v v v sb x m v K K

K : Hệ số hiệu chuẩn do tính va đập khi bào, xọc ảnh hưởng đến

Kiểu máy Bào giường Bào ngang Xọc

Dựa vào tốc độ cắt đã tính toán xác định số hành trình kép trong một phút; từ đó chọn số hành trình kép theo máy và tính vận tốc thực theo công thức:

Chú ý: ở máy bào V cT V Tb

- Lực tiếp tuyến: z pz z pz z p y n x p z C t s V K

- Lực hướng kính: y y py py y p n y x p y C t s V K

- Lực dọc trục: x px x px x p y n x p x C t s V K

So sánh với công suất máy quy định ở thuyết minh máy để đảm bảo có an toàn hay không.

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Nội dung và trình tự thiết kế đồ gá

Trong quá trình thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máy, chúng ta phải thiết kế một đồ gá chuyên dùng như: đồ gá tiện, đồ gá phay, đồ gá khoan, đồ gá chuốt…Tùy theo đồ gá lắp trên máy nào mà yêu cầu đối với chúng có khác nhau, còn nội dung và các bước thiết kế cơ bản là giống nhau

6.1.1 Yêu cầu đối với các loại đồ gá

Yêu cầu chung cho tất cả các đồ gá chuyên dùng là thao tác gá đặt phải nhanh, an toàn, chính xác, kết cấu đơn giản

1 Đồ gá khoan Đồ gá khoan được dùng trên máy khoan hoặc máy doa, có khi dùng trên máy phay Nhiệm vụ của đồ gá khoan là:

- Gá đặt chi tiết sao cho tâm lỗ cần khoan trùng với tâm mũi khoan đã được điều chỉnh sẵn

- Giữ cho mũi khoan không bị lệch hướng trong quá trình khoan

- Thay đổi nhanh các dụng cụ khoan, khoét, doa

- Thay đổi nhanh bạc dẫn hướng

- Thay đổi nhanh vị trí chi tiết khi khoan các lỗ khác nhau trên cùng một lần gá

- Tháo lắp chi tiết nhanh khi định vị bằng mặt phẳng và hai chốt Với nhiệm vụ như vậy đồ gá khoan có các bộ phận chính như:

- Bộ phận dẫn hướng (bạc dẫn, tấm gá bạc dẫn)

- Bộ phận phân độ hoặc quay, lật chi tiết

- Dụng cụ phụ để tháo nhanh mũi khoan, khoét, doa, ta rô

Khi thiết kế đồ gá khoan cần lưu ý:

- Không đặt tấm dẫn hướng trên cơ cấu kẹp, vì như vậy vị trí bạc dẫn sẽ bị thay đổi do lực kẹp

- Do có thêm tấm dẫn hướng nên việc tháo lắp chi tiết vào đồ gá khó khăn vì thế cần sử dụng linh hoạt các loại tấm dẫn như: cố định, di động, lật, quay, treo…

2 Đồ gá phay Đồ gá phay dùng trên máy phay, thường là phay mặt phẳng song song hay vuông góc với mặt định vị, phay rãnh, cắt rãnh, cũng có khi kết hợp khoan, phay trên cùng một lần gá…Nhiệm vụ của đồ gá phay là:

- Gá đặt chi tiết sao cho mặt gia công song song hay vuông góc với phương chuyển động của bàn máy

- Quay hoặt lật chi tiết để phay các mặt vuông góc hay vị trí bất kỳ

- Chép hình các bề mặt phức tạp

- Điều chỉnh nhanh vị trí chi tiết hay bàn máy để phay thô và tinh trên cùng một lần gá đặt

Kết cấu đồ gá phay bao gồm: cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu so dao hoặc cữ hành trình, cơ cấu quay phân độ, cơ cấu chép hình, cơ cấu gá đặt đồ gá trên bàn máy (then dẫn hướng và rãnh chứa bulông kẹp chặt đồ gá với rãnh chữ T của bàn máy)

Khi thiết kế đồ gá phay cần chú ý:

- Khi phay lực cắt lớn, cắt gián đoạn nên rung động lớn, vì thế đồ gá phay phải đủ độ cứng vững Cơ cấu kẹp phải đảm bảo đủ lực kẹp và đủ độ lớn cần thiết để không bị biến dạng do lực kẹp

- Hai then định vị vào bàn máy phải nằm cùng trên một rãnh T và lắp vừa sít vào rãnh, vì thế phải tìm hiểu các thông số máy phay khi thiết kế đồ gá

- Nếu phay thô và tinh hoặc phay nhiều bề mặt trong cùng một lần gá phải thiết kế cữ so dao hay cữ hành trình sao cho việc điều chỉnh vị trí dao cắt nhanh nhất

Tuỳ theo chức năng đồ gá tiện có thể là:

- Phôi có chuyển động quay (đồ gá như là mâm cặp, đồ gá nối với trục chính của máy tiện thông qua lỗ côn của trục chính)

- Phôi cố định, dao quay (đồ gá lắp trên sống trượt của bàn máy)

- Đồ gá dao (cơ cấu chép hình, cơ cấu rút dao nhanh)

- Đồ gá lắp trên hai mũi tâm của máy tiện như trục gá Đối với các đồ gá lắp chặt vào trục chính của máy tiện và có chuyển động quay thì khi thiết kế cần chú ý biện pháp bảo vệ máy, biện pháp an toàn cho công nhân Cụ thể cần chú ý lực ly tâm, đảm bảo cân bằng động và các chi tiết của đồ gá không có cạnh sắc

Kết cấu cụ thể của đồ gá trên như sau: Đồ gá nối với trục chính của máy gồm cơ cấu định vị phôi, cơ cấu kẹp chặt phôi, thân đồ gá, bộ phận định vị với trục chính máy tiện (sao cho tâm trụ cần gia công trùng tâm trục chính), bộ phận cân bằng, bộ phận che chắn Đồ gá lắp trên sống trượt hay bàn dao máy tiện phải đảm bảo chiếu cao tâm lỗ cần gia công ngang bằng chiều cao lỗ trục chính Đồ gá dao gồm bàn dao vạn năng, đầu rơvonve, bàn dao chép hình, cơ cấu rút dao nhanh khi tiện ren

Do lực chuốt lớn, chi tiết gia công được kẹp chặt nhờ lực chuốt, nên đồ gá chuốt không cần cơ cấu kẹp chặt

Sự định tâm và dẫn hướng đều do bộ phận dẫn hướng của dao chuốt thực hiện Kết cấu đồ gá chuốt đơn giản, thường là một chi tiết dạng bạc, dạng bích để định vị phôi Khi chuốt rãnh then cần có cơ cấu dẫn hướng dao

6.1.2 Nội dung thiết kế đồ gá:

- Thiết kế bản vẽ lắp đồ gá

- Tính lực kẹp cần thiết để chọn cơ cấu kẹp

- Tính sai số chế tạo để ghi dung sai và các yêu cầu kỹ thuật

6.1.3 Khi thiết kế cần tiến hành theo trình tự sau:

- Bước 1: thiết kế sơ bộ bản vẽ lắp, lúc này chưa cần tỉ lệ và độ lớn của các bộ phận đồ gá

- Bước 2: tính lực kẹp cần thiết để chọn độ lớn cơ cấu sinh lực kẹp và các đòn kẹp

- Bước 3: thiết kế chính xác bản vẽ lắp theo độ lớn chi tiết và cơ cấu kẹp, chọn tỷ lệ vẽ sao cho vừa khổ giấy A1

- Bước 4: tính sai số chế tạo đồ gá để ghi các yêu cầu kỹ thuật cho đồ gá và các bản vẽ tách chi tiết

- Bước 5: vẽ tách chi tiết từ bản vẽ lắp, đối với đồ án công nghệ này chỉ yêu cầu vẽ tách một chi tiết có hình dáng phức tạp nhất như thân hay đế đồ gá

- Bước 6: Điều chỉnh lại bản vẽ lắp trên cơ sở các bản vẽ chi tiết đã vẽ tách, ghi các kích thước lắp ghép, kích thước lớn nhất của đồ gá theo 3 phương, ghi các yêu cầu kỹ thuật, đánh số thứ tự các chi tiết.

Hướng dẫn vẽ đồ gá

6.2.1 Trình tự vẽ đồ gá

Khi vẽ đồ gá cần tiến hành theo trình tự sau:

1- Vẽ chi tiết với ba hình chiếu, hình chiếu đứng vẽ vị trí khi gá trên máy mà công nhân nhìn trực diện thấy (chi tiết vẽ nét đứt vì coi chi tiết là trong suốt, không che các chi tiết thuộc đồ gá)

2- Vẽ đồ định vị chi tiết (phiến tỳ, chốt tỳ, khối V…)

3- Vẽ cơ cấu kẹp chặt chi tiết (đòn kẹp, bulong, khối V di động, cam…)

4- Vẽ tấm dẫn trên đó có bạc dẫn hướng

5- Vẽ thân, đế đồ gá và mối liên kết thân, đế với các bộ phận trên (liên kết bằng bulong, chốt trụ…), vẽ cơ cấu điều chỉnh dao

6- Vẽ giá đỡ tấm dẫn và mối liên kết với thân hoặc đế

7- Vẽ cơ cấu sinh lực nếu kẹp bằng thủy lực, khí nén và liên kết với thân, đế đồ gá

8- Vẽ bộ phận phân độ hoặc quay, lật nếu có

9- Vẽ bộ phận định vị đồ gá vào máy (côn Morse, trụ và ren, then…)

10- Vẽ các cơ cấu tỳ phụ

11- Ghi các kích thước cơ bản của đồ gá (kích thước lắp ghép, kích thước tổng thể: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, kích thước chủ yếu…) 12- Đánh số các chi tiết của đồ gá (từ trái qua phải theo chiều kim đồng hồ)

13- Ghi các điều kiện kỹ thuật của đồ gá theo yêu cầu của nguyên công và khả năng công nghệ chế tạo đồ gá trong thực tế

14- Lập bảng kê chi tiết của đồ gá

6.2.2 Hướng dẫn lựa chọn đồ định vị

1 Chuẩn định vị là mặt phẳng

Khi chuẩn định vị là mặt phẳng ta có các đồ định vị sau : phiến tỳ, chốt tỳ, mặt vai của chốt trụ và chốt trám

- Phiến tỳ : Hầu hết các trường hợp định vị vào mặt phẳng nhằm hạn chế ba bậc tự do nên dùng phiến tỳ, nếu bề mặt không thể dùng phiến tỳ thì dùng ba chốt tỳ bố trí càng xa nhau càng tốt hoặc bố trí đối diện cơ cấu kẹp a) Phiến tỳ loại 1 b) Phiến tỳ loại 2

Phiến tỳ cũng dùng khi hạn chế hai bậc tự do nếu đối diện với lực kẹp, vì dùng hai chốt dễ bị biến dạng chi tiết khi kẹp

Có thể sử dụng 2 hoặc 3 phiến tỳ tạo thành 1 mặt phẳng Quy ước: nếu dùng 2 phiến tỳ thì 1 phiến tỳ hạn chế 2 bậc tự do, phiến tỳ còn lại hạn chế 1 bậc tự do Nếu sử dụng 3 phiến tỳ thì mỗi phiến tỳ hạn chế 1 bậc tự do

Các phiến tỳ được bắt lên thân đồ gá bằng các vít và được mài phẳng lại sau khi lắp để đảm bảo độ đồng phẳng, độ song song hay vuông góc với đồ gá

Phiến tỳ thường được làm bằng thép có hàm lượng cacbon C = 0,15 ÷ 0,2 %, tôi sau khi thấm than để đạt độ cứng HRC = 55 ÷ 60, mài bóng đạt Ra = 0,63 ÷ 0,25

Sinh viên tham khảo thêm trong sách đồ gá và sổ tay công nghệ

- Vai chốt trụ và chốt trám :

Khi gá đặt chi tiết dạng càng có kích thước và trọng lượng nhỏ có thể dùng vai (gờ) của hai chốt trụ, trám để định vị vào mặt phẳng nhằm hạn chế 3 bậc tự do Khi đó việc gia công chiều cao vai chốt phải đạt độ chính xác cao c) Phiến tỳ loại 3

Hình 6.1: Các loại phiến tỳ

Hình 6.2: Định vị vào mặt phẳng bằng vai chốt

Chốt tỳ chỏm cầu và khía nhám như hình 6.3a) và 6.3b) dùng khi chuẩn định vị là mặt thô

Chốt tỳ đầu phẳng như hình 6.3c) dùng khi chuẩn định vị là chuẩn tinh

Chốt tỳ có thể lắp trực tiếp trên thân đồ gá hoặc lắp thông qua bạc lót như hình 6.3d), e)

(Nên lắp thông qua bạc lót: không hư hại đến đế đồ gá khi có tháo lắp thường xuyên)

Chốt tỳ có đường kính D ≤ 12 mm được chế tạo bằng thép cacbon dụng cụ có hàm lượng: C = 0,7 ÷ 0,8 % và tôi cứng đạt HRC = 50 ÷ 60

Khi D ≥ 12 mm có thể chế tạo bằng thép cacbon có hàm lượng C 0,15 ÷ 0,2 %, tôi cứng sau khi thắm than đạt độ cứng HRC = 55 ÷ 60

Kích thước chốt tỳ và phiến tỳ tra trong bảng trang 121, 122,123, tài liệu [6] a) b) c) d) e)

Hình 6.3: Các loại chốt tỳ

Chú ý khi định vị vào mặt thô :

Khi định vị vào mặt thô hoặc mặt thô có bậc, đôi khi phải sử dụng hai chốt tự lựa Định vị tự lựa kiểu khớp cầu: Như hình 6.4, để định vị chi tiết gia công 1 ta dùng chốt trụ ngắn 2 và hai chốt tỳ cố định 3 cộng với hai chốt tỳ tự lựa 4 (chỉ hạn chế một bậc tự do) Nếu xảy ra hiện tượng các gân của chi tiết không nằm cùng trên một mặt phẳng thì chốt tỳ tự lựa sẽ tự điều chỉnh để cho hai vấu luôn tiếp xúc đều trên hai gân của phôi Định vị tự lựa kiểu đòn gánh:

Hình 6.5 mô tả định vị tự lựa kiểu đòn gánh, dưới tác dụng của lực kẹp W, các chốt tỳ tự lựa 5 sẽ tự điều chỉnh thông qua đòn gánh 6 để tiếp xúc đều trên bề mặt phôi Định vị tự lựa kiểu thanh truyền:

Hình 6,6 mô tả định vị tự lựa kiểu thanh truyền, dưới tác dụng của lực kẹp W, các chốt tỳ tự lựa 3 sẽ tự điều chỉnh thông qua thanh truyền 5

Hình 6.4: Định vị tự lựa kiểu khớp cầu

Hình 6.6: Định vị tự lựa kiểu thanh truyền Hình 6.5: Định vị tự lựa kiểu đòn gánh

2 Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài

Khi chuẩn định vị là mặt trụ ngoài, đồ định vị thường là: khối V, mâm cặp, ống kẹp đàn hồi, bạc trụ hoặc bạc chữ C, chụp côn…

Khối V dùng để định vị vào mặt trụ hoặc một phần mặt trụ Ưu điểm khi định vị bằng khối V là khả năng tự định tâm tốt, đường tâm mặt trụ định vị của chi tiết đảm bảo trùng với mặt phẳng đối xứng của 2 mặt nghiêng làm việc của khối V, không bị ảnh hưởng của dung sai kích thước đường kính mặt trụ ngoài Một khối V có thể định tâm được những chi tiết có đường kính khác nhau

Khối V ngắn hạn chế hai bậc tự do (hình 6.8 và hình 6.9)

Khối V dài (ghép hai khối V ngắn) hạn chế bốn bậc tự do

Nếu dùng một khối V cố định thì định tâm mặt trụ theo một phương, nếu dùng hai khối V di chuyển vào ra cùng một lượng như nhau thì định tâm được theo hai phương, nghĩa là tâm trụ không thay đổi vị trí mặc dù đường kính trụ thay đổi Ưu điểm này giống như khi dùng mâm cặp 3 chấu hay ống kẹp đàn hồi

Trên hình 6.7, sau khi đặt chi tiết 1 lên mặt phẳng của hai hàm kẹp, quay vít 4 (có hai đoạn ren trái chiều) hai hàm kẹp mang hai khối V số 2 tịnh tiến vào gần nhau khi đó khối V nào chạm chi tiết trước sẽ đẩy chi tiết theo, đến khi chi tiết tiếp xúc với khối V kia thì quá trình kẹp chặt xảy ra Như vậy tâm của chi tiết luôn luôn trùng với tâm đồ gá và cũng trùng với tâm dụng cụ đã điều chỉnh sẵn (ví dụ mũi khoan) Để điều chỉnh vị trí tâm của giá đỡ 8, dùng các vít 5 sau khi đã nới lỏng các bulong 7

Hình 6.7: Tự định tâm bằng hai khối V

Tự định tâm bằng hai khối V di động được dùng cho chi tiết có hai mặt đối xứng mà không thể dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Kích thước khối V tra trang 126, 127 tài liệu [6]

Khối V kiểu I được lắp trên đế đồ gá, khối V kiểu II được lắp trên thân đứng đồ gá để định vị chi tiết có phần trụ nằm ngang, cũng có thể lắp khối V kiểu II trên đế để định vị chi tiết dạng càng hoặc chi tiết có cung tròn với đường tâm thẳng đứng

Hình 6.8: Khối V kiểu I Hình 6.9: Khối V kiểu II

Khối V định vị vào cả mặt chuẩn tinh và thô

 Nếu mặt trụ có gờ không dùng khối V theo tiêu chuẩn được thì có thể thay thế khối V liền bằng khối V hai mảnh hoặc hai chốt như hình 6.10

Các mảnh ghép số 1 và các chốt số 1 ở hình 6.10 a), b) thay thế khối V cố định hạn chế hai bậc tự do tịnh tiến

 Nếu cần hạn chế một bậc tự do và yêu cầu chi tiết đối xứng thì dùng khối V di động, yêu cầu khối V này phải tịnh tiến trong rãnh chính xác, phía trên có nắp chắn Khối V di động có thể tham gia kẹp chặt

Hình 6.11 mô tả khối V trong rãnh trượt (thường dùng rãnh trượt chữ U, phía trên có nắp che 4) và liên kết giữa khối V với bulong, kết cấu này dùng để định vị và kẹp chặt Việc liên kết với bulong có nhiều kiểu, hình 6.12, 6.13, 6.14 mô tả các kiểu liên kết khác nhau, bạn đọc có thể a)

Hình 6.10: Các kiểu định vị thay thế khối V

Hình 6.11: Khối V di động tịnh tiến trong rãnh

Hình 6.13: Khối V di động kiểu II Hình 6.12: Khối V di động kiểu I

 Khi chuẩn định vị thô thì mặt định vị của khối V phải làm nhỏ, bề rộng từ 2 ÷ 5 mm hoặc khía nhám, đặc biệt khi chi tiết cần tiếp xúc ở mặt đáy đủ ba bậc tự do thì nên dùng khối V nghiêng vừa định vị vừa kẹp chặt, góc nghiêng khối V khoảng 5 0

Hướng dẫn tính toán đồ gá

Khi thiết kế đồ gá chuyên dùng cần tiến hành tính toán hai thông số sau đây :

- Tính lực kẹp cần thiết (W ct ) để từ đó chọn cơ cấu kẹp tạo ra đủ lực kẹp (W), sao cho W ct  W.x (x là tỉ lệ chuyển đổi thông qua đòn kẹp)

- Tính sai số chế tạo đồ gá để quy định các yêu cầu kỹ thuật và các chế độ lắp ghép cho đồ gá

6.3.1 Hướng dẫn tính lực kẹp cần thiết

Thực ra phần này đã viết kỹ trong giáo trình công nghệ chế tạo máy, ở đây không viết lại các ví dụ đã có mà viết thêm một số trường hợp hay gặp trong đồ án môn học này

Cần phải nhắc lại là muốn tính lực kẹp cần thiết thì phải vẽ sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết trong đó chỉ rõ : lực cắt và mô men cắt, lực kẹp cần thiết, các đồ định vị, khoảng các giữa các lực với nhau và với đồ định vị, thân đồ gá nếu cần

Từ sơ đồ lực xác định xem dưới tác dụng của lực cắt hoặc mômen cắt (xét độc lập) chi tiết sẽ bị tịnh tiến, quay lật như thế nào, lực kẹp hay lực ma sát sẽ chống lại sự tịnh tiến hay quay lật đó và tiến hành viết các phương trình cân bằng lực và phương trình cân bằng mômen

Từ các phương trính trên ta tính được các giá trị lực kẹp cần thiết (Wct), lấy giá trị lớn nhất để chọn cơ cấu kẹp

Sau đây là một số ví dụ liên quan đến đồ án công nghệ

1 Tính W ct khi gia công chi tiết dạng càng

Khi gia công chi tiết dạng càng giáo viên thường cho thiết kế đồ gá khoan, có thể khoan các lỗ cơ bản hoặc khoan lỗ thứ 3

Hình 6.55: Sơ đồ lực khoan lỗ thứ nhất, chi tiết dạng càng

Với sơ đồ lực như hình 6.55, lực dọc trục P 0 làm tăng sự kẹp chặt, mômen xoắn Mx làm chi tiết quay quanh tâm lỗ cần khoan Để chống lại mômen quay cần kẹp chặt với lực cần thiết W ct tạo ra mômen ma sát trên mặt đáy, phương trình cân bằng mômen như sau:

K.Mx = Mms  K.Mx = Wct.f Rms

Trong trường hợp này lấy bán kính ma sát Rms bằng bán kính đầu càng tiếp xúc với đồ định vị, R ms = D/2

Trường hợp này cũng khoan lỗ thứ nhất của càng nhưng định vị và kẹp chặt bằng 2 khối V, lúc này để chống lại mômen xoắn phải nhờ đến lực ma sát ở các bề mặt khối V (hình 6.56)

Phương trình cân bằng mômen được viết như sau :

Hình 6.56: Sơ đồ lực khi gá bằng khối V

; Thế vào phương trình (*) và rút ra công thức tính Wct là :

Hình 6.57: Sơ đồ lực khi phay hai mặt bên

Do lực cắt hướng kính P r khi phay hai mặt bên đầu nhỏ chi tiết càng như hình 6.57, chi tiết sẽ bị xoay quanh tâm chốt trụ với bán kính quay là a, ta có phương trình cân bằng mômen :

K.Pr.a = f.Wct.Rms Ở đây bán kính ma sát có thể lấy gần đúng bằng D/2 hoặc lấy chính xác theo công thức tính toán sự tiếp xúc của mặt định vị với đồ định vị là hình vành khăn (D, d là hai đường kính của hình vành khăn):

Vậy phương trình cân bằng được viết:

2 Tính W ct khi gia công chi tiết dạng Hộp

Chi tiết dạng hộp được định vị bằng mặt phẳng và hai chốt trụ, trám (hình 6.58) Khi khoan lực chiều trục P0 sẽ làm chi tiết trượt dọc hoặc lật xung quanh điểm A, từ đó ta có hai phương trình cân bằng Phương trình cân bằng lực :

K.P 0 = F ms = W ct f ; trong đó f – hệ số ma sát giữa mặt định vị và đồ định vị Suy ra : Wct = K.P0/f

Phương trình cân bằng mômen :

Hình 6.58: Sơ đồ lực khi khoan

Từ hai phương trình tính ra được hai giá trị của W ct , chọn giá trị lớn hơn để thiết kế cơ cấu kẹp

Khi khoan 4 lỗ cùng lúc bằng đầu khoan nhiều trục (hình 6.59), lực chiều trục P0 có tác dụng kẹp chặt chi tiết nếu lỗ không thông Nếu lỗ thông thì bỏ qua lực P 0 , mômen xoắn M x làm chi tiết quay quanh điểm A, phương trình cân bằng mômen là:

4K.Mx = 2f.Wct.a Suy ra: Wct = 2K.Mx/f.a

Chú ý khi tính lực kẹp cần thiết W ct :

 Hệ số an toàn K lấy vừa đủ trong khoảng 1,5 đến 2,6 Không nên chọn quá lớn sẽ làm tăng kích thước cơ cấu kẹp Thực chất của việc nhân hệ số an toàn K với lực cắt là xét đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công Vì thế hệ số K phụ thuộc vào từng điều kiện gia công cụ thể theo công thức sau:

Hình 6.59: Sơ đồ lực khi khoan vuông góc với mặt đáy

K o – Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp và K o = 1,5

K1 – Hệ số tính toán tăng lực cắt khi độ bóng bề mặt thay đổi Gia công thô K 1 = 1,2, gia công tinh K 1 = 1,1

K 2 – Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K 2 = 1,2÷1,6

K3 – Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K3 = 1,2

K4 – Hệ số tính đến sự ổn định của lực kẹp Kẹp bằng tay K 4 = 1,3 kẹp bằng cơ khí K4 = 1,0

K5 – Hệ số xét đến sự thuận lợi khi thao tác kẹp Khi kẹp bằng tay có góc quay < 90 0 lấy K 5 = 1, góc quay > 90 0 lấy K 5 = 1,2

K 6 – Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết Định vị trên các chốt tỳ K6 = 1, định vị trên các phiến tỳ K6 = 1,2

 Khi xác định lực kẹp cần thiết có thể sử dụng hệ số ma sát cho trong bảng 6.3

B ảng 6.3 : Hệ số ma sát

Trạng thái bề mặt tiếp xúc Hệ số ma sát (f)

Bề mặt chi tiết đã gia công và các chốt tỳ, phiến tỳ 0,1  0,15

Bề mặt chi tiết chưa gia công và các chốt tỳ chỏm cầu 0,2  0,3

Bề mặt chi tiết chưa gia công và các chốt tỳ, phiến tỳ khía nhám 0,5 0,8

Bề mặt chi tiết chưa gia công và mỏ kẹp 0,4  0,7

Bề mặt chi tiết đã gia công và mỏ kẹp 0,2  0,4

 Lực kẹp cần thiết Wct được tính từ các ví dụ trên tác dụng trực tiếp lên chi tiết, còn cơ cấu sinh lực như bulong, cam, khí nén thường thông qua đòn kẹp để truyền lực nên phải tính chuyển đổi theo tỷ lệ tay đòn như các trường hợp sau (hình 6.60) để chọn cơ cấu sinh lực:

Hình 6.60:Bố trí đòn kẹp a)

6.3.2 Hướng dẫn chọn kích thước cơ cấu kẹp

Sau khi tính lực kẹp cần thiết và thông qua đòn kẹp ta có giá trị W cần có, từ đó tính hoặc chọn kích thước cơ cấu tạo lực kẹp

Cách thứ nhất Sử dụng công thức sau:

C = 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản

 - ứng suất kéo, (kG/mm 2 ); đối với bulông bằng thép 45 thì  = 8

W – lực kẹp do ren tạo ra, kG (theo hình 6.60) d – đường kính đỉnh ren

Cách thứ hai Tra bảng 3.1, trang 215, tài liệu [9]

Cách thứ ba Tra bảng 8-50, 8-51, trang 468, tài liệu [4]

Tra bảng 8-40, 8-41, trang 445, tài liệu [4]

Tham khảo trang 172, 173, tài liệu [6] Đối với cam chúng ta phải làm bài toán ngược tức là chọn kích thước cam theo bảng sao cho phù hợp với độ lớn của đồ gá, sau đó tính lực kẹp do cam tạo ra theo công thức :

Trong đó bán kính tức thời  của cam cần tham khảo bảng 3.2, trang 223, tài liệu [9] So sánh W với W ct đã tính ở trên sao cho W  W ct

Tính được đường kính piston D, ở đây Q chính là lực kẹp cần thiết

Wct đã tính ở phần trên (thay Q = Wct)

Tham khảo trang 186 đến trang 195, tài liệu [6] để tra cứu các kích thước khác của piston-xilanh φ ] φ) α ( ρ [tg tg 1

6.3.3 Hướng dẫn tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ ct ]

Sai số chế tạo đồ gá ảnh hưởng trực tiếp tới độ chính xác gia công Tuy nhiên cần chú ý rằng:

- Phần lớn các trường hợp, sai số đồ gá chỉ ảnh hưởng tới sai số vị trí giữa các bề mặt gia công và bề mặt chuẩn

- Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình và dao định kích thước thì sai số của đồ gá không ảnh hưởng đến sai số kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công

Ví dụ về một số đồ gá

Hình 6.62: Đồ gá tiện có chuôi côn

Hình 6.63: Đồ gá tiện hai chi tiết đối xứng

Hình 6.64: Đồ gá tiện có đối trọng cân bằng

Hình 6.65: Đồ gá tiện có mặt phẳng định vị song song với tâm trục chính

Hình 6.66: Đồ gá tiện có trục đỡ phụ từ ụ động

Hình 6.67: Đồ gá tiện chi tiết dạng càng

Hình 6.68: Đồ gá khoan có trụ trượt thanh răng

Hình 6.69: Đồ gá khoan chi tiết càng

Hình 6.71: Đồ gá khoan có tấm đỡ phụ (18)

Hình 6.72: Đồ gá chuốt rãnh then trên càng

Các chú ý khi thiết kế đồ gá

 Khi định vị bằng chốt trụ và khối V di động thì không dùng V di động để kẹp chặt (hình 6.73) vì sẽ làm hư chốt trụ Khối V di động chỉ làm nhiệm vụ định vị còn cơ cấu kẹp chặt riêng (hình 6.74)

Hình 6.73: Đồ gá dùng khối V di động để định vị và kẹp chặt

Hình 6.74: Đồ gá dùng khối V di động để định vị

 Chiều cao bề mặt chi tiết chỗ tiếp xúc đòn kẹp luôn thay đổi với các chi tiết khác nhau vì thế dùng đệm phẳng 3 như hình 6.75 sẽ dễ hư hỏng bulông vì thế nên dùng đệm cầu như hình 6.76

 Chốt số 2 phải lắp có khe hở lớn với bulông như hình 6.76 (làm rãnh trên trục)

Hình 6.75: Trên đòn kẹp dùng đệm phẳng 3

Hình 6.76: Trên đòn kẹp dùng đệm cầu 3

 Tấm dẫn hướng không được lắp trên cơ cấu kẹp chặt như hình 6.77 mà phải lắp trên giá đỡ cứng vững như hình 6.78, lực kẹp không làm biến dạng tấm dẫn hướng

Hình 6.77: Tấm dẫn lắp trên cơ cấu kẹp

Hình 6.78: Tấm dẫn lắp trên giá đỡ cứng vững

 Khi kẹp trên bề mặt đã gia công, đồ gá kẹp liên động vẽ chính xác về kết cấu như hình 6.79

Hình 6.79: Đồ gá kẹp liên động

 Đồ gá phay hình 6.80 có phiến tỳ di động (8), mặc dù phiến tỳ tiếp xúc với chi tiết (9) hai điểm nhưng chỉ hạn chế một bậc tự do Ưu điểm của kiểu định vị này là cạnh bên của chi tiết song song với phương chạy dao Nếu dùng một chốt tỳ cố định thì không đạt được yêu cầu này

Hình 6.80: Đồ gá phay có phiến tỳ di động

 Đồ gá kẹp bằng khí nén thủy lực được ưu tiên dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, đặc biệt khi hành trình kẹp yêu cầu lớn

Hình 6.81: Đồ gá kẹp bằng khí nén – Thủy lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG

NGHỆ GIA CÔNG CÀNG GẠT

BÌA TẬP BẢN VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN CÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TẬP BẢN VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN CÔNG

GVHD: ……… SVTH:……… MSSV: ……… NGÀNH: ……… HỌC KỲ: ………

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Ngành: Công nghệ chế tạo máy Lớp: ………

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết CÀNG GẠT

– Điều kiện thiết bị: Tự chọn

II.Nội dung thuyết minh và tính toán:

1 Nghiên cứu chi tiết gia công: Chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu…

2 Xác định dạng sản xuất

3 Chọn phôi và phương pháp tạo phôi, tra lượng dư cho các bề mặt gia công

4 Lập tiến trình công nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chọn phương án hợp lý

 Vẽ sơ đồ gá đặt

 Chọn máy, kết cấu dao

 Trình bày các bước:chọn dao(loại dao và vật liệu làm dao), tra các chế độ cắt: s,v,t; tra lượng dư cho các bước và tính thới gian từng chiếc cho từng bước công nghệ

 Tính lượng dư gia công cho nguyên công: ………

 Tính chế độ cắt cho nguyên công:………

- Vẽ sơ đồ nguyên lý, thiết kế cơ cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá

- Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp

- Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá và ghi các yêu cầu kỹ thuật

- Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực

– Bản vẽ chi tiết: 1 bản (A3)

– Bản vẽ chi tiết lồng phôi: 1 bản (A3)

– Bản vẽ mẫu đúc: 1 bản (A3)

– Bản vẽ lắp khuôn đúc 1 bản (A3)

– Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công: 4 bản (A3)

– Bản vẽ tách chi tiết từ đồ gá: 1 bản (A3)

– Bản vẽ thiết kế đồ gá: 1 bản (A1)

IV.Ngày giao nhiệm vu : ………

V.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …………

VI.Giáo viên hướng dẫn: ………

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn

KHUNG TÊN BẢN VẼ CHI TIẾT (và các bản vẽ A 3 ):

KHUNG TÊN BẢN VẼ ĐỒ GÁ:

BẢNG CHẾ ĐỘ CẮT TRONG SƠ ĐỒ NGUYÊN CÔNG:

BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI:

BẢN VẼ LẮP KHUÔN ĐÚC:

BẢN VẼ TÁCH ĐẾ ĐỒ GÁ:

VÍ DỤ VỀ BẢN VẼ ĐỒ GÁ:

BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY CẮT KIM LOẠI

Chiều cao tâm 160, khoảng cách giữa hai tâm 750, công suất động cơ 4,5 kW Đường kính lỗ trục chính 35 mm Côn Morse số 5 Số vòng quay trục chính (vòng/ph):

Chiều cao tâm 165 mm, khoảng cách hai tâm 710-1000 mm Công suất động cơ 4,5 kW- đường kính lỗ trục chính 35 mm, côn morse số 5

Số vòng quay trục chính (vòng/ph):

Lượng tiến dọc và ngang (mm/vòng):

Chiều cao tâm 200 mm, khoảng cách hai tâm 1500 mm

Công suất động cơ 7,8 kW- đường kính lỗ trục chính 36 mm, côn morse số 5

Số vòng quay trục chính (vòng/ph):

Lực cho [hép của cơ cấu tiến dao P x = 350 kG; hiệu suất máy  = 0,75

Chiều cao tâm 315, khoảng cách giữa hai tâm đến 2800 mm Công suất động cơ 14 kW; đường kính lỗ suốt trục chính 70 mm; Độ con trục chính 1/20

Số vòng quay trục chính (vòng/ph):

Chiều cao tâm 68 mm – Khoảng cách giữa hai tâm 185 mm

Công suất động cơ 0,6kW – Đường kính lỗ suốt trục chính 14 mm Côn Morse trục chính số 2

Số vòng quay trục chính (vòng/ph) vô cấp từ 530 đến 5300

Lượng tiến dao bằng tay

Máy khoan đứng 2A125 Đường kính lớn nhất khi khoan thép 25 mm; côn morse số 3; Công suất động cơ 2,8 kW; hiệu suất máy 0,8

Số vòng quay trục chính: 97-140-195-272-392-545-680-960-1360 Bước tiến (mm/v): 0,1-0,13-0,17-0,22-0,28-0,36-0,48-0,62-0,81 Lực chạy dao cho phép: 900kG

Máy khoan đứng 2A135 Đường kính lớn nhất khi khoan thép 35 mm; côn morse số 4; Công suất động cơ 6 kW; hiệu suất máy 0,8

Số vòng quay trục chính: 68-100-140-195-275-400-530-750-1100 Bước tiến (mm/v):

Lực chạy dao cho phép: 1600kG

Máy khoan cần 2A55 Đường kính lớn nhất khi khoan thép 50 mm; côn morse số 5; Công suất động cơ 4,5 kW; công suất nâng xàb1,7 kW

Số vòng quay trục chính (vòng/ph):

Mômen xoắn cho phép: 75 kGm; Lực dọc trục lớn nhất 2000 kG

Máy khoan bàn HC 12A Đường kính lớn nhất khoan được 12 mm;

Công suất động cơ 1,7 kW

Số vòng quay trục chính (vòng/ph): 450-710-1400-2500-4500

Máy doa ngang 2615 Đường kính trục chính: 80 mm; Côn morse số 5

Khoảng cách từ tâm trục chính tới bàn máy(mm): 120

Giới hạn chạy dao trục chính(mm/ph): 2,2 – 1760

Giới hạn chạy dao bàn máy(mm/ph): 1,4 – 1110

Số cấp tốc độ trục chính: 12

Giới hạn vòng quay trục chính(vòng/ph): 20 – 1600

Công suất động cơ : 5kW

Máy doa ngang 2620B Đường kính trục chính: 90 mm; Côn morse số 5

Khoảng cách từ tâm trục chính tới bàn máy(mm): 170

Giới hạn chạy dao trục chính(mm/ph): 2,2 – 1760

Giới hạn chạy dao bàn máy(mm/ph): 1,4 – 1110

Số cấp tốc độ trục chính: 22

Giới hạn vòng quay trục chính(vòng/ph): 12,5 – 2000

Công suất động cơ : 7,5kW