Thiết kế môn học Đề tài tìm hiểu quy trình công nghệ của chi tiết và thiết kế Đồ gá cho chi tiết

Nó giúp hệ thống lại kiến thức bài giảng, không chỉ môn họccông nghệ chế tạo máy mà người làm đồ án phải nắm vững các môn học khác, từcác bài tập thực hành, hình thành cho họ một khả năn

PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 7

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- Chi tiết này là một chi tiết giá đỡ trục xoay, được gia công trên các máy vạn năng

1.1.1 Tính khối lượng của vật đúc

- Biết khối lượng riêng của gang xám là 7.15 g/cm3 Chia vật đúc thành 3 phần A,B,C như sau:

1.1.2 Tính trọng lượng phần đế A:

- đây là hình trụ tròn đường kính 101 (mm)= 5,05(cm) ,chiều cao h bằng 11(mm) = 1,1 (cm) Được khoét lỗ ở giữa,ta có khối lượng bằng: π (5,05) 2 1,1 7,15 – π (0,5) 2 0,8.7,15- π (1,6) 2 0,3 7,15 = = 630- 4,5- 17,25 = 608,25(gam) = 0,60825 (kg).

- hình này có dạng bán nguyệt,bán kính bằng 3,4 (cm) nên ta tính như sau:(Π.3,4 2 1,3 7,15 – π.1,5 2 1,3.7,15) /2= 136 (gam) = 0.136 (kg).

- có dạng 1/4 cung tròn có bán kính Rp (mm):

- Vậy,trọng lượng tổng chi tiết này là :0,35 + 0,136+ 0,60825 ≈1,1 (kg).

So sánh giữa tính toán tay và phân tích trên phần mềm Autocad cho thấy thể tích máy phân tích đạt 170592,5 mm³ Khi nhân thể tích này với khối lượng riêng của gang xám, chúng ta thu được trọng lượng là 1,1 kg, xác nhận rằng sự tính toán là chính xác.

- Vật liệu chế tạo: Gang xám GX15-32

- Giới hạn kéo: σ k = 15 ( kg mm 2 ).

- Giới hạn nén: σ n = 60 ( kg mm 2 ).

- Giới hạn bền uốn: σ u 2 ( mm kg 2).

- Khối lượng chi tiết : m =1,1 (kg).

- Gang xám là hỗn hợp sắt và cacbon, chứa một số nguyên tố như ( 0.5- 4.5)%Si (0,4-0,6)% Mn, 0,8% P , 0,12%S…Tấm grafit tương đối thô,cơ tính trung bình.

Gang xám nổi bật với độ bền nén cao, khả năng chịu mài mòn tốt và tính đúc ưu việt, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng trong chế tạo máy, đặc biệt cho các chi tiết chịu tải trọng nhẹ Tuy nhiên, loại gang này không chịu được biến dạng dẻo và dễ bị phá hủy theo kiểu giòn.

1.1.7 Phân tích tính công nghệ chi tiết giá đỡ:

- Chi tiết này tập trung vào độ cứng vững.

- Các bề mặt lỗ làm việc cần chú ý tới độ bóng,nhám bề mặt và độ chính xác.

- Hình dáng giá đỡ cần thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô,chuẩn tinh.

Các kết cấu chi tiết được thiết kế đơn giản, không gây khó khăn trong quá trình gia công Trong quá trình này, chúng ta áp dụng các phương pháp phay, khoét và doa một cách hợp lý để đạt được các yêu cầu kỹ thuật cho bề mặt.

Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi (phân tích và giải thích)

Với chi tiết cần chế tạo có kết cấu không quá phức tạp, vật liệu là gang xám GX15-

32 thì lựa chọn phôi đúc,bởi vì:

- Lượng dư phân bố đều.

- Thiết bị khá đơn giản.

- Tiết kiệm được vật liệu.

- Gía thành rẻ , được dùng phổ biến.

- Độ đồng đều của phôi cao , do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm

- Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong ( chỉ phát hiện lúc gia công ) nên làm giảm năng suất và hiệu quả.

1.2.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Để đáp ứng các yêu cầu chi tiết và đảm bảo tính kinh tế trong sản xuất đơn chiếc, phương pháp chế tạo phôi được lựa chọn là đúc trong khuôn cát, sử dụng mẫu gỗ và làm khuôn bằng máy.

Phương pháp này có chi phí thấp và thiết bị đơn giản, tuy nhiên chất lượng bề mặt của vật đúc không đạt yêu cầu cao Nó rất phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và các loạt nhỏ.

- Cấp chính xác kích thước : IT16-IT17

- Độ nhám bề mặt Rz = 160 μ m.

Tính, chọn lượng dư gia công cho các bề mặt

1.3.1 Tính lượng dư nguyên công I: gia công mặt phẳng đáy

- Độ chính xác phôi cấp II

- Vật liệu gia công : gang xám GX15-32

- Theo bảng 10 sách thiết kế đồ án CNCTM ,ta có T + Rz = 350 + 250 = 600 μm

Lượng dư gia công tổng cộng được xác định theo bảng 1.33 trong sổ tay gia công cơ, với kích thước danh nghĩa 60 mm và cấp chính xác II Khi rót khuôn từ cạnh bề mặt gia công, ta có thể chọn lượng dư là 51 mm.

+ Độ nhám Ra: 2,5 μ m Thuộc cấp độ nhám 6,chất lượng bề mặt bán tinh:

Như vậy,quy trình công nghệ gồm hai bước : Phay thô và Phay bán tinh.

Chi tiết được định vị bằng 1 mặt phẳng , 2 bề mặt lỗ và bề mặt ngoài lỗ.

Trước tiên tính lượng dư nhỏ nhất của mỗi nguyên công Zmin cho mặt phẳng phay với công thức:

1.3.2 Xác định các sai số:

- Sai số chuẩn định vị xem như bằng 0.

Sai số gá đặt ε được xác định theo bảng 1.107 trong sổ tay gia công cơ Với kích thước lớn nhất của phôi theo phương vuông góc với bề mặt gia công là 75 mm, nằm trong khoảng từ 50-80 mm, ta chọn εgn = 175.

- Sai lệch không gian tổng cộng : ρ = ρ cv ρ cv là độ cong vênh của chi tiết

L chiều dài chi tiết l = 101 (mm)

∆ k độ vênh đơn vị ∆ k = 1,2 ( theo bảng 15)

- Vậy ta tính được độ sai lệch phôi : ρ cv = ∆ k l = 1,2 x 101 = 121,2 ( μm ).

- Sai lệch không gian tổng cộng : ρ = ρ cv = 121,2 mm

1.3.4 Gia công phay bán tinh:

Sau bước thứ nhất đối với gang đúc, có thể loại trừ Ti chỉ còn Rz.

Rzi-10 ρ i−1 =0,06 x ρ i−2=0,06 x 121,2 = 7 ,27 ( μm ) (CT 16 sách thiết kế đồ án CTM)

Cột kích thước tính toán được xác định bằng cách cộng kích thước cuối cùng với lượng dư khi phay tinh để có được kích thước khi phay thô Tiếp theo, kích thước khi phay thô được cộng với lượng dư để phay thô, từ đó ta sẽ có kích thước phôi.

L 2 = 10,2822 + 0,06 = 10,3422 mm Kích thước phôi: L 1 = 11,268 mm.

Cột lượng dư giới hạn được xác định bằng cách tính Z min, là hiệu giữa hai kích thước nhỏ nhất của hai nguyên công kề nhau, và Z max, là hiệu giữa hai kích thước lớn nhất của hai nguyên công kề nhau.

Khi phay bán tinh : Z min = 10,2822 – 10 = 0,282 mm = 282 μm

Z max = 10,3422 – 10,04 = 0,302 mm= 302 μm Tất cả các kết quả tính toán được ghi vào bảng tính lượng dư và lượng dư tổng cộng được tính như sau :

Kiểm tra kết quả tính toán :

Sau khi phay thô : Z max - Z min = 1667 –896 = 771 μm δ phoi −δ 2 Sau khi phay bán tinh : Z max - Z min = 302 –282 = 20 μm δ 2 − δ 1 = 60 – 40 = 20 μm Nhận thấy rằng Z max - Z min = δ 2 − δ 1 = 20 μm Vậy quá trình tính toán không có sai sót

Nhận thấy rằng Z max - Z min = δ 2 − δ 1 = 20 μm Vậy quá trình tính toán không có sai sót.

Các thành phần lượng dư ( μm )

Z b mm Kích thước tính toán (mm)

Kích thước giới hạn (mm) Trị số giới hạn lượng dư ( μm )

Rz T ρ ε d min d max Z min Z max

1.3.5 Tính lượng dư gia công cho lỗ phi 30

Chi tiết này đã được chế tạo sẵn với lỗ, do đó có thể không cần tính toán lượng dư cho quá trình khoan Lỗ có đường kính phi 30 yêu cầu độ nhám Ra=0,63 và thuộc cấp chính xác 8, phù hợp với gia công tinh.

- Lượng dư gia công mặt phẳng khác : Dựa vào bảng 3.142 Tr282 (Sổ tay CNCTM tập 1)

- Dung sai các lỗ : Dựa vào bảng 1 (Dung sai lắp ghép và kĩ thuật đo lường)

Xây dựng bản vẽ lồng phôi

Phôi đúc cấp chính xác II, độ chính xác IT 16

Lượng dư gia công và dung sai kích thước của vật đúc dựa vào bảng 3.95 (Sổ tay CNCTM tập 1) ta tìm được:

Lượng dư gia công tổng cộng của phôi là :

Sai lệch cho phép theo kích thước của vật đúc tra bảng 3.98 (Sổ tay CNCTM tập 1): ≤ 50 : ± 0.5( mm ) ; ¿ 50 ÷ 120 : ± 0.8 ( mm ).

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT GIÁ ĐỠ

Xác định trình tự các nguyên công

- Nguyên công I: chế tạo phôi ( đúc ).

- Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi.

- Nguyên công III : Gia công tinh chuẩn ( mặt đáy ).

Bước 1 : Phay thô mặt đáy

Bước 2 : Phay tinh mặt đáy.

- Nguyên công IV : Gia công mặt phẳng bên nhô lên bên trên đế.

- Nguyên công V : Gia công lỗ 10.

- Nguyên công VI : Gia công lỗ 32.

- Nguyên công VII : Gia công mặt phẳng bên trong rãnh

- Nguyên công VIII : Gia công mặt phảng bên ngoài rãnh

- Nguyên công IX : Gia công 2 lỗ 30

Bước 4 : Vát mép mặt ngoài lỗ0 5 x 45 °

Sơ đồ nguyên công cho các nguyên công

Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.

Làm sạch phôi cắt bỏ đậu ngót đậu hơi,hệ thống rót.

Sơ đồ gia công mặt đáy - Định vị : Chi tiết được định vị 3 bậc tự do

+ mặt trên của đế 3bậc tự do.

Bậc tịnh tiến : Oz. Bậc quay : Ox, Oy.

Sơ đồ gia công mặt phẳng nhô lên trên đế - Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do

+ mặt trên của đế 3 bậc tự do.

Bậc tịnh tiến : Oz. Bậc quay : Ox,Oy.

4 + Hai bề mặt bên ngoài rãnh định vị 1 bậc tự do

+ Bề mặt cạnh của đáy định vị 2 bậc tự do

Bậc tịnh tiến Ox, Oy

Sơ đồ gia công lỗ 10 - Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do

+ Hai bề mặt bên ngoài rãnh định vị 1 bậc tự do

+ Bề mặt cạnh của đáy định vị 2 bậc tự do

Bậc tịnh tiến Ox, Oy

Sơ đồ phay, vát mép lỗ 32 - Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do

+ bề mặt bên ngoài rãnh định vị 1 bậc tự do

+ bề mặt trong lỗ ∅10 định vị 2 bậc tự do Bậc tịnh tiến Ox, Oy

Sơ đồ gia công 2 mặt bên trong của rãnh - Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc.

+ Chi tiết định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do.

+ mặt trong lỗ 10 định vị 2 bậc tự do.

+ mặt bên ngoài của rãnh định vị 1 bậc tự do Bậc quay : Oz

Sơ đồ gia công mặt bên ngoài của rãnh - Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc.

+ mặt trong lỗ 10 định vị 2 bậc tự do.

+ mặt bên trong của rãnh định vị 1 bậc tự do

Sơ đồ gia công lỗ 30 - Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc.

Bậc tịnh tiến : Ox. Bậc quay : Oz, Oy.

+ mặt trong lỗ 10 định vị 2 bậc tự do.Bậc tịnh tiến : Oz, Oy.+ mặt bên ngoài của rãnh định vị 1 bậc tự doBậc quay : Ox.

Chọn máy, dao, xác định chế độ cắt cho các nguyên công

2.3.1 Nguyên công I : Chế tạo phôi

2.3.2 Nguyên công II : Gia công chuẩn bị phôi a/ Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót:

Bavia vật đúc được làm sạch bằng đục hoặc máy mài cầm tay, đậu ngót, đậu rót của vật đúc được cắt bằng búa tay. b/ Làm sạch phôi

Làm sạch phôi là quá trình loại bỏ cát và cháy cát bám trên bề mặt phôi đúc Đối với sản xuất hàng loạt, chi tiết được làm sạch trong tang quay với các mảnh gang và thép cứng, giúp loại bỏ cát và cháy cát thông qua va đập.

Quá trình nguội nhanh và không đồng đều giữa bề mặt kim loại và phần bên trong của phôi đúc dẫn đến việc lớp kim loại bề mặt trở nên cứng và có ứng suất Do đó, việc ủ phôi là cần thiết để đồng đều cơ tính và giảm ứng suất ở lớp bề mặt.

Chế độ ủ bao gồm: tốc độ nung, thời gian ủ, tốc độ nguội và phụ thuộc vào thành phần hoá học, hình dạng, kích thước của phôi.

2.3.3 Nguyên công III : Phay mặt đáy Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do,

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 chốt tỳ 2 bên

- Vật liệu : Chọn mảnh hợp kim cứng BK6

- Chọn máy : máy phay ngang vạn văng 6M82 Công suất máy Nm = 10 KW ( thông số tra bảng 9-38, trang 75, stcnctm 3)

- Chọn dao : Dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim cứng Z= 10 răng.

- Lượng dư gia công : phay 2 lần :

Hình 2.1 Sơ đồ phay mặt đáy

Chế độ cắt bước 1: (phay thô)

* Lượng chạy dao răng Sz = 0,2 mm/răng (Bảng 6-5 chế độ cắt gia công cơ khí ).

 Lượng chạy dao vòng S0= 0,2 10 = 2 mm/vòng.

Cv qv xv yv uv pv m

Theo bảng (2-5) Chế độ cắt gia công cơ khí : T = 180

Theo bảng (2-1) Chế độ cắt gia công cơ khí :

Theo bảng (7-1) Chế độ cắt gia công cơ khí : Knv = 0,8

Theo bảng (8-1) Chế độ cắt gia công cơ khí : Kuv = 1

- Thay vào công thức ta có:

- Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Ta chọn số vòng quay theo máy nm30 vg/ph.

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

* Tính lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng thực tế theo máy:

Theo máy, chọn Sm = 750 mm/ph.

* Lực cắt Pz tính theo công thức:

Cp xp yp up ωp qp

So với công suất máy N = 10 Kw, máy làm việc đảm bảo an toàn

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với Rz )

* Lượng chạy dao răng Sz = 0,2 mm/răng (Bảng 6-5 chế độ cắt gia công cơ khí)

 Lượng chạy dao vòng S0= 0,2 10 = 2 mm/vòng.

Cv qv xv yv uv pv m

Cp xp yp up ωp qp

So với công suất máy N = 10 Kw, máy làm việc đảm bảo an toàn.

2.3.4 Nguyên công III : Phay mặt nhô lên bên trên mặt đáy Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do ,mặt bên ngoài rãnh định vị 1 bậc tự do, mặt xung quanh đế định vị 2 bậc tư do.

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp.

- Chọn máy : máy phay ngang vạn văng 6M82 Công suất máy Nm = 10 KW ( thông số tra bảng 9-38, trang 75, stcnctm 3)

- Chọn dao : Dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim cứng Z= 10 răng.

Hình 2.2 Sơ đồ phay mặt đáy

* Lượng chạy dao răng Sz = 0,2 mm/răng (Bảng 6-5 chế độ cắt gia công cơ khí )

 Lượng chạy dao vòng S0= 0,2 6 = 1,2 mm/vòng.

Cv qv xv yv uv pv m

Ta chọn số vòng quay theo máy nm%0 vg/ph.

Cp xp yp up ωp qp

Cv qv xv yv uv pv m

Ta chọn số vòng quay theo máy nm 0 vg/ph.

Cp xp yp up ωp qp

2.3.5 Nguyên công IV : Khoan – Khoét – Doa lỗ ∅ 10 mm Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do, mặt lỗ 30 2 bậc tự do, mặt ngoài lỗ 30 1 bậc tự do.

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống phương của lực kẹp trùng với phương kích thước cần thực hiện.

- Chọn máy : Máy khoan K125 ( tra bảng 9-21 trang 45 STCNCTM III) + Công suất máy Nm = 2,8KW.

+ Đường kính lớn nhất khoan được : 25 mm

- Chọn dao : + Mũi khoan ruột già bằng thép gió đuôi côn loại ngắn:

D = 9, L = 140 (Sổ tay CNCTM tập I bảng 4-40 trang 320)

+ Mũi khoét liền khối chuôi côn

(Sổ tay CNCTM tập I bảng 4-47 trang 332)

+ Mũi doa liền khối chuôi trụ

(Sổ tay CNCTM tập I bảng 4-49 trang 336)

Hình 2.3 Sơ đồ Khoan – Khoét – Doa lỗ ∅ 10 mm

Chế độ cắt bước 1: Khoan lỗ ( lỗ 9 mm).

* Lượng chạy dao So = 0,24 mm/vòng (Bảng 5-25 trang 21 Sổ tayCNCTM

- Theo bảng (3-3) Chế độ cắt gia công cơ khí

- Theo bảng (4-3) Chế độ cắt gia công cơ khí.

- Do đó Kv = Kmv Knv Kuv Klv = 1 0,8 1 1 = 0,8

- Số vòng quay trục chính:

* Lực cắt và moment xoắn.

- Theo bảng (7-3) Chế độ cắt gia công cơ khí:

- Theo bảng (12-1) và (13-1) Chế độ cắt gia công cơ khí:

So với P0 = 2500KG của máy (tra bảng 9-21 trang 45 STCNCTM III) ta thấy bước tiến máy đã chọn làm việc an toàn.

- Moment xoắn được tính theo công thức :

- Thay vào bảng ta có:

So với công suất N = 2,8Kw của máy, đảm bảo an toàn khi làm việc

Chế độ cắt bước 2: Khoét lỗ 9,8

- Theo bảng (4-3) Chế độ cắt gia công cơ khí T = 30

- Theo bảng (5-3) Chế độ cắt gia công cơ khí Kmv = 1

- Theo bảng (6-3) Chế độ cắt gia công cơ khí Klv = 1

- Theo bảng (7-1) Chế độ cắt gia công cơ khí Knv = 0,8

- Theo bảng (8-1) Chế độ cắt gia công cơ khí Kuv = 1

* Lực cắt và moment xoắn.

So với P0 = 2500KG của máy (tra bảng 9-21 trang 45 STCNCTM III) ta thấy bước tiến máy đã chọn làm việc an toàn.

- Khi khoét lực dọc trục bé nên moment xoắn được tính theo công thức :

So với công suất N = 2,8Kw của máy, đảm bảo an toàn khi làm việc

Chế độ cắt bước 3: doa lỗ 10.

- Theo bảng (4-3) Chế độ cắt gia công cơ khí.T = 30

- Theo bảng (5-3) Chế độ cắt gia công cơ khí Kmv = 1

- Theo bảng (6-3) Chế độ cắt gia công cơ khí Klv = 1

- Theo bảng (7-1) Chế độ cắt gia công cơ khí Knv = 0,8

- Theo bảng (8-1) Chế độ cắt gia công cơ khí Kuv = 1

* Lực cắt và moment xoắn nhỏ có thể bỏ qua

Chế độ cắt bước 4: (vát mép)

- chọn dao phay vát mép 45 độ VERTEX,vật liệu thép gió có thông số như sau:

Cv qv xv yv uv pv m

Ta chọn số vòng quay theo máy nmE0 vg/ph.

Cp xp yp up ωp qp

2.3.6 Nguyên công V : Phay,vát mép lỗ ∅32 Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt trên của đế 3 bậc tự do và 2 lỗ hạn chế 3 bậc tự do ( Dùng một chốt trụ ngắn,)

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy

- Chọn máy : máy phay đứng vạn văng 6H13B Công suất máy Nm = 14 KW.

( thông số tra bảng 9-38, trang 75, stcnctm 3

- Chọn dao : Dao phay ngón hợp kim cứng ( Bảng 4-71 T360 STCNCTM T1)

Hình 2.4 Sơ đồ phay, vát mép lỗ ∅32

* Lượng chạy dao răng Sz = 0,25 mm/răng (Bảng 6-5 chế độ cắt gia công cơ khí )

Cv qv xv yv uv pv m

Cp xp yp up ωp qp

Cv qv xv yv uv pv m

Cp xp yp up ωp qp

Chế độ cắt bước 3: (vát mép)

- chọn dao phay vát mép 45 độ VERTEX,vật liệu thép gió có thông số như sau:

Cv qv xv yv uv pv m

Cp xp yp up ωp qp

2.3.7 Nguyên công VII : gia công mặt trong rãnh Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do ( chốt trụ ngắn),mặt bên ngoài định vị 1 bậc tự do.

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy.

- Chọn dao: dao phay đĩa 3 mặt răng.

- Thông số dao: ( bảng 4-84- sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1-tr.368).

- Vật liệu dao: thép gió P18

- Chọn máy: máy phay ngang 6H82

Hình 2.5 Sơ đồ phay mặt bên trong rãnh

- Chế độ cắt: Bước 1: phay thô.

- Lượng chạy dao răng Sz = 0,12 mm/răng (Bảng 13-5 chế độ cắt gia công cơ khí

- Lượng chạy dao vòng S0= 0,12.20 = 2,4 mm/vòng.

Cv qv xv yv uv pv m

Theo bảng (2-5) Chế độ cắt gia công cơ khí: T = 150

Theo bảng (2-1) Chế độ cắt gia công cơ khí:

Theo bảng (7-1) Chế độ cắt gia công cơ khí: Knv = 0,8

Theo bảng (8-1) Chế độ cắt gia công cơ khí: Kuv = 1

Thay vào công thức ta có:

 Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 100 vg/ph

 Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

 Tính toán lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng theo thực tế máy:

 Theo máy, chọn Sm = 200 mm/ph

 Lực cắt Pz tính theo công thức:

Theo bảng ( 3-5 ), Chế độ cắt gia công cơ khí :

Cp xp yp up ωp qp

Theo bảng (12-1), Chế độ cắt gia công cơ khí: n p = 0,55 bảng (13-1) Chế độ cắt gia công cơ khí

Do phay 2 dao cùng lúc nên:

Mômen xoắn trên trục chính:

So với công suất máy N = 7 kW, máy làm việc đảm bảo an toàn

- Chế độ cắt: Bước 2: phay tinh.

Lượng chạy dao răng Sz = 0,12 mm/răng (Bảng 12-5 chế độ cắt gia công cơ khí)

Lượng chạy dao vòng S0= 0,12.20 = 2.4 mm/vòng.

Theo bảng (1-5) , Chế độ cắt gia công cơ khí tr.119

Cv qv xv yv uv pv m

Theo bảng (2-5) Chế độ cắt gia công cơ kh: T = 150

Theo bảng (2-1) Chế độ cắt gia công cơ khí:

Theo bảng (7-1) Chế độ cắt gia công cơ khí: Knv = 0,8

Theo bảng (8-1) Chế độ cắt gia công cơ khí: Kuv = 1

Thay vào công thức ta có:

 Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 250 vg/ph

 Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

 Tính toán lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng theo thực tế máy:

 Theo máy, chọn Sm = 500 mm/ph

 Lực cắt Pz tính theo công thức:

Theo bảng ( 3-5 ), Chế độ cắt gia công cơ khí :

Cp xp yp up ωp qp

Theo bảng (12-1), Chế độ cắt gia công cơ khí: np = 0,55 bảng (13-1) Chế độ cắt gia công cơ khí

Do phay 2 dao cùng lúc nên:

Mômen xoắn trên trục chính:

So với công suất máy N = 7 kW, máy làm việc đảm bảo an toàn

2.3.8 Nguyên công VIII : gia công mặt ngoài rãnh Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do ( chốt trụ ngắn),mặt bên trong định vị 1 bậc tự do.

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy.

- Chọn máy : máy phay ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW n = 30-

1500 vòng/phút ( tra bảng 9-38 trang 72 STCNCTM III)

- Chọn dao : Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió ( Bảng 4-84 T369 STCNCTM T1)

Hình 2.6 sơ đồ phay mặt ngoài rãnh.

Chế độ cắt : phay thô

* Lượng chạy dao Sz = 0,2 mm/vòng (Bảng 5-170 trang 153 Sổ tay Nguyễn Đắc Lộc) * V = 19,5 mm/phút (Bảng 5-172 trang 155 Sổ tay Nguyễn Đắc Lộc)

Cv qv xv yv uv pv m

Cp xp yp up ωp qp

Cv qv xv yv uv pv m

Cp xp yp up ωp qp

2.3.9 Nguyên công IX : khoét,doa,vát mép lỗ ∅30 Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và lỗ ∅10 hạn chế 2 bậc tự do ( chốt trụ ngắn) ngoài rãnh định vị 1 bậc tự do.

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng chốt tỳ

- Chọn máy : Máy khoan đứng T032 ( tra bảng 9-21 trang 45 STCNCTM III)

+ Công suất máy Nm = 4 KW.

- Chọn dao : + Mũi khoét chuôi trụ φ000:

(Sổ tay CNCTM tập II bảng 5-30 trang 24)

Hình 2.7 Sơ đồ khoét doa vát mép lỗ ∅30 mm

Chế độ cắt bước 1: Khoét lỗ côn  29,8

Tương tự như trên,tra bảng 4.48 Tr335 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) để chọn loại mũi khoan cho mũi khoét:

Vật liệu dao : thép gió d ),8 l &5 L85

Theo bảng 5.30 Tr24 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) có chu kì bền trung bình của mũi khoét T = 40 (ph).

Theo bảng 5.104 Tr95 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2), lượng chạy dao tra theo nhóm chạy dao II là:

*nhóm chạy dao II của khoét là khoét các lỗ yêu cầu chính xác cao ,cấp 3-4*

Ta được lượng chạy dao S = 0,8 (mm/ vòng).

- Với nhóm chạy dao II , tra bảng 5.87 Tr84 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2)

Theo bảng 4.43 Tr330 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1), với vật liệu gia công là gang, hình dạng lưỡi cắt mũi khoét : H

- Tốc độ cắt tra bảng 5.106 Tr97 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2):

Từ đó ta tra được tốc độ khoét V & (m/ph)

Số vòng quay của dụng cụ là : n= 1000.26 π 29 ,8 = 1000.26 π 29 ,8 '8 ( vòng / ph út)

Lực cắt và moment xoắn.

Theo bảng 5.32 Tr25 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2)ta có :

Momen xoắn M x Lực hướng trục P o

190 ) n (Tra bảng 5.9 Tr9 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2)

Chế độ cắt bước 2: doa (ỉ30)

- Tương tự như trên,tra bảng 4.48 Tr335 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập

1) để chọn loại mũi doa:

- Chọn mũi doa chuôi lắp,lấy d0 (mm),Lc (mm), lB (mm).

Theo bảng 5.30 Tr24 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) có chu kì bền trung bình của mũi khoét T = 120 (ph).

Theo bảng 5.112 Tr 104 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2), lượng chạy dao tra theo nhóm chạy dao II là:

*nhóm chạy dao II của doa là doa các lỗ yêu cầu chính xác cao ,cấp 3-4*

Ta được lượng chạy dao S = 2,4 (mm/ vòng).

- Tốc độ cắt tra bảng 5.106 Tr97 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2):

Từ đó ta tra được tốc độ doa V =6,5 (m/ph)

Số vòng quay của dụng cụ là : n= 1000 V π D = 1000.6 , 5 π 30 i ( vòng / ph út)

Lực cắt và moment xoắn.

Theo bảng 5.32 Tr25 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2)ta có :

Momen xoắn M x Lực hướng trục P o

190 ) n (Tra bảng 5.9 Tr9 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2)

*HB là độ cứng của gang xám*

Sơ đồ nguyên công Dụng cụ Chế độ cắt

- Phay thô mặt đáy - Máy phay ngang vạn năng 6M82

- Dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim cứng BK6

- Phay tinh mặt đáy - Máy phay ngang vạn năng 6M82

- Phay thô mặt nhô trên đế - Máy phay ngang vạn năng 6M82

+ Sm = 300 mm/phút+ Pz = 267 KG

- Phay tinh mặt nhô trên đế - Máy phay ngang vạn năng 6M82

+ Sm = 550 mm/phút+ Pz = 132,5 KG

- Mũi khoan ruột già bằng thép gió chuôi côn loại ngắn + D = 9 mm

- Mũi khoét liền khối chuôi côn + D = 9,8

- Mũi doa liền khối chuôi trụ

- Vát mép lỗ ∅10 - máy phay đứng vạn văng 6H13B

- dao phay vát mép 45 độ VERTEX

- Phay thô lỗ ∅32 - Máy phay đứng vạn năng 6H13B

- Phay tinh lỗ ∅32 - Máy phay đứng vạn năng 6H13B

- Vát mép lỗ ∅32 - Máy phay đứng vạn năng 6H13B

- Dao phay vát mép 45 độ ERTEX D1 = 40

- Phay thô rãnh trong - máy phay ngang 6H82

- : Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh

+ S0 = 2,4 mm/vòng+ V = 240,3 m/phút thép gió + D = 200 + d = 50 + B = 16 + Z = 20

- Phay tinh rãnh trong - máy phay ngang 6H82

- : Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió + D = 200 + d = 50 + B = 16 + Z = 20

- Phay thô mặt ngoài rãnh - máy phay ngang 6H82

- Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

- Phay tinh mặt ngoài rãnh - máy phay ngang 6H82

- Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

+ Z 20bằng hợp kim cứng răng nghiêng 100 + D = 5 + L = 60

- Khoét lỗ ∅30 - Máy khoan đứng T032

- Doa lỗ ∅30 - Máy khoan đứng T032

- Vát mép lỗ ∅30 - Máy khoan đứng T032

- Dao phay vát mép 45 độ ERTEX D1 = 40

LỰC KẸP VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ

Sơ đồ lực

- Lực cắt: chạy dao Pz

* Các phản lực liên kết:

- Lực ma sát Fms giữa 2 bề mặt

Tính lực cắt

a)Chọn máy : Máy khoan đứng 6H82 b)Chọn dụng cụ cắt :

Ta có thông số của dao : Mũi khoan ruột gà D=9 (mm), L0 (mm), z= 4

Chọn vật liệu làm dao bằng thép gió BK6. c)Các thông số chế độ cắt :

Theo số liệu đã tra cho nguyên công khoan ở chương II:

Chiều sâu cắt: t1 = 4,9 (mm) Lượng chạy dao: s = 0,24 (mm/vòng) Vận tốc cắt: v = 27,56 (m/phút)

Số vòng quay của dao: n= 675,16 (vòng/phút).

Tính lực kẹp cần thiết

A-Xét phương trình cân bằng lực : Áp dụng định lý pytago, ta có : N W ct

Trong đó : W ct : lực kẹp cần thiết

 : là góc khối V : 2 = 90 o   = 45 o f: hệ số ma sát dựa theo vật liệu = 0,15

Mà trên hình biểu diễn, Fms xảy ra ở 4 vị trí má của khối chữ V, suy ra phương trình cân bằng lực là:

4.Fms = k Pz (2) (k là hệ số an toàn: K = 1,5)

2 f (3) B-Xét phương trình cân bằng momen.

Trong đó : D : là đường kính chi tiết được kẹp = 101 (mm) k : là hệ số an toàn: K = 1,5 Mx: momen xoắn

Từ 2 phương trình Wct (3) và (4), ta thay số liệu đã có vào và chọn số liệu có giá trị lớn hơn.

-Thay giá trị vào (3) ta được Wct= 1 ,5 3148 sin

2 0 ,15 = 11130 (N) -Thay giá trị vào (4) ta được Wct= 1 ,5 11 sin

= 770 (N)Vậy ta cần chọn lực kẹp bằng 11130 (N).

Tính đường kính bu lông - lực xiết bu lông

- Đường kính bu lông được tính :

Trong đó : d - đường kính bu lông (mm)

Lực tác dụng lên bu lông được tính là Q = 2w = 342kg Để đảm bảo cứng vững và tăng tuổi thọ cho đồ gá, chúng ta lựa chọn bu lông M12 với ứng suất kéo cho phép là [ k] = 36KG/mm².

- Tính mô men vặn đai ốc:

Trong đó :  - góc nâng của đường ren  = 2 o 30’

 tđ - góc ma sát tương đương  tđ = 6 o 40’ rtb - bán kính trung bình của ren vít rtb = 4,5mm tg 1 - hệ số ma sát giữa đai ốc và thanh kẹp : tg 1 = 0,15

R’ = 2/3 (R 3 -r 3 )/(R 2 -r 2 ) Với R, r là các bán kính mặt trong của đai ốc.

Thay vào công thức (*) ta có

- F lực phát động, L cánh tay đòn.

Chọn các chi tiết của đồ gá

- Bu lông - đai ốc M12,với số liệu: k=7,5 (mm),L3(mm), d (mm),s (mm), e(mm)

- Phiến tì loại I, vật liệu thép 20X với B) (mm), L= 70 (mm)

- Khối V di động và khối V cố định theo (TCVN 397 - 70), Vật liệu thép 20X, D1 (mm), góc vát o , LW (mm), B= 78(mm).

-Ngoài ra sử dụng thêm mỏ kẹp qua chi tiết đệm.

Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

Độ không song song của đường tâm chi tiết với mặt đáy thân đồ gá không quá 0,02 mm/100 mm

- Độ không đồng tâm của 2 khối V không quá 0,015 mm/100mm

- Khối V làm bằng thép 20 X Thấm than sâu 0,8  1,2 mm, tôi đạt độ cứng HRC

- Độ nhẵn bề mặt làm việc đạt cấp 7 (Ra = 1,25 m)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH TRONG.(SV : Cao Văn Thắng )

Ý nghĩa và yêu cầu đối với việc tính toán thiết kế đồ gá gia công phay rãnh trong

Đồ gá là thiết bị công nghệ thiết yếu trong gia công kim loại, giúp nâng cao năng suất lao động bằng cách giảm thời gian phụ và thời gian máy Việc lắp ráp và kiểm tra đồ gá không chỉ cải thiện độ chính xác gia công mà còn giảm bớt sức lao động và mở rộng khả năng công nghệ của máy Tận dụng tối đa tiềm năng của đồ gá, chúng ta có thể đẩy mạnh cơ khí hóa và tự động hóa trong quy trình sản xuất.

- Việc tính toán thiết kế đồ gá phải đảm bải những yêu cầu sau:

- Đồ gá phải đảm bảo các yêu cầu về độ chính xác khi gia công

- Kết cấu gọn gàng và phải phù hợp với công dụng của nó, phải giải quyết được vấn đề định vị và kẹp chặt chi tiết khi gia công

- Kết cấu giảm tải được thời gian tháo lắp chi tiết, giảm thời gian phụ thì mới tăng năng suất khi gia công

- Đồ gá phải sửu dụng an toàn, đơn giản thuận tiện, giảm được sức lao động cho công nhân

4.1.1 Sơ đồ gá đặt, gia công phay rãnh trong

A, Xác định phương pháp định vị chi tiết

Nguyên công phay bề mặt bên trong rãnh được thực hiện bằng máy phay ngang 6H82 yêu cầu thiết kế đồ gá phay với khả năng định vị đủ 6 bậc tự do.

Nguyên công 7 được thực hiện sau khi hoàn tất các bước phay mặt đáy, gia công mặt nhô ra trên mặt rãnh, và gia công lỗ ∅10 cũng như lỗ ∅32 Do đó, trong nguyên công này, mặt đáy và lỗ ∅10 đã được gia công cùng với mặt ngoài của rãnh sẽ được chọn làm chuẩn định vị Phương pháp định vị chi tiết được minh họa qua hình vẽ kèm theo.

Hình 4.1 Sơ đồ gá đặt gia công mặt trong rãnh.

B, Chọn cơ cấu định vị chi tiết

Mặt phẳng được chọn làm chuẩn tinh do đáy đã qua gia công, với cơ cấu định vị là phiến tỳ nhằm hạn chế 3 bậc tự do, thiết kế riêng cho việc gia công chi tiết này.

Chốt trụ ngắn được sử dụng để định vị 2 bậc tự do nhờ vào việc mặt đáy đã được gia công với 1 lỗ ∅ 10, cho phép chọn làm chuẩn định vị hiệu quả.

- Chốt tỳ : đặt ở 1 bên mặt ngoài rãnh để định vị 1 bậc tự do.

C, Chọn cơ cấu kẹp chặt chi tiết

+ Tay kẹp : Có tác dụng kẹp chi tiết lại thuận tiện cho việc gia công

4.1.2 Cấu tạo của đồ gá

Khi gia công mặt phẳng trên máy phay, độ cứng vững của dụng cụ phay không đảm bảo, do đó cần sử dụng các cơ cấu cữ so dao, kẹp chặt và phiến tỳ Các cơ cấu dẫn hướng kẹp chặt được áp dụng trong đồ gá phay để tăng cường độ ổn định Trong quá trình gia công, các thiết bị như cữ so dao, tay kẹp, phiến tỳ và chốt tỳ được sử dụng để đảm bảo hiệu quả và chính xác.

Cữ so dao là dụng cụ thiết yếu để điều chỉnh vị trí của dao cắt so với máy hoặc đồ gá Nó giúp đảm bảo rằng dụng cụ cắt có vị trí tương đối chính xác so với bàn máy, đồ gá hoặc chi tiết gia công Cơ cấu này thường được sử dụng trên các máy phay, đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công.

+ phiến lắp chốt tỳ : có tác dụng giữ chốt tỳ vào đúng vị trí trên chi tiết cần định vị.

Hình 4.7 phiến lắp chốt tỳ

- Tổng hợp các bộ phận ta được.

Hình 4.9 đồ gá phay mặt phẳng bên trong rãnh.

Tính lực kẹp cần thiết và xác định các thông số cho cơ cấu kẹp chặt

4.3.1 Xác định lực cắt và lực trượt

- Từ số liệu đã tính ở chương 2 mục 2.3.4 ta có

+ mômen xoán trên trục : M = 4,5 Nm

Hình 4.10 Sơ đồ lực kẹp

Dựa vào sơ đồ lực kẹp, lực nguy hiểm ảnh hưởng đến độ ổn định của chi tiết là lực ngang, gây ra sự dịch chuyển theo phương ngang của chi tiết.

- Vì vậy trong trường hợp này ,cơ cấu kẹp phải tạo ra lực ma sát lớn hơn lực ngang

Trong đó : K : hệ số an toàn

: lực ngang w : lực kẹp (kg)

Fms1 : lực ma sát ở vị trí tiếp xúc giữa chi tiết và đòn kẹp.

Fms2 : lực ma sát ở vị trí tiếp xúc giữa chi tiết và phiến tỳ phẳng f : hệ số ma sát trên mặt thô của mỏ kẹp ( 0,4 ÷ 0,7) chọn f = 0,5

+ Xác định hệ số an toàn K:

+ Hệ số an toàn K được tính như sau: K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6.

+ K0: hệ số an toàn cho tất cả trường hợp K0 = 1,5

+ K1: hệ số kể đến lượng dư không đều, lấy K1 = 1,2

+ K2: hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K2 = 1 ÷ 1,9 Lấy K2 = 1,1

+ K3:hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn và K3 = 1,2

+ K4: hệ số tính đến nguồn sinh lực.Vì kẹp chặt bằng là bằng tay nên K4 1,3

+ K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, K5 = 1,2 + K6: hệ số kể đến tính chất tiếp xúc nên K6 = 1,5

=> K = 1,5.1,2.1,1.1,2.1,3.1,2.1,5 = 5,56Thay vào công thức tính lực kẹp ta có:

CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN LỖ ∅ 30

Lập sơ đồ gá đặt của nguyên công cần thiết kế đồ gá

Nguyên công khoét, doa, và vát mép được thực hiện bằng máy khoan đòi hỏi thiết kế đồ gá khoan với yêu cầu định vị đủ 6 bậc tự do.

Nguyên công 8 được thực hiện sau khi hoàn thành gia công mặt đáy và lỗ ∅10 Do đó, trong nguyên công này, mặt đáy và lỗ ∅10 đã gia công sẽ được sử dụng làm chuẩn định vị Phương pháp định vị chi tiết được minh họa trong hình vẽ kèm theo.

5.2.THIẾT KẾ, CHỌN CƠ CẤU CHO ĐỒ GÁ

5.2.1.Xác định bộ phận định vị

- Mặt đáy : định vị 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn được sử dụng làm chuẩn định vị nhờ vào lỗ ∅ 10 đã được gia công từ các nguyên công trước Do đó, chúng ta chọn chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình lắp ráp.

- chốt tỳ định vị 1 bậc tự do

5.2.2.Xác phận bộ phận kẹp chặt

Sử dụng mỏ kẹp : Có tác dụng kẹp chặt chi tiết lại thuận tiện cho việc gia công

5.2.3.Xác định những bộ phận khác

Trong đồ gá gia công nguyên công này ta sử dụng bạc dẫn hướng

Tính lực kẹp chặt cần thiết và xác định các thông số cho cơ cấu kẹp chặt

5.3.1.Lập sơ đồ gia công của bước tính lực kẹp

F ms1 : tiếp xúc giữa chi tiết và cơ cấu kẹp

F ms2 : tiếp xúc giữa chi tiết và phiến tì

P 0, M x : Lực cắt và momen cắt

5.3.2.Xác định điều kiện xấu xảy ra đối với vật gia công

Lực nguy hiểm ảnh hưởng đến độ ổn định của chi tiết, chủ yếu là lực làm cho chi tiết bị trượt theo phương O z, tức là lực dọc trục Po.

Vì vậy trong trường hợp này cơ cấu kẹp phải tạo ra lực ma sát lớn hơn lực Po. Như vậy ta có phương trình cân bằng lực :

Trong đó : K : hệ số an toàn

Lực kẹp (W) được đo bằng kilôgam (Kg), trong khi hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và mỏ kẹp (f1) được xác định từ bảng 7.7, với giá trị f1 = 0,15 Hệ số ma sát chuẩn giữa mặt định vị và chi tiết định vị là f2, có giá trị f2 = 0,2.

Xác định hệ số an toàn K :

Hệ số an toàn K được tính như sau :

+ K0 : Hệ số an toàn cho tất cả trường hợp K0 = 1,5

+ K1 : Hệ số kể đến lượng dư không đều, khi khoan lỗ rỗng lấy K1 = 1

+ K2 : Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K2 = 1 ÷ 1,8 Lấy K2 = 1,2

+ K3 : Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn và K3 = 1

+ K4 : Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K4 =1

+ K5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, K5 = 1,2 + K6: Hệ số kể đến tính chất tiếp xúc nên K6 = 1

Thay vào công thức tính lực kẹp ta có:

Tiêu đề	Tìm Hiểu Quy Trình Công Nghệ Của Chi Tiết Và Thiết Kế Đồ Gá Cho Chi Tiết
Tác giả	Cao Văn Thắng, Phạm Quang Quý, Trương Duy Thái
Người hướng dẫn	Th.S Trần Thị Vân Nga
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đề Tài
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	3 MB