Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo vành răng định tinh. Điều kiện kỹ thuật : + Đường kính ngoài 4400,12, đạt cấp nhẵm bóng 5, + Độ đảo mặt đầu B so với đường kính lỗ sai lệch không quá 0,048 mm + Chi tiết được ram hoá tốt đạt HB 200 230. + Vành răng tôi cao tần đạt độ cứng HRC 40 45, chiều dày lớp tôi 1,44 1,6 mm. + Vành răng định tinh gia công tất cả các bề mặt đạt cấp nhẵn bóng 4 => Rz = 40m và đường kính 395( +0,12 ) đạt cấp nhẵn bóng 6 => Rz = 2.5m.
Trang 1NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
I PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT:
- “ Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo vành răng định tinh ”
- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy “ vành răng định tinh ” là chi tiết dạng đĩa, có răng trong lỗ để truyền động
Chi tiết làm việc trong điều kiện đòi hỏi khá cao :
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ
+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập
Vật liệu dùng để chế tạo chi tiết là thép 40X có các thành phần hoá học sau : 0,36 ÷ 0,44% C; Si = 0,17 ÷ 0,37; Mn = 0,5 ÷ 0,8; Cr = 0,8 ÷ 1,1
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Từ bản vẽ cho thấy
- Vành răng định tinh có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng,
có thể dùng ở chế độ cắt cao, đạt năng suất cao
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh
- Bề dày của thành răng không nên mỏng quá để tránh biến dạng khi gia công và nhiệt luyện
- Bởi vì chi tiết làm việc trong điều kiện phức tạp nên ta chọn vật liệu chi tiết thép 40X Thép 40X có độ bền khá cao δb = 900 MPa, tôi bề mặt tăng cứng và tăng khả năng chịu mài mòn
Điều kiện kỹ thuật :
+ Đường kính ngoài Φ 440-0,12, đạt cấp nhẵm bóng ∇5, Rz = 10µm
+ Độ đảo mặt đầu B so với đường kính lỗ sai lệch không quá 0,048 mm
+ Chi tiết được ram hoá tốt đạt HB 200 ÷ 230
+ Vành răng tôi cao tần đạt độ cứng HRC 40 ÷ 45, chiều dày lớp tôi 1,44 ÷ 1,6 mm
+ Vành răng định tinh gia công tất cả các bề mặt đạt cấp nhẵn bóng ∇4 => Rz = 40µm
và đường kính Φ 395( +0,12 ) đạt cấp nhẵn bóng ∇6 => Rz = 2.5µm
Trang 2TRÌNH TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG:
1 NGUYÊN CÔNG 1: Tiện thô mặt đầu và lỗ
a Chọn máy : Máy 1M63 Có các thông số kỹ thuật:
+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy : 630 mm
+ Khoảng cách giữa 2 mũi tâm : 1400 mm
+ Kích thước lớn nhất của chi tiết trên bàn dao : 350 mm
+ Số tốc độ trục chính : 22
+ Phạm vi tốc độ trục chính : 10 ÷ 1250 (vòng /phút )
+ Phạm vi bước tiến dọc : 0,064 ÷ 1,025
ngang : 0,026 ÷ 0,378 + Kích thước dao ( rộng x cao ) : 30 x 40 ( mm x mm )
+ Công suất động cơ truyền động chính : 13 ( kW )
b Dụng cụ :
Dao tiện đầu cong khoả mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Dao tiện lỗ
c Sơ đồ gá đặt :
Chi tiết gá trêm mâm cặp 3 chấu trái tự định tâm vào đường kính ngoài định vị 5 bậc tự do Hình vẽ trang bên :
d Các bước gia công và lượng dư gia công :
1 - Tiện khoả mặt đầu B; lượng dư 2Zb = 3 mm
2 - Tiện lỗ Φ 368 ; Φ 394; lượng dư 2Zb = 3 mm, vát mép
e Chế độ cắt :
+ Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,25mm/vòng
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 236 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1
217
*
*
*
* 1 2 3 4 =
Trang 3+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
D
n t
*
v
*
1000 1
π
=
Tiện lỗ Φ 394 : 175 , 3
394
*
217
* 1000
=
= π
t
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 200 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
394
*
* 200 1000
*
*
Chế độ cắt trên đây được dùng cho cả 2 dao, tuy nhiên vtt của dao có đường kính
nhỏ hơn sẽ có giá trị nhỏ hơn 231,2 ( m/phút )
+ Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 4,1 kW
a Chọn máy: Máy 1M63
b Dụng cụ :
Dao tiện đầu cong khoả mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
c Sơ đồ gá đặt :
Chi tiết gá trêm mâm cặp 3 chấu phải tự định tâm vào đường kính lỗ và mặt đầu
B, định vị 5 bậc tự do Hình vẽ trang bên :
d Các bước gia công và ượng dư gia công :
1- Tiện khoả mặt đầu ( đạt kích thước 75,5 mm ); lượng dư 2Zb = 3 mm
2- Tiện đường kính ngoài Φ 442; lượng dư 2Zb = 3 mm, vát mép
e Chế độ cắt :
+ Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm
+ Lượng chạy dao : S = 1,27mm/vòng
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 144 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1
5 , 132
*
*
*
* 1 2 3 4 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
Trang 4n t
*
v
*
1000 1
π
=
Tiện lỗ Φ 442 : 95 , 4
442
*
5 , 132
*
1000 =
= π
t
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 100 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
tế sẽ là :
9 , 138 1000
442
*
* 100 1000
*
*
Chế độ cắt trên đây được dùng cho cả dao tiện mặt đầu , tuy nhiên vtt của dao mặt đầu có đường kính nhỏ hơn sẽ có giá trị nhỏ hơn
+ Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 8,3 kW
3 NGUYÊN CÔNG 3 : Ram hoá tốt.
Nhiệt độ nung 640 ÷ 680°C , làm nguội ngoài không khí đạt HB 200 ÷ 230 để tạo thành tổ chức xocbit ram có tính tổng hợp cao ( bền , dẻo dai )
4 NGUYÊN CÔNG 4 : Tiện tinh lai các bề mặt.
a Máy : 1M63
b Dụng cụ :
Dao tiện mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Dao tiện lỗ
c Sơ đồ gá đặt :
Để đảm bảo yêu cầu độ đảo mặt đầu B và lỗ Ta gá chi tiết trên mâm cặp 3 chấu trái tự định tâm vào đường kính ngoài, định vị 5 bậc tự do để gia công tinh lỗ và thoả mặt đầu Sau đó lật lại gá chi tiết trên mâm cặp 3 chấu phải tự định tâm vào lỗ và mặt đầu để tiện tinh đường kính ngoài và mặt đầu đối diện
d Các bước gia công :
1- Tiện khoả mặt đầu ( đạt kích thước 75 mm ); lượng dư gia công 2Zb = 1 mm 2- Tiện đường kính lỗ Φ 370+0,1 mm; lượng dư gia công 2Zb = 2 mm
3- Tiện đường kính lỗ Φ 395+0,12 mm; lượng dư gia công 2Zb = 1 mm, vát mép 4- Tiện khoả mặt đầu đối diện ( đạt kích thước 74-0,5 mm ); lượng dư gia công 2Zb = 2 mm
5- Tiện đường kính ngoài Φ 440-0,12 ; lượng dư gia công 2Zb = 2 mm, vát mép
e Chế độ cắt :
Trang 5- Tiện đường kính lỗ Φ 395 mm, đạt cấp nhẵn bóng ∇6 => Rz = 2.5µm.
+ Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm
+ Bán kính đỉnh dao r = 1 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,25mm/vòng
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 209 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 0,85
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1
4 , 163
*
*
*
* 1 2 3 4 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
132 395
*
4 , 163
* 1000
*
v
*
1000 1
=
=
=
π
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 125 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
395
*
* 125 1000
*
*
+ Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 2,4 kW
- Tiện mặt đầu, đạt cấp nhẵn bóng ∇4 => Rz = 20µm
+ Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm
+ Bán kính đỉnh dao r = 1,0 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,25mm/vòng
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 209 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 0,85
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1
2 , 112 85 , 0
*
*
*
*
* 1 2 3 4 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
5 , 96 370
*
2 , 112
* 1000
*
v
*
1000 1
=
=
=
π
Trang 6Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 100 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
370
*
* 100 1000
*
*
+ Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 2,0 kW
- Tiện đường kính lỗ Φ 440 mm, đạt cấp nhẵn bóng ∇5 => Rz = 10µm
+ Chiều sâu cắt : t = 1 mm
+ Bán kính đỉnh dao r = 1 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,25mm/vòng
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-64 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 230 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 0,85
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1
6 , 180
*
*
*
* 1 2 3 4 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
7 , 130 440
*
6 , 180
* 1000
*
v
*
1000 1
=
=
=
π
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 125 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
440
*
* 125 1000
*
*
+ Công suất cắt yêu cầu N khi tiện lỗ : N = 2,9 kW
a Chọn máy: Máy 2H35 có các thông số kỹ thuật :
+ Đường kính lớn nhất khoan được : 35 mm
+ Khoảng cách từ trục chính tới trục : 300 mm
+ Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn : 750 mm
+ Kích thước bề mặt làm việc của máy : 450 x 500 mm
+ Số cấp tốc độ trục chính : 12
+ Phạm vi tốc độ trục chính : 31,5 ÷ 1400 (vòng /phút )
+ Số cấp bước tiến : 9
+ Phạm vi bước tiến : 0,1 ÷ 1,6 mm/vòng
+ Lực tiến dao : 1500 Kg
Trang 7+ Momen xoắn : 4000 Kg.cm
+ Công suất động cơ truyền động chính : 4 ( kW )
b Dụng cụ :
Mũi khoan Φ 12,8; Φ 10,5 ; ta rô M12
Mũi doa Φ13
c Sơ đồ gá đặt :
Chi tiết gá vào mặt đầu B và lỗ Φ 370, định vị 5 bậc tự do, kẹp bằng bulông rút qua lỗ
d Các bước gia công và lượng dư gia công :
1- Khoan Φ 10,5 x 12 lỗ; lượng dư gia công 2Zb=10,5 mm
2- Khoan Φ 12,8 x 12 lỗ; lượng dư gia công 2Zb=12,8 mm
3- Doa Φ 13 x 2 lỗ; lượng dư gia công 2Zb= 0,2 mm
4- Ta rô ( tay ) 12lỗ x M12; lượng dư gia công 2Zb= 1,5 mm
e Chế độ cắt :
- Khoan Φ 10,5 x 12 lỗ
+ Chiều sâu cắt : t = 5,25 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,2 mm/vòng
+ Vật liệu gia công thép 40x -> thuộc nhóm thép I => Tốc độ cắt tra bảng 5-86
“Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 27,5 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của dao K1= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2= 0,92
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3= 1
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4= 1
125 , 26
*
*
*
* 1 2 3 4 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
792 5
, 10
*
125 , 26
* 1000
*
v
*
1000 1 = =
=
π
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 700 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
5 , 10
*
* 700 1000
*
*
+ Công suất cắt yêu cầu (N) : N = 1 kW
Trang 8- Khoan Φ 12,8 mm x 12 lỗ
+ Chiều sâu cắt : t = 6,4 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,2 mm/vòng
+ Vật liệu gia công thép 40x -> thuộc nhóm thép I => Tốc độ cắt tra bảng 5-86 “
Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 27,5 m/phút
125 , 26
*
*
*
* 1 2 3 4 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
650 8
, 12
*
125 , 26
* 1000
*
v
*
1000 t
=
=
=
π
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 700 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
8 , 12
*
* 700 1000
*
*
+ Công suất cắt yêu cầu (N) : N = 1,1 kW
- Doa Φ 13 x 2 lỗ
+ Chiều sâu cắt : t = 0,1 mm
+ Lượng chạy dao : S = 0,7 mm/vòng
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-113 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 16,5 m/phút Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chù kỳ bền của mũi doa K1= 1
5 , 16
* 1 =
v t b ( m/phút ) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
404 13
*
5 , 16
* 1000
*
v
*
1000 1
=
=
=
π
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 350 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
13
*
* 350 1000
*
*
+ Công suất cắt yêu cầu (N) : N = 1 kW
- Ta rô M12 x 12 lỗ
+ Bước ren P = 0,75 mm
+ Kích thước danh nghĩa ren M12mm
+ Tốc độ cắt tra bảng 5-188 “ Sổ tay CNCTM_Tập 2 ” => vb = 9 m/phút
Các hệ số hiệu chỉnh :
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công K1= 0,7
Cắt ren đòi hỏi chính xác cao K3= 0,8
Trang 9*
* 1 2 =
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
6 , 132 12
*
5
* 1000
*
v
*
1000 1
=
=
=
π
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 125 (vòng /phút ) Như vậy tốc độ cắt thực
1000
12
*
* 125 1000
*
*
6 NGUYÊN CÔNG 6 :
Kiểm tra
+ Độ đảo mặt đầu B so với tâm lỗ, sai lệch ≤ 0,048 mm
7 NGUYÊN CÔNG 7 : Gia công răng thẳng m5, Z76.
+ Kích thước lớn nhất của bánh răng được gia công
Ăn khớp trong đường kính : 1250 mm
Chiều rộng : 170 mm + Modun bánh răng được gia công : 3 ÷ 12
+ Phạm vi tốc độ đầu xọc : 0,3 ÷ 1,5 htk/phút
+ Khoảng cách lớn nhất từ đường trục dao xọc tới đường trục bàn máy : 603mm
+ Đường kính bàn máy : 1010 mm
+ Đường kính vòng lăn của bánh vít phân độ : 672 mm
+ Công suất động cơ truyền động chính : 4 ( kW )
b Dụng cụ :
Dao xọc răng m5, Z25
c Sơ đồ gá đặt :
Chi tiết gá vào mặt đầu B và đường kính ngoài Φ 440, định vị 5 bậc tự do, kẹp bằng bulông
d Các bước gia công :
Xọc thô (để chừa lượng dư 0,5mm cho cắt tinh); lượng dư gia công 2Zb=8,98mm
Xọc tinh răng; lượng dư gia công 2Zb= 1 mm
e Chế độ cắt :
Trang 10- Xọc thô ( xọc làm 4 lần)
+ Chiều sâu cắt : t1 = 1,13 mm ; t2 = t3 = t4 = 1,12 mm
+ Công suất động cơ máy(N) : N = 7 kW
+ Modun bánh răng m = 5 ; Z = 76
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công thép 40X => K1= 1 Gia công thép => Tuổi bền T = 100 ( phút )
+ Tra bảng 5-195 => lượng chạy dao vòng S = 0,6 mm/htk
5
* 6 , 0
* 100
45
*
*
45
3 , 0 5 , 0 2 , 0 3
, 0 5 , 0 2 ,
=
m S T
v t
( m/phút )
- Xọc tinh răng
+ Chiều sâu cắt : t = 0,5 mm
+ Modun báh răng m = 5 ; Z = 76
Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công thép 40X => K1= 1 Gia công thép => Tuổi bền T = 100 ( phút )
+ Tra bảng 5-195 => lượng chạy dao vòng S = 0,25 mm/htk
25 , 0
* 100
45 95
, 0
*
90
5 , 0 2
, 0 5
, 0 2 ,
=
S T
v t
( m/phút )
8 NGUYÊN CÔNG 8: Tôi cao tần
1- Tôi :
Nhiệt độ nung 830°C
Môi trường nguội nước
2- Ram
Nhiệt độ nung 450°C
Môi trường nguội không khí
9 NGUYÊN CÔNG 9 :
Làm sạch phoi, cạnh sắc
10 NGUYÊN CÔNG 10 :
Kiểm tra
Trang 11+ Độ cứng mặt răng HRC 40 ÷ 45