CHI TIẾT GIA CÔNG

Giá dẫn hướng là chi tiết trung gian ( dạng càng) để liên kết hai trục song song với nhau, để trục này di chuyển song song với trục kia. 1.2. Điều kiện làm việc: Từ công dụng tên, ta thấy chi tiết làm việc trong điều kiện chụi mài mòn cao( do di trượt). Vật liệu và cơ tính yêu cầu Vật liệu: gang xám (GX 15-32) + , , + ÷229

Chương I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1 Phân tích chi tiết

1.1 Công dụng:

Giá dẫn hướng là chi tiết trung gian ( dạng càng) để liên kết hai trục song song với nhau,

để trục này di chuyển song song với trục kia

1.2 Điều kiện làm việc:

Từ công dụng tên, ta thấy chi tiết làm việc trong điều kiện chụi mài mòn cao( do di trượt)

Vật liệu và cơ tính yêu cầu

Vật liệu: gang xám (GX 15-32)

+ δb = 150N/mm2, δu = 320N/mm2, δn = 600N/mm2

+ HB=163÷229

+ Gang xám là hợp kim sắt với cacbon và có chứa một số nguyên tố khác như

(,5÷4,5)%Si, (0,4÷0,6)%Mn, 0,8%P, 0,12%S, ngoài ra còn có thêm Cr, Cu, Ni, Al… + Gang xám GX 15-32 có cơ tính trung bình, để làm các chi tiết chịu tải trung bình

và chịu mài mòn ít Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, gia công cơ

dễ, nhẹ, rẻ và giảm rrung động

Phân tích yêu cầu kỹ thuật

Ta cần quan tâm đến các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Về kích thước:

- φ50+ 0,039 có dung sai lỗ là H8

- ϕ15+ 0,043 có dung sai lỗ là H8

+ Về độ nhẵn của bề mặt gia công:

- Mặt trụ trong của lỗ có đường kính φ 50+0.039 có độ nhám bề mặt là Ra=2,5

- Mặt trụ trong của lỗ có đường kính φ15+0,027 có độ nhám bề mặt là Ra=2,5

Các yếu tố phụ thuộc:

+ Sản lượng chế tạo

+ Khối lượng chi tiết

2.1 Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm:

Trong đó

- N0 = 4000 chiếc Số sản phẩm trong một năm theo đề bài yêu cầu

- m=1 số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

- β = 5÷7% số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên Chọn β=6%

- α = 3÷5% số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo Chọn α=4%

2.2 Khối lượng chi tiết

Khối lượng chi tiết gia công có thể tình gần đúng như sau:

V

V = + + + =143985 mm3

Vậy khối lượng của chi tiết là: M=P.V

Với khối lượng riêng của chi tiết:

Chương 2 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

2.1 Dạng phôi

Dựa vào vật liệu chi tiết là gang xám, hình dạng khá phức tạp và kích thước không quá lớn nên ta chọn dạng phôi đúc vì phôi đúc có ưu điểm sau:

+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ

+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản cho nên đầu tư thấp

+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa

+ Đ ộ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo

2.2 Phương pháp chế tạo phôi

Trong phương pháp đúc phôi có những phương pháp sau:

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thíchhợp cho sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi đúc ở phương pháp này có cấp chính xác IT16-IT17

- Độ nhám bề mặt Rz=160µm

=> Phương pháp gia công này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao nên gây khó khăn cho các bước gia công tiếp theo

- Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát- mẫu gỗ, vì giá tạo khuôn cao

- Cấp chính xác của phôi: IT15_IT16

- Độ nhám bề mặt Rz=80µm

=> Chất lượng của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc với mẫu gỗ, đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạn sản xuất loạt vừa và lớn

- Độ chính xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phôi có hình dạng gần gần giống với chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao

- Cấp chính xác của phôi: IT14-IT15

- Dùng áp lực để điền đầy kim loại vào trong khuôn

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

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

- Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao Đặc tính kỹ thuật tốt nhưng đối vớidạng sản xuất loạt vừa thì thì hiệu quả kinh tế không cao

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

- Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến 100Kg

- Đùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

- Là quá trình rót kim loại lỏng đều và liên tục vào mặt khuôn bằng kim loại, xung quanh hoặc bên trong khuôn có nước lưu thông làm nguội Nhờ truyền nhiệt thanh nên

2.3 Xác định lượng dư gia công:

- Chi tiết được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát- mẫu kim loại,làm khuôn bằng máy, phân khuôn X-X( nằm ngang)

- Lượng dư phía trên là 3,5mm, lượng dư phía dưới và mặt bên là 3,5mm, góc nghiêng thoát khuôn 30, bán kính góc lượn 3mm

Chương 3 TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT3.1 Bản vẽ đánh số các bề mặt

3.2 Phương pháp gia công các bề mặt

Gia công mặt 1 và mặt 3 ( mặt đầu của hình trụ):

- Tiện mặt đầu: Để đạt Ra2,5 thì tiện mỏng, chiều sâu lớp biến cứng 10, cấp chính xác kinh tế là 8÷11, cấp chính xác đạt được là 7

- Phay mặt đầu: Để đạt Ra2,5 thì phay mỏng, chiều sâu lớp biến cứng 5÷10, cấp chính xác kinh tế là 8÷9, cấp chính xác đạt được là 7

⇒ Chọn máy phay mặt đầu cho năng suất cao hơn

_ Doa: Để đạt Ra 2,5 thì doa tinh, chiều sâu lớp biến cứng 10, cấp chính xác kinh tế là 7÷10, cấp chính xác kinh tế là 7÷8

_ Chuốt: Để đạt Ra 2,5 thì chuốt tinh, chiều sâu lớp biến cứng 25, cấp chính xác kinh tế

là 7÷8

_ Mài: Để đạt Ra 2,5 thì mài tinh, chiều sâu lớp biến cứng 50, cấp chính xác kinh tế là 8÷11, cấp chính xác đạt được là 6

⇒ Do chi tiết có gờ nên phương pháp tiện không khả thi Phương pháp chuốt có thể thực

hiện nhưng do chuốt khó chế tạo và đắt tiền nên cũng không khả thi

Phương pháp mài thì thiết kế đồ gá phức tạp nên ta chọn phương pháp doa

Gia công lỗ 4 sẽ tiến hành khoét - doa

Gia công mặt 5: Chọn phương án khoan - khoét- doa

Gia công mặt 12,13: Chọn phương pháp phay đạt cấp chính xác 12÷14, độ nhám Rz 50Gia công mặt 11: Chọn phương pháp khoan- doa độ chính xác 12÷14, độ nhám

Rz=25÷50

Gia công mặt 14: Chọn phương pháp phay dùng dao phay đĩa

3.3 Phân tích 2 phương án công nghệ

Bảng phân tích 2 phương án công nghệ

Khó xác định chế độ cát, đòihỏi máy có công suất cao

Phương án 2

Sau khi gia công mặt 1 ta cóchuẩn tinh để gia công mặt 3

có thể đạt được đọ chính xáchình dáng, kích thước yêucầu, việc lựa chọn chế độ cắtcũng đơn giản hơnMang tính chuyên môn hóa cao

Nhiều nguyên công hơn, năng

suất không cao

Phương

án Số thự tự_ nguyên công Số bề mặt giacông Bề mặt địnhvị Dạng máy gia công

1

2

Kết luận: Dựa vào việc phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án trên ta lựa chọn phương án 1.

Chương 4 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

Chọn chuẩn công nghệ:

- Chuẩn thô: chọn bề mặt trụ lớn ngoài (φ63) làm chuẩn thô

- Chuẩn tinh: dùng bề mặt 1 hoặc 3 làm chuẩn tinh phụ thống nhất cho cả quá trình công nghệ

4.1 Nguyên công 1: Phay mặt 1 và 3

4.1.1 Sơ đồ gá đặt:

1

3

x z

T(Ox), Y(Oy), Q(Ox), Q(Oy)

+ Hiệu suất máy: η=0,75

+ Số vòng quay trục chính( vòng/phút): 30÷1500

+ Bước tiến của bàn: 5÷1500 mm/phút

+ Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy: 1500Kg

4.1.6 Chọn dụng cụ cắt: Bảng 4.85[ 3, tr333]

_ Dao phay đĩa 3 mặt răng thép gió

+ Đường kính dao phay D=200mm

+ Đường kính lỗ của dao phay: d=60mm

+ Bề rộng dao phay: B=16mm

+ Số răng: 14 răng

4.1.7 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp

4.1.8 Dung dịch làm nguội:

4.2 Nguyên công 2: Khoét- doa lỗ φ50+ 0.039

4.2.1 Sơ đồ gá đặt:

1

3

x z

y4

4.2.2 Phương án gia công:

Chọn máy khoan đứng 2H135 ([2] trang129)

_ Đường kính gia công lớn nhất : 35mm

_ Côn móc trục chính: N04

_ Số vòng quay trục chính: 31,5÷1400 vòng/ phút_ Công suất động cơ chính: 4Kw

Góc nghiêng của rãnh xoắn vít: ω = ÷70 80([3]tr338)

4.2.7 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp

4.2.8 Dung dịch làm nguội:

4.3 Nguyên công 3: Phay mặt 6,7,8

4.3.1 Sơ đồ gá đặt:

1

x z

y

7

8

4.3.2 Phương án gia công:

Phay tinh mặt 6,7,8 đạt cấp chính xác IT9, Ra=2,5µm

4.3.3 Định vị:

Dùng chốt trụ ngắn và có vai định vị lên mặt 4 và mặt 1 khống chế 5 bậc tự doDung chốt tì định vị lên mặt 10 khống chế 1 bậc tự do

Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do

4.3.4 Phương pháp kẹp chặt:

Kẹp chặt bằng bulong ép bề mặt 1 của chi tiết vào bề mặt phiến tì

4.3.5 Chọn máy:

Chọn máy phay ngang 6H12

+ Bề mặt làm việc của bàn máy 320x1250mm2

+ Công suất động cơ: 7Kw

+ Góc nghiêng rãnh xoắn của dao: ω = 8÷150.

_ Kích thước của dao: ([3], trang 368)

+ Đường kính Dao phay: D=100mm

+ Đường kính lỗ của dao phay: d=32mm

y4

5

4.4.2 Phương án gia công:

Doa đạt cấp chính xác IT8, Rz=2,5µm

4.4.3 Định vị:

Dùng chốt trụ ngắn có vai định vị lên mặt 4 khống chế 5 bậc tự doDùng chốt tì định vị mặt 10 khống chế 1 bậc tự do

Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do

4.4.4 Phương pháp kẹp chặt:

Dùng bulong kẹp chặt tạo lực ép bề mặt của chi tiết vào bề mặt phiến tì

4.4.5 Chọn máy:

Chọn máy khoan đứng 2H135 ([2], trang 129)

_ Đường kính gia công lớn nhất: 35mm

Góc nghiêng chính của lưỡi cắt: 2 ϕ =1200

Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang: ψ = 500÷550

+ Kích thước kết cấu ( dạng đuôi côn) ([3] trang 321)

Góc nghiêng của rãnh xoắn vít: :ω=100 ([3] trang 335)

_ Mũi doa tinh:

4.4.7 Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

4.4.8 Dung dịch làm nguội: emunxi

4.5 Nguyên công 5: Phay mặt đầu 12 và 13.

4.5.1 Sơ đồ gá đặt:

1

x z

y4

5

4.5.2 Phương án gia công:

Phay mặt đầu đạt cấp chính xác IT14, Rz=40µm

4.5.3 Định vị:

+ Góc nghiêng rãnh xoắn của dao: ω =80÷150.

_ Kích thước của dao ([3] trang 368)

+ Đường kính dao phay: D=100mm

+ Đường kính lỗ của dao phay: d=32mm

+ Bề rộng dao phay: B=6÷25mm

+ Số răng: Z= 20 răng

4.5.7 Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

4.5.8 Dung dịch làm nguội:

4.6 Nguyên công 6: Khoan-doa lỗ ( 0,011

y4

_ Số vòng quay trục chính: 31,5÷ 1400 vòng/phút_ Công suất động cơ chính: 4KW

+ Góc nghiêng chính của lưỡi cắt: 2ϕ =1200

+ Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang: 0

Góc nghiêng của rãnh xoắn vít: ω = ÷70 80([3]tr338)

4.6.7 Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

4.6.8 Dung dịch làm nguội:

4.7 Nguyên công 7: Phay rãnh 14

4.7.1 Sơ đồ gá đặt:

1

x z

y4

5

4.7.2 Phương án gia công:

Phay thô rãnh đạt cấp chính xác IT14, Rz=40µm

_ Các thông số hình học của dao:

+ Đường kính dao phay: D=125mm

+ Đường kính lỗ của dao phay: 27mm

+ Bề rộng dao phay: B=3mm

+ Số răng: Z=48 răng

4.7.7 Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

4.7.8 Dụng cụ trơn nguội:

Chương 5 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN5.1 Xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp phân tích:

_ Phương pháp này tính với 0,039

+ Chiều dài danh nghĩa của lỗ: 80mm

+ Kích thước lớn nhất của chi tiết:150mm

_ Trình tự các bước gia công:

a_ Phôi đúc:

+ Cấp chính xác phôi:II+ R z0=80µm, IT15

Trong đó: Pv : độ cong vênh của phôi

Px =∆ =x.l 2,5.80 200= µm

Trong đó : L : chiều dài lớn nhất của chi tiết

l: chiều dài lỗ

2 2

Sai số gá đặt: 2 2 2

dg k c

 ρ2 = 0,2 ρ1 = 3,6 Lượng dư gia công:

2Zmini= 2(Rz i−1 +T i−1 + ρ + - 1 εi)

Lượng dư cho bước khoét thô

1 2 0 0 0

2Rz +T + ρ + ε

=2(500 + 360 , 6 2 + 90 2)= 1,74 mmLượng dư cho bước khoét tinh:

2Zmin2= ( 2 )

2 2 1 1 1

2Rz +T + ρ + ε

=2(50 + 0 + 18 2 + 90 2) = 0,284 mmLượng dư cho bước doa tinh:

2Zmin3= ( 2 )

3 2 2 2 2

2Rz +T + ρ + ε

=2(12 , 5 + 0 + 0 2 + 90 2)= 0,205 mm-Kích thước trung gian:

Kích thước trung gian lớn nhất của chi tiết:

Dmax3=50+0,039=50,039 mmKích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi doa tinh:

Dmax2=Dmax3-2Zmin3=50,039-0,205=49,834 mmKích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi khoét tinh:

Dmax1=Dmax2-2Zmin2=49,834-0,284=49,55 mmKích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi khoét thô :

Dmax0 = Dmax1-2Zmin1 = 49,55 −1,743 = 47,807 mm_ Dung sai kích thước trung gian :

+ Dung sai phôi : δ0 = 1,9 mm ( IT 16) ( Bảng 3.11 [3], trang182 )+ Dung sai kích thước sau bước khoét thô : δ1 = 0,3 mm

+ Dung sai kích thước sau bước khoét tinh : δ2 = 0,12 mm

+ Dung sai kích thước sau bước doa tinh : δ3 = 0,039 mm

_ Quy tròn các kích thước tính toàn và tính kích thước lớn nhất:

Dmax0 = 47,9 mm ⇒ Dmin0 = Dmax0 − δ0 = 47,9 − 1,9 = 46 mm

Dmax1 = 49,6 mm ⇒ Dmin1 = Dmax1 − δ1 = 49,6 − 0,3 = 49,3 mm

Dmax2 = 49,9 mm ⇒ Dmin2 = Dmax2 − δ2 = 49,9 − 0,12 = 49,78 mm

Dmax3 = 50,039 mm ⇒ Dmin3 = Dmax3 − δ3 = 50,039 − 0,039 =50 mm_ Lượng dư trung gian bé nhất và lớn nhất của các bước :

+ Bước khoét thô :

2Zmin1 = Dmax1 − Dmax0 = 49,6 − 47,9 = 1,7 mm2Zmax1 = Dmin1 − Dmin0 = 49,3 − 46 = 3, 3 mm+ Bước khoét tinh :

2Zmin2 = Dmax2 − Dmax1 = 49,9 − 49,6 = 0, 3 mm2Zmax2 = Dmin2 − Dmin1 = 49,78 − 49,3 = 0,48 mm+ Bước doa tinh :

2Zmin3 = Dmax3 − Dmax2 = 50,039 − 49,9 = 0,139 mm2Zmax3 = Dmin3 − Dmin2 = 50 − 49,78 = 0,22 mm_ Lượng dư tổng cộng bé và lớn nhất :

2Z0min = ∑

=

3

1 min2

i

i

Z = 3, 3 + 0,48 + 0,22 = 4 mm_ Thử kết quả :

2Z0max-2Z0min = 4 − 2,139 = 1,861 mm

δph − δct = 1,9 − 0,039 = 1,861 mm_ Lượng dư tổng cộng danh nghĩa :

2Z0=2Z0min + ESph − ESct

= 2,139 + 0,95 − 0,039 = 3,05 mm ≈ 3,1Kích tước danh nghĩa của phôi :

D0 = Dct –2Z0 = 50 − 3,1 = 46,9 mmKích thước ghi trên bản vẽ phôi:

Dph = 46,9

5.2 Xác định lượng dư gia công và kích trung gian bằng phương pháp tra bảng.

5.2.1. Mặt 6,7 và 8 để xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp tra bảng

_ Phôi đúc cấp chính xác ±IT215

Lượng dư tổng cộng : 2 × (3,5 + 3,5) = 14 mm

_ Kích thước phôi :

D0= 40 + 14 = 54 mm_ Kích thước lớn nhất của phôi :

Dmax0 = 54 + 4.0,6 = 56,4 mmQúa trình công nghệ: dùng dao phay cùng lúc đạt IT9, dung sai cho kích thước 40 là

δ3=0,015 mm

Lượng dư tổng cộng danh nghĩa:

4Zmax0=14+ES0=14+ 4x0,6=16,4 mmKích thước danh nghĩa chi tiết sau gia công:

Zmax= 56,4 – 16,4 = 40,4

5.2.2 Lượng dư phay mặt 1 và 3

Lượng dư tổng cộng danh nghĩa: 2Zmax = 7 + ESo = 7 + 1,2=8,2 mm

5.2.3 Lượng dư khoan- khoét – doa

Lượng dư khoan:

Bước 1: khoan với φ 10Bước 2: khoan với φ 14Lượng dư khoét: z = 0,4

Lượng dư doa : z = 0,1

5.2.4 Lượng dư phay 2 mặt 12 & 13 trước khi khoan: 2Z = 7 + 1,2 =8,2mm

5.2.5 lượng dư khoan φ15+0,011 ; Z = 7,5mm

5.2.6 Lượng dư phay rãnh : Z = 3 mm

Trình tự gia

công lỗ

50+0,039

Các yếu tố tạo thànhlượng dư

Lượng

dư tínhtoán2Zmini

(μm)

Kíchthướctínhtoán(mm)

Dungsai

δi

(mm)

Kích thướcgiới hạn (mm)

Lượng dưgiới hạn(mm)

Rzi Ti ρi εi Dmini Dmaxi 2Zmini 2Zmaxi

Bảng kết quả tính lượng dư

và kích thước trung gian bằng phương pháp tra bảng:

_ Kích thước ghi trên bản vẽ phôi: 47,8

_ Máy khoan cần: 2A135

_ Vật liệu gia công: GX15÷32 với HB=163÷229

Vật liệu của dụng cụ cắt ( mũi khoét thô, mũi khoét tinh, mũi doa tinh) thép gió P18

6.1.1 Chế độ cắt khi khoét thô:

a Chiều sâu cắt: t=0,5(D-d) [5 trang 20]

Trong đó: D: Đường kính mũi khoét thô D=49, 3mm

d: Đường kính lỗ trước khi khoét thô d=46,8mmt=0,5(49, 3-46,8)=1,25mm

1020

IT 10IT8

0,430,430,070,043

1040,80,2

φ10± 0,43φ14± 0,43φ14,8 ± 0,07φ15+ 0,043

22±

V= m x y v

q

S t T

D C

Trong đó:

_ c v: hệ số ảnh hưởng của điều kiện cắt đối với tốc độ cắt

_q: số mũ biểu thị mức độ ảnh hưởng của đường kính đến tốc độ cắt

_m,x,y: chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của tuổi bền trung bình, lượng chạy dao, chiều sâu cắt đối với vận tốc

_ T: chu kỳ bền trung bình

_ k v: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế

v

k =k k k k mv .uv lv nv

+ k mv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

+ k uv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

+k lv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét

+k nv: hệ số điều chỉnh bổ sung khi khoét các lỗ đục hoặc dập

0,2 0,125 0,1 0,4

π =129,2 vòng/phút

chọn n=120 vòng/phút

⇒ Vận tốc cắt thực khi cắt:

V= π1000.D.n

= .49,3.1201000

So sánh với công suất máy đã chọn [N]=6KW, thì công suất cắt Ne này đảm bảo an toàn

f Thời gian gia công cơ bản:

TM=

S V

b Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-26[5 trang 22] ta chọn S=1,3

q

v k S t T

D C

Tương tự như trên ta có: Cv=18,8 q=0,2 x=0,1 y=0,4 m=0,125

T=60 ph

kv=kMV.kUV.klV.kNV=1V=

0,2 0,125 0,1 0,4

18,8.49, 68

1

60 0,19 1,3 =27,59 m/phút