Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết xy lanh

Trong xu thế đất nước ta đang phát triển công nghiệp hoá hiện đại hoá để bắt kịp với thế giới thì ngành cơ khí là một ngành công nghiệp cơ sở để phát triển. Đặc biệt trong vài năm trở lại đây nhà nước đã và đang chú trọng phát triển ngành công nghệ chế tạo máy là một ngành chủ chốt trong ngành cơ khí.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xu thế đất nước ta đang phát triển công nghiệp hoá hiện đại hoá để bắt kịp với thế giớithì nghành cơ khí là một nghành công nghiệp cơ sở để phát triển Đặc biệt trong vài năm trở lạiđây nhà nước đã và đang chú trọng phát triển nghành công nghệ chế tạo máy là một nghành chủchốt trong nghành cơ khí Do vậy, đối với sinh viên nghành chế tạo máy trong cả nước có mộtnhiệm vụ hết sức quan trọng là phải luôn trau dồi kiến thức, chú tâm học tập và tu dưỡng đểtrong tương lai trở thành những nhà thiết kế giỏi phục vụ cho đất nước, góp phần đưa đất nước

đi lên sánh vai với các cường quốc năm châu

Trong quá trình học tập của sinh viên nghành công nghệ chế tạo máy có rất nhiều môn học giúpcho sinh viên có một kiến thức nhất định về công nghệ chế tạo máy, trong đó có môn đồ áncông nghệ chế tạo máy là một môn rất quan trọng vì nó tổng hợp các kiến thức công nghệ chếtạo máy cùng với các môn khác đồng thời nó cũng là một nhiệm vụ đầu tiên của sinh viên côngnghệ chế tạo máy để thiết kế ra một sản phẩm hoàn chỉnh Do đó, mỗi sinh viên để hoàn thànhnhiệm vụ của mình thì cần phải có một kiến thức hết sức sâu rộng và đi tìm hiểu sâu vào mônhọc công nghệ chế tạo máy cùng với các môn khác tìm hiểu tham khảo các tài liệu, các kinhnghiệm của những người đi trước để làm được tốt hơn

Để hoàn thành đồ án công nghệ chế tạo máy em đã phải tìm hiểu và đi sâu vào môn học côngnghệ chế tạo máy, tra cứu và tham khảo nhiều tài liệu như công nghệ chế tạo máy tập 1,2; sổtay công nghệ chế tạo máy; sổ tay atlas đồ gá v.v cùng với sự hướng dẫn , chỉ bảo tận tình chuđáo của các thầy cô trong bộ môn đặc biệt là thầy Nguyễn Trọng Doanh giáo viên trực tiếphướng dẫn em Trong bản thuyết minh này em đã cố gắng trình bầy các vấn đề một cách rõràng và mạch lạc nhất tuy nhiên sẽ vẫn còn có nhiều thiếu sót Do vậy, việc xem xét và hướngdẫn của các thầy cô sẽ giúp cho em thấy được sai sót để có thể tiến bộ và hoàn thành tốt hơntrong những nhiêm vụ lần sau Em xin chân thành cảm ơn

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Khoa Cơ Khí Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Họ và tên sinh viên : Lớp CTM - Khoá - Chuyên nghành Công nghệ chế tạo máy.

I Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết.

II Các số liệu ban đầu :

Sản lượng hàng năm : 7000 chiếc/năm.

Điều kiện sản xuất : Tự chọn.

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

3 Xác định dạng sản xuất.

4 Chọn phương án chế tạo phôi.

5 Lập thứ tự các nguyên công ( vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy , chọn dao, ký

hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết ).

6 Tính lượng dư cho một bề mặt ( mặt tròn ngoài, mặt tròn trong hoặc mặt phẳng ) và tra lượng dư

cho các bề mặt còn lại.

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công ( tính cho nguyên công cần thiết kế đồ gá ) và tra chế độ cắt

cho các nguyên công còn lại.

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công.

9 Tính và thiết kế một đồ gá ( lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các cơ cấu của đồ gá, tinh sai số

chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điều chỉnh, sai số chế tạo cho phép của đồ gá, đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá, lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá)

IV Phần bản vẽ:

1 Chi tiết lồng phôi: 1 bản ( khổ giấy A 0 , hoặc A 1 ).

2 Sơ đồ nguyên công: 1 bản ( khổ giấy A 0 ).

1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết nói chung :

-Với xy lanh nói chung là một chi tiết phổ biến trong các máy móc như động cơ đốt trong, máythuỷ lực xy lanh là một chi tiết dạng bạc chức năng nói chung của xy lanh là dẫn hướng chopittong, làm khoang chứa nhiên liệu để tạo áp trong nhiệm vu thiết kế này thì xy lanh là một bộphận của kích thuỷ lực ở đây xy lanh kết hợp với pittong nén dầu lại tạo áp suất cho dầu biếnthế năng của dầu thành cơ năng, thực hiện chuyển động tịnh tiến lên xuống của kích thuỷ lực

do có ren ở mặt ngoài hai đầu nên xy lanh làm việc ở áp suất không quá cao Cụ thể là xy lanhtrong trưòng hợp này dùng cho kich thuỷ lực loại nhỏ Bề mặt trụ trong là bề mặt làm việc chủyếu là tiếp xúc với pittong thực hiện chuyển động qua lại, bề mặt này luôn được bôi trơn và yêucầu có độ chính xác rất cao khi chế tạo do vậy kích thước của mặt trụ trong là quan trọng nhấtyêu cầu khi chế tạo phải đạt độ chính xác cao đảm bảo kích thước yêu cầu đặt ra

- Hai bề đầu là hai bề mặt để lắp ghép với những phần khác của kích thuỷ lực Để khi làm việcdầu không bị dò rỉ thì yêu cầu bề mặt lắp ghép phải rất kín khít Do đó hai bề mặt này cũng yêucầu khi chế tạo có độ chính xác bề mặt cũng như vị trí tương quan đạt yêu cầu cao

- Với chức năng, điều kiện làm việc và theo kinh nghiệm của các nhà chế tạo cộng với sự thamkhảo các chi tiết xy lanh của các máy khác nhau thì ta chọn vật liệu của xy lanh là thép 45 cóthành phần như sau :

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :

1 Do xy lanh làm việc trong điều kiện áp suất không quá cao, ít chịu nhiệt Ta thấy trên hình

vẽ chi tiết có hai đầu được gia công ren dùng để lắp ghép với các bộ phận của máy Đối với lắpghép ở hai đầu xy lanh có nhiều phương pháp :

ví dụ ta có thể dùng mối hàn để ghép hai đầu của xy lanh với các bộ phận khác Tuy nhiên mốighép hàn không đủ đảm bảo để làm việc trong điều kiện có áp suất lớn và dịch chuyển cũngnhư rung động của xy lanh Mối ghép cũng có thể được thực hiện bằng cách ghép bằnggugiông, tuy nhiên trong kích thuỷ lực thì xy lanh có kích thước nhỏ gọn nếu dùng gugiông thìkích thước sẽ cồng kềnh ghép bằng mối ghép gugiông thi sẽ là bền nhất tuy nhiên với chứcnăng của xy lanh thì trong nhiệm vụ này thì không cần thiết

Do vậy ta thấy dùng mối ghép ren là phù hợp và đảm bảo yêu cầu đặt ra

- Tại một đầu của xy lanh được gia công nhỏ hơn đoạn có ren là để định hưóng cho xy lanh khilắp mối ghép ren không bị lệch bị vênh

- Phần giữa được gia công vát cạnh bốn mặt với mục đích dùng để kẹp xy lanh vào khi thựchiện mối ghép ren Phần vát này nếu như nông quá sẽ không đủ diện tích để đảm bảo lực kẹp,nếu quá sâu thì sẽ làm cho thành xy lanh bị mỏng dẫn tới không đủ bền cho xy lanh trong quátrình làm việc Do vậy với kích thước 190,1 (mm) là vừa đủ Đoạn này cũng không yêu cầu

về độ chính xác bề mặt nên không yêu cầu độ nhám

- Bên cạnh phần vát có đoạn l = 3  0,05 ( mm ) được gia công nhỏ hơn một chút điều này sẽlàm cho chiều dày xy lanh mỏng tuy nhiên ta bắt buộc phải gia công đoạn này để làm rãnh thoátdao khi gia công phay mặt vát và gia công ren M201,5

2 Với kết cấu như hình vẽ khi gia công lỗ trụ trong ta có thể dùng máy khoan nhiều trục khi đó

có thể thực hiện các nguyên công gia công gia công lỗ trên cùng một máy

- kết cấu các chi tiết không quá phức tạp , các bề mặt quan trọng chỉ là mặt phẳng và mặt trụ dovậy không nhất thiết phải sử dụng công nghệ gia công tiên tiến mặc dù có thể sử dụng.

-N1 là số sản phẩm được sản xuất trong một năm

Theo đầu bài N1 = 7000 (chiếc/năm)

-m là số chi tiết trong một sản phẩm ở đây m = 1

- là số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn  = ( 36 )% Chọn  = 4%.- là số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ  = ( 5 7 )% Chọn  = 6%

-Q1 là trọng lượng của chi tiết ( kg )

-V là thể tích của chi tiết ( dm3 )

- là trọnglượng riêng của vật liệu Với vật liệu thép 45 có  = 7,852 ( kg/dm3 )

Thể tích của chi tiết theo hình vẽ ta có :

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi :

Với chi tiết có hình dạng kết cấu như hình vẽ ta có thể có nhiều phương pháp chế tạo phôi Cóthể dùng phôi thép thanh, phôi dập hay phôi đúc

2.1.1.Với phôi dập ta có thể dập định hình được hình dáng của chi tiết tuy nhiên độ bền của kếtcấu

sẽ không đảm bảo, tại các chỗ chuyển giao giữa hai bề mặt sẽ không đảm bảo đủ bền hơn nữadùng phương pháp vẫn phải qua khâu cắt phôi từ thép thanh mà trên thực tế để tạo ra phôi củachi tiết này không nhất thiết phải làm như vậy.

2.1.2.Với phôi đúc thì do kích thước của chi tiết nhỏ nên việc chế tạo ra khuôn đúc là khôngkinh tế , không tương ứng với sản phẩm , mất công làm khuôn hơn nữa dạng sản xuất ở đây làsản xuất hàng loạt lớn do vậy việc chế tạo khuôn rất tốn kém mất nhiều thời gian do vậyphương pháp đúc không phù hợp

2.1.3.Với phôi thép thanh ta thấy với hình dạng chi tiết ở đây là dạng tròn, kích thước nhỏ, dạngsản xuất là hàng loạt lớn do vậy việc dùng phôi thép thanh dạng tròn đặc là phù hợp Hơn nữa,phôi thép thanh ở nước ta sản xuất dễ, sẵn có do vậy đảm bảo cho yêu cầu sản xuất loạt lớn,đảm bảo năng suất hiệu quả kinh tế Vì vậy ta chọn phưong pháp chế tao phôi là phôi thépthanh được cán nóng

2.2 Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi :

- Từ hình vẽ với đường kính lớn nhất của chi tiết là 22 ( mm ) và chiều dài chi tiết là 47 (mm)tra bảng 3-14 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 với phôi thép thanh được cán nóng ta cóđường kính phôi là 25 (mm) do vậy lượng dư gia công cho bề mặt trụ có đường kính lớn nhất

là 1,5(mm )

- Hai mặt đầu với yêu cầu đặt ra là Rz = 20 tức là đạt độ nhẵn bóng cấp 5 dùng cưa cần để cắtđứt phôi thép ta có lượng dư hai mặt đầu của phôi theo bảng 3.15 sổ tay công nghệ chế tạo máytập 1 là 2,5 mm)

- Với lỗ trụ dùng phôi thép thanh đặc rồi gia công sau

- Theo bảng 3 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có dung sai của phôi thép thanh là

25-0,3 ( mm )

Từ các kích thước, lượng dư, dung sai của phôi ta thiết kế được bản vẽ lồng phôi như hình vẽ

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

CÔNG CHI TIẾT

3.1 Xác định đường lối công nghệ :

- Với dạng sản xuất là hàng loạt lớn và với điều kiện sản xuất tại Việt Nam ta chọn đường lốicông nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công

- Chọn phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự

3.2 Chọn phương pháp gia công :

- Với kết cấu chi tiết như hình vẽ và dạng sản xuất hàng loạt lớn ta có thể dùng các loại máyvạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng, máy chuyên dùng sẵn có sẽ cho năng suất cao.-

 Với phương pháp chuốt tinh thì có ưu điểm là năng suất cao và gia công được cả thô và tinh.Tuy nhiên khi chuốt dao khó định hướng và dễ bị lệch gây sai số tương quan Do bề mặt trụ giacông tinh nên phải gia công sau cùng nên nếu dùng phương pháp chuốt tinh thì sẽ khó định vị

và kẹp chặt để thực hiện gia công truốt

 Với phương pháp doa tinh: trong một số trường hợp thì doa tinh cũng có thể đạt độ bóngcấp 9 tuy nhiên đòi hỏi công tác chuẩn bị cao, năng suất thấp

 Với phương pháp nghiền bán tinh tuy năng suất thấp nếu lượng dư quá lớn , nhưng có thểđạt độ chính xác cao và phù hợp để gia công chi tiết xy lanh Hơn nữa nghiền bán tinh phù hợpvới phương pháp gia công lỗ trụ trước đó

Như vậy ta thấy để gia công lỗ trụ thì nguyên công gia công cuối cùng phù hợp nhất là nghiềnbán tinh Vì vậy ta chọn nghiền bán tinh là nguyên công cuối cùng gia công bề mặt trụ

- Hai mặt đầu của xy lanh yêu cầu R z = 20 và yêu cầu độ vuông góc mặt đầu do vậy khi giacông phải đảm bảo độ vuông góc mặt đầu

- Các bề mặt ngoài của xy lanh đều là mặt trụ và không yêu cầu độ bóng do vậy ta dùng phươngpháp tiện để gia công các bề mặt này

Như vậy ta có thể có các qui trình công nghệ để gia công xy lanh như sau :

- Cách 1 :

1, Phay hai mặt đầu

2, Khoan - Khoét - Doa - Vát mép - Nghiền lỗ trụ 11

9, Gia công lại bề mặt trụ trong

10, Kiểm tra độ trụ và độ vuông góc mặt đầu

- Cách 2 :

1, Phay mặt đầu B

2, Phay mặt đầu C

3, Tiện mặt trụ ngoài 22

4, Tiện mặt trụ ngoài 20 - Vát mép ngoài.

13, Gia công lại sau nhiệt luyện mặt trụ trong

14, Kiểm tra độ trụ và độ vuông góc mặt đầu

- Cách 3 :

1, Phay hai mặt đầu B,C

2, Tiện mặt trụ ngoài 22 - tiện mặt trụ 20 - Vát mép - Tiện ren M221,5

3, Tiện rãnh 17 - Tiện mặt trụ 20 - Vát mép - Tiện ren M201,5

4, Phay 4 mặt bên

5, Khoan - Khoét - Doa - Vát mép - Nghiền mặt trụ trong 11

6, Vát mép trong còn lại

7, Nhiệt luyện

8, Gia công sau nhiệt luyện

9, Kiểm tra độ trụ và độ vuông góc mặt đầu

- Cách 4:

1, Phay hai mặt đầu B và C

2, Tiện mặt trụ 22 - Tiện mặt trụ 20 - Vát mép ngoài - Tiện ren M221,5

8, Vát mép - Gia công sau nhiệt luyện

9, Kiểm tra độ trụ và độ vuông góc mặt đầu

Với cách 1 ta thấy trình tự gia công đảm bảo được độ vuông góc mặt đầu tuy nhiên với lỗ trụ

11 được gia công trước rồi mới gia công các bề mặt còn lại thì trong quá trình gia công sẽlàm biến dạng bề mặt, gây sai số mà nguyên công gia công lại sau nhiệt luyện không khắc phụcđược

Với cách 2 ta thấy tuy trình tự gia công đảm bảo cho bề trụ yêu cầu độ chính xác cao không

bị biến dạng vì được gia công cuối cùng nhưng lại không đảm bảo được độ vuông góc mặt đầu.Hơn nữa cách này lại chia ra quá nhiều nguyên công do vậy sẽ làm cho quá trình sản xuất bịquá phân tán, manh mún không hiệu quả

Với cách 3 ta thấy trình tự gia công đảm bảo được độ vuông góc mặt đầu cũng như độ chínhxác bề mặt trụ trong, số nguyên công không quá nhiều tuy nhiên khi gia công ren ở bề mặtngoài trước rồi mới gia công bề mặt trụ trong thì sẽ không thể định vị bằng mặt trụ ngoài được,

do vậy sẽ không đảm bảo độ đồng tâm giữa hai bề mặt trụ trong và ngoài

Với cách 4 thì ta thấy cách này đảm được tất cả các yêu cầu đặt ra như độ đồng tâm, độ chínhxác bề mặt trụ, độ vuông góc mặt đầu Với cách này thì các nguyên công không quá nhiều cũng

không quá tập trung nguyên công phù hợp với dạng sản xuất và điều kiện sản xuất mà ta có, dovậy ta chọn cách 4 để lập trình tự gia công chi tiết xy lanh Ta sẽ có trình tự nguyên công nhưsau:

1, Phay hai mặt đầu B và C

2, Tiện mặt trụ 22

3, Tiện rãnh hướng kính 17

4, Tiện mặt trụ 20 - Vát mép - Tiện ren M201,5

5, Phay 4 mặt bên

6, Khoan - Khoét - Doa - Vát mép - Nghiền lỗ trụ 11

7, Tiện mặt trụ 20 - Vát mép ngoài - Tiện ren M221,5 - vát mép trong

8, Nhiệt luyện

9, Gia công sau nhiệt luyện

10, Kiểm tra độ trụ và độ vuông góc mặt đầu

3.4.Thiết kế nguyên công :

3.4.1 Nguyên công 1 : Phay hai mặt đầu B và C.

3.4.1.1.Lập sơ đồ gá đặt :

+ Định vị và kẹp chặt :

- Mặt định vị của phôi là mặt trụ ngoài Phôi được đặt trên khối V dài tự định tâm định vị 4bậc tự do, như thế sẽ đảm bảo độ song song hai mặt đầu và độ vuông góc mặt đầu với đườngtâm Ta có sơ đồ gá đặt như hình vẽ

3.4.1.2 Chọn máy:

- Nguyên công này được thực hiện trên máy phay ngang 6H11 có các kích thước như sau:

+ Khoảng cách từ trục hoặc mặt đầu dao tới bàn máy(mm): 50-380

+ Độ phức tạp sửa chữa R : 18.

3.4.1.3 Chọn dụng cụ cắt :

- Nguyên công này được chia làm hai bước phay thô và phay tinh

- Tra bảng 4.3 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta chọn dao phay đĩa gắn mảnh hợp kimcứng T15K6 cho cả hai bước phay thô và phay tinh

- Với đường kính của phôi là 25 Tra bảng 4.82 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kíchthước của dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng như sau :

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm) : 320

+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm (mm) : 150

- Tra bảng 4.6 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kích thước của dao tiện thân thẳnggắn mảnh thép gió có góc nghiêng chính 90 như sau: (hình vẽ)

h = 16(mm) ; b = 10 (mm) ; L = 100(mm) ; n = 4(mm) ; l = 12 (mm) ; R = 0,5 (mm)

- Tra bảng 7 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có tuổi bền của dao tiện thép gió khigia công thép là: T = 40 - 50 (phút)

+ Bước 2: Tiện mặt trụ 20

- Tra bảng 4.2 ta chọn dao tiện thân thẳng gắn mảnh thép gió P18

- Tra bảng 4.5 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kích thước của dao tiện thân thẳnggắn mảnh thép gió có góc nghiêng chính 45 như sau:

H = 16(mm) ; B = 10 (mm) ; L = 100(mm) ; l = 40 (mm) ;  = 45 ; m =6 (mm) ; r = 0,5(mm)

- Tuổi thọ của dao là : T = 40 - 50 (phút)

+ Bước 3: Vát mép ngoài: Ta dùng con dao của bước 2 để vát mép ngoài

+ Bước 4: Tiện ren M221,5

- Do ren yêu cầu gia công có độ chính xác cao để có thể lắp ghép với bộ phận khác một cáchchính xác nên ta chọn dao tiênj ren có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

- Tra bảng 4.12 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kích thước của dao tiện ren gắnmảnh hợp kim cứng như sau: *hình vẽ

h = 20 (mm) ; b = 12 (mm) ; L = 120 (mm) ; n = 3 (mm) ; l = 6 (mm) ; Bước ren: 1,5

- Tuổi bền của dao tiện ren là T = 40 - 50 (phút)

+ Bước 5: Vát mép trong Dùng dao tiện của bước 3 để tiện vát mép nhưng góc gá đặt trên bàn

gá dao khác đi

3.4.3 Nguyên công 3: Tiện rãnh hướng kính 17.

3.4.3.1 Sơ đồ gá đặt: Mặt định vị của phôi là mặt trụ 22 đã được gia công ở nguyên côngtrước, phôi được định vị và kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm hạn chế 4 bậc tự do Sơ

đồ gá đặt được thể hiện trên hình vẽ

3.4.3.2 Chọn máy:

- Chọn máy tiện vạn năng 1601 có các thông số kỹ thuật như sau:

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm) : 125

+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm (mm) : 180

+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm (mm) : 180

- Nguyên công được chia làm ba bước:

+ Bước 1 : Tiện mặt trụ 20: - Do mặt trụ không yêu cầu độ bóng bề mặt nên ta gia công bềmặt trụ qua một lần tiện Tra bảng 4.2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta chọn dao tiện thânthẳng gắn mảnh thép gió P18

Tra bảng 4.6 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kích thước của dao tiện thân thẳng gắnmảnh thép gió có góc nghiêng chính 90 như sau: (hình vẽ)

+ Bước 3: Tiện ren M201,5: Để gia công ren ta chọn dao tiện ren gắn mảnh hợp kim cứngT15K6

Tra bảng 4.12 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kích thước của dao tiện gắn mảnhhợp kim cứng như sau:

h = 20 (mm) ; b = 12 (mm) ; L = 120 (mm) ; n = 3 (mm); l = 6 (mm) ; bước ren =1,5

Tuổi bền của dao theo bảng 7 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có T = 40-50(phút)

3.4.5 Nguyên công 5: Phay 4 mặt bên

3.4.5.1 Sơ đồ gá đặt: Nguyên công phay 4 mặt bên được thực hiện trên máy phay ngang Để cóthể đảm bảo độ vuông góc của các mặt, độ đối xứng và độ song song của các mặt đối nhau tadùng cơ cấu phân độ cơ khí thẳng đứng Khi đó mặt định vị của chi tiết là bề mặt trụ 22 đãđược gia công, chi tiết được định vị bằng ống kẹp đàn hồi định vị bốn bậc tự do và được kẹpchặt bằng đai ốc Ta có sơ đồ định vị như hình vẽ:

+ Giới hạn chạy dao (mm/phút):

- Dùng dao phay ngón băng thép gió để phay bốn mặt bên

- Tra bảng 4-65 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta chọn dao phay ngón đuôi trụ có các kíchthước như sau: ( hình vẽ)

d = 9 (mm) ; L = 69 (mm) ; l = 19 (mm) ; Số răng dao theo loại 1 = 4 ; Góc ngiêng của rãnh

 = 30- 45

- Tuổi bền của dao theo bảng 7 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy đối với dao phayngón thép gió để gia công thép 45 ta có: T = 40 (phút)

3.4.6 Nguyên công 6: Khoan - Khoét - Vát mép trong - Doa - Nghiền lỗ trụ trong 11.

3.4.6.1 Sơ đồ gá đặt và định vị: Bề mặt định vị của chi tiết là mặt trụ 22 và một mặt đầu Phôiđược định vị bởi một phiến tỳ và một khối V ngắn định vị bốn bậc tự do Khối V tỳ vào phầntrụ không gia công ren 22 của phôi Ta có sơ đồ gá đặt và định vị như hình vẽ:

3.4.6.2 Chọn máy:

- Tất cả các bước của nguyên công này đều được gia công trên máy khoan đứng 2M112 có cácthông số kỹ thuật như sau:

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm) : 12

+ Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy (mm) : 20 - 400

+ Côn móc trục chính : N2B

+ Số cấp tốc độ : 5

+ Giới hạn số vòng quay (vòng/phút) : 450 - 4500

+ Giới hạn chạy dao (mm/vòng) : Bằng tay

+ Công suất động cơ (kw) : 0,6

+ Kích thước máy (mm) : 355730

+ Độ phức tạp sửa chữa R : 7

3.4.6.3 Chọn dụng cụ cắt:

- Nguyên công được chia làm năm bước cơ bản:

+ Bước 1: Khoan lỗ 10 0,1 từ phôi thanh tròn đặc Tra bảng 4.2 chọn mũi khoan làm bằngthép gió P9

Tra bảng 4.40 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn loạingắn có kích thước như sau:

Đường kính d : 10 (mm); Chiều dài L : 133 - 514 (mm) ; Chiềudài phần làm việc l : 52 - 260 (mm)

Tuổi thọ của mũi khoan theo bảng 7 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy với mũikhoan thép gió để gia công thép 45 ta có T = 25 (phút).

+ Bước 2: Khoét lỗ 10,80,05 Tra bảng 4.2 chọn mũi khoét làm bằng thép gió P9

Tra bảng 4.47 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta chọn mũi khoét liền khối chuôi côn cócác thông số kỹ thuật như sau:

Tuổi bền của dao doa là T = 40 (phút)

+ Bước 4: Vát mép trong của lỗ xy lanh Dùng dao doa bằng thép gió P9

Tra bảng 4.49 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 kích thước của mũi doa liền khối chuôicôn có các kích thước như sau:

D = 20 (mm) ; L = 200 (mm) ; l = 35 (mm)

Tuổi bền của dao doa là T = 40 (phút)

+ Bước 5: Nghiền tươi lỗ để khử vết xước sau khi doa đạt 10.98 (mm) Tra bảng 4.169 tachọn loại đá  prôfil thẳng

Tra bảng 4.170 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có kích thước cơ bản và đặc tính của

đá mài có chất dính kết kêramit như sau:

D = 10,98 (mm) ; H = 20 (mm) ; d = 6 (mm) ; Vật liệu mài : 4A ; độ hạt : 30

3.4.7 Nguyên công 8: Vát mép - Gia công lại bề trụ trong sau nhiệt luyện Sau nhiệt luyện độ

bóng bề mặt giảm xuống nên cần gia công lại bằng phương pháp nghiền bán tinh để tăng độbóng bề mặt của bề mặt trụ trong

3.4.7.1 Sơ đồ gá đặt và định vị: Sơ đồ giống như nguyên công 6, Bề mặt định vị của chi tiết làmặt trụ 22 và một mặt đầu Phôi được định vị bởi một phiến tỳ và một khối V ngắn định vịbốn bậc tự do Khối V tỳ vào phần trụ không gia công ren 22 của phôi Ta có sơ đồ gá đặt vàđịnh vị như hình vẽ:

3.4.7.2 Chọn máy: Nguyên công nghiền bán tinh được thực hiện trên máy khoan đứng 2M112

có các thông số kỹ thuật như sau:

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm) : 12

+ Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy (mm) : 20 - 400

+ Côn móc trục chính : N2B

+ Số cấp tốc độ : 5

+ Giới hạn số vòng quay (vòng/phút) : 450 - 4500

+ Giới hạn chạy dao (mm/vòng) : Bằng tay

+ Công suất động cơ (kw) : 0,6

+ Kích thước máy (mm) : 355730

+ Độ phức tạp sửa chữa R : 7

3.4.7.3 Chọn dụng cụ cắt: Dùng đá mài hình trụ có chất kết dính kêramit kết hợp với bột màienbo để nghiền.

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ

Ta tính lượng dư cho nguyên công 1 là phay hai mặt đầu đồng thời còn các nguyên công khác

ta tra bảng

4.1.Nguyên công 1 là nguyên công phay hai mặt đầu đồng thời được thực hiện trên máy phay

ngang Ta chia ra làm hai bước: Phay thô và phay tinh

4.1.1 Lượng dư tính toán:

4.1.1.1.Bước 1: Phay thô

- Hai mặt đầu là hai mặt đối xứng do vậy theo công thức 3.2 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1

ta có lượng dư nhỏ nhất của bề mặt đối xứng là:

Tra bảng 3.62 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có (Rz + h)i-1 khi cắt phôi trên máy cưacần là 200 (m).

+ Δ∑i−1¿

¿

là tổng sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại Với bướccắt đứt phôi trên máy cưa cần thì sai lệch về vị trí không gian sẽ là độ nghiêng theo mặt đầu.theo bảng 3.62 ta có đọ nghiêng là 2mm = 2000m

 c là sai số chuẩn ở đây chuẩn định vị không trùng với chuẩn kích thước

do đó có sai số chuẩn Sai số chuẩn ở đây băng 1/2 dung sai kích thước chiều dài

của chi tiết Với phôi cắt đứt có dung sai là T = 3(mm) = 3000(m)

 k là sai số kẹp chặt: k = (ymax - ymin)cos

ở đây phương kích thước thực hiện và phương dịch chuyển của chuẩn gốc vuông gócvới nhau do đó  = 90  k = 0

 đg là sai số đồ gá : đg = √ε ct2 +ε m2+ε dc2

Trong đó:

ε ct là sai số chế tạo đồ gá ở đây chỉ có khối V nên sai số chế tạo là sai số hệ thống

cố định và đã được giảm rất nhiều băng cách chỉnh máy Do vậy ta

có thể lấy ct = 0,001(mm) = 1(m)

m là sai số mòn của đồ gá: m =  √N

N là số chi tiết gá trên đồ gá, ta chỉ gá một đồ gá do vậy N = 1

 là hệ số phụ thuộc cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc Với đồ gá là khối Vlàm bằng thép 20 làm việc trong điều kiện tải trọng trung bình

4.1.1.2.Bước 2: Phay tinh

Lượng dư nhỏ nhất của bước phay tinh là:

- Với bước sát trước là phay thô nên tra bảng 3.69 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập

1 ta có (Rz + h) = 50 + 50 = 100 (m)

- Kích thước khi phay thô: l1 = lchi tiết + 2Zimintinh = 47,05 + 20,157 = 47,364 (mm)

- Kích thước phôi : lphôi = l1 + 2Ziminthô = 47,364 + 22,304 = 51,972 (mm)

- Với phôi cắt đứt bằng máy cưa đĩa thì theo bảng 3.57 ta có dung sai của chiều dài phôi là :Tphôi = 800(m)

- Khi phay thô đạt độ chính xác cấp 8, theo bảng 3.91 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta códung sai của bước phay thô là : Tthô = 33(m)

- Khi phay tinh đạt độ chính xác cấp 6, theo bảng 3.91 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta códung sai của bước phay tinh là : Ttinh = 13(m)

4.1.4 Lượng dư giới hạn:

- Khi phay tinh:

4.1.6 Kiểm tra kết quả:

- Sau phay tinh:

Như vậy kết quả tính toán chính xác

Sau khi tính toán lượng dư của nguyên công 1 như ở trên thì ở các nguyên công sau ta tínhlượng dư bằng cách tra bảng

4.2 Nguyên công 2: Tiện mặt trụ ngoài 22 - Tiện mặt trụ ngoài 20 - Vát mép ngoài - Tiện

ren M221,5

Nguyên công này được chia làm bốn bước:

- Bước 1: Tiện mặt trụ ngoài 22 Do mặt trụ ngoài không yêu cầu độ bóng bề mặt cao nên tachỉ gia công một lần Bề mặt trụ 22 được tiện với lượng dư gia công đối xứng là Zb =

d a−d b

25−22

2 = 1,5 (mm)

- Bước 2: Tiện mặt trụ ngoài 20 Mặt trụ ngoài 20 được gia công sau bước gia công mặt trụ

22 do vậy lượng dư gia công là: Zb =

d a−d b

22−20

2 = 1 (mm)

- Bước 3: Vát mép ngoài Mép ngoài được vát mép với kích thước là 0,545

- Bước 4: Tiện ren M221,5 Ren được tiện một lần với bước ren là 1,5

4.3 Nguyên công 3: Tiện rãnh hướng kính 17 Gia công rãnh hướng kính là một nguyên công

rất phức tạp đòi hỏi trình độ cao ở đây rãnh được gia công bằng cách tiến dao từ ngoài vào chotới khi đạt kích thước 17

4.4 Nguyên công 4: Tiện mặt trụ ngoài 20 - Vát mép ngoài - Tiện ren M201,5.

Nguyên công được chia làm ba bước:

- Bước 1: Tiện mặt trụ ngoài 20 Do lượng dư tổng cộng là

25−20

2 = 2,5 (mm) nếu gia côngmột lần thì lượng dư lớn sẽ làm cho độ chính xác gia công không đảm bảo do vậy ta chia làmhai bước tiện thô và tiện tinh Với bước tiện tinh ta tra bảng 3- 120 sổ tay công nghệ chế tạomáy tập 1 ta có lượng dư gia công tinh 2a = 0,8 (mm) do đó lượng dư gia công thô là Zb= 2,5 -0,4 = 2,1 (mm)

- Bước 2: Vát mép ngoài Mép ngoài được gia công bằng dao tiện và có kích thước là 0,545

- Bước 3: Tiện ren M201,5 Ren được tiện bằng dao tiện và được tiện một lần với bước ren là1,5

4.5 Nguyên công 5: Phay bốn mặt bên.

Bốn mặt bên không yêu cầu cao về độ nhẵn bóng bề mặt nên ta chỉ cần phay một lần Do ta cầnphay từ mặt trụ sang mặt phẳng nên lưọng dư thay đổi, lượng dư lớn nhất là Zb =

22−19

2 =1,5 (mm)

4.6.Nguyên công 6: Khoan - Khoét - Vát mép - Doa - Nghiền lỗ trụ trong11.

Nguyên công được chia làm năm bước:

- Bước 1: Khoan lỗ 100,1 từ phôi thanh tròn, đặc, đạt Rz80 m(3)

- Bước 2: Khoét lỗ 10,80,05, đạt Rz40 m(4) Lượng dư gia công 2Zb = 0,8(mm)

- Bước 3: Doa lỗ 10,95 −0,04

+0,02

, đạt Rz10 m(6) Lượng dư gia công 2Zb = 0,15(mm)

- Bước 4: Vát mép có kích thước 0,51,5

- Bước 5: Nghiền tươi lỗ để khử vết xước sau khi doa, đạt 10,98- 0,04, Ra0,63 m(8) Lượng

dư gia công 2Zb = 0,03(mm)

4.7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện đạt độ cứng 60 - 62 HRC, độ bóng bề mặt giảm xuống Ra1,63

m(7)

4.8 Nguyên công 8: Vát mép - Nghiền bán tinh mặt trụ trong đạt 11+0.03,

Ra0,32 m(9) Lượng dư gia công 2Zb = 0,02(mm)

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT

Chế độ cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công, kết cấu của dụng cụ, vật liệu và các thông số củadụng cụ cắt, phương pháp gá dụng cụ cắt, dung dịch trơn nguội và tình trạng của hệ thống côngnghệ Chế độ cắt bao gồm chiều sâu cắt t, lượng chạy dao, vận tốc cắt v, lực cắt Pz, mômenxoắn Mx, và công suất cắt Ne Trong chương này ta chỉ tính toán chế độ cắt cho một nguyêncông còn các nguyên công khác thì tra bảng Ta tính chế độ cắt cho nguyên công 1

5.1 Nguyên công 1: Phay đồng thời hai mặt đầu Tuy đây là phương pháp gia công đồng thời

bằng hai dao nhưng hai dao này được gá trên cùng một trục và gia công hai bề mặt giống nhau

và đối xứng nhau nên có cùng chế độ cắt như nhau Do vậy ta chỉ cần tính như khi tính cho giacông bằng một dao

Nguyên công này được chia làm hai bước: Phay thô và phay tinh

5.1.1.Phay thô:

5.1.1.1 Chiều sâu cắt t: Chiều sâu cắt t1 được lấy bằng lượng dư gia công lớn nhất khi phay thôđược tính ở chương trước, do vậy t1 = 2,304 (mm).

- Chiều rộng cắt B bằng đường kính của phôi B = 25 (mm)

5.1.1.2 Lượng chạy dao S: Tra bảng 5- 33 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 với dao phaymặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6, công suất máy là 3kw ta có lượng chạy dao răng khiphay thô là Sz = 0,15 (mm/răng)

 Lượng chạy dao vòng: S = SzZ = 0,1510 = 1,5 (mm/vòng)

- D là đường kính dao phay D = 200(mm)

- T là chu kỳ bền của dao Tra bảng 5- 40 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có vớidao phay mặt đầu T = 180(phút)

- t,Sz,B,Z là các thông số của chế độ cắt đã được tính ở trên: t = 2,304(mm);

Sz = 0,15 (mm/răng); B = 25 (mm); Z = 18(răng)

- kv là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể:

kv = kMVknvkuv

Với: + kMV là hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công Tra bảng

5- 1 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 ta có công thức tính hệ số kMV đối với vật liệugia công là thép 45

Chọn theo máy nm = 252 (vòng/phút)

- CP, x, y, u, q, w là các hệ số và các số mũ Tra bảng 5- 41 với dao phay mặt đầu, vật liệuphần cắt là hợp kim cứng T15K6 khi gia công thép 45 ta có:

CP = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2

- t, S, B, Z là các thông số của chế độ cắt ta đã tính được ở trên

- D là đường kính dao phay D = 200(mm)

lực này để tính trục dao theo uốn

5.1.1.5 Mô men xoắn trên trục chính của máy: