bài tập lớn nguyên lý dụng cụ cắt bính

Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN Để tiện thô loạt chi tiết đạt kích thước Ø32±0.1, chiều dài l=200 từ phôi rèn C45, Ø36, l=260 I Trình bày cách xác định: Vật liệu dụng cụ cắt phù hợp vật liệu gia công Thông số hình học phần cắt dụng cụ cho nguyên công gia công thô Chọn máy gia công phù hợp Chế độ cắt cho nguyên công gia công thô (t, s, n) Vẽ nguyên công tiện thô, lập bảng thông số (dao, máy, t, s, n) để người công nhân thực theo tiến hành gia công chi tiết II Nghiên cứu lực cắt nhằm mục đích III Kiểm tra công suất cho phép máy nhằm mục đích Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt І Cách xác định: Vật liệu dụng cụ cắt phù hợp với vật liệu gia công: -Vì vật liệu gia công thép cacbon kết cấu chất lượng tốt (C45) nên ta chọn vật liệu làm dao (phần cắt) hợp kim cứng nhóm bít đặc điểm nhóm tính chống dính cao (hệ số ma sát với thép nhỏ) dùng để gia công vật liệu dẻo cắt tạo phoi dây có nhiệt độ cắt cao mặt trước thép cacbon,thép hợp kim… -Khi gia công thô yêu cầu chủ yếu có suất cao đặc điểm gia công thô có va đập nên ta chọn mác HKC có hàm lượng % chất kết dính coban (Co) lớn nhất.Trong số mác điển hình: T5K10,T14K8,T15K6,T30K4 mác T5K10 có hàm lượng % chất kết dính coban (Co) lớn nhất,do ta chọn mác này.Thành phần nhóm gồm có: 5% chất kết dính titan (TiC), 10% chất kết dính coban (Co),và 85% chất kết dínhVofram (WC) Cách xác định thông số hình học phần cắt dao cho nguyên công gia công thô -Khi gia công thô chiều sâu cắt lớn yêu cầu gia công thô suất cao trình hình thành phoi thoát phoi phải nhanh dễ dàng.Vì ta chọn góc dao sau: +Đối với góc trước: γ=100 (để giảm lực cắt Pz) +Đối với góc sau (α): Góc sau chủ yếu nhằm đảm bảo cho dụng cụ cắt dịch chuyển tự theo bề mặt gia công,làm giảm ma sát mài mòn theo mặt sau dụng cụ.Ta chọn α= α1=80 +Đối với góc φ φ1: Chọn góc φ =450 để giảm gây dung động cho hệ thống gia công.Khi gia công thô ta chọn φ1=150 +Đối góc nâng λ: Lấy λ=150 +Đối với bán kính mũi dao r: Để đảm bảo tuổi bền dao ta chọn r=1mm Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt Chọn máy gia công phù hợp Việc chọn máy gia công phù hợp quan trọng máy không chọn ta gia công chi tiết không tận dụng hết công suất máy gây lãng phí.Căn vào dạng sản xuất,vào thông số chi tiết gia công ta chọn máy có kiểu 1A62 (bảng 9-4,sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3) Bảng 3.1 Các thông số máy 1A62: Thông số +Dãy số vòng quay Giá trị 11,5; 14,5; 19; 24; 30; 37,5; 48; 58; 76; 96;120; 150; trục (vg/ph) +Dãy số lượng tiến 184; 230; 305; 380; 480; 600; 765; 955; 1200 0,082; 0,088; 0,1; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15;0,15; 0,2; dọc (m/ph) 0,23; 0,24; 0,25; 0,28; 0,3; 0,33; 0,35; 0,4; 0,45; 0,48; 0,5; 0,55; 0,60; 0,65; 0,71; 0,78; 0,91; 0,96; 1,00; 1,11; +Dãy số lượng tiến ngang (m/ph): 1,21; 1,28; 1,46; 1,59 0,027; 0,029; 0,033; 0,038; 0,040; 0,042; 0,050; 0,054; 0,058; 0,067; 0,075; 0,079; 0,084; 0,092; 0,10; 0,12; 0,13; 0,15; 0,16; 0,17; 0,0,18; 0,20; 0,23; 0,27; 0,30; +Đường kính lớn 0,32; 0,33; 0,37; 0,40; 0,41; 0,48; 0,52 400 mm chi tiết gia công thân máy: +Khoảng cách đầu 1000 mm tâm: +Đường kính lớn 210 mm chi tiết gia công bàn dao: +Chiều dài lớn 650 mm tiện đầu tâm: +Số cấp tốc độ trục 24 cấp chính: Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt +Đường kính lỗ trục 36 mm : +Kích thước dao: +Công suất động cơ: +Khối lượng máy: +Lực cho phép 25 × 25 (mm) 7,8 kw 2105kg Px = 350 Kg cấu tiến dao +Hiệu suất máy η = 0,75 Chế độ cắt cho nguyên công gia công thô a) Chiều sâu cắt t: h= DF − D 36 − 32 = = 2mm 2 Vì lượng gia công nhỏ đêr nâng cao suất cắt thô nên ta chọn lần cắt t = h = 2mm b) Bước tiến S:  Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao: Với thân dao có tiết diện hình chữ nhật ta có: = S1 Ypz BH [σ ] u 6.CPz t Xpz V nz K Pz L Trong đó: B-Chiều rộng tiết diện thân dao (mm) H-Chiều cao tiết diện thân dao (mm) Dựa vào sức bền vật liệu làm dao vật liệu gia công chọn vận tốc sơ Vsb=190 m/ph (bảng 35-1) Vì thân dao làm thép cacbon nên [σ ] u = 20 kG mm -Dựa vào thông số máy chọn 1A62 ta có kích thước dao là: B × H = 25 × 25 CPz: Hệ số xét điều kiện làm việc định đến lực cắt tra bảng (11-1) CĐCGCCK ta có CPz = 300 Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt + Xpz,Ypz ,nz : Chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng bước tiến,chiều sâu cắt vận tốc đến lực cắt.Tra bảng 11-1 ta có : Xpz = 1,0 Ypz = 0,75 nz = −0,15 +Kmpz: Xét đến ảnh hưởng vật liệu gia công tra bảng (12-1)  61  =  Kmpz  75  , 75 = 0,856 Trong σ = 61 KG mm (tra bảng 2.4 sổ tay thiết kế khí tập) np = 0,75 (tra bảng 13-1CĐCGCCK) +Kpz: Hệ số điều chỉnh chung lực cắt Kpz = K mpz Kϕpz K γpz K λpz K rpz Tra bảng 15-1 ta có: Kϕpz = 1,0; K γpz = 1,0; K λpz = 1,0; K rpz = 0,93 ⇒ Kpz = 0,856.1.1.1.0,93 = 0,796 + L: Tầm với (Khoảng cách từ mũi dao đến mép đầu gá dao) L = 1,5H = 1,5.25 = 37,5 Vậy S1 = 0, 75 25.252.20 = 2,63( mm vg ) 6.300.3.190− 0,15.0,796.37,5  Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền cấu chạy dao = Ypz S2 pm 1,45.C px t Xpx V nx K px Trong Pm=350kg (lực cho phép cấu tiến dao) Theo bảng 11-1 ta có Cpx = 339 ; Ypx = 0,5 ; nx = −0,4 ; Xpx = 1,0 Kpx = K mpx Kϕpx .K γpx K λpx K rpx  61  =   = 0,81 Trong đó: Kmpz  75  ; Kϕpx = 1,0; K γpx = 1,0; K λpz = 0,65; K rpx = 1,0 Các trị số K mpx ; Kϕpx ; K γpx ; K λpx ; K rpx tra từ bảng 12-1 15-1 CĐCGCCK 350 ⇒ = 0,5 1,45.339.3.190 − 0, 4.5,265 = 0,36( mm vg ) S2 Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt  Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ cứng vững chi tiết = Ypz S3 K E.J [ f ] 1,1.L CPz t Xpz V nz K Pz Trong đó: K hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết gia công: K = 48 gá mũi tâm E: Môđun đàn hồi vật liệu gia công: E = 2,1.104 ( N mm ) J = 0,05.D = 0,05.304 = 40500 mm J: (Mômen quán tính tiết diện ngang chi tiết gia công) +Đã tính ý trước: CPz = 300 ; Xpz = 1,0 ; Ypz = 0,75 ; nz = −0,15 ; Kpz = 0,796 L = 200 mm: Chiều dài chi tiết gia công không kể đoạn nằm mâm cặp máy Vậy S3 = 0,75 48.2,1.104.40500.0,05 1,1.2003.300.3.190 − 0,15.0,796 = 0,63 ( mm vg )  Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền mảnh hợp kim cứng = Ypz S4 [ Pz ] C pz t xpz K pz ( mm vg ) Trong đó: [ Pz ] : Lực lớn cho phép tác dụng lên mảnh hợp kim cứng [ Pz ] = 34.t 0,77 C1,35  sin 60    sin ϕ  0 ,8 Trong đó: t=3 mm chiều sâu cắt C= 6mm chiều dày mảnh hợp kim cứng ϕ = 450 : góc nghiêng ⇒ [ Pz ] = 34.3  sin 600      sin 45  , 77 1, 35 ,8 = 1046,65 N Đã tính ý trước: CPz = 300 ; Xpz = 1,0 ; Ypz = 0,75 ; Kpz = 0,796 1046,65 ⇒ = 0,75 300.3.0,796 = 1,66 ( mm vg ) S4 Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt Trong giá trị S1, S2, S3, S4 ta chọn giá trị nhỏ lượng chạy dao an toàn tính ra.Vậy Smin = 0,36 ( mm vg ) Đem Smin so sánh với bảng lượng chạy dao máy 1A62 ta có lượng chạy dao thực máy là: Sm = 0,35 ( mm vg ) c) Xác địmh tốc độ cắt +Khi tiện ngoài: Vn = Cv K v T t Xv S Yv ( m ph ) m Cv K v m Yv +Khi tiện cắt đứt: V T S ( m ph ) = Trong đó: Kv Hệ số điều chỉnh kể đến ảnh hưởng tất nhân tố đến tốc độ cắt Kv = K mv K nv Kϕv Kϕ1v K rv K qv K ov K uv K mv : Xét đến ảnh hưởng vật liệu gia công 75 Tra bảng 2-1 ta có: K mv = = 1,23 61 K nv = 0,8 xét đến trạng thái phôi (tra bảng 7-1) Kϕv = 1,0 kể đến ảnh hưởng góc ϕ (tra bảng 9-1) Kϕ 1v = 0,97 kể đến ảnh hưởng góc ϕ1 (tra bảng 9-1) K rv = 0,94 kể đến ảnh hưởng mũi dao (tra bảng 9-1) K qv = 1,0 kể đến ảnh hưởng tiết diện cán dao (tra bảng 9-1) K ov = 1,0 kể đến ảnh hưởng dạng gia công (tra bảng 9-1) K uv = 1,0 xét kể đến ảnh hưởng vật liệu làm dao (tra bảng 8-1) Vậy Kv = 1,23.0,8.1.0,97.0,94.1.1.1 = 0,9 Cv: Hệ số xét đến ảnh hưởng vật liệu gia công điều kiện tính vận tốc cắt Xv,Yv,m: Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng bước tiến,chiều sâu cắt,tuổi bền dụng cụ đến vận tốc cắt.Tra bảng 1-1 ta có : Khi tiện ngoài: Cv = 227 ; Xv = 0,15 ; Yv = 0,35 ; m = 0,2 Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt Khi tiện cắt đứt: Cv = 47 ; Yv = 0,8 ; m = 0,2 T: tuổi bền trung bình dụng cụ cắt tra bảng 1-1 ta có T=60 phút Vậy tốc độ cắt tiện là: Vng = 227.0,9 60 30,15.0,350,35 = 110 ( m ph ) 0, Tốc độ cắt tiện cắt đứt là: Vcd = 47.0,9 60 0,350,8 = 43 ( m ph ) 0, d) Xác định số vòng quay n Số vòng quay tiện là: nng = 10 3.V n 10 3.110 = = 1094,7 ( vg ph ) π D 3,14.32 Theo bảng số vòng quay trục máy ta chọn số vòng quay thực tế theo máy là: nng = 1200 ( vg ph ) (Lấy gần với số vòng quay tính toán) ⇒ Tốc độ cắt thực tiện ngoài: Vng πD.n ng = 1000 = 3,14.32.1200 = 120 ( m ph ) 1000 + Số vòng quay tiện cắt đứt là: ncđ = 10 3.Vcd 10 3.43 = = 427 ( vg ph ) π D 3,14.32 Chọn số vòng quay thực tế theo máy là: n = 480 ( vg ph ) + Tốc độ cắt thực tiện cắt đứt là: Vcđ = π D.ncd 3,14.32.480 = = 48 ( m ph ) 1000 1000 Trong đó: D đường kính chi tiết gia công D = 32 mm e) Kiểm nghiệm chế độ cắt +Kiểm nghiệm theo công suất máy Để máy gia công chi tiết ta phải có điều kiện sau: Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt Nc = Pz V ≤ N dc × η 103.60 Trong đó: Lực cắt chính: Pz = C Pz t Xpz S Ypz V nPz K pz C Pz = 300 : Hệ số phụ thuộc điều kiện gia công dạng gia công (tra bảng 11- 1) XPz = 1,0 : số mũ xét đến ảnh hưởng chiều sâu cắt (tra bảng 11-1) YPz = 0,75 : số mũ xét đến ảnh hưởng lượng chạy dao (tra bảng 11-1) nPz = −0,15 : số mũ xét đến ảnh hưởng vận tốc cắt (tra bảng 11-1) KPz = 0,796 : hệ số hiệu chỉnh chung lực cắt (đã tính phần bước tiến) , 75 −0 ,15 ⇒ Pz = 300.3 0,35 113 0,796 = 160 N V = 113 ( m ph ) : Tốc độ cắt trục Ndc = 7,8 kw : công suất động điện máy η = 0,75 : Hiệu suất máy 160.113 < 7,8.0,75 hay 0,3