Đồ án công nghệ chế tạo máy hàm kẹp di động eto ( Full bản vẽ 2D + thuyết minh)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MƠN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG HÀM DI ĐỘNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Th.S ĐẶNG MINH PHỤNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : LƯƠNG XUÂN HUY TRẦN TRỌNG NHÂN MSSV: 19344024 MSSV: 19344029 NGÀNH : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ LỚP : 19344B KHÓA : 2019-2021 TPHCM – THÁNG 12 NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật *** CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự đo – Hạnh Phúc o0o KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ tên: Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật khí MSSV: 4 MSSV:19344029 Lớp: 19344B Tên đề tài: Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công chi tiết HÀM DI ĐỘNG I Số liệu cho trước: Sản lượng: 8000 chiếc/năm Điều kiện thiết bị: Tự chọn II Nội dung thuyết minh tính tốn: Nghiên cứu chi tiết gia cơng: chức làm việc, tính cơng nghệ kết cấu, Xác định dạng sản xuất Chọn phôi phương pháp tạo phôi, tra lượng dư cho bề mặt gia cơng Lập tiến trình cơng nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh phương án, chọn phương án hợp lý Thiết kế nguyên công  Vẽ sơ đồ gá đặt  Chọn máy, kết cấu dao  Trình bày bước: chọn dao (loại dao vật liệu làm dao), tra chế độ cắt s, v, t; tra lượng dư cho bước tính thời gian cho bước cơng nghệ  Tính lượng dư gia cơng cho ngun cơng 1: Phay bán tinh mặt K  Tính chế độ cắt cho nguyên công 7: Khoan, khoét, vát mép lỗ Ø12 Tính chế độ cắt cho ngun cơng 9: Khoan, vát mép, taro lỗ M6, Phay lỗ ∅10 Thiết kế đồ gá: Vẽ sơ đồ nguyên lý, thiết kế cấu trình bày nguyên lý làm việc đồ gá Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp cấu kẹp Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá ghi yêu cầu kỹ thuật Tính sức bền cho chi tiết chịu lực III Các vẽ: Bản vẽ lắp cụm: (A3) Bản vẽ chi tiết: (A3) Bản vẽ chi tiết lịng phơi: (A3) Bản vẽ mẫu đúc: (A3) Bản vẽ lắp khuôn đúc: (A3) Tập vẽ sơ đồ nguyên công: vẽ (A3) Bản vẽ tách chi tiết từ đồ gá: (A3) Bản vẽ thiết kế đồ gá: (A1) IV Ngày giao nhiệm vụ: …/…/2019 V Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …/…/2019 VI Giáo viên hướng dẫn: Th.S Đặng Minh Phụng Chủ nhiệm môn Giáo viên hướng dẫn Ký tên Ký tên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy đồ án chuyên ngành sinh viên ngành Cơ khí, tổng hợp kiến thức từ nhiều môn học Công nghệ chế tạo máy, Dung sai kĩ thuật đo, … Ngày nay, với phát triển công nghệ, khoa học – kỹ thuật, ngành khí chế tạo máy có vai trị nhiệm vụ quan trọng viêc chế tạo máy móc thiết bị để tăng suất, chất lượng sản phẩm, góp phần vào phát triển đất nước Việc thiết lập qui trình công nghệ nhằm ứng dụng công nghệ gia công mới, loại bỏ công nghệ lạc hậu không đảm bảo u cầu kĩ thuật Ngồi ra, qui trình công nghệ giúp cho người chế tạo giảm thời gian gia công tăng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng Mục tiêu môn học tạo điều kiện cho người học nắm vững, có hiệu phương pháp vận dụng vào thiết kế, xây dựng quản lý q trình chế tạo sản phẩm khí kỹ thuật sản xuất tổ chức sản Hiện nay, ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng địi hỏi kỹ sư khí cán kỹ thuật khí đào tạo phải có kiến thức sâu rộng , đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất, sửa chữa sử dụng nhằm đạt tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu điều kiện qui mơ sản xuất cụ thể Mơn học cịn truyền đạt yêu cầu tiêu công nghệ q trình thiết kế kết cấu khí để góp phần nâng cao hiệu chế tạo chúng Từ giúp đỡ giao viên, đặc biệt thầy Đặng Minh Phụng chúng em hoàn thành đồ án môn học Tuy nhiên, thời gian giới hạn đồ án mơn học nên cịn nhiều thiếu sót Chúng em mong dạy thầy môn chế tạo máy Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Minh Phụng tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án này! TPHCM, ngày tháng năm Sinh viên thực Lương Xuân Huy & Trần Trọng Nhân MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI 1.1 Nghiên cứu chi tiết gia công: 1.2 Phân tích chi tiết gia cơng: .1 1.3 Xác định dạng sản xuất: 1.4 Vật liệu phương pháp chế tạo phôi : CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC TRÌNH TỰ GIA CÔNG 2.1.Thiết lập trình tự gia cơng hợp lý Trình tự gia công: Kết luận: 10 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG 10 3.1 Nguyên công 1: Phay mặt K: 10 3.2 Nguyên công 2: Phay mặt M,N 12 3.3 Nguyên công 3: Phay mặt E 14 3.4 Nguyên công 4: Phay thô bậc: .17 3.5 Nguyên công 5: Phay tinh bậc: 19 3.6 Nguyên công 6: Phay mặt B 21 3.7 Nguyên công 7: Khoan lỗ 11, khoét lỗ 12, vát mép 1x45° 24 3.8 Nguyên công 8: Khoan lỗ  taro M6: 27 3.9 Nguyên công 9: Khoan lỗ 5 taro M6, phay lỗ 10 29 CHƯƠNG 4: TÍNH LƯỢNG GIA CƠNG 32 4.1 Tính lượng dư gia cơng cho nguyên công 1: 32 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ CẮT 35 5.1 Nguyên công 7: Khoan, khoét, vát mép lỗ Ø12: 35 5.2 Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø6, phay lỗ bậc Ø10 taro lỗ M6: 37 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 40 6.1 Nguyên công 7: Khoan, khoét, vát mép lỗ Ø12 .40 6.2 Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø5, taro lỗ M6 phay bậc Ø10: 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHƠI 1.1 Nghiên cứu chi tiết gia cơng: 1.2 Phân tích chi tiết gia cơng: 1.2.1- Cơng dụng: - Dựa vào vẽ chi tiết ta thấy hàm di động chi tiết dạng hộp - Hàm di động loại chi tiết sử dụng rộng rãi ngành khí, đặc biệt chi tiết kẹp chặt như: Eto, kẹp máy phay, … Đây chi tiết chịu tải làm việc môi trường rung động 1.2.2.u cầu kỹ thuật: - Độ khơng vng góc má kẹp mặt bậc trượt < 0,02 - Độ không song song mặt bên bậc trượt < 0,02 1.2.3.Vật liệu chế tạo: - Vật liệu Thép C45 1.3 Xác định dạng sản xuất: - Trong chế tạo máy, người ta phân biệt thành dạng sản xuất:  Sản xuất đơn  Sản xuất hàng loạt ( lớn, vừa, nhỏ )  Sản xuất hàng khối SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng - Mỗi dạng sản xuất có đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Để xác định dạng sản xuất, ta cần phải tính: a Sản lượng hàng năm chi tiết: số chi tiết đựơc sản xuất năm, tính công thức: N  N1.(1   + 100 ) Trong đó: N : số chi tiết sản xuất năm N1 : số sản phẩm sản xuất năm  : phần trăm phế phẩm chủ yếu phân xưởng đúc rèn ( = 3% - 6%)  : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ: ( = 5% - 7%) Từ phiếu nhiệm vụ, ta có số liệu: Số sản phẩm sản xuất năm N0 =8000 chiếc/năm Ta chọn: Phế phẩm chủ yếu phân xưởng  = 3% Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ  = 5% Vậy : N=8000.1(1+(3+5)/100)=8640 (chi tiết/năm) b Trọng lượng chi tiết: Được xác định theo công thức: Q1 = V. (kG ) Trong đó: Q1: trọng lượng chi tiết ( kg ) V : thể tích chi tiết (dm3)  : khối lượng riêng vật liệu Với chi tiết hàm di động chi tiết dạng hộp, vật liệu Thép C45, nên: - Trọng lượng riêng Thép C45 là: 7,85 (kg/dm3 ) Sử dụng phần mềm Creo Parametric để tính thể tích chi tiết: Ta có: Vchitiet = 57738,3 mm3 = 0,058dm3  Khối lượng chi tiết là: SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy Q1 = V x  GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng = 8,75 x 0,058 = 0,5 ( kg ) * Cách xác định dạng sản xuất: Q1 – Trọng lượng chi tiết Dạng sản xuất – 200 kg > 200 kg < 4kg Sản lượng hàng năm chi tiết ( ) Đơn 1000 > 5000 > 50.000 ( Thiết kế ĐA-CNCTM – trang 13 ) Từ kết có qua tính tốn, kết hợp với việc tra bảng xác định dạng sản xuất, ta kết luận chi tiết sản xuất dạng sản xuất hàng loạt lớn 1.4 Vật liệu phương pháp chế tạo phôi : 1.4.1 Vật liệu: Với chi tiết hàm di động này, ta chọn vật liệu chế tạo thép C45 Với vật liệu C45 có thành phần hóa học sau : Độ bền Mác thép C45 Kéo Uốn 610 360 Thành phần hoá học ( % ) Độ cứng HRC 58 C Si Mn 0,45 0,25 0,6 P S Không 0,025% 1.4.2 Phương pháp chế tạo phôi: Phương pháp chê tạo phôi phụ thuộc vào dạng sản xuất, vật liệu, chức năng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bê mặt chi tiết Chọn phôi chọn vật liệu chế tạo, chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư gia cơng bê mặt, kích thước, dung sai cho q trình chê tạo phơi Các dạng phơi thường dùng ngành chế tạo máy: 1.Phôi thép thanh: Để chế tạo loại tiết như: lăn, loại trục, xi lanh, pittong, bánh có đường kính nhỏ, bạc 2.Phôi dập: Dùng cho tiết như: trục côn, trục thăng, loại bánh khác, chi tiết dạng càng, tiết dập máy búa nắm ngang máy dập đứng chi tiết đơn giản dập khơng có bavia, tiết phức tạp có bavia 3.Phơi rèn tự do: Dùng sản xuất đơn hang loạt nhỏ, ưu điểm loại phôi giá thành thấp SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng 4.Phôi đúc: Phôi đúc dùng loại chị tiết như: gối đỡ, chì tiết dạng hộp, loại phức tạp, loại trục chữ thập Vật liệu dùng cho phôi đúc gang, thép, đông, nhôm loại hợp kim khác Đúc thực khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn vỏ mỏng phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy Tùy theo dạng sản xuất, dạng vật liệu, hình đáng khơi lượng chi tiệt mà chọn phương pháp đúc hợp ly.Các phương pháp đúc: 4.1 Đúc khuôn cát: + Mẫu gỗ: Chất lượng bề mặt không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn loạt nhỏ Loại phơi có cấp xác: IT16 + IT17 Độ nhám bê mặt: Rz=l60um + Mẫu kim loại: Nếu cơng việc thực máy có cấp xác cao, giá thành cao so với đúc khuôn mâu băng gỗ Loại phù hợp với dạng sản xuât hàng loạt vừa lớn Loại phơi có câp xác: IT15 + IT16 Độ nhám bê mặt: Rz=80um 4.2 Đúc khuôn kim loại: Độ xác cao giá thành thiết bị đầu tư lớn, phơi có hình đáng gân giống với tiết, giá thành sản phầm cao Loại phù hợp với dạng sản xuât hang loạt lớn hang khơi Loại phơi có câp xác:T14 - T15 Độ nhám bê mặt: Rz=40um 4.3 Đúc li tâm: Loại phù hợp với tiết dạng tròn xoay, đặc biệt hình ống, hình xuyến 4.4 Đúc áp lực: Dùng áp lực để điền kim loại long khn Phương pháp thích hợp với tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao, trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao 4.5 Đúc khuôn vỏ mỏng: Loại tạo phơi xác cho chi tiết phức tạp dùng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối KẾT LUẬN: Sau so sánh phương pháp tạo phôi ta chọn phơi đúc vì: - Phù hợp sản xuất hàng khối, hàng loạt - Giá thành chế tạo vật đúc thấp - Độ nhám bề mặt cấp xác kích thước phù hợp đề thực ngun cơng Chọn phương pháp đúc: - Với yêu cầu kĩ thuật tiết, tính kinh tế, đạng sản xuất hàng khối ta chọn đúc khuôn cát mẫu kim loại, làm khn băng máy - Phơi đạt cấp xác II - Cấp xác kích thước: IT15 - IT16 - Độ nhám bề mặt Rz80 SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng 1000.Vk = 723,4(vòng/phút) πD Máy khoan K125 có nmin=97, nmax=1360, số cấp tốc độ m=9 Tìm cơng bội 𝜑 𝑛𝑡 = sau: 𝜑𝑚−1 =𝜑9−1 =𝜑8 = 𝑛𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑚𝑖𝑛 = 14,02 Ứng với 𝜑8 có giá trị 16 gần với 14,02 tương ứng với 𝜑=1,41(Bảng 4.7, tr 58, tài liệu [1]) 𝑛 723 Mặt khác 𝜑 𝑥 = 𝑡 = = 7,4 𝑛𝑚𝑖𝑛 97 Theo bảng 4.7 ứng với 𝜑=1,26 ta có giá trị 𝜑9 = có giá trị gần với 7,4 Vậy số vòng quay theo máy là: 𝐧𝐦 =8.97=776(vòng/ph) Tốc độ cắt thực tế: πDn π∗11∗776 Vtt = m= = 26,8 (m/ph) 1000 1000 Momen xoắn khoan quay quanh trục Oz: Mx = Fms1.l1 + Fms2.l2 + P0 (1) Với Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp P0 = 10.CP.Dq.Sy.kp Tra bảng 5-32 tài liệu [2]: Thép cacbon σb = 750Mpa, nguyên công khoan, Cắt lưỡi thép gió: Chọn : CM = 0,0345 ; q = ; y = 0,8 CP = 68 ; q = 1; y = 0,7 Tra bảng 5-1 tài liệu [2] σb > 600 ; kMP =( σ𝑏 𝑛 0,75 750 0,75 ) ;n= 750  kMP = ( ) = 750  Mx = 10.0,0345.112.0,170,8.1 = 10,03(N.m)=1003 KG.mm  P0 = 10.68.111.0,170,7.1 = 2169 (N) = 216,9 (N) Tính tốn cơng suất: - Cơng suất cắt khoan: N= - 𝑀𝑥 𝑛 9750 = 10,3.776 9750 = 0,81 kW Do lượng dư khoét vát mép khoan nên cơng suất cắt nhỏ SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 36 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng 5.2 Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø6, phay lỗ bậc Ø10 taro lỗ M6: 5.6.1 Chiều sâu cắt: - Khoan: t = 2,5 mm - Phay: t = 10 -Taro lỗ M6 5.6.2 Lượng chạy dao: - Vì dùng mũi khoan ruột gà thép gió vật liệu P18 có đường kính Ø5 nên S = 0,39 mm/vịng (bảng 5-89 tài liệu [2]) - Dao phay ngón thép gió 5.6.3 Tính chế độ cắt Khoan: - Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V = 𝐶𝑣.𝐷 𝑍𝑣 𝐾𝑣 𝑇 𝑚 𝑡 𝑥𝑣 𝑆 𝑦𝑣 (m/phút) - Dựa vào bảng 3-3 tài liệu [3], ta được: + Cột 5: 𝐶𝑉 = 17,1: hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện cắt đến tốc độ cắt + Cột 6:𝑍𝑉 = 0,25: số mũ biểu thị mức độ ảnh hưởng đường kính đến tốc độ cắt + Cột 7: 𝑋𝑉 = 0: số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng bước tiến đến tốc độ cắt + Cột 8: 𝑌𝑉 = 0,4: số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng chiều sâu cắt đến tốc độ cắt + Cột 9: m = 0,125: số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng tuổi bền dụng cụ cắt đến tốc độ cắt - Dựa vào bảng 4-3 trang 85, tài liệu [3], ta có: Tuổi bền dao: T = 45 phút - Hệ số 𝐾𝑣 = 𝐾𝑚𝑣 𝐾𝑛𝑣 𝐾𝑢𝑣 𝐾𝑙𝑣 = 0,9.0,8.1.1 = 0,72 + 𝐾𝑚𝑣 = 0,9 - Xét đến vật liệu gia công (HB = 200, bảng 5-3 trang 86, tài liệu [3]) + 𝐾𝑛𝑣 = 0,8 - Xét đến trạng thái phơi (Có vỏ cứng, thơng thường, bảng 7-1 trang 17, tài liệu [3] + 𝐾𝑢𝑣 = - Xét đến ảnh hưởng vật liệu làm dao (BK8, bảng 8-1 trang 17, tài liệu [3]) + 𝐾𝑙𝑣 = - Xét ảnh hưởng chiều sâu lỗ (bảng 6-3 trang 86, tài liệu [3]) - Từ kiện trên, ta có tốc độ: V = 17,1.130,25 450,2 0,390,4 0,72 = 16,8 (m/ph) - Po = Cp.Dzp.Syp.Kmp (KG) - M = CM.DzM.SyM.KmM (KGm) - Tra bảng 7-3 trang 87 tài liệu [3], ta được: + Cp = 42,7: Hệ số lực chiều trục xét đến điều kiện cắt định + Zp = 1: Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng đường kính mũi khoan đến lực cắt khoan SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 37 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng + Yp = 0,75: Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng chiều sâu cắt đến lực cắt khoan + CM = 0,021: Hệ số momen xoắn xét đến điều kiện cắt định + ZM = 2: Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng đường kính mũi khoan đến momen xoắn khoan + YM = 0,8: Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng chiều sâu cắt đến momen xoắn khoan - Tra bảng 12-1 13-1 trang 21, tài liệu [3], ta được: 𝐻𝐵 𝑛𝑝 200 0,6 ) = 1,03 𝐾𝑚𝑝 = 𝐾𝑚𝑀 = ( ) =( 190 190 =>>Po = 42,7.131.0,390,75.1,03 = 247.6 (KG) =>>M = 0,021.132.0,392.1,03 = 0,3 (KGm) 5.6.4 Cơng suất cắt: 1000𝑉 1000.5,67 - Số vịng quay: 𝑛 = = = 138,8 (vịng/phút) - Cơng suất cắt: 𝑁 = 𝜋.13 𝑀.𝑛 975 = 𝜋.13 3,4.773 975 = 2,7 (kW) Phay: *Thông số: -Chiều sâu cắt: t = 10 -Chiều rộng phay: B = - Lượng chạy dao vòng: S = 𝑆𝑧 Z = 0,18 = 0.72 (mm/ vòng) - Lượng chạy dao răng: 𝑆𝑧 = 0,18 (mm/ răng) - Số dao phay: Z = - Lượng chạy dao phút: 𝑆𝑀 = 𝑆𝑧 Z.n = 0,18.4.955 = 687 (mm/ phút) 1000.𝑣 1000.30 - Số vòng quay dao phay: n = = = 955 (vòng/ phút) 𝜋.𝐷 -Đường kính dao phay: D = 10 mm 3,14.10 *Chiều sâu cắt: - t = 10 *Lượng chạy dao: -𝑆𝑧 = 0,18(mm/ răng) -S = 0.72(mm/ vòng) *Vận tốc cắt tính theo cơng thức: V= 𝐶𝑣 𝐷 𝑞𝑣 𝑦 𝑚 𝑋 𝑇 𝑡 𝑣 𝑆𝑧 𝑣 𝐵𝑢𝑣 𝑍 𝑝𝑣 𝐾𝑣 ( m/ phút) - Dựa vào bảng 1-5 tài liệu [3], ta được: + 𝐶𝑉 = 17,1: hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện cắt đến tốc độ cắt + 𝑍𝑉 = 0,25: số mũ biểu thị mức độ ảnh hưởng đường kính đến tốc độ cắt + 𝑋𝑉 = 0: số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng bước tiến đến tốc độ cắt SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 38 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng + 𝑌𝑉 = 0,4: số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng chiều sâu cắt đến tốc độ cắt + m = 0,125: số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng tuổi bền dụng cụ cắt đến tốc độ cắt - Hệ số 𝐾𝑣 = 𝐾𝑚𝑣 𝐾𝑛𝑣 𝐾𝑢𝑣 𝐾𝑙𝑣 = 0,9.0,8.1.1 = 0,72 + 𝐾𝑚𝑣 = 0,9 - Xét đến vật liệu gia công (bảng 2-1 trang 15, tài liệu [2]) + 𝐾𝑛𝑣 = 0,8 - Xét đến trạng thái phôi (bảng 7-1 trang 17, tài liệu [2] + 𝐾𝑢𝑣 = - Xét đến ảnh hưởng vật liệu làm dao (bảng 8-1 trang 17, tài liệu [2]) + T = 120 - Tuổi bền dao (Bảng 2-5, trang 122tài liệu [2])  V= = 𝐶𝑣 𝐷 𝑞𝑣 𝐾𝑣 𝑦 𝑇 𝑚 𝑡 𝑋𝑣 𝑆𝑧 𝑣 𝐵𝑢𝑣 𝑍 𝑝𝑣 17,1∗100,25 1200,125 ∗0,180,4 ∗4 0,72 = 14,27 (m / phút) *Lực cắt phay: 𝑦𝑝 𝑃𝑍 = 𝐶𝑝 .𝑡 𝑥𝑝 𝑆𝑧 𝐵𝑢𝑝 𝑍 𝐷 𝑞𝑝 𝑛𝜔𝑝 𝐾𝑝 ( KG) Z = – số dao phay Tra bảng 3-5.trang 122, tài liệu [2]  𝑃𝑍 = 𝑦𝑝 𝐶𝑝 .𝑡 𝑥𝑝 𝑆𝑧 𝐵𝑢𝑝 𝑍 𝐷 𝑞𝑝 𝑛𝜔𝑝 𝐾𝑝 = 766 KG -Công suất cắt phay: 𝑁= 𝑃𝑧 𝑉 60.102 = 766.14,27 SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân 60.102 = 1,78 (KW) Trang 39 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 6.1 Nguyên công 7: Khoan, khoét, vát mép lỗ Ø12 6.1.1.Yêu cầu kĩ thuật - Gia công Khoan, khoét, vát mép lỗ Ø12 6.1.2 Nhiệm vụ thiết kế đồ gá - - Đồ gá phải đảm bảo cho trình định vị kẹp chặt nhanh chóng, đảm bảo thời gian gia cơng ngắn đảm bảo nhịp độ yêu cầu sản xuất Đồ gá phải góp phần đảm bảo độ xác gia công Giá thành phải rẻ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ghép, vật liệu dễ tìm, dễ thay dễ sử dụng 6.1.3 Nguyên lí hoạt động đồ gá - Phương pháp định vị: chi tiết định vị lên phiến tì, chốt định vị đầu phẳng phía sau chốt định vị đầu phẳng bên hông Thao tác: Đặt chi tiết lên phiến tì áp vào vị trí chốt định vị đầu phẳng sau chốt định vị đầu phẳng bên hông Khi siết cấu kẹp theo chiều siết chặt, lực kẹp tác dụng lên chi tiết thông qua cấu kẹp liên động Khi tháo cấu kẹp, rút chi tiết khỏi đồ gá 6.1.4 Tính lực kẹp cần thiết : Sơ đồ định vị : - Dùng phiến tỳ định vị mặt đáy BTD, dùng chốt đầu phẳng định vị mặt lưng 2BTD, chốt đầu phẳng định vị bên hông bậc tự Chi tiết định vị BTD SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 40 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy - - GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng Dùng cấu kẹp kẹp liên động, lưc kẹp hướng vào mặt Phân tích ảnh hưởng lực lên chi tiết: o Chi tiết có xu hướng tịnh tiến theo x,y,z khử định vị bậc o Chi tiết khơng có xu hướng bị lật bề mặt đủ lớn o Chi tiết có xu hướng quay:  Quay quanh Ox Oy bị khử định vị hình vẽ  Quay quanh Oz lớn bước khoan Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết gá đặt gia cơng Khi khoan hình thành lực Pz Py Lực Pz Py tạo thành hợp lực R Lực R làm cho chi tiết xoay quanh tâm trụ Ø11 Khi dùng lực Wct tác dụng vào mặt chi tiết thông qua cấu kẹp liên động gây lực ma sát F’ms mặt chi tiết mỏ kẹp lực Fms mặt chi tiết phiến tỳ Hai lực ma sát giữ chi tiết không bị xoay Tuy nhiên, lực ma sát F’ms mặt chi tiết mỏ kẹp khơng đáng kể Phương trình cân tâm A: Mk =Mfms1 l1 +Mfms2 l2 Momen làm chi tiết bị xoay phương trình cân chi tiết chịu tác dụng momen: Mk =Mfms1 l1 +Mfms2 l2 SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 41 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng Momen xoắn khoan quay quanh trục Oz: Mx = Fms1.l1 + Fms2.l2 (1) Với Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp P0 = 10.CP.Dq.Sy.kp Tra bảng 5-32 tài liệu [2]: Thép cacbon σb = 750Mpa, ngun cơng khoan, Cắt lưỡi thép gió: Chọn : CM = 0,0345 ; q = ; y = 0,8 CP = 68 ; q = 1; y = 0,7 Tra bảng 5-1 tài liệu [2] σb > 600 ; kMP =( σ𝑏 𝑛 750 ) ;n= 750 0,75 0,75  kMP = ( ) = 750  Mx = 10.0,0345.112.0,170,8.1 = 10,03(N.m)=1003 KG.mm  P0 = 10.68.111.0,170,7.1 = 2169 (N) = 216,9 (N) Do dùng cấu kẹp liên động (như hình vẽ trên), đầu vít tác dụng lực lên mỏ kẹp, mỏ kẹp tác dụng lên mặt chi tiết sinh lực Fms’ (xem không đáng kể).Ở mặt chi tiết có dạng phẳng định vị phiến tỳ sinh lực 𝐹𝑚𝑠1 , 𝐹𝑚𝑠2 Trong : Fms  N f f = 0,15 hệ số ma sát mặt chi tiết với phiến tỳ K hệ số an tồn phụ thuộc vào điều kiện gia cơng: K0=1,5 hệ số an toàn K1=1,2 hệ số bề mặt gia công tinh K2=1,2 hệ số tăng lực cắt dao mòn K3=1,3 hệ số lực kẹp tay K4=1,2 hệ số ảnh hưởng momen làm quay chi tiết quanh trục K5=1,2 hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn K6=1,2 hệ số xét dến thuận lợi thao tác kẹp Kẹp tay N1 = 16 N2 Ta có: Wtt tổng = N1 + N2  Mkhoan = N2.l1.f + N2.l2.f 16 (với f = 0,1 ÷ 0,15, theo bảng 6.3, tài liệu [1]) SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 42 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng  1003 = N2.16.0,15 + N2.0,15.9 16  N2 = 371(KG)  N1 = N2 = 208,5 (KG) 16  N1+ N2 = Wtt + Po=630 (KG)  208,5+371 = Wtt + 216,9  Wtt tổng = 362,6 (KG) mà Wtt tổng = 2Wtt kẹp (như hình vẽ)  Wtt kẹp = 181 KG Xét momen điểm O (như hình vẽ), tác dụng lực xuống mặt chi tiết có phản lực phương ngược chiều, ta có: 𝑀𝑝𝑙𝑊𝑐𝑡 𝑘ẹ𝑝 = 𝑀𝑊𝑡𝑡 𝑏𝑢𝑙𝑜𝑛𝑔  𝑊𝑡𝑡 𝑘ẹ𝑝 85 = 𝑊𝑡𝑡 𝑏𝑢𝑙𝑜𝑛𝑔 50  Wtt = 307,7(KG)  Wct = k Wtt = 1.5 × 350.2 = 461,5(KG) - Đường kính bulong: 𝑑 = 𝐶 √ 𝑊𝑐𝑡 𝜎 = 9,5(𝑚𝑚), ta chọn d=10 mm - Chọn bu lông M10 (mm) Tính sai số cho phép đồ gá: - Sai số chế tạo cho phép tính theo cơng thức sau:  ct   gd  [ c2   k2   m2   dc2 ] (Trang 148, tài liệu [1]) - Trong đó: + Sai số chuẩn εc = : kích thước lỗ phụ thuộc vào kích thước dao + Sai số kẹp chặt εk = - + Sai số mòn: εm = 𝛽 √𝑁 = 17,9μm công thức trang 148 tài liệu [1] Trong : β = 0,2 hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị N =8000 : số lượng chi tiết gia công đồ gá + Sai số điều chỉnh : εđc = 5μm ( phụ thuộc vào khả điều chỉnh dụng cụ dùng để điều chỉnh gá lắp) Chi tiết khơng định BTD Kích thước Ø12 dao thực điều chỉnh, kích thước cịn kích thước 20 đồ gá thực Kích thước 29 có sai lệch + 0,042mm tức dung sai 0,084mm 1 - Sai số gá đặt cho phép : [εgđ] = δ = 0,084 = 0,028 3 - Vậy ta có : - [εct] = √0,0282 − (0,01792 + 0,0052 ) = 0,02 mm Từ giá trị sai số chế tạo cho phép đồ gá, yêu cầu kĩ thuật cho đồ gá : - Độ khơng song song bề mặt phiến tì đáy đồ gá < 0,02 - Độ khơng vng góc tâm lỗ bạc với bề mặt phiến tì < 0,02 - Độ khơng vng góc chốt định vị đầu phẳng với đáy đồ gá < 0,02 6.1.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 43 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng - Từ kết tính tốn sai số chế tạo cho phép, ta đưa yêu cầu kỹ thuật sau: 6.1.6 Bảo quản đồ gá: - Trong q trình gia cơng, khơng để phoi bám bề mặt định vị Khi sử dụng xong cần lau sạch, quét kĩ bụi, phoi bám phiến tỳ, chốt định vị đầu phẳng - Khi cất giữ cần bảo quản điều kiện có bơi nhớt chống oxi hóa lên bề mặt đồ gá - Đây đồ gá chuyên dùng nên phải bảo quản điều kiện tốt 6.2 Nguyên công 9: Khoan lỗ Ø5, taro lỗ M6 phay bậc Ø10: 6.2.1 Yêu cầu kỹ thuật: - Gia công khoan lỗ Ø6, taro lỗ M6 phay bậc Ø10, taro lỗ M6 6.2.2 Nhiệm vụ thiết kế đồ gá: -Đồ gá phải đảm bảo cho trình định vị kẹp chặt nhanh chóng, đảm bảo thời gian gia cơng ngắn đảm bảo nhịp độ yêu cầu sản xuất -Đồ gá phải góp phần đảm bảo độ xác gia công -Giá thành phải rẻ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ghép, vật liệu dễ tìm, dễ thay dễ sử dụng 6.2.3 Nguyên lý hoạt động đồ gá: -Phương pháp định vị: Chi tiết gia công đặt lên chốt tỳ mặt đáy, phiến tỳ mặt bên bề mặt định vị chính, chốt tỳ mặt bên để cố định chi tiết -Thao tác: Đặt mặt đáy chi tiết lên chốt tỳ, tựa vào phiến tỳ chốt tỳ mặt bên Sau siết cấu kẹp theo chiều kim đồng hồ chặt để cố định chi tiết Kế tiếp, xoay phiếm lật qua bên thành đối diện cố định nhờ vít chữ T Để tháo chi tiết, vặn vít chữ T xoay phiếm lật vị trí ban đầu, mở cấu kẹp cách xoay ngược chiều kim đồng hồ chi tiết lên SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 44 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng * Sơ đồ gá đặt: - Lực cắt Po có tác dụng kẹp chặt chi tiết gia cơng lỗ thơng nên bỏ qua lực - Momen Mx có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh tâm lỗ Để chống lại mômen xoay cần kẹp chặt với lực kẹp cần thiết Wct tạo mômen ma sát mặt đáy chi tiết -Phương trình cân mơmen tâm lỗ gia cơng có dạng: SVTH:Lương Xn Huy Trần Trọng Nhân Trang 45 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng Wct.a = K.Mx 𝑾𝒄𝒕 = 𝑲.𝑴𝑿 f.a - Với K hệ số an toàn xét đến khả làm tăng lực cắt trình gia công (công thức trang 145, tài liệu [1]) K = K K1 K K3 K4 K5 K6 K0: hệ số an toàn cho tất trường hợp K0 = 1,5 K1: hệ số tính tốn tăng lực cắt độ bóng bề mặt thay đổi K1 = 1,1 K2: hệ số tăng lực cắt dao mòn K2 = 1,5 K3: hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn K3 = 1,2 K4: hệ số tính đến ổn định lực kẹp K4 = (kẹp khí) K5: hệ số xét đến thuận lợi thao tác kẹp Kẹp tay có góc quay < 90o lấy K5 = K6: hệ số tính đến momen làm quay chi tiết Định vị phiến tỳ K6 = 1,2  K = 1,5.1,1.1,5.1,2.1.1.1,2 = 3,6 - Tra bảng 6.3 trang 145 tài liệu [1] ta có: + f = 0,1 (Bề mặt chi tiết gia công phiến tỳ) a = 20 (mm): khoảng cách từ điểm đặt lực kẹp đến tâm xoay Mx = 0,3 (KG.m) = 300 (KG.mm) 𝑾𝒄𝒕 = 𝟑,𝟔.𝟑𝟎𝟎 = 540 (kG) 0,1.20 -Lực kẹp W bu long để tạo Wct lên chi tiết: 𝑾 = 𝑾𝒄𝒕 𝒍 𝑳𝟏 = 𝟓𝟒𝟎 𝟓𝟓 𝟒𝟓 = 𝟔𝟔𝟎 (𝑲𝑮) 6.2.4 Chọn đường kính bulong: -Sử dụng cơng thức trang 146, tài liệu [1], ta tìm đường kính đỉnh ren: 𝑊 660 𝜎 10 𝑑 = 𝐶√ = 1,4 √ = 11.3 (𝑚𝑚) SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 46 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng -Trong đó: + C = 1,4 ren hệ mét + σ ứng suất kéo (kG/mm2); bulong thép 45 σ = 8-10 Chọn σ = 10 (kG/mm2) - Chọn đường kính đỉnh ren d = 12 mm 6.2.5 Tính sai số cho phép đồ gá: Tính theo độ song song mặt định vị tâm lỗ Ø6 - Sai số chế tạo cho phép tính theo công thức sau: 2 + 𝜀 ] (Trang 148, tài liệu [1]) 𝜀𝑐𝑡 = √𝜀𝑔𝑑 − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 Sai số chuẩn: 𝜀𝑐 = chuẩn định vị trùng với góc kích thước nên sai số chuẩn không - Sai số kẹp chặt: 𝜀𝑘𝑐 = phương lực kẹp vng góc với phương kích thước - -Sai số mịn: 𝜀𝑚 =𝛽 √𝑁 = 0,2 √15000 = 24 µm + : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị:  = 0,2 (định vị phiến tỳ) + N: Số lượng chi tiết gia công đồ gá (N = 15000 chi tiết, sử dụng bạc dẫn hướng tháo lắp nhanh) - Sai số điều chỉnh máy: εdc= 5-10µm Chọn εdc = 5µm - Sai số gá đặt: 𝟏 𝟏 𝟑 𝟑 𝜺𝒈𝒅 = 𝜹 = 𝟎, 𝟏 = 33 µm - Vậy sai số chế tạo: 2 + 𝜀 ] = √332 − [242 + 52 ] = 22 µ𝑚 𝜀𝑐𝑡 = √𝜀𝑔𝑑 − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 Yêu cầu kỹ thuật: + Độ không song song tâm lỗ bạc dẫn hướng với mặt phẳng phiến tỳ định vị mặt bên chi tiết khơng q 0,022 mm  Tính theo kích thước mặt đáy tâm lỗ Ø6 - Sai số chế tạo cho phép tính theo cơng thức sau: 2 + 𝜀 ] (Trang 148, tài liệu [1]) 𝜀𝑐𝑡 = √𝜀𝑔𝑑 − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 Sai số chuẩn: 𝜀𝑐 = chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường (mặt đáy chi tiết dùng để định vị gốc kích thước) - Sai số kẹp chặt: 𝜀𝑘𝑐 = 70 kẹp ren vít gá phiến tỳ (Bảng 5.13 tài liệu [1]) - - Sai số mòn: 𝜀𝑚 =𝛽 √𝑁 = 0,2 √15000 = 24 µm + : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị:  = 0,2 (định vị phiến tỳ) + N: Số lượng chi tiết gia công đồ gá (N = 15000 chi tiết, sử dụng bạc dẫn hướng tháo lắp nhanh) SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 47 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng - Sai số điều chỉnh máy: εdc= 5-10µm Chọn εdc = 5µm - Sai số gá đặt: 𝟏 𝟏 𝟑 𝟑 𝜺𝒈𝒅 = 𝜹 = 𝟎, 𝟐𝟓 = 83 µm - Vậy sai số chế tạo: 2 + 𝜀 ] = √832 − [702 + 242 + 52 ] = 30 µ𝑚 𝜀𝑐𝑡 = √𝜀𝑔𝑑 − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 Ta có u cầu kỹ thuật: + Độ khơng vng góc tâm bạc dẫn hướng với mặt đáy không 0,03 mm 6.2.6 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: - Từ kết tính tốn sai số chế tạo cho phép, ta đưa yêu cầu kỹ thuật sau: + Độ không song song tâm lỗ bạc dẫn hướng với mặt phẳng phiến tỳ định vị mặt bên chi tiết không 0,022 mm + Độ khơng vng góc tâm bạc dẫn hướng với mặt đáy không 0,03 mm 6.2.7 Bảo quản đồ gá: - Trong q trình gia cơng, khơng để phoi bám bề mặt định vị Khi sử dụng xong cần lau sạch, quét kĩ bụi, phoi bám phiến tỳ - Khi cất giữ cần bảo quản điều kiện có bơi nhớt chống oxi hóa lên bề mặt đồ gá - Đây đồ gá chuyên dùng nên phải bảo quản điều kiện tốt SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 48 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng KẾT LUẬN Trong thời gian thực đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy em củng cố lại kiến thức học tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích khác Ngồi việc củng cố mặt lý thuyết Cơng Nghệ Chế Tạo Máy, em tìm hiểu kỹ phương pháp công nghệ thông dụng khác Qua tạo cho em hiểu biết rõ ràng so với nghiên cứu lý thuyết Tuy nhiên số liệu mà em tính tốn dưa gốc độ sử dụng tư liệu, sổ tay phải gặp điều không thực tế Do q trình làm đồ án em khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy cô dẫn thêm Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Minh Phụng tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án mơn học kịp tiến độ SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 49 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: ThS.Đặng Minh Phụng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY; NXB ĐHQG-HCM 2014 [2] – Nguyễn Đắc Lộc SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – TẬP 1,2,3; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010 [3] – Nguyễn Ngọc Đào – Trần Thế San – Hồ Viết Bình CHẾ ĐỘ CẮT GIA CƠNG CƠ KHÍ – NXB ĐÀ NẴNG 2002 [4] – Trần Văn Địch THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2008 [5] – Phan Minh Thanh – Hồ Viết Bình: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY; NXB ĐHQG-HCM 2013 [6] – Nguyễn Xuân Bông – Phạm Quang Lộc THIẾT KẾ ĐÚC; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 1978 [7] – Trần Quốc Hùng DUNG SAI – KỸ THUẬT ĐO; NXB ĐHQG-HCM 2012 SVTH:Lương Xuân Huy Trần Trọng Nhân Trang 50