Mục đích: Đây là nguyên công gia công để đảm bảo độ cứng của chi tiết trong quá trình làm việc
Nguyên công này gồm 2 bước tôi và ram
Làm tăng độ cứng của chi tiết sau khi gia công xong, chi tiết sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng 40 : 45 HRC.
31
Thực hiện chi tiết trong lò điện .
Tra bảng 41: Sổ tay nhiệt luyện - Đặng Lẽ Toàn Tạ Anh Tuấn.
Tôi
Nhiệt độ nung của chi tiết 830: 850 °C
- Thời gian nung nóng chi tiết nhiệt ở 830 ~ 850 oC là T=600 ~ 650 giây (tra bảng 14 sổ tay nhiệt luyện)
- Thời gian giữ nhiệt ở 850° - 850° C là T=20 phút (tra bảng 15 sổ tay nhiệt luyện) - Thời gian làm nguội xuống 200° ~ 230° C: 30 phút (Tra bảng32: Số tay nhiệt) - Môi trường làm nguội: làm nguội bằng dầu
Ram
Ram chi tiết ở nhiệt độ = 300° ~ 450° C
- Thời gian giữ nhiệt ở 300 ~ 450 oC để ram chi tiết : T=120phút (Tra bảng 17 sổ tay nhiệt luyện)
32
- Kiểm tra độ cứng của chi tiết đạt được sau khi nhiệt luyện bằng phương pháp Brinen
4.10. Nguyên công 10: Mài đoạn trục lắp ổ lăn
- Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên 2 mũi chống tâm hạn chế 5 bậc tự do + mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do
+ mũi tâm di dộng hạn chế 2 bậc tự do
- Chọn máy: Máy mài tròn ngoài 3A141 do Nga sản xuất
Theo bảng 5.29 – sổ tay chế tạo máy 2 ta có thông số quan trọng sau: Công suất :4 kW
33
Tốc độ đá mài (vg/ph) 1650-1980 Đường kính đá lớn nhất 400mm Bước tiến của bàn s= 0.1~4 mm/ph Phạm vi tốc độ 40-375 vg/ph
- Chọn đá mài: đá mài400x40x40-32K3-Ђ OCT 2124- 67 có kết cấu và các thông số sau
Kết cấu:
Thông số:
D, mm d, mm H, mm Vật liệu đá mài Độ hạt Chất kết dính
400 40 40 Cacbit Silic xanh 32 Bakêlic
- Chế độ cắt: tra bảng 5-55 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có bảng thông số sau
Bước Máy Đá mài Vdm
(m/s) Vphoi (m/ph) t (mm) S (mm/ph) Sp (mm/vòng) Mài thô 3A141 400x40x40 40 40 0,02 20 0,005
Thời gian nguyên công - Thời gian cơ bản:
T0 = 1,25. 0,02
0,02.255= 0,05 (ph) - Thời gian từng chiếc:
Tc = T0 + Tp +Tpv + Ttn
= 0,05 + 8%.T0 + 8%.T0 + 4%T0 = 0,06 (ph) Giá thành chế tạo nguyên công
34 Sl = 𝐶.𝑡𝑡𝑐 60 = 32000.0,06 60 = 32 (đồng) - Giá thành điện: Sđ = 𝐶đ.𝑁𝑚.ƞ𝑚.𝑡0 60.ƞ𝑐.ƞđ = 2300.4,5.0,9.0,05 60.0,95.0,9 = 9,08 ( đồng) - Chi phí cho dụng cụ: Sdc = ( 𝐶𝑑𝑐 ƞ𝑛+1 + 𝑡𝑚.Pm).𝑡0 𝑇 = (300000 3+1 + 5.500). 0,05 50 = 77,5 (đồng) - Chi phí khấu hao máy:
Skh
𝑐𝑚.𝐾𝑘ℎ
𝑛.100 = 80000000.10%
4440.100 = 18,01 (đồng) - Chi phí sửa chữa máy
Ssc = 𝑅.𝑡0 18 = 19.0,05 18 = 0,053 (đồng) - Chi phí sử dụng đồ gá: Ssddg = 𝐶𝑑𝑔.(𝐴+𝐵) 𝑛 = 4000000.(0,33+0,15) 4440 = 432,43 (đồng) - Giá thành chế tạo chi tiết ở nguyên công:
Sctnc = Sl + Sđ + Sdc + Skh + Ssc +Ssddg
= 32 + 9,08 + 77,5 + 18,01 + 0,053 + 432,43 = 569,073 (đồng)
4.11. Nguyên công 11: Mài đoạn trục lắp bánh răng
- Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên 2 mũi chống tâm hạn chế 5 bậc tự do + mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do
+ mũi tâm di dộng hạn chế 2 bậc tự do
35
- Chọn đá mài: đá mài400x40x40-32K3-Ђ OCT 2124- 67 - Chế độ cắt:
Bước Máy Đá mài Vdm
(m/s) Vphoi (m/ph) t (mm) S (mm/ph) Sp (mm/vòng) Mài thô 3A141 400x40x40 40 30 0,02 20 0,005
Thời gian nguyên công - Thời gian cơ bản:
T0 = 1,25. 0,01
0,01.255= 0,05 (ph) - Thời gian từng chiếc:
Tc = T0 + Tp +Tpv + Ttn
= 0,05 + 8%.T0 + 8%.T0 + 4%T0 = 0,06 (ph) Giá thành chế tạo nguyên công
- Chi phí tiền lương cho công nhân: Sl = 𝐶.𝑡𝑡𝑐 60 = 32000.0,06 60 = 32 (đồng) - Giá thành điện: Sđ = 𝐶đ.𝑁𝑚.ƞ𝑚.𝑡0 60.ƞ𝑐.ƞđ = 2300.4,5.0,9.0,05 60.0,95.0,9 = 9,08 ( đồng) - Chi phí cho dụng cụ: Sdc = ( 𝐶𝑑𝑐 ƞ𝑛+1 + 𝑡𝑚.Pm).𝑡0 𝑇 = (300000 3+1 + 5.500). 0,05 50 = 77,5 (đồng) - Chi phí khấu hao máy:
Skh𝑐𝑚.𝐾𝑘ℎ
𝑛.100 = 80000000.10%
4440.100 = 18,01 (đồng) - Chi phí sửa chữa máy
Ssc = 𝑅.𝑡0 18 = 19.0,05 18 = 0,053 (đồng) - Chi phí sử dụng đồ gá: Ssddg = 𝐶𝑑𝑔.(𝐴+𝐵) 𝑛 = 4000000.(0,33+0,15) 4440 = 432,43 (đồng)
36
- Giá thành chế tạo chi tiết ở nguyên công: Sctnc = Sl + Sđ + Sdc + Skh + Ssc +Ssddg
= 32 + 9,08 + 77,5 + 18,01 + 0,053 + 432,43 = 569,073 (đồng)
4.12. Nguyên công 12: Kiểm tra
Chi tiết được gá trên 2 khối V, hạn chế 3 bậc tự do
Khối V được gắn trên thân đồ gá, đế của đồng hồ so cũng gắn trên thân đồ gá, khi xoay chi tiết trên khối V ta kiểm ka được sai lệch về độ đồng tâm so với bề mặt A
37
Chương 5. Thiết kế đồ gá phay rãnh then
Trình tự thiết kế đồ gá:
Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kĩ thuật của nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước hình dáng, số lượng chi tiết gia công và vị trí các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.
Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt của lực kẹp, và các lực cùng tác động vào chi tiết trong quá trình gia công. Xác định các lực nguy hiểm mà lực cắt hoặc momen cắt gây ra. Sau đó viết phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết.
Bước 3: Xác định kết cấu và các bộ phận khác của đồ gá( cơ cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá,...)
Bước 4: Xác định kết cấu và các bộ phận phụ của đồ gá (chốt tỳ phụ, cơ cấu phân độ, quay, )
Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật của từng nguyên công.
Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, rộng, cao,. ). Đánh số các vị trí của chi tiết trên đồ gá.
5.1. Sơ đồ định vị
Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do. Sử dụng khối V để định vị cho các mặt trụ ngoài
+ khối V thứ nhất hạn chế 3 bậc tự do + khối V thứ hai hạn chế 2 bậc tự do
38
5.2. Phương chiều điểm đặt lực
Phương lực kẹp: lực W có phương thẳng đứng và song song với bề mặt gia công Chiều lực kẹp:
+hướng từ trên xuống bề mặt định vị
+ chiều vuông góc với lực dọc trục khi phay +cùng chiều trọng lực của chi tiết
Điểm đặt lực: lực kẹp tác dụng từ hai bên của chi tiết phân bố đều trên bề mặt định vị, tác dụng trong diện tích định vị
5.3. Lựa chọn máy
Chọn máy: máy phay đứng 6H12 Thông số máy 6H12: Công suất 7Kw
Số vòng quay trục chính (v/ph) : 30-37,5-47,5-60-75-95 118-150-190-235-300 375-475-600-753-950 1180-1500
Bước tiến của bàn (m/ph) : 30-37,5-47,5-60-75-95 118-150-190-235-300 375-475- 600-75-960 1500
5.4. Chọn dao
- Dao phay rãnh then đường kính 16, chiều dài 79 mm, chiều dài phần làm việc 19 mm - Dao phay rãnh then đường kính 14, chiều dài 73 mm, chiều dài phần làm việc 16 mm
5.5. Chế độ cắt
Phay rãnh then có bề rộng 16 mm
- Chiều sâu cắt t= 6 mm
- Lượng chạy dao sz = 0,06 mm/răng
- Số vong quay trên máy: nm = 753 vòng/phút - Vật tốc cắt thực tế: V = 35 m/ph
Phay rãnh then có bề rộng 14 mm
- Chiều sâu cắt t= 5,5 mm
- Lượng chạy dao sz = 0.06 mm/răng
- Số vong quay trên máy: nm = 950 vòng/phút - Vật tốc cắt thực tế: V = 41 m/ph
39
( Các thông số trên đã được tính toán tại mục 4.8 )
5.6. Các lực tác dụng - Lực cắt chính Pz = 2268,96 (N) (Đã tính ở chương 4) - Lực cắt chính Pz = 2268,96 (N) (Đã tính ở chương 4) - Momen cắt Mx = 158,82 (N.m) (Đã tính ở chương 4) - Lực hướng kính Py = 0,35Pz = 794,136 (N) - Lực chạy dao Ph = 0,35Pz = 794,136 (N) Pyz = √2268,962+ 794,1362 = 2403,92 (N) Phương trình cân bằng lực theo phương OX
∑ 𝐹𝑚𝑠 = 𝑃𝑦𝑧 + 𝑃ℎ
Fms sinh ra chủ yếu do lực kẹp và phản lực tại các vị trí khối V
∑ 𝐹𝑚𝑠3 + Fms1 + ∑ 𝐹𝑚𝑠4 + Fms2 = 𝑃𝑦𝑧 + 𝑃ℎ
N1.f + W1.f + N2.f + W2.f = 𝑃𝑦𝑧 + 𝑃ℎ
Hệ số ma sát chọn f= 0,5-0,8 do chi tiết có sử dụng khối V đỡ nên chọn f=0.6
ở đây sử dụng 2 mỏ kẹp nên lấy W1 = W2 =W mà phản lực sinh ra tại các vị trí tiếp xúc do W sinh ra dó đó ta có:
40 4.0,6.W = 𝑃𝑦𝑧 + 𝑃ℎ 4.0,6.W = 2403,92 + 794,136 => W = 1332,5 (N) - K: hệ số an toàn k=𝑘1. 𝑘2. 𝑘3. 𝑘4. 𝑘5. 𝑘6
𝑘0: an toàn cho tất cả các trường hợp 𝑘0 = 1,5 𝑘1: hệ số tính đến trường hợp độ bóng thay đổi Trong trường hơp này đã gia công tinh => 𝑘1=1
𝑘2: hệ số tăng lực khi dao mòn𝑘2 = 1,2
𝑘3: hệ số tăng lực khi gián đoạn gia công𝑘3 = 1,3 𝑘4: hệ số tính đến sai số cơ cấu kẹp chặt 𝑘4=1,3
𝑘5: hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấu kẹp k5 =1
𝑘6: hệ số tính đến momen quay của chi tiết 𝑘6=1 =>k= 1,5. 1. 1,2. 1,3. 1,3. 1. 1 = 3,042 - Lực kẹp cần thiết 𝑊𝑐 = W.K = 1332,5.3,042 = 4053,465 (N) - Đường kính bulong D ≥ √ 𝑊𝑐 0,5.[ẟ] = √4053,465 0,5.98 = 9,09 mm Chọn bulong M10
5.7. Các cơ cấu chính của đồ gá 5.7.1. Cơ cấu kẹp chặt 5.7.1. Cơ cấu kẹp chặt
Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu:
+ Khi kẹp phải đúng vị trí cần kẹp trên chi tiết.
+Lực kẹp tạo ra phải đủ lớn (nghĩa là không quá nhỏ- gây mất an toàn hoặc quá lớn gây biến dạng phôi)
+ Kết cấu nhỏ gọn thao tác an toàn thuận lợi
Với các yêu cầu trên ta chọn cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít thông qua mỏ kẹp - Đường kính bulong
41 D ≥ √ 𝑊𝑐 0,5.[ẟ] = √4053,465 0,5.98 = 9,09 mm Chọn bulong M10 5.7.2. Cơ cấu định vị
Do chi tiết thuộc dạng trục, có bề mặt định vị là bề mặt tròn ngoài nên ta sử dụng khối V để định vị chi tiết.
Cơ cấu định vị đồ gá gia công trên máy phay vạn năng, máy phay giường, các loại máy dọa... thường là then dẫn hướng hình chữ nhật lắp với rãnh chữ T trên bàn máy. Ở đây ta sử dụng 2 then dẫn hướng để định vị đồ gá trên bàn máy.
Để kẹp chặt đồ gá lên trên bàn máy, công cụ thường là bulông - đai ốc. Các rãnh chữ T trên bàn máy phay, máy dọa thông thường có chiều rộng tiêu chuẩn. Then dẫn hướng để định vị đồ gá trên bàn máy phải có bề rộng tương ứng. Hai then dẫn hướng phải bằng nhau, cùng được lắp trên một rãnh chữ T của bàn máy và có khoảng cách hợp lý. Then dẫn hướng thường có các loại then bắt chặt với then đồ gá và then rời đầu vuông đi kèm theo máy.
42
5.7.3. Thân đồ giá
Thân đồ gá có thể chế tạo bằng hàn, đúc, rèn hoặc lắp ghép các các tấm thép tiêu chuẩn bằng bulông - đai ốc.
Thông thường người ta dùng thân đồ gá đúc bằng gang hoặc thép. Thân đồ gá đúc có độ cứng vững cao và có thể đúc được các kết cấu phức tạp, tuy nhiên thời gian chế tạo lâu và đắt tiền.
Thần đồ gá hàn có độ cứng vững thấp, khó tạo thành kết cấu phức tạp, nhưng nó lại có ưu điểm là nhẹ, thời gian chế tạo nhanh và rẻ tiền controduc - Thân đồ gá cũng có thể được làm từ nhôm và đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm).
Ở đây ta chọn thân đồ gá được chế tạo theo phương pháp đúc
5.8. Tính sai số cho phép của đồ gá
- Số chi tiết được gia công trên đồ gá là N= 4440 chi tiết/năm
Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công nhưng phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.
- Sai số chuẩn
c do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra Theo bảng 19-TKCNCTM ta có c = 0 (m)
- Sai số kẹp chặt k
Do lực kẹp gây ra sai số kẹp chặt được xác định:
k = C.Q0,5 = 0,3.4053,4650,5 = 19,1 (m)
- Sai số mòn m
Do đồ gá bị gây ra sai số mòn được tính theo công thức sau: m = . N (m) chọn =0,5
m = 0,5.√4440 = 33,3 (m).
- Sai số điều chỉnh dc
Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp.Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy dc = 510 (m)
43
- Sai số chế tạo cho phép của đồ gá ct
Sai số này cần xác định khi thiết kế đồ gá.Do đó số các sai số phân bố theo quy luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta dùng công thức sau để tính.
Sai số gá đặt cho phép gđ
𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑]2− [𝜀𝑐2+ 𝜀𝑘2+ 𝜀𝑚2 + 𝜀𝑑𝑐2
Với sai số gá đặt cho phép: lấy gd =1/3. = 1/3 .0,2 = 0.07 (mm)
[𝜀ct] = √0, 072− (0 + 0.0192+ 0, 0332+ 0.0082) = 0.058(mm)
Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá :
Độ không đồng tâm của hai bề mặt 0,058 (mm).
44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 1999.
[2] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2001.
[3] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2001.
[4] Trần Đức Quý -Phạm Văn Bổng - Phạm Văn Đồng - Nguyễn Văn Thiện Nguyễn Trọng Mai - Hoàng Tiến Dũng, Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2015.
[5] Phạm Văn Bổng - Nguyễn Việt Hùng - Hoàng Tiến Dũng - Nguyễn Trọng Mai- Nguyễn Văn Thiện. Đồ Gá - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2015.
[6] Hoàng Tùng - Nguyễn Ngọc Thành, Công Nghệ Chế Tạo Phôi – Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
Ø60 Ø50 +0.018 +0.002 Ø45 +0.018 +0.002 Ø45 +0.018 +0.002 Ø55 +0.021 +0 Ø60 Ø50 +0.018 +0.002 C2 C2 n1 n1 65+0.03+0 38+0.025+0 64+0.03+0 100+0.035+0 38+0.025+0 65 S Ø60 Ø50 +0.018 +0.002 Ø45 +0.018 +0.002 C2 100+0.035+0 38+0.025+0 65 S Ø45 +0.018 +0.002 Ø55 +0.021 +0 Ø60 Ø50 +0.018 +0.002 C2 65+0.03+0 38+0.025+0 64+0.03+0 S S S S S S S 0 t(ph) t° nung (°C) 850 830 0 t(ph) 300 450 20 20 t° nung (°C)
Nguyên công I: Tạo phôi
Nguyên công IV: Tiện thô Nguyên công V: Tiện thô Nguyên công VI: Tiện tinh