2. Phương pháp thiết kế quá trình cơng nghệ
2.3.1. Các bước thực hiện
2.2.1. Lập sơ đồ gá đặt
- Chọn bề mặt làm chuẩn dựa vào 5 nguyên tắc chọn chuẩn thơ và 5 nguyên tắc chọn chuẩn tinh. Các mặt làm chuẩn cần khống chế được đủ bậc tự do cần thiết, khơng thiếu, khơng thừa.
- Mặt định vị được vẽ bằng màu xanh, và vẽ các ký hiệu định vị () với số bậc tự do được khống chế.
- Lực kẹp chặt được ký hiệu bằng mũi tên (), nếu vừa định vị vừa kẹp chặt ta dùng mũi tên ().
- Bề mặt gia cơng được vẽ bằng mực đỏ và phải ghi độ bĩng cần đạt được.
- Mỗi nguyên cơng, mỗi bước cần phải ghi kích thước gia cơng, dung sai cần đạt và thể hiện đầy đủ chiều chuyển động của dao, của chi tiết, chốt tỳ, chốt tỳ điều chỉnh.
2.2.2. Chọn máy
- Chọn máy phụ thuộc vào độ chính xác và độ bĩng bề mặt gia cơng. - Kích thước của máy phù hợp với kích thước của chi tiết gai cơng và phạm vi gá đặt phơi trên máy.
- Máy phải bảo đảm được năng suất gia cơng.
- Máy phải cĩ khả năng làm việc với chế độ cắt tối ưu.
- Nên chọn những máy phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế.
2.2.3. Chọn dụng cụ cắt
- Dụng cụ cắt được chọn theo kết cấu của bề mặt gia cơng, vật liệu, độ chính xác và năng suất yêu cầu.
- Chọn dao phải chú ý đến kích thươc bề mặt gia cơng. - Kích thước các thơng số hình học của dao phải ghi đầy đủ. - Chọn dao đủ độ cứng vững.
2.2.4. Tra lượng dư
- Lượng dư được tra theo: Sổ tay thiết bị cơ khí đại cương.
- Lượng dư tổng cộng được tính từ lượng dư trung gian của các nguyên cơng, các bước.
2.2.3. Tra chế độ cắt
Chế độ cắt phụ thuộc vào vật liệu và các thơng số của dụng cụ cắt, dung dịch trơn nguội và tình trạng của hệ thống cơng nghệ.
a. Chiều sâu cắt (t)
- Nguyên cơng tinh: chiều sâu cắt phụ thuộc vào độ chính xác và độ bĩng bề mặt.
- Khi gia cơng tinh chúng ta nên chọn chiều sâu cắt nhỏ.
b. Lượng chạy dao (s)
- Nguyên cơng thơ: chọn lượng chạy dao lớn nhất theo độ cứng vững của hệ thống cơng nghệ và cơng suất máy để đạt năng suất cao.
- Nguyên cơng tinh: chọn lượng chạy dao s theo cấp chính xác và độ bĩng bề mặt.
- Giá trị thực của lượng chạy dao trên máy phải nhỏ hơn lượng chạy dao đã chọn để bảo đảm an tồn cho máy và dao cắt.
c. Tốc độ cắt (v)
- Tốc độ cắt v phụ thuộc vào: chiều sâu cắt, lượng chạy dao, vật liệu dụng cụ cắt, các thơng số hình học của dao cắt, dung dịch trơn nguội.
v1 = vb. k1…… kn
Trong đĩ:
+ v1: tốc độ cắt tính tốn + vb: tốc độ cắt theo bảng
+ k1…kn: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia cơng, vật liệu dao, tuổi bền của dao, phương pháp gia cơng, dung dịch trơn nguội.
- Số vịng quay của máy: D v n t t 1000 vịng/phút
Trong đĩ: D là đường kính bề mặt gia cơng hoặc dụng cụ cắt. - Chọn số vịng quay của máy nm < nt
Ví dụ: Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết dạng càng. Sản lượng: 20000 chiếc/năm. Vật liệu gia cơng gang xám. Điều kiện sản xuất: tự chọn.
- Dạng sản xuất hàng khối. - Phơi đúc.
* Nguyên cơng 1: Phay mặt đáy thứ nhất. - Định vị:
+ Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do.
Phay mặt đáy Máy phay: 678M Dao phay trụ 12 răng 2 1,25 200
Bước Máy Dao T (mm) S
(mm/vịng) N(vịng/phút) * Nguyên cơng 2: Phay mặt đáy thứ 2
- Định vị như nguyên cơng 1 2 Phay tinh mặt đáy
Máy phay: 678M Dao phay trụ răng nhỏ 0,6 1,0 280
1 Phay thơ mặt đáy
Máy phay: 678M Dao phay trụ răng nhỏ 1 1,2 280
TT Bước Máy Dao T (mm) S (mm/vịng) N(vịng/phút)
* Nguyên cơng 3: Khoét, vát mép, doa lỗ to - Định vị: + Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do + Bạc cơn khống chế 2 bậc tự so Hình 5.2 Hình 5.3 Hình 5.1
TT Bước Máy Dao T(m) S(mm/vịng) N(vịng/phú)
1 Khoét Máy khoan
2A125
Dao khoét phi tiêu chuẩn
1,3 0,81 392
2 Vát mép Máy khoan 2A125 Dao mép vát 1 Bằng tay 392
3 Doa Máy khoan 2A125 Dao dao 22 0,15 0,62 140 * Nguyên cơng 4: Khoan - Doa - Vát mép lỗ nhỏ
- Định vị:
+ Mặt đáy hạn chế 2 bậc tự do. + Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do. + Chốt tỳ chống xoay hạn chế 1 bậc tự do.
T
T Bước Máy Dao
T (mm) S (mm/vịng) N(vịng /phút)
1 Khoan Máy 2A125 khoan Mũi khoan 9,8 4,9 0,1 960
2 Doa Máy khoan
2A125
Dao doa 10
0,1 0,62 392
3 Vát mép Máy 2A125 khoan Dao vát mép 1 Bằng tay 680
* Nguyên cơng 5: vát mép - Định vị: + Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do. + Chốt trụ hạn chế 2 bậc tự do. + Cốt trám hạn chế 1 bậc tự do. Hình 5.4 Hình 5.5
T
T Bước Máy Dao
T (mm) S (mm/vịng) N(vịng/phút ) 1 Vát mép Máy khoan 2A125 Dao vát mép 1 Bằng tay 680
* Nguyên cơng 6: Phay hai mặt bên - Định vị:
+ Mặt trụ dài hạn chế 4 bậc tự do + Mặt tỳ hạn chế 1 bậc tự do + Chốt trám hạn chế 1 bậc tự do
TT Bước Máy Dao T
(mm)
S
(mm/vịng) N(vịng/phút) 1 Phay hai mặt bên Máy phay 678M
Dao phay đĩa 3 mặt
cắt 1,6 1,28 120
* Nguyên cơng 7: Khoan - Doa - Lỗ 8 - Định vị: + Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do. + Mặt trụ hạn chế 2 bậc tự do. + Chốt trám hạn chế 1 bậc tự do. Hình 5.7 Hình 5.6
TT Bước Máy Dao T (mm) S
(mm/vịng) N(vịng/phút)
1 Khoan Máy khoan 2A125 Mũi khoan 7,8 3,9 0,17 1360
2 Doa Máy khoan
2A125
Mũi doa
8 0,2 0,48 680
* Nguyên cơng 8: Khoan lỗ 5 - Định vị:
+ Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do. + Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do. + Chốt trám hạn chế 1 bậc tự do.
TT Bước Máy Dao T (mm) (mm/vịng) S N(vịng/phút)
1 Khoan Máy khoan HC21A khoan 5 Mũi 2,5 Bằng tay 1400
* Nguyên cơng 9: Kiểm tra độ song của 2 lỗ 10 và 22 Định vị:
+ Lỗ đầu to định vị bằng trục gá và trục gá trên khối. + Lỗ đầu nhỏ được gá bằng một trục gá khác.
Dùng 2 đồng hồ so để xác định độ song song của 2 lỗ tâm. Hiệu chỉ số trên 2 đồng hồ sau hai lần đo ở hai đầu của trục gá là độ song song phải tìm.
2.3. Lập phiếu cơng nghệ hướng dẫn gia cơng 2.3.1. Phiếu tiến trình cơng nghệ 2.3.1. Phiếu tiến trình cơng nghệ
- Chỉ rõ đường lối tổng quát chế tạo chi tiết. Trên phiếu chỉ vạch ra các nguyên cơng mà khơng cần các bước.
- Phiếu tiến trình là cơ sở để căn cứ vào đĩ định ra kế hoạch sản xuất và tổ chức sản xuất.
- Được dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
2.3.2. Phiếu quy trình cơng nghệ
- Hướng dẫn cơng nhân thực hiện sản xuất và hướng dẫn chuẩn bị sản xuất.
- Trên phiếu cĩ vẽ sơ đồ chi tiết gia cơng, ghi rõ kích thước gia cơng.
Hình 5.9 Hình 5.8
- Được dùng trong sản xuất hàng loạt.
2.3.3. Phiếu nguyên cơng
- Bản vẽ sơ đồ nguyên cơng trên phiếu cần thể hiện rõ cách định vị, kẹp chặt, kích thước cơng và dung sai, độ nhẵn bề mặt, vị trí tương đối giữa dao và mặt gia cơng.
- Mặt gia cơng tơ màu đỏ, mặt định vị tơ màu xanh, chỉ cần vẽ một vài hình chuẩn.
CHƯƠNG 6: GIA CƠNG MẶT PHẲNG Mã chương: MH18-06
Mục tiêu:
- Nêu lên được yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật đối với mặt phẳng;
- Trình bày được các phương pháp gia cơng mặt phẳng;
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.
Nội dung chính:
1. Khái niệm, phân loại và yêu cầu kỹ thuật.
Bề mặt các chi tiết máy thường là mặt phẳng, mặt trụ, mặt cơn, mặt cầu, mặt định hình,.... Trong đĩ, mặt phẳng chiếm một tỷ lệ lớn cĩ khi tới 40%. Để xác định hay kiểm tra một mặt phẳng ta cĩ thể dùng một đường thẳng làm đường sinh (Ví dụ như thước thẳng) và chuyển động theo một đường thẳng bất kỳ trên mặt phẳng. Khe hở giữa thước thẳng và mặt phẳng thể hiện độ phẳng của bề mặt gia cơng. Khe hở càng nhỏ thì độ chính xác càng cao và ngược lại. Chất lượng gia cơng của mặt phẳng được đánh giá theo các chỉ tiêu sau:
- Độ khơng phẳng là khoảng cách lớn nhất từ các điểm trên đường thẳng thực tới đường thẳng danh nghĩa. Dung sai độ khơng thẳng là giá trị sai số cho phép lớn nhất của độ khơng thẳng.
- Độ khơng phẳng là khoảng cách lớn nhất giữa các điểm trên mặt phẳng thực và mặt phẳng danh nghĩa. Dung sai độ khơng phẳng là giá trị sai số cho phép lớn nhất của độ khơng phẳng
- Độ lồi là sai lệch khoảng cách từ các điểm trên mặt phẳng thực tới mặt phẳng danh nghĩa giảm dần từ hai đầu mép tới trung tâm.
- Độ lõm là sai lệch của khoảng cách từ các điểm trên mặt phẳng thực tới mặt phẳng danh nghĩa tăng dần từ hai đầu mép tới trung tâm.
- Độ khơng song song của mặt phẳng là hiệu số của hai khoảng cách lớn nhất và bé nhất giữa các mặt phẳng danh nghĩa trên một diện tích hoặc một chiều dài cho trước. Dung sai độ khơng song song là giá trị cho phép lớn nhất của độ khơng song song.
- Độ khơng vuơng gĩc của các mặt phẳng hoặc của các trục tâm với mặt phẳng là sai lệch của gĩc vuơng giữa các trục tâm hoặc giữa trục tâm với mặt phẳng được hiển thị bằng đơn vị đo chiều dài trên một chiều dài nhất định.
- Độ nghiêng của mặt phẳng của mặt phẳng so với mặt phẳng hay trục tâm (hoặc đường thẳng) là sai số gĩc giữa mặt phẳng và mặt phẳng chuẩn hay trục chuẩn (Hoặc tương đương)
- Độ khơng đối xứng là khoảng cách lớn nhất giữa mặt phẳng đối xứng (trục đối xứng) của mặt quan sát và mặt phẳng đối xứng của mặt chuẩn.
- Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương đối được ghi bằng ký hiệu trên bản vẽ.
2. Các phương pháp gia cơng mặt phẳng. 2.1. Bào và xọc mặt phẳng. 2.1. Bào và xọc mặt phẳng.
Bào và xọc là những phương pháp gia cơng mặt phẳng cĩ tính vạn năng cao, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt.
Bào và xọc cĩ thể gia cơng mặt phẳng đạt độ chính xác cấp 9, 10, nhám bề mặt Rz = 20 - 40; vì thế thường dùng để gia cơng thơ nhằm bĩc đi phần lớn lượng dư.
Chuyển động cắt của bào và xọc đơn giản. Bào cĩ chuyển động cắt là tịnh tiến của dao bào theo phương ngang, cịn xọc thì theo phương thẳng đứng. Riêng với máy bào giường thì chi tiết được gá lên bàn máy và thực hiện chuyển động cắt.
Dao bào cĩ kết cấu khơng khác gì dao tiện về hình dạng hình học phần cắt, cịn dao xọc tuy bộ phận cắt hơi khác nhưng các gĩc độ của phần cắt thì tương tự dao tiện
Cả hai phương pháp này đều cĩ năng suất thấp bởi vì: - Tốn thời gian cho hành trình chạy khơng.
- Vận tốc cắt thấp (với bào: V = 12 - 22 m/p; với xọc: V < 12 m/p) vì cĩ chuyển động tịnh tiến khứ hồi nên nếu vận tốc cắt cao thì lực quán tính sẽ rất lớn.
Bào thường được sử dụng để gia cơng các mặt phẳng ngồi. Đặc biệt với các mặt phẳng dài và hẹp thì bào đạt được năng suất rất cao. Chi tiết thường được gá trên êtơ hay các cữ chặn, vị trí được kiểm tra bằng mũi rà hoặc đồng hồ so, do vậy mà độ chính xác phụ thuộc vào tay nghề cơng nhân.
Xọc được sử dụng khi gia cơng các mặt phẳng rãnh, hẹp bên trong (như rãnh then trong lỗ). Dao xọc cĩ các gĩc cắt tương tự như bào, hình dáng thì được chế tạo thích ứng với chuyển động theo phương thẳng đứng.
Khi gia cơng mặt phẳng bằng phương pháp bào, xọc thì ưu tiên chọn chiều sâu cắt lớn trước, sau đĩ mới chọn đến tốc độ cắt.
2.2. Phay mặt phẳng.
Phay là phương pháp gia cơng mặt phẳng được sử dụng rộng rãi nhất. Trong sản xuất lớn, phay hầu như thay thế hồn tồn bào bởi vì phay cĩ nhiều lưỡi cắt, tốc độ cắt cao hơn nên năng suất cao hơn.
Khi phay, độ chính xác cĩ thể đạt được cấp 8, 9; độ nhám bề mặt Rz = 10 - 20. Khi phay tinh cĩ thể đạt độ chính xác cấp 7, Ra = 1,25.
Phay mặt phẳng cĩ thể được sử dụng trên các máy phay vạn năng nằm ngang hay đứng, máy chuyên dùng. Ngồi ra, cịn cĩ thể dùng máy phay giường. Dao để gia cơng mặt phẳng cĩ thể là dao phay hình trụ, dao phay mặt đầu, dao phay ngĩn hay dao phay đĩa.
Khi phay mặt phẳng bằng dao phay trụ cĩ thể thực hiện bằng hai cách: - Phay nghịch: là cách phay mà véctơ tốc độ cắt và hướng tiến dao ngược chiều trong vùng cắt. Phay nghịch thường được dùng vì chiều dày lớp cắt từ nhỏ đến lớn nên ít va đập, nên bảo quản máy, dao dễ dàng và cĩ thể dùng máy cũ để gia cơng. Do vậy, khi gia cơng thơ hay gia cơng vật liệu cứng thì nên phay nghịch. Tuy nhiên, vì lớp cắt bắt đầu cĩ chiều dày là 0. Do đĩ, tại đây vật liệu bị nén xuống, khi dao đi qua, tại những nơi bị nén sẽ bị lồi lõm do biến dạng đàn hồi.
- Phay thuận: là cách phay mà véctơ tốc độ cắt và hướng tiến dao cùng chiều trong vùng cắt.
Ưu điểm: Phay thuận khơng gây nên hiện tượng trượt trên bề mặt khi ăn dao, do đĩ độ nhám bề mặt nhỏ, đồng thời nâng cao năng suất (với cùng điều kiện cắt thì cao hơn 50% so với phay nghịch) nên phay thuận được dùng khi gia cơng tinh hay vật liệu mềm, máy chính xác và cĩ độ cứng vững cao.
Nhược điểm: Phay thuận cĩ chiều dày cắt từ lớn xuống nhỏ, do vậy gây va đập, vì thế chỉ dùng phay thuận khi máy mới hay máy cĩ bộ phận khử độ rơ giữa đai ốc và vitme bàn máy (vì lực cắt cĩ phương trùng với phương lực đẩy của vitme - đai ốc).
Gá đặt chi tiết khi phay mặt phẳng:
- Lấy dấu, cắt thử: Chi tiết cĩ thể được gá trực tiếp lên bàn máy, rà theo dấu và kê lĩt để xác định vị trí. Sau đĩ kẹp chặt bằng ren vít hay mỏ kẹp hoặc gá chi tiết lên êtơ rồi cắt thử và điều chỉnh dần. Phương pháp này dùng khi sản lượng ít.
- Dùng đồ gá cĩ cữ so dao: Với đồ gá phù hợp với chi tiết cần gia cơng, chỉ cần đưa dao vào đúng cữ so dao và gia cơng. Cách này dùng cho sản lượng lớn.
2.3. Gia cơng tinh nhẵn. 2.3.1. Mài mặt phẳng 2.3.1. Mài mặt phẳng 2.3.1. Mài mặt phẳng
a. Mài trên máy mài phẳng
Mài trên máy mài phẳng là một phương pháp cơ bản để gia cơng tinh mặt phẳng, hoặc gia cơng lần cuối các mặt đã qua tơi sau khi đã phay hay bào.
Mài phẳng cĩ thể gia cơng được mặt phẳng đạt độ chính xác cấp 7, độ nhám bề mặt Ra = 1,6. Tuy nhiên, do nhiệt phát sinh ra trong quá trình mài phẳng lớn nên rất dễ gây ra biến dạng nhiệt trong quá trình mài, đặc biết chú ý