3. 1: Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn
3.1. 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
- Với chi tiết dạng hộp này và dạng sản xuất là đơn chiếc thì có thể gia công kết hợp trên máy vạn năng và máy CNC
- Theo như yêu cầu kỹ thuật của lòng khuôn thì:
+ Đối với các bề mặt phẳng, các đường làm mát có thể gia công trên máy phay hay máy khoan thông thường.
+ Đối với các lỗ để ta rô ren, lỗ chốt định vị, lỗ dẫn hướng cần thực hiện lần lượt các phương pháp khoan, phay rộng….trên máy CNC.
* Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn
- Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn trải qua 09 nguyên công: Nguyên
công
Thực hiện
1 Chuẩn bị phôi
2 Phay mặt trên mặt dưới
3 Phay 4 mặt xung quanh
4 Khoan lỗ khoét 4 lỗ dẫn nước làm mát mặt trước 5 Khoan khoét 4 lỗ dẫn nước làm mát mặt bên
6 Khoan hệ thống lỗ lòng khuôn, doa lỗ 18, taro 4 lỗ ren M6 dưới lòng khuôn
7 Phay thô phay tinh lòng khuôn
8 Sửa nguội đánh bóng
9 Kiểm tra
3.1.5.1 : Nguyên công 1 Chuẩn bị phôi
Cắt phôi bằng cách lấy dấu rồi cắt bằng mỏ hàn khí sau đó làm cùn cạnh sắc.
Sử dụng vật liệu thép P20 Kích thước của phôi:
30 5 +2 +2 + 2 375 60 Hình 3.72: Kích thước phôi 3.1.5.2 : Nguyên công 2: Phay mặt trên mặt dưới
Chọn máy: Phay trên máy phay đứng vạn năng 6H12 có các thông số máy như sau:
Công suất động cơ chính: 7kW Công suất động cơ chạy dao: 1,7kW Giới hạn số vòng quay: 30-1500 vg/ph Số cấp tốc độ:18
- Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có D/z= 160/8
Hình 3.73: Sơ đồ gá đặt nguyên công 2 chi tiết lòng khuôn
- Tra lượng dư gia công bảng 3.142 [2]-trang 282: tổng lượng dư cho mỗi mặt là 2,5 mm
Bước 1 Phay thô
- Chiều sâu cắt t=1,5mm
- Lượng chạy dao răng Sz= 0,15 mm/răng - Chiều rộng phay B= 130 mm
V =. kv (3.1)
Tra bảng 5.39 [2]-trang 32 được các số mũ: Cv =322; m=0,2; x=0,1; y=0,4; u=0,2; q=0,2; p=0
Trong đó: D là đường kính dao, D=160 mm
T là tuổi bền của dụng cụ, T=180 ph tra bảng 5.40 [2] t là chiều sâu cắt, t=1,5 mm
Sz là lượng chạy dao răng, Sz=0,15 mm/răng tra bảng 5.34 [2]
B là chiều rộng phay Z là số răng dao, Z=8
kv là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt: kv=kmv.knv.kuv
- kmv là hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công. Theo bảng 5.1 [3]-trang 6 được kmv=kn. =0.75 (lấy σb=1000)
- knv hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi. Tra bảng 5.5 [2]- trang 8 được knv=1 (phôi không có vỏ cứng).
- kuv là hệ số phụ thuộc vật liệu của dụng cụ cắt. Tra bảng 5.6 [2]-trang 8 được kuv=1,0 (vật liệu gia công là thép đã qua tôi)
→kv=0.75
Thay tất cả các thông số trên vào công thức (3.1) tính V thì được: V= . 0.75 = 182.7 m/ph
Số vòng quay trục chính theo tính toán: ntt= = = 364 v/ph
Chọn theo máy: nm= 375 v/ph Vận tốc cắt thực tế: Vtt= = 188 m/ph
Lượng chạy dao vòng Sv=Sz.Z= 0,15.8=1,2 mm/vg
Lượng chạy dao phút Sph= Sz.Z.n= 0,15.8.375= 450 mm/ph
Bước 2 Phay tinh
- Chiều sâu cắt t= 0,5 mm
- Lượng chạy dao răng Sz= 0,13 mm/răng - Chiều rộng phay B= 130 mm
Vận tốc cắt :
V =. kv (3.2)
Tra bảng 5.39 [2]-trang 32 được các số mũ: Cv =322; m=0,2; x=0,1; y=0,4; u=0,2; q=0,2; p=0; kv=1,0
Thay tất cả các thông số trên vào công thức (3.2) tính V thì được: V= . 0,75 = 216 m/ph
Số vòng quay trục chính theo tính toán: ntt= = = 430v/ph
Chọn theo máy: nm= 475 v/ph Vận tốc cắt thực tế: Vtt= = 239 m/ph
Lượng chạy dao phút Sph= Sz.Z.n= 0,13.8.475= 494 mm/ph
Bảng 3.3: Bảng chế độ cắt của nguyên công 2 chi tiết lòng khuôn
Bước CN Máy Dao n(v/ph) S(mm/ph) t(mm)
Phay thô 6H12 T15K6 375 450 1,5
Phay tinh 6H12 T15K6 475 494 0,5
3.1.5.3 Nguyên công 3: Phay 4 mặt xung quanh
Chọn máy: Phay trên máy phay vạn năng nằm ngang 6H82 có các thông số máy như sau:
Công suất động cơ chính: 10kW Công suất động cơ chạy dao: 1,7kW Hiệu suất: 0,75
Giới hạn số vòng quay: 30-1500 vg/ph Số cấp tốc độ:18
- Chọn dao: Chọn dao phay đĩa răng chắp mảnh hợp kim cứng có D/z=80/5
Hình 3.74: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3 chi tiết lòng khuôn
- Tra lượng dư gia công: tổng lượng dư gia công là 2,5 tra bảng 3.142 [2]- trang 282
Bước 1: Phay thô
- Chiều sâu cắt t=1,5
- Lượng chạy dao răng Sz=0,15 mm/răng - Chiều rộng phay B= 71 mm
- Vận tốc cắt được tính theo công thức sau:
Tra bảng 5.39 [2]-trang 32 được các số mũ: Cv =322; m=0,2; x=0,1; y=0,4; u=0,2; q=0,2; p=0
Trong đó: D là đường kính dao, D=80 mm T là tuổi bền của dụng cụ, T=180 ph t là chiều sâu cắt, t=1,5 mm
Sz là lượng chạy dao răng, Sz=0,15 mm/răng B là chiều rộng phay
Z là số răng dao, Z=5
kv là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt: kv=kmv.knv.kuv
- kmv là hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công. Theo bảng 5.1 [2]-trang 6 được kmv=kn. =0,75 (lấy σb=965)
- knv hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi. Tra bảng 5.5 [2]- trang 8 được knv=1 (phôi không có vỏ cứng).
- kuv là hệ số phụ thuộc vật liệu của dụng cụ cắt. Tra bảng 5.6 [2]-trang 8 được kuv=1,0 (vật liệu gia công là thép đã qua tôi)
→kv=0,75
Thay tất cả các thông số trên vào công thức (3.3) tính V thì được: V= . 0,75 = 180 m/ph
Số vòng quay trục chính theo tính toán: ntt= = = 716 v/ph Chọn theo máy: nm= 750 v/ph
Vtt= = 188,4 m/ph
Lượng chạy dao vòng Sv=Sz.Z= 0,15.5=0,75 mm/vg
Lượng chạy dao phút Sph= Sz.Z.n= 0,15.5.750= 562 mm/ph
Bước 2: Phay tinh
- Chiều sâu cắt t=0,2 mm
- Lượng chạy dao răng Sz=0,1 mm/răng - Chiều rộng phay B= 52 mm
- Vận tốc cắt được tính theo công thức sau:
V= (3.4)
Tra bảng 5.39 [2]-trang 32 được các số mũ: Cv =322; m=0,2; x=0,1; y=0,4; u=0,2; q=0,2; p=0, D=80; T=180ph; t=1,0; Sz=0,1; B=52; Z=5; kv=1,0
Thay tất cả các thông số trên vào công thức (3.4) tính V thì được: V= . 0,75 = 275 mm/ph
Số vòng quay trục chính theo tính toán : ntt= = = 1094 v/ph Chọn theo máy: nm=1130 v/ph
Vận tốc cắt thực tế V:
Vtt= =284 m/ph Lượng chạy dao vòng Sv=Sz.Z= 0,1.5=0,5 mm/vg
Bảng 3.4: Bảng chế độ cắt của nguyên công 3 chi tiết lòng khuôn Bước CN Máy Dao n(v/ph) S(mm/ph) t(mm)
Phay thô 6H82 T15K6 750 562 1,5
Phay tinh 6H82 T15K6 1130 565 0,2
3.1.5.4 Nguyên công 4: Khoan, khoét lỗ dẫn nước làm mát mặt trước
Để khoan các đường ống làm mát này ta dùng mũi khoan sâu và khoan trên máy khoan cần 2H55 có thông số như sau:
- Công suất động cơ chính: 4 kW - Công suất động cơ nâng cần: 2,2 Kw
- Phạm vi tốc độ trục chính: 20-2000 vg/phút - Số cấp bước tiến trục chính: 12
Hình 3.75: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 chi tiết lòng khuôn
Bước 1: Khoan
Chọn máy: Máy khoan cần 2H55
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà loại dài thép gió Ф6 Chiều sâu cắt t= ==3 mm
Lượng chạy dao: tra bảng 5.87 [2]-trang 84 được S=0,18mm/vòng Tốc độ cắt khi khoan:
V=. kv (3.5)
kmv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công tra bảng 5.1 [2]-trang 6 kmv=1 kuv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5.6 [2]-trang 8 được kuv=1
klv-hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan tra bảng 5.31 [2]-trang24 được klv=1
→kv=1.1.1=1
Tra bảng 5.28 [2]- trang 23 được các hệ số và số mũ là: Cv=9,8; q=0,4; y=0,5; m=0,2
Thay các hệ số và số mũ vào công thức (3.5) ta được V= . 1= 24,8 m/ph
Số vòng quay trục chính theo tính toán : ntt= = 1316 v/ph
Tra theo máy được nm= 1180 v/ph tra bảng phụ lục 8 [10] Tốc độ cắt thực tế là:
Vtt= = 22,23 m/ph
Mô men xoắn khi khoan: Mx=10.CM.Dq.Sy.kp (3.6)
Trong đó các hệ số và số mũ được tra trong bảng 5.32 [2]-trang 25 được CM=0,0345; q=2,0; y=0,8.
Thay các hệ số và số mũ vào công thức (3.6) ta được: Mx=10.0,0345.62,0.0,180,8.1=3,15 Nm
Lực chiều trục: Po=10.Cp.Dq.Sy.kp (3.8)
Trong đó các hệ số và số mũ được tra trong bảng 5.32 [2]- trang 25được Cp=68; q=1,0; y=0,7.
Thay các hệ số và số mũ vào công thức (3.7) ta được: Po= 10.68.61.0,180,7.1= 1228,43 N
Công suất cắt: Ne= = = 0,08 kW
Bước 2 : Khoét
Chọn máy: Máy doa khoan cần 2H55 Chọn dao: Mũi khoét đuôi trụ Ф8 Chiều sâu cắt t= ==1 mm
Lượng chạy dao: tra bảng 5.87 [2]-trang 84 được S=0,6mm/vòng Tốc độ cắt khi khoét: V=. kv (3.8) Trong đó:kv= kmv.kuv.klv
kmv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công tra bảng 5.1 [2]-trang 6 kmv=1
kuv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5.6[2]- trang 8 được kuv=0,3
klv-hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan tra bảng 5.31[2] trang24 được klv=1
→kv=1.0,3.1=0,3
Tra bảng 5.28 trang 23 được các hệ số và số mũ là: Cv=62; q=0,4; y=0,5; m=0,2
Thay các hệ số và số mũ vào công thức (3.8) ta được:
Số vòng quay trục chính theo tính toán : ntt= =1154 v/ph
Tra theo máy được nm= 1180 v/ph ( bảng phụ lục 8 [10] ) Tốc độ cắt thực tế là:
Vtt= =29,64 m/ph
Bảng 3.5: Bảng chế độ cắt nguyên công 4 chi tiết lòng khuôn
Bước CN Máy Dao n(v/ph) S(mm/vg) t(mm)
Khoan Ф6 2H55 P6M5 1180 0,18 3
Khoét Ф8 2H55 P18 1180 0,6 1
3.1.5.5 Nguyên công 5: Khoan khoét lỗ dẫn nước làm mát mặt bên
Để khoan các đường ống làm mát này ta dùng mũi khoan sâu và khoan trên máy khoan cần 2H55.
Hình 3.76: Sơ đồ gá đặt nguyên công 5 chi tiết lòng khuôn
Bước 1: Khoan
Chọn máy: Máy khoan cần 2H55
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà loại dài thép gió Ф6 Chiều sâu cắt t= ==3 mm
Lượng chạy dao: tra bảng 5.87 [2]-trang 84 được S=0,18mm/vòng Tốc độ cắt khi khoan: V=. kv (3.9) Trong đó: kv= kmv.kuv.klv
kuv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5.6 [2]-trang 8 được kuv=1
klv-hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan tra bảng 5.31[2]-trang24 được klv=1
→kv=1.1.1=1
Tra bảng 5.28[2]-trang 23 được các hệ số và số mũ là: Cv=9,8; q=0,4; y=0,5; m=0,2
Thay các hệ số và số mũ vào công thức (3.9) ta được: V= . 1 = 24,8 m/ph
Số vòng quay trục chính theo tính toán : ntt= = 1316 v/ph Tra theo máy được nm= 1180 v/ph
Tốc độ cắt thực tế là: Vtt= = 22,23 m/ph
Mô men xoắn khi khoan: Mx=10.CM.Dq.Sy.kp (3.10)
Trong đó các hệ số và số mũ được tra trong bảng 5.32 [2]- trang 25được CM=0,0345; q=2,0; y=0,8.
Thay các hệ số và số mũ vào công thức (3.10) ta được: Mx=10.0,0345.62,0.0,180,8.1=3,15 Nm
Lực chiều trục: Po=10.Cp.Dq.Sy.kp (3.11)
Trong đó các hệ số và số mũ được tra trong bảng 5.32 [2]-trang 25 được Cp=68; q=1,0; y=0,7.
Po= 10.68.61.0,180,7.1= 1228,43 N Công suất cắt: Ne= = = 0,08 kW
Bước 2 : Khoét
Chọn máy: Máy khoan cần 2H55 Chọn dao: Mũi khoét đuôi trụ Ф8 Chiều sâu cắt t= ==1 mm
Lượng chạy dao: tra bảng 5.87 [2]-trang 84 được S=0,6mm/vòng Tốc độ cắt khi khoét: V=. kv (3.12) Trong đó:kv= kmv.kuv.klv
kmv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công tra bảng 5.1[2]-trang 6 kmv=1 kuv-hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5.6[2]-trang 8 được kuv=0,3
klv-hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan tra bảng 5.31[2]-trang24 được klv=1
→kv=1.0,3.1=0,3
Tra bảng 5.28[2]-trang 23 được các hệ số và số mũ là: Cv=62; q=0,4; y=0,5; m=0,2
V= . 0,3= 29 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán :
ntt= = 1154 v/ph
Tra theo máy được nm= 1180 v/ph ( bảng phụ lục 8 [10] ) Tốc độ cắt thực tế là:
Vtt= = 29,64 m/ph
Bảng 3.6: Bảng chế độ cắt nguyên công 5 chi tiết lòng khuôn
Bước CN Máy Dao n(v/ph) S(mm/vg) t(mm)
Khoan Ф6 2H55 P5M6 1180 0,18 3
Khoét Ф8 2H55 P18 1180 0.6 1
3.1.5.6 Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ Ф5 ở mặt đáy, Khoan, doa lỗ Ф18,
taro 4 lỗ M6
Sơ đồ gá đặt:
Hình 3.77: Sơ đồ gá đặt nguyên công 6 chi tiết lòng khuôn
Bước 1: Khoan tâm
Chọn dao: Mũi khoan tâm 3 của hãng STOCK. Lấy n=700 vg/ph, f=0,2 mm/vg=140mm/ph
Bước 2 : Khoan tất cả 4 lỗ bằng mũi khoan Φ5
Chọn dao: mũi khoan Ф 5
Tra Catalogue số 71135[12] -trang 223 và bảng chế độ cắt [12]-trang 224 được f=0,2 mm/vòng
Chế độ cắt: Vc = 24 m/ph, n= 1528 vg/ph F=305 mm/ph
Bước 3 : Khoan lỗ lắp cuống phun 18 đạt kích thước 17.8
Chọn dao:
Tra catalogue của hãng dao ta được chế độ cắt như sau : Vc=24m/ph, n= 430 v/ph
F=0,4mm/vg= 172 mm/ph
Bước 4 : Doa lỗ lắp cuống phun bằngdao doa 18
Chọn dao: Dao doa 18 của hãng STOCK Chiều sâu t=1,0; lượng dư 0,2mm
Tra catalogue số 72680[12]- tang 710 và bảng chế độ cắt trang 707[12]-của hãng dao ta được chế độ cắt như sau:
Vc=20m/ph, n= 355 v/ph F=0,3mm/vg=106mm/ph
Chọn dao ta rô ngắn có chuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét, tiến hành ta rô bằng tay, thao tác theo kinh nghiệm của người công nhân
Bảng 3.7: Bảng chế độ cắt nguyên công 6 chi tiết lòng khuôn
Bước CN Máy Dao n(v/ph) S(mm/ph) t(mm)
Khoan tâm Ф3 VCP 600 HSS-N 700 140 1,5 Khoan lỗ Ф5 VCP 600 HSS-N 1528 305 2 Khoan lỗ Ф17,8 VCP 600 HSS-N 430 172 8,9 Doa lỗ Ф18 VCP 600 HSS 355 106 0,1 Taro M6 Tay HSS- E- PM 45 0,5
3.1.5.7 Nguyên công 7: Phay thô phay tinh lòng khuôn
Hình 3.78: Sơ đồ gá đặt nguyên công 7 chi tiết lòng khuôn
Định vị: định vị chi tiết bằng các mặt phẳng, dùng các phiến tỳ làm đồ định vị (trong sản xuất đơn chiếc người ta gọi các phiến tỳ này là các căn).
Kẹp chặt:Dùng kiểu kẹp chặt thông thường là dùng êtô vừa định vị vừa kẹp chặt.
- Chọn dao, lượng dư và chế độ cắt cho nguyên công
Bước 1 : Phay thô bằng con dao phay ngón Ф20
Tra Catalogue số 74531 [12]-trang 605 và bảng chế độ cắt [12]-trang 604 được f=0,073 mm/răng
Chế độ cắt: Vc= 100 m/ph, n= 1592 vg/ph F= 348 mm/ph
Lượng dư 2 mm
Bước 2 : Phay thô bằng con dao phay ngón Ф16.
Tra Catalogue số 54564 được f=0,058 mm/răng. Z = 3. Chế độ cắt: Vc= 100 m/ph, n= 1990 vg/ph.
F= 345 mm/ph. Lượng dư 1,5 mm
Bước 3 : Phay thô bằng con dao phay ngón Ф12.
Tra Tra Catalogue số 54564 được f=0,048 mm/răng. Z = 3. Chế độ cắt: Vc= 100 m/ph, n= 2654 vg/ph.
F= 381 mm/ph. Lượng dư 1 mm.
Bước 4 : Phay tinh lần 1 bằng con dao đầu cầu R4 Chọn dao; dùng dao phay đầu cầu R4 có z=4
Tra Catalogue số 74531 [12]-trang 605 và bảng chế độ cắt [12]-trang 604 được f=0,042 mm/răng
Chế độ cắt: Vc= 50 m/ph, n=1990 vg/ph, F= 335 mm/ph, Chiều sâu cắt t=0,75
Chọn dao; dùng dao phay đầu cầu R3 có z=4
Tra Catalogue số 74531 [12]-trang 605 và bảng chế độ cắt [12]-trang 604 được f=0,031 mm/răng
Chế độ cắt: Vc= 63 m/ph, n= 3344 vg/ph, F= 416 mm/ph. Chiều sâu cắt t=0,5
Bước 6 : Phay tinh bằng con dao đầu cầu R1.5 Chọn dao; dùng dao phay đầu cầu R1,5 có z=4
Tra Catalogue số 74531 [12]-trang 605 và bảng chế độ cắt [12]-trang 604 được f=0,015 mm/răng
Chế độ cắt: Vc= 50 m/ph, n= 5308 vg/ph, F= 318 mm/ph Chiều sâu cắt t=0,25
Bảng 3.8: Bảng chế độ cắt nguyên công 7 chi tiết lòng khuôn