Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí người ta sử dụng nhiều loại công cụ lao động khác nhau với kết cấu và tính năng kỹ thuật ngày càng hoàn thiện, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm , tăng năng xuất lao động và hạ giá thành sản phẩm, cho sản phẩm có ưu thế về giá cả, chất lượng, thời gian để cạnh tranh trên thị trường. Đai ốc vít me T8 là sản phẩm đai ốc cho vitme T8 thường được sử dụng trong chế tạo máy CNC, laser và các loại máy tự động khác. Được thiết kế bằng kim loại chắc chắn, chính xác, chống gỉ sét khi sử dụng lâu dài.
Đai ốc vít me là một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng bạc, được dùng nhiều trong chế tạo máy. Mặt bích được trục được cố định với thân máy bởi 4 bu lông.
4.1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Trên cơ sở nghiên cứu bản vẽ chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết ta nhận thấy: + Đai ốc vitme T16 làm nhiệm vụ đỡ bàn máy và thay đổi chuyển động quay của
vitme thành chuyển động tịnh tiến dọc trục vitme. + Các bề mặt gia công cho phép thoát phoi đễ dàng. + Chi tiết không có những bề mặt gia công quá phức tạp.
+ Trên chi tiết không có những bề mặt cần gia công nghiêng so với mặt đáy.
4.1.3. Yêu cầu sản phẩm
Chi tiết có các bề mặt quan trọng khi gia công đòi hỏi phải có độ chính xác cao để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết.
Các bề mặt làm việc quan trọng:
+ Bề mặt đầu A được gia công Ra=1,25 để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết. + Bề mặt đáy và 6 lỗ Ø5.5 không cần được gia công chính xác, vì nó không cần làm
chuẩn trong quá trình gia công cũng như không phải các bề mặt làm việc
+ Khi gia công cần đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ với mặt đầu ≤ 0.01. + Gia công đạt kích thước theo yêu cầu của bản vẽ.
+ Chi tiết được chế tạo bằng đồng, đủ độ cứng vững khi gia công và khi làm việc.
4.1.4. Vật liệu
Chi tiết không chịu lực quá lớn nên ta chọn vật liệu gia công là Thép C45. Vật liệu thép C45 để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, yêu cầu đồ bền và độ dai cao. Để tăng cơ tính có thể tôi và ram cao, từ các tính chất của thép C45 ta thấy, mác thép C45 phù hợp với yêu cầu của chi tiết không cần thay đổi.
C% Si% Mn% P% S% Cr
0,45 0,15– 0,35 0,5 – 0,8 < 0,025 <0,025 0,2 – 0,4
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thép C45
4.2. Định dạng sản xuất
4.2.1. Xác định sản lượng gia công hằng năm của chi tiết
Muốn xác định dang sản xuất cần phải biết sản lượng hàng năm vậy sản lượng được tính theo công thức [1] trang 12 [5] :
N = N0m(1+ 100
) (4.33) N - Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm.
N0 - Số sản phẩm được giao N0 = 5000 (chi tiết/năm) m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1).
N = 5000.1 (1 + ) = 5450 ( chi tiết/năm )
4.2.2. Xác định khối lượng của chi tiết
Dựa trên thông số trên phần mềm Inventor: V= 1380 (mm3); Q=0.012 (kg)
Bảng 3.2 Khối lượng của chi tiết đai ốc Vít-me
Tra và xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trọng lượng của chi tiết
> 200kg 4200kg < 4kg
Sản lượng hàng năm của chi tiết
Đơn chiếc < 5 < 10 < 100 Hàng Loạt nhỏ 5 100 10 200 100 200 Hàng Loạt vừa 100300 200 500 500 5000 Hàng Loạt lớn 300 1000 500 5000 5000 50000 Hàng khối >1000 >5000 >50000 Bảng 3.3 Xác định dạng sản xuất
Sản lượng chi tiết trong một năm theo tính toán ở trên là 5450 chi tiết. Trọng lượng chi tiết 0,012 (kg) tra bảng chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn.
4.2.3. Xác định giá thành phôi
Giá thành sản phẩm.
𝑆𝑝 = 𝐶1. 𝑄. 𝐾1. 𝐾2. 𝐾3. 𝐾4. 𝐾5 − (𝑄 − 𝑞). 𝑆
𝐾1: Hệ số phụ thuộc độ chính xác của phôi 𝐾1=1
𝐾2: Hệ sơ phụ thuộc mức độ phức tạp của phôi 𝐾2=1.21
𝐾3: Hệ số phụ thuộc khối lượng phôi 𝐾3=1
𝐾4: Hệ số phụ thuộc vật liệu phôi 𝐾4=1
𝐾5: Hệ số phụ thuộc vào quy mô sản xuất 𝐾5=0.83 Q: Trọng lượng phôi Q= 0,04 kg
q: trọng lượng chi tiết q= 0,012kg
S: Giá thành 1 kg phôi phế phẩm (phoi) S=3000 đồng => 𝑆𝑝=10486,7 đồng, lấy 𝑆𝑝= 10500 đồng
4.3. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi
4.3.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi
Lựa chọn dạng phôi:
+ Việc chọn phương pháp chế tạo phôi được xác định dựa vào nhiều yếu tố: Kết cấu của chi tiết là chi tiết dạng bạc .
+ Vật liệu của chi tiết là thép C45.
+ Điều kiện làm việc chịu lực ổn định ,ít va đập.
Dạng sản xuất:
+ Đối với chi tiết là chi tiết dạng bạc, và có kết cấu như trên đã phân tích, ta chọn chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.
4.3.2. Phương pháp chế tạo phôi
Việc chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phương pháp đúc có thể tạo ra các phôi có hình dạng, kết cấu phức tạp và có thể đạt kích thước từ nhỏ tới lớn mà các phương pháp khác như : rèn, dập khó đạt được. Tuỳ thuộc vào phương pháp đúc và cách làm khuôn mà người ta có thể tạo ra phôi có độ chính xác khác nhau. Đúc có rất nhiều phương pháp khác nhau như: đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực, đúc liên tục. Tuy nhiên có hai phương pháp là đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại là có khả năng áp dụng được.
Đúc trong khuôn kim loại có ưu điểm là có cơ tính tốt, độ bóng bề mặt và chính xác cao tuy nhiên nó có nhược điểm là dễ sinh khuyết tật như rỗ khí nứt, chế tạo khuôn phức tạp giá thành cao, chỉ phù hợp với chi tiết nhỏ hình dáng đơn giản.
Đúc trong khuôn cát có ưu điểm là dễ chế tạo vật từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp, vốn đầu tư ít công nghệ đơn giản. Nhược điểm là độ chính xác bề mặt và nhẵn bóng thấp lượng dư lớn tốn nhiều vật liệu.
Do sử dụng phương pháp đúc nên ta sẽ tra lượng dư theo phương pháp gia công. Mặt đáy A (L = 28 ) Tra bảng 3-94 [2] ,ta có lượng dư gia công bằng 3 mm Mặt trên B (L = 16 ) Tra bảng 3-94 [2] ta có lượng dư gia công bằng 2.5 mm
4.3.4. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi
Hình 3.4 Bản vẽ chi tiết lồng phôi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.4. Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết
4.4.1. Xác định đường lối công nghệ
- Để chuyên môn hoá cao, năng xuất thì phương án gia công rất quan trọng.
- Trong sản xuất hàng khối thì nên chọn chọn phương án gia công nhiều vị trí nhiều dao và gia công song song, còn đối với sản xuất hàng loạt nên chọn phương án gia công một vị trí một dao và gia công tuần tự.
- Tuy nhiên trong thực tế sản xuất có thể kết hợp nhiều phương án gia công khác nhau. Ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công dùng các máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và máy chuyên dụng.
- Chính vì vậy mà đối với chi tiết này nên chọn phương án gia công phân tán nguyên công.
4.4.2. Phương pháp gia công
- Dạng sản xuất là hàng loạt quy trình công nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công .Tức được chia ra thành các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau
đồ gá chuyên dùng,gia công 1 vị trí 1 dao và gia công tuần tự, dùng máy vạn năng và các máy chuyên dùng.
- Một chi tiết có nhiều phương án gia công mỗi phương án có một ưu nhựơc điểm nhất định. Khi gia công chi tiết dạng bạc cũng có nhiều phương án .
- Bề mặt đáy và lỗ ren yêu cầu độ nhám bề mặt là Ra=1,25 dùng làm chuẩn định vị và là chuẩn tinh phụ cho các nguyên công sau nên chọn phương pháp gia công là tiện thô - tinh.
- Mặt đế trên ( Ø28, độ nhám Rz40) gia công để làm bước cho nguyên công sau nên chọn phương pháp phay thô.
- 6 lỗ Ø5.5 (độ nhám Rz40) chọn phương pháp khoan.
4.4.3. Tiến trình công nghệ
- Nguyên công 1 : Đúc phôi.
- Nguyên công 2 : Tiện thô - tinh mặt A, Khoan tâm, Khoan -Doa lỗ Ø 14.5 - Nguyên công 3 : Tiện thô - tinh mặt trụ Ø28 và mặt đầu B
- Nguyên công 4 : Khoan 6 lỗ Ø5.5 Nguyên công 5 : Taro ren thang M16x2 - Nguyên công 6 : Kiểm tra độ vuông góc lỗ ren với mặt chuẩn A
4.4.4. Tính toán, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
Nguyên công 1: Đúc phôi
Hình 3. 5 Nguyên công 1
- Đúc phôi bằng khuôn cát mẫu gỗ làm trên máy.
- Mục đích:phù hợp với kết cấu của chi tiết.để phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa đảm bảo phân phối được lượng dư cần thiết để gia công đạt được yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ chi tiết .
- Yêu cầu kỹ thuật của phôi khi đúc ra
+ Chi tiết đúc phải cân đối về hình dạng không bị nứt rỗ , cong vênh . Phôi không được sai lệch hình dáng quá phạm vi cho phép.
+ Đảm bảo kích thước của bản vẽ.
+ Vật liệu đồng đều không chứa những tạp chất. + Đúc xong ủ để giảm độ cứng của lớp vỏ ngoài phôi.
- Vệ sinh phôi, làm sạch cát, mài , ba via để phôi đạt độ ngót trước khi đưa vào gia công cơ.
Nguyên công 2: Tiện thô-tinh mặt chuẩn A, khoan tâm, khoan lỗ, doa lỗ ø14.5
Hình 3.6 Nguyên công 2
Phân tích nguyên công: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mục đích yêu cầu: Tạo chuẩn cho các nguyên công sau. - Định vị: Mặt trụ ngoài, mặt đầu
- Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
- Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện vạn năng 1K62 - Các thông số và khả năng công nghệ của máy:
+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên thân máy: 400mm Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao: 220mm Công suất động cơ của truyền động chính: N=10kW
- Phạm vi bước tiến ngang: 0,035- 2,08 (mm/vòng) Chọn dụng cụ cắt:
- Chọn dao tiện mặt đầu thân cong P6M5
- (Theo bảng 4-4 [3], ta chọn kích thước của dao như sau: H=20, B=12, L=120, m=7, a=10, r=1).
- Mũi khoan tâm bằng dao P18, đường kính d=3(mm).
- Mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng P18, đường kính d=10(mm). Chế độ cắt:
- Chiều sâu cắt t (mm):
+ Khỏa mặt đầu: Tiện thô: t= 2,5 mm, tiện tinh: t = 0,5 mm + Khoan lỗ Ø3: t= d/2= 3/2= 1,5 mm
+ Khoan lỗ Ø6.5: t= d/2= 28/2= 14 mm - Lượng chạy dao s (mm/ vòng)
+ Lượng chạy dao tiện thô mặt đầu: s= 0,4 (mm/vòng) (tra bảng 5-11 [3] ) + Lượng chạy dao tinh mặt đầu: s = 0,13 (mm/vòng) (tra bảng 5-14 [3]) + Lượng chạy dao khi khoan tâm: s = 0,12 (mm/vòng) (tra bảng 5-25 [3] ) + Lượng chạy dao khi khoan lỗ Ø6.5: s = 0,32 (mm/vòng) (tra bảng 5-25 [3]) - Tốc độ cắt V (m/ph)
Tiện thô mặt đầu:
- Tra bảng 5-66 [3] có Vb= 116 (m/ph) - Công thức tính tốc độ tính toán :
Vt = Vb. k1. k2. k3 (4.2) - Trong đó:
+ k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính chi tiết k1= 1,7 bảng 5-4 [3] + k2: hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2= 0,9 bảng 5-5 [3]
+ k3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao. Với dao P6M5 thì k3= 1 bảng 5-6 [3] - Vậy tốc độ tính toán là:
Vt= 116. 1,7 .0,9 .1= 177,5 (m/ph) - Số vòng quay tính toán nt:
nt=Vt.1000
π .D =177,5π ..281000=2018(vg/ph) (4.3)
- Ta chọn số vòng quay theo máy n = 2000 (vg/ph) - Tốc độ cắt thực là:
Vtt=π .D . nm
1000 =π.28.20001000 =175,8 (m/ph) (4.4)
Tiện tinh mặt đầu
- Công thức tính tốc độ tính toán:
Vt = Vb. k1. k2. k3 (4.5) - Trong đó:
+ k1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết k1= 1,7 bảng 5-1 [3] + k2: hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2= 0,9 bảng 5-5 [3]
+ k3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao. Với dao P6M5 thì k3= 1 bảng 5-6 [3] - Vậy tốc độ tính toán là:
Vt= 255. 1,7.0,9. 0,83= 323,83 (m/ph) - Số vòng quay tính toán nt: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nt=Vt.1000
π .D =323,83π .28.1000=3683(vg/ph)
- Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 2500 (v/ph) - Tốc độ cắt thực là:
Vtt=π .D .n1000m=π.28.25001000 =219,8(m/ph) Khoan lỗ tâm Ø3:
- Tốc độ cắt khi khoan lỗ
V=Cv.Dq
Tm.Sykv (4.6)
Cv = 28,1 ; q= 0,25 ; y= 0,55; m= 0,125 (bảng 5-28 [3] ) - Chu kỳ bền: T= 20 (ph) (bảng 5-30) [3]
- Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế: kv= kMV. Kuv. Klv (4.7)
- Trong đó:
+ kMV: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công: kmv= 1,7( bảng 5-1 và 5-2 [3]) + Kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt: Kuv = 1 (bảng 5-6 [3] ) + Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan: Klv= 1 (bảng 5-31 [3] )
=> kv = 1,7. 1. 1 =1,7
V= 28,1. 280,25
200,125.0,120,55.1,7=24(m/ph)
- Số vòng quay tính toán:
nt=Vt.1000
π .D =2500(vg/ph)
- Tra theo máy chọn ntt= 250 (vg/ph)
Khoan lỗ Ø14
Tốc độ cắt kho khoan lỗ Ø14
V=Cv.Dq
Tm.Sykv (4.6)
Cv = 28,1 ; q= 0,25 ; y= 0,55; m= 0,125 (bảng 5-28 [3] ) - Chu kỳ bền: T= 80 (ph) (bảng 5-30) [3]
- Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế: kv= kMV. Kuv. Klv (4.7)
- Trong đó:
+ kMV: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công: kmv= 1,7( bảng 5-1 và 5-2 [3]) + Kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt: Kuv = 1 (bảng 5-6 [3] ) + Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan: Klv= 1 (bảng 5-31 [3] ) => kv = 1,7. 1. 1 =1,7
V= 28,1. 6,50,25
800,2.0,320,55.1,7=59,4(m/ph)
- Số vòng quay tính toán:
nt=Vt.1000 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
π .D =2900(vg/ph)
- Tra theo máy chọn ntt= 3000 (vg/ph)
- Tốc độ cắt thực: Vtt=π .D .n1000 =π.3000.6,51000 =61,23 (m/ph) Thời gian làm việc của máy
+ Tiện thô mặt đầu
L=D 2=282 =14(mm) L1=tgφt +(0,5−2)=tg2,545+1=3,5(mm) (4.10) L2=(0,5−2)=1(mm) T0=L+L1+L2 S.n .i=140,14.2018+3,5+1.1=0,06(phút) (4.11)
+ Tiện tinh mặt đầu
L1=tgφt +(0,5−2)=tg0,545+1=1,5(mm) (4.10) L2=(0,5−2)=1(mm) T0=L+L1+L2 S.n .i=140,13.3683+1,5+1.1=0,015(phút) (4.13) + Khoan tâm L=d2cotgφ+(0,5−2)=3 2.cotg60+1=1,28(mm) (4.14) L1=D−d 2 .cotgφ+(0,5−2)=(8−3) 2 .cotg60+1=2,44(mm)(4.15) T0=L+L1 S.n .i=1,280,12.1500+2,44.2=0,02(phút)(4.16) + Khoan Ø14,5 L=15 (mm) L1=d2.cotgφ+(0,5−2)=152 .cotg60+1=5,3(mm)(4.17) L2=(1−3)=3(mm) T0=L+L1+L2 S.n .i=150,32.1257+5,3+3.10=0,06(phút) (4.18) Khoan 1K62 Máy P6M5 2000 0.32 15 0,06 Khoan tâm P6M5 1500 0.12 2 0,02 Tiện tinh A P6M5 2000 0.13 0.5 0,015 Tiện thô A P6M5 1500 0,4 2,5 0,06 Bước CN Dao n (v/p) S(mm/vg) t(mm) To(ph)
Nguyên công 3 : Khoan tâm, Tiện thô, tiện tinh mặt trụ Ø28
Hình 3.7 Nguyên công 3
Phân tích nguyên công:
- Mục đích yêu cầu: Tạo chuẩn cho các nguyên công sau - Định vị:
+ Trong nguyên công này ta sử dụng ống kẹp, vừa định vị vừa kẹp chặt
+ Mặt của phôi định vị 2 bật tự do, ngoài ra bề mặt tỳ của bạc được ép sát vào vai ống hạn chế được them 3 bậc tự do
+ Do vậy chi tiết bị hạn chế tất cả là 5 bậc tự do Kẹp chặt: kẹp chặt ống kẹp
Chọn máy:
- Thực hiện trên máy tiện vạn năng 1K62
- Các thông số và khả năng công nghệ của máy: