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:
- 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- 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:
nt=Vt.1000
π .D =323,83π .28.1000=3683(vg/ph) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- 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
π .D =2900(vg/ph)
- Tra theo máy chọn ntt= 3000 (vg/ph) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- 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:
+ 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
+ Số cấp tốc độ (n): 23 cấp
+ Phạm vi bước tiến dọc: 0,07- 4,16 (mm/vòng) + 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 gắn mảnh hợp kim cứng P18, đường kính d=10(mm). Chế độ cắt :
- Chiều sâu cắt t (mm):
+ Tiện thô: t= 2,5 mm, tiện tinh: t = 0,5 mm - Lượng chạy dao s (mm/ vòng)
+ Lượng chạy dao tiện thô : s= 0,4 (mm/vòng) (tra bảng 5-11 [3] ) Lượng chạy dao tinh : s = 0,13 (mm/vòng) (tra bảng 5-14 [3] )
- Tốc độ cắt V (m/ph) Tiện thô
- 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: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nt=Vt.1000
π .D =177,5π.28.1000=2018(vg/ph)
- Ta chọn số vòng quay theo máy: nm=2000(vg/ph)
- Tốc độ cắt thực là: Vtt=π .D .n1000m=π.28.20001000 =175,8 (m/ph) Tiện tinh
- Tra bảng Tra bảng 5-64 [3] có Vb= 255 (m/ph) - 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:
- Tốc độ cắt thực là:
Vtt=π .D .n1000 =π.28.25001000 =219,8 (m/ph) Thời gian làm việc của máy
+ Tiện thô mặt đầu
L=D 2=282 =14(mm) L1= t tgφ+(0,5−2)= 2,5 tg45+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
L=D2 =282 =14(mm) L1=tgφt +(0,5−2)=tg0,545+1=1,5(mm) (4.12) 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)=23.cotg60+1=1,28(mm) (4.14) L1=D−2d .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 Ø6,5 L=15 (mm) L1=d2.cotgφ+(0,5−2)=152 .cotg60+1=5,3(mm)(4.17) L2=(1−3)=3(mm) T0=L+S.nL1+L2.i=150,32.1257+5,3+3.10=0,06(phút) (4.18) Ti ện ti nh 1 K62 M áy P6 M5 0 200 0.13 .5 0 ,0150 Tiệ n thô M5 P6 0 150 0,4 ,5 2 ,060 B ước C N Dao n (v/p) m/vg)S(m mm)t( o(ph)T Bảng 3.5 Chế độ cắt nguyên công 3
Nguyên công 4: Khoan 6 lỗ Ø5.5
Hình 3.8 Nguyên công 4
Phân tích nguyên công:
Định vị:
+ Dùng phiến tỳ định vị mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do: o Tịnh tiến theo oz
o Quay quanh ox o Quay quanh oy
+ Một khối V ngắn cố định hạn chế 2 bậc tự do o Tịnh tiến theo ox
o Tịnh tiến theo oy
+ Một khối V tùy động hạn chế 1 bậc tự do o Quay quanh oz
Kẹp chặt: kẹp chặt bằng khối V tùy động
Chọn máy:
Chọn máy khoan cần 2H53
Đường kính lớn nhất khi khoan thép: 35mm
Công suất khoan 2,8kW, công suất động cơ năng cần 1,7 kW Chọn dao (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mũi khoan bằng thép gió, có đường kính mũi khoan D = 3.5 mm.
Đồ gá chuyên dung Bậc thợ: 3/7 Dụng cụ kiểm tra Thước cặp Chế độ cắt Chiều sâu cắt
+ Chọn chiều sâu gia công:
t=D2 =3,52 =1,75(mm)
+ Lượng chạy dao.
Tra bảng 5-25 ( [3] ) ta có với đường kính mũi khoan 3.5 (mm) S = 0,12 – 0,18 (mm/vòng)
Theo lý thuyết máy chọn S = 0,15 (mm/vòng).
Tốc độ cắt:
Theo [3] ta có :
V=CV.Dq
Tm.Sy .kv (m/ph) (4.22) Hệ số Cv và các số mũ được tra ở bảng 5-28, ta được:
Cv q y m
28,1 0,25 0,55 0,125
Bảng 3.6 Hệ số độ cắt
Ta có : K(v) =Kmv.Knv.Klv (4.23)
+ Kmv: hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu phôi.
Kmv=1,7
Tra bảng 5.3 ta có:nv=1,3
Kmv=1
+ Knv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng của bề mặt phôi Tra bảng 5.5 ta có: Knv=0,8
+ Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Tra bảng 5-31, ta có: Klv= 1
Như vậy: Kv=1,7.1,3.0,8=1,765
Vkhoan= 28,1.3,50,25
250,125.0,120,55.1,765=14,6 (m/ph) + Tốc độ vòng quay của trục chính:
n=1000.π .DV=1000.14,63,14.3,5 =1324,8(vòng/ph)
+ Theo thuyết minh máy chọn n = 1350 (vòng/phút).
+ Vận tốc thực là: Vt=nt1000.π . D=1350.3,14 .3,51000 =14,84(m/ph)
Thời gian làm việc của máy
𝐿 = 3,5(𝑚𝑚)
L1=d2.cotφ+(0,5−2)=102 .cot 60+1=3,9(mm) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
𝐿2 = (1 − 3) = 3(𝑚𝑚)
Bước gia công t (mm) n (v/p) S (mm/vg) Máy
Khoan 3,5 1350 0,12 2H53
Bảng 3.7 Thông số cắt nguyên công 4
4.5. Thiết kế đồ gá
4.5.1. Yêu cầu kỹ thuật
Các lỗ gia công cần đạt độ bóng Ra = 6,3, đảm bảo độ song song giữa các lỗ
Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo độ cứng vững khi gá đặt và đảm bảo khi kẹp chặt chi tiết không bị biến dạng bởi lực kẹp
4.5.2. Cơ cấu định vị
Dùng phiến tỳ vào mặt đáy chi tiết hạn chế 3 bậc tự do.
Dùng 1 khối V cố định, 1 di động hạn chế 3 bậc tự do.
4.5.3. Cơ cấu kẹp chặt
Dùng khối V di động để kẹp chặt.
4.5.4. Cơ cấu dẫn hướng
Dùng phiến dẫn và bạc dẫn cố định.
4.5.5. Tính lực kẹp
Trong quá trình khoan 4 lỗ ∅5,5 chi tiết chịu tác dụng của các các lực sau: + Momen xoắn M do lực cắt gây ra
+ Lực cắt Pz + Lực kẹp W + Lực ma sát Fms + Sơ đồ khoan
Khi chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và được kẹp chặt bằng hai khối V Chỉ xét trường hợp chống xoay quay tâm ta bỏ qua lực P0
Ta có phương trình cân bằng Momen 2 N.f.R = K. Mc
Trong đó :