A – Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện tinh ∅50,5 : I - Chọn máy:
- Chọn máy 1K62
- Thông số cơ bản của máy
+ Công suất động cơ: N = 10 KW + Hiệu suất máy: η = 0,75
+ Chiều cao tâm máy: H=200 (mm).
+ Lực lớn nhất cho phép tác dụng lên cơ cấu chạy dao.
Dọc: 5500 N Ngang: 3600 N
+ Số vòng quay trong 1phút: 12,5 ÷ 2000 v/ph + Lượng chạy dao dọc: 0,070÷ 4,16 mm/vg + Lượng chạy dao ngang: 0,035 ÷ 2,08 mm/vg.
II - Chọn dụng cụ cắt.
a) Chọn vật liệu dụng cụ cắt:
Để tăng năng suất và chất lượng bề mặt gia công ta chọn vật liệu phần cắt là hợp kim cứng. Theo bảng 4.2 (thiết kế dao cắt) vật liệu T15K6. Vật liệu phần cắt được chế tạo thành những dao có hình dạng và kích thước theo tiêu chuẩn.
Vật liệu thân dao thường chế tạo từ thép 40, 45, 40X Chọn vật liệu thân dao là thép 45.
b) Chọn kiểu dụng cụ cắt:
Theo bảng 4.22 chọn dao tiện ngoài đầu cong có ϕ = 450 hình
B x H = 25x40 (mm) L = 200 (mm)
a = 25 (mm) m = 10 (mm)
c) Chọn tiết diện ngang thân dao:
- Chọn tiết diện ngang thân dao theo chiều cao tâm máy bảng 4.24 (thiết kế dao). Với máy 1K62 chiều cao tâm máy H=200 (mm).
- Chọn kích thước thân dao: 25x40
- Chiều dài dao chọn theo bảng 4.25(thiết kế dao) - Chiều dài thân dao: L=200 (mm)
d) Chọn hình dáng dụng cụ cắt:
Hình dáng mặt trước của dao được chọn dựa vào phần cắt.
Theo bảng 4.27 với dao gắn mảnh hợp kim cứng chọn kiểu mặt trước âm.
e) Chọn thông số hình học phần cắt của dao:
- Góc sau α, góc trước ϒ chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công, lượng chạy dao và hình dạng mặt trước. Tra bảng 4.32, bảng 4.33,bảng 4.34, bảng 4.35 (Thiết kế dao) ta có:
α =80 ϕ1 = 0 ÷ 50
ϒ =150 λ = 0 ÷ 5o
ϕ = 450
f) Chọn trị số cho phép của phần cắt:
Trị số độ mòn cho phép của phần cắt được chọn phụ thuộc vào kiểu dao tiện, vật liệu gia công và điều kiện cụ thể.
Tra bảng 4.37 (thiết kế dao) ta có trị số độ mòn cho phép 0,4÷0,6 mm.
g) Tính tuổi bền của dụng cụ cắt:
Chọn trị số mòn cho phép của phần dụng cụ cắt phụ thuộc vào kiểu dao tiện, vật liệu gia công và điều kiện làm việc cụ thể.
Tra bảng (4-37) HDTKD được độ mòn cho phép là 0,8 – 1mm.
Chọn độ mòn cho phép là 0,8 mm.
Số lần mài lại cho phép và tuổi thọ của dao tiện được chọn phụ thuộc vào kiểu dao, kích thước tiết diện ngang của thân dao, vật liệu gia công và điều kiện làm việc cụ thể.
Tra bảng (4-39) HDTKD ta có tuổi thọ của dao là 16 giờ, số lần mài lại cho phép là: 15 lần.
Tuổi thọ 16 Tuổi bền = --- = --- = 1 giờ.
(Số lần mài lại cho phép +1) 15 +1 Vậy tuổi bền = 60 phút.
h) Chọn chiều sâu cắt:
Chiều sâu cắt t được chọn phụ thuộc vào lượng dư gia công và yêu cầu độ bóng của bề mặt chi tiết gia công .
Lượng dư gia công tinh 2Zb2 = h = 1,5 mm. Gia công 1 lần hết lượng dư vậy chiều sâu cắt là:
. 75 , 2 0
5 , 1
2 mm
T = h = =
III - Chọn lượng chạy dao:
1 ) Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao:
Để đảm bảo độ bền thân dao lượng chạy dao được tính theo công thức:
[ ] ( / )
. .
1 . mm vg
L k t C S ypz w
pz xpz pz
σu
≤
Với [σu] :Sức bền uốn cho phép của thép 45 => [σu]=200 N/mm2 .
W: Mômen chống uốn của tiết diện thân dao.
Do thân dao tiết diện hình chữ nhật:
) ( 67 , 6 6666
40 . 25 6
. 2 2 3
H dm
W = B = =
L: Tầm với. L=(1÷1,5)H. Trong đó H là chiều cao thân dao.
L=(1÷1,5).40=(40÷60). Chọn L=50mm.
t: Chiều sâu cắt. t=0,75mm.
Cpz: Hệ số tính đến lực cắt pz.
ypz: Số mũ xét tới ảnh hưởng của lượng chạy dao tới lực cắt pz. xpz: Số mũ xét tới ảnh hưởng của chiều sâu cắt tới lực cắt pz. Vì ϕ1>0 => Cpz,ypz,xpz tra bảng 4.54 (Thiết kế dao).
Cpz=3000.
ypz=0,75.
xpz=1,0.
kpz: Hệ số xét tới ảnh hưởng của các nhân tố tới lực cắt.
Kpz=KMpz.Kγpz.Kypz.Kppz.Kfpz..Khspz. Tra KMpz theo bảng 4.55 (Thiết kế dao).
Có 0,15
140 61 140
35 , 0 35
, 0
=
=
= b KMpz σ
Với thép 45 tra bảng 2-14 (Thiết kế dao) có:
) /
(
61 KN mm2
b = σ
Các trị số hiệu chỉnh tra bảng 4.56 (Thiết kế dao).
Có:
Kypz = 1 Kfpz = 1 Kγpz = 1 Kppz = 1
Kpz=0,15.1.1.1.1.1=0,15
Vậy 6,67 / )
50 . 15 , 0 . 75 , 0 . 3000
200 . 67 ,
75 6666
,
1 0 mm vg
S = =
2 ) Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của cơ cấu chạy dao:
Để đảm bảo độ bền của cơ cấu chạy dao S được tính theo công thức:
ypx
px xpx px
m
K t C S p
. . . 45 ,
2 ≤ 1
Trong đó: Pm là trị số cho phép lớn nhất của các lực chiều trục tác dụng lên cơ cấu chạy dao.
) ( 5500 N pm =
t: chiều sâu cắt. t=0,75 (mm).
Cpx: hệ số lực cắt px.
xpx: số mũ xét tới ảnh hưởng của chiều sâu cắt tới lực cắt px. ypx: số mũ xét tới ảnh hưởng của lượng dao chạy đến px. Tra bảng 4.54 (thiết kế dao) có:
Cpx=3390 xpx=1,0 ypx=0,5
Kpx: hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của vật liệu gia công đến lực cắt px.
Kpx=KMpx.Kγpx.Kϕpx.Kppx.Kfpx..Khspx.
KMpx: hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của vật liệu gia công tới lực cắt px. Tra KMpx theo bảng 4.55 (thiết kế dao).
44 , 140 0
61 140 = =
= b KMpx σ
Các hệ số hiệu chỉnh tra bảng 4.56 (Thiết kế dao).
Có:
Kϕpx=1 Kγpx=1,4
Khspx=1 Kfpx=1
Kppx=0,65
Kpx=0,44.1,4.0,65.1.1.1=0,4 ) / ( 96 , 4 0 , 0 . 75 , 0 . 3390 . 45 , 1
5 5500
,
2 0 mm vg
S = =
3 ) Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia công:
Để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia công, lượng chạy dao được tính theo công thức sau:
ypy
py xpy
px t K L
C
f
S3 KEJ 3
. . .
]
= [
Trong đó:
K: hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết trên máy. K=48 khi chi tiết chống tâm 2 đầu.
E: Mômen đàn hồi của vật liệu gia công E=20.104 N/mm2 với vật liệu thép 40X.
J: Mômen quán tính tiết diện ngang của chi tiết gia công. Với chi tiết gia công có tiết diện ngang là tròn.
( )4
4 4
62 , 306640 64
50 . 14 , 3
64D mm
J = π = =
[f]: độ vừng cho phộp của chi tiết khi tiện tinh.
[f]=0,05÷0,1 (mm) Chọn [f]=0,1 (mm).
L: chiều dài của chi tiết gia công. L= 280 (mm).
Cpy: hệ số để tính lực cắt py.
Xpz: số mũ xét tới ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến py. Ypy: số mũ xét tới ảnh hưởng của lượng chạy dao đến py. Các số mũ và hệ số tra bảng 4.54 (thiết kế dao)
Cpy=2430
Xpy=0,9 Ypy=0,6
Kpy: hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố tới lực cắt py.
Kpy=KMpy.Kϕpy.Kγpy.Kppy.Kfpy.Khspy
Kmpy: hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố đến lực cắt py.
Tra bảng 4.55 (thiết kế dao) có:
757 , 61 0
140 61
35 , 1 35
, 1
=
=
= b KMpy σ Tra bảng 4.56 (thiết kế dao) có:
Kϕpy=1,3 Kfpy=1
Khspy=1 Kγpy=1,8
Kppy=1
Kpy=0,757.1,3.1,8.1.1.1=1,77.
Vậy:
95,56( / ) 280
. 77 , 1 . 75 , 0 . 2430
1 , 0 . 625 , 306640 .
10 . 20 .
6 48
,
0 0,9 3
4
3 mm vg
S ≤ =
4 ) Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh hợp kim cứng:
Để đảm bảo độ bền của mảnh hợp kim cứng, lượng chạy dao được tính theo công thức:
pz [ ]
y
pz xpz pz
z
K t
C S P
.
4 ≤ .
Trong đó:
[pz]: lực lớn nhất cho phép tác dụng lên mảnh dao chợp kim cứng. Theo bảng 4.57 (thiết kế dao) có:
[p ]=3900 (N) C =3000
Kpz=0,865 xpz=1 ypz=0,75
=> 0,94( / )
865 , 0 . 75 , 0 . 3000
75 3900
,
0 1
4 mm vg
S ≤ =
5)Xác định lượng chạy dao để bảo đảm độ nhẵn yêu cầu của bề mặt gia công:
Công thức xác định cho gia công tinh:
07 , 1
65 , 0
5 0,21
.r S ≤ Rz
Tiện tinh đạt ∇6 với Rz=0,025 mm r=1 mm
Thay vào công thức ta có:
) ( 32 , 21 0
, 0
1 . 025 ,
07 0
, 1
65 , 0
5 mm
S ≤ =
Vậy ta có lượng chạy dao như sau:
S1=6,67 (mm/vg) S2=0,96 (mm/vg)
S3=95,56 (mm/vg) S4=0,94 (mm/vg) S5=0,32 (mm/vg)
Chọn một lượng chạy dao nhỏ nhất trong 4 lượng chạy dao được tính ở trên và gọi là lượng chạy dao an toàn. Đem so với bảng lượng chạy dao của máy tìm được 1 trị số nhỏ hơn gần nhất so với lượng chạy dao an toàn. Trị số này gọi là lượng chạy dao thực của máy:
Sm= 0,30 (mm/vg).
IV - Xác định tốc độ cắt V và số vòng quay n:
1 - Xác định tốc độ cắt V:
Theo công thức:
) / (m ph S K
t T
Vt = mCxvv yv v
Trong đó:
Vt: tốc độ cắt ứng với tuổi bền của dao (m/ph).
T: tuổi bền của dao. T = 60 phút.
t: chiều sâu cắt. t = 0,75 mm.
S: lượng chạy dao. S = 0,30 mm/vg.
Cv: hệ số để tính tốc độ cắt.
m: chỉ số tuổi bền.
Xv: số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến V.
Yv: số mũ xét tới ảnh hưởng của S tới V.
Tra bảng 4.62 (thiết kế dao). Ta có:
Cv = 340 m = 0,2 Xv = 0,15 Yv = 0,35
Kv: hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố khác nhau đến tốc độ cắt. Tính Kv theo công thức:
Kv=Kcn.KM.Kp.Kd.Khs.Kϕ.Kmt
Hệ số hiệu chỉnh Kcn được tra bảng 4.59 (thiết kế dao).
Kcn=0,8
Hệ số hiệu chỉnh KM được tra bảng 4.63 (thiết kế dao).
22 , 61 1 75 75 = =
=
b
KM
σ
các hệ số khác tra bảng 4.64 (thiết kế dao).
Kp = 0,8 Kd = 1
Khs = 1,1 Kϕ = 1
Kv=0,8.1,22.0,8.1.1,1.1.1,05=0,9 Thay vào công thức trên ta có:
) / ( 250 9
, 0 3 .
, 0 . 75 , 0 . 60
340
45 , 0 15 , 0 2
,
0 m ph
Vt = =
2 - Xác định số vòng quay n:
Số vòng quay lý thuyết được tính theo công thức.
) / ( 50 1592
. 14 , 3
250 . 10 .
.
103 3
ph D vg
n = V = =
π
Đem so sánh trị số tính được với bảng số vòng quay của máy ta chọn
nthực = nM = 1250 (v/ph)
Vì lượng chạy dao SM = 0,3 (mm/v) là lượng chạy dao an toàn của máy (Sđ).
Vậy vận tốc cắt thực được tính theo công thức sau:
) / ( 25 , 1000 196
1250 . 50 . 14 , 3 1000
.
.Dn m ph
Vthùc = π M = =
V - Tính thời gian máy:
Áp dụng công thức.
) ( . .i ph
n S
y To = L+
Trong đó:
L: Chiều dài chi tiết cần gia công(mm).
y: Lượng ăn tới của dao(mm).
y= t.cotgϕ=0,3.1=0,3(mm) ϕ: Góc nghiêng chính(ϕ=45°)
i: Số lần cắt (i=1)
S: Lượng chạy dao(S=0,3mm/vg)
n: Số vòng quay trong một phút của phôi (vg/ph) VI- Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại :
- Nguyên công I : Tôi cải thiện :
- Nguyên công II : Khỏa mặt đầu, khoan tâm :
Bước CN
Chương VII :