VII: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT
V.3.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
- Loại phôi được xác định dựa trên cơ cấu của chi tiết, vật liệu chế tạo, điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy.
Ở đây ta chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư kích thước và dung sai phôi. Khi xác định dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết gia công thì ta cần chú ý một vài yếu tố:
+ Đặc điểm kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết máy.
+ Sản lượng hàng năm của chi tiết máy có xét đến số lượng dự trữ và tỉ lệ phế phẩm trong quá trình sản xuất.
+ Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật sản xuất và phương pháp tổ chức sản xuất.
Có nhiều dạng phôi: phôi đúc, phôi rèn, phôi dập, phôi cán, phôi hàn,….Với chi tiết gối đỡ có dạng khá phức tạp nên ta chọn phôi đúc là hợp lý nhất. Vì nó vừa đảm bảo yêu cầu về độ bền của chi tiết, vừa có tính đúc tốt.
Giá cả lại rẻ hơn so với một số vật liệu cùng tính năng tương tự khác nên sẽ đảm bảo tính kinh tế trong sản xuất hàng loạt như đã yêu cầu.
- Ở đây là sản xuất hàng loạt, có thể đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, với cấp chính xác là cấp II.
- Xác định lượng dư gia công: Bằng phương pháp phân tích và phương pháp tra bảng, ta sẽ tìm hiểu cụ thể ở phần sau.
Dung sai kích thước chi tiết đúc: chi tiết đúc trong khuôn cát, gang xám 24- 44, tra bảng 3.13 [1, trang 185] đạt IT14- IT17, Rz= 40µm
Tra [1, bảng 3- 95, trang 245] cho vật đúc cấp chính xác II, kích thước biên lớn nhất 235(mm), vị trí bề mặt rót kim loại ở bên cạnh, ta được lượng dư gia công tổng cộng cho các kích thước danh nghĩa:
+ Φ100: lượng dư 3,5(mm), sai lệch cho phép 0,8(mm)
+ Kích thước 185: lượng dư 4,0(mm), sai lệch cho phép 1,0(mm) + Kích thước 235: lượng dư 4,0(mm), sai lệch cho phép 1,0(mm) + Kích thước 40: lượng dư 3,0 sai lệch cho phép 0,5(mm)
+ Kích thước 17: lượng dư 3,0 sai lệch cho phép 0,5(mm). V.4. LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT - Chọn các phương pháp gia công các bề mặt của phôi: Các bề mặt của phôi được đánh số như hình vẽ .
Để gia công các bề mặt (1), (2), (4), (8),(9), ta sử dụng phương pháp gia công phay.
Để gia công các bề mặt (3), (6), (10), ta sử dụng phương pháp gia công khoan
Để gia công bề mặt (5), ta sử dụng phương pháp gia công tiện.
Các phương pháp gia công trên vừa đảm bảo độ chính xác, nhám bề mặt, vừa đảm bảo sản xuất hàng loạt dễ dàng khi sử dụng thêm các đồ gá chuyên dùng. Đảm bảo tính kinh tế.
- Chọn chuẩn công nghệ:
Chuẩn công nghệ là những bề mặt chi tiết được dùng để định vị chi tiết trong quá trình gia công. Với chi tiết gối đỡ ta chọn các chuẩn như sau:
+Chuẩn thô: Chọn mặt (8) hoặc (9), mặt (7) và lỗ (4), làm chuẩn gia công thô.
+Chuẩn tinh: Chọn mặt phẳng đáy (1) và 2 lỗ (3) có đường kính d= 17 làm chuẩn gia công tinh.
Hình 4.40: Bản vẽ đánh số
- Chọn trình tự gia công các bề mặt của phôi:
Ta có các phương án chọn lựa theo bảng sau: (Không kể nguyên công làm sạch phôi)
Bảng 4-8: Các phương án gia công STT và tên nguyên công Số của bề mặt gia công Số của bề mặt định vị Dạng máy công nghệ - Nguyên công 1: Phay thô + tinh mặt đáy
(1), (2) (5), (8), (7) Máy phay đứng - Nguyên công 2: Khoan, khoét 2 lỗ lắp gối đỡ vào bệ (3) (1) Máy khoan cần - Nguyên công 3: Phay thô+ tinh lỗ bậc lắp gối đỡ vào bệ
(4) (1), (3) Máy phay đưng
- Nguyên công 4: Phay thô+ tinh 2 mặt bên (8), (9) (1), (3) Máy phay ngang - Nguyên công 5: Tiện thô+ bán tinh+ tinh+ vát mép lỗ Φ100 (5) (1), (3) Máy tiện Phương án I - Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ lắp mặt bích (6) (1), (8) May khoan cần - Nguyên công 1: Phay thô + tinh mặt đáy
(1), (2) (5), (7), (8) Máy phay đứng - Nguyên công 2: Khoan, khoét 2 lỗ lắp gối đỡ vào bệ (3) (1) Máy khoan cần
- Nguyên công 3: Doa thô+ bán tinh + tinh+ vát mép lỗ Φ100
(5) (1), (3) Máy doa
- Nguyên công 4: Phay thô+ tinh lỗ bậc lắp gối đỡ vào bệ
(4) (1), (3) Máy phay đưng
- Nguyên công 5: Tiện thô+ tinh 2 mặt bên (8), (9) (1), (3) Máy Tiện Phương án II - Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ lắp mặt bích (6) (1), (8) May khoan cần * So sánh giữa các phương án:
Ở phương án 1, dễ dàng ứng dụng vào trong điều kiện sản xuất hàng loạt về cả yêu câu kỹ thuật, công nghệ và tính kinh tế khi có sử dụng thêm đồ gá chuyên dùng cho tiện ở nguyên công 3.
Ở phương án 2, việc sử dụng máy doa ở nguyên công 2 sẽ dễ dàng hơn trong việc gá đặt chi tiết, nhưng thời gian gia công lại kéo dài sẽ không đảm bảo tính kinh tế trong sản xuất hàng loạt. Và ở nguyên công 5, việc sử dụng máy tiện cũng đảm bảo được yêu cầu sản xuất nhưng phải yêu cầu thiết kế đồ gá chuyên dùng hơi phức tạp, trong khi phương pháp phay thì đơn giản hơn. Ngoài ra việc thay đổi trình tự nguyên công 2 và 3 cũng có thể gây sai số gia công.
V.5. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG CÔNG NGHỆ5.1. Nguyên công 1: 5.1. Nguyên công 1:
- Các bước gia công: + Bước 1: Phay thô đế 1 + Bước 2: Phay thô đế 2 + Bước 3: Phay tinh đế 1 + Bước 4: Phay tinh đế 2. - Sơ đồ gá đặt: - Máy công nghệ:
Máy phay 6H12 vói các thông số máy như sau: Diện tích làm việc: 320x1250
Công suất máy: N= 7KW Hiệu suất : η=0,75
- Chọn đồ gá:
Sử dụng đồ gá phay chuyên dùng, kẹp chặt bằng cơ cấu thanh kẹp nhanh. - Chọn dụng cụ cắt:
Dao phay mặt đầu bằng thép gió, với các thông số cơ bản:
D= 80(mm), L= 45(mm), tuổi thọ trung bình T= 180 phút, Z= 1 [1, bảng 4- 92 trang 373]
- Chọn dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp chính xác 0,02(mm)
- Chọn dung dịch trơn nguội: có thể dùng hoặc không dùng dung dịch trơn nguội. Dung dich trơn nguội nếu sử dụng ở đây là nước Tôiunxi.
5.2. Nguyên công 2: - Các bước gia công: Khoan lỗ Φ17
- Sơ đồ gá đặt:
- Máy công nghệ: Máy khoan cần 2H53, với các thông số cơ bản: Đường kính gia công lớn nhất: 25(mm)
Số cấp tốc độ: 21
Công suất động cơ: 3KW
Kích thước máy: 870(mm)x2140(mm) - Chọn đồ gá: Đồ gá khoan chuyên dùng - Chọn dụng cụ cắt: Mũi khoan Φ17
- Chọn dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp 0,02(mm) - Chọn dung dịch trơn nguội: Dầu khóang. 5.3. Nguyên công 3:
- Các bước gia công:
+ Bước 1: Phay thô lỗ bậc Φ32, đạt kích thước đường kính + Bước 2: Phay tinh mặt phẳng bậc đạt Rz20.
- Sơ đồ gá đặt:
- Máy công nghệ: Máy phay đứng 6H12 - Chọn đồ gá: Đồ gá phay chuyên dùng - Dụng cụ cắt: Dao phay ngón có D= 32(mm) - Dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp 0.02(mm) - Dung dịch trơn nguội: nước Tôiunxi+ Xôđa.
5.4. Nguyên công 4: - Các bước gia công:
+ Bước 1: Phay thô mặt bên thứ nhất + Bước 2: Phay tinh
+ Bước 3: Phay thô mặt bên thú 2 + Bước 4: Phay tinh
- Sơ đồ gá đặt:
- Máy công nghệ: Máy phay ngang - Đồ gá: Gá phay chuyên dùng - Dụng cụ cắt: Dao phay mặt đầu
- Dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp 0,02(mm)
- Dung dịch trơn nguội: Dung dịch Tôiunxi+ nước Xôđa. 5.5. Nguyên công 5:
- Các bước gia công + Bước 1: Tiện thô lỗ Φ100
+ Bước 2: Tiện tinh lỗ φ100H7 + Bước 3: Vát mép
- Sơ đồ gá đặt:
- Máy công nghệ: Máy được sử dụng ở đây là máy tiện vạn năng T616 - Chọn đồ gá: Sử dụng đồ gá tiện chuyên dùng để gá chi tiết lên mâm cặp - Chọn dụng cụ cắt: Sử dụng dao tiện lỗ với lưỡi cắt bằng hợp kim BK6, kích thước cán dao BxH= 10x16, l= 2(mm), T= 60phut
- Chọn dụng cụ kiểm tra: Dùng Calip đo lỗ. - Chọn dung dịch trơn nguội: Nước Tôiunxi.
5.6. Nguyên công 6: - Các bước công nghệ:
Lần lượt khoan + tarô 4 lỗ M10 Máy gia công: máy khoan cần 2H53
- Dụng cụ cắt: mũi khoan φ8+ mũi taro M10 - Dụng cụ kiểm tra: Calip
- Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng. - Sơ đồ gá đặt :
V.6. XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ TRUNG GIAN VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN GIA CÔNG CƠ TRUNG GIAN GIA CÔNG CƠ
6.1. Khái niệm và định nghĩa về lượng dư gia công cơ:
Muốn đạt được một chi tiết máy có hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt phù hợpvới yêu cầu trong bản vẽ, ta phải thực hiện qua nhiều nguyên công. Tại mỗi nguyên công ta hớt đi một lớp kim loại trên bề mặt gia công để thay đổi hình dạng và kích thước của phôi.
Lớp kim loại được lấy đi trong quá trình gia công cơ khí được gọi lượng dư gia công cơ. Ta phải xác định lượng dư gia công cơ hợp lý vì những lý do sau: - Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên liệu, tiêu hao lao động, tốn năng lượng, tiêu hao dụng cụ cắt, dẫn đến giá thành tăng.
- Ngược lại lượng dư gia công quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai liệu của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn thiện .
Ta có hệ số in dập: K= ph cht ∆ ∆ Trong đó: cht
∆ là sai lệch của chi tiết
ph
∆ là sai lệch của phôi.
Như vậy sai lệch sẽ giảm đi qua nhiều lần cắt gọt, vì vậy mà trong một quá trình công nghệ phải chia làm nhiều nguyên công, nhiều bước để có thể hớt đi dần lớp kim loại mang nhiều sai số. Trong quá trình chế tạo phôi do nguyên công trước để lại, lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó. Mặt khác, nếu lượng dư quá bé thì khi gia công sẽ xảy ra hiện tượng trượt của dao và chi tiết, dao sẽ bị mòn nhanh và bề mặt chi tiết không bóng.
Cho nên việc xác định hợp lý lượng dư gia công và dung sai của kích thước trung gian ở tất cả các bước là một trong những vấn đề cơ bản, giải quyết đúng đắn việc đó sẽ có tác dụng lớn tới chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
6.2. Xác định lượng dư trung gian cho các bề mặt :
6.2.1. Xác định lượng dư trung gian bằng phương pháp phân tích cho kích thước Φ100(Rz= 6,3)H7: kích thước Φ100(Rz= 6,3)H7:
Tra bảng 3- 65, trang 235 cho chi tiết đúc gang, cấp chính xác II, ta được Ro+ To= 500µm.
Đây là kích thước lỗ có đường kính D= 100(mm). Theo [5, phụ lục 11], ta có trình tự các bước công nghệ và độ chính xác, độ nhám bề mặt đạt được như sau:
- Bước 1: Tiện thô, cấp chính xác IT16, Rz=100 (µm) - Bước 2: Tiện bán tinh, cấp chính xác IT16, Rz= 40 (µm) - Bước 3: Tiện tinh, cấp chính xác IT8, Rz= 6,3 (µm)
Chiều sâu lớp biến cứng theo các bước T1= 350 (µm), T2=50 (µm), T3= 10 (µm).
Áp dụng công thức:
2Zmax= 2(Rzi- 1 + Ti- 1+ ρ2 ε2 1 i i +
− )
Trong đó
Zmax- Chiều cao nhấp nhô bề mặt (độ nhám) do bước gia công trước để lại, (µm)
ρ = ρ2 ρ2
vt cv+
Với
ρcv- là sai số do cong vênh bề mặt gia công
ρvt- là sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt chuẩn định vị, (µm). εi- sai số gá đặt phôi, µm εi= ε2 ε2 ε2 dg k c+ +
với
εc- là sai số chuẩn. εk- là sai số do kẹp chặt. εdg- là sai số do đồ gá.
Tuy nhiên ε thường được tính theo công thức kinh nghiệm sau: ε = (1/3÷1/5).∆
với ∆ là dung sai bước đang thực hiện. Tra [2, bảng 3- 67] ta được:
ρcv= 0,8.23,5= 188 (µm)
Mặt chuẩn là mặt đáy có dung sai phôi là 1,0 (mm) Dung sai mặt gia công là: 0,8 (mm)
=> ρ0=1,8 (mm)= 1800 (µm)
=> Sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị bằng: ρvt= 0,25.1800= 450 (µm)
=> Sai số không gian phôi:
ρ0= 1882+4502 =487,6926 ≈ 488 (µm) Sau bước tiện thô, sai lệch không gian còn lại là: ρ1= 0,06. ρ0= 0,06.488= 29,28 (µm)
Sau bước gia công bán tinh, sai lệch không gian còn lại là: ρ2= 0,05. ρ0= 24,4 (µm)
- Tính sai số gá đặt phôi: ε= ∆/4
Tra [1, bảng 3- 91, trang 248] cho dung sai các bước:
+ Tiện thô, kích thướcΦ100, cấp chính xác 16, ta được:∆1= 2200 (µm)= 2,2 (mm)
=>ε 1= 2,2/4 = 0,55 (mm)
ε 2= 0,35/4= 0,087 (mm)
=> Lượng dư cho các bước công nghệ: - Lượng dư cho bước gia công tiện thô:
2Zmax1= 2(Ro + To + ρ o + ε o) = 2(500+ 488+ 0) = 1976 (µm) - Lượng dư cho bước gia công bán tinh:
2Zmax2= 2(Rz1+ T1 + ρ1+ ε 1)= 2(100+ 350+ 29,28+ 0,55)= 959,66 (µm)
2Zmin2= 0,9597 (mm)
- Lượng dư cho bước gia công tinh:
2Zmax3= 2(Rz2+ T2+ ρ 2+ ε2) = 2(30+ 50+ 24,4+ 0,0875) =208,978 (µm)= 0,209 (mm).
- Kích thước trung gian:
+ Kích thước lớn nhất của chi tiết: với kích thước Φ100H7, tra [1, bảng 2- 8 , trang 62], ta đượcΦ100 , 54 0 o o + => Dmax3= 100,054 (mm)
+ Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi gia công tinh: Dmax2= Dmax3- 2Zmax3= 100,054 - 0,209= 99,845 (mm)
+ Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi gia công bán tinh: Dmax1= Dmax2- 2Zmax2= 99,845 - 0,960= 98,885 (mm)
+ Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi gia công thô: Dmax0= Dmax1- 2Zmax1= 98,885- 1,976= 96,909 (mm) Dung sai kích thước trung gian tra được như sau:
+ Dung sai phôi: δ 0 = 3,5 (mm)
+ Dung sai kích thước sau bước tiện thô: δ 1 = 2,2 (mm) + Dung sai kích thước sau bước tiện bán tinh: δ 2 = 0,35 (mm)
+ Dung sai kích thước sau bước tiện tinh: δ 3 = 0,054 (mm)
- Tính các kích thước trung gian bé nhất: Ta qui tròn các kích thước tính toán trên và tính kích thước bé nhất
Dmin0= Dmax0- δ 0 = 96,9 - 3,5= 93,4 (mm) Dmin1= Dmax1- δ 1 = 98,9- 2,2= 96.7 (mm) Dmin2= Dmax2- δ 2 = 99,8- 0,35= 99,45 (mm) Dmin3= Dmax3- δ 3 = 100,054- 0,054 = 100 (mm). - Lượng dư trung gian bé nhất và lớn nhất của các bước: + Bước tiện thô:
2Zmin1= Dmax1 – Dmax0= 98,9 – 96,9 = 2 (mm) 2Zmax1 = Dmin1 – Dmin0 = 96,7 – 93,4 = 3,3 (mm) + Bước tiện bán tinh:
2Zmin2= Dmax2 – Dmax1 = 99,8 – 98,9 = 0,9 (mm) 2Zmax2 = Dmin2 – Dmin1 = 99,45 – 96,7= 2,75 (mm) + Bước tiện tinh:
2Zmin3= Dmax3 – Dmax2 = 100,054 – 99,8= 0,254 (mm) 2Zmax3 = Dmin3 – Dmin2 = 100 – 99,45 = 0,55 (mm) - Lượng dư tổng cộng bé nhất và lớn nhất: 2Zmin0 = 2∑3 1 Zmini = 2 + 0,9 + 0,254 = 3,154 (mm) 2Zmax0 = 2∑3 1 Zmaxi = 3,3 + 2,75 + 0,55 = 6,6(mm) *Thử lại kết quả : 2Zmax0 – 2Zmin0= 6,6 – 3,154= 3,446 (mm) δ phôi - δ chtiết = 3,5 – 0,054= 3,446 (mm) Vậy kết quả là đúng.
Giới hạn trên của phôi: 2Zmax0 - δ 0= 6,6 - 3,5= 3,1 Giới hạn dưới của phôi: 2Zmin0 - δ = 3,154- 3,5= -0,346
- Kích thước ghi trên bản vẽ phôi: D0= 103,5 3,1 346 , 0 + − (mm)
Ghi các giá trị tra và tính toán vào bảng tổng kết, ta được bảng sau: Bảng 6-9: Bảng tổng kết các gia trị tính toán. Các yếu tố tạo thành lượng dư(µm) Kích thước giới hạn (mm) Lượng dư giới hạn (mm) Trình tự gia công mặt lỗ Φ100 0,054 0 + R zi T i ρ i ε i Lư ợng dư tính toán 2Zmin µm Kí ch thước tính tóan (m m) D ung sai δ i ( mm) D min D max 2 Zmin 2Z max 0.Phôi 500 500 488 96,909 3,5 93,4 96,9 1. Tiện thô 100 350 29,2 550 1976 98,885 2,2 96,7 98,9 2 3,3