VII: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT
V.5. Thiết kế nguyên công công nghệ
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 2.Tiện BT 30 50 24,4 87,5 959,66 99,845 0,35 99,4 99,8 0,9 2,75 3. Tiện tinh 6,3 10 13,5 208,97 8 100,05 4 0,05 4 100 100, 1 0,254 0,55 Cộng 3,354 6,6
6.2.2. Xác định lượng dư cho các nguyên công còn lại bằng phương pháp tra bảng: pháp tra bảng:
a) Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian cho 2 mặt đầu:
Kích thước giữa hai bề mặt : L= 40 (mm) Nhám bề mặt Ra= 2,5
Tra [1, bảng 3- 95, trang 245] ta được lượng dư tổng cộng cho một phía là: 3 (mm)
=> Lượng dư tổng cộng hai phía là: 2Z0= 2.3= 6 (mm)
Tra [1, bảng 3- 11 , trang 182] ta được dung sai của phôi là 1,6 (mm) => sai lệch giới hạn của phôi : 1,6/2= 0,8 (mm)
=> kích thước lớn nhất của phôi là: Lmax0= 46 + 0,8= 46,8 (mm) Quá trình công nghệ gồm các bước:
- Phay thô:
Cấp chính xác 13, nhám Ra= 6,3 (µm), dung sai δ 1= 390 (µm) - Phay tinh :
Cấp chính xác l1, nhám Ra= 2,5, dung sai δ 2= 160 (µm) Chọn lượng dư cho phay tinh là : 2Z2= 1 (mm)
=> lượng dư phay thô là : 2Z2= 6,8– 1= 5,8 (mm) Kích thước trung gian được xác định:
+ Chiều dài phôi : Lo= 46± 0,8 (mm) + Chiều dài của phôi sau khi phay thô:
Lmax1= Lmax0 – 2Z1= 46,8 – 5,8= 41 (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ là: L= 41−0,39
Chiều dài của phôi sau khi phay tinh: Lmax2 = Lmax1 – 2Z2 = 41 – 1 = 40 (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ là: L = 40 0
16 , 0
− (mm)
=> Bảng lượng dư trung gian và kích thước trung gian của bề mặt đầu:
Các bước công nghệ gia công L= 40(mm) Cấp chính xác Dung sai(mm) Lượng dư 2Zi(mm) Kích thước ghi trên bản vẽ 0. Phôi 1. Phay thô 2.Phay tinh 16 13 11 1,6 0,39 0,16 2x3 5,8 1 46±0,8 410 39 , 0 − 400 16 , 0 −
b)Tính lượng dư trung gian và kích thước trung gian cho bề mặt đáy, kích thước 30(mm):
Kích thước L= 30 (mm) , Rz= 20 (µm),Tra [1, bảng 3- 95, trang 245] ta được:
Lượng dư tổng cộng : 3 (mm)
- Kích thước phôi: L = 30 + 3 = 33 (mm)
Tra [1, bảng 3- 11, trang182] ta được dung sai phôi δ 0= 1,3 (mm) => Sai lệch giới hạn là : 1,3/2 = 0,65 (mm)
Kích thước lớn nhất của phôi là: Lmax0 = 33 + 0,65 = 33,65 (mm) Theo [5, bảng 11], ta có qui trình công nghệ các bước gia công : + Bước 1: Phay thô
Cấp chính xác đạt được 13, nhám Rz= 25 (µm) + Bước 2: Phay tinh
Cấp chính xác đạt được 11, nhám Rz= 20 (µm)
Tra [1, bảng 3- 11, trang 182] ta được dung sai các bước: δ 1= 0,33(mm), δ 2= 0,13 (mm)
Chọn lượng dư cho phay tinh :
Z2= 0,5 (mm) => lượng dư phay thô: Z1= 3- 0,5= 2,5 (mm) - Kích thước trung gian được xác định :
+ Chiều dài phôi: L0= 33± 0,65 (mm) + Chiều dài phôi sau khi phay thô:
Lmax= Lmax0 – Z1= 33,65- 2,5+ 0,65 = 30,5 (mm) => Kích thước ghi trên bản vẽ: L= 30,50
33 , 0
−
+ Chiều dài phôi sau khi phay tinh : Lmax2= Lmax1- 2Z2= 30,5– 0,5= 30 => kích thước ghi trên bản vẽ : L= 30,50
33 , 0
−
Lmax2= Lmax1 – 2 Z2= 30,5 – 0,5= 30 (mm) => Kích thước ghi trên bản vẽ: L= 300
13 , 0
−
Ghi các thông số trên vào bảng, ta đượcbảng sau: Các bước công nghệ gia công L= 30 (mm) Cấp chính xác Dung sai (mm) Lượng dư Zi (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ. 0. Phôi 1. Phay thô 2.Phay tinh 16 13 11 1,3 0,33 0,13 3 2,5 0,5 33±0,65 30,50 33 , 0 − 300 13 , 0 − V.7. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT
7.1. Tính chế độ cắt bằng phương pháp phân tích kích thước Φ100 : 7.1.1. Các số liệu ban đầu :
- Đường kính bề mặt gia công D= 100 (mm), chiều dài L= 40 (mm) - Lượng dư gia công: Zmax= 3,276/2 = 1,638 (mm)
- Dụng cụ gia công:
+ Vật liệu lưỡi cắt: hợp kim
+ Các thông số hình học phần cắt: góc nghiêng chính ϕ= 900, góc nghiêng phụ ϕ1= 300, góc trước γ = 100, góc nghiêng của lưỡi cắt chính λ= 0, bán kính đầu dao r=1 (mm), tiết diện thân dao: BxH= 10x16(mm), chu kỳ bền trung của dao T= 60 (phút)
- Dạng máy đã chọn: T616
- Phương pháp gá đặt chi tiết trên máy: Tự động đạt kích thước, cơ cấu kẹp nhanh
- Vật liệu gia công: Gang xám GX24- 44
- Độ chính xác cho phép về hình dáng bề mặt gia công: lấy bằng 0,25 dung sai kích thước phôi đạt được tại bước công nghệ.
- Lực lớn nhất cho phép tác động lên cơ cấu chạy dao. 7.1.2. Trình tự xác định chế độ cắt:
a) Chiều sâu cắt : t(mm) ti= Zmax
- Tiện thô: lượng dư Zmax= 3,3/2= 1,65 (mm) => t1= Zmax= 1,65 (mm). - Tiện bán tinh : Lượng dư Zmax= 2,75/2= 1,375 (mm) => t2= Zmax2= 1,375
b) Bước tiến dao: S (mm/vòng)
Khi gia công tiện, lượng chạy dao được ràng buột bởi 5 yếu tố: - Độ nhám bề mặt gia công
- Độ cứng vững cho phép của phôi khi gia công - Lực tác dụng lớn nhất cho phép của cơ cấu chạy dao - Độ bền thân dao
- Độ bền của mảnh hợp kim hàn vào thân dao.
Khi tiện thô thì lượng chạy dao S phải thỏa mãn 3 điều kiện sau: - Chọn S theo sức bền dao S1≤ Ypz l k t C u BH Pz x Pz pz.1. 6 ] [ 2 σ (mm/vòng) Trong đó
B=10- chiều rộng thân dao (mm) H= 16- chiều cao thân dao (mm)
Cpz- hệ số phụ thuộc vào nhóm vật liệu gia công Xpz, Ypz- Hệ số ảnh hưởng của t và s
l= 40(mm)- chiều dài của phôi