PHẦN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 17 A. GIỚI THIỆU
B. PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU
5. Chế tạo và lắp ráp máy
Tiện thụ và bỏn tinh hai mặt đầu trụ ỉ 125 trụ ngoài, thường dựng 2 lần gỏ để gia cụng hai đầu trụ .
Một mặt đầu và mặt trụ được chọn làm chuẩn thống nhất.
Dạng sản xuất là sản xuất đơn chiếc.
5.1.2 Trình tự nguyên công.
Phương án 1:
Nguyờn cụng 1: Tiện thụ và tinh mặt trụ ngoài ỉ1200,1 dài 10 mm;
Nguyờn cụng 2: Khoan lỗ ỉ 20 sõu 35 mm;
Nguyờn cụng 3: Tiện lỗ ỉ750,2sõu 35mm, vỏt mộp 2x45o ;
53 Nguyờn cụng 4: Đảo đầu tiện thụ ỉ 110 dài 44mm và tiện cụnỉ 110gúc 4o dài 44mm và bo cạnh R4và R0.4;
Nguyên công 5: Kiểm tra.
Phương án 2:
Nguyờn cụng 1: Tiện thụ mặt trụ ngoài ỉ 112 dài 44 mm;
Nguyờn cụng 2: Đảo đầu khoan lỗ ỉ 20 sõu 35 mm ;
Nguyờn cụng 3: Tiện thụ và tinh mặt trụ ngoài ỉ1200,1dài 10 mm.
Nguyờn cụng 4: Tiện lỗ ỉ750,2sõu 35mm, vỏt mộp 2x45o;
Nguyờn cụng 5:Đảo đầu tiện cụnỉ 110 gúc 4o dài 44m và bo cạnh R4và R0.4;
Nguyên công 6: Kiểm tra.
→ Chọn phương án 1 để gia công vì tốn ít thời gian gia công.
5.1.3 Thiết kế nguyên công Nguyên công 1:
Tiện thụ và tinh mặt trụ ngoài ỉ1200,1dài 10 mm . - Sơ đồ gá đặt và định vị, hình 40:
Hình 40. Sơ đồ gá đặt và định vị nguyên công 1
- Định vị: mâm cặp trường hợp này chỉ định vị 2 bậc tự do, dùng kết hợp với phiến tỳ khống chế mặt đầu – thêm 2 xoay 1 tịnh tiến.
- Chọn máy :
Sử dụng máy tiện T6M16; công suất n = 7.4 (kw), tốc độ trục chính 44-1980 vòng/phút (trang16 - [61])
-Chọn dao :
Dao vai tiện mặt ngoài gắn mảnh hợp kim T15K6 tuổi bền dao: T= 60phút -Các bước gia công
VVV
VV
54 Bước 1: Gia cụng thụ mặt trụ từ ỉ125 xuống ỉ121;
Bước 2: Gia cụng tinh mặt trụ ỉ 121 từ xuống ỉ1200,1; Bước 1: Gia cụng thụ mặt trụ từ ỉ125 xuống ỉ121
Chiều sâu cắt t (mm).
Chiều sõu cắt khi tiện mặt trụ ỉ 120 , t = 2 (mm). (Trang 10 –[62]) Lượng chạy dao Sz.
Lượng chạy dao S khi tiện thụ mặt trụ ngoài cú gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 ỉ120, Sz = 0,8 (mm/vòng) (Bảng 5.11 trang 11 [62] ).
Tuổi bền của dao T = 60 (phút). (Trang 10 –[62]).
Tốc độ cắt:
y x m
V
b T t s
V C (trang10 - [62]) : trị số điều chỉnh
T: Chu kì bền của dụng cụ Mà V =
Tra bảng 5.1 trang 6 [62] : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công
Tra bảng 5.2 trang 6 [62]
= 1 = 1
Tra bảng 5.17 trang 14 [62].
= 340 x = 0,15 y = 0,45 m =0,2
45 . 0 15 . 0 2 .
0 2 0.5 60
340
Vb = 177 m/phút.
= (trang 10[62])
(Với = 1, = 1 theo bảng 5.2 trang 6 [62]): Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công.
=0,8 ( tra bảng 5.5 trang 8 [62] ): Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi
= 1 ( tra bảng 5.6 trang 8 [62]).: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt.
= 1 ( tra bảng 5.7 trang 8 [62]): Hệ số thay đổi chu kì bền theo số dụng cụ đồng thời làm việc
= 1 ( tra bảng 5.8 trang 8 [62]): Hệ số thay đổi chu kì bền theo số máy đồng thời làm việc.
= 1 ( tra bảng 5.18 trang 15 [62]): Hệ số phụ thuộc theo góc nghiêng chính = 0,8
V = = 177.0,8 = 141 (m/phút).
Số vòng quay trục chính:
121 14 . 3
1000
v
n = 371 (vòng/phút). (trang 21 – [62]) Ta có:
44 1980
min max 11 1 12
1
n
m n
= 45
Theo bảng 4.1 trang 28 - [63] ứng với = 45,22 ta có
55
Mặt khác: 8.43
44 371
min 1
12
n
x n
Theo bảng 8 trang 28 - [63] ứng với ta có gần với vậy:
Tốc độ cắt thực tế là:
1000 352 121 14 . 3 1000
máy
tt
V Dn
= 133 m/phút Tính lực cắt:
= 10. . . . . trang 16 [62])
Chọn dao dựa vào bảng 5.22 trang 17 [62] ta chọn được dao T15K6 có thông số hình học của lưỡi cắt như sau:
Góc nghiêng chính = 45o. Góc trước = 10o.
Góc cắt chính = 0o. Tra bảng 5.23 trang 18 [62]
= 300 x = 1 y = 0,75 n = -0,15
=
Tra bảng 5.9 trang 9[62]
= 1
Tra bảng 5.22 trang 17 [62]
= 1
= 1
= 1
=> = = 1.1.1.1= 1 = 10. . . . .
= 10.300.2 1.0,50,75.133-0,15.1= 1713 (N).
Công suất cắt :
60 1020
133 1713 60
1020
PV
N Z N = 3,722(KW) = 3722 (W). (trang 16 – [62]) KL: Nhỏ hơn hơn công suất máy Thỏa mãn. (thiếu hệ số công suất) Bước 2 Gia cụng tinh mặt trụ ỉ 121từ xuống ỉ1200,1
Chiều sâu cắt t (mm).
Chiều sõu cắt khi tiện mặt trụ ỉ1200,1 , t = 0,2 (mm). (trang 10 [62]) Lượng chạy dao Sz.
Lượng chạy dao S khi tiện tinh mặt trụ ngoài cú gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 ỉ1200,1, Sz = 0,15 (mm/vòng) (Bảng 5.14 trang 13 [62] ).
Tuổi bền của dao T = 60 (phút). (Trang 10 –[62]).
Tốc độ cắt:
V =
Vb = 150 (Bảng 5.19 trang 15 [62] ).
= =1.0,8.1.1.1.1 (trang 10[62]) = 0,8
V = = 150.0,8 = 120 (m/phút).
56 Số vòng quay trục chính:
120 1000v
n = 1000 (vòng/phút). (trang 21 – [62]) Ta có:
44 1980
min 11 max 1 12
1
n
m n
= 45
Theo bảng 8 trang 28 - [63] ứng với = 45,22 ta có
Mặt khác: 22.72
44 1000
min
n
x n
Theo bảng 8 trang 28 - [63] ứng với ta có gần với:
vậy:
Tốc độ cắt thực tế là:
1000 992 120 14 . 3 1000
máy
tt
V Dn
= 373 m/phút Nguyên công 2:
Khoan lỗ ỉ 20 sõu 35 mm. Tiện lỗ ỉ750,2 sõu 35mm, vỏt mộp 2x45o - Sơ đồ gá đặt và định vị, hình 41:
Hình 41. Sơ đồ gá đặt và định vị nguyên công 2
- Định vị: mâm cặp trường hợp này chỉ định vị 2 bậc tự do, dùng kết hợp với phiến tỳ khống chế mặt đầu – thêm 2 xoay 1 tịnh tiến.
- Chọn máy: máy tiện T6M16
VVV
VV
a
57 - Chọn dao :
Mũi khoan thép gió ( P6M5 )
Dao tiện lỗ gắn mảnh hợp kim T15K6 Dao tiện gắn mảnh hợp kim T15K6 - Bước gia công :
Khoan lỗ ỉ 18 sõu 35 mm
Tiện lỗ ỉ75 sõu 35mm, vỏt mộp 2x45o - Dụng cụ kiểm tra: thước cặp.
Bước 1: Khoan lỗ ỉ 20 sõu 35 mm Chiều sâu cắt t (mm)
Chiờu sõu cắt khi khoan ỉ 20 sõu 35mm , t = 10 (mm). (Trang 20 –[62]) Lượng chạy dao Sz.
Lượng chạy dao S khi khoan Sz = 0,27 (mm/vòng) (Bảng 5.25 trang 21 [62]).
Tốc độ cắt:
y v m
q
V k
s T
D
V C (trang10 - [62]
: trị số điều chỉnh T: Chu kì bền của dụng cụ
750 1 1 750
9 . 0
(Tra bảng 5.1 trang 6 [62]: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công)
T = 45(ph) Tra bảng 5.30 trang 24[62]
Tra bảng 5.2 trang 6 [62]
= 1 = -0.9
Tra bảng 5.28 trang 23[62]
= 9,8 q = 0,40 y = 0,50 m =0.2
= (trang 20[62])
= 1 (tra bảng 5.6 trang 8 [62]): Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt = 1 (tra bảng 5.31 trang 24[62]).: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan =1
27 1 . 0 45
20 8 . 9
5 . 0 2 . 0
4 .
0
V = 29 m/phút.
Momen xoắn và lực chiều trục : Momen xoắn
= 10. 0,0345. 202.0,270,8.1= 48,4 N.m trong đó ( tra bảng 5.32trang 25 [62])
tra bảng 5.6 trang 8 [62]
q = 2 y = 0.8
kp = kMP = 1 Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế Lực chiều trục
Po = 10.Cp.Dq.Sy.kp =10.68.201.0,270,7.1 = 5438,6N Trong đó Cp = 68 ( tra bảng 5.32trang 25 [62]) q =1
58 y = 0,7
Công suất cắt 9750
461 4 . 48 9750
M n
Ne x Ne = 2.28 (kW)
20 14 . 3
29 1000 14
. 3 1000
D
n V = 461(vòng/phút)
Bước 2: Tiện lỗ ỉ750,2sõu 35mm Chiều sâu cắt t (mm).
Chiờu sõu cắt khi tiện lỗ ỉ750,2, t = 1,4(mm). (Trang 10 –[62]) Lượng chạy dao Sz.
Lượng chạy dao S khi tiện lỗ cú gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 ỉ75, Sz = 0,54 (mm/vũng) (Bảng 5.12 trang 12 [62]).
Tuổi bền của dao T = 60 (phút). (Trang 10 –[62]).
Tốc độ cắt:
Mà V =
Vb = 186 m/ph (bảng 5.64 trang 56 [62])
= =0,8.1.1.1 (trang 10[62])
= 0.8 ( tra bảng 5.5 trang 8 [62]): Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi
= 1 ( tra bảng 5.6 trang 8 [62]): Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt.
= 1 ( tra bảng 5.7 trang 8 [62]): Hệ số thay đổi chu kì bền theo số dụng cụ đồng thời làm việc
= 1 ( tra bảng 5.8 trang 8 [62]): Hệ số thay đổi chu kì bền theo số máy đồng thời làm việc.
= 1 ( tra bảng 5.18 trang 15 [62]): Hệ số phụ thuộc theo góc nghiêng chính = 0,8
V = = 186.0,8 = 148 (m/phút).
Số vòng quay trục chính:
75 14 . 3
1000
V
n = 628 (vòng/phút). (trang 21 – [10]) Ta có:
44 1980
min max 11 1 12
1
n
m n
= 45
Theo bảng 4.1 trang 105 - [62] ứng với = 45.22 ta có
Mặt khác: 14.27
44 628
min
n
x n
Theo bảng 4.1 trang 105 - [62] ứng với ta có gần với
vậy nmáy nminx 4416704vg/ph Tốc độ cắt thực tế là
1000 704 75 14 . 3 1000
máy
tt
V Dn
= 165 m/phút Bước 3: Vát mép 2x45o
Tốc độ cắt: V = Vtt = 165m/ph Nguyên công 3:
59 Đảo đầu tiện thụ ỉ 110 dài 44 mm vàtiện cụnỉ 110 gúc 4o dài 44 mm và bo cạnh R4và R0,4
- Sơ đồ gá đặt và định vị, hình 42:
Trục gá (2 bậc) + phiến tỳ (3 bậc)
Hình 42. Sơ đồ gá đặt và định vị nguyên công 3
- Định vị:
+ Dùng trục gá khống chế 2 bậc tự do, dùng phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do.
- Chọn máy: máy tiện T6M16 - Chọn dao :
+Dao vai tiện mặt ngoài gắn mảnh hợp kim T15K6 - Bước gia công :
Tiện thụ mặt trụ ỉ 110 dài 224 mm
Tiện cụnỉ 110 gúc 4o dài 44 mm và bo cạnh R4và R0,4 Gia cụng thụ mặt trụ từ ỉ125 xuốngỉ110
Chiều sâu cắt t (mm).
Chiờu sõu cắt khi tiện mặt trụ ỉ 110 , t = 2 (mm). (Trang 10 –[62]) Lượng chạy dao Sz:
Lượng chạy dao S khi tiện thụ mặt trụ ngoài cú gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 ỉ111, Sz = 1,2 (mm/vòng) (Bảng 5.11 trang 11 [62] ).
Tuổi bền của dao T = 60 (phút). (Trang 10 –[62]).
Tốc độ cắt:
y x m
V
b T t s
V C (trang10 - [62]) : trị số điều chỉnh
T: Chu kì bền của dụng cụ Mà V =
VVV
a a
a a
VV
60
nV
B n
MV k
k
750 Tra bảng 5.1 trang 6 [62]. : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công
Tra bảng 5.2 trang 6 [62].
= 1 = 1
Tra bảng 5.17 trang 14 [62].
= 340 x = 0,15 y = 0,45 m =0.2
45 . 0 15 . 0 2 .
0 2 1.2 60
340
Vb =124 m/phút.
k
k k k k k
kv Mv nv uv Tu TC (trang 10[62])
(Với = 1, = 1 theo bảng 5.2 trang 6 [62]): Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công.
= 0.8 ( tra bảng 5.5 trang 8 [62]): Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi
= 1 ( tra bảng 5.6 trang 8 [62]): Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt.
= 1 ( tra bảng 5.7 trang 8 [62]): Hệ số thay đổi chu kì bền theo số dụng cụ đồng thời làm việc
= 1 ( tra bảng 5.8 trang 8 [62]): Hệ số thay đổi chu kì bền theo số máy đồng thời làm việc.
= 1 ( tra bảng 5.18 trang 15 [62]): Hệ số phụ thuộc theo góc nghiêng chính = 0,8
V = = 124.0,8 = 99 (m/phút).
Số vòng quay trục chính:
111 14 . 3
1000
v
n = 284 (vòng/phút). (trang 21 – [62]) Ta có:
44 1980
min 11 max 1 12
1
n
m n
= 45
Theo bảng 4.1 trang 105 - [63]ứng với = 45,22 ta có Mặt khác:
Theo bảng 4.1 trang 105 - [63]ứng với ta có gần với vậy:
Tốc độ cắt thực tế là
= 86 m/phút Tính lực cắt:
= 10. . . . . trang 16 [62])
Chọn dao dựa vào bảng 5.22 trang 17 [62]ta chọn được dao T15K6 có thông số hình học của lưỡi cắt như sau:
Góc nghiêng chính = 45o. Góc trước = 10o.
61 Góc cắt chính = 0o.
Tra bảng 5.23 trang 18 [62].
= 300 x = 1 y = 0,75 n = -0,15
=
Tra bảng 5.9 trang 9 [62].
= 0.8
Tra bảng 5.22 trang 17 [62].
= 1
= 1
= 1
=> = = 0.8.1.1.1= 0,8 = 10. . . . .
= 10.300.21.1,50,75.86-0,15.0,8 = 3335 (N).
Công suất cắt :
60 1020
86 3335 60
1020
PV
N Z = 3,706 (KW) = 3706 (W). (trang 16 – [62]) KL: Nhỏ hơn hơn công suất máy Thỏa mãn. Hệ số công suất?)
Nguyờn cụng 4: Gia cụngtiện cụnỉ 110 gúc 4o dài 44 mm và bo cạnh R4và R0.4 Chiều sâu cắt t (mm).
Chiều sõu cắt khi tiện cụn ỉ 110, t = 0,5 (mm). (Bảng 5.19 trang 15 [62]) Lượng chạy dao Sz.
Lượng chạy dao S khi tiện tinh mặt trụ ngoài cú gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 ỉ110, Sz = 0,12 (mm/vòng) (Bảng 5.11 trang 11 [62] ).
Tuổi bền của dao T = 60 (phút). (Trang 10 –[62]).
Tốc độ cắt:
y x m
V
b T t s
V C (trang10 - [62]) : trị số điều chỉnh
T: Chu kì bền của dụng cụ Mà V =
Tra bảng 5.17 trang 14 [62].
= 340 x = 0,15 y = 0,45 m =0.2
45 . 0 15 . 0 2 .
0 0.5 0.4 60
340
Vb =251 m/phút.
= =1.0,8.1.1.1.1 (trang 10[62]) = 0,8
V = = 251.0,808 = 202 (m/phút).
Số vòng quay trục chính:
110 14 . 3
1000
v
n =584 (vòng/phút). (trang 21 – [62]) Ta có:
62 44
1980
min max 11 1 12
1
n
m n
= 45
Theo bảng 4.1 trang 105 - [63] ứng với = 45,22 ta có
Mặt khác: 13.29
44 584
min
n
x n
Theo bảng 4.1 trang 105 - [63] ứng với ta có gần với vậy: nmáy nminx 4411484vg/ph
Tốc độ cắt thực tế là:
1000 484 110 14 . 3 1000
máy
tt
V Dn
=167 m/phút - Dụng cụ kiểm tra: thước cặp.
Nguyên công 5:
Kiểm tra các kích thước bằng thước cặp.
Kiểm tra độ côn bằng thước đo góc vạn năng.
Khuôn được gia công như trong hình 43.
Hình 43. Chi tiết khuôn sau khi được gia công
5.2. Quy trình gia công buồng hút
Phương pháp gia công: Cắt khoan và dán.
Bước 1: Cắt từng tấm gỗ theo từng kích thước như bản vẽ, hình 44;
Bước 2: Khoan cỏc lỗ ỉ6 với khoảng cỏch cỏc lỗ là 10mm như bản vẽ;
Bước 3: Xử lí bề mặt các tấm gỗ để đạt được độ nhẵn cao;
Bước 4: Khoan lỗ ỉ19.5 ở mặt cạnh;
Bước 5: Taro M21.
63 Hình 44. Bản vẽ buồng hút
Bước 6: Dán các tấm gỗ lại bằng loại keo chuyên dùng và cố định chúng bằng đinh tán, hình 45.
Hình 45. Buồng hút sau khi gia công
64 5.3. Quy trình gia công tấm kẹp
- Phương pháp gia công: Khoan, hàn và mài.
- Quy trình công nghệ:
Bước 1: Khoan lỗ ỉ10;
Bước 2: Ghép các tấm và hàn tạo hình thành tấm kẹp;
Bước 3: Mài ba via của mối hàn;
Bước 4. Sơn phủ.
Kết quả là tấm kẹp được chế tạo như hình 46.
Hình 46. Tấm kẹp sau khi gia công
5.4. Quy trình gia công khung máy - Phương pháp gia công: Hàn và mài.
- Quy trình công nghệ
Bước 1: Hàn các bộ phận của khung và hàn khung chứa buồng hút;
Bước 2: Mài ba via;
Bước 3: Sơn phủ.
Kết quả là khung máy như hình 47.
65 Hình 47. Khung thiết bị sau khi gia công
5.5. Quy trình gia công thanh trượt - Phương pháp gia công: Tiện, hàn Bước 1: Tiện thụ ỉ10;
Bước 2: Tiện ren M10;
Bước 3: Hàn gờ cố định vào thanh trượt.
Kết quả là được 4 thanh trượt như hình 48.
Hình 48. Thanh trượt sau khi gia công
66 5.6. Các chi tiết khác
Bộ phận gia nhiệt: Ceramic heater.
Hình 49. Ceramic heater – Nhiệt điện trở gốm
Chức năng: Gia nhiệt chính cho thiết bị, hình 49. Nhiệt độ tối đa lên đến 680oC.
Bộ điều khiển nhiệt độ + Công tắc tự động CB
Hình 50. Công tắc tự động CB
Chức năng: Đóng ngắt mạch điện, bảo vệ thiết bị khi quá tải, ngắn mạch, sụt áp, hình 50.
+ Temperature controller.
67 Hình 51. Temperature controller
Chức năng: Cài đặt và kiểm soát nhiệt độ cho bộ gia nhiệt, hình 51.
+ Contactor – Khởi động từ
Hình 52. Khởi động từ
68 Chức năng: đóng ngắt mạch điện khi thiết bị gia nhiệt đạt tới nhiệt độ yêu cầu, giúp nhiệt độ gia nhiệt trong khoảng mong muốn, hình 52.
Tấm phíp chịu nhiệt
Hình 53. Tấm phíp chịu nhiệt
Chức năng: cách nhiệt cách điện, không làm ảnh hưởng đến các chi tiết khác và bảo đảm an toàn cho người vận hành, hình 53.
Tấm nhựa PET
Chức năng: Được cắt phù hợp với kích thước tấm kẹp, độ dày 0.2 mm, 0.25mm và 0.3 mm đảm bảo hình dạng và tính thẩm mỹ cho sản phẩm, hình 54.
69 Hình 54. Tấm nhựa PET
Thứ tự lắp ráp
Bước 1: Lắp buồng hút vào dàn khung;
Bước 2 : Lắp tấm cách nhiệt và bộ phận gia nhiệt vào dàn khung;
Bước 3 : Đặt các thanh trượt vào cố định tấm kẹp;
Bước 4 : Gắn đầu nối khí nén vào buồng hút;
Bước 5 : Nối dây hơi khí nén từ bơm chân không vào đầu nối khí ở buồng hút;
Bước 6: Đặt tấm nhựa PET vào giữa 2 tấm kẹp và cố định bằng thanh kẹp;
Bước 7: Nối dây theo sơ đồ mạch điện của hệ thống gia nhiệt;
Bước 8: Gắn các móc giữ.
Ta được thiết bị nhiệt định hình dùng cho thử nghiệm, hình 55.
70 Hình 55. Thiết bị ép nhiệt định hình sau khi chế tạo, lắp ráp