I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC TUABIN
5. Xác định lượng dư và kích thước trung gian
5.1. Xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp phân tích cho kích thước Φ24h14.
Đây là đường kính lớn nhất của chi tiết trục. Ta áp dụng phương pháp phân tích để xác định lượng dư tổng chính xác, để từ đó xác định đường kính phôi.
71
Phôi được chọn là phôi thanh cán nóng nên có: Rzo = 125µm và To = 150 µm. Theo [3; trang145, Phụ lục 11A].
Bề mặt này không tham gia lắp ghép nên chỉ cần tiện thô một lần là được. Theo [3; trang 143; Phụ lục 11], khi tiện thô cấp chính xác đạt được là h16 độ nhám Rz1 =100 µm, chiều sâu lớp biếc cứng T1 = 100 µm
Sai số không gian khi gá phôi trên hai mũi tâm được tính theo công thức:
m l cv cv o ρ µ ρ = = .∆ =560.0,5=280 Trong đó: cv
∆ : là sai số về độ cong vênh theo [3; trang 143; phụ lục 11A]. Sau bước tiện thô, sai lệch không gian còn lại:
) ( 8 , 16 06 , 0 . 280 06 , 0 . 1 ρo µm ρ = = =
Vì phôi được gá trên hai mũi chống tâm nên sai số chuẩn bằng 0. Và sai số kẹp chặt cũng bằng 0.
Sau khi xác định được hết các thông số cần thiết ta tính lượng dư trung gian bé nhất cho bước công nghệ tiện thô.
Lượng dư cho bước gia công tiện thô.
m T
R
Z 2.( zo ρo) 2(125 150 280) 1110µ 2 min = + 0 + = + + =
Phôi chọn là phôi tròn cán nóng nên có sai lệch cho phép của phôi
là: − + 5 , 0 4 , 0
(mm), dung sai của phôi là:δ0 =0,9(mm). Theo [3, trang 35, bảng 2-5]. Dung sai kích thước của chi tiếtδ1 =0,52(mm), có sai lệch cho phép
là −0,52 0 (mm), theo [5, trang 248; bảng 3-91].
• Kích thước trung gian được xác định như sau: Kích thước bé nhất của chi tiết:
Dmin1 = 24 – 0,52 = 23,48 (mm).
Kích thước bé nhất của phôi trước khi gia công thô là: Dmin0 = Dmin1 +2. Zmin1 = 23,48 + 1,11 = 24,59(mm).
72
Dung sai kích thước trung gian được tra như sau: Dung sai phôi δ0 =0,9(mm)
Dung sai sau tiện thô: δ1 =0,52(mm)
Ta quy tròn các kích thước tính toán trên và tính kích thước lớn nhất: Dmin0 =24,59 (mm); Dmin1 = 23,48 (mm);
⇒ Dmax0 = Dmin0 + δ0 = 24,59 + 0,9 = 25,49 (mm) Dmax1 = Dmin1 + δ1 = 23,48 + 0,52 = 24(mm)
Lượng dư bé nhất và lớn nhất:
2.Zmin1 = Dmin0 - Dmin1 = 24,59 – 23,48 = 1,11(mm) 2.Zmax1 = Dmax0 - Dmax1 = 25,49 - 24 = 1,49(mm) Thử lại kết quả:
2Zmax1 - 2.Zmin0 = 1,49 – 1,11 = 0,38(mm).
Vậy kết quả đúng.
Lượng dư trung gian danh nghĩa cho bước tiện thô cũng là lượng dư tổng cộng danh nghĩa:
2Z1 = 2Z0 = 2Zmax1 – ESph + ESct =1,49 - 0,4 - 0 = 1,09 (mm) Kích thước danh nghĩa của phôi là:
D0 = Dct +2.Z0 = 24 + 1,09 = 25,09 (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ: D = 0,4
5 , 0 09 , 25 +− ). ( 38 , 0 52 , 0 9 , 0 mm ct ph −δ = − = δ
73
Bảng 4-8: Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích cho mặt trụ ngoài 24
Φ .
Các yếu tố tạo thành lượng dư
Kích thước
giới hạn (mm) Lượng dư giới hạn (mm) Trình tự các bước công nghệ Rzi TI ρi Lượng dư tính toán 2.Zimin (µm) Kích thước tính toán (mm) Dung sai δi (mm)
Dmin Dmax 2Zmin 2.Zmax
Phôi 125 150 280 25,09 900 24,59 25,49
Tiện
thô 120 120 16,8 1110 23,48 520 23,48 24 1,11 1,49
5.2. Xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp tra bảng.
5.2.1. Xác định lượng dư cho 2 mặt đầu.
Chi tiết trục có chiều dài 548 mm. Theo [5, trang 269, bảng 3-125], ta có lượng dư một phía cho mặt đầu của trục là: Z = a = 1,2(mm) và dung sai cho chiều dài của phôi trục là δ0 =0,8(mm).
⇒Chiều dài của trục: Lph = L +2a = 548 + 2.1,2 = 550,4mm.
⇒ Kích thước ghi trên bản vẽ: Lph = 550,4−0,8 (mm).
5.2.2. Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt trụ Ø22h8
−0,033 0 .
Đường kính phôi sau bước tiện thô là: 0 3 , 1 24−
Φ (mm).
⇒ Kích thước lớn nhất của phôi là Dmax0 = 24(mm).
Quá trình công nghệ gồm 2 bước, có 2 cấp chính xác cho từng bước như sau:
- Tiện bán tinh đạt cấp chính xác h12 dung sai,
2
74
- Tiện tinh đạt cấp chính xác h8 dung sai,
3
δ = 0,033 (mm). Theo [5, trang 248; bảng 3-91].
Lượng dư tổng cộng lớn nhất 2 phía:
2Zmax = Dphmax - Dctmax = 24 - 22 = 2 (mm).
- Tiện tinh: 2Z3 =0,8 (mm). Theo [5, trang 265; bảng 3-120].
Lượng dư còn lại cho bước tiện bán tinh là :
2Z2 = 2Zmax – 2Z3 = 2 – 0,8 =1,2 (mm). Kích thước trung gian được xác định lần lượt như sau: Đường kính phôi sau bước tiện thô: Dmax0 = 24(mm). Trên bản vẽ ghi: D = 24-1,3(mm)
Đường kính phôi sau bước tiện bán tinh:
Dmax2 = Dmax1 - 2.Z2 = 24 -1,2 = 22,8⇒ Dmax2 = 22,8 (mm) Trên bản vẽ ghi: D = 22,8 -0,21(mm)
Đường kính chi tiết sau khi tiện tinh chính là đường kính chi tiết. Bản vẽ ghi. D = 20-0,033 (mm).
Bảng 4-9: Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng.
Các bước CN Cấp chính xác Dung sai (mm)
Lượng dư tra bảng 2Zi (mm) KT trung gian ghi bản vẽ Phôi Tiện thô h16 1,3 2 24-1,3 Tiện bán tinh h12 0,21 1,2 22,8-0,21 Tiện tinh h8 0,033 0,8 22−0,033
5.2.3. Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt trụ Ø21h12 (21 0 21 , 0 + − ), Ø19h12 (19 0 21 , 0 + − ), Ø17h12 (17 0 18 , 0 + − ).
Đường kính phôi sau bước tiện thô là: 0 3 , 1 24−
75
⇒ Kích thước lớn nhất của phôi là Dmax0 = 24(mm).
Quá trình công nghệ gồm 2 bước, có 2 cấp chính xác cho từng bước như sau:
- Tiện thô đạt cấp chính xác h16 dung sai,
1
δ = 1,3 (mm).
- Tiện bán tinh đạt cấp chính xác h12 dung sai,δ2 = 0,21 (mm). Theo [5, trang 248; bảng 3-91].
a) Lượng dư cho bước tiện bán tinh Ø21 là: 2Z2 = 24 – 21 = 3,0(mm).
- Tiện bán tinh: 2Z2 = 1,2 (mm).
- Lượng dư còn lại cho bước tiện thô là :
2Z1 = 2Zmax – 2Z1 = 3 – 1,2 =1,8 (mm). Kích thước trung gian được xác định lần lượt như sau: Đường kính phôi: Dmax0 = 24(mm).
Đường kính phôi sau bước tiện thô là:
Dmax1 = Dmax0 - 2.Z1 = 24 -1,8 = 22,2⇒ Dmax1 = 22,2 (mm). Trên bản vẽ ghi: D = 22,2 -1,3(mm).
Đường kính chi tiết sau khi tiện bán tinh chính là đường kính chi tiết. Bản vẽ ghi. D = 21-0,21 (mm).
b) Lượng dư cho bước tiện bán tinh Ø19 là: 2Z2 = 24 – 19 = 5,0(mm).
- Tiện bán tinh: 2Z2 = 1,2 (mm).
- Lượng dư còn lại cho bước tiện thô là :
2Z1 = 2Zmax – 2Z1 = 5 – 1,2 =3,8 (mm).
→ Kích thước trung gian được xác định lần lượt như sau: Đường kính phôi: Dmax0 = 24(mm).
Đường kính phôi sau bước tiện thô là:
Dmax1 = Dmax0 - 2.Z1 = 24 - 3,8 = 20,2⇒ Dmax1 = 20,2 (mm). Trên bản vẽ ghi: D = 20,2 -1,3(mm).
76 Bản vẽ ghi. D = 19-0,21 (mm).
c) Lượng dư cho bước tiện bán tinh Ø17 là: 2Zmax = 24 – 17 = 7,0(mm).
- Tiện bán tinh: 2Z2 = 1,2 (mm).
- Lượng dư còn lại cho bước tiện thô là :
2Z1 = 2Zmax – 2Z1 = 7 – 1,2 = 5,8 (mm).
→ Kích thước trung gian được xác định lần lượt như sau: Đường kính phôi: Dmax0 = 24(mm).
Đường kính phôi sau bước tiện thô là:
Dmax1 = Dmax0 - 2.Z1 = 24 - 5,8 = 18,2⇒ Dmax1 = 18,2 (mm). Trên bản vẽ ghi: D = 18,2 -1,3(mm).
Đường kính chi tiết sau khi tiện bán tinh chính là đường kính chi tiết. Trên bản vẽ ghi: D = 17-0,18(mm).
5.2.4. Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt trụ Ø20k6 ( 0,015 002 , 0
+ + ).
Đường kính phôi sau bước tiện thô là: 0 3 , 1 24−
Φ (mm).
⇒ Kích thước lớn nhất của phôi là Dmax0 = 24(mm).
Quá trình công nghệ gồm 3 bước, theo [3, trang 144, phụ lục 11] có 3 cấp chính xác cho từng bước như sau:
- Tiện thô đạt cấp chính xác h16 dung sai :
1
δ = 1,3 (mm).
- Tiện bán tinh đạt cấp chính xác h12 dung sai,
2
δ = 0,21 (mm).
- Tiện tinh đạt cấp chính xác h8 dung sai,δ3 = 0,033 (mm).
- Tiện mỏng đạt cấp chính xác h6, dung sai kích thước là
4
δ = 0,013. Theo [5, trang 248; bảng 3-91].
Lượng dư tổng cộng 2 phía của cổ trục Ø20k6 là: 2Zmax0 = 24 - 20 = 4(mm).
Lượng dư cho bước tiện mỏng có giá trị: 2Z4 = 0,2 (mm). Theo [5, trang 269, bảng 3-124],
77
Lượng dư cho bước tiện tinh là: 2Z3 = 0,8 (mm). Theo [5, trang 265, bảng 3-120].
Lượng dư cho gia công sau nhiệt luyện: 2Z5 =0,6 (mm). Lượn dư cho bước tiện bán tinh: 2Z2 = 1,2(mm) Lượng dư cho bước tiện thô là:
2Z1 = 2Zmax0 - (2Z2 + 2Z3 +2Z4 +2Z5) = 4 - (1,2 + 0,8 + 0,2 + 0,6) = 1,2 (mm).
⇒ Các kích thước trung gian được xác định như sau:
- Đường kính phôi sau bước tiện thô: Dmax1 = 24 - 1,2 = 22,8 (mm). - Kích thước sau tiện bán tinh là: Dmax2 = Dmax1 - 2Z2 = 22,8 – 1,2 =
21,6 (mm)
Trên bản vẽ ghi: D = 21,6-0,21(mm).
- Kích thước sau tiện tinh là: Dmax3 = Dmax2 - 2Z3 = 21,6 - 0,8 = 20,8
(mm)
Trên bản vẽ ghi: D = 20,8-0,033(mm).
- Kích thước sau tiện mỏng chính là đường kính chi tiết: D =
20,6(−0,013)
Bảng 4-10: Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng. Bước công
nghệ Cấp chính xác
Dung sai (mm)
Lượng dư tra bảng 2.Zi (mm) Kích thước trung gian bản vẽ ghi Phôi Tiện thô h16 1,3 1,2 22,8-1.3 Tiện bán tinh h12 0,21 1,2 21,6-0,21 Tiện tinh h8 0,033 0,8 20,8-0,033 Tiện mỏng h6 0,013 0,2 20,6(−0,013)
78
5.2.5. Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt trụ Ø18h8 (0 033 , 0 − ). Đường kính phôi là: 0 3 , 1 24− Φ (mm).
⇒ Kích thước lớn nhất của phôi là Dmax0 = 24(mm).
Quá trình công nghệ gồm có các bước sau. Theo [3, trang 144, phụ lục 11]: - Tiện thô đạt cấp chính xác h16: 1 δ = 1,3(mm). - Tiện bán tinh đạt cấp chính xác h12: 2 δ = 0,21 (mm).
- Tiện tinh đạt cấp chính xác h8: δ3= 0,033(mm). Theo [5, trang 248; bảng 3-91].
Lượng dư tổng cộng 2 phía của cổ trục Ø18h8 là: 2Zmax0 = 24 - 18 = 6(mm).
- Tiện tinh: 2Z3 = 0,8 (mm). Theo[5; trang 265; bảng 3-120]. - Tiện bán tinh: 2Z2 = 1,2 (mm).
- Tiện thô: 2Z1 = 2Zmax0 - 2Z2 - 2Z3 = 6 – 1,2 - 0,8 = 4,0(mm).
Kích thước trung gian được xác định lần lượt như sau: Đường kính phôi lớn nhất: Dmax0 = 24(mm).
Đường kính phôi sau bước tiện thô:
Dmax1 = Dmax0 - 2.Z1 = 24 – 4 = 20,0(mm)⇒ Dmax1 = 20(mm). Trên bản vẽ ghi: D = 20-1,3(mm)
Đường kính phôi sau bước tiện bán tinh:
Dmax2 = Dmax1 - 2.Z2 = 20 - 1,2 = 18,8⇒ Dmax2 = 18,8 (mm). Trên bản vẽ ghi: D = 18,8-0,21(mm)
Đường kính chi tiết sau khi tiện tinh chính là đường kính chi tiết. Bản vẽ ghi. D = 18-0,033 (mm).
Bảng 4-11: Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng. Bước công
nghệ Cấp chính xác
Dung sai (mm)
Lượng dư tra bảng 2.Zi
Kích thước trung gian bản
79 (mm) vẽ ghi Phôi Tiện thô h16 1,3 3,9 20,1-1,3 Tiện bán tinh h12 0,21 1,2 18,9-0,21 Tiện tinh h8 0,033 0,8 18-0,033
5.2.6. Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt trụ Ø15h8 (0 027 , 0 − ). Đường kính phôi là: 0 3 , 1 24− Φ (mm).
⇒ Kích thước lớn nhất của phôi là Dmax0 = 24(mm).
Quá trình công nghệ gồm có các bước sau. Theo [3, trang 144, phụ lục 11]: - Tiện thô đạt cấp chính xác h16: δ1= 1,1(mm). - Tiện bán tinh đạt cấp chính xác h12: 2 δ = 0,18 (mm). - Tiện tinh đạt cấp chính xác h8: 3 δ = 0,027(mm). Theo [5, trang 248; bảng 3-91].
Lượng dư tổng cộng 2 phía của cổ trục Ø15h8 là: 2Zmax0 = 24 - 15 = 9(mm).
- Tiện tinh: 2Z3 = 0,8(mm). Theo [5; trang 265; bảng 3-120]. - Tiện bán tinh: 2Z2 = 1,2 (mm).
- Tiện thô: 2Z1 = 2Zmax0 - 2Z2 - 2Z3 = 9 – 1,2 - 0,8 = 7(mm).
Kích thước trung gian được xác định lần lượt như sau: Đường kính phôi lớn nhất: Dmax0 = 24(mm).
Đường kính phôi sau bước tiện thô:
Dmax1 = Dmax0 - 2Z1 = 24 – 7 = 17(mm)⇒ Dmax1 = 17(mm). Trên bản vẽ ghi: D = 17-1,1(mm)
Đường kính phôi sau bước tiện bán tinh:
80 Trên bản vẽ ghi: D = 15,8-0,18(mm)
Đường kính chi tiết sau khi tiện tinh chính là đường kính chi tiết. Bản vẽ ghi. D = 15-0,027 (mm).
Bảng 4-12: Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng. Bước công
nghệ Cấp chính xác
Dung sai (mm)
Lượng dư tra bảng 2.Zi (mm) Kích thước trung gian bản vẽ ghi Phôi Tiện thô h16 1,1 7 17-1,1 Tiện bán tinh h12 0,18 1,2 15,8-0,18 Tiện tinh h8 0,027 0,8 15-0,027
5.2.7. Xác định lượng dư cho nguyên công phay rãnh then.
Ta thấy, tổng lượng dư để gia công rãnh then trên cổ trục Φ22h8 chính là chiều sâu rãnh then trên trục:
Z = t = 3,8(mm).
Tổng lượng dư để gia công rãnh then trên cổ trục Φ15h8 chính là chiều sâu rãnh then trên trục:
Z = t = 3,2 (mm).
5.2.8. Xác định lượng dư cho nguyên công mài.
Lượng dư tổng cộng cho nguyên công mài: 2Z = 20,6 – 20 = 0,6mm. Qúa trình công nghệ gồm hai bước:
- Mài thô đạt cấp chính xác k7, dung sai kích thước 0,021mm. - Mài tinh đạt cấp chính xác k6, dung sai kích thước 0,013mm.
Lượng dư này chia 2 phần:
81
- Mài tinh: 2Z2 = 2Z – 2Z1 = 0,6 – 0,4 = 0,2mm.
Các kích thước trung gian được xác định như sau: Kích thước lớn nhất của phôi: Dmax0 = 20,6mm.
Kích thước sau khi mài thô: Dmax1 = Dmax0 – 2Z1 = 20,6 -0,4 = 20,2mm. Trên bản vẽ ghi: D = 0,023 002 , 0 2 , 20 ++ mm.
Kích thước sau khi mài tinh: Dmax2 = Dmax1 – 2Z2 = 20,2 - 0,2 = 20mm. Trên bản vẽ ghi: D = 0,015
002 , 0
82
Bảng 4-13: Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng. Bước công
nghệ Cấp chính xác
Dung sai (mm)
Lượng dư tra bảng 2.Zi (m) Kích thước trung gian bản vẽ ghi Phôi Mài thô k7 0,021 0,4 0,023 002 , 0 2 , 20 ++ Mài tinh k6 0,013 0,2 0,015 002 , 0 20++ 6. Xác định chế độ cắt. 6.1. Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tính toán.
Ta thấy bề mặt trụ số 4 và 10 là bề mặt lắp ghép ổ lăn, đây là bề mặt yêu cầu độ chính xác cao nhất nên ta sẽ xác định chế độ cắt cho bề mặt này.
Tính chế độ cắt cho bề mặt 4 và 10.
a) Chiều sâu cắt:
Chiều sâu cắt khi tiện thô là t1 = Zmax1 = 0,6 (mm). Chiều sâu khi tiện bán tinh t2 = Zmax2 = 0,6 (mm). Chiều sâu cắt khi tiện tinh t3 = Zmax3 = 0,2 (mm). Chiều sâu cắt khi tiện mỏng t4 = Zmax4 = 0,1 (mm).
b) Lượng ăn dao S.
Lượng chạy dao S khi tiện thô là S = 0,4 (mm/vg). Theo [5, tập 2, trang 13; bảng 5-11].
Lượng chạy dao S khi tiện bán tinh là S = 0,3 (mm/vg). Theo [5, tập 2, trang 13, bảng 5-11].
Lượng chạy dao S khi tiện tinh là S = 0,18 (mm/vg). Theo [5, tập 2, trang 15, bảng 5-14].
Lượng chạy dao khi tiện mỏng là S = 0,06 (mm/vg). Theo[5, tập 2, trang 17,