Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Lời nói đầu Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng chơng trình đào tạo kỹ s cán kỹ thuật thiết kế chế tạo loại máy, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ đồ án có tầm quan trọng sinh viên khoa khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức học môn công nghệ chế tạo máy mà môn khác nh: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án giúp cho sinh viên đợc hiểu dần thiết kế tính toán qui trình công nghệ chế tạo chi tiết cụ thể Đợc giúp đỡ hớng dẫn tận tình thầy Pgs-Pts Lê Văn Tiến môn công nghệ chế tạo máy đến đồ án môn học em hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em mong đợc bảo thầy bảo bạn Em xin chân thành cảm ơn thầy Pgs-Pts Lê Văn Tiến giúp đỡ em hoàn thành công việc đợc giao Hà Nội, ngày 17/11/2000 Sinh viên Nguyễn Sơn Định Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Nội dung thuyết minh tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Phân tích chức làm việc chi tiết: Theo đề thiết kế: Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên với sản lợng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự Tay biên dạng chi tiết họ chi tiết dạng càng, chúng loại chi tiết có lỗ mà tâm chúng song song với tao với góc Chi tiết dạng thờng có chức biến chuyển động thẳng chi tiết ( thờng piston động cơ) thành chuyển động quay chi tiết khác (nh trục khuỷu) ngợc lại Ngoài chi tiết dạng dùng để đẩy bánh ( cần thay đổi tỉ số truyền hộp tốc độ) Điều kiện làm việc tay biên đòi hỏi cao: + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết: Bề mặt làm việc chủ yếu tay biên hai bề mặt hai lỗ Cụ thể ta cần đảm bảo điều kiện kỹ thuật sau đây: - lỗ dùng để dẫn dầu vào lỗ I II (trong lỗ I II có lắp bạc thay) - Hai đờng tâm hai lỗ I II phảI song song với vuông góc với mặt đầu tay biên Hai đờng tâm hai lỗ I II phảI đảm bảo khoảng cách A = 165 0,1, độ không song song hai tâm lỗ 0,08 mm l = 25 mm (0,08/25), độ không vuông góc tâm lỗ so với mặt đầu 0,08 mm l = 25 mm (0,08/25) Hai lỗ thờng có lắp bạc lót tháo lắp đợc Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Qua điều kiện kỹ thuật ta đa số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết tay biên nh sau: + Kết cấu phải đợc đảm bảo khả cứng vững + Với tay biên, với kích thớc không lớn phôI nên chọn phôI dập để đảm bảo điều kiện làm việc khắc nghiệt tay biên + Chiều dài lỗ nên chọn mặt đầu chúng thuộc hai mặt phẳng song song với tốt + Kết cấu nên chọn đối xứng qua mặt phẳng Đối với tay biên lỗ vuông góc cần phảI thuận lợi cho việc gia công lỗ + Kết cấu phảI thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết lúc + Kết cấu phảI thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô chuẩn tinh thống Với tay biên , nguyên công gia công hai mặt đầu lúc để đảm bảo độ song song mặt đầu để làm chuẩn cho nguyên công sau ( gia công hai lỗ ) nên chọn chuẩn thô hai mặt thân biên không gia công Và thứ tự gia công hai mặt đầu phay hai dao phay đĩa mặt sau mài phẳng để đạt yêu cầu Xác định dạng sản xuất: Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây: N = N1m(1 + /100) Trong đó: N : Số chi tiết đợc sản xuất năm; N1 : Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất năm; m : Số chi tiết sản phẩm; : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) N = 8000.1.(1 + 6%) = 8480 ( sản phẩm) Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Sau xác định đợc sản lợng hàng năm ta phảI xác định trọng lợng chi tiết Trọng lợng chi tiết đợc xác định theo công thức: Q = V. = 0,123.7,852 = kg Theo bảng trang 13 Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt Lớn Chọn phong pháp chọn phôi: 4.1 Phôi ban đầu để rèn dập nóng: Trớc rèn dập nóng kim loại ta phảI làm kim loại, cắt bỏ phần nhỏ phần phù hợp đợc thực máy ca Trong trờng hợp trọng lợng chi tiết ( biên liền)khoảng kg (< 10 kg) ta chọn phôI cán định hình 4.2 Rèn tự do: 4.3 Dập lần 1: 4.4 Dập lần 2: 4.5 Cắt bavia: 4.6 Bản vẽ lồng phôI: Từ cách chế tạo phôI ta tra đợc lợng d theo bảng 3-9 (Lợng d phôi cho vật rèn khuôn ) Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy Các kích thớc vật rèn khuôn, đợc xác định bề mặt gia công chi tiết làm tròn tăng lợng d lên với độ xác : + 0,5 mm Trị số lợng d cho bảng cho bề mặt Rz = 80; bề mặt gia công có R z = 20 ữ 40 trị số lợng d tăng 0.3 ữ 0.5 mm; bề mặt có độ nhấp nhô thấp trị số lợng d tăng thêm 0.5 ữ 0.8 mm Trong trờng hợp bề mặt gia công ta có Ra = 1.25 (cấp nhẵn bóng : cấp có R z = 6.3) Ta có lợng d tơng ứng nh sau: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Lập thứ tự nguyên công, b ớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động dao, chi tiết) 5.1 - Lập sơ nguyên công: Nguyên công : Phay mặt đầu đạt kích thớc 29 0,1, gia công máy phay ngang hai dao phay đĩa mặt có đờng kính tối thiểu 200 mm sau mài phẳng ( đạt đợc độ nhám Ra = 1,25 - cấp độ bóng cấp 7) để làm chuẩn định vị cho nguyên công sau - Nguyên công : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thớc 30 0,033 vát mép lỗ, gia công máy doa mũi khoét, mũi doa dao vát mép để đạt đợc độ nhám Ra = 1,25 - Nguyên công : Gia công lỗ to tay biên đạt kích thớc 50 0,037 vát mép lỗ, gia công máy doa mũi khoét, mũi doa dao vát mép để đạt đợc độ nhám Ra = 1,25 - Nguyên công : Gia công vấu đầu nhỏ tay biên máy phay đứng dao phay ngón để đạt đợc kích thớc 28 - 0,1 Nguyên công : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan máy khoan với mũi có đờng kính Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định - Nguyên công : Gia công vấu đầu to tay biên máy phay đứng dao phay ngón để đạt đợc kích thớc 40 - 0,16 Nguyên công : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan máy khoan với mũi có đờng kính - Nguyên công : Gia công lại mặt đầu đầu nhỏ, Phay hạ bậc máy phay ngang với dao phay đĩa mặt để đạt kích thớc 25 0,1 - Nguyên công : Kiểm tra Độ song song hai lỗ biên không đợc 0,08 mm, độ vuông góc hai lỗ với mặt đầu tơng ứng không vợt 0,08 mm, độ song song hai mặt đầu không vợt 0,08 mm 5.2 Thiết kế nguyên công cụ thể: 5.2.1 Nguyên công I : Phay mặt đầu Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần bảo độ cần song đảm song phảI đối xứng qua mặt phẳng đối xứng chi tiết, ta sử dụng cấu kẹp tự định tâm hạn chế bậc tự do, má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng thân tay biên chuẩn thô Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng lực kẹp từ hai phía tiến vào, phơng lực kẹp phơng với phơng kích thớc thực Để đảm bảo độ phẳng hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt hai đầu biên nguyên công ta dùng cấu bàn phân độ Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7kW Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Chọn dao: Phay hai dao phay đĩa ba mặt gắn mảnh thép gió, có kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số Z = 26 Lợng d gia công: Phay lần với lợng d phay thô Zb1 = 2.5 mm lợng d màI thô Zb2 = 0.5 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho dao Chiều sâu cắt t = 2.5 mm, lợng chạy dao S = 0.1 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 27,5)m/phút Các hệ số hiệu chỉnh: K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính thép cho bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k1 = K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt gia công chu kỳ bền dao cho bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2k2 = 0,8 K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k3 = Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 32,5.1.0,8.1 = 26 m/phút Số vòng quay trục theo tốc độ tính toán là: nt = 1000.v t 1000.26 = = 33.12 vòng/phút d 3,14.250 Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 30 vòng/phút Nh vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt = d n m 3,14.250.30 = = 23,56 m/phút 1000 1000 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Lợng chạy dao phút S p = Sr.z.n = 0,13.26.30 =101,4 mm/phút Theo máy ta có Sm = 95 mm/phút 5.2.2 Nguyên công II:Khoét, Doa, vát mép lỗ 30 0.033 Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối hình trụ hình tròn phôi độ vuông góc tâm lỗ mặt đầu ta định vị nhờ mặt phẳng hạn chế bậc tự định vị vào mặt đầu bạc côn chụp vào đầu biên nhỏ hạn chế hai bậc tự có tác dụng định tâm ( khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoàI đầu nhỏ tay biên hạn chế bậc tự do) Kẹp chặt: Dùng cấu trụ trợt kẹp từ xuống Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đờng kính mũi khoan lớn khoan thép có độ bền trung bình max = 35mm Công suất máy Nm = kW Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 29.5 mm( có kích thớc sau: L = 180 ữ 355mm, l = 85ữ 210 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 30mm,Vát mép D = 35mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Lợng d gia công: Gia công lần với lợng d khoét Zb1 = 1,25 mm lợng d Doa Zb2 = 0,25 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, lợng chạy dao S = 0.8 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định mm/vòng(0,8ữ 1), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng Ta tra đợc hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k2=1 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = vt = vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 = 72 m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt vào công thức: nt = 1000.v t 1000.72 = = d 3,14.29 709,68 vòng/phút Số vòng quay trục theo dãy số vòng quay: n m = 696 vòng/phút lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lợng chạy dao S = mm/vòng(1ữ 1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng Ta xác định số vòng quay tính toán trục n t vào công thức: nt = 1000.v t 1000.10 = = 106,2 vòng/phút d 3,14.30 Số vòng quay trục theo dãy số vòng quay: n m = 87 vòng/phút lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng 5.2.3 Nguyên công III: Khoét, Doa, vát mép lỗ 50 0.037 Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối hình trụ hình tròn ngoàI phôI độ vuông góc tâm lỗ mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm hai lỗ A = 165 0.1 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định ta định vị nhờ mặt phẳng hạn chế bậc tự định vị vào mặt đầu, bạc côn chụp vào đầu biên to hạn chế hai bậc tự có tác dụng định tâm chốt chám định vị vào lỗ 30 vừa gia công nguyên công trớc hạn chế bậc tự chống xoay( khối V di động định vị vào mặt trụ ngoàI đầu to tay biên hạn chế bậc tự chốt trụ ngắn định vị lỗ 30 hạn chế hai bậc t lại) Kẹp chặt: Dùng cấu trụ trợt kẹp từ xuống Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đờng kính mũi khoan lớn khoan thép có độ bền trung bình max = 75mm Công suất máy Nm = 13 kW Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 49.5 mm, Mũi Doa thép gió D = 50mm,Vát mép thép gió D = 55mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Lợng d gia công: Gia công lần với lợng d khoét Zb1 = 1,25 mm lợng d Doa Zb2 = 0,25 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, lợng chạy dao S = mm/vòng(1ữ 1,3), tốc độ cắt V = 86 (hoặc 96)mm/phút Ta tra đợc hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k2=1 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = vt = vb.k1.k2.k3 = 86.1.1.1.1 = 86 mm/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục n t vào công thức: nt = 1000.v t 1000.72 = = 558,9 vòng/phút d 3,14.29 10 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Chọn dao: Phay hai dao phay đĩa ba mặt gắn mảnh thép gió, có kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 160 mm, d = 40 mm, B = 18 (22)mm, số Z = 18 Lợng d gia công: Phay lần với lợng d phay Zb = mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho dao Chiều sâu cắt t = mm, lợng chạy dao S = 0,13 (0.1 0.18)mm/răng, tốc độ cắt V = 25 (24,5)m/phút Các hệ số hiệu chỉnh: K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính thép cho bảng 5225 Sổ tay CNCTM2- k1 = K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt gia công chu kỳ bền dao cho bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8 K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8 Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 25.1.0,8.0,8 = 16 m/phút Số vòng quay trục theo tốc độ tính toán là: nt = 1000.v t 1000.16 = = d 3,14.160 31.85 v/ph Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút Nh vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt = d n m 3,14.160.30 = = 1000 1000 15,072 m/phút 19 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Lợng chạy dao phút Sp = Sr.z.n = 0,13.18.30 =70,2 mm/phút Theo máy ta có Sm = 60 mm/phút 5.2.9 Nguyên công IX:Kiểm tra Kiểm tra độ không song song hai tâm lỗ 30 50 Kiểm tra độ không vuông góc đờng tâm lỗ măt đầu Tính lợng d bề mặt đó, tất bề mặt gia công khác chi tiết tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Tính lợng d bề mặt 50+0,037 Độ xác phôI dập cấp , trọng phôI: kg vật liệu phôI: thép 45 Qui trình công nghệ gồm hai nguyên công (hai bớc) : khoét doa Chi tiết đợc định vị mặt phẳng đầu ( hạn chế bậc tự do), chốt trụ ngắn lỗ 30+0,033 ( hạn chế bậc tự do), khối V tuỳ động định vị vào đờng kính ngoàI đầu biên lớn ( hạn chế bậc tự do) Công thức tính lợng d cho bề mặt trụ đối xứng 50+0,037: Zmin = Rza + Ti + a2 + b2 Trong : RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi bớc công nghệ sát trớc để lại Ta : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt bớc công nghệ sát trớc để lại a : Sai lệch vị trí không gian bớc công nghệ sát trớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song ) b : Sai số gá đặt chi tiết bớc công nghệ thực Theo bảng 10 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có: Rz = 150 àm Ti = 200 àm Sai lệch vị trí không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau: a = c2 + cm Giá trị cong vênh c lỗ đợc tính theo hai phơng hớng kính hớng trục: c= ( k d ) + ( k l ) = (1,5.50) + (1,5.29) = 87 àm 20 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Trong đó: - k lấy theo bảng 15 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy - l,d chiều dàI đờng kính lỗ Giá trị cm (Độ xê dịch phôI dập ) đợc tra theo bảng 3.77 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1, cm = 0.3 mm = 300àm a = 87 +300 = 312,36 àm Sai lệch không gian lại sau khoét là: = k.a gia công lỗ k = 0,05, gia công thô( hệ số xác hoá) = 0,05.312,36 =15,618 àm Sai số gá đặt chi tiết b bớc nguyên công thực đợc xác định tổng véctơ sai số chuẩn c sai số kẹp chặt, không xét đến sai số đồ gá: b = c2 + k2 Trong đó: c : sai số chuẩn( gốc kích thớc không trùng với chuẩn định vị) c = 0.2 + 2.e (chọn e = 0- không tồn độ lệch tâm) c = 0,2 k: sại số kẹp chặt (Bảng 24) k = 80 àm b = c2 + k2 = 80 + 200 = 215.41 àm Bây ta xác định lợng d nhỏ theo công thức: 2.Zmin = 2.(RZi-1 + Ti-1 + = 2.(150 + 200 + i21 + i2 ) 312,36 + 215,412 ) = 2.729,43 = 1458,86 àm Lợng d nhỏ khoét (gia công thô): 2.Zmin = 1458,86 àm Tính lợng d cho bớc gia công tinh( doa): = k. = 0,05.312,36 = 15.618 àm b = 0,05.215,41 = 10,771 àm 21 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định RZi = 50 àm Ti = 50 àm ( sau khoét thô đạt cấp xác theo Bảng 13 ) 2.Zmin = 2.(50 + 50 + 15,618 + 10,7712 ) = 2.118,97 = 237.94 àm Ta lập đợc bảng tính toán lợng d nh sau: Bớc RZa àm àm 15 20 Phôi Kho ét a b Zmt dt Dmin Dmax àm 312 àm àm àm 48.3 àm 200 mm 46.3 mm 48.3 41 49.6 41 49.7 99 50.0 99 50.0 12 37 Tổn Ti 0 50 50 36 15.6 18 Doa Kiểm tra: Tph Tch 215 72 41 49.7 41 10.7 11 99 50.0 71 37 100 25 2Zmi n 2Zm ax àm àm 145 335 8 238 313 169 367 g = 2000 25 = 1975 = 3671 1696 = 2Zbmax 2Zbmin Tính chế độ cắt bề mặt đó, tất bề mặt gia công khác chi tiết tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công Phay mặt đầu để đạt kích thớc 29 0,1 cấp nhẵn bóng Ra = 1,25 àm Ta có thông số đầu vào: Phay máy phay nằm vạn với công suất động Nm = 7kW Phay hai dao phay đĩa ba mặt gắn mảnh thép gió, có kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số Z = 26 Ta có: - Chiều sâu phay t = 70 mm - Chiều rộng phay B = 2,5 mm - Lợng chạy dao S = 0,13 - Tốc độ cắt V(m/ph) 22 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Tốc độ cắt đợc tính theo công thức: V = C v D q T m t x S zy B u Z P k v 48,5.250 0, 25 0,976 = 240 0, 70 0,3.0,13 0, 2,5 0,1 26 0,1 = 26,19 m/ph Trong đó: Cv, m, x, y, u, q p: hệ số số mũ cho bảng 5-39- Sổ tay CNCTM tập Cv = 48.5, m = 0.2, x = 0,3, y = 0,4, u = 0.1, q = 0.25, p = 0.1 T : chu kỳ bền dao cho bảng 5-40- Sổ tay CNCTM tập T = 240 phút kv: hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể kv = kMV.knv.kuv =1,22.0,8.1 = 0,976 Trong đó: kMV- hệ số phụ thuộc vào chất lợng vật liệu gia công cho bảng 5-1ữ 5-4 nv kMV 0.9 750 750 = 1. = k n = 1,22 600 B Trong đó: b : Giới hạn bền vật liệu, b = 600 Mpa Kn : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm thép theo tính gia công, kn = Nv : số mũ cho bảng 5-2, nv = 0.9 knv- hệ số phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt phôi cho bảng 5-5, km = 0,8 kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt cho bảng 5-6, knv = - Lực cắt Pz, N: Lực cắt đợc tính theo công thức: PZ = 10.C P t x S Zy B u Z D q n w 10.68,2.70 0,86 0,13 0,72 2,51.26 0,935 = 3192.3 k MV = 250 0,86.33,36 N 23 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Trong đó: Z số dao phay, Z =26 răng; N số vòng quay dao: N= 1000.26,19 1000.v = = 33,36 vòng/phút 3,14.250 d Cp - số mũ cho bảng 41 Cp = 68.2, x = 0.86, y = 0.72, u = 1.0, q = 0.86, w = Kmp hệ số điều chỉnh cho chất lợng vật liệu gia công thép gang cho bảng 5-9: n Kmp 600 = B = 750 750 0.3 = 0.935 Giá trị lực cắt thành phần khác: Lực ngang P h, Lực thẳng đứng Pv, Lực hớng kính Py, Lực hớng trục Px đợc xác định từ quan hệ cắt theo bảng 5-42: Py = 0,5.Pz = 0,5.3192,3 = 1596,15 N - Mômen xoắn Mx [Nm], để tính trục dao theo uốn: Mx = Pz D 2.100 - Công suất cắt Ne [kw] Tính thời gian cho tất nguyên công: Trong sản xuất hàng loạt sản xuất hàng khối thời gian nguyên công đợc xác định theo công thức sau đây: Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn Trong : Ttc - Thời gian (thời gian nguyên công) To - Thời gian ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc tính chất lí chi tiết; thời gian đợc thực máy tay trờng hợp gia công cụ thể có công thức tính tơng ứng) Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao bàn máy, kiểm tra kích thớc chi tiết ) Khi xác định thời gian nguyên công ta giá trị gần Tp = 10%To 24 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Tpv Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, màI dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ (T pvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To) Ttn Thời gian nghỉ ngơI tự nhiên công nhân (T tn = 5%To) Xác định thời gian theo công thức sau đây: To = L + L1 + L2 S n Trong đó: L Chiều dài bề mặt gia công (mm) L1 Chiều dài ăn dao (mm) L2 Chiều dài thoát dao (mm) S Lợng chạy dao vòng(mm/vòng) n Số vòng quay hành trình kép phút 8.1 Thời gian nguyên công 1: Phay mặt đầu dao phay đĩa: L = 70 mm t ( D t ) + (0,5 + 3) = L1 = 70(250 70) + = 115 mm L2 = (2 ữ 5) mm L + L1 + L2 70 + 115 + = = 0,067 phút 95.30 S n To1 = 8.2 Thời gian nguyên công 2: Khoét Doa Vát mép lỗ 30: - Khoét: L = 29 mm L1 = Dd 29,5 27 cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5 ữ 2) = mm 2 L2 = (1 ữ 3) mm To2.1 = L + L1 + L2 29 + + = = 0,036 phút 1.696 S n - Doa: 25 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định L = 29 mm L1 = Dd 30 29,5 cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5ữ 2) = mm 2 L2 = (1 ữ 3) mm To2.2 = 29 + + L + L1 + L2 = = 3,908 phút 0,12.87 S n - Vát mép: L = mm L1 = (0,5 ữ 2) mm To2.3 = 1+ L + L1 = = 0,034 phút 0,1.696 S n 8.3 Thời gian nguyên công 3: Khoét - Doa - Vát mép lỗ 50: - Khoét: L = 29 mm L1 = Dd 49,5 47 cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5 ữ 2) = mm 2 L2 = (1 ữ 3) mm To3.1 = 29 + + L + L1 + L2 = = 0,583 phút 0,12.500 S n - Doa: L = 29 mm L1 = Dd 30 29,5 cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5ữ 2) = mm 2 L2 = (1 ữ 3) mm To3.2 = 29 + + L + L1 + L2 = = 3,184 phút 0,12.89 S n - Vát mép: L = mm L1 = (0,5 ữ 2) mm To3.3 = 1+ L + L1 = = 0,05 phút 0,12.500 S n 8.4 Thời gian nguyên công 4: Phay vấu đầu nhỏ: L = 15 mm 26 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định L1 = t ( D t ) + (0,5 + 3) = 3(40 3) + = 13,5 mm L2 = (2 ữ 5) mm L + L1 + L2 15 + 13,5 + = = 0,067 phút 500.1500 S n To4 = 8.5 Thời gian nguyên công 5: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ: - Khoan lỗ dầu 6, không thông suốt: L = 10 mm L1 = D cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5 ữ 2) = mm 2 To5.1 = 10 + L + L1 = = 0,074 phút 0,17.1360 S n - Khoan lỗ dầu 2: L = mm L1 = D cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5 ữ 2) = mm 2 L2 = (1 ữ 3) mm To5.2 = 1+ + L + L1 + L2 = = 0,051 phút 0,1.1360 S n 8.6 Thời gian nguyên công 6: Phay vấu đầu to: L = 15 mm t ( D t ) + (0,5 + 3) = L1 = 3(40 3) + = 13,5 mm L2 = (2 ữ 5) mm L + L1 + L2 15 + 13,5 + = = 0,067 phút 500.1500 S n To6 = 8.7 Thời gian nguyên công 7: Khoan lỗ dầu đầu to: - Khoan lỗ dầu 6, không thông suốt: L = 10 mm L1 = D cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5 ữ 2) = mm 2 To5.1 = 10 + L + L1 = = 0,074 phút 0,17.1360 S n - Khoan lỗ dầu 2: L = mm 27 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định L1 = D cotg + (0.5 ữ 2) = cotg300 + (0,5 ữ 2) = mm 2 L2 = (1 ữ 3) mm To5.2 = 1+ + L + L1 + L2 = = 0,051 phút 0,1.1360 S n 8.8 Thời gian nguyên công 8: Phay hạ bậc: L = 50 mm L1 = t ( D t ) + (0,5 + 3) = 50(160 50) + = 4,5 mm L2 = (2 ữ 5) mm To1 = L + L1 + L2 50 + 4,5 + = = 0,033 phút 60.30 S n Vậy thời gian để gia công chi tiết là: To = T01 + T02.1 + T02.2 + T02.3 + T03.1 + T03.2 + T03.3 + T04 + T04.1 + T04.2 + T05 + T05.1 + T05.2 + T06 + T06.1 + T06.2 + T07 + T07.1 + T07.2 + T08 = 7,596 phút Thiết kế đồ gá gia công đồ gá kiểm tra định giáo viên h ớng dẫn.(Nguyên công I: Đồ gá dùng Nguyên công Phay hạ bậc) Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo bớc sau đây: 9.1 Xác định kích thớc bàn máy 320x1250 mm 2, khoảng cách từ bàn máy tới trục Đó số liệu cần thiết để xác định kích thớc đồ gá 9.2 Xác định phơng pháp định vị Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song cần phảI đối xứng qua mặt phẳng đối xứng chi tiết, ta sử dụng cấu kẹp tự định tâm hạn chế bậc tự do, má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng thân tay biên chuẩn thô 9.3 Trong trờng hợp có phôI để gia công cụ thể cần xác định kích thớc thực bề mặt dùng làm chuẩn để từ chọn kết cấu đồ định vị cho hợp lí: định vị vào thân tay biên chuẩn thô có kích thớc khoảng 105x35 mm2 ta chọn miếng miếng kẹp Êtô( phiến kẹp có khía nhám) có kích thớc B < 105 mm, h > 35 mm 28 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định 9.4 Vẽ đờng bao chi tiết nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ 1:1) Đờng bao chi tiết vẽ nét chấm gạch Việc thể hai ba hình chiếu tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp Hình đồ gá chiếu thứ chi tiết phảI đợc thể vị trí gia công máy 9.5 Xác định phơng, chiều điểm đặt lực cắt, lực kẹp Phơng lực kẹp vuông góc với thân tay biên có hớng từ hai phía tiến vào tự định tâm Điểm đăt lực kẹp ta chọn vào phiến kẹp (PK thu gọn về) 9.6 Xác định vị trí vẽ kết cấu đồ định vị( cần đảm bảo cho lực cắt, lực kẹp hớng vào đồ định vị vuông góc với chúng) 9.7 Tính lực kẹp cần thiết Khi phay ta thấy: Lực kẹp cần thiết để kẹp chặt chi tiết phay mặt đầu đầu to lớn phay đầu nhỏ Bởi ta cần tính phay đầu to Hai dao phay có điều kiện gia công giống ta cần xác định lực cắt cho dao sau lấy 29 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định gấp đôi lực cắt Dựa vào sơ đồ cắt ta xác định đợc gia công chi tiết có xu hớng xoay quay chốt tỳ cố định: Pc.l1 Px.l2 < Mms Trong đó: Pc : Lực cắt theo phơng thẳng đứng xác định mục 7, P c = Pz = 3192,3 N L1 : Khoảng cách từ điểm đặt lực tới tâm tâm chốt tỳ theo phơng ngang, l = 32 mm Px : Lực cắt theo phơng ngang xác định mục 7, Px = 1296,15 N L2 : Khoảng cách từ điểm đặt lực tới tâm tâm chốt tỳ theo phơng đứng, l = 15 mm Mms: Mômen ma sát Mms = Pk.f.l Trong đó: Pk : Lực kẹp cần xác định f : hệ số ma sát mặt chuẩn đồ định vị, mặt thô f = 0,2 ữ 0,3 l : Khoảng cách từ tâm phiến kẹp tới chốt tỳ cố định, = 50,5 mm Nếu thêm hệ số K ta có: K : Các hệ số phụ thuộc K0 : Hệ số an toàn trờng hợp K0 = 1,5ữ 2; K1 : Hệ số kể đến lợng d không trờng hợp gia công thô K1 = 1,2; K2 : Hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt, K2 = 1ữ 1,9; K3 : Hệ số kể đến cắt không liên tục làm tăng lực cắt, K3 = 1; K4 : Hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định kẹp tay, K4 = 1,3; K5 : Hệ số kể đến vị trí tay quay cấu kẹp có thuận tiện không, kẹp chặt tay góc quay < 90 o K5 = 1; K6 : Hệ số kể đến mômen lật phôi quay điểm tựa, định vị phiến tỳ K6 = 1,5; 30 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 = 2.1,2.1,5.1.1,3.1.1,5 = 7,02 Pk = K Pz l1 Px l 3192,3.32 1596,15.15 = 7,02 = 43488,6 N f l 0,25.50,5 9.8 Chọn cấu kẹp chặt Cơ cấu phụ thuộc vào loại đồ gá vị trí hay nhiều vị trí, phụ thuộc vào sản lợng chi tiết hay trị số lực kẹp: Ta chọn cấu kẹp Êtô( kẹp ren) 9.9 Vẽ cấu dẫn hớng so dao 9.10 Vẽ chi tiết phụ đồ gá nh vít, lò xo, đai ốc phận khác nh cấu phân độ 9.11 Vẽ thân đồ gá 9.12 Vẽ hình chiếu đồ gá xác định vị trí tất chi tiết đồ gá Cần ý tới tính công nghệ gia công lắp ráp, đồng thời phải ý tới phơng pháp gá tháo chi tiết, phơng pháp thoát gia công 9.13 Vẽ phần cắt trích cần thiết đồ gá 9.14 Lập bảng kê khai chi tiết đồ gá 9.15 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá [CT] 9.15.1 Các thành phần sai số gá đặt Khi thiết kế đồ gá cần ý số điểm sau đây: - Sai số đồ gá ảnh hởng đến sai số kích thớc gia công, nhng phần lớn ảnh hởng đến sai số vị trí tơng quan bề mặt gia công bề mặt chuẩn - Nếu chi tiết đợc gia công dao định hình dao định kích thớc sai số đồ gá không ảnh hởng đến kích thớc sai số hình dáng bề mặt gia công - Khi gia công phiến dẫn dụng cụ sai số đồ gá ảnh hởng đến khoảng cách tâm lỗ gia công khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ - Sai số đồ gá phân độ ảnh hởng đến sai số bề mặt gia công 31 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định - Khi phay, bào, chuốt đồ gá nhiều vị trí độ xác kích thớc độ xác vị trí bề mặt gia công phụ thuộc vào vị trí tơng quan chi tiết định vị đồ gá - Độ không song song mặt định vị mặt đáy đồ gá gây sai số dạng bề mặt gia công bề măt chuẩn Sai số gá đặt đợc tính theo công thức sau( phơng sai số khó xác định ta dùng công thức véctơ ): gd = c + k + dcg = c + k + ct + m + dc Trong đó: - c: sai số chuẩn chuẩn định vị không trùng với gốc kích thớc gây - k: sai số kẹp chặt lực kẹp gây Sai số kẹp chặt đợc xác định theo công thức bảng 20-24 Cần nhớ phơng lực kẹp vuông góc với phơng kích thớc thực sai số kẹp chặt không - m: sai số mòn Sai số mòn đợc xác định theo công thức sau đây: m = N (àm) = 0,3 8000 = 26,83 àm - đc: sai số điều chỉnh đợc sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả điều chỉnh dụng cụ để điều chỉnh lắp ráp Trong thực tế tính toán đồ gá ta lấy đc = ữ 10 àm - gđ: sai số gá đặt, tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: [gđ] = 1/3 - với - dung sai nguyên công [gđ] = 200/3 = 66,67 àm - ct: sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] Sai số cần đợc xác định thiết kế đồ gá Do đa số sai số phân bố theo qui luật chuẩn phơng chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép: [ct] = [ ] [ gd c ] + k2 + m2 + dc2 = [ ] 66,67 26,83 + 10 = 60,21 àm = 0,06 mm 32 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định 9.16 Dựa vào sai số chế tạo cho phép [CT] đặt yêu cầu kỹ thuật đồ gá Tài liệu tham khảo Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tập 1,2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nhà xuất Trờng đại học Bách khoa Hà Nội Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts Trần Văn Định Đồ gá khí hoá tự động hoá - Pgs-Pts Lê Văn Tiến - Pgs-Pts Trần Văn Định - Pts Trần Xuân Việt Tính toán thiết kế máy công cụ - Phạm Đắp Công nghệ chế tạo máy (Giáo trình) 33 .. .Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định Nội dung thuyết minh tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Phân tích chức làm việc chi tiết: Theo đề thiết kế: Thiết kế qui... phiến tỳ K6 = 1, 5; 30 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn Sơn Định K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 = 2 .1, 2 .1, 5 .1. 1,3 .1. 1,5 = 7,02 Pk = K Pz l1 Px l 319 2,3.32 15 96 ,15 .15 = 7,02 = 43488,6 N... vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 43 .1. 1 .1. 1 = 43 m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục n t vào công thức: nt = 10 00.v t 10 00.43 = = 6847 v/ph d 3 ,14 .2 14 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyễn