ĐỒ án CHUYÊN NGÀNH kỹ THUẬT CHẾ tạo CHƯƠNG 1 xác ĐỊNH DẠNG sản XUẤT

LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học mang tính tổng hợp kiếnthức đã học về cơ khí để áp dụng vào quá trình sản xuất chi tiết thực tế.. Thông qua các tài liệu và sổ t

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Khối lượng chi tiết

- Theo đề bài cho, ta có khối lượng của chi tiết M = 896,75 (gram)

Dạng sản xuất và đặc trưng của nó

Tra Bảng 2.1 (trang 25, [1]), ứng với M = 896,75 (gram) (nằm trong khoảng < 1 kg) và N

= 11500 (chiếc/năm) ta xác định được dạng sản xuất của nhà máy là hàng loạt vừa Đặc trưng của dạng sản xuất này là :

Sản lượng hàng năm không quá ít.

Sản phẩm chế tạo thành từng loạt, có chu kỳ ổn định.

Sản phẩm tương đối ổn định.

Sử dụng thiết bị chuyên dùng và máy vạn năng.

Máy móc được bố trí theo quy trình công nghệ.

Hình dạng và kết cấu của chi tiết được thiết kế để đảm bảo khả năng làm việc hiệu quả Với quy trình sản xuất hàng loạt vừa, cấu trúc của chi tiết được tối ưu hóa hợp lý.

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

Công dụng của chi tiết

Chi tiết này có chức năng liên kết các trục theo phương song song và vuông góc, giúp xác định vị trí tương đối giữa các trục trong không gian để thực hiện các nhiệm vụ động học.

Điều kiện làm việc

Các yêu cầu kỹ thuật

Những lỗ trên là những bề mặt làm việc của chi tiết, được lắp vào trục do đó yêu cầu cao về sự chính xác :

Về kích thước: được chế tạo với cấp chính xác là IT8.(theo tài liệu [4] trang 177)

* Theo tài liệu [4] bảng 8 phụ lục 2 trang 191 ta có :

- Dung sai độ song song giữa tâm lỗ Φ 16 và tâm lỗ Φ 14 là 0,1mm trên chiều dài 100mm đạt cấp chính xác là 10.

- Dung sai độ vuông góc giữa tâm lỗ Φ 16 và mặt đáy là 0,1mm trên chiều dài 100mm đạt cấp chính xác là 10.

- Dung sai độ vuông góc giữ tâm lỗ Φ 18 và tâm lỗ Φ 16 là 0,1mm trên chiều dài 100mm đạt cấp chính xác là 10.

- Khoảng các giữ tâm lỗ Φ 16 và tâm lỗ Φ 14 là 56±0.1mm đạt cấp chính xác

11,tâm lỗ Φ 14 và tâm lỗ Φ 18 là 38±0.1mm đạt cấp chính xác 11 Theo phụ lục 17 trang

Dung sai kích thước của ba lỗ Φ 14, Φ 16, và Φ 18 là khắt khe nhất Theo bảng 3.6 trang 65 tài liệu [4], chỉ cần gia công lỗ đạt cấp chính xác kích thước 8 với độ nhám R_a = 1,6 µm Các bề mặt thụ chỉ cần đạt độ nhám R_a = 0,5 µm ở cấp chính xác 12, và bề mặt không gia công đạt R_z, từ đó có thể đảm bảo được sai lệch hình dạng của chi tiết.

- Các kích thước không ghi dung sai lấy theo Js12.

- Bán kính góc lượn chi tiết đúc còn lại R3 * Phương pháp kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật.

- Sử dụng thước cặp và panme để kiểm tra dung sai.

- Sử dụng máy dò profin để kiểm tra nhám bề mặt.

- Sử dụng đồng hồ so kết hợp dùng khối V để kiểm tra độ song song và vuông góc Vật liệu

- Vật liệu chế tạo chi tiết là : GX 15-32.

Bảng 2.1 Cơ tính của Gang xám GX 15-32:

Số giới hạn độ giới hạn độ võng uốn, độ cứng và dạng hiệu bền kéo giãn, bền uốn theo khoảng bền nén của vật liệu gang graphít được thể hiện qua các thông số như σ k dài và δ (N/mm²) cách trục.

Giới hạn bền kéo: 150 N/mm 2

Giới hạn bền uốn: 320 N/mm 2 Độ rắn HB : 163-229

Hàm lượng các nguyên tố (%) : C (3,5), Si (2,2), Mn (0,6), P không quá 0,3, S không quá 0,15.

CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

Dạng phôi

Dạng càng được chế tạo từ gang xám GX15-32, nổi bật với tính năng đúc tốt và khả năng gia công cắt gọt dễ dàng Với quy trình chế tạo đơn giản, vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng.

- Hình dạng phôi đúc có thể phức tạp, kích thước bất kỳ, sản lượng không hạn chế

Vì những lý do nêu trên ta thấy phôi đúc là thích hợp nhất trong trường hợp này.

Chọn phương pháp chế tạo phôi

Đối với sản xuất loạt vừa, phương pháp đúc trong khuôn cát và mẫu kim loại được áp dụng, sử dụng máy để làm khuôn (Đúc chính xác cấp II) Phôi sản xuất đạt cấp chính xác kích thước IT15-IT16 với độ nhám R z = 80 μm.

- Tra các bảng 3.3 và 3.11 theo [2], ta có:lượng dư phía trên là 4 mm, lượng dư phía dưới là 3mm và mặt bên là 3,5mm.

- Theo bảng 3.7 tài liệu [2] trang 177 ,góc nghiêng thoát khuôn là: 00 ° 45’, bán kính góc lượn là 3mm.

Bản vẽ chế tạo phôi

Từ kích thước trên bản vẽ chi tiết ta có kích thước cho bản vẽ phôi là:

- Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư.

- Các góc lượn lấy R = 3mm.

Góc nghiêng của mặt ngoài mẫu hoặc mặt trong lõi được xác định theo Bảng 3-7 (trang 177, [1]) Góc nghiêng này thường không lớn và chỉ thay đổi trong một khoảng nhỏ Để đơn giản, ta chọn góc thoát khuôn là 00 ° 45’.

- Dung sai kích thước chi tiết đúc là ± ¿ 15

- Lưu ý bố trí việc đặt đậu ngót thích hợp, tránh trường hợp thiếu hụt.

- Chọn vật liệu đúc thích hợp.

Bố trí hệ thống rãnh hợp lý và áp dụng phương pháp đổ kim loại thích hợp là rất quan trọng để tránh tình trạng thiếu hụt hoặc đông đặc kim loại quá sớm, điều này có thể dẫn đến hư hỏng vật đúc.

Mô hình đúc bằng khuôn cát

CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

Chọn các phương pháp gia công các bề mặt của phôi

Hình 4.1 Đánh số bề mặt gia công chi tiết.

- Dựa vào Phụ lục 11 (trang 143, [1]) ta lập được bảng các phương pháp có thể gia công ở bề mặt của phôi.

Dựa theo phôi sau khi đúc ta có các phương pháp gia công cho chi tiết:

Bảng 4.1 Các phương pháp có thể gia công bề mặt của phôi

Bề Kích Dung Sai lệch vị trí Độ Cấp Phương án Cấp Độ mặt thước sai tương quan nhám chín có thể gia chính nhám

(mm) (mm) và kích thước R a h xác công xác đạt liờn quan (àm) IT đạt được R a được (àm)

Dung sai độ Thô song song giữa -Khoan 10-11 6,3-12,5 đường tâm lỗ 1 và đường tâm

-Doa tinh 7-8 1,6-3,2 cách tâm lổ 1 và lổ 3 là -Chuốt tinh 7-8 0,8-3,2

Dung sai độ Thô song song giữa -Khoan 10-11 6,3-12,5 đường tâm lỗ 1 và đường tâm

-Doa tinh 7-8 1,6-3,2 tâm lổ 1 và lổ 3 là 56±0,1 -Chuốt tinh 7-8 0,8-3,2

1,6 8 -Khoan 10-11 6,3-12,5 ỉ18 0 đường tõm lỗ 1 và đường tâm lỗ 14 là 0,1mm.

-Doa tinh 7-8 1,6-3,2 tâm lổ 3 và lổ

4.2 Chọn chuẩn công nghệ Đối với phôi có những bề mặt không gia công , chuẩn công nghệ cho nguyên công đầu tiên nên dùng là bề mặt không gia công để đảm bảo cho việc xê dịch giữa bề mặt gia công và không gia công là ít nhất Theo hình dáng của phôi sau khi đúc ta chọn chuẩn thô là mặt 4.

Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính ( chuẩn vừa dùng để gia công và vừa dùng để lắp ráp)

Cố gắng chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt( Chuẩn khởi xuất ≡ Chuẩn chỉnh dao ≡ Chuẩn cơ sở ≡ Chuẩn định vị ≡ Chuẩn đo lường )

Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất( tức là nguyên công 1 lấy 1 mặt làm chuẩn tinh thì nguyên công 2 cũng lấy mặt đó làm chuẩn tinh).

Theo các nguyên tắc trên ta chọn chuẩn tinh là bề mặt 13 hoặc 15 tùy theo phương án gia công.

Chọn trình tự gia công các bề mặt của phôi

Đánh giá các phương pháp:

Gia công lỗ trên máy khoan là phương pháp cơ bản và hiệu quả trong gia công cơ khí chính xác, nổi bật với ưu điểm chi phí thấp và dễ dàng vận hành Mặc dù chất lượng bề mặt không cao, nhưng nó vẫn phù hợp cho việc gia công lỗ thô trên các chi tiết.

Phương thức gia công lỗ trên máy cắt dây đang được sử dụng phổ biến trong gia công cơ khí chính xác Máy cắt dây đồng cho phép gia công lỗ với độ chính xác cao, đạt tới 0.005 mm và độ bóng gần như mài Tuy nhiên, chi phí cho việc cắt dây để tạo lỗ khá cao, điều này khiến phương pháp này không phù hợp cho những chi tiết có yêu cầu độ chính xác thấp hơn, dẫn đến tốn kém chi phí.

Phương thức gia công lỗ trên máy doa tạo ra lỗ tinh với độ bóng cao, nhưng tốc độ vòng quay thấp dẫn đến thời gian gia công lâu Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao, có thể áp dụng phương pháp doa trên máy phay CNC, giúp phù hợp hơn với các chi tiết.

Gia công lỗ trên máy chuốt đòi hỏi dao chuốt có chất lượng cao, nhưng việc chế tạo dao dài thường khó khăn và tốn kém Do nhiều lưỡi cắt cùng hoạt động, lực chuốt trở nên lớn, yêu cầu máy phải có công suất cao Khi chuốt, áp lực tác động theo phương vuông góc với thành lỗ rất lớn, điều này có thể gây ra biến dạng đàn hồi nếu chi tiết có thành dày không đều hoặc thành mỏng.

Việc sử dụng 12 dẻo theo phương hướng kính lớn và khác nhau có thể dẫn đến sai số hình dáng hình học sau khi chuốt Do tỉ lệ chiều sâu của lỗ so với đường kính lớn, phương pháp chuốt không phù hợp để gia công chi tiết.

Phương thức gia công lỗ bằng máy mài mang lại độ chính xác cao và chất lượng bề mặt tốt nhất Tuy nhiên, máy mài chỉ có khả năng gia công các chi tiết tròn xoay, do đó không phù hợp với nhiều loại chi tiết khác.

Với các phân tích trên ta có các phương án gia công sau :

STT Nguyên công Số bề mặt gia Số bề mặt định Dạng máy công vị

1 Phay thô, phay tinh 2, 5 8, 10, 11, 18, 14 Phay vạn năng

2 Phay thô, phay tinh, khoan 8, 10, 11, 13, 2, 5, 21, 18 CNC lỗ, doa tinh, vát mép 15, 9, 12

3 Vát mép 3, 6 8, 10, 11, 18, 14 Phay vạn năng

4 Phay thô, phay tinh, khoan 17, lỗ 7,16 Lỗ 13, 15, 2, 5 CNC lỗ, doa tinh, vát mép

5 Phay thô, phay tinh, vát 19, 20 Lỗ 13, 15, 8, 11 Phay vạn năng mép

Phương án 1: Tập trung nguyên công

- Trong 1 lần gá duy nhất thực hiện gia công được nhiều bề mặt Giảm thiểu dụng cụ gá đặt.

- Đảm bảo được sai số kích thước trung gian giữa tâm lỗ 13 và tâm lỗ 15 do sai số gá đặt gây ra.

- Tiết kiệm thời gian gia công chi tiết.

- Việc thay dao và bù trù dao được thực hiện trục tiếp thông qua lập trình trên máy

Phương án 2,3:Phân tán nguyên công

- Không đảm bảo được sai số kích thước giữa tâm lổ 13 và tâm lổ 15 do sai số gá đặt gây ra.

- Phải tính toán bù trừ dụng cụ cắt.

- Thời gian gia công chi tiết lâu hơn đồng thời chi phí thiết kế đồ gá cao.

 Như vậy để hạn chế sai số các kích thước trung gian do quá trình gá đặt gây ra ta chọn phương án 1 để thiết kế nguyên công.

STT Nguyên công Số bề mặt gia Số bề mặt định Dạng máy công vị

1 Phay thô, phay tinh 2, 5 8, 10, 11, 18, 14 Phay vạn năng

2 Phay thô, phay tinh, khoan 8, 10, 11, 13, 2, 5, 21, 18 CNC lỗ, doa tinh, vát mép 15, 9, 12

3 Vát mép 3, 6 8, 10, 11, 18, 14 Phay vạn năng

4 Phay thô, phay tinh, khoan 17, lỗ 7,16 Lỗ 13, 15, 2, 5 CNC lỗ, doa tinh, vát mép

5 Phay thô, phay tinh, vát 19, 20 Lỗ 13, 15, 8, 11 Phay vạn năng mép

Phay mặt đầu thô, phay tinh Khoét thô – khoét tinh

Phay mặt đầu thô, phay tinh

Khoan, khoét thô, khoét tinh

Bề mặt gia công Bề mặt định vị

6 Khoan, khoét thô, khoét tinh Phương án 3:

1 Phay mặt đầu thô, phay tinh

3 Phay mặt đầu thô, phay tinh

4 Khoan, khoét thô, khoét tinh

6 Khoan, khoét thô, khoét tinh

Bề mặt gia công Bề mặt định vị

Khoan đứngPhayKhoan đứng

THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

Nguyên công 1: phay thô mặt phẳng 2, 5

Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

- Dạng máy: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số: + Công suất truyền động chính: 10 kW

+ Kích thước bàn máy: 400 x 1600 mm.

+ Phạm vi tốc độ quay trục chính: 315 – 1600 vòng/phút

Dụng cụ cắt thô được chọn là dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim mã R220.43-0050-07W từ catalog của hãng SECO, có 4 răng và chiều sâu cắt lớn nhất là 5 mm Loại hạt dao sử dụng là OET70405TN-M16MK1500, với bước tiến khuyên dùng từ 0,3 đến 0,5 mm/răng.

Hình 5.1: Thông số dao phay thô mặt 2, 5

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0-150mm x 0,02 mm.

- Dung dịch trơn nguội: Khan

- Đồ gá: Bàn gá, chốt tỳ.

Nguyên công 2: Phay thô và tinh CNC mặt 8, 10, 11, khoan lỗ 13, lỗ 15, vát mép 9, mép 12

- Chọn máy công nghệ: Máy phay CNC 3 trục MAZAKO FVP800 + Công suất: 7,5 kW. + Kích thước bàn máy: 950x425 mm.

+ Khối lượng tải trọng lớn nhất lên bàn: 800 kg.

+ Tốc độ trục chính tối đa: 10000 vòng/phút.

+ Số ổ dao của bộ thay dao tự động: 22 dao.

Phay thô mặt đầu, phay tinh mặt 8, 11: dao phay D50

Dụng cụ cắt thô được chọn là dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim SECO với mã sản phẩm R220.43-0050-07W Dao phay này có 4 răng và chiều sâu cắt lớn nhất lên đến 5 mm, sử dụng loại hạt dao OET70405TN.

M16MK1500 Bước tiến khuyên dùng là 0,3 – 0,5 mm/răng.

Hình 5.2: Thông số dao phay thô mặt 8, 11

Phay thô mặt đầu, phay tinh mặt 10: dao phay D10

Thông số dao phay mặt D10 JS554100D3C.0Z4C-SIRA

Khoan lỗ: mũi khoan D15.5 cho mặt lỗ 12, mũi khoan D13.5 cho mặt lỗ 14.

Thông số mũi khoan D13.5 SD203A-13.5-37-14R1-M

Thông số mũi khoan D15.5 SD203A-1550-040-16R1-

MS Doa tinh: dao doa D16 cho lỗ 12, dao doa D14 cho lỗ 14.

Dao doa D14 PMX5-14H7-EB45 RX2000

Vát mép: dao vát mép APMXS 4mm cho lỗ 14 và APMXS 5mm cho lỗ 12

Dao vát mép R217.49-1216.RE-XO12-60.2A

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0 -150mm x 0,02 mm.

Nguyên công 3: vát mép mặt 3, 6

- Dạng máy: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số: + Công suất truyền động chính : 10 kW

+ Kích thước bàn máy : 400 x 1600 mm.

+ Phạm vi tốc độ quay trục chính : 315 – 1600 vòng/phút

Vát mép mặt 16: dao vát mép

Nguyên công 4: phay thô và tinh mặt 17, khoan lỗ 7, vát mép mặt 16

- Dạng máy: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số: + Công suất truyền động chính : 10 kW

+ Kích thước bàn máy : 400 x 1600 mm.

+ Phạm vi tốc độ quay trục chính : 315 – 1600 vòng/phút

Phay thô mặt đầu, phay tinh: dao phay D50

Dụng cụ cắt thô được chọn là dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim SECO với mã sản phẩm R220.43-0050-07W Dao phay này có 4 răng và chiều sâu cắt lớn nhất lên đến 5 mm, sử dụng loại hạt dao OET70405TN.

Hình 5.3: Thông số dao phay thô mặt 17

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0-150mm x 0,02 mm.

Khoan lỗ: mũi khoan D17 cho mặt lỗ 7.

Thông số mũi khoan D17 SD572-17-34-25R7

Doa tinh: dao doa D18 cho lỗ 7.

Dao doa D18 PMX5-18H7-EB45 RX2000

Nguyên công 5: phay thô và tinh mặt 19, vát mép mặt 20

- Chọn máy công nghệ: Máy phay CNC 3 trục MAZAKO FVP800 + Công suất: 7,5 kW. + Kích thước bàn máy: 950x425 mm.

+ Khối lượng tải trọng lớn nhất lên bàn: 800 kg.

+ Tốc độ trục chính tối đa: 10000 vòng/phút.

+ Số ổ dao của bộ thay dao tự động: 22 dao.

Phay thô mặt đầu, phay tinh mặt 19: dao phay D50

Dụng cụ cắt thô được chọn là dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim mã R220.43-0050-07W từ catalog của hãng SECO, với 4 răng và chiều sâu cắt tối đa 5 mm, loại hạt dao là OET70405TN.

Hình 5.4: Thông số dao phay thô mặt 19

XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN

Trình tự các bước công nghệ, độ chính xác và độ nhám đạt được khi gia công mặt 5

1 Phôi đúc : cấp chính xác phôi II, (phụ lục 11a, [IV], trang 145) R zo + T 0 = 500 μmm IT15

- Bước 1: Phay thô, cấp chính xác 13, độ nhám R z 1 P μmm , T 1 P μmm

- Bước 2: Phay tinh, cấp chính xác 11, độ nhám R z 2 ,5 μmm , T 2 μmm

[IV], Trang 62, ta có: sai số không gian của bề mặt gia công. ρ = √ ρ 2 cv + ρ 2 vt

− ρ cv là sai số cong vênh của phôi đúc.

+ ∆ k=0,3−1,5 μmm /mm là độ cong vênh Tra [3, trang 236, bảng 3.67], ta chọn ∆ k=¿1. + l = 128 mm là kích thước lớn nhất của chi tiết.

- ρ vt là độ không song song cho phép của 2 bề mặt + ρ vt = 1

- Sai số không gian còn lại sau bước phay thô: ρ 1 =0,06.281,86 μmm ε i = √ ε 2 c + ε 2 dg + ε 2 kc = 10 μmm

+ ε dg : sai số của đồ gá xuất hiện do đồ gá được chế tạo không chính xác và bị mòn trong quá trình làm việc, ε dg = 1

+ ε c : sai số chuẩn Do chuẩn thiết kế trùng với chuẩn công nghệ, chuẩn công nghệ trùng với chuẩn đo nên ε c =0

+ ε k =C Q n cosα là sai số kẹp chặt Do góc giữa phương kích thước gia công và phương biến dạng lớn nhất bằng 90 0 nên cosα=0 => ε k =0, theo [1, trang 64].

Tính lượng dư trung gian bé nhất cho các bước công nghệ

Theo [1, trang 61, công thức 2.4], lượng dư nhỏ nhất một phía được xác định như sau:

Trong đó: + trước để lại, để lại, μmm

Z imin là lượng dư bé nhất ở bước công nghệ thứ i, μmm

+ R zi−1 là chiều sâu nhấp nhô bề mặt do bước gia công sát trước để lại, μmm

Chiều sâu lớp bề mặt bị hư hỏng do biến cứng ở bước gia công sát là T i−1, trong khi sai số không gian của bề mặt gia công từ bước gia công sát trước được ký hiệu là ρ i−1.

+ ε i là sai số gá đặt phôi, μmm

- Như vậy, lượng dư cho các bước gia công:

+ Phay thô: Z 1 min =R z 0 +T 0 + ρ 0 +ε gd = 500 + 281 + 10= 791 μmm

+ Phay tinh: Z 2 min =R z 1 +T 1 + ρ 1 + ε gd = 50 + 50 +16,86+ 10 = 116,86 μmm - Kích thước trung gian tính toán được xác định như sau:

+ Kích thước trung gian bé nhất của chi tiết: L min 2 B μmm

+ Kích thước trung gian bé nhất của chi tiết trước khi phay tinh:

+ Kích thước trung gian bé nhất của chi tiết trước khi phay thô:

- Tra dung sai các bước gia công theo [1, trang 154, phụ lục 17].

+ Dung sai phôi đúc, cấp chính xác II, cấp chính xác kích thước 15: δ 0 =1 mm

+ Dung sai kích thước sau bước phay thô: δ 1 =0,39 mm

+ Dung sai kích thước sau bước phay tinh: δ 2 =0,25 mm

- Ta quy tròn các kích thước tính toán trên, và tính kích thước lớn nhất:

- Lượng dư trung gian bé nhất và lớn nhất cho các bước: + Phay thô: z min1 = L min0 −L min

1 C−42,12=0,88 mm z max 1 =L max 0 −L max 1 D−42,51=1,49 mm + Phay tinh: z min2 =L min1 −L min 2 B,12−42=0,12mm z max 2 =L max 1 −L max2 B,51−42,25=0,26 mm

- Lượng dư tổng cộng bé nhất và lớn nhất:

- Thử lại kết quả: z max 0 −z min0 =1,75−1=0,75 mm δ −δ =1−0,25=0,75 mm

- Lượng dư tổng cộng danh nghĩa:

- Kích thước danh nghĩa của phôi:

Bề mặt 2,5 được phân tích là bề mặt bên cạnh, do đó cần thêm một lượng dư từ 0,5-3 mm, với lựa chọn cụ thể là 1 mm theo tài liệu [1, trang 71] Kích thước ghi trên bản vẽ phôi là 44,5 ±.

5.2 Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng.

Lượng dư gia công đối với mặt (2), tra bảng 3-95/252 và 3-96/253

Các bước gia công Cấp chính Dung sai Lượng dư Kích thước trung gian xác δ i (mm) tra bảng Z i (mm) trên bản vẽ (mm)

Lượng dư gia công đối với mặt (17)

Lượng dư gia công đối với mặt (10,11)

Lượng dư gia công đối với lỗ phi18 bảng 3-121/274

Lượng dư gia công đối với lỗ phi16

Lượng dư gia công đối với lỗ phi14

CHƯƠNG 7 – XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN GIA CÔNG

7.1 Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản bằng phương pháp phân tích

Phương pháp phân tích được áp dụng cho nguyên công quan trọng với độ chính xác cao, đặc biệt là trong việc phân tích mặt phẳng Kích thước yêu cầu là 16mm, với cấp chính xác 8 và cấp độ nhám phù hợp.

Phay thô mặt 2, 5

- Lượng dư gia công công lớn nhất của bước phay thô: z max1 =1,49 mm

- Dạng máy công nghệ: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga.

- Độ nhám bề mặt đạt được sau khi phay thô: R 1 P μmm , R a =6.3 μmm

- Dụng cụ cắt: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.43-0125-07S có 8 răng.

- Xác định chiều sâu cắt: Lấy bằng lượng dư trung gian lớn nhất t 1 =Z max 1 =1,49 mm

- Xác định lượng ăn dao: S≤ √ 8 R z r (công thức/98)

R z : chiều cao nhấp nhô lớn nhất cho phép của bề mặt = 50 μmm r: bán kính mũi dao = 20mm

- Xác định tốc độ cắt theo [4, trang 27]: V = C v D q K v

+ C v , m, q, x, y, u, p là các hệ số và số mũ tra [4, trang 33, bảng 5.39].

Vì gia công gang xám bằng dao phay mặt đầu nên chọn

+ D Pmm là đường kính dao phay.

+ K v =K mv K nv K uv là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt.

Với K mv = ( 190 HB ) nv = ( 190190 ) 1,25 =1 là hệ số phụ thuộc chất lượng của vật liệu, tra [4, trang 6, bảng 5.1 và 5.4].

K nv =0,8là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công, tra [4, trang 8, bảng 5.5].

K uv =1 là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt, tra [4, trang 8, bảng 5.6].

+ T = 180 phút là chu kì bền của dao, tra [4, trang 34, bảng 5.40].

+ B6 mm là bề rộng phay.

+ Z =4 là số răng dao phay.

Thay vào công thức 7.1 ta được: V =

- Xác định số vòng quay trục chính: n= 1000 V

- Lực cắt được tính theo công thức [4, trang 28]:

+ S z =0,5 mm / răng là lượng chạy dao răng.

+ t =1,49 mm là chiều sâu cắt.

+ C p và các số mũ tra [4, trang 34, bảng 5.41].

+ K mp =1 là hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công, tra [4, trang 9, bảng 5.9].

Thay vào công thức 7.2, ta được:

- Moment xoắn trên trục chính được tính theo công thức [4, trang 28]:

- Công suất cắt được tính tính theo công thức [4, trang 28]:

- Thời gian gia công cơ bản được tính theo công thức [1, trang 111]:

Trong đó K vr là hệ số kể đến lượng vào và ra dao được tra [1, trang 114, bảng 2.26].

Với φ k =1,84được tra theo [1, trang 115, bảng 2.27].

Phay tinh mặt 2, 5

- Lượng dư gia công công lớn nhất của bước phay tinh: z max2 =0,26 mm

- Dạng máy công nghệ: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga.

- Độ nhám bề mặt đạt được sau khi phay tinh: R z 2 ,5 μmm , R a =3,2 μmm

Dụng cụ cắt được chọn là dao phay mặt gắn mảnh hợp kim SECO với mã sản phẩm R220.30-0125-12CT, có 4 răng và chiều sâu cắt lớn nhất là 1 mm Loại hạt dao sử dụng là SEEX1203AFTN-MD14 MH1000, với bước tiến khuyên dùng là 0,18.

- Xác định chiều sâu cắt: Lấy bằng lượng dư trung gian lớn nhất t 2 =Z max 2 =0,26 mm

- Xác định lượng ăn dao: S z =0,3 mm / răng

- Xác định tốc độ cắt theo [4, trang 27]: V = C v D q K v

+ C v , m, q, x, y, u, p là các hệ số và số mũ tra [4, tran 33, bảng 5-39].

Vì gia công gang xám bằng dao phay mặt đầu nên chọn

+ D P mm là đường kính dao phay.

+ K v =K mv K nv K uv là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt.

Với K mv = ( 190 HB ) nv = ( 190190 ) 1,25 =1 là hệ số phụ thuộc chất lượng của vật liệu, tra [4, trang 6, bảng 5.1 và 5.4].

K nv =0,8là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công, tra [4, trang 8, bảng 5.5].

K uv =1 là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt, tra [4, trang 8, bảng 5.6].

+ T = 180 phút là chu kì bền của dao, tra [4, trang 34, bảng 5.40].

+ Z =4 là số răng dao phay.

Thay vào công thức 7.1 ta được: V =

- Xác định số vòng quay trục chính: n= 1000 V

- Lực cắt được tính theo công thức:

Trong đó: + Z = 4 là số răng dao phay.

+ n = 859 vg/ph là số vòng quay của dao.

+ S z =0,3 mm / răng là lượng chạy dao răng.

+ t =0,26 mm là chiều sâu cắt.

+ C p và các số mũ tra [4, trang 34, bảng 5.41].

+ K mp =1 là hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công, tra [4, trang 9, bảng 5.9].

- Moment xoắn trên trục chính được tính như sau:

- Công suất cắt được tính như sau:

- Thời gian gia công cơ bản:

Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng

7.2.1 Chế độ cắt cho nguyên công phay thô, phay tinh 8, 10, 11

- Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga, Công suất truyền động chính : 10 kW, T0 phút.

- Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.43-0125-07S có Z4 răng, DPmm.

- Chiều sâu cắt: t (mm) = 3,5mm.

Lượng chạy dao răng S (mm/răng ): Sz = 0,24 mm/ răng, tra theo [4, trang 113, bảng 5.125].

- Lượng chạy dao vòng S = 0,24.4 = 0,96 mm/vòng.

- Tốc độ cắt V = V b Kv = 158.1 = 158 (m/phút) với V b = 158, Kv = 1, tra theo [4, trang 115, bảng 5-127].

- Số vòng quay trục chính: n = (1000V/3,14.D) = 1000.158

- Lượng ăn dao phút S M = Sz.Z.n = 0,24.4.1006 = 966 mm/phút.

- Thời gian gia công cơ bản T M l K vr

- Thời gian kế toán: T = T = 1,84.0,195 = 0,36 (phút).

- Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số như trên.

- Chọn dao phay mặt gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.30-0125-12CT có

- Lượng chạy dao răng S (mm/răng ): Sz = 0,2 mm/ răng tra theo [4, trang 113, bảng 5.125].

- Lượng chạy dao vòng S = 0,2.10 = 2 mm/vòng.

- Thời gian gia công cơ bản T M = l K vr

- Thời gian kế toán: T K = k T M = 1,84.0,205 = 0,38 (phút).

- Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga, Công suất truyền động chính : 10 kW, T0 phút.

Tra theo Sandvik ta được các thông số:

7.2.2 Chế độ cắt cho nguyên công vát mép mặt 3, 6:

7.2.3 Chế độ cắt cho nguyên công phay thô và tinh mặt 17, khoan lỗ 7, vát mép mặt 16:

- Chọn dao phay mặt gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.30-0125-12CT có

7.2.4 Chế độ cắt cho nguyên công phay thô và tinh mặt 19, vát mép mặt 20:

- Chọn dao phay mặt gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.30-0125-12CT có Z = có

- Thời gian gia công cơ bản T M = l K vr

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CÔNG NGHỆ

Tính lực kẹp cần thiết cho nguyên công 4

C = 50: hệ số ảnh hưởng của vật liệu

S z : lượng chạy dao mm/răng = 0,2/3

N: số vòng quay của dao vòng/ph

K MV : hệ số phụ thuộc vật liệu= K MV = ( 190 HB ) nv = ( 190 173 ) 1

W =K P f h f 1 = 0,15 : hệ số ma sát giữa mặt số 5 và phiến tì Trong đó: K=K 0 K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 =2,808

K 0 = 1,5: hệ số an toàn trong mọi trường hợp

K 1 = 1,2: hệ số tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi

K 2 = 1: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn

K 3 = 1,2: hệ số làm gia tăng lực cắt khi gia công gián đoạn

K 4 = 1,3: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt

K 5 = 1: hệ số tính đến mức độ thuận lợi cửa cơ cấu kẹp

K 6 = 1: hệ số tính đến moment làm chi tiết quay

Theo công thức 7.28 lực kẹp khi khoan được tính như sau:

R = 0.65 – khoảng cách mũi khoan đến tâm chi tiết. α = 90 0 – góc khối V

M – mômen sinh ra khi khoan Tính như sau:

S = 0.39 mm/vòng – lượng chạy dao

* Tính toán đường kính bulông kẹp chặt: Đường kính trong d 1 của bulông d = √ 4 F

F = W = 6022 N: Lực kẹp bulông. σ k = σ S ch = 200 1,5 3,33 MPa. σ c = 200 Mpa: Giới hạn chảy thép CT3.

22 2 γ = 2,5: góc nâng ren f= f/cos 30 0 = 0,173 ρ = arctg(f) = 8,53.

Xác định sai số chế tạo đồ gá

Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy định điều kiện kĩ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá.

Sai số gá đặt ε = √ ε 2 + ε 2 +ε 2 +ε 2 + ε 2 gd c k ct m dc

−ε ct :Sai số chế tạo đồ gá

−ε gd : Sai số gá đặt

Với mối lắp H7/h6 thì 2Smax = 58mm

- ε k =0 Vì lực kẹp vuông góc với phương kích thước

- −ε m =β √ N −sai số mòn đồg á ( Theo c ông thứ c 2.26 ,trang20 , [ 1])

- + N: Số lượng chi tiết gia công

- + β : Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt và điều kiện tiếp xúc

- Sai số chế tạo được tính theo (trang 49 Sổ tay alat đồ gá)

Chọn mối ghép cho chốt trụ, chốt trám

-Mối ghộp lỏng H7/h6 cho chốt (S max ) àm,S min =0 àm)

Tính giá thành chi tiết

Tính theo [12, trang 25, công thức 4].

- C 1 = 27,9 triệu đồng, tấn gang xám nguyên liệu.

- S= 5 triệu đồng/ tấn gang xám phế liệu.

- K là các hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác, độ phức tạp của phôi, vật liệu và sản lượng.

- Trọng lượng chi tiết: 1 6,75 (gram).

Vậy giá phôi là 36000 vnđ/ Kg.

8.6.2 Chi phí tính cho từng nguyên công

Nguyên công 1: Phay thô mặt 16

Lương công nhân sản xuất trực tiếp ở một nguyên công nào đó xác định theo công thức [12, trang 209]:

- S L là lương của công nhân tại một nguyên công nào đó (đồng/giờ).

- C= 36500 (đồng/giờ) là số tiền công nhân nhận được trong một giờ làm việc.

- T tc =0,18 phút là thời gian thực hiện nguyên công đó trên từng chiếc.

- N kW là công suất động cơ.

- η N =0,5 là hệ số sử dụng máy theo công suất.

- T 0 =0,18 phút là thời gian cơ bản.

- η C =0,96 là hệ số thất thoát trong mạng điện.

- η đ =0,95 là hiệu suất động cơ.

Chi phí sử dụng dụng cụ:

- C Cd 00000 đồng là giá thành ban đồng của dụng cụ.

- n m =4 là số lần dụng cụ có thể mài lại cho đến lúc bị hỏng.

- t m =2 phút là thời gian mài dao.

- P m đồng là chi phí cho thợ mài dụng cụ trong một phút.

- T0 phút là tuổi bền dụng cụ.

Chi phí khấu hao máy:

- C m = 500000000 đồng là giá thành của máy.

- K kh ,2 % là phần trăm khấu hao của máy, tra theo [12, trang 212, bảng 40].

- N = 11550 là số chi tiết cần chế tạo.

Chi phí sửa chữa máy:

Tính theo [12, trang 213, công thức 67]. Đối với máy vạn năng:

- R= 40 là độ phức tạp khi sửa chữa máy.

Chi phí sử dụng đồ gá:

- Tính theo [12, trang 214, công thức 69].

- C đg 000000 đồng là giá thành đồ gá.

- A =0,33 là hệ số khấu hao đồ gá, tra theo [12, trang 214].

- B = 0,2 là hệ số tính đến sửa chữa và bảo quản đồ gá.

- N = 11550 là sản lượng chi tiết cần chế tạo.

Tổng chi phí cho nguyên công 1:

Bằng tổng các chi phí trên.

= 109,5 + 32,9 + 75 +5282 + 0,4 +138 = 5637,8 (đồng)Như vậy ta đã tính được giá thành của nguyên công 1 Để có giá thành toàn bộ quy trình,

Nhóm chúng em đã thực hiện quy trình chế tạo Cần nối với các phương pháp gia công như phay, khoan, doa, trong đó có sử dụng công nghệ CNC tiên tiến Chúng em đã tính toán lượng dư gia công cho từng nguyên công và xác định chế độ cắt hợp lý nhằm tăng năng suất mà vẫn đảm bảo chất lượng chi tiết gia công.

Trong quá trình thực hiện Đồ án, nhóm đã gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là trong việc tìm kiếm tài liệu phục vụ cho môn học Ngoài các tài liệu cơ bản, nhóm đã sưu tầm nhiều tài liệu nâng cao liên quan đến thiết kế quy trình và chế tạo hàng loạt chi tiết công nghệ Bên cạnh đó, việc đọc hiểu và kết hợp nhiều nguồn tài liệu trong quá trình tính toán và tra thông số lượng dư, chế độ cắt cũng là một thách thức lớn Thời gian hạn chế cũng góp phần làm tăng độ khó trong việc hoàn thành đồ án.

Mặc dù gặp nhiều khó khăn, nhóm chúng em đã nhận được sự hỗ trợ đáng kể từ thầy Trần Vũ An, người đã hướng dẫn và sửa chữa tận tình, giúp chúng em hoàn thành đồ án Bên cạnh đó, sự giúp đỡ từ các bạn trong nhóm cũng đã giúp chúng em nhận ra những khuyết điểm và tìm ra cách khắc phục, từ đó từng bước hoàn thiện đồ án.

Trong quá trình thực hiện đồ án môn học, chúng em đã tích lũy được nhiều kiến thức về các phương pháp gia công Việc hiểu rõ các đặc điểm của những phương pháp này sẽ giúp chúng em áp dụng hiệu quả vào thực tế sản xuất sau khi tốt nghiệp.

Tiêu đề	Xác Định Dạng Sản Xuất
Tác giả	Nguyễn Thanh Hoàng, Nguyễn Thanh Kiên
Người hướng dẫn	Trần Vũ An
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Chế Tạo
Thể loại	Đồ án chuyên ngành
Năm xuất bản	2020
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	2,26 MB