Thiet ke quy trinh cong nghe gia cong 31076

Phần I Thiết kế kết cấu dao phay đĩa MODUL M 2,5 N 4 I- Vai trò của dụng cụ cắt trong sản xuất: Cắt kim loại là một ngành khoa học nghiên cứu các quy luật trong việc gia công kim loại b

Phần I - Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul

Phần II- Thiết kế quy trình công nghệ gia công

I Phân tích chi tiết gia công

II Xác định dạng sản xuấtIII Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

IV Thiết kế quy trình công nghệ

Phần III - Tính toán và tra lợng d

Lời nói đầu

T

rong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá của đất nớc ta hiện nay, ngành công nghiệp nói chung và ngành cơ khí nói riêng đang có bớc phát triển lớn mạnh Đáp ứng đợc phần nào máy móc, trang thiết bị phục vụ cho xã hội.

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

Với sự phát triển toàn diện của ngành công nghiệp nh hiện nay là do sự phát triển đồng đều của ngành cơ khí, trong đó có ngành chế tạo dụng cụ cắt Dụng cụ cắt đóng vai trò rất quan trọng trong việc gia công cơ khí, tạo ra những sản pgẩm hoàn chỉnh với độ chính xác cao Hiện nay cùng với sự phát triển và tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự ra đời của vật liệu mới thì dụng

cụ cắt ngày càng đa dạng và hoàn thiện hơn.

Với đề tài đợc giao: Thiết kế và chế tạo dao phay đĩa modul m= 2,5; sản lợng 25000đ/năm, trang thiết bị tự chọn Sau thời gian 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp, đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn Trịnh Khắc Nghiêm và các thầy cô giáo khác, đến nay đồ án của em đã đợc hoàn thành.

Do kinh nghiệm và kiến thức thực tế của bản thân còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong đợc sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn, và từ đó giúp em tiếp xúc thực tế sau này.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn: Trịnh Khắc Nghiêm và cùng toàn thể các thày cô giáo./.

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002

Sinh viên

Nguyễn Hoàng Long

Nhận xét của giáo viên

Phần I Thiết kế kết cấu dao phay đĩa MODUL M 2,5 N 4

I- Vai trò của dụng cụ cắt trong sản xuất:

Cắt kim loại là một ngành khoa học nghiên cứu các quy luật trong việc gia công kim loại bằng cắt nhằm tăng năng xuất lao động Trong ngành cơ khí thì dụng cụ cắt kim loại đóng một vai trò hết sức quan trọng Dụng cụ cắt càng chính xác có tính năng xuất cắt càng cao, càng bảo đảm tăng chất lợng bề mặt gia công, tăng năng xuất cắt và đảm bảo tính ổn định cao của quy trình công nghệ Do đó việc nghiên cứu các đặc tính của DDC kim loại và chế tạo ra những dụng cụ cắt tiên tiến sẽ góp phần thúc đẩy nền công nghiệp cơ khí phát triển nhanh

Hiện nay có rất nhiều phơng pháp gia công kim loại, gia công không phoi ( nh đúc, cán, rèn, dập), luyện kim bột, gia công bằng điện lý hoá Gia công có phoi ( nh tiện, phay bào, khoan) Phần lớn những chi tiết có yêu cầu chất lợng cao đều phải gia công bằng cắt hay có phoi đợc thực hiện bởi DDC thích hợp tuỳ theo vật liệu, hình dáng và độ chính xác cần gia công của chi tiết

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

Đối với dao phay đĩa modul, đó là dụng cụ cắt để cắt bánh răng thẳngtheo phơng pháp chép hình, cắt bánh răng nghiêng hoặc răng chữ V theo ph-

ơng pháp bao hình không tâm tích trên may phay chuyên dùng hoặc vạn năng

có đầu phân độ vạn năng hay đĩa phân độ chuyên dùng

Hình 1: Sơ đồ cắt của dao phay đĩa Modul

a - Tạo profin răng nghiêng 1- Dao

c - Cắt bánh răng nghiêng

w1: Chuyển động cắt chính ( Chuyển động quay của dao)

w2: Chuyển động quay phân độ của phôi

w3: Chuyển động quay để tạo hớng răng nghiêng

v1: Chuyển động chạy dao

* Ưu điểm: Ưu điểm chủ yếu của dao phay hớt lng là ở chỗ nó cho ta 1 profin

không đổi và đồng nhất của chi tiết gia công trong suốt quá trình sử dụng Do

- Do không mài lại profin răng dao sau khi nhiệt luyện nên không khử

đợc lớp các bon dẫn tới độ chính xác thấp tuổi bền thấp do đỉnh răng chóngcùn gây ra bởi chế độ cắt cao, các lỡi cắt không đủ sắc

- Không có khả năng làm nhiều răng do hình dáng đặc biệt của răng

- Độ đảo của đỉnh răng theo vòng tròn khá lớn ( từ 0,04 0,12 hoặclớn hơn) do thiếu nguyên công mài theo phần lng cong

- Mài sắc theo mặt trớc không khử đợc độ đảo mà còn làm tăng thêm

Để khắc phục điều đó khi mài lỗ ta áp dụng chuyển nhiều nhất sai số của ờng kính ngoài của răng sang lỗ, tức là tăng lợng d và chọn đờng kính ngoàilàm chuẩn Cắt bánh răng bằng dao phay đĩa modul có năng xuất thấp và độchính xác không cao Năng xuất thấp là do trong quá trình cắt dao có hànhtrình chạy không và thời gian phụ lớn Mặt khác dao phay đĩa modul có đờngkính nhỏ, góc trớc thơng bằng không, góc sau của lỡi cắt bên nhỏ ( b = 1020– 2030’) Dẫn đến điều kiện cắt khó khăn, hạn chế tăng chế độ cắt Độ chínhxác của bánh răng khi cắt bằng dao phay đĩa modul thờng chỉ đạt cấp chínhxác cấp 9 đến cấp 8 ( khi m ≤10) vì:

- Độ chính xác của đồ gá để cắt bánh răng bằng dao phay đĩa modulthờng chỉ đạt cấp 8

- Với cùng modul m mà số răng Z1 của bánh răng cũng khác nhau Đểcắt chính xác BR ứng với mọi modul m và có số răng Z1 thì nhất định phảithiết kế 1 dao tơng ứng Vậy với mọi modul m của BR đòi hỏi số lợng dao rấtnhiều, điều đó không phù hợp với sản xuất

Hiện nay với mọi modul, ngời ta dùng 1 bộ dao tiêu chuẩn 8 dao, 15dao, đôi khi 26 dao để cắt toàn bộ những BR có số răng Z = 12ữ 

Dao phay đĩa modul cắt BR cho năng xuất thấp và độ chính xác khôngcao, nhng có thể dùng trên máy phay vạn năng và cắt đợc BR chữ V, do đódao phay đĩa modul đợc dùng trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc, đặc biệt trongcông nghệ sửa chữa

Theo công dụng, dao phay đĩa modul đợc chia ra làm 2 loại:

+ Loại cắt thô thờng có profin răng hình thang và góc trớc  > 00

+ Loại cắt tinh có profin trùng với biên dạng vành răng và góc trớc =00

Dao phay đĩa modul đợc phân loại theo kết cấu của răng dao- đó là dao phayhớt lng

II - Thiết kế kết cấu dao phay đĩa modul

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt a) Điều kiện làm việc của dao phay đĩa modul: Dao phay đĩa modul là một

loại dụng cụ cắt đặc biệt dùng để cắt BR trụ răng thẳng, răng nghiêng, loạirăng chữ V Profin của răng dao giống Profin của răng gia công

Trong quá trình làm việc các bánh răng cắt không liên tục gây nên va đập,nên các răng dao dễ bị gãy hoặc mẻ khi lực cắt lớn

- Khi dùng phơng pháp bao hình ( có tâm quay hoặc không) Profin củadụng cụ cắt không trùng với Profin gia công của rãnh bánh răng

- Khi cắt bỏ lực cắt thay đổi Mặt cắt lỡi cắt tham gia cắt theo toàn bộbiên dạng của răng dao nên nhiệt độ phát sinh khi cắt lớn và dao chóng cùn.Vậy vật liệu của răng dao phay đĩa modul phải có độ bền cao, độ chịu mòntốt đồng thời phải có tính công nghệ tốt để thuận lợi cho quá trình chế tạo dao

b ) Chọn vật liệu làm dụng cụ cắt:

* Yêu cầu:

1 Vật liệu làm dụng cụ cắt phải có tính năng cắt tốt Độ cứng của vật liệulàm dao phải lớn hơn độ cứng của vật liệu gia công từ HRC 25ữ30; Sau nhiệtluyện vật liệu làm dao phải đạt từ HRC 60ữ 65 Dao cần phải có độ bền nhiệtcao

2 Vật liệu làm dao phải đảm bảo tính công nghệ tốt, tức là khả năng củavật liệu cho phép gia công hợp lý, dễ dàng bằng phơng pháp gia công thôngthờng

3 Vật liệu làm dao phải bảo đảm tính kinh tế, ngoài tính năng cắt cao, tínhcông nghệ tốt, vật liệu làm dao phải bảo đảm tính kinh tế hợp lý, tuỳ theo yêucầu kỹ thuật của sản phẩm nhằm giảm chi phí chế tạo dao Từ đó hạ giá thànhcủa một đơn vị sản phẩm

* Một số vật liệu chọn làm dao:

1- Thép hợp kim:

Đặc điểm: So với thép các bon dụng cụ thì thép hợp kim thấp có tínhthấm tôi cao hơn, tôi trong môi trờng dầu, do đó có thể làm các dao cắt cóthiết diện lớn, hình dáng phức tạp, năng xuất cao hơn Sau khi nhiệt luyện đạt

độ cứng HRC 6266 Độ bền nhiệt lớn hơn so với thép các bon dụng cụ ( >

4000C) Tính năng cắt cao hơn so với thép các bon dụng cụ Vì vậy cho phéptăng tốc độ cắt từ 1,2  1,4 lần So với thép Các bon dụng cụ ( V= 12

15m/p) Các mác thép hợp kim thấp thờng là: 90 CrSi, 100 Cr WMg, 130 Cr12V1, trong đó 90 CrSi đợc sử dụng rộng rãi để chế tạo hầu hết các dụng cụ

cứng nóng tới 250-260, tốc độ cắt từ 10-14m/p Thép 90 CrSi đợc dùng nhiều

để chế tạo mũi khoan, ta rô, bàn ren, tuổi bền của thép 90 CrSi thấp hơn thépgió

2- Thép gió:

Là loại thép có hàm lợng hợp kim cao W = 6-19%; Cr = 3-4,6 % Sau khinhiệt luyện đạt HRC 62-65 Độ thấm tôi tốt có thể tôi thấm ở mọi tiết diện, độbền nhiệt tới 6000C, độ bền mòn cao, độ bền cơ học cao, vì vậy thép gió cótính năng cắt tốt V max = 50 m/ph

Nhợc điểm cơ bản của thép gió là sự phân bố các bít không đều, do đólàm giảm độ bền cơ học Để khắc phục điều đó trớc khi gia công cơ phôi, thépgió cần đợc rèn đi, rèn lại nhiều lần để phân bố lại các bít cho đều hơn

Thép gió đợc phân thành 2 loại;

- Thép gió có năng xuất thờng : P18,P9,P12,P6M5 hay dùng nhất là P18

và P9

- Thép gió có năng xuất cao: P182, P95, P9K5, P18K52

Thờng dùng để gia công các loại vật liệu khó gia công nh thép không gỉ, thépchịu nhiệt

3- Hợp kim cứng: Đợc chế tạo bằng phơng pháp luyện kim bột.

- Đặc điểm: Có độ cứng cao HRC 7292, độ bền nhiệt tới 10000C Độbền mòn lớn hơn độ bền mòn của thép gió, tính năng cắt cao V = 100500m/p Năng xuất cắt cao hơn gấp 2 3 lần so với thép gió

- Nhợc điểm: Độ bền uốn kém, độ dẻo kém, vì vậy dao hợp kim cứng

đ-ợc dùng trong điều kiện ít va đập, không có tải thay đổi, độ cứng vững của hệthống công nghệ cao

Căn cứ vào điều kiện làm việc của dao phay đĩa modul đồng thời kết hợpvới việc phân tích u, nhợc điểm của một số vật liệu trên ta thấy Với dụng cụcắt là dao phay đĩa modul nên chọn vật liệu chế tạo dao là thép gió P18 làhoàn toàn hợp lý vì nó đáp ứng đợc yêu cầu về tính năng cắt, về tính côngnghệ và tính kinh tế

2 Chọn sơ đồ cắt:

Trong quá trình cắt, dụng cụ ngoài nhiệm vụ tạo hình còn làm nhiệm

vụ tạo phoi Quá trình này gặp sự cản trở của lớp kim loại bị hớt đi, gây ra tảitrọng tác dụng lên lỡi cắt của dao, việc phân bố tải trọng trên từng lỡi cắt, đặcbiệt với những dụng cụ cắt có nhiều lỡi cắt và răng cắt có ảnh hởng trực tiếp

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

đến tuổi bền, độ bền cơ học và năng xuất cắt gọt của dao cũng nh chất lợngcủa bề mặt gia công

Khi thay đổi sự phân bổ tải trọng trên lỡi cắt sẽ nhận đợc các sơ đồ cắt khácnhau và khi đó hình dáng kết cấu của răng cắt cũng khác nhau

Đối với dao phay đĩa modul là dụng cụ cắt có Profin răng dao đồng dạng vớiProfin của chi tiết gia công nên ta chọn sơ đồ cắt theo lớp

III- Tính toán kết cấu dao phay đĩa modul:

3.1 Tính Profin thân khai của l ỡi cắt :

Hình 2: Sơ đồ thiết kế Profin của bộ dao phay modul

Trên hình 2 biểu diễn Profin thân khai rãnh bánh răng có cùng modul mứng với số bánh răng Z1 = 12 cho đến Z1=  Để cắt chính xác bánh răng ứngvới mọi modul m và số răng Z1 nhất định phải thiết kế một dao tơng ứng Vậy

đối với mỗi modul m của bánh răng đòi hỏi số lợng dao rất nhiều, điều đókhông phù hợp trong thực tế sản xuất Do đó ngời ta thờng chế tạo dao phay

đĩa modul thành từng bộ dao

Với m< 8 dùng bộ 8 dao

8≤ m ≤ 16 dùng bộ 15 dao

số răng Z1 mà Profin thân khai của rãnh răng nằm trong mỗi đoạn nhỏ đợcchia đó.

Trên hình vẽ Profin 4 tơng ứng với Z1 = 21 và Profin 5 tơng ứng với Z1=

6 Vậy dao số 4 dùng để cắt những bánh răng Z1 = 21ữ25

Để chế tạo đợc dao phay đĩa modul cần phải tính toán xác định đợcProfin của lỡi cắt, Profin dạng khởi thuỷ Trên cơ sở đó ngời ta thiết kế các d-ỡng kiểm tra và dao tiện định hình hớt lng dùng trong quá trình chế tạo daophay đĩa modul đã thiết kế

a) Nguyên lý tạo đờng thân khai

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

Từ hệ ( I) sẽ xác định đợc toạ độ từng điểm trên đờng thân khai, từ đóxác định biên dạng của dao phay đĩa modul vì biên dạng của răng trùng vớibiên dạng của răng dao

Trên hình 3-b thể hiện sơ đồ tính toán biên dạng, lỡi cắt của dao phay

đĩa modul với  = 0; ξ = 0 Khi đó biên dạng lỡi cắt dao trùng với biên dạngcủa rãnh răng Do đó gồm 2 phần:

Phần BC – có dạng thân khai theo ( I)

Phần BO1 – là đờng cong chuyển tiếp

3.2.1 Thông số hình học của dao phay đĩa modul

- Đối với dao phay đĩa modul khi cắt thô thờng có profin răng hìnhthang, góc trớc  >0 Có thể chọn  = 100 .Khi cắt thô những bánh răng cómodul lớn  có ảnh hởng gián tiếp đến góc tác động  đặc trng cho hớng tác

động tạo phoi R Khi  >0 làm tăng góc trợt ,  làm giảm biến dạng của vậtliệu gia công trong vùng tạo phoi,  càng lớn càng dễ thoát phoi Khi đó góccắt δ nhỏ, mũi dao dễ cắt vào vật liệu, lực cắt nhỏ phoi ít bị biến dạng

- Khi cắt tinh chọn  = 0, tuy điều kiện cắt khó khăn hạn chế chế độ cắtsong  = 0 mục đích chính là để mặt đáy chứa trục dao Profin của lỡi cắttrùng với profin bánh răng, khi đó profin của lỡi cắt là đờng thân khai Ngoài

ra  = 0 nên không bị giảm thể tích đầu răng dao làm tăng khả năng truyềnnhiệt

- Góc sau  : Khi tăng  làm cho diện tích tiếp xúc của mặt sau ( đờngcong acsimet) giảm, làm giảm lực ma sát dẫn tới giảm lực cắt, góc sau  tăng

sẽ làm giảm thể tích đầu răng dao, dẫn tới răng yếu và khả năng truyền nhiệtkém Thờng chọn  đỉnh = 100-150 Khi đó  bên = 1020’-2030’

x = tg x - x = inv x

rx = ro/ cosxGắn hệ trục toạ độ OXY vào bánh răng ( hình b) có gốc O trùng với tâmbánh răng Trục OY trùng với trục đối xứng của bánh BR Khi đó điểm Mxbất kỳ trên đờng thân khai đợc xác định

X = rx sin x

Y = rx cos x với ro ≤ rTheo công thức trên ta tính đợc toạ độ điểm Profin lỡi cắt của dao Nốicác điểm lại ta đợc profin gần đúng của răng dao

Chiều cao profin răng h = re - ri = 29,5 - 23 = 6,5 (mm)

Ta lấy 7 điểm để tính profin răng và khoảng cách giữa hai điểm kề nhau

là 0,7 mm ta chỉ cần tính biên dạng ứng với r0 <rx<re, ta có bảng sau:

Bé m«n Nguyªn lý vµ Dông cô c¾t

x = o + inv x = o + x

B K C A

Hình 4 : Biên dạng răng dao 3.3 Xác định đ ờng cong chuyển tiếp

Để xác định đờng cong chuyển tiếp cần tìm điểm làm việc thực sựcuối cùng của profin răng thân khai ( điểm tiếp xúc cuối cùng ở thân răngthân khai ) Gọi điểm h là điểm cuối cùng của Profin thân khai đợc xác địnhbởi công thức:

Rx = √(r δ−m)2+(m.tgα∂)2 = √ ( 26,25−2,5)2+( 2,5.tg 200)2 = 23,76

( mm)

Ta thấy ri = 23 mm

ro = 24,66 mm

Thì ri  rk ro đợc biểu diễn nh sau:

Hình 5- Vị trí của vòng tròn cơ sở với vòng tròn chân răng và phần hiệu

dụng của profin

Từ đây ta xác định đờng cong chuyển tiếp bằng cách : Xác định đoạnthân khai AB theo các điểm tính toán trớc Từ bán kính RK ta tìm đợc các

điểm cuối cùng làm việc thực sự của profin thân khai- điểm K Từ K xây dựngquỹ đạo đỉnh răng của bánh răng Z2 hay thanh răng vẽ lên ở chân răng Z1.Trong thực tế cần chú ý đến độ bền của răng và khả năng chế tạo ta lấy nhsau:

Vẽ vòng tròn đáy răng tiếp tuyến với đờng mn ( mn là tiếp tuyến đờngchâm răng ri tại điểm giữa của bánh răng cung Ke nói với đờng thân khai tại

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

điểm K và đờng mn tại điểm O, để không có gẫy tại K thì tâm O phải nằmtrên pháp tuyến NK của đờng thân khai Theo định nghĩa của đờng thân khaithì NK cũng là tiếp tuyến của vòng cơ sở tại N vị trí NK đợc xác định bởi góc

đỉnh răng, đờng kính lỗ gá và số răng Z lớn để tăng tuổi bền của dao và tăngnăng xuất cắt Song điều đó làm tốn vật liệu, tăng giá thành của dao

Hình 7: Xác định các yếu tố kết cấu của răng dao

150 200 và phù hợp với góc của cam hớt lng và độ bền của răng Khi tính góc

 phù hợp ta có thể lấy tròn góc  theo các giá trị 180,220,250,300 đôi khi đến

450.

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

- Chọn góc rãnh răng  = 250

Dạng dãy rãnh nên lấy đồng dạng với profin lới cắt thì đảm bảo đợc độbền đồng đều của răng nhng chế tạo khó khăn, nên thực tế với dao phay đĩamodul có chiều dày B nhỏ ( ứng với m nhỏ ngời ta làm rãnh thẳng song songvới trục) còn dao có chiều dày B lớn thờng làm dày rãnh là đờng gấp khúc.Góc trớc day phay đĩa modul cắt tinh  = 00, góc năng  = 00

Vậy mặt trớc của dao đi qua trục

Góc sau của lỡi cắt đỉnh b ( 10ữ150) chọn b = 120, để tạo thành góc sau

ng-ời ta hớt lng hớng kính theo đờng Acsimet với lợng hớt lng K = 3,5mm Bảng10-V ( HDTKDCCKL2) Với dao phay đĩa modul góc b = 10ữ120, góc saubên chỉ đạt ( 10-20) Chọn b = 20

- Mặt sau không thấp hơn cấp 8

- Các bề mặt phụ của phần cắt : không thấp hơn cấp 8

- Mặt đầu tựa vào lỗ lắp cán: không thấp hơn cấp 7 ( Ra = 1,25 m)

- Các mặt còn lại không thấp hơn cấp 5 ( Ra = 2,5 m)

- Sai lệch cho phép các kích thớc của dao:

+ Lỗ lắp ghép cán theo A – Theo bảng II- 8- [9] ta có: d = 22 + 0,023 mm

+ Đờng kính ngoài theo B8 - Theo bảng II- 6-[9] ta có: D= 65  0,01 mm

+ Chiều rộng dao phay: Theo L17 bảng II-8- [9] ta có: B= 8,5  0,025 mm

+ Chiều sâu rãnh thoát phoi: Theo A8- bảng II-6-[9] có : H= 11,25 0,23 mm+ Bán kính lợn đáy rãnh thoát phoi Theo B8-bảng II-6-[9]: r=1,25+ 0,25 mm+ Chiều rộng rãnh then ; Theo bảng 17.V- [2] có : d= 22 + 0,023 b =6,08+0,2+ Chiều sâu rãnh then ; Theo bảng 17.V - [2] có : t = 24 + 0,28 mm

+ Độ đảo hớng kính của cáclỡi cắt: không quá + 0,03 mm

+ Độ hớng tâm của mặt trớc : không quá + 0,09 mm

Từ các kích thớc kết cấu và yêu cầu kỹ thuật ta lập đợc bản vẽ chế tạo daophay đĩa modul.

Phần II Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo dao phay đĩa modul

( M= 2,5) I- Phân tích chi tiết gia công:

Chi tiết gia công là một dụng cụ cắt chuyên dùng để gia công bánh răngtheo phơng pháp chép hình Công nghệ gia công dao phay đĩa modul chủ yếudựa trên nguyên lý chung của công nghệ chế tạo maý

Ngoài ra trong chế tạo dụng cụ cắt phải sử dụng những vật liệu làm dao

có độ cứng và sức bền cao, do những yêu cầu về độ chính xác kích thớc , hìnhdạng hình học, độ nhẵn bằng bề mặt, đặc biệt là tính chất cơ lý cao phần lỡicắt của dụng cụ Nên công nghệ chế tạo dụng cụ cắt còn có những đặc điểmriêng

Để đạt những yêu cầu kỹ thuật cao về độ chính xác, kích thớc, hìnhdạng hình học và độ nhẵn bóng bề mặt, ngời ta sử dụng phơng pháp gia côngtinh, gia công lần cuối và các thiết bị chuyên dùng Lập quy trình công nghệchế tạo dụng cụ cần chú ý: đảm bảo các yêu cầu về độ chính xác và các thông

số hình học, chất lợng bề mặt cơ lý tính của dụng cụ

Khi lập quy trình công nghệ gia công, dao phay đĩa modul là chi tiếtdạng đĩa khi lập quy trình chế tạo cần chọn quy trình gia công theo chi tiết

điển hình

+ Quá trình chế tạo cần đảm bảo tính chính xác các thông số hình học ,  ,

b đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác kích thớc D,B,H,h,r,d,t.+ Vật liệu làm dao là thép gió P18 là loại vật liệu nhiệt luyện khó khăn nênkhi nhiệt luyện tránh cong, vênh, nứt, độ cứng sau nhiệt luyện đạt HRC 62ữ64

+ Để nâng cao tính cắt năng xuất của dao sau khi tôi ram và mài sắc cần tiếnhành thấm Xianua

+ Với m= 2,5 nên dao là loại nhỏ chế tạo không cần mài profin Các nguyêncông quan trọng nhất trong chế tạo dao phay đĩa modul nhỏ là gia công chuẩnphay rãnh và hớt lng profin

+ Độ đảo mặt đầu không quá 20 m

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

+ Khi phay rãnh yêu cầu đọ chính xác cao, sai lệch cho phép đối với b ớc răngvòng không quá 15 m và độ hớng kính không quá 15 m

II - Xác định dạng sản xuất:

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp Nó phản

ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trng kinh tế, công nghệ và hình thức tổchức sản xuất trong quá trình đó nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật củaquá trình sản xuất

Dạng sản xuất đóng vai trò rất quan trọng trong chế tạo sản phẩm, ảnhhởng nhiều đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Sự chuyên môn hoá biểu hiện qua sựlập lại của sản phẩm trên chỗ làm việc Nếu sự lặp lại càng nhiều thì sựchuyên môn hoá càng cao và ngợc lại Trình độ chuyên môn hoá ảnh hởng

đến đặc tính công nghệ và các hình thức tổ chức sản xuất Nó là đặc tính kinh

tế kỹ thuật đợc xác định bởi chủng loại và quy mô sản phẩm Bởi sự lặp lại vàkhối lợng sản xuất hàng năm Để thiết kế quy trình công nghệ đảm bảo chất l-ợng sản phẩm cao giá thành hạ ta phải xác định loại hình sản xuất dựa vào quymô sản xuất và khối lợng sản phẩm

- Dạng sản xuất đơn chiếc và loại nhỏ

- Dạng sản xuất loạt vừa

- Dạng sản xuất loạt lớn hàng khối

ở đây yêu cầu thực tế là lập quy trình chế tạo dao phay đĩa môdul m= 2,5 , sản lợng kế hoạch là 25.000 ct/năm

mi : số lợng chi tiết cùng tên trong sản phẩm mi= 1

i : Hệ số phế phẩm bình quân chọn i = 2

i : Hệ số dự phòng h hỏng do vận chuyển, lắp ráp chọn i = 3

Để đơn giản cho quá trình tính toán ta coi chi tiết là đĩa tròn xoay có ờng kính đi qua dờng trung bình của chiều cao răng Dtb = 58 mm Phía trong

đ-đĩa có lỗ trụ d= 22 mm Vậy thể tích của chi tiết là:

Trong đó:

T : Khoảng thời gian làm việc ( phút) trong 1 năm

T = 365 Kca K T ( 1-) 60

Kca : số ca làm việc trong 1 ngày 3 ca

Kt : số giờ làm việc trong 1 ca 8 giờ

 : Thời gian dừng máy để sửa chữa theo chế độ ( tính theo %)  = 0,15

N : Số lợng sản phẩm trong khoảng thời gian t có N = 26,265 ct/năm

III - Phơng pháp tạo phôi:

Trong công nghệ chế tạo dụng cụ cắt ngời ta thờng dùng các loại phôicán, dập, đúc và hàn Tuỳ theo kết cấu và chất lợng dụng cụ cắt, đặc điểm củaquá trình sản xuất, tình hình của các loại thép và giá thành dụng cụ mà lựachọn các loại phôi Phôi nên chọn có dạng và kích thớc gắn với dạng và kíchthớc của dụng cụ chế tạo Mức độ gần giống nhau đó đợc xác định bởi tìnhtrạng của vật liệu ban đầu và phơng pháp chế tạo phôi Các kích thớc của phôi

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

phụ thuộc vào lợng d và dung sai cần thiết để gia công cơ vào dạng phôi vàcũng phụ thuộc vào lợng d và dung sai chế tạo nó

Để lựa chọn một phơng pháp tạo phôi thích hợp nhất ta phân tích u nhợc điểmcủa từng phơng pháp

1.1 Ph ơng pháp rèn tự do :

Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản, vốn đầu t thấp

- Vật liệu phôi qua rèn có cơ tính tốt, độ bền cao

- Có thể rèn các chi tiết có kích thớc lớn và rất nhỏ

Nhợc điểm:

- Khó rèn các vật phức tạp

- Chất lợng không đồng đều, phụ thuộc tay nghề công nhân

- Lợng d gia công lớn, sai số kích thớc đờng kính lớn, dễ bị biến cứng do quá nhiệt

Phạm vi ứng dụng: Phù hợp với các chi tiết có đờng kính lớn và sản xuất đơn chiếc, thay thế, sửa chữa

- Giá thành đắt, vốn đầu t cao, thiết bị lớn do đó giá thành phôi cao

Phạm vi ứng dụng: Phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối

- Khó kiểm tra khuyết tật vật đúc.

Phạm vi ứng dụng: Phù hợp với sản xuất đơn chiếc, hạt nhỏ ( Vì yêucầu kỹ thuật dụng cụ cắt đòi hỏi phải có cơ tính cao, đồng đều về tổ chức hạt

mà cơ tính phôi đúc không cao, nên phôi đúc không đáp ứng đợc yêu cầu)

2.2 Đúc trong khuôn kim loại:

Ưu điểm:

- Khuôn dùng lại đợc nhiều lần

- Cơ tính tốt hơn so với đúc trong khuôn cát

- Khuôn bị mài mòn nhanh, giá thành chế tạo khuôn cao

Phạm vi ứng dụng: Phù hợp với sản xuất loạt lớn

Vì yêu cầu kỹ thuật dụng cụ cắt đòi hỏi phải có cơ tính cao, đồng đều về

tổ chức hạt mà cơ tính phôi đúc không cao nên phôi đúc không đáp ứng đợc yêu cầu

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

4-Chọn phôi:

Qua phân tích các phơng pháo tạo phôi ta thấy rằng để đảm bảo quátrình gia công cơ ít nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, tiết kiệm nhiênliệu ta phải chọn phơng pháp tạo phôi hợp lý Đối với dao phay đĩa modul códạng đĩa tròn xoay, đờng kính ngoài D = 65 mm, vật liệu P 18, sản lợng hàngnăm 25.000 ct/năm dạng sản xuất loạt lớn, vậy chọn phôi là thép cán nóngdạng thanh tròn đặc, đờng kính ngoài gần với đờng kính ngoài của dao

IV-Thiết kế quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa modul:

1- Phân tích lựa chọn chuẩn định vị:

Chọn chuẩn là một việc làm có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ Chọn chuẩn hợp lý sẽ thoả mãn 2 yêu cầu sau:

+ Đảm bảo chất lợng trong suốt quá trình gia công

+ Đảm bảo tăng năng xuất, giảm giá thành sản phẩm

Mặt khác chọn chuẩn hợp lý ta sẽ bố trí đợc đồ gá thích hợp, thuận tiện cho quá trình gia công Chuẩn thô thực hiện gia công tạo chuẩn tinh, cán chuẩn tinh đợc sử dụng cho toàn bộ quá trình gia công cắt gọt

Lời khuyên chung khi chọn chuẩn:

* Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khốngchế hết số bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất Tuyệt đối không đợc thiếu

và siêu định vị Trong một số trờng hợp không thừa định vị không cần thiết

* Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm biến dạng, cong vênhchi tiết, đồ gá, đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm nhẹ sức lao động cho côngnhân

* Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản gọn nhẹ, sử dụng thuậnlợi thích hợp với từng loại hình sản xuất nhất định

a) Chọn chuẩn tinh

Yêu cầu :

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các mặt gia công với nhau

- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt đã gia công

Chuẩn tinh là những bề mặt dùng làm chuẩn đã qua gia công Khi chọn chuẩn tinh cần tuân thủ những lời khuyên:

+ Chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công nh vậy đồ gá sẽ giảm đi

+ Chọn chuẩn tinh sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp nhỏ nhất.

+ Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thớc để sai số chuẩn bằng 0

Căn cứ vào những lời khuyên ta chọn chuẩn tinh là bề mặt lỗ d = 22 mm và một mặt đầu Mặt lỗ hạn chế 2 bậc t do, mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

b) Chọn chuẩn thô

Chuẩn thô là bề mặt làm chuẩn cha đợc gia công Chuẩn thô có ý nghĩaquyết định đối với quá trình công nghệ nó ảnh hởng đến độ chính xác chi tiết,chọn chuẩn thô đảm bảo các yêu cầu

- Phân phối đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác từ vị trí tơng quan giữa các bề mặt không gia côngvới các bề mặt gia công

Chọn chuẩn thô chú ý các lời khuyên:

* Chọn theo 1 phơng kích thớc nhất định nếu chi tiết có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

* Theo 1 phơng kích thớc nhất định nếu chi tiết có 2 hay nhiều bề mặtkhông gia công thì nên chọn bề mặt nào có độ chính xác đối với bề mặt giacông là cao nhất làm chuẩn thô

* Theo 1 phơng kích thớc nhất định nếu chi tiết có nhiều bề mặt đủ làmchuẩn thì chọn bề mặt nào bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô

ứng với các bậc t do cần thiết của chi tiết chỉ đợc phép dùng chuẩn thômột lần trong cả quá trình gia công Căn cứ vào lời khuyên ta chọn bề mặt trụngoài làm chuẩn thô

2 - Trình tự công nghệ gia công dao phay đĩa modul:

Sau khi xác định dạng sản xuất, xác định chuẩn, chọn ph ơng pháp giacông phôi, ta cần tiến hành lập 1 quy trình gia công thích hợp Điều kiện kỹthuật, chỉ tiêu kinh tế giá thành sản phẩm là mục đích đầu tiên đa ra 1 trình tựchế tạo sản phẩm, cần phải đa ra các phơng án khác nhau, so sánh và lựa chọncác phơng án đó để đa ra một phơng pháp tối u nhất, tức là phơng án mang lạihiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Dựa vào các đặc điểm công nghệ của dao phay đĩa modul m= 2,5 vớidạng sản xuất loạt lớn, trang thiết bị tự chọn ta lập đợc các phơng án côngnghệ sau:

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

V- Lập sơ đồ nguyên công:

a) ơng án 1 Ph

1 Cắt phôi 8B 66 Lữơi ca đĩa  500 Khối V :  = 900

2 Xén mặt đầu, khoan lỗ

 20, tiện cắt đứt

a Tiện mặt đầu 1 K 62 T15K6 Mâm cặp 3 chấu tự định

tâm

b Khoan lỗ  20 1 K 62 Mũi khoan P18

c Tiện cắt đứt 1 K 62 Dao tiện cắt đứt

3 Mài thô mặt đầu 3756 đá mài thẳng bàn từ

4 Khử từ

5 Truốt lỗ trụ 21,4 7510 P18 Đệm cầu tự lựa

6 Tiện đờng kính ngoài 

15 Mài tinh một mặt đầu

và mài tinh lỗ 3A 227 đá mài tròn lỗ, đáchậu côn Mâm cặp 3 chấu

16 Mài mặt đầu còn lại 3 r 71 đá mài tròn

17 Mài săc mặt trớc 3A 614 đá mài góc Trục gà+ mũi tâm + tốc

Máy 8B66 Dao lỡi ca đĩa P18  520 B = 4mm

Z = 72 răng Đồ gá : Khối V ,  = 900

Nguyên công II –Tiện mặt đầu+Khoan lỗ  20+ Tiện cắt

b2 Mài đầu B

Nguyên công IV – Khử từ

Nguyên công V – Truốt lỗ trụ  21,4 +0,33

Máy 7510Dao : Dao tuốt B18

Đồ gá : dao truốt có đệm cầu tự lựa

Nguyên công VI – Tiện đờng kính ngoài  65

Máy 1 k 62Dao : T 15 K6

Đồ gá : Mâm cặp 3 trấu tự định tâm

Nguyên công VIII – Truốt r nh then ãnh then

Máy 7150Dao : Dao truốt rãnh then P18

Đồ gá : Bạc dẫn hớng

Nguyên công IX – Tiện profin răng

Máy:1 k 62Dao : Dao tiện định hình P18

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

Đồ gá : Trục gà, tốc kẹp, mũi chống tâm

Nguyên công X – Phay r nh chứa phoiãnh then

Máy 6H 82Dao : Dao phay góc P18

Đồ gá : Trục gà, đầu phân độ, mũi tâm, cữ so dao

Nguyên công XI – Tiện hớt lng răng

Máy: Máy Tiện hớt lng kiểu 96Dao : Dao tiện định hình P18

Đồ gá : Trục gà, mũi tâm, tốc kẹp

Nguyên công XII – Đóng nh nãnh then

Máy: A 431Dao : Bộ dấu

 Độ đảo Đờng kính ngoài

 Độ không vuông góc giữa mặt đầu và mặt lỗ

 Độ hớng tâm của mặt trớc

Dụng cụ kiểm tra:

 Thớc cặp

 Đồng hồ so

 Dụng cụ đo góc

Nguyên công XIV – Nhiệt luyện

B

ớc 1 : Tôi

Cho dao vào trong lò muối Bariclorua ( Ba Cl2) nóng chảy, nung chậm

đều 6500C, giữ nhiệt trong 30’, nung nhanh 12800C và làm nguội trong kiềmnóng chảy ( 80% KOH + 20% NaOH) sau đó tiếp tục làm nguội ngoài không

Các chuyển biến khi nung thép: Nung thép gió P18 đến 12800C cóchuyển biến từ Pécnít thành ostennít Khi giữ nhiệt không có chuyển biến pho

mà chỉ có tác dụng làm đồng đều thành phần osteunit trong toàn bộ thể tíchcủa chi tiết

Khi làm nguội trong kiềm nóng chảy có chuyển biến osteunit thànhMactenxit, có sự chuyển biến mạng tinh thể từ lập phơng thể tâm sang chínhphơng thể tâm Nguyên tử C giữ nguyên thể tích của nó nghĩa là chuyển biếnmactenxít là chuyển biến khuếch tán Vì thế lợng C không đổi do lợng C quábão hoà nên mạng tinh thể bị xô lệch nên tạo độ cứng HRC 60-62

B

ớc 2 : Ram

Đa chi tiết vào lò Ram, nung đến nhiệt độ 5600C giữ nhiệt độ 1 giờ, sau

đó làm nguội ngoài không khí, thực hiện quá trình này 3 lần với mục đích khửostennít d, giảm ứng suất d và điều chỉnh độ cứng Khi ram thép gió đạt HRC62ữ64

Nguyên công XV – Mài tinh lỗ  27 + Mài mặt đầu

Máy: 3A 227b1 : mài lỗ  22 + 0,023Dao : đá mài tròn trong Ctr 50 TB 1G b2 : mài mặt đầu, đá chậu côn

Đồ gá: Cơ cấu kẹp đàn hồi

Nguyên công XVI – Mài tinh một mặt đầu

Máy: 3 Γ 71 Dao : đá mài tròn

Đồ gá: bàn từ

Nguyên công XVII – Mài sắc mặt trớc  = 00

Máy: 3A 614 Dao : đá mài góc Ctr 50BT 1 G

Đồ gá: Trục gà, mũi tâm, tốc kẹp, đầu phân độ Nguyên công XVIII: Tổng kiểm tra

- Kiểm tra toàn bộ các kích thớc: D, d,B,D1,r,H, h

- Kiểm tra sai lệch hớng kích của răng, độ không song song giữa haimặt đầu, độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ

- Dụng cụ: Thớc cặp, đồng hồ so, dụng cụ đo chuyên dùng

Nguyên công XIX : Xianua hoá

Bộ môn Nguyên lý và Dụng cụ cắt

- Dao phay đĩa modul khi cắt chủ yếu mòn theo mặt sau Vì vậy đểnâng cao độ bền của dao ta dùng phơng pháp Xianua hoá ở nhiệt độ thấp

Đó là việc bão hoà độ khuyếch tán lớp bề mặt dụng cụ đồng thời bằngCacbon và Nitơ

- Quá trình Xianua hoá lỏng đợc tiến hành trong muối Kali Xianua(KCN) và Natri Xianua (NaCN) mỗi loại 50% Để thay đổi nhiệt độ nóngchảy có thể thêm Xút vào

- Xianua hoá đợc tiến hành trong các lò muối, lò thờng hoặc lò hơi có vỏsắt

- Muối Xianua là những chất độc mạnh nên yêu cầu phải có những phơngtiện bảo vệ khi làm việc

- Các lò và tủ để Xianua hoá phải đợc che bao cẩn thận và thoát khí tốt

- Sau khi Xianua hoá, dụng cụ đợc làm nguội ở trong không khí đặttrong các tủ và rửa bằng dòng nớc chảy

- Tiến hành Xianua hoá dao phay đĩa modul sau khi gia công nhiệtluyện lần cuối trong khoảng 12- 20 phút

- Chiều sâu lớp Xianua hoá khoảng 0,02 - 0,07 mm vì sâu quá sẽ gâydòn răng

- Do góc thớc  = 00 , sau mỗi lần mài lại theo mặt trớc, chiều sâu lớpXianua hoá (theo mặt sau ) vẫn bảo đảm Do vậy tính cắt và độ bền của răngdao đợc tăng lên

Nguyên công XX Cắt thử

Để đảm bảo độ tin cậy, tính chính xác của sản phẩm chế tạo ra, saukhi hoàn thành các công việc cơ bản, trớc khi xuất xởng phải tiến hành cắtthử Chi tiết cắt thử: Bánh răng trụ răng thẳng Z =24, vật liệu thép 45, máy6H82

Chế độ cắt là t = 6,25 S = 0,15 (mm/p' ); n = 125(v/p' )

Số lợng cắt thử : 5 bánh răng

Sau khi cắt thử kiểm tra lại độ bóng bề mặt chi tiết gia công, độ chính xáccủa chi tiết gia công, số lần mài lại của dao, tuổi bền của dao, độ chịu màimòn, độ bền nhiệt của dao,

Nguyên công XXI Bao gói

Sau khi cắt thử đạt yêu cầu, ta tiến hành bôi dầu chống gỉ cho dao, bao