Đồ Án môn học công nghệ chế tạo máy Đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết giá Đỡ trục xoay

Gối đỡ có các lỗ ghép vuông góc với mặt đáy của chi tiết nên đây là chi tiết dạng hộp điển hình ta có thể lấy hai lỗ vuông góc với mặt đáy và mặt đáy đó làm chuẩn tinh thống nhất trong

NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1.1 PHÂN TÍCH CÔNG DỤNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CTGC

Các chi tiết dạng hộp trong ngành chế tạo máy có hình dạng phức tạp, thường là khối rỗng với thành vách xung quanh, và được thiết kế với nhiều gân và phần lồi lõm khác nhau Trên bề mặt hộp có nhiều mặt phẳng cần gia công với độ chính xác khác nhau, bên cạnh đó còn có nhiều mặt phẳng không cần gia công Đặc biệt, hộp thường được trang bị một hệ lỗ có vị trí tương quan chính xác, cùng với nhiều lỗ nhỏ để tạo bề mặt tiếp xúc hoặc thực hiện các mối lắp ghép với các chi tiết khác.

Các chi tiết dạng hộp đóng vai trò quan trọng trong việc lắp ráp các đơn vị như nhóm, cụm, và bộ phận của những chi tiết khác Chúng giúp tạo thành một bộ phận máy hoàn chỉnh, thực hiện các nhiệm vụ động học cần thiết cho toàn bộ hệ thống máy.

Giá đỡ trục xoay là một thành phần quan trọng trong đồ án, có thiết kế dạng hộp để hỗ trợ chuyển động của trục Các lỗ 𝜙36 được sử dụng để giữ cho trục ổn định trong quá trình quay.

Để đạt được độ bóng 𝑅 𝑎 = 0,63 cho gia công 10 chi tiết, cần chú ý đến 2 lỗ bậc 𝜙76 và 𝜙36, vì chúng phải được gia công với cùng độ bóng Ngoài ra, yêu cầu về độ không song song giữa tâm lỗ 𝜙36 và bề mặt A cần nhỏ hơn 0,05, trong khi độ không đồng trục giữa 2 lỗ 𝜙36 phải nhỏ hơn 0,03 Cuối cùng, độ không đồng tâm giữa lỗ 𝜙36 và 𝜙76 cũng cần đảm bảo nhỏ hơn 0,03.

Gối đỡ là một chi tiết thiết yếu trong các sản phẩm có lắp trục, đóng vai trò quan trọng trong việc đỡ trục máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian Chức năng của gối đỡ không chỉ là hỗ trợ trục mà còn thực hiện nhiệm vụ của ổ trượt, giúp đảm bảo hiệu suất hoạt động của máy móc.

1.1.2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN SUẤT

1.1.4.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT Để xác định được trọng lượng của cho tiết ta có hai cách tính như sau:

Để xác định khối lượng của một chi tiết, trước tiên, hãy chia chi tiết đó thành nhiều hình khối cơ bản và tính thể tích của từng hình Sau khi có thể tích của các hình, bạn cộng hoặc trừ chúng lại để tìm ra thể tích tổng của chi tiết Cuối cùng, nhân thể tích này với khối lượng riêng của chi tiết để xác định khối lượng.

Cách 2: Khối lượng chi tiết được xác định trên phần mềm

Trong đồ án này, khối lượng chi tiết được xác định bằng phương pháp 2 Sau khi thiết kế và vẽ chi tiết trên phần mềm Inventor 2021, khối lượng của chi tiết ước tính khoảng 4,7 kg, dựa trên khối lượng riêng của gang xám khoảng 7190 kg/m³.

Hình 1.0 : Chi tiết gia công

- Tính khối lượng CTGC: sử dụng phần mềm Solidworks 2020 thiết kế 3D CTGC

- Khối lượng chi tiết: 4,74 kg

- Thể tích chi tiết: 662602,239 mm 3

1.1.4.2 XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG THỰC TẾ

Sản lượng thực tế hàng năm được tính theo công thức:

+ N : Số chi tiết thực tế sản xuất ra trong một năm

+ 𝑁 1 : Số chi tiết theo kế hoạch

+ 𝛽: Số % chi tiết được tạo ra để dự trữ ( 𝛽 = 5 ÷ 7 )

Với: 𝑁 1 = 80.000 chiếc / năm, chọn 𝛼 = 4,5 %, 𝛽 = 6 % Suy ra:

Tra bảng 2 – trang 13 – Hd đồ án công nghệ CTM – GS.Trần Văn Địch

 Từ bảng trên, ta chọn dạng sản xuất của chi tiết là HÀNG KHỐI

1.1.4.3 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

Gối đỡ được thiết kế với độ cứng vững cần thiết, giúp ngăn chặn biến dạng trong quá trình gia công Nhờ vậy, thiết bị này cho phép sử dụng chế độ cắt cao, từ đó nâng cao năng suất làm việc.

Bề mặt làm chuẩn cần có diện tích đủ lớn để thực hiện nhiều nguyên công và đảm bảo quá trình gá đặt nhanh chóng Gối đỡ với các lỗ ghép vuông góc với mặt đáy của chi tiết tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công Hai lỗ vuông góc với mặt đáy và mặt đáy đó có thể được sử dụng làm chuẩn tinh thống nhất trong quá trình gia công, vì vậy việc gia công chính xác mặt đáy và hai lỗ được chọn làm chuẩn tinh là rất quan trọng.

CHỌN PHÔI

Việc lựa chọn phôi dựa trên cơ sở sau:

- Vật liệu và cơ tính mà chi tiết gia công đòi hỏi

- Hình dáng kết cấu và kích thước của chi tiết gia công

- Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

- Việc chọn phôi phụ thuộc rất nhiều vào dạng sản xuất

Dựa vào các đặc điểm kết cấu, hình dáng, kích thước và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, chúng ta có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi như rèn, dập, cán và đúc, đồng thời xem xét độ bóng, độ đồng tâm và độ vuông góc để đảm bảo khả năng làm việc của chi tiết.

Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phôi phù hợp không chỉ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà còn ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm Chọn phôi hợp lý giúp đơn giản hóa quy trình công nghệ, giảm thiểu chi phí vật liệu và đảm bảo kích thước phôi có đủ lượng dư cho gia công Do đó, hình dáng phôi cần gần giống với chi tiết gia công để giảm sai số, từ đó tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm.

Hiện nay, trong sản xuất, có nhiều loại phôi được sử dụng, và dựa vào các phương pháp chế tạo phôi hiện tại, chúng có thể được phân loại thành ba nhóm công nghệ chế tạo phôi chính.

1 Chế tạo phôi bằng công nghệ đúc

2 Chế tạo phôi bằng công nghệ rèn, dập

3 Chế tạo phôi bằng công nghệ cán

Mỗi công nghệ có những đặc điểm riêng như sau:

Phương pháp chế tạo phôi đúc là quá trình rót kim loại vào khuôn có hình dạng và kích thước xác định Sau khi kim loại đông đặc trong khuôn, chúng ta thu được vật đúc có hình dạng và kích thước tương tự như lòng khuôn.

Phôi đúc có thể sử dụng cho nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại đen, kim loại màu và cả vật liệu phi kim như chất dẻo, miễn là chúng có thể được nấu chảy và đông đặc khi làm nguội.

Phôi đúc nổi bật so với các dạng phôi khác nhờ vào khả năng tạo hình phức tạp và phạm vi khối lượng sản phẩm rộng, từ vài gam đến vài trăm tấn Do đó, nhiều loại sản phẩm như thân máy, vỏ động cơ và giá đỡ thường được sản xuất bằng phương pháp đúc Hơn nữa, quy trình công nghệ đúc đơn giản và yêu cầu vốn đầu tư thấp, dẫn đến giá thành sản phẩm cũng giảm.

Mặc dù có một số phương pháp đúc chính xác cao như đúc trong khuôn kim loại và đúc áp lực, nhưng phần lớn các phôi đúc vẫn gặp phải vấn đề về độ chính xác thấp, bề mặt kém bóng, lượng dư gia công lớn và tiêu tốn nhiều kim loại.

Chất lượng phôi đúc thường thấp hơn so với các loại phôi khác do quá trình hình thành vật đúc dễ gặp phải các khuyết tật như rỗ co, lõm co, rỗ khí, rỗ xỉ và nứt, làm giảm cơ tính của vật liệu.

Phôi đúc, với nhiều ưu điểm vượt trội, được ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp, chiếm từ 40% đến 80% tổng khối lượng máy móc Đặc biệt trong ngành chế tạo máy, khối lượng vật đúc lên tới 90%, trong khi giá thành chỉ chiếm 20% đến 25%.

Phương pháp chế tạo phôi rèn và dập là quá trình gia công dựa trên tính dẻo của vật liệu, cho phép biến dạng chúng dưới tác động của ngoại lực Mục tiêu của phương pháp này là tạo ra các sản phẩm với hình dạng và kích thước cụ thể.

So với các phương pháp chế tạo phôi đúc hoặc hàn thì gia công rèn, dập có các ưu điểm sau:

1 Vật liệu biến dạng ở thể rắn nên sau khi gia công sẽ bị thay đổi cơ, lý tính, cấu trúc hạt kim loại mịn hơn, hạt đồng đều hơn và cơ tính cao hơn

2 Chất lượng bề mặt tốt hơn và giảm được lượng dư gia công

3 Giảm được các khuyết tật của vật đúc như rỗ khí, rỗ co

4 Một số phương pháp như dập thể tích, ép chày cho năng suất cao

Phương pháp chế tạo phôi rèn và dập có hạn chế về khối lượng sản phẩm, không phù hợp với các chi tiết lớn và phức tạp về hình dáng, cũng như vật liệu không có khả năng biến dạng dẻo Tuy nhiên, phôi rèn và dập được sử dụng phổ biến trong các chi tiết máy yêu cầu khả năng chịu tải động lớn, đặc biệt trong ngành công nghiệp ô tô và xe lửa, chiếm từ 60% đến 80% khối lượng các chi tiết trong đầu máy xe lửa và ô tô.

Hiện nay, công nghệ chế tạo phôi rèn dập đang được cải tiến để nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm, đồng thời tăng cường tự động hóa nhằm nâng cao năng suất và giảm chi phí Bên cạnh đó, công nghệ này cũng mở rộng khả năng thiết bị để xử lý các phôi có kích thước lớn.

Phương pháp chế tạo phôi cán là quá trình cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau, dẫn đến biến dạng dẻo của phôi Kết quả của quá trình này là chiều dày của phôi giảm xuống trong khi chiều dài tăng lên đáng kể Hình dạng mặt cắt của phôi cũng sẽ thay đổi theo hình dạng khe hở giữa hai trục cán.

Sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp cán có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như cơ khí, xây dựng và giao thông vận tải Các sản phẩm cán này có thể được phân loại thành bốn nhóm chính dựa trên hình dáng, bao gồm hình, tấm, ống và đặc biệt.

Sản phẩm cán hình được chia thành hai nhóm:

1 Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác, chữ U, chữ T,…)

2 Nhóm đặc biệt có prôfin phức tạp, dùng cho những mục đích nhất định (đường ray, các dạng đặc biệt dùng trong ôtô, máy kéo, trong ngành xây dựng…)

Sản phẩm cán tấm được chia thành hai nhóm theo chiều dày:

1 Tấm dày có chiều dày trên 4 mm

2 Tấm mỏng có chiều dày dưới 4 mm

PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI ĐÚC

1.3.1 Đúc trong khuôn cát Đúc trong khuôn cát là một phương pháp đúc truyền thống lâu đời và ngày nay vẫn còn sử dụng rộng rãi, chiếm đến 80% sản lượng vật đúc Khuôn với vật liệu chủ yếu là cát chỉ đúc được một lần (chỉ rót được một lần) rồi phá khuôn [2] Vật đúc tạo

Khuôn cát, mặc dù có độ chính xác thấp, bề mặt kém bóng và lượng dư gia công lớn, vẫn mang lại nhiều ưu điểm như khả năng tạo ra các vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn và chi phí sản xuất thấp Các kỹ thuật làm khuôn được phân loại dựa trên phương pháp chế tạo khuôn.

Kỹ thuật làm khuôn bằng tay là phương pháp chế tạo khuôn thủ công, cho phép tạo ra các khuôn đúc với kích thước và hình dáng phức tạp tùy ý, phù hợp cho sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ Mặc dù năng suất thấp và chất lượng không đồng đều, kỹ thuật này yêu cầu tay nghề cao từ người thợ và có điều kiện làm việc nặng nhọc Kỹ thuật này có thể chia thành ba hình thức chính.

1 Làm khuôn trên nền xưởng là dùng ngay nền nhà xưởng để chế tạo khuôn dưới Hình thức làm khuôn này được sử dụng cho sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ những sản phẩm đúc không yêu cầu độ bóng bề mặt cao, kích thước không cần chính xác Ưu điểm nổi bật của làm khuôn trên nền xưởng là không cần nhiều thiết bị và phụ tùng đặc biệt mà vẫn chế tạo được những sản phẩm đúc có kích thước lớn như thân máy công cụ hoặc máy rèn dập Tuy nhiên làm khuôn trên nền xưởng tốn nhiều lao động và đòi hỏi người thợ có tay nghề cao Khó khăn khi chế tạo khuôn trên nền xưởng là thiết kế hệ thống thoát khí cho hòm khuôn dưới Người ta khắc phục vấn đề này bằng cách lót ở dưới đáy một lớp xỉ, đá và ống dẫn khí nhằm tạo lối thoát khí lòng khuôn Khó khăn thứ hai là việc dầm chặt khuôn dưới trong quá trình làm khuôn Người ta phải dầm sơ bộ lòng khuôn theo biên dạng mẫu trước, sau đó đặt mẫu vào và tiếp tục dầm chặt thêm

2 Làm khuôn trong hòm khuôn: Trong sản xuất đúc, kỹ thuật làm khuôn trong hòm khuôn và dùng mẫu cắt rời được sử dụng rất phổ biến với các ưu điểm về độ chính xác vật đúc cao hơn so với làm khuôn trên nền xưởng vì các hòm khuôn được định vị chính xác trong quá trình chế tạo Hình thức làm khuôn này giúp dễ dàng cơ khí hóa làm tăng năng suất và cải thiện điều kiện làm việc Làm khuôn trong hòm khuôn có thể là khuôn tươi hoặc khuôn khô tùy theo yêu cầu và độ chính xác vật đúc Khuôn khô chủ yếu dùng cho chi tiết lớn và phức tập Làm khuôn trong hòm khuôn có thể sử dụng mẫu nguyên cho vật đúc hình dạng đơn giản, có một mặt phẳng và nằm nhỏ gọn trong một hòm khuôn Làm khuôn dùng mẫu bổ đôi khi đúc các chi tiết có

Hình dạng phức tạp, bao gồm 17 mẫu trung bình hoặc dạng tròn, đòi hỏi hai nửa mẫu và hai nửa khuôn phải được lắp ghép chính xác để tránh sai lệch và kích thước không chính xác trong quá trình đúc Khuôn xén được sử dụng cho các hòm khuôn có mặt cong phức tạp hoặc các mẫu đúc mỏng, yêu cầu độ chính xác cao, mà việc bổ đôi mẫu có thể ảnh hưởng đến độ bền và độ chính xác Tuy nhiên, phương pháp làm khuôn xén tốn nhiều công sức và có năng suất thấp, nên thường chỉ được áp dụng trong sản xuất đơn chiếc.

Kỹ thuật làm khuôn bằng máy mang lại chất lượng đồng đều và năng suất cao, phù hợp cho sản xuất loạt vừa và lớn Quy trình này yêu cầu bộ mẫu và hòm khuôn tiêu chuẩn hóa, đảm bảo lắp ráp chính xác và thay thế nhanh chóng Chế tạo khuôn bằng máy bao gồm nhiều nguyên công, trong đó hai nguyên công chính là dầm chặt hỗn hợp làm khuôn và rút mẫu, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vật đúc Các khuyết tật như rỗ cát, rỗ hơi, nứt, sai lệch hình dạng và độ bóng bề mặt vật đúc đều phụ thuộc vào hai nguyên công này Khi làm khuôn bằng máy, lực tác dụng và số lần dầm chặt có thể được điều chỉnh ổn định theo kích cỡ khuôn, từ đó nâng cao chất lượng khuôn đúc so với phương pháp làm khuôn bằng tay.

Dầm chặt khuôn đúc là công đoạn quan trọng nhất trong quy trình sản xuất khuôn, giúp đảm bảo độ chặt đồng đều của hỗn hợp trên toàn bộ thể tích khuôn Độ dầm chặt được đo bằng δ (g/cm3) và ảnh hưởng đến độ bền cũng như độ thông khí của khuôn Các phương pháp dầm chặt khuôn đúc bao gồm ép, ép và rung, dằn, dằn và ép, cùng với bắn cát Phương pháp dầm chặt bằng cách ép có thể thực hiện từ trên xuống, từ dưới lên hoặc từ hai phía.

Rút mẫu khỏi khuôn cát sau khi đã dầm chặt có ảnh hưởng lớn đến năng suất và độ chính xác của chi tiết đúc Việc rút mẫu bằng tay cần sự cẩn thận và khéo léo, nếu không sẽ làm vỡ cát lòng khuôn, gây tốn nhiều công sửa chữa và giảm độ chính xác sản phẩm Do đó, cơ khí hóa quá trình rút mẫu giúp nâng cao chất lượng và năng suất khuôn đúc Phương pháp rút mẫu bằng thanh đẩy khí nén hoặc lật khuôn được sử dụng để thực hiện dễ dàng, nhanh chóng và không ảnh hưởng đến khuôn.

18 bố trí các cơ cấu rung khí nén để thay thế cho động tác gõ búa tác động lên mẫu nên việc rút mẫu đơn giản hơn

Trong chế tạo khuôn cát thì mẫu chính là công cụ chủ yếu nhằm tạo hình khuôn đúc

Bộ mẫu sản phẩm đúc bao gồm mẫu tạo hình, hộp ruột chế tạo lõi, và các phần tử của hệ thống rót, đậu hơi, và đậu ngót Những mẫu này cần đảm bảo hình dạng chính xác, độ bền cao để có thể sử dụng nhiều lần, đồng thời phải nhẹ và dễ thao tác với chi phí hợp lý.

Trong sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc, mẫu gỗ thường được sử dụng, trong khi mẫu kim loại và mẫu nhựa phù hợp cho sản xuất loạt lớn và hàng khối Mẫu kim loại và nhựa có ưu điểm vượt trội về khả năng giữ độ chính xác lâu dài, cho phép ứng dụng cho nhiều sản phẩm khác nhau Tuy nhiên, chi phí của chúng cao hơn từ 3 đến 5 lần so với mẫu gỗ, do đó cần cân nhắc hiệu quả kinh tế khi lựa chọn sử dụng.

Gỗ là vật liệu nhẹ, dễ gia công và có giá thành rẻ, tuy nhiên, cấu trúc không đồng nhất và khả năng hút ẩm của nó dẫn đến hiện tượng cong vênh Để khắc phục nhược điểm này, gỗ cần được xử lý qua các công đoạn như sấy, ghép trái thớ và sơn chống thấm.

1.3.2 Đúc trong khuôn kim loại Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn được chế tạo bằng vật liệu kim loại Đây là một trong những phương pháp đúc tiên tiến có thể sản xuất ra vật đúc có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao do bề mặt lòng khuôn kim loại được gia công cơ khí chính xác Khuôn kim loại có thể dùng được từ vài trăm lần đến hàng chục nghìn chi tiết nên thích hợp áp dụng cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Phương pháp đúc trong khuôn kim loại mang lại tốc độ truyền nhiệt cao, giúp vật đúc đông đặc và nguội nhanh, từ đó tạo ra kim loại có tổ chức hạt nhỏ mịn và cơ tính vượt trội Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là năng suất cao hơn từ 2 đến 5 lần so với đúc trong khuôn cát, trong khi vẫn sử dụng cùng một diện tích nhà xưởng Bên cạnh đó, việc đúc trong khuôn kim loại cũng giúp giảm giá thành sản phẩm nhờ vào độ chính xác cao, giảm thiểu lượng dư gia công cơ Phương pháp này còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc cơ khí hóa và tự động hóa, góp phần nâng cao năng suất lao động.

Đúc trong khuôn kim loại có nhược điểm là chi phí chế tạo cao, chỉ hiệu quả trong sản xuất hàng loạt Việc sử dụng khuôn kim loại với vật liệu gang dễ gây biến trắng, do đó cần ủ vật đúc Tuổi thọ khuôn kim loại giảm khi đúc kim loại đen, nên thường chỉ áp dụng cho kim loại màu Khuôn kim loại cũng không thoát khí tốt, gây khuyết tật cho sản phẩm, vì vậy cần thiết kế rãnh hơi để dẫn khí ra ngoài Để chịu nhiệt độ cao, khuôn kim loại thường được chế tạo từ thép hợp kim, với gang có thành phần 3,4 – 3,6%C, 1,8 – 2,2%Si, 0,9 – 1,0%Mn, và các vị trí quan trọng sử dụng thép hợp kim.

XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

Lượng dư là lớp vật liệu cần cắt gọt trong quá trình gia công, vì vậy khi thiết kế vật đúc, chỉ cần để lượng dư cho các bề mặt cần gia công Lượng dư gia công của vật đúc bằng gang chính xác I khi đúc.

Tra bảng 3.103 trang 256 – sổ tay công nghệ CTM tập 1:

KTLN KTDN Bề mặt đúc Lượng dư & dung sai

Hình 2.3 Bảng tra lượng dư gia công

25 Hình 2.4 Bảng vẽ chi tiết lồng phôi

Hình 2.4 Bảng vẽ mẫu đúc

26 Độ nhám bề mặt của chi tiết đúc bằng phương pháp đúc trong khuôn cát: Đạt độ nhám Rz = 80𝝁𝒎

Tra bảng 3-13 trang 185 – sổ tay công nghệ CTM tập 1:

XÁC ĐỊNH HỆ SỐ SỬ DỤNG VẬT LIỆU

֍ Hệ số sử dụng vật liệu được tính bằng công thức

1 Mct: Khối lượng chi tiết gia công (kg)

2 Mph: Khối lượng phôi (kg) ֍ Khối lượng phôi được xác định trên phần mềm Solid Work 3D 2020

Hình 2.5 Khối lượng phôi đúc

Khối lượng phôi: M ph : 6,12 kg

− Hệ số sử dụng vật liệu: K = 𝑀 𝑐𝑡

− Kiểm tra hệ số sử dụng vật liệu K, lượng dư của CTGC đạt yêu cầu

THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG

XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, quy trình công nghệ được thiết kế dựa trên hai nguyên tắc chính: phân tán nguyên công và tập trung nguyên công.

Theo nguyên tắc phân tán nguyên công, quy trình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản có thời gian thực hiện giống nhau hoặc là bội số của nhịp Mỗi máy sẽ thực hiện một nguyên công cụ thể, và đồ gá sử dụng trong quá trình này là đồ gá chuyên dụng.

Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thì quy trình công nghệ được thực hiện trên một hoặc vài máy tự động

Khi chọn phương án gia công, cần chú ý đến dạng sản xuất Đối với sản xuất hàng khối, nên sử dụng phương án gia công nhiều vị trí và nhiều dao song song, trong khi sản xuất hàng loạt phù hợp với phương án gia công một vị trí, một dao và thực hiện tuần tự Tuy nhiên, có thể kết hợp nhiều phương án gia công cho một dạng sản xuất nhất định Số lượng và thứ tự các bước công nghệ phụ thuộc vào dạng phôi và độ chính xác yêu cầu Khi tập trung nguyên công, cần xem xét kết cấu chi tiết, khả năng gá nhiều dao trên máy và độ cứng vững của chi tiết Các nguyên công yêu cầu độ chính xác cao nên được tách riêng và áp dụng phương pháp gia công một vị trí, một dao Trên dây chuyền tự động, các nguyên công được xây dựng theo nguyên tắc gia công song song hoặc tuần tự - song song.

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG

Kết luận, phương án thứ I là lựa chọn tối ưu hơn cho sản xuất hàng khối, đảm bảo độ chính xác trong gia công và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về độ đồng trục giữa hai lỗ 𝜙36 So với phương án II, phương án I không chỉ đạt năng suất cao hơn mà còn cho phép gia công nhanh hơn, phù hợp với điều kiện sản xuất hiện tại.

THUYẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

CHUẨN BỊ PHÔI

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên công

NGUYÊN CÔNG I: Phay mặt dáy A, 𝑳 = 𝟏𝟓𝟎 𝒎𝒎

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên công I

 Kẹp chặt: Đồ gá phay

3 Chọn máy: Máy phay đứng 6H13 ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT THÔNG SỐ

Bề mặt làm việc của bàn (mm 2 ) 400x1600

Công suất động cơ (kW ) 10

Số vòng quay trục chính

Bước tiến của bàn máy

Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy (KG) 2000

4 Chọn dụng cụ cắt gọt

Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng BK6 (Tài liệu tập 1 [1] Bảng 4-3 trang 293)

- Tra tập 1 tài liệu [1] bảng 4-94 trang 376 ta được:

D = 125 mm B = 42 mm Z = 12 răng d = 40mm Tuổi bền dao

Nguyên công này được chia làm 2 bước:

- Bước tiến răng: Tra bảng 5.125 tài liệu [1 - tập 2-tr113] ta được: Sz = 0,14 mm/răng

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5.127 tài liệu [1-tập 2- tr115] ta được: 𝑉 𝑏 = 180 m/ph

K1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của Gang, K1 = 0,89

Hệ số K2 phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao với giá trị K2 = 0,8 Hệ số K3 điều chỉnh dựa trên mác hợp kim cứng BK6, có giá trị K3 = 1 Cuối cùng, hệ số K4 phụ thuộc vào bề mặt gia công, cụ thể là gang đúc vỏ cứng, với giá trị K4 = 0,8.

K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay : K5 = 0,89

K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính : K6 = 1

Vậy vận tốc tính toán là:

- Số vòng quay trục chính:

+ Số vòng quay tính toán là

3,14.125 = 233,89(v/ph) + Máy 6H13 có m cấp tốc độ và n = (30-1500) v/ph, công bội φ:

30 = 50 + Ứng với 𝜑 17 có giá trị gần với 50,65 gần với 50 tương ứng φ = 1,26 (bảng 4.7 trong [2-tr58])

30 = 7,8 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,26 ta có giá trị 𝜑 10 = 5,64 gần với 7,8

+ Vậy số vòng quay theo máy là:

- Tốc độ cắt thực tế:

𝑆 𝑝ℎ = Sz.z.n = 0,14 12 169,2 = 284,26 (mm/ph) Lượng chạy dao của máy là: Sm = 23 – 1200 mm/phút với lượng chạy dao 284 mm/ph là phù hợp

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB, dùng dao hợp kim cứng BK6 Tra Bảng 5-130 trong [1-tập 2-tr118] ta được: 𝑁 𝑐 = 7,8 kW < 10 kW

𝑆𝑝ℎ Với L là chiều dài hành trình cắt: L 0 mm

L1 là khoản tiến vào của dao: L1 = 0.5𝐷 + 3= 65.5 mm lấy 65

L2 là khoảng ra dao: Chọn L2 = 5 mm

284,26 = 0,77phút Suy ra Ttc = 1,26To = 0,98 phút

- Bước tiến răng: Tra bảng 5.125 tài liệu [1 - tập 2-tr113] ta được: S0 = 0,5 mm/vòng

Hệ số K2, phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, được xác định là 0,8 Hệ số K3, điều chỉnh theo mác hợp kim cứng BK6, có giá trị là 1 Cuối cùng, hệ số K4, liên quan đến bề mặt gia công (đối với gang đúc vỏ cứng), được thiết lập là 0,8.

3,14.125 = 296,25 (v/ph) + Máy 6H13 có m = 18 cấp tốc độ và n = (30-1500) v/ph, công bội φ:

30 = 50 + Ứng với 𝜑 17 có giá trị gần với 50,65 gần với 50 tương ứng φ = 1,26 (bảng 4.7 trang [2-tr58])

30 = 9,87 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,26 ta có giá trị 𝜑 9 = 8 gần với 9,87

𝑆 𝑝ℎ = S0.n = 0,5 240= 110 (mm/ph) Lượng chạy dao của máy là: Sm = 23 – 1200mm/phút với lượng chạy dao 110m/ph là hợp lí

- Công suất cắt gọt khi phay tinh:

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB, dùng dao hợp kim cứng BK6 Tra Bảng 5-130 trong [1-tập 2-tr118] ta được: 𝑁 𝑚 = 1,6 kW < 10 kW

- Tính thời gian phay tinh: 𝑇 𝑡𝑐 = 𝑇 0 + 𝑇 𝑃 + 𝑇 𝑝𝑣 + 𝑇 𝑡𝑛 = 𝑇 0 + 26%𝑇 0

L1 là khoản tiến vào của dao: L1 = 0,5𝐷 + 3= 65,5 mm lấy 65

L2 là khoảng ra dao: L2 = 5 mm

110 = 2phút Suy ra Ttc = 1,26To =2,52 phút

NGUYÊN CÔNG II: PHAY MẶT B, L=142mm

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên công II

 Kẹp chặt: Kẹp chặt đồ gá phay

3 Chọn máy: Máy phay đứng 6H13

44 ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT THÔNG SỐ

Chọn dao: Dao phay mặt đầu bằng hợp kim cứng Các thông số của dao: (tra bảng 5-127, sổ tay tập 2 trang 115)

D = 75 mm Z = 10 răng Tuổi bền dao T0 phút

Nguyên công này làm 1 bước: Phay thô

Hệ số K2, phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, được xác định là 0,8 Hệ số K3, điều chỉnh theo mác hợp kim cứng BK6, có giá trị là 1 Cuối cùng, hệ số K4, liên quan đến bề mặt gia công, được quy định là 0,8 cho gang đúc vỏ cứng.

3,14.75 = 441,78 (v/ph) + Máy 6H13 có m cấp tốc độ và n = (30-1500) v/ph, công bội φ:

𝑆 𝑝ℎ = Sz.z.n = 0,14 12 379,2 = 637,06(mm/ph) Lượng chạy dao của máy là: Sm = 23 – 1200 mm/phút với lượng chạy dao 637,06mm/ph là quá lớn, chọn lại Sph = 270mm/ph

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB, dùng dao hợp kim cứng BK6 Tra Bảng 5-130 trong [1-tập 2-tr118] ta được: 𝑁 𝑚 = 5,5 kW < 10 kw

L1 là khoản tiến vào của dao: L1 = 0.5𝐷 + 3= 65.5 mm lấy 65 L2 là khoảng ra dao: Chọn L2 = 5 mm

270 = 0,79 phút Suy ra Ttc = 1,26To = 0,99 phút

(mm) nm S (mm/vòng) V (m/phút) T

NGUYÊN CÔNG III: KHOÉT, DOA LỖ BẬC ϕ76 +0,046 và ϕ36 +0,039

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên công III

 Kẹp chặt: Đồ gá khoan

3 Chọn máy: Máy khoan đứng 2H135 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT THÔNG SỐ Đường kính lớn nhất khi khoan thép (𝜎 𝑏

Côn mooc trục chính Số 4

Công suất đầu khoan (kW) 4

Số cấp tốc độ trục chính 12

Số vòng quay trục chính (v/ph) 31,5-68-100-140-195-275-400-530-750-

Bước tiến một vòng quay trục chính (mm/v) 0,11-0,15,-0,25-0,32-0,43-0,57-0,72-0,96-

1,22-1,6 Moment xoắn lớn nhất (KG.cm) 4000

Lực dọc trục lớn nhất (KG) 1500

Chọn dao: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng K40 (BK8): ϕ34 và ϕ35.7, tuổi bền TP phút (Tra bảng 5-30 tập 2 trang 24)

Mũi doa thép gió : ϕ35.93 và ϕ36, tuổi bền T = 120 phút

Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng K40 (BK8): ϕ72, ϕ74 và ϕ75.5, tuổi bền

T = 100 phút (Tra bảng 5-30 tập 2 trang 24)

Chi tiết bằng gang xám có 200HB, lỗ đúc sẵn ϕ30, ϕ69 khi gia công đạt CCX8, độ nhám Ra1.6 Theo bảng 3.4, cần phải qua các bước sau:

Quy trình gia công bao gồm các bước sau: Bước 1 khoét thô đạt ϕ34, tiếp theo là bước 2 khoét tinh đạt ϕ35.7 Bước 3 thực hiện doa thô với kích thước ϕ35.93, sau đó bước 4 doa tinh đạt ϕ36 Tiếp theo, bước 5 thực hiện khoét thô lần 1 đạt ϕ72, và bước 6 khoét thô lần 2 đạt ϕ74 Bước 7 khoét tinh đạt ϕ75.5, sau đó bước 8 doa thô đạt ϕ75.92, và cuối cùng, bước 9 doa tinh đạt ϕ76.

- Chiều sâu cắt: khi khoét thô t = 2mm

- Lượng chạy dao: Khi khoét thô S = 1,2mm/vòng

( theo bảng 5-107, trang 98, sổ tay CNCTM , tập 2)

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-109 tài liệu [1-tập 2- tr101] ta được: 𝑉 𝑏 h m/ph

Các hệ số hiệu chỉnh vận tốc:

K1 = 1: tuổi bền thực tế chọn bằng tuổi bền danh nghĩa

K2 = 0.8: phôi có vỏ cứng K3 = 1: mác hợp kim cứng BK8 Vậy vận tốc tính toán là:

3,14.34 = 509,55(v/ph) + Máy 2H135 có m cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

31.5 = 44,44 + Ứng với 𝜑 11 = 45,22 có giá trị gần với 44,44 tương ứng φ = 1,41 (bảng 4.7 trong [2-tr58], HDĐACNCMT)

31,5 = 16,18 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị 𝜑 6 = 16 gần với 16,18

- Công suất cắt gọt khi khoét thô:

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB, dùng mũi khoét gắn hợp kim cứng BK8

Tra Bảng 5-111 trong [1-tập 2-tr103] ta được: 𝑁 𝑐 = 3,6 kW < 4 kW

- Chiều sâu cắt: khoét tinh t = 0.85mm

- Lượng chạy dao: Khi khoét tinh S = 0,95mm/vòng

( theo bảng 5-107, trang 98, sổ tây CNCTM , tập 2)

- Khi khoét tinh chọn số vòng quay tương tự khoét thô

- Chiều sâu cắt: Khi doa thô t = 0,115mm

- Lượng chạy dao: Khi doa thô S = 2,6mm/vòng

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-114 tài liệu [1-tập 2-tr106] ta được: 𝑉 𝑏 = 5,1 m/ph

Các hệ số điều chỉnh vận tốc đều bằng 1, trừ hệ số tuổi bền thực tế lấy bằng 1/2 tuổi bền danh nghĩa K1 = 1,32

- Tốc độ tính toán: Vt = Vb.1,32 = 5,1.1,32 = 6,73

Số vòng quay trục chính:

3,14.36 = 59,54(v/ph) + Máy 2H135 có m = 12 cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

31,5 = 44,44 + Ứng với 𝜑 11 = 45,22 có giá trị gần với 44,44 tương ứng φ = 1,41 (bảng 4.7 trong [2-tr58], HDĐACNCMT)

31,5 = 1,89 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị φ = 1,41 gần với 1,89

- Công suất cắt gọt: công suất khi doa rất nhỏ nên không cần tra, lấy công suất của bước khoét thô để tính toán đồ gá nếu cần

- Lượng chạy dao: Khi doa thô S = 2mm/vòng

- Doa thô và doa tinh chọn cùng số vòng quay

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-107 trong [1-tập 2-tr98] ta được:

- Tốc độ cắt tra bảng: tra bảng 5-109 trong [1-tập 2- tr101] ta được: 𝑉 𝑏 3 m/v

Với: K1 = 1,0: tuổi bền thực tế chọn bằng tuổi bền danh nghĩa

K3 = 1,0: mác hợp kim cứng BK8

Số vòng quay trục chính là:

3,14.72 = 435,24 (v/ph) + Máy 2h135 có m cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

31,5 = 44,44 + Ứng với 𝜑 11 có giá trị gần với 45,22 gần với 44,44 tương ứng φ = 1,41 (bảng 4.7 trong [2-tr58])

31,5 = 13,82 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị 𝜑 7 = 11,28 gần với 16,05

- Công suất cắt gọt khi phay thô:

Tra Bảng 5-111 trong [1-tập 2-tr103] ta được: 𝑁 𝑐 = 2,1 kW < 4 kw

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-107 trong [1-tập 2-tr98] ta được:

- Tốc độ cắt tra bảng: tra bảng 5-109 trong [1-tập 2-tr101] ta được: 𝑉 𝑏 3 m/v

Với: K1= 1,0: tuổi bền thực tế chọn bằng tuổi bền danh nghĩa

K3=1,0: mác hợp kim cứng BK8

3,14.74 = 423,48 (v/ph) + Máy 2h135 có m cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

Tra Bảng 5-111 trong [1-tập 2-tr103] ta được: 𝑁 𝑐 = 1,5 kW < 4 kw

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-109 tài liệu [1-tập 2-tr101] ta được: 𝑉 𝑏 3 m/ph

3,14.75,5 = 415,07 (v/ph) + Máy 2H135 có m cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

- Công suất cắt gọt khi khoét tinh:

Tra Bảng 5-111 trong [1-tập 2-tr103] ta được: 𝑁 𝑚 = 1,2 kW < 4 kw

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-114 tài liệu [1-tập 2-tr106] ta được: 𝑉 𝑏 ,4 m/ph

Cỏc hệ số điều chỉnh vận tốc đều bằng 1, lấy hệ số điều chỉnh chu kỡ bền bằng ẵ danh nghĩa K = 1,32

- Tốc độ tính toán: Vt = Vb.1,32 = 13,73/ph

3,14.75,92 = 57,59(v/ph) + Máy 2H135 có m = 12 cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

- Lượng chạy dao: khi doa tinh S = 0,5mm/vòng

- Chọn cùng số vòng quay với bước doa thô

Bước t (mm) S (mm/vòng) N m V (m/phút) P(KG)

NGUYÊN CÔNG IV

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên công IV

➢ Dùng 1 chốt trụ ngắn: 2 BTD

3 Chọn máy: Máy khoan 2H150 ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT THÔNG SỐ

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà P18, mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng BK8, mũi doa gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Nguyên công này được chia làm bước:

+ Bước 1: Khoan lỗ ∅16 + Bước 2: Khoét lỗ ∅16,8 + Bước 3: Doa thô ∅17

- Bước tiến: Tra bảng 5.89 trong [1-tập 2-tr86] ta được: Sv = 0,31 mm/v

- Tốc độ cắt tra bảng: tra bảng 5.89 trong [1-tập 2- tr86] ta được 𝑉 𝑏 1,5 m/v

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của mũi khoan: K1 = 1

+ Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũi khoan: K2 = 1

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan: K3 = 1

+ Máy 2H150 có m cấp tốc độ và n = (22,4 -1000) v/ph, công bội φ:

22,4 = 28 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị 𝜑 10 = 32 gần với 28

Số vòng quay tính toán quá lớn có thể gây gãy mũi khoan nên chọn n= 675 vòng/phút

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB

Tra Bảng 5-92 trong [1-tập 2-tr87] ta được: 𝑁 𝑚 = 1,5 kW < 7,5 kw

- Tính thời gian phay thô: 𝑇 𝑡𝑐 = 𝑇𝑜+ 𝑇 𝑝 + 𝑇 𝑝𝑣 + 𝑇 𝑡𝑛 = 𝑇0+ 26%𝑇 0

- Tính thời gian khoan: 𝑇 𝑡𝑐 = 𝑇𝑜 + 𝑇 𝑝 + 𝑇 𝑝𝑣 + 𝑇 𝑡𝑛 = 1,26To

Thời gian cơ bản: To = 𝐿+𝐿1+𝐿2

Thời gian cơ bản gia công: To n S

- Bước tiến: Tra bảng 5-116 trong [1-tập 2-tr107] ta được: S = 0,35mm/v

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-116 trong [1-tập 2-tr107] ta được: 𝑉 𝑏 = 156 m/v

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của mũi khoét: K1 = 0,57

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt: K2 = 0,8

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng: K3 = 1

3,14 16,8 = 734 (v/ph) + Máy 2H150 có m cấp tốc độ và n = (22,4-1000) v/ph, công bội φ:

22,4 = 32,8 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị 𝜑 10 1,5 gần với 32,8

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB

Tra Bảng 5-111 trong [1-tập 2-tr158] ta được: 𝑁 𝑚 = 1,2 kW < 7,5 kw

- Tính thời gian khoan: 𝑇 𝑡𝑐 = 𝑇𝑜 + 𝑇 𝑝 + 𝑇 𝑝𝑣 + 𝑇 𝑡𝑛 = 1,26To

Thời gian cơ bản gia công: To n S

- Chiều sâu cắt: Khi doa thô t = 0,1 mm

- Lượng chạy dao: Khi doa thô S = 1,2 mm/vòng

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-114 tài liệu [1-tập 2-tr106] ta được: 𝑉 𝑏 = 60 m/ph

- Tốc độ tính toán: Vt = Vb.1,32 = 60 0,89 = 53,4

3,14 17 = 743 (v/ph) + Máy 2H150 có m = 12 cấp tốc độ và n = (22,4 -1000) v/ph, công bội φ:

+ Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị 𝜑 10 = 31,4 gần với 33,2

NGUYÊN CÔNG V: PHAY CÁC MẶT ĐẦU ∅𝟔𝟎

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên công V

➢ Dùng 1 chốt trụ ngắn: 2 BTD

 Kẹp chặt: Đồ gá phay

3 Chọn máy: Máy phay ngang 6H82 ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT THÔNG SỐ

Chọn dao: Dao phay đĩa ba mặt răng thép gió P18 (Tài liệu tập 1 [1] Bảng 4-84 trang 369)

- Tra tập 1 tài liệu [1] bảng 4-84 trang 369 ta được:

D = 200 mm B = 20 mm Z = 20 răng d = 50 mm Tuổi bền dao T0 phút

+ Bước 1: Phay thô 4 mặt đầu ∅60

K1: hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của dao, K1 = 0,9

K2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của Gang, K2 = 0,9 K3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công, K3 = 1 (gang đúc không vỏ cứng)

K4: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công, K4 = 1 Vậy vận tốc tính toán là:

3,14.200 = 38 (v/ph) + Máy 6H13 có m cấp tốc độ và n = (30-1500) v/ph, công bội φ:

𝑆 𝑝ℎ = Sz.z.n = 0,14 20 38 = 106 (mm/ph) Lượng chạy dao của máy là: Sm = 23– 1200mm/phút với lượng chạy dao 106 mm/ph

Với chi tiết là gang xám có độ cứng là 200HB, dùng dao hợp kim cứng BK6 Tra Bảng 5-130 trong [1-tập 2-tr118] ta được: 𝑁 𝑚 = 1 kW < 10 kw

𝑆𝑝ℎ Với L là chiều dài hành trình cắt: L ` mm

L1 là khoản tiến vào của dao: L1 = 0,5𝐷 + 3= 103 mm

L2 là khoảng ra dao: L2 = 5 mm

106 = 1,6 phút Suy ra Ttc = 1,26To = 2 phút

Bước t (mm) S Z (mm/răng) N m V (m/phút) P(KG) phay thô

NGUYÊN CÔNG III: KHOÉT, DOA LỖ BẬC ϕ36 +0,039

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên công III

3 Chọn máy: Máy khoan đứng 2H135 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT THÔNG SỐ Đường kính lớn nhất khi khoan thép (𝜎 𝑏

Côn mooc trục chính Số 4

Công suất đầu khoan (kW) 4

Số vòng quay trục chính (v/ph) 31,5-68-100-140-195-275-400-530-750-

Bước tiến một vòng quay trục chính (mm/v) 0,11-0,15,-0,25-0,32-0,43-0,57-0,72-0,96-

1,22-1,6 Moment xoắn lớn nhất (KG.cm) 4000

Lực dọc trục lớn nhất (KG) 1500

Chọn dao: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng K40 (BK8): ϕ34 và ϕ35.7, tuổi bền TP phút (Tra bảng 5-30 tập 2 trang 24)

Chi tiết bằng gang xám có 200HB, lỗ đúc sẵn ϕ30, ϕ69 khi gia công đạt CCX8, độ nhám Ra1.6 Theo bảng 3.4, cần phải qua các bước sau:

+ Bước 1: Khoét thô đạt ϕ34 + Bước 2: Khoét tinh đạt ϕ35.7 + Bước 3: Doa thô đạt ϕ35.93 + Bước 4: Doa tinh đạt ϕ36

- Chiều sâu cắt: khi khoét thô t = 2mm

- Lượng chạy dao: Khi khoét thô S = 1,2mm/vòng

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-109 tài liệu [1-tập 2- tr101] ta được: 𝑉 𝑏 h m/ph

Các hệ số hiệu chỉnh vận tốc:

3,14.34 = 509,55(v/ph) + Máy 2H135 có m cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

31,5 = 16,18 + Tra bảng 4.7 trong [2-tr58] ứng với φ = 1,41 ta có giá trị 𝜑 6 = 16 gần với 16,18

- Công suất cắt gọt khi khoét thô:

Tra Bảng 5-111 trong [1-tập 2-tr103] ta được: 𝑁 𝑐 = 3,6 kW < 4 kW

( theo bảng 5-107, trang 98, sổ tây CNCTM , tập 2)

- Khi khoét tinh chọn số vòng quay tương tự khoét thô

- Tốc độ cắt tra bảng: Tra bảng 5-114 tài liệu [1-tập 2-tr106] ta được: 𝑉 𝑏 = 5,1 m/ph

- Tốc độ tính toán: Vt = Vb.1,32 = 5,1.1,32 = 6,73

3,14.36 = 59,54(v/ph) + Máy 2H135 có m = 12 cấp tốc độ và n = (31,5-1400) v/ph, công bội φ:

- Lượng chạy dao: Khi doa thô S = 2mm/vòng

- Doa thô và doa tinh chọn cùng số vòng quay

TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

LƯỢNG DƯ

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ.

Lượng dư quá lớn không chỉ làm tăng chi phí vật liệu và lao động trong quá trình gia công, mà còn tiêu tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt và chi phí vận chuyển nặng, dẫn đến giá thành sản phẩm tăng cao.

- Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết gia công

Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng hai phương pháp sau đây để xác định lượng dư gia công:

Phương pháp thống kê kinh nghiệm giúp xác định lượng dư gia công dựa trên kinh nghiệm thực tế Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là không xem xét các điều kiện gia công cụ thể, dẫn đến lượng dư thường vượt quá giá trị cần thiết.

- Phương pháp tính toán phân tích: Dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo lớp kim loại để tạo ra chi tiết

TÍNH LƯỚNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG VI

Gia công lỗ ∅36 +0,039 đạt các yêu cầu kỹ thuật sau: Độ nhám bề mặt: Ra = 0,63 μm

Chi tiết: gối đỡ trục xoay

Trình tự gia công bề mặt lỗ ∅36 +0,025 của chi tiết gồm các bước sau:

+ Bước 1: Khoét thô đạt ϕ34 + Bước 2: Khoét tinh đạt ϕ35.7 + Bước 3: Doa thô đạt ϕ35.93 + Bước 4: Doa tinh đạt ϕ36

- Cả 4 bước trên điều có chuẩn định & kẹp chặt là:

➢ Dùng 1 phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do

➢ Dùng 1 chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do

➢ Dùng 1 chốt trám khống chế 1 bậc tự do

 Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng khối V di động bên phải

LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ĐƯỢC TÍNH THEO CÔNG THỨC SAU:

𝑍 𝑖𝑚𝑖𝑛 : Lượng dư bước công nghệ gia công ở bước tiếp theo

𝑅 𝑧𝑖−1 : Chiều cao nhấp nhô do bước gia công trước để lại

𝑇 𝑖−1 : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ trước để lại

𝜌 𝑖−1 : Sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ trước để lại

𝜀 𝑖 : Sai số gá đặt của bước công nghệ đang thực hiện

Theo bảng 3-65 – [1] sổ tay CNCTM tập 1 và bảng 5.3 tr77

Phôi đúc gang cấp chính xác là 2 ta có :

Sau bước thứ nhất , đối với gang có thể loại trừ T, chỉ còn lại Rz có giá trị :

Tra bảng 3-87 trong [1] sổ tay CNCTM tập 1-tr244 Chất lượng bề mặt lỗ sau khi gia công:

4.2.2 Xác định tổng sai lệch vị trí không gian ⍴ 𝒊−𝟏

Sai lệch không gian được tính theo công thức:

- ⍴ 𝑐 là độ cong vênh theo cả 2 phương:

+ Cong vênh hướng kính bằng: ∆𝐾 𝐷

+ Cong vênh dọc trục bằng: ∆𝐾 𝐿

+ Với : - ∆𝐾 là độ cong vênh chi tiết đúc

- L,D chiều dài, đường kính lỗ Tra bảng 15 sách Hướng dẫn thiết kế đồ án GS.TS Trần Văn Địch ta chọn ∆𝐾 1 𝜇𝑚/𝑚𝑚

➔ ĐỘ CÔNG VÊNH KHI KHOÉT VÀ DOA ĐƯỢC TÍNH THEO CẢ HAI

Với D = 36 mm và L = 150 mm chiều dài lỗ gia công suy ra:

- Tra bảng 3-68 sổ tay CNCTM tập 1 ta đươc sai lệch vị trí tương quan:

Các sai số không gian còn lại:

- Sai số không gian còn lại sau bước khoét thô là:

- Sai số không gian còn lại sau bước khoét tinh là:

- Sai số không gian còn lại sau bước doa thô là:

- Sai số không gian còn lại sau bước doa tinh là:

4.2.3 Xác định sai số gá đặt 𝜺 𝒊 :

Chi tiết được định vị bằng 1 phiến tỳ ở mặt dáy và chốt trụ ngắn, trám ở hai lỗ:

• Chốt trụ ngắn có kích thước ∅76 −0,03 , lỗ lắp chốt trụ ∅76 +0,046 kích thước L 14 mm

Chốt trám có kích thước ∅17-0.018, với lỗ lắp chốt trám có kích thước ∅17 +0.021 và chiều dài L= 29 mm Mối ghép giữa lỗ chuẩn và chốt gá được thiết kế là mối ghép lỏng nhẹ, tuy nhiên có khe hở nhỏ nhất để đảm bảo độ chính xác và ổn định trong quá trình lắp ghép.

Tính góc xoay theo công thức:

L1 = 56 mm: khoảng cách giửa 2 chốt trụ, trám

Khi đó sai số chuẩn trên chiều dài lỗ gia công L0 mm:

Sai số kẹp chặt: 𝜀 𝑘 = 0,11 𝑚𝑚 = 110 𝜇𝑚 ( tra bảng 5.13 Sách hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – Hồ Viết Bình )

Xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

➢ Lượng dư nhỏ nhất khi khoét thô:

➢ Lượng dư nhỏ nhất khi khoét tinh:

➢ Lượng dư nhỏ nhất khi doa thô:

➢ Lượng dư nhỏ nhất khi doa tinh:

Cột 7: Kích thước tính toán :

✓ Kích thước lớn nhất chi tiết đạt được:

✓ Kích thước của lỗ trước bước doa tinh :

✓ Kích thước của lỗ trước bước doa thô:

✓ Kích thước của lỗ trước bước khoét tinh:

✓ Kích thước của lỗ trước bước khoét thô:

Cột 8: Giá trị dung sai từng bước công nghệ:

❖ Dung sai phôi: 𝛿 = 1 (mm) (phôi đúc IT16, Tra bảng 3.91 trang 248 – [1] tập

❖ Dung sai khoét thô: 𝛿 = 0,25(mm) ( IT12, Tra bảng 3.91 trang 248 – [1] tập

❖ Dung sai khoét tinh: 𝛿 = 0,062(mm) (IT 8, Tra bảng 3.91 trang 248 – [1] tập

❖ Dung sai doa thô: 𝛿 = 0,039(mm) (IT 8, Tra bảng 3.91 trang 248 – [1] tập 1)

❖ Dung sai doa tinh: 𝛿=0,025(mm) (IT 7, Tra bảng 3.91 trang 248 – [1] tập 1)

Dphôi max = 33,742 (mm); Dphôi min = 33,742 – 1 = 32,742 (mm)

Cột 11: Tính lượng dư lớn nhất và bé nhất của lỗ:

BẢNG XUẤT ĐỊNH LƯỢNG DƯ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Ta thấy (1) và (2) gần tương đương nhau nên thỏa điều kiện

Các yếu tố tạo thành lượng dư (𝝁m)

Lượng dư tính toán 2Zmin (𝝁m)

Kích thước tính toán (mm)

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (mm)

Rzi Ti i-1 i Dmax Dmin 2Zmax 2Zmin

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Tiêu đề	Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Gia Công Chi Tiết Giá Đỡ Trục Xoay
Tác giả	Huỳnh Đức
Người hướng dẫn	ThS. Phan Thanh Vũ
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	3,47 MB