thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết gối đỡ

+Ngoài ra, graphít của gang có tính bôi trơn nên làm tăng tính chống mài mòn một điều kiện rất quan trọng đối với gối đỡ , cùng với độ cứng nh nhau gang có tính chống mài mòn cao hơn th

Trang 1

Trờng đại học bách khoa hà nội

Nhiệm vụthiết kế đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy

Họ và tên sinh viên: Lớp Khóa Chuyên ngành

I Đầu đề thiết kế: thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết:……

II Các số liệu ban đầu:

Sản lợng hành năm: 6.000 chi tiết

Điều kiện sản xuất: tự chọn

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phơng pháp chế tạo phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, ký hiệu kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao và của chi tiết)

6 Tính lợng d cho cho một bề mặt (mặt tròn ngoài, mặt tròn trong hoặc mặt phẳng) và tra lợng d gia công cho các bề mặt còn lại

7 tính chế độ cắt cho 1 nguyên công (tính cho các nguyên công cần thiết kế

đồ gá) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

9 Tính và thiết kế một đồ gá (lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các cơ cấu của đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điều chỉnh, sai số chế tạo cho phép của đồ gá, đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá, lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá)

10.Nghiên cứu chuyên đề “công nghệ gia công trên máy CNC”

IV Phần bản vẽ:

1 Chi tiết lồng phôi: 1 bản (khổ giấy A1 hoặc A0)

2 Sơ đồ nguyên công: 1 bản (khổ giấy A0)

3 Đồ gá: 1 bản (khổ giấy A0 hoặc A1)

4 Sơ đồ gia công trên máy CNC: 1 bản (khổ giấy A0)

Hà nội ngày 20 tháng 1 năm 2006

Trang 2

Lời nói đầuCông nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh

tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm

đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản t-

ơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất

Công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vvSau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo

Nguyễn Xuân Tuệ đến nay Em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Trang 3

Ngành công nghệ chế tạo máy

I- phân tích chức năng làm việc và điều kiện làm việc của chi tiết :

Theo đề tài thiết kế: thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết gối đỡ

- Gối đỡ là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng hộp Nó là một trong những chi tiết rất quan trọng trong những sản phẩm có lắp trục

- Gối đỡ có nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trong không gian nhằm thực hiện nhiệm vụ động học Ngoài ra, gối đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trợt

- Khi máy làm việc thì sẽ xuất hiện rất nhiều lực khác nhau và thay đổi nh lực dọc trục Do đó, để gối đỡ có thể làm việc đạt năng suất cao nhất thì có nhiều mặt phải đợc gia công với độ chính xác khác nhau , nhng cũng có nhiều mặt không cần phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ Φ40 Cần gia công mặt

phẳng A và các lỗ để làm chuẩn tinh gia công

- Độ không vuông góc giữa đờng tâm lỗ Φ40 với mặt đầu <0,05 mm

- Do lỗ Φ40 làm việc chủ yếu nên độ nhám bề mặt cần đạt Ra= 0,63àm

- Độ nhám mặt đầu cần đạt Ra=1,25àm

Vật liệu đợc sử dụng để làm gối đỡ là gang xám GX15-32

Thành phần hoá học của gang xám GX15-32:

[σ ]bk = 150 MPa

[σ ]bu = 320 MPa

Gang xám đợc sử dụng làm vật liệu vì:

+ Gang xám có tổ chức graphít mềm và giòn , làm phoi dễ gãy nên dễ gia công cắt

Trang 4

+Ngoài ra, graphít của gang có tính bôi trơn nên làm tăng tính chống mài mòn (một điều kiện rất quan trọng đối với gối đỡ ) , cùng với độ cứng nh nhau gang có tính chống mài mòn cao hơn thép là vì lý do này

+Graphít có khả năng làm tắt dao động nên gang xám đợc dùng làm vật liệu cho gối đỡ là rất hợp lý

II

- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Gối đỡ là chi tiết có đủ độ cứng vững cho phép khi gia công không bị biến dạng , và có thể dùng chế độ cắt cao nên tạo đợc năng suất cao khi gia công chi tiết này

Tại các bề mặt của gối đỡ đều có đủ diện tích cần thiết cho phép khi gia công

có thể thực hiện quá trình gá đặt nhanh

Khi gia công các lỗ có thể thực hiện trên cùng một lần gá nên độ đồng tâm và

độ song song của các đờng tâm lỗ là rất cao Ngoài ra các lỗ trên gối đỡ đều thông suốt do vậy cho phép khi gia công cơ thoát phoi một cách dễ dàng

Tuy nhiên, khi gia công lỗ M10 cũng gặp khó khăn vì bề mặt trên là cong cho nên khi ăn dao rất dễ gây nên hiện tợng lệch dao và có thể gây ra gãy dao , do đó

Khi gia công chi tiết gối đỡ có thể tiến hành theo các nguyên công sau:

+Phay mặt phẳng A với độ chính xác và độ bóng cao để làm chuẩn tinh

+ Phay mặt đầu 2 lỗ Φ10

+ Khoan ,khoét ,doa 2 lỗ Φ10

+ Phay 2 mặt bên

Trang 5

+Tiện các lỗ Φ40 trong đó phải gia công lỗ Φ40 thật chính xác và độ bóng cao vì đây là bề mặt làm việc chủ yếu

β- Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (β=5% ữ7%)

Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức :

Q = V.γ (kg)Trong đó :

Q- khối lợng của chi tiết

γ- khối lợng riêng của vật liệu

(γgang xám =7 Kg/dm 3 )

Trang 6

V-thể tích của chi tiết

Phôi có thể đợc chế tạo từ các phơng pháp khác nhau nhng theo đề tài thì gối

đỡ đợc làm từ gang xám có độ cứng cao nên ta chọn phơng án chế tạo phôi bằng phơng pháp đúc Phơng pháp này có rất nhiều u điểm nh:

- Có thể đúc đợc tất cả các loại kim loại và hợp kim có thành phần khác nhau

150

Trang 7

- Có thể đúc đợc các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp mà các phơng pháp khác khó hoặc không thể chế tạo đợc

- Tuỳ theo mức độ đầu t công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp

- Ngoài ra thì đúc cũng dễ cơ khí hoá, tự động hoá cho năng suất cao, giá thành thấp và đáp ứng đợc tính chất linh hoạt trong sản xuất

Tạo phôi bằng phơng pháp đúc có ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp chế tạo máy , hầu nh không có ngành chế tạo thiết bị nào là không dùng các chi tiết hay phôi đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc

Nhng đúc cũng có nhợc điểm là tốn kim loại cho hệ thống đậu rót và đậu ngót

và phải có thiết bị hiện đại để kiểm tra chất lợng của vật đúc

Để tạo phôi cho gia công cắt gọt thì ta chọn phơng pháp dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuôn bằng máy , phơng pháp này đạt độ chính xác và năng suất cao , lợng d gia công cắt gọt nhỏ , đầu t ban đầu thấp , dễ cơ khí hoá và tự động hoá, rất thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn ở những chỗ gấp khúc của gối đỡ cần phải làm góc lợn , các mặt cạnh và đáy cần phải đợc làm sạch và phẳng, vật

đúc ra không đợc có vết nứt hoặc rỗ và các khuyết tật khác Do chi tiết đúc ra ờng nguội không đều nên gây ra biến dạng nhiệt và ứng suất d , do đó cần có biện pháp khử ứng suất d trớc khi gia công cơ gối đỡ

th-2- thiết kế bản vẽ chi tiết:

Để xác định lợng d gia công của vật đúc với cấp chính xác cấp II theo bảng 3-95 (sổ tay CNCTM I ) ta có :

-Lợng d gia công của mặt A là: Z b= 4 ( mm )

-Lợng d gia công của mặt B là: Z b= 3,5( mm)

- Đối với các lỗ lợng d gia công đợc chọn là : Zb = 3,5 ( mm )

- Sai lệch cho phép theo kích thớc của vật đúc với cấp chính xác cấp II theo bảng 3-98 (sổ tay CNCTM I ) đối với các bề mặt là ± 0,8 ( mm)

Trang 8

-Gia công mặt đầu với độ nhám RZ = 20 , theo bảng 5 ( TKDACNCTM) độ bóng đạt cấp 6 , dựa theo bảng 4(TKDACNCTM) ta có thể chọn phơng pháp gia công cuối cùng là phay tinh, các bớc trung gian là phay thô

- Gia công mặt đầu 2 lỗ φ10 cũng tơng tự nh gia công mặt đáy

- Gia công 2 lỗ φ10 với độ nhám Rz =20 theo bảng 5( thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) thì độ bóng đạt cấp 5 , theo bảng 4 thì ta có thể chọn đợc một trong các phơng pháp cuối cùng là: khoan, tiện tinh.Nhng để đạt đợc năng suất cao thì

ta chọn phơng pháp doa tinh vì 2 lỗ này đợc chọn làm chuẩn định vị nên phải qua gia công tinh với các bớc trung gian là: khoan, khoét, doa thô

- Gia công 2 mặt bên với Rz = 20 ta cũng chọn phơng pháp cuối cùng là phay tinh, với bớc trung gian là phay thô

- Gia công lỗ M10 với RZ = 20 ta chọn phơng pháp gia công là khoan và tarô

- Gia công lỗ φ40 ± 0,02, với độ nhám Rz = 20 thì ta có đợc cấp độ bóng đạt cấp

5, theo bảng 4 ta chọn phơng pháp gia công cuối cùng là tiện tinh , các bớc trung gian là tiện thô

VI-

thiết kế các nguyên công

1- Nguyên công 1: phay mặt đầu

Trang 9

Định vị: chi tiết đợc định vị ở mặt bên 3 bậc tự do, mặt trên của đáy 3 bậc tự do.

Kẹp chặt: chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động, hớng của lực kẹp từ trên xuống dới, phơng của lực kẹp trùng với phơng của kích thớc thực hiện

40 150

n

Chọn máy: máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay hình trụ răng liền P18 Z=16 răng

Lợng d gia công : phay 2 lần với lợng d gia công:

Trang 10

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang: K1 = 0,9

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

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dao : K3=1

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công (thô):K4=1

Khi đó tốc độ tính toán là Vt đợc xác định:

Vt= Vb.K1.K2.K3.K4= 48.0,9.0,8.1.1 = 34,56 (m/ph)

Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt:

ph vg D

V

80 14 , 3

56 , 34 1000

Công suất thật của máy là NmT = Nm.η=7 0,8=5,6 KW

Trong đó : Nm là công suất máy

η- là hiệu suất máy ( chọn η= 0,8)

Ta thấy công suất N0=4,5 KW < Công suất NmT =5,6 KW Vậy máy đã chọn có

đủ công suất để phay thô

Trang 11

Chế độ cắt lần 2:(phay tinh với Rz =20)

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công (tinh): K4=0,8

Vt= Vb.K1.K2.K3.K4= 81.0,9.0,8.1.0,8 = 46,66 (m/ph)

75,18580

.14,3

66,46.1000

V π

(m/ph)Lợng chạy dao phút là : Sp= S0 nm= 2,5.189,6= 474 ( mm/phút)

Ta có công suất cắt với Sp= 474 (mm/phút) và chiều sâu cắt t=1 mm là :

N0=2,2 KW (Bảng 5-139 SổTayCNCTM)

đủ công suất để phay tinh

2- Nguyên công 2:

Định vị: chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và mặt bên 3 bậc tự do

Trang 12

kẹp chặt: chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động , hớng của lực kẹp từ trên xuống dới

Chọn máy: máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay hình trụ răng liền P18 Z=16 răng

Lợng d gia công : phay 1 lần với lợng d gia công: Zb=2,5 mm

Trang 13

Vt= Vb.K1.K2.K3.K4= 56.0,9.0,8.1.1 = 40,32 (m/ph)

51,16080

.14,3

32,40.1000

V π

(m/ph)Lợng chạy dao phút là : Sp= S0 nm= 3,2.150= 480 mm/phút

Ta có công suất cắt với Sp=480mm/phút và chiều sâu cắt t=2,5mm là:

N0=4,5 KW (Bảng 5-139 SổTayCNCTM)

Trong đó : Nm là công suất máy

η- là hiệu suất máy ( chọn η= 0,8)

đủ công suất để phay

3 - Nguyên công 3: khoan, khoét, doa 2 lỗ φ 10:

Định vị: chi tiết đợc định vị ở mặt bên 3 bậc tự do, mặt trên của đáy 3 bậc tự

Trang 14

Chän dao : Mòi khoan φ8,5 b»ng thÐp giã P18 , mòi khoÐt φ8,2, doa φ10 b»ng thÐp giã P18.

Trang 15

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì của mũi khoan K1 = 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan K2 = 1

K1 ,K2 là các hệ số điều chỉnh cho theo bảng 5-90 (sổ tay – CNCTM II )

31.1000

.1000

V π

( m/phút )Theo bảng 5-92 SổTayCNCTM ,với So = 0,61 mm/vòng và Vtt=25,72 ( m/phút )

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền T K1 = 0.91

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K2 = 1

Khi đó tốc độ cắt tính toán là Vt :

Vt = Vb K1.K2 = 27,5x0.91x1= 25,03 ( m/phút )

Trang 16

446,82( / )

84,17.14,3

03,25.1000

.1000

ph vg D

ph m n

18− = 0,08 mm

Lợng chạy dao So = 2,6 mm/vòng (Bảng 5-112 SổTayCNCTM )

Vận tốc cắt vb = 6,5 m/ph (Bảng 5-114 SổTayCNCTM )

Các hệ số điều chỉnh: (Bảng 5-114 SổTayCNCTM )

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền T của mũi dao K1 = 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K2 = 1 Khi đó tốc độ cắt tính toán là Vt :

Vt = VbxK1xK2 = 6,5.1.1= 6,5 ( m/phút )

18.14,3

5,6.1000

.1000

Trang 17

Kẹp chặt: chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liên động , hớng của lực kẹp từ

trên xuống dới

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay đĩa 2 mặt răng liền P18 , đờng kính dao D = 350 , số răng Z=22 răng

Trang 18

Tốc độ cắt Vb=26 m/ph (Bảng 5-172 SổTayCNCTM )

Ta có các hệ số điều chỉnh :

72,18.1000

.1000

V π

(m/ph)Lợng chạy dao phút là : Sp= S0 nm= 6,6.30= 198 ( mm/phút)

Công suất cắt No=4,3 KW (Bảng 5-174 SổTayCNCTM )

Vì No< Nm.η=7.0,8=5,6 KW nên máy đã chọn đáp ứng đợc yêu cầu

Chế độ cắt bớc 2: (phay tinh với Rz = 10)

Chiều sâu cắt t =1 mm , lợng chạy dao vòng S0=3,7 mm/vòng (Bảng 5-37 SổTayCNCTM )

⇒ Sz = So/z =3,7/22 =0,17 mm/răng

Tốc độ cắt Vb=33 m/ph (Bảng 5-172 SổTayCNCTM )

Ta có các hệ số điều chỉnh :

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang: K1 = 1

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công : K2= 1

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công (thô):K4=0,8

Trang 19

.1000

Định vị: chi tiết đợc định vị ở mặt đáy3 bậc tự do, chốt trụ hạn chế 2 bậc tự do và chốt trám hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt: chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liên động , hớng của lực kẹp từ trên xuống dới(xem lại và tính lại)

6-Nguyên công 6: khoan và tarô lỗ M10

- chọn máy : máy khoan K135, công suất máy N= 4 kw , hiệu suất η = 0.8

- chọn dao: dao khoan ∅ 8,5 làm bằng thép gió P18

Lợng d gia công: Zb=8 mm

Chiều sâu cắt t = 6,5 ( mm )

±0,0 5

ỉ 50

ỉ4 0

ỉ18

Trang 20

- Lợng chạy dao : theo bảng 5-25 (sổ tay – CNCTM II ) với D = 8,5 (mm); HB190 ta có S0 = 0,41 (mm/ vòng)

Tốc độ cắt : Vt = Vbx K1xK2

Trong đó: Vb là tốc độ cắt theo bảng , với S0 = 0,41 (mm/ vòng) ; D = 8,5 (mm); HB190 theo bảng 5-90 (sổ tay – CNCTM II ) ta có Vb = 31,5 ( m/ phút)

K1 ,K2 là các hệ số điều chỉnh cho theo bảng 5-90 (sổ tay – CNCTM II )

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì của mũi khoan K1 = 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan K2 = 1

5 , 31 1000

x

= 771,68 (vòng/phút)Chọn số vòng quay trục chính theo máy là :

= 29,21 ( m/phút )Công suất cắt Nc : với S0 = 0,41 (mm/vòng); HB190 ; Vtt = 29,21 ( m/phút ) theo bảng 5-92 (sổ tay – CNCTM II ) ta có Nc = 1,7 kw

Công suất máy là Nm = 4x0.8 = 3.2 kw

Ta thấy Nc = 1,7 kw < Nm = 3.2 kw

Nh vậy máy khoan K135 đảm bảo đủ công suất cắt khi khoan lỗ φ8,5 (mm)

Chế độ cắt lần 2: Tarô lỗ M10

Chọn máy: chọn máy khoan K135,công suất N = 4(kw), hiệu suất η =0,8

Chọn dao: Chọn dao ta rô ren M10 bộ 2 chiếc, vật liệu dao là thép gió

Chế độ cắt:

- Chiều sâu cắt t: t = 1.5 (mm)

Trang 21

Chän lo¹i ren c¾t lµ ren hÖ mÐt, chän bíc ren p = 2 (mm)

1,121000

x

= 240.84(vßng/phót)Chän sè vßng quay trôc chÝnh theo m¸y lµ nm = 220 (vßng/phót )

= 11,05( m/phót )

7-Nguyªn c«ng kiÓm tra:

Trang 22

VII- tính lựơng d gia công một bề mặt :

-Tính Lợng D Khi Gia Công Mặt Đáy :

Độ chính xác phôi cấp 2 khối lợng phôi 1,225 kg ,vật liệu Gang xám GX15-32 Quy trình công nghệ gồm 2 bớc : phay thô, phay tinh Chi tiết đợc định vị bằng mặt trên của đáy(dùng 2 phiến tỳ) và mặt bên của đáy(dùng 3 chốt tỳ)

Theo bảng10, Thiết kế đồ án CNCTM ta có RZa và Ta của phôi là 250 và 350 àm, sau bớc thứ nhất đối với gang có thể loại trừ Ta , chỉ còn lại RZ và giá trị này là: -Sau phay thô: 50 àm

Trang 23

-Sau phay tinh:10 àm (bảng 12-TKĐACNCTM)

Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau: ρP = ρcvTrong đó : ρcv = ∆k L - sai lệch cong vênh

L- Chiều dài gia công L=150 (mm)

∆k : độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài

Trang 24

Ta lấy kích thớc cuối cùng cộng với lợng d khi phay tinh, ta sẽ đợc kích thớc khi phay thô, sau đó lấy kích thớc của phay thô cộng với lợng d của phay thô ta sẽ đ-

ợc kích thớc của phôi, cụ thể :

-Kích thớc phay tinh: d3= 22,05

-Kích thớc phay thô :d2=22,05 + 0,134 = 22,184 (mm)

- Kích thớc phôi: d1 =22,184 + 2,004 =24,188 (mm)

Dung sai phay tinh : δ = 50 (àm )

Dung sai phay thô : δ = 170 (àm )

Dung sai phôi: δ =800 (àm )

Kích thớc giới hạn đợc xác định : lấy kích thớc tính toán và làm tròn theo hằng số

có nghĩa của dung sai ta đợc dmin sau đó lấy dmin cộng với dung sai ta đợc dmax: Sau phay tinh: dmin = 22,05 ; dmax =22,05 + 0,05 =22,1 (mm)

Sau phay thô: dmin = 22,18 ; dmax = 22,18 + 0,17 = 22,35 (mm)

Kích thớc của phôi: dmin = 24,19 ; dmax = 24,19 + 0,8 = 24,99 (mm)

Lợng d giới hạn đợc xác định nh sau: Zmin bằng hiệu của hai kích thớc nhỏ nhất của hai nguyên công kề nhau; Zmax = hiệu của hai kích thớc lớn nhất hai nguyên công kề nhau

Khi phay tinh: Zmin = 22,18 - 22,05 = 0,13 (mm)= 130 (àm )

Trang 25

δphôi - δ2 = 800 - 50 = 750 (àm )

Ta có bảng tính lợng d sau:

VIII-Tính chế độ cắt cho một nguyên công :

Tính chế độ cắt khi khoan lỗ φ8,5 (mm), chiều dài lỗ khoan L =15 (mm)

Máykhoan K135 , công suất động cơ Nm = 4 kw, hiệu suất η = 0,8

- Chiều sâu cắt t: t =

2

5 , 7 = 3,75 (mm)

- Lợng chạy dao S: chọn S0 =0,41(mm/vòng) (bảng 5-25 ,sổ tay- CNCTM II)

Tốc độ cắt đợc tính theo công thức : Vt = m Y

q V

S T

D

C .KV (m/ph)

Trong đó :

-Hệ số CV và số mũ q, m, y cho theo bảng 5-28 (sổ tay – CNCTM II ) dùng cho

khi khoan với HB190 ta có: CV = 17,1; q = 0,25; m = 0,125; y =

0,4

- T là chu kỳ bền của dao cho theo bảng 5-30 (sổ tay- CNCTM II)ta có T =60

(phút)

- D là đờng kính khoan D =8,5 (mm)

- KV là hệ số điều chỉnh chung KV =KMv.Kuv.Klv

- KMv là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công theo bảng 5-1 (sổ tay –

CNCTM II ) với vật liệu là gang xám ta có KMv = 1

δ

àm

dmaxmm

dminmm

Trang 26

- Kuv là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt theo bảng 5-6 (sổ tay – CNCTM II ) ta có Kuv = 1

- Klv là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu khoan theo bảng 5-31 (sổ tay – CNCTM II ) ta có Klv = 1

D C

m

V KV = 0.125 0.250.4

41 , 0 60

5 , 7 1 , 17

25 , 26 1000

1000

710.13.14,3

= 29 (m/phút) Xác định lực cắt khi khoan đợc tính nh sau: Po =10.Cp.Dq.Sy.Kp

Trang 27

= 9750

710 54 , 14

= 1,059 (kw) Công suất của máy Nm = 4.0,8 =3,2 (kw)

Ta thấy : NC = 1,267 (kw) < Nm = 3,2 (kw)

Nh vậy máy khoan K135 có đủ công suất để gia công lỗ φ8,5 (mm)

IX- Xác định thời gian cho tất cả các nguyên công

Thời gian nguyên công trong sản xuất hàng loạt và hàng khối đợc xác định theo công thức:

Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn

Trong đó:

Ttc : thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công )

To : thời gian cơ bản(thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc, tính chất cơ lý của chi tiết)

Tp : thời gian phụ(thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết,

mở máy, mài dao, điều chỉnh máy .), Tp = 0,1To

Tpv : thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật, mài dao, điều chỉnh máy , thời gian phục vụ tổ chức để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc , Tpv = 0,11To

Ttn : thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân, Ttn = 0,05To

Vậy: Tct = To + 0,1To + 0,11To + 0,05To = 1,26To

Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức sau:

)(

2 1

0 i phút

n Sv

L L L

T = + +

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

Trang 28

L2- ChiÒu dµi tho¸t dao (mm)

3 17

L= 40 mm

10 2 ) 1 70 ( 1 2 )

3 10 40

Trang 29

L2 = 3

) ( 2 , 0 2 512 61 , 0

3 6 15

phut

VËy: Tct = 1,26.To = 1,26 0,2 = 0,252 (phót)KhoÐt lç 2 lç φ 10

8

10 −

cotg45 + 1,08 = 2L2 = 2

2 0 , 127 ( )

400 75 , 0

2 2 15

2 0 , 09 ( )

128 6 , 2

2 2 10

L L T

1 0

+

. 1

1 i phót L

L

n S

+

Víi : n1 : sè vßng quay cña dao

Trang 30

15+

290.31,0

2

15+

).6 = 3,4 ( phút ) Vậy: Tct = 1,26.To =1,26 3,4 =4,284 ( phút )

X-Tính và thiết kế đồ gá cho nguyên công phay mặt chuẩn A ( mặt đáy ):

1- Chọn máy: máy phay 6H82

- Yêu cầu đối với đồ gá phay:

Khi phay do lực cắt lớn, cắt gián đoạn nên rung động lớn, vì thế đồ gá phay phải đủ độ cứng vững Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo lực kẹp và đủ độ cứng vững Kết cấu đồ gá phay bao gồm: cơ cấu định vị , cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu so dao, thân đồ gá, cơ cấu gá đặt đồ gá trên bàn máy, cơ cấu dẫn hớng

3 Tính lực kẹp:

a Sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết :

Trang 32

Trong đó:

- Ko : hệ số an toàn trong mọi trờng hợp Ko = 1,5

- K1 : hệ số kể đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi Khi gia công tinh K1 =1

- K2 : hệ số tăng lực cắt khi mòn dao K2= 1,2

- K3 : hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 = 1,2

- K4 : hệ số tính đến sai số kẹp, cơ cấu kẹp bằng tay K4 = 1,3

- K5 : hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay K5 = 1

- K6 : hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K6 = 1,5

→ K = KoxK1xK2xK3xK4xK5xK6 = 1,5x1x1,5x1,2x1,3x1,3x1 = 4,21

c Tính lực cắt khi phay : PZ

Lực cắt tiếp tuyến đợc tính theo công thức: PZ = q w z y u

x p

xn D

xZ xB xS xt xC

10

.KMp Trong đó:

x p

n D

Z B S t C

10

.KMp

= 0,830,83 0,650 1

120 70

16 40 3 , 0 4 30

Trang 33

4 xác định các sai số chế tạo cho phép của đồ gá :

a.Các thành phần của sai số gá đặt:

Sai số của đồ gá ảnh hởng đến sai số của kích thớc gia công nhng phần lớn nó

ảnh hởng đến sai số vị trí giữa bề mặt gia công với bề mặt chuẩn Khi phay trên

đồ gá nhiều vị trí thì độ chính xác kích thớc và độ chính xác vị trí giữa các bề mặt gia công và mặt chuẩn phụ thuộc vào mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây ra sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và mặt chuẩn

Khi đó sai số đồ gá đợc tính nh sau: εgđ = 2 2 2 2 2

dc m ct k

ε + + + +

Trong đó:

- εc : sai số chuẩn do chuẩn định vị trùng với chuẩn kích thớc nên εc = 0

- εk : sai số kẹp chặt do lực kẹpgây ra Theo bảng 22 (thiết kế ĐACNCTM) ta có

Trang 34

(với δ =500 (àm) dung sai nguyên công)

εct : sai số chế tạo đồ gá : εct = [ ]2 ( 2 2 2 2 )

dc m k c

= 166,72 −(02 +1402 +38,732 +62) = 81,6 (àm)

b Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

- độ không song song của phiến tỳ so với mặt đáy đồ gá ≤ 0,03 (àm)

- độ không sông song của mặt trên cữ so dao với mặt đáy đồ gá ≤ 0,03 (àm)

c Thiết kế cơ cấu phụ:

- Cữ so dao : dùng cữ so dao chuyên dùng tiêu chuẩn

- Cơ cấu kẹp : dùng cơ cấu kẹp mỏ kẹp - đai ốc chuyên dùng theo tiêu chuẩn

- Then dẫn hớng: chọn theo tiêu chuẩn

- Thân đồ gá : dùng thân đồ gá chuyên dùng

XI-nghiên cứu chuyên “ đề gia công trên máy CNC ”:

* Chuyên Đề Máy Công Cụ CNC:

Ta đã biết trớc thế hệ máy CNC đã có hai thế hệ máy công cụ với trình độ hiện

đại thấp hơn: máy công cụ thông thờng và máy công cụ NC

Máy công cụ CNC là bớc phát triển cao từ các máy NC, các máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm dùng để điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy các chơng trình gia công đợc đọc cùng một lúcvà đợc lu trữ vào bộ nhớ Khi gia công, máy tính đa ra các lệnh điều khiển máy máy công cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng nh: nội suy đờng thẳng, nội suy cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol và bất kì mặt bậc ba nào máy CNC cũng có khả năng bù chiều dài và đờng kính dụng cụ cắt tất cả các chức năng trên đều đợc thực hiện nhờ một phần mềm của máy tính Các chơng trình lập ra có thể đợc lu trữ trên đĩa cứng hoặc đĩa mềm

Trang 35

1.Hệ trục tọa độ của máy công cụ CNC.

Các trục tọa độ của máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động của các cơ cấu máy và dụng cụ cắt các trục tọa độ đó là X,Y,Z chiều dơng của trục

X,Y,Z đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải theo quy tắc này thì chiều dơng của trục X, ngón tay giữa chỉ chiều dơng của trục Z, còn ngón tay trỏ chỉ chiều dơng của trục Y các trục quay tơng ứng với trục X,Y,Z đợc kí hiệu bằng các chữ A,B,C chiều quay dơng là chiều quay theo chiều của kim đồng hồ nếu nhìn theo chiều d-

ơng của các trục X,Y,Z

1.1-Các điểm chuẩn

Các điểm chuẩn cần đợc xác định trong vùng làm việc của máy

1.1.1 Điểm chuẩn của máy M( điểm gốc O của máy)

Điểm gốc O của máy (điểm chuẩn M của máy) là điểm gốc của hệ tọa độ của máy điểm M đợc các nhà chế tạo quy định theo kết cấu của từng loại máy điểm

M là điểm giới hạn của vùng làm việc của máy điều đó có nghĩa là trong phạm vi vùng làm việc của máy các dịnh chuyển của các cơ cấu máy có thể thực hiện theo chiều dơng của các tọa độ ậ các máy phay điểm M thờng nằm ở điểm giới hạn dịch chuyển của bàn máy điểm chuẩn M (điểm O của máy) của máy khoan cần

và của máy phay đứng đợc thể hiện trên hình sau:

z x m

1.1.2 Điểm O của chi tiết ( điểm W) điểm W của chi tiết là gốc tọa độ của chi tiết vị trí điểm W phụ thuộc vào sự lựa chọn của ngời lập trình

Trang 36

Đối với các chi tiết tiện thì điểm W của chi tiết nằm trên đờng tâm của chi tiết hoặc ở mặt đầu bên trái hoặc mặt đầu bên phải Hình dới đây cho thấy điểm W nằm ở mặt đầu bên trái của chi tiết.

Đối với các chi tiết phay chọn điểm W tại điểm góc ngoài đờng viền chi tiết, xem hình

w

Khi gia công các bề mặt của chi tiết có thể chọn nhiều tọa độ khác nhau với các

điểm gốc W1 và các hệ tọa độ phụ W2, W3, W4, W5 ( xem hình sau)

W2 W3 W1

w5 w4

1.1.3 Điểm chuẩn của dao (P)

Các dao tiện, dao khoan có điểm chuẩn là đỉnh dao (hình a, b)

Các dao khoét, dao doa hoặc dao phay thì điểm P là tâm của mặt đầu của dao (hình c,d,đ) điểm P đợc dùng khi tính các quỹ đạo chuyển động của dao

Trang 37

1.1.4 Điểm chuẩn của giá dao T và điểm gá dao N.

Điểm T đợc dùng để xác định hệ trục tọa độ của dao Điểm T phụ thuộc vào việc gá dao trên máy Thông thờng khi gá dao trên máy thì điểm T trùng với điểm gá dao N hình …

1.1.5 Điểm diều chỉnh dao E

Khi gia công ta phải sử dụng nhiều dao, nh vậy các kích thớc của chúng phải

đợc xác định bằng cơ cấu điều chỉnh dao

Mục đích của việc điều chỉnh dao là để có thông tin chính xác cho hệ thống

điều khiển về kích thớc dao

Khi dao đợc lắp vào giá dao thì điểm E và điểm N trùng nhau

1.1.6 Điểm gá đặt (hay điểm tì) A

Điểm A là điểm tỳ của bề mặt chi tiết lên đồ định vị của đồ gá điểm A có thểtrùng với điểm W của chi tiết hoặc có thể lựa chọn tùy ý trên mặt định vị của chi tiết gia công.hình …

A W

1.1.7 Điểm O của chơng trình (chính xác hơn là điểm P của dụng cụ cắt) là

điểm trớc khi gia công dụng cụ cắt nằm ở đó điểm O của chơng trình phải xác

định sao cho khi thay dao không bị ảnh hởng của chi tiết hoặc của đồ gá

1.1.8 Các điểm chuẩn khác F;K

Khi nghiên cứu các hệ trục tọa độ ngời ta còn dùng các điểm chuẩn khác nh

điểm F, điểm K để xác định các kích thớc liên quan

1.2 Quan hệ giữa các trục tọa độ

Khi gia công trên các máy CNC ngời ta có thể chia các hệ trục tọa độ thành 3 loại: hệ trục tọa độ của máy, hệ trục tọa độ của chi tiết và hệ trục tọa độ của dao

Trang 38

- Hệ trục tọa độ của máy XMZ có điểm gốc tại điểm gốc của máy M trong hệ tọa độ này có thể xác định vị trí của các điểm chuẩn khác của các cơ cấu máy các giá trị bằng số của các điểm đó(ví dụ điểm F) đợc ghi vào bảng chỉ dẫn của máy.

- Hệ trục tọa độ của chi tiết XCWZC

XcWO O

2 Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC

Các máy CNC khác nhau có khả năng gia công đợc các bề mặt khác nhau nh các lỗ, mặt phẳng, các mặt định hình, v.v… do đó các dạng điều khiển của máy cũng đợc chia ra thành: điều khiển điểm-điểm, điều khiển thao đờng thẳng và điều khiển theo contour (điều khiển theo biên dạng)

Trang 39

2.1 Điều khiển điểm-điểm

Điều khiển điểm-điểm (hay điều khiển theo vị trí) đợc dùng để gia công các lỗ bằng phơng pháp khoan, doa, khoét, cắt ren lỗ ở đây chi tiết gia công đợc gá cố

định trên bàn máy, dụng cụ cắt thựuc hiện chay dao nhanh đến vị trí cần cắt đã lập trình Khi đạt tới các điểm đích dao bắt đầu cắt tuy nhiên, cũng có trờng hợp dao không dịch chuyển mà bàn máy dịch chuyển Mục đích chính cần đạt là các kích thớc a, b,c ,d, đ, e phải chính xác, còn quỹ đạo của chuyển động dao của bàn máy

đều không có ý nghĩa lắm

Vị trí của các lỗ có thể đợc điều khiển đồng thời theo hai trục

a 1

1'

Trong trờng hợp chạy dao đồng thời theo hai trục X,Y thì quỹ đạo chuyển

động tạo thành một góc α so với một trục nào đó (ví dụ, trên hình trên ta thấy góc hợp thành giữa quỹ đạo chuyển động của dao và trục X là α)

Trong trờng hợp chạy dao độc lập thì trớc hết dao chạy song song với trục Y tới

điểm 1’ (lúc này tọa độ của X không thay đổi), sau đó dao chạy theo trục X để tới

điểm đích 2 nh vậy các chuyển động của dao chạy theo các trục hoàn toàn độc lập với nhau

2.2 Điều khiển đ ờng thẳng

Trang 40

Điều khiển đờng thẳng là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực hiện lợng chay dao theo một đờng thẳng nào đó Trên máy tiện dụng cụ cắt

chuyển động song song hoặc vuông góc với trục của chi tiết (trục Z trên hình sau:)

X

Z

2.3 Điều khiển biên dạng (điều khiển contour)

Điều khiển theo biên dạng (theo contour) cho phép thực hiện chay dao trên nhiều trục cùng lúc ví dụ xem hình sau, cho thấy điều khiển theo coutour trên máy tiện

Z

X

Ta thấy trong trờng hợp trên dụng cụ cắt chuyển động đồng thời theo cả hai trục

để tạo ra một biên dạng vừa có phần thẳng, vừa có phần cong ở đây các trục có quan hệ hàm số ràng buộc với nhau Dạng điều khiển này đợc ứng dụng trên các máy tiện, máy phay và trên các trung tâm gia công

2.3.1 Điều khiển contour 2D

Điều khiển contour 2D cho phép thực hiện chạy dao theo 2 trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công, ví dụ: trong mặt phẳng XZ hoặc XY trên hình sau:

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	2,19 MB