Đồ án Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng

Lời nói đầu Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ... Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt... Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể. Thuyết minh đổ án môn học công nghệ chế tạo máy 1. phân tích chức năng làm việc cửa chi tiết máy Theo nội dung thiết kế: “Thiết kế quy trỡnh cụng nghệ chế tạo chi tiết dạng càng”. với sản lượng là 5000 chi tiết/năm. Chi tiết này thuộc họ chi tiết dạng càng, chúng là một loạI chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó. Với chi tiết càng gạt thường có chức năng biến chuyển động thẳng thành của chi tiết này (piton của động cơ đốt trong chẳng hạn ) thành chuyển quay của chi tiết khác (trục khuỷu). Ngoài ra nó còn đẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ). Điều kiện làm việc của càng gạt đòi hỏi khá cao: + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ. + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập. 2.Phân tích tính công nghệ trong chi tiết. Bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết càng gạt là bề mặt trong của lỗ và hai bề mặt đầu.Do đó ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây. Trên các chi tiết càng gạt các lỗ cơ bản yêu cầu phải song song với nhau và vuông góc với hai mặt đầu nên cân gia công với sai lệch frôfin trung binh cộng là Ra=2,5 (cấp chính xác 6) dung sai lỗ f16 là 0,018 (mm) lỗ f42 là 0,5 (mm), dung sai then : +Chiều rộng :4±0,015 (mm) +Chiều dài : 20,35 (mm) Ngoài ra còn mặt đầu gia công với độ nhám Ra =10 (cấp chính xác 4) và dung sai giữ hai mặt đâu là 0,125 (mm) Độ không song song giữa các lỗ cơ bản là 0,05(mm) trên 100 (mm) chiều dài Độ không vuông góc giữa lỗ tâm và mặt đầu là 0,05(mm) trên 100(mm) chiều dài Độ không song song giữa các mặt đầu của các lỗ cơ bản là 0,05 (mm) trên 100 (mm) bán kính mặt đầu Trong đó đảm bảo quan trọng nhất là sự song song giữa hai lỗ có mặt chuẩn là C và B , sự vuông góc của lỗ tâm và hai mặt đâu . Do vậy với chi tiết càng gạt này nguyên công đầu tiên là phải gia công hai mặt đầu trước để đảm bảo độ song song giữa hai mặt đầ và để làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau, khi gia công hai lỗ chính nên lấy chuẩn là hai mặt thân trụ của càng (chuẩn thô) là hai mặt không gia côn Với chi tiết có vật liệu là C4 15_32 là vật liệu gang xám .Theo kí hiệu vật liệu của Nga (GOCT1412 70 )thì vật liệu có độ bền tối thiểu là 32 kg/mm và vật liệu có ưu điểm là: +Giá thành hạ. +thuận tiện cho chế tạo phôI đúc. Nhược điểm đIều kiện làm việc (cơ tính) không cao .Hơn nữa do chế tạo bằng phương pháp đúc nên năng xuất không cao ,khó tự động hoá và cơ khí hoá Do hình dạng đặc biệt của chi tiết ta có thể chập đôI hai chi tiết trong khi chế tạo phôI và trong quá trình gia công phôI đề tăng năng xuất và giàm giá thành sàn phầm. Trong chi tiết bề mặt chuân đề đàm bảo độ cứng vững trong quá trình gia công chi tiết là hai mặt đầu và ta sẽ dùng hai bề mặt đó làm chuân thô và chuẩn tinh để gia công . 3 .Xác định dạng sản suất Sản lượng hàng năm đươc xác định theo công thức: N=N1.m( 1+b/100) Trong đó N: Số chi tiết được sản xuâts ra trong một năm N1: Số sản phẩm (số máy ) được sản xuất trong một năm . m: Số chi tiết trong một sản phẩm . b: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (từ 5% đến 7%) ịN = 5000.1. ( 1+6/100 ) =5300 (sản phẩm) Sau khi xác định được sản lượng hangf năm ta đI xác định khối lượng của chi tiết .Trọng lượng của chi tiêt đươc xác định theo công thức : Q1 = V.g (kg) Trong đó Q1 :là khối lượng của chi tiêt (kg ) V: là thể tích của chi tiết (dm3) g :là trọng lượng riêng của vật liệu . V = 0,158 (dm3 ) Với gang xám :g =7 (g/dm3) ị Q1 = V.g =0.158 .7 =1,106 (kg) trọng lượng của cả 5000 chi tiết là: Q = 5000.1,106 =5530 (kg) Dựa vào bảng 2(TKĐACNCTM) có dạng sản xuất của chi tiết lá hàng loạt lớn . 4. Xác địng phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi . Do vật liệu chế tạo phôI là C4 15_32 (gang xám ) nên phưong pháp chế tạo phôI hiệu quả nhất là phôI đúc với một số ưu điểm quan trọng mà các phương pháp sản xuất khác không có được : +Không bị nứt ,không bị phá hỏng +Giá thành dẻ . +Không tốn tiền khi làm khuôn . Bên cạnh đó còn một số nhược điểm sau : +Phôi không chính xác +Năng xuất thấp. Để khắc phục một số nhựợc điểm trên ta sản xuất với một số phương pháp thay đổi như : chập hai chi tiết làm một để đạt năng xuất cao hơn và thuận tiện trong quá trình gia công sau này .Vì kết cấu của chi tiết ta có thể dùng phương pháp chế tạo phôi vừa rằn vừa ép để cho năng xuất cao và giá thành hạ . Tra lưọng dư (STCNCTM tập I) Do lỗ tâm giữa có D/n =42/12 >3 nên ta sẽ không làm lõi mà sẽ làm ụ cát ở khuôn trên để tăng năng xuất và hạ giá thành chế tạo sản phẩm . Do vật đúc làm khuôn bằng máy , mẫu làm bằng kim loại nên có cấp chính xác 2. +Xác định độ dốc rút mẫu :Độ xuyên mặt ngoài của càng (mặt trụ ngoài) với mẫu kim loại có chiều cao h= 35 (mm) .Mặt này không gia công và có chiều dày ẻ ớ5,10ý nên ta lấy độ xuyên tăng 1/d phần giảm một phần . Với a =1030 hoặc d =0,8 (mm) . +Dung sai kích thước vật đúc : Chiều dài lẻ (120 á260 ) cấp chính xác 2. ị d = ± 10,1 (mm) Vành trên ngoài : f62 (mm) thì d =3,5 (mm) Lỗ giữa có gia công f42 (mm) thì d = 3,5 (mm) Lượng dư gia công của hai bề mặt có độ bóng sau gia công là Ra =10 (hai mặt đầu ) do gia công bằng phương pháp phay nên nên ta để lượng dư lớn hơn đẻ tránh đậu ngót , bọt hơi . Lấy d = 2(mm) . Ta có bản vẽ phôi đúc như sau: 5. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết . 5.1 Xác định đường nối công nghệ Với chi tiết là cang gạt và dạng sản xuất là hàng loạt lớn ta chọn phương pháp gia công là gia công một vi trí , một dao và gia cong tuần tự 5.2 Lập sơ bộ các nguyên công. +Nguyên công 1:phay mặt đầu đạt kích thước 35±0,125 ,gia công trên máy phay đứng ,bằng dao phay mặt đầu .Do dung sai là ± 0,125 (mm) ứng với độ chính xác cấp 7 ,độ bóng Ra =10 (mm) nên cấp nhẵn bóng là ẹ4 ta chọn phương pháp gia công cuối cùng là phay tinh . +Nguyên công 2: Cần gia công mặt đầu có kích thước là 35±0,125 bằng dao phay mặt đầu trên máy phay đứng .Do dung sai yêu cầu là ± 0,125 (mm) ứng với cấp chính xác 7 do đó độ bóng yêu cầu là cấp độ bóng 4 hay với Ra=10. Ta chọn phương pháp gia công cuối cùng là gia công tinh. +Nguyên công 3: Cấn gia công hai lỗ nhỏ ( khoan ,khoét, doa ,vát mép ) trên máy khoan cần bằng các mũi khoan ,mũi khoét ,mũi doa và vát mép . Do yêu cầu dung sai là 0,018 tương ứng với Ra =2.5 nên cấp nhẵn bóng là 6 và phương pháp gia công là khoan, khoét, cuối cùng là doa thô và vát mép. +Nguyên công 4 :Cần gia công mặt đầu và lỗ giữa trên máy tiện ngang .Do yêu cầu gia công mặt đầu 12±0,125 tương ứng với dung sai là 0,25 hay cấp chính xác 7 độ bóng Ra=10 ịCấp nhẵn bóng 4. Đối với lỗ f42±0,25 thì yêu cầu dung sai là 0,5 ,độ bóng Ra=2,5 tưong ứng với cấp nhẵn bóng là 6 nên ta chọn phương pháp tiện cuối cùng của mặt đầu và lỗ là bán tinh +Nguyên công 5: Cần gia công dãnh then trên máy xọc .Yêu câu dung sai khi xọc là ± 0,015 với kích thước là 4. Độ bóng Ra =5 ứng với cấp nhẵn bóng là 5 nên ta chọn phương pháp gia công cuối cùng là xọc thô. +Nguyên công 6: Phay cắt đứt thành hai chi tiết cần gia công trên máy phay đứng. Nguyên công 7: Nguyên công kiểm tra ta cân kiểm tra độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu, kiểm tra độ không song song giữa hai mặt đầu, kiểm tra độ không vuông góc giữa tâm lỗ giữa và mặt đầu. 5.3 Lập tiến trình công nghệ và thiết kế các nguyên công . Nguyên công 1: Phay mặt đầu +Lập sơ đồ gá đặt : Do yêu cầu đảm bảo độ phẳng ở ba vị trí của mặt đầu và mặt bên là chuẩn thô nên ta định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 3 chốt khía nhám .Hai mặt bên định vị 3 bậc tự do bằng hai khối V, một khối V tuỳ động, một khối V cố định .Ngoài ra để tăng độ cứng vững của phôi khi phay mặt đầu ta còn hai chốt tỳ phụ tỳ nên hai mặt đầu chưa gia công của chi tiết. +Kẹp chặt : Dùng bu lông để kẹp vào khối V tuỳ động phương của lực kẹp là phương dọc bàn máy, chiều của lực kẹp hướng từ phía ngoàI khối V tuỳ động vào trong để đảm bảo độ cứng vững cho chi tiết gia công. +Chọn máy : chọn máy phay đứng vạn năng 6H13 có công suất N=3kw +Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8 có: D =100 (mm) chiều cao B= 40 (mm), d=32(mm), số răng Z= 10 (tra theo bảng 4- 94 STCNCTM tập I ). +Lượng gang dư gia công: Phay một lần Zb=2 (mm) . +Chế độ cắt: Vì dao có đường kính 100 (mm) ,chiều sâu cắt t=2(mm) lượng chạy dao Sz =0,13 (mm/răng ) ,số răng Z =10. Tấc độ cắt Vb= 68 (m/phút) (bảng 5_134 STCNCTM tập 2) Các hệ số đIều chỉnh : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu K1=1 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,75 Hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của dao K3=1 Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công Kh= 0,8 Tấc độ tính Vt= Vb.K1.K2.K3 K4 =68.1.0,75 .1 .0,8 =40,8 (m/phút) Số vong quay của trục chính : ta chọn tấc độ của máy nm=130 (vòng/phút) Tấc độ cắt thực tế là : lượng chạy dao phút Sp=1,3.130=196 (mm/phút) Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ hai. +Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do.Hai mặt bên được đinh vị bằng hai khối V một khối Vcố định ,một khối V tuỳ động (như hình dưới ). +Kẹp cặt: Đồ gá này được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp đơn giản . (tương tự như nguyên công I). Nguyên công 3: khoan, khoét, doa, vát mép. +Định vị: -Mặt đaý định vị ba bậc tự do. -Chốt côn tự định tâm định vị ở lỗ giữa hai bậ tự do. - Khối V tự định lựa định vị mặt bên một bậc tự do. +Kẹp chặt : Phôi được kẹp chặt bởi cơ cấu kẹp liên động tai vị trí là thành của lỗ giữa. +Chọn máy: chọn máy khoan cần 2E52. Công suất Nc=2,2 kw ,nmax=1480 (v/p). +Chọn dao: -Dao khoan phá f14,25 ( mm ) -Dao khoét f15,85 ( mm). Dao doa f16 ( mm). +Chế độ cắt: a, Khi khoan: -Chiều sâu cắt t=7,125 (mm ). -Lượng chạy dao S = 0,4 (mm/vòng ) (bảng 5_89 STCNCTM tập 2) -Tấc độ cắt Vb=28 m/vòng (bảng 5_90). Hệ số phụ thuộc vào vật liệu Kd=1. Hệ số phụ thuộc vào chiều dàI và đường kính lỗ Kl=0,9. Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt thực tế và chiều sâu chuẩn Kt=1. Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt Kc=1 ịVt= Vb.Kc.Kd.Kl.Kt=28.1.0,9.1.1=25,8 (mm/phút). -Số vòng quay của trục chính: nt=1000.Vt/P.b=1000.25,8/3,14.16=513,5 vong/phút Chọn theo máy nm=500 vòng/phút. Vt=nt.P.b/1000 =25 mm/phút B, Khoét, doa: -Chiều sâu cắt khi khoét tk=0,8 , khi doa td=0,18 -Lượng chạy dao Sk=0,6 mm/vòng.SD=1,5 mm/vòng -Tấc độ cắt Vk=26 (bảng 5_106). Vd=7,3 m/phút Khi đó : Vtk=Vk.Kc.KdKl.Kt=26 m/p Vtd=7,3 m/p -Số vòng quay của trục chính máy khi khoét: nmk=1000.Vtk/P.D = 517,5 v/p chọn tấc độ theo máy nmk=500 (v/p) -Số vòng quay của trục chính máy khi doa: nmd=1000.Vtk/P.D = 145,3 (v/p) chọn nd=140 (v/p). Nguyên công 4: Tiện mặt đầu và lỗ +Định vị: -Mặt đaý định vị ba bậc tự do. -Hai lỗ định vị ba bậ tự do, một bậc tự do được định vị bởi chốt trám, hai bậc tư do định vị bở chốt trụ ngắn. +Kẹp chặt : PhôI được kẹp chặt bởi hai bu lông ở hai lỗ bên. +Chọn máy: chọn máy tiện Liên Xô 1A62 có công suất đọng cơ là Nc=3kw. +Chọn dao: mặt đầu chọn dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh hợp kim cứng ở đầu và có các thông số:Tiết diện có h=25 (mm) , b =16 (mm) chiều dài L=140 (mm). Dao tiện lỗ ta chọn dao có góc nghiêng chính j =600 gắn mảnh hợp kim cứng và có các thông số b=16 (mm) , h=16 (mm), L=120á140 (mm), P=25 (mm) (sổ tay CNCTM tập 2) +Lượng dư gia công Zb=3,4 (mm) +Tính chế độ cắt : -Chiều sâu cắt : tiện thô t=2 mm tiện tinh t=0,4 (mm) +Bước tiến dao chọn S=0,2 mm/phút theo bảng 5- 61 sổ tay CNCTM tập 2. Tương ứng ta tra được tấc độ cắt V =177 m/phút (bảng 5-65) và các hệ số phụ thuộc khi tiện trong: - k1: hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k1=1,0 - k2:hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính k2= 0,87 (do góc nghiêng chính là 600 ). - k3 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôI do không có vỏ cứng và phôI đúc không bẩn nên k3=1. - k4:hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào mác của hợp kim cứng là vật liệu làm lưỡi cắt k4=1,0.( các hệ số này cho trong bảng 5-65 sổ tay CNCTM tập 2). Vận tốc tính: Vt= Vb.k1.k2.k3.k4 =177.1,0.0,87. 1. 1 =154 (m/phút). Nguyên công 5: Xọc dãnh then +Định vị: Mặt đáy định vị ba bậc tự do , Chốt trụ ngắn định vị lỗ giữa hai bậc tự do , Mặt bên định vị bằng khối Vtuỳ động ứng với một bậc tự do. +Kẹp chặt : phôI được kẹp chặt bằng hai thanh kẹp đơn giản tỳ lên thành dưới cua phôi. +Máy xọc: máy xọc 4M14 có công suất N=3,7 kw. +Lượng dư khi xọc: xọc thô t=1,5 mm xọc tinh t=0,5 mm +Dao xọc: +Chế độ cắt: Lượng chạy dao S=0,18 mm/hànhtrình kép. Vận tốc cắt Vb=10,2 m/phút. Tấc độ tính: Vt=Vb.K1.K2.K3. Trong đó: K1 là hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công K1=1 K2 là hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt K2=0,85 K3 là hệ số phụ thộc vào vật liệu dao K3=1 Vt=10,2.0,85 = 86,7 m/p Nguyên công 6: Phay cắt đứt +Định vị : Mặt đáy định vị ba bậc tự do. Hai lỗ định vị ba bậc tự do, trốt trám định vị một bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị hai bậc tự do. +Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp đơn giản gồm hai thanh kẹp tỳ hthành của lỗ giữa. +Chọn máy Nga vạn năng 6H13 công suất Nc=3 kw +Chiều sâu cắt t=2 (mm). +Chọn dao : dao phay đĩa ba mặt có: D= 60, B=10 , Z =16 +Lượng chạy dao S= 0,03 (bảng 5-182 sổ tay CNCTM tập 2) tấc độ cắt Vb=33,5 m/p (bảng 5-184 sổ tay CNCTM tập 2) Vt=Vb.k1.k2.k3.k4 Trong đó: k1: là hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1,0 K2:hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2=0.75 K3:hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao. K3=1 k4:hệ số phụ thuộc vào dạng gia công k4=0,8 Vt=33,5.0,75.0,8 =20,1 (m/p) Số vòng quay của trục trính : số vòng quay của máy nm=105 (v/p) vận tốc thực tế Vt=19 (m/p) Nguyên công 7:Nguyên công kiểm tra . Kiểm tra độ vuông góc giữa lỗ tâm và mật đầu .Dùng một trục kiểm lắp vào lỗ f16 (mm) có bạc côn và một đồng hồ so lắp trên giá đỡ của trục kiểm . Đồng hồ so ở vách vị trí số 0 rồi quay trục kiểm (trục kiểm bị khống chế năm bậc tự do ). Khi đó hiệu số chỉ của kim ở vị trí lớn nhất và nhỏ nhất là sai lệch về vị trí không vuông góc giữa mặt đầu và lỗ giữa. 6, Tính lượng dư nguyên công (nguyên công 4) Khi tiện lỗ và mặt đầu (gia công lỗ f42 ) Quy trình công nghệ gồm hai bước :tiện thô và tiện tinh , chi tiết được dịnh vị trên mặt phẳng khống chế ba bậc tự do, hai lỗ (đẫ gia công) định vị ba bậc tự do còn lạI ,chốt trám định vị một bậc tự do , chốt trụ định vị hai bậc tự do . Theo bảng 8 (hướng dẫn thiết kế ĐACNCTM ) thì giá tri Rz và T bằng 600 mm .Sau bước thứ nhất gia công đối với gang thì có thể loạI trừ T chỉ còn lạI Rz và giá trị này là 50mm và 20mm (bảng 12 hướng dẫn thiết kế ĐACNCTM ). Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau: giá trị cong vênh rccủa lỗ được tính theo cả hai phương hưôứng kính và dọc trục : Giá tri Dk lấy theo bảng 15 còn l, d chiều dàI và đường kính lỗ ĐạI lượng rcmđược xác định theo công ghức : rc,rb lá dung của kích thứoc ngang và rộng của lỗ như vậy sai lệch không gian tổng cộng sẽ là : Sai lệch không còn lạI sau tiện thô r1=0,05.rPhôI=0,05.214,64=10,7 (mm) sai lệch gá đặt khi tiện thô lỗ được xác định như sau: Sai số chuẩn suất hiện trong trường hợp này là do chi tiết bị xoay khi định vị vào hai chốt trụ và chốt trám có khe hở với lỗ định vị , ở đây dA là dung sai của lỗ định vị dA=0,15 (mm) dBlầ dung sai đường kính chốt dB=0,18 (mm) rmin khe hở nhỏ nhất giữa chốt và lỗ rmin=13 mm =0,13 (mm) Góc qua lớn nhất của chi tiết được xác định như sau : H: là khoảng cách giữa hai lỗ chuẩn: ịtga=(0,5+0,18+0,13)/214=0,00215 (mm) Sai số chuẩn trên chiêu lỗ gia công : ec=L.tga =12.0,00215 =0,026 (mm) trong đó L là chiều dai lỗ gia công Sai số kẹp chặt được xác định theo bảg 24 (hướng dẫn thiết kế ĐACNCTM) và ek=120 (mm) Sai số gá đặt: egđ=123,64 (mm) Sai số gá đặt còn lạI ở nguyên công tiện tinh : erđ2=0,05.egđ=0,05.123,64=6,18 (mm) Bây giờ ta xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức Lượng dư nhỏ nhất của tiện thô: Lượngdư nhỏ nhất của tiện tinh là: Cột kích thước tính toán được xác định như sau: ta lấy kích thước cuối cùng trừ đi lượng dư khi tiện tinh , ta sẽ được kích thước khi tiện thô ,sau đó lấy kích thước tiện thô trừ đi lượng dư tiện thô ta sẽ được kích thước phôI : D1=42,025-0,125 =41,9 (mm) Kích thước phôi : D1=41,9-1,7= 40,2 (mm) Dung sai tứng nguyên công theo bảng 3 Dung sai tiện tinh :d=50 (mm) tiện thô d=170 (mm) Dung sai phôi d=400(mm) Cột kích thước giớ hạn được tính Sau tiện tinh dmax=42,025 (mm) Dmin =42,025-0,05=41,975 Sau tiện thô dmax=41,9 Dmin=41,9 –0,17=41,13 (mm) Lượng dư giới hạn khi tiện tinh: 2.Zmin=41,9-40,2 =1,7 (mm) 2.Zmax=41,73 –39,8 =1,87 (mm) Lượng dư khi tiện thô: 2.Zmin=41,9 –40,2 =1,7 (mm) 2.Zmax=41,73 – 39,8=1,93 (mm). Lượng dư tổng cộng: 2.Ztmin=0,5+1,7 =2,2 (mm) 2.Ztmax=1,85+1,87 =3,72 (mm) 7, Tính chế độ cắt của một bề nào đó, còn tất cả các bề mặt khác của chi tiết tra trong sổ tay CNCTM. Nguyên công tính chế độ cắt trùng với nguyên công thiết kế đổ gá. Nguyên công V tiện mặt đầu và lỗ giữa của chi tiết càng gạt nhằm đạt kích thước f42±0,25 và cấp nhẵn bóng Ra=2,5 (mm) đối với tiện lỗ trong; kích thước là 12 (mm) và cấp nhẵn bóng Ra =10 (mm) đối với tiện mặt đầu.Ta có các thông số đầu vào: Tiện trên máy tiện vạn năng nằm ngang 1A62 với công suất là N =3 (kw).Tiện bằng dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng có các kích thước sau: Tiết diện có h=25 (mm) , b =16 (mm) chiều dàI L=140 (mm). Dao tiện lỗ ta chọn dao có góc nghiêng chính j =600 gắn mảnh hợp kim cứng và có các thông số b=16 (mm) , h=16 (mm), L=120á140 (mm), P=25 (mm) (sổ tay CNCTM tập 2). Tấc độ cắt khi tiện: Trong đó: t la chiều sâu cắt t=0,4 (mm) S là lượng chạy dao S =0,2 (mm/vòng) T là tuổi bền của dao:T=60 phút (sử dụng một dao ) Theo bảng 5-17 có Cv=262,8; x=0,135; y=0,18; m=0,18 Kv là tích số của nhiếu hệ số : Kv=Kmv.Knv.Kuv.K Trong đó: Kmv: là hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công theo bảng 1-5 Kmv=(190/HB)nv=1 Knv: là hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt gia công theo bảng 5-5 có Knv=0,85. Kuv : là hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ theo bảng 5-6 thì Kuv=1. V=262,8.0,85/600,18.0,40,135.0,20,18=162 m/phút Lực cắt khi tiện: Trong đó : Cp và x,y,n là các hệ số tuỳ tho điều kiện gia công và cho từng loại lực cắt . Theo bảng 5-23 ta có : Pz: Cp=92; x=1,0; y=0,75; n=0 Px: Cp=54; x=0,9 ; y=0,75; n=0 Py: Cp=46; x=1,0; y=0,4; n=0 KP= KmP.KjP.KgP.KlP.KrP Trong đó : KmP=(HB/190)n=(190/190)n=1 Các hệ số còn lạI cho trong bảng dưới: PZ PY PX j = 60 kjp 0,94 0,77 1,11 g = 10 kgp 1 1,0 1,0 l = 15 klp 1 1,7 0,85 r = 1 krp 0,93 0,82 1,0 Từ đó ta tính được: Pz=96,2 (N) Py=103,7 (N) Px=67 (N) ịCông suất máy: N=Pz.V/1020.60 =0,25 (kw) 8, tính thời gian cơ bản Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên côngđược xác định theo công thức sau đây: 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 thước và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể được thực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trường hợp gia công cụ thể có công thức tính tương ứng). Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thước của chi tiết ...). Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giá trị gần đúng Tp = 10%To. Tpv – Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, mài dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ (Tpvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To). Ttn – Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%To). Thời gian cơ bản được xác định theo công thức l: Chiều dài chi tiết gia công. l1: chiều dài đoạn ăn dao (mm). l2: chiều dài đoạn thoát dao (mm). S: lượng chạy dao trong một vòng chi tiết. n: số vòng quay số hay hành trình kép trong một phút. - Có thể xác định bằng công thức gần đúng : +theo bảng 33 ( hướng dẫn thiết kế ĐACNCTM ) T01=0,004.L Với L là chiều dài đoạn gia công T01=0,004.L = 0,004.(2.33+62) =0,512 (phút) T02 =0,004.L =0,004.33.2 =0,264 (phút) Do nguyên công ba gồm bốn giai đoạn khoan ,khoét, doa, vát mép nên ta có thời gian gia công là: T03=T0k+T0kh+T0d+Tvm Tok: thời gian cơ bản khi khoan. T0k=0,00052.d.L ịT0k=0,00052.14,25.35 = 0,26 (phút) T0khlà thời gian cơ bản khi khoét: T0kh=0,00021.d.L ịT0kh= 0,00021.15,85.35 =0,12 (mm) T0d: là thời gian cơ bản khi doa: T0d=0,00043.d.L ịT0d=0,00043.16.35=0,48 (phút) T0v: thời gia cơ bản khi vát mép : l1=(0,5á 2) (mm) ịT0v=(35+1)/ T04= T0d+T0l T0d: là thời gian cơ bản khi tiện mặt đầu: T0d=0,000052.D2 ịT0d=0,000052. 622 =0,2 (phút) T0l: thời gian cơ bản khi tiện lỗ: T0l=0,00018.d.l ịT0l=0,00018.42.12 =0,09 (phút) T05 thời gian cơ bản khi xọc T06:thời gian cơ bản khi phay cắt đứt: H=2á5 (mm) B=3á10 (mm) ịT06=(12+3+5)/0,07.107=2,67 (phút). 9: tính và thiết kế đồ gá. Thiết kế đồ gá tuân theo các bước sau đây: 6.1 Xác địng kích thước của bàn máy và khoảng từ bàn máy tới trục chính đó là những yêu cầu cần thiêt khi tính toán thiết kế đồ. 6.2 Xác định phương pháp định vị. Do yêu cầu lỗ giữa cần đảm bảo độ song song với hai lỗ bên và độ vuông góc với hai mặt đầu của chi tiết , nên ta sử dụng cơ cấu định vị là mặt đáy định vị ba bậc tự do, hai lỗ bên đã gia công định vị ba bậc tự do còn lạI (một lỗ định vị một bậc tự do bằng chốt côn và lỗ còn lại định vị hai bậc tự do bằng chốt trụ ngắn ). Đồng thời kẹp chặt bằng cơ cấu bu lông tỳ nên thành trên của càng gạt. 6.3 Trong trường hợp có phôi để gia công cụ thể thì cần xác định kích thước thực của bề mặt dùng làm chuẩn để tư đó chọn kết cấu định vị cho hợp lý:định vị nên hai mặt đầu ở hai bên của càng gạt là chuẩn tinh có kích thườc của hai phiến tỳ tròn là f và chốt chám , chốt trụ ngắn là chuẩn tinh có kích thước f16 (mm) (ứng với chốt trụ ngắn). Sử dụng cơ cấu bu lông đai ốc để kẹp chặt (trong đó bu lông gắn liền với chốt côn và chốt trụ ). Đây là cơ cấu kẹp cố định. 6.4 Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ 1:1). Đường bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch. Việc thể hiện hai hoặc ba hình chiếu là tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá. Hình chiếu thứ nhất của chi tiết phải được thể hiện đúng vị trí đang gia công trên máy. 6.5 Xác định phương chiều điểm dặt của lưc cắt. Khi tiện lỗ f42 có các lực cắt sau: Lực Px: Có điểm đặt tại vị trí đầu của mũi dao cắt và chiều của Px hướng theo chiều tiến của dao. Lực PY : Có đIểm đặt tại vị trí ăn dao và chiều của PY hướng theo hướng vuông góc với thành chi tiết. Lực Pz: Có đIểm đặt tại vị trí ăn dao và chiều của Pz hướng theo chiều tiếp tuyến của lỗ. Các giá trị của chúng là: Px=67 (N). PY=103,7 (N) Pz = 96,2 (N) (các giá trị này đã được tính ở trên) 6.6 Tính lực kẹp cần thiết. Khi tiện ta thấy:Lực kẹp cần thiết để kẹp chặt khi tiện trong của lỗ giữa lớn hơn lực kẹp cần thiết khi tiện mặt đầu .Do đó khi tính lực kẹp chỉ cần tính lực kẹp khi tiện trong của lỗ giữa là đủ. Dựa vào sơ đồ cắt ta có thể xác định được các phương trình sau: ĐIều kiện để chi tiết khi kẹp không bị dịch chuyển khi có lực cắt Pz khi tiện là M1³ M2: trong đó f: là hệ số ma sát giữa tấm đệm và phôi. f=0,12. D1: đường kính ttrong của phôi. D1=42 (mm). D: là đường kính ngoàI của vòng đệm D=24 (mm) d: là đường kính của chốt hay trục gá d=16 (mm). M1: là mômen được tạo ra do lực kẹp của đai ốc khi kẹp vào mặt đầu của phôi. M2: lả mômen sinh ra khi tiện trong lỗ giữa . K: là hệ số an toàn có tinh đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công. Hệ số Ktrong từng đIều kiện gia công cụ thể được tính như sau: K = K0. K1. K2. K3. K4. K5. K6 Trong đó: K0 : Hệ số an toàn trong mọi trường hợp K0 = 1,5á2; K1 : Hệ số kể đến lượng dư không đều trong trường hợp gia công thô K1 = 1,2; K2 : Hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt, K2 = 1á1,9; K3 : Hệ số kể đến vì cắt không liên tục làm tăng lực cắt, K3 = 1; K4 : Hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định khi kẹp bằng tay, K4 = 1,3; K5 : Hệ số kể đến vị trí của tay quay của cơ cấu kẹp có thuận tiện không, khi kẹp chặt bằng tay góc quay < 90o K5 = 1; K6 : Hệ số kể đến mômen lật phôi quay điểm tựa, khi định vị trên các phiến tỳ K6 = 1,5; K = K0. K1. K2. K3. K4. K5. K6 = 1,5.1,2.1,5.1.1,3.1.1,5 = 5,26 Do đó: W =2.K.Pz.D1/(D+d).f =2.5,26.42.96,2/(24+16).0,12 = 11806,95(N). 6.7 Chọn cơ cấu kẹp chăt. Vậy để kẹp chặt thân đồ gá vào trục chính của máy tiện bằng chế độ lắp then và bu lông