Đồ án Thiết kế chế tạo máy xé điếu thuốc phế phẩm (Thu hồi sợi thuốc của điếu thuốc phế phẩm) và Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục chính máy xé điếu

> 1 => Zε được xác định bằng hệ thức Zε = , với εα là hệ số trùng khớp ngang : => Zε = = 0,7759 - KH : Hệ số tải trọng KH = KHβ .KHα . KHv Đường kính vòng lăn bánh nhỏ : dw3 = 56,364 (mm) => vận tốc vòng v3 = (m/s) tra bảng 6.13, với v < 4 (m/s) ta chọn cấp chính xác 9 KHβ : hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng Tra bảng 6.7 ta được KHβ = 1,13 KHα : hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp. Tra bảng 6.14 => KHα = 1,13 KHv : hệ số xét đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp KHv = Với vH = Trong đó : dH : trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta có : dH =0,002 go : hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng, tra bảng 6.16 ta có go= 73 => => KHv = = 1,0126 => KH = KHβ .KHα . KHv = 1,13 . 1,13 . 1,0126 = 1,293 Từ các thông số trên ta tính được : (MPa) * Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [sH] = [sH]. ZRZVKxH Với v = 0,9308 (m/s) < 5 (m/s) ị lấy ZV = 1. Cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8. Khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 ữ 1,25 (mm). Do đó ZR = 0,95, với da< 700 (mm) ị KxH = 1 ị [sH] = 495,4 . 1 . 0,95 . 1 = 470,63 (MPa). Như vậy sH [sH], răng thoả mãn độ bền tiếp xúc. 2.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Để răng đảm bảo độ bền uốn thì răng phải thoả mãn yêu cầu sF [sF] sF3 = 2.T3.KFYeYbYF3/( bwdw3.m) sF4 = sF3YF4/YF3 Trong đó : T3 : mômen xoắn trên bánh chủ động, T3 = 86343,585 (N.mm) m : môđul pháp, m = 1,5 (mm) bw : chiều rộng vành răng, bw = 32 (mm) dw3 : đường kính vòng lăn bánh chủ động, dw3 = 36,364 (mm) Yε = 1/εα : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , Yε = 1/εα = 1/1,661 = 0,602 Yβ : hệ số kể đến độ nghiêng của răng, Yβ = 1- β0/140 = 1- 12,6289/140 = 0,91 YF3 , YF4 : hệ số dạng răng của bánh 3 và bánh 4, phụ thuộc vào số răng tương đương Ztđ3 và Ztđ4 : Ztđ3 = Z3/cos3b = 22/(0,9758)3 = 23,678 Ztđ4 = Z4/cos3b = 99/(0,9758)3 = 106,55 tra bảng 6.18, ta có YF3= 4,00 ; YF4= 3,60 KF : hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KFb.KFa.KFv KFb = 1,3 (tra bảng 6.7 với Ψbd = 1,166) KFa = 1,37 (tra bảng 6.14 với v < 2,5 m/s, cấp chính xác 9) với go= 73 (bảng 6.16, cấp chính xác 9) dF =0,006 (bảng 6.15, dạng răng nghiêng) => => => KF = KFb . KFa . KFv = 1,3 . 1,37 . 1,0272 = 1,829 Thay các thông số trên vào công thức tính ứng suất uốn ta được : sF3 = 2 . 86343,585 .1,829 . 0,602 . 0,91 . 4 / (62. 56,364 . 2,5) = 79,22 (MPa) sF4 = sF3 . YF4 / YF3 = 79,22 . 3,6 / 4 = 71,298 (MPa) Ta thấy điều kiện về độ bền uốn của bánh răng được thoả mãn : sF3 < [sF3] =252 (MPa), sF4< [sF4] = 236,57 (Mpa) Như vậy bánh răng đảm bảo về độ bền uốn . 2.1.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải. Hệ số quá tải Kqt = Tmax/ T = 1,4 sHmax = sH . (Mpa) < [sH]max sF3max = sF3. Kqt = 79,22. 1,4 = 119,908 (Mpa) sF4 max = sF4. Kqt = 71,298. 1,4 = 99,817 (Mpa) Như vậy sFmax < [sF]max ; sHmax < [sH]max , răng đảm bảo điều kiện quá tải. Kết luận : Bộ truyền cấp chậm làm việc an toàn. 2.2 Tính toán bộ truyền cấp nhanh Đối với hộp giảm tốc đồng trục thì các thông số của bộ truyền cấp nhanh lấy giống các thông số của bộ truyền cấp chậm. Riêng chiều rộng của bánh răng bộ truyền cấp nhanh lấy nhỏ hơn chiều rộng răng của bộ truyền cấp chậm, cho nên vật liệu chế tạo bánh răng cấp nhanh cũng không đòi hỏi yêu cầu cao như ở cấp chậm. 2.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng cấp nhanh Vật liệu chế tạo bánh răng cấp nhanh có thể chọn thép 45 thường hoá đạt các chỉ tiêu sau : HB1 = 190 (HB) ; σb1 = 600 (MPa) ; σch1 = 340 (MPa) HB2 = 170 (HB) ; σb2 = 600 (MPa) ; σch2 = 340 (MPa) 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép - ứng suất tiếp xúc cho phép : Chọn sơ bộ ZRZVKxH = 1 ị SH : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc __ SH =1,1. : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở : = 2HB + 70 ị s*Hlim1 = 450 (MPa); s*Hlim2 = 410 (MPa) KHL : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng : KHL= mH : Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc __ mH = 6 . NHO : Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. NHO = 30.H HHB : độ rắn Brinen. NHO2 = 30 . 1702,4 = 0,764 .107 NHE : Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay. Ti , ni , ti : Lần lượt là mômen xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng j đang xét. nhận thấy : NHE1 > NHO1 , NHE2 > NHO2 => lấy NHE = NHO để tính, => KHL1 = KHL2 = 1 Thay các thông số trên vào công thức tính ứng suất tiếp xúc cho phép : ị [sH]1 = (MPa) ; [sH]2= (MPa) Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng nghiêng nên trị số [sH] được lấy theo giá trị trung bình của [σH1] và [σH2] : (MPa) - ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải của mỗi bánh răng Bánh 1 : [sH1 ]max = 2,8 . sch1 = 2,8 . 340 = 952 (MPa) Bánh 2 : [sH2 ]max = 2,8 . sch2 = 2,8 . 340 = 952 (MPa) Vậy ta chọn [sH ]max = 952 (MPa) - ứng suất uốn cho phép : với m = 2,5 => YS = 1,08 – 0,0685.ln(2,5) = 1,0163 ; YR = 1 (bánh răng phay) ; KxF = 1 (đối với bánh răng có da < 400 mm) : ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở Tra bảng 6.2 : s°F lim = 1,8HB s°F lim1 = 1,8 . 190 = 342 (MPa). s°F lim2 = 1,8 . 170 = 306 (MPa). SF : Hệ số an toàn khi tính về uốn . Bảng 6.2, ta có SF = 1,75 KFC : hệ số xét đến ảnh hưởng của đặt tải. Với tải trọng một phía => KFC = 1 KFL : hệ số tuổi thọ KFL= mF : bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn , mF = 6 với HB <350 hoặc có mài lượn chân răng. NFO : Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. NFO = 4.106 đối với tất cả các loại thép NEE : Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. Ta có : NFE > NFO => để tính toán ta lấy NFE = NFO => KFL1 = KFL2 = 1 Thay vào công thức trên ta tính được : [sF1] = 342 . 1 . 1,0163 . 1 . 1/ 1,75 = 198,614 (MPa) [sF2] = 306 . 1 . 1,0163 . 1 . 1/ 1,75 = 177,707 (MPa) - ứng suất uốn cho phép khi quá tải : [sF1 ]max = [sF2 ]max = 0,8 . sch1 = 0,8 . 340 = 272 (MPa) 2.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. Với bộ truyền cấp nhanh, chọn Ψba = 0,3 , ta có chiều rộng bánh răng bw = Ψba.aw = 0,3 . 155 = 46,5 (mm) Để bánh răng đảm bảo về độ bền tiếp xúc thì cần phải thoả mãn điều kiện sau sH [sH] sH = ZM ZH Ze ; Trong đó : ZM = 274 (MPa) ZH = 1,7288 bw = 46,5 (mm) => εβ = bw sinβ / πm = 46,5 sin12,6289/ (3,14.2,5) = 1,295 εβ > 1 => Ze = 0,7759 dw1 = 56,364 (mm) T1 = 19773 (Nmm) KH = KHb. KHv . KHa Với KHb = 1,05 (bảng 6.7) KHa = 1,09 (bảng 6.14) Vận tốc bánh dẫn 1 : v1 = (m/s) tra bảng 6.13 với 4 < v <10 (m/s), ta chọn cấp chính xác 8 Theo bảng 6.15 => dH = 0,002 Tra bảng 6.16 chọn go = 56 Theo công thức 6.42 => KH = KHb . KHv . KHa = 1,05 . 1,09 . 1,1594 = 1,3269 Thay các giá trị trên vào công thức tính ứng suất tiếp xúc : sH = 274 .1,7288 . 0,7759. = 242,169 (MPa) Ta thấy sH [sH] , như vậy bánh răng thoả mãn độ bền tiếp xúc. 2.2.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Để răng đảm bảo độ bền uốn thì răng phải thoả mãn yêu cầu sF [sF] sF1 = 2.T1.KFYeYbYF1/( bwdw1.m) sF2 = sF1YF2/YF1 Trong đó : T1 : mômen xoắn trên bánh chủ động, T1 = 19773 (N.mm) m : môđul pháp, m = 1, (mm) bw : chiều rộng vành răng, bw = 25 (mm) dw1 : đường kính vòng lăn bánh chủ động, dw1 = 36,64 (mm) Yε = 1/εα : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , Yε = 1/εα = 1/1,661 = 0,602 Yβ : hệ số kể đến độ nghiêng của răng, Yβ = 1- β0/140 = 1- 12,6289/140 = 0,91 YF1 , YF2 : hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2, phụ thuộc vào số răng tương đương Ztđ1 và Ztđ2 : Ztđ1 = Z1/cos3b = 22/(0,9758)3 = 23,678 Ztđ2 = Z2/cos3b = 99/(0,9758)3 = 106,55 tra bảng 6.18, ta có YF1= 4,00 ; YF2= 3,60 KF : hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KFb.KFa.KFv KFb = 1,12 (tra bảng 6.7 với Ψbd = 0,8745) KFa = 1,27 (tra bảng 6.14 với 4 < v < 10 m/s, cấp chính xác 8) với go= 56 (bảng 6.16, cấp chính xác 8) dF = 0,006 (bảng 6.15, dạng răng nghiêng) => => => KF = KFb . KFa . KFv = 1,12 . 1,27 . 1,3848 = 1,9697 Thay các thông số trên vào công thức tính ứng suất uốn ta được : sF1 = 2 . 19773 .1,9697 . 0,602 . 0,91 . 4 / (46,5. 56,364 . 2,5) = 26,05 (MPa) sF2 = sF1 . YF2 / YF1 = 26,05 . 3,6 / 4 = 23,445 (MPa) Ta thấy điều kiện về độ bền uốn của bánh răng được thoả mãn : sF1 < [sF1] ; sF2< [sF2] Như vậy bánh răng đảm bảo về độ bền uốn . 2.2.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải. Hệ số quá tải Kqt = Tmax/ T = 1,4 sHmax = sH . (Mpa) sF1max = sF1. Kqt = 26,05. 1,4 = 36,47 (Mpa) sF2 max = sF2. Kqt = 23,445 . 1,4 = 32,823 (Mpa) Như vậy sFmax < [sF]max ; sHmax < [sH]max , răng đảm bảo điều kiện quá tải. Kết luận : Bộ truyền cấp nhanh làm việc an toàn. 2.2.6 Các thông số của bộ truyền Bộ truyền cấp nhanh: - Khoảng cách trục: aw1 = 105 (mm). Môđul : m = 1,5 (mm) Chiều rộng vành răng: b1 = 31 (mm) ; b2 = 26,5 (mm) Tỉ số truyền : u = 4,5. Góc nghiêng của răng : b = 12,6289o Số răng của bánh răng : Z1 = 22 , Z2 = 99. Đường kính vòng chia : d1 = 26,364 (mm) , d2 = 125,636 (mm). Đường kính đỉnh răng : da1 = 31,364 (mm) , da2 = 128,636 (mm) Đường kính đáy răng : df1 = 25,114 (mm) , df2 = 124,386 (mm) Bộ truyền cấp chậm: Khoảng cách trục: aw2 = 105 (mm) Môđul : m = 1,5 (mm) Chiều rộng vành răng : b3 = 28 (mm) ; b4 = 22 (mm) Tỉ số truyền : u = 4,5 Góc nghiêng của răng : b = 12,6289o Số răng của bánh răng : Z3 = 22 , Z4 = 99 . Đường kính vòng chia : d1 = 26,364 (mm) , d2 = 125,636 (mm). Đường kính đỉnh răng : da1 = 31,364 (mm) , da2 = 128,636 (mm) Đường kính đáy răng : df1 = 25,114 (mm) , df2 = 124,386 (mm) III Tính toán trục Trong máy xé điếu có nhiều trục nhưng ở đây ta chỉ tính toán cho trục chính, các trục khác lấy theo máy tham khảo 1. Yêu cầu đối với trục chính: + Đảm bảo độ cứng vững: Nếu trục chính không đầy đủ độ cứng vững + Độ chịu mòn cao: Các bề mặt chịu ma sát như cổ trục lắp ổ bi + Chuyển động êm, chính xác: Trục chính hoạt động với tốc độ vừa phải 360 (vg/ph) .Tuy nhiên trên trục chính lắp mâm quay có bán kính lớn nên yêu cầu về độ chính xác của trục chính khá cao. Đặc biệt yêu cầu về độ đồng tâm giữa cổ trục lắp ổ bi và cổ trục lắp mâm quay + Trên trục chỉ có các chi tiết là mâm quay ,2 ổ bi và bánh đai + Để truyền động giữa bánh đai và trục,giữa trục và mâm quay ta dùng mối ghép then + Trục chính chỉ chịu lực dọc trục do trọng lượng mâm quay gây nên ,và mômen xoắn Xuất phát từ các yêu cầu đối với trục chính và những yếu tố trên ta xác định được kết cấu trục chính như hình vẽ. Căn cứ vào: + Điều kiện làm việc của máy: Điều kiện làm việc của máy là trung bình. + Kêt cấu và hình dạng của trục như ở trên, kết cấu và hình dạng không có gì đặc biệt, trên trục lắp không nhiều chi tiết, ổ được lắp trên trục do có lực dọc trục do khối lượng của mâm nên vì vậy ta bố trí ổ đỡ chặn để hạn chế lực dọc trục. 2. Chọn vật liệu chế tạo trục: thép 45 thường hoá có sb=600 MPa, ứng suất xoắn cho phép [t]=15 á 30 MPa. 3. Xác định sơ bộ đường kính trục: Theo công thức 10.9: di= , i=1,2,3 chọn [t]=19 MPa d1===28,2 mm . Chọn d1=30mm - Xác định đường kính các đoạn trục +Trục 1: Đường kính trục lắp bánh đai d12=30 mm. Đường kính trục lắp ổ lăn: chọn theo đường kính trong của ổ lăn đã được tiêu chuẩn: d10=d11=35 mm. Đường kính trục lắp mâm quay . d13=40 mm. 4. Xác định khoảng cách gối đỡ và điểm đặt lực. Chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn trên trục bổlăn = 20 (mm) Bánh đai trong trường hợp này không dùng moayer chọn l3 = 57 mm Chiều rộng lắp mâm quay chọn l6 = 57 (mm) Chiều dài trục phần chuyển tiếp l5 = 48 (mm) Chiều dầy vai trục l2 = 13 (mm) Ta có sơ đồ điểm đặt lực như sau. Phương trình cân bằng lực như sau M1 = M2 Giải hệ phương trình trên ta được XA = 2192 (N) XB = 1078 (N) M2= 550Nm đ Ta có biểu đồ mô men như hình vẽ 5. Kiểm nghiệm bền của trục chính 5.4 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi: (kiểm nghiệm trục lắp bánh răng chủ động ) Hệ số an toàn tính theo công thức 10.19[1] sj = ssjstj ³ [s] Trong đó: [s], : hệ số an toàn cho phép, hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp Theo công thức 10.20[1] và 10.21[1] ss j= stj = Với vật liệu thép 45 có s-1 = 0,436sb = 0,436.600 = 261,6 (MPa) t-1 = 0,58s-1 = 0,58.261,6 = 151,73 (MPa) 5.4.1Kiểm nghiệm tại tiết diện 1 (vị trí lắp bánh đai) Có d4 = 30 (mm) Mx4 = 198000 (Nmm) My4 = 90120 (Nmm) T = 150.000 (Nmm) M4 = =218622 (Nmm) Vì trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng theo công thức10.22[1] sm4 = 0 sa4 = smax4 = Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động theo 10.23[1] tm4 = ta4 = = Tra bảng 9.1[1] theo d4 = 70 (mm) có kích thước then bằng như sau. b = 20 (mm), h = 12 (mm), t1 = 7,5 (mm) Theo bảng 10.6[1] đối với trục có một rãnh then: Mô men cản uốn W4 = = = 29488 Mô men cản xoắn W04 = = = 63162 đDo đó sa4 = smax4 = = 21 tm4 = ta4 = 0,5tmax = = 5,145 Theo bảng 10.7[1] với sb = 600 (MPa) ys = 0,05, yt = 0 Theo bảng 10.8[1] khi gia công tiện Ra = 2,5 á 0,63 có Kx = 1,06 Khi không dùng tăng bền bề mặt: Ky = 1 Theo bảng 10.10[1] es = 0,85 et = 0,78 Theo bảng 10.12[1] gia công then bằng dao phay ngón: Ks = 1,76 ; Kt=1,54 Vậy = = 2,07 = = 1,97 Mặt khác, theo bảng 10.11[1] với kiểu lắp k6. = 2,06 = 1,64 Chọn = 2,07 = 1,97 Do đó: Ksd 3= = = 2,13 Ktd3 = = = 2,03 Tính các giá trị: ssj = = = 5,85 stj = = = 14,53 Hệ số an toàn: sj = ssjstj = = 5,43 > [s] = 3 Vì hệ số an toàn cho phép [s] = 3 nên điều kiện bền mỏi và độ cứng của trục được thoả mãn. 6. Điều kiện kĩ thuật của trục chính: + Các bề mặt lắp ổ bi cần gia công đạt được cấp chính xác 6, độ nhám bề mặt Ra = 1,25 mm. + Độ lệch tâm của các bề mặt trụ nhỏ hơn 10 mm. Chương IV Nguyên lý hoạt động của máy xé điếu Sau khi bật công tắc nguồn điện , các động cơ cùng làm việc ,tất cả các động cơ này được điều khiển chung bằng một bộ biến tần .Nguyên liệu là các điếu thuốc phế phẩm được đổ vào thùng đựng nguyên liệu , và từ đây các điếu thuốc được băng tải mang vào mâm quay.Mâm quay được động cơ chính truyền động,và Do lực ly tâm của chuyển động tròn của mâm quay ,mang điếu thuốc lên vành mâm .Nhờ có chổi gạt gắn trên vỏ máy,được truyền động trực tiếp từ động cơ gạt điếu ,nên tại mỗi vị trí trên thành mâm chỉ có 1 điếu thuốc được vào cắt.Khi điếu thuốc chuyển động qua lưỡi dao quay tròn được nối với động cơ dao cắt qua bộ truyền đai sẽ được dao cắt dọc điếu thuốc. Sau khi điếu thuốc được cắt nhờ lực ly tâm sợi thuốc và vỏ giấy văng theo hướng tiếp tuyến với vành mâm rơi vào sàng. Sàng rung này đuợc gắn trên các nhíp đàn hồi . Chuyển động sàng thuốc do một trục lệch tâm truyền tới qua nhíp đàn hồi khác. Sàng này được đặt nghiêng 20 độ so với phương ngang .và phía dưới của mâm quay có gắn các cánh quạy tạo sức gió đẩy sơi thuốc và giây đã được cắt về cuối sàng. Và tại cuối sàng chỉ còn lại vỏ giấy,các sợi thuốc đã rơi xuống thùng lấy sản phẩm. Như vậy là từ điếu thuốc phế phẩm ta đã thu hồi lại sợi thuốc mà không làm nát vụn sơi thuốc Phần ii : công nghệ chế tạo chi tiết điển hình Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục chính I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Chi tiết cần chế tạo Chi tiết cần chế tạo là chi tiết trục chính trong máy xé điếu. Bề mặt cơ bản của chi tiết cần gia công là bề mặt tròn xoay ngoài Kết cấu của chi tiết được xếp vào loại chi tiết điển hình là trục - Kết cấu chi tiết gồm có: + Phần trụ trơn F35 dùng để lắp ổ lăn, thông thường là ổ đũa đỡ chặn (do trong quá trình làm việc bộ truyền trục chính thường phát sinh lực dọc trục lớn) + Phần trụ trơn F30 trên đó có tạo rãnh then bằng để nhận mô men xoắn từ trục khác thông qua bộ truyền đai . + Phần trụ trơn F40 trên đó lắp mâm quay . vì mâm quay hoạt động yêu cầu độ đồng tâm cao nên cần mài . trên trụ có rãnh then kín để truyền mômen cho mâm quay + Phần trụ trơn F32 lắp bạc chặn ổ lăn + Phần trụ có ren F25 để lắp đai ốc chặn bánh đai + Phần trụ có ren F20 để lắp nắp đậy mâm quay II Phân tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Từ kết cấu của chi tiết ta thấy - Ta có thể gia công chi tiết trên máy tiện T616 bằng dao phay tiện khỏa mặt đầu và mũi khoan tâm chuyên dùng - Các bậc trụ được gia công bằng dao tiện thông thường sử dụng máy vạn năng thông thường - Rãnh thoát đá mài gia công trên máy tiện thông thường sử dụng dao tiện cắt đứt - Phần ren vít gia công trên máy tiện ren T616 bằng dao tiện ren - Khoan lỗ tâm hai đầu để tạo chuẩn tinh phụ thồng nhất sử dụng. mũi khoan chuyên dùng gắn trên ụ động của máy tiện - Rãnh then được gia công trên máy phay đứng sử dụng dao phay ngón chuyên dùng. Trong trường hợp này lắp ghép bằng then kín ta không thể thay bằng rãnh then hở - Kích thước đường kính trục không giảm đều về hai phía do kết cấu của trục dẫn đến khó khăn cho quá trình thoát dao - Trục chính được chế tạo từ thép C45 - - Sau khi gia công xong ta tiến hành nhiệt luyện chi tiết nhằm nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn bằng phương pháp tôi kết hợp với ram thấp do khi đem tôi thu được độ cứng cao nhất của chi tiết, ram có tác dụng làm giảm ứng suất dư bên trong - Với chi tiết làm bằng thép C45 sau khi tôi và ram thấp thì độ cứng sẽ đạt 30 á35 HRC có khi còn có thể lên tới 52 á58 HRC có tính chống mài mòn đáng kể phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết. III Xác định dạng sản xuất. Các số liệu ban đầu Sản lượng hàng năm 100 chiếc Điều kiện sản xuất tự chọn Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xác định theo công thức sau: Trong đó N1 Số sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch m Số lượng chi tiết trong một sản phẩm (m = 1) a Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi b Lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ Chọn a = 3%, b = 5% Khối lượng Q1 được xác định theo công thức sau Q1 = V.g Với V : Thể tích của chi tiết g : Khối lượng riêng của vật liệu V = Với thép ta có g = 7,852 kg/dm3 = 0,007852 kg/cm3 đ Q1 = 0,007852.310 = 2,43 kg Tra bảng 2.6 HĐTKA ta có dạng sản xuất là loạt nhỏ Xét về mặt kỹ thuật xản xuất ở nước ta trình độ sản xuất còn thua kém nhiều nước công nghiệp khác do đó ta áp dụng phương pháp phân tán nguyên công nhằm giảm bớt số bước công nghệ trong một nguyên công và số nguyên công của quá trình công nghệ sẽ tăng lên IV Chọn phương pháp chế tạo phôi và tính toán lượng dư A: Chọn phương pháp chế tạo phôi Từ kết cấu của chi tiết ta thấy có các phương án chế tạo phôi sau Chi tiết được chế tạo từ phôi thanh tiêu chuẩn là phôi thép cán ban đầu có chiều dài chuẩn là l = 6000, F53 ta tiến hành cắt nhỏ phôi theo yêu về lượng dư gia công + Ưu điểm: Công đoạn tạo phôi cho quá trình gia công chi tiết dơn giản, được cắt ra từ phôi thanh ban đầu bằng máy cưa Không phải mất thêm chi phí cho quá trình tạo khuân + Nhược điểm: Hệ số tiêu hao vật liệu quá lớn trọng lượng phôi lớn hơn nhiều trọng lượng chi tiết + Gia công không năng suất do phải cắt đi nhiều lần Chi tiết được tạo ra từ phôi dập, quá trình dập trên khuân hở kẹp chặt + Ưu điểm: Tiết kiệm được vật liệu, tăng năng suất gia công + Tốn chi phí cho quá trình làm khuân, tính toán phôi liệu ban đầu để dập phức tạp. Chi tiết được tạo ra từ phôi đúc + Ưu điểm: Tiết kiệm được vật liệu + Nhược điểm: Độ bền không cao, thường có các khuyết tật khi đúc Tuy nhiên do kết cấu của chi tiết không quá phức tạp, dạng sản xuất là loạt nhỏ. Do đó ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi thanh . B: Tính toán lượng dư Tính toán lượng dư cho bề mặt trụ ngoài lắp ghép ổ lăn Kích thước cần đạt được , Ra = 0,8 Ta có thể thấy rằng quy trình gia công bề mặt trụ này bao gồm 4 nguyên công : Tiện thô, tiện tinh, nhiệt luyện, mài thô và mài tinh đạt kích thước theo yêu cầu Ta tính toán lượng dư cho các nguyên công gia công cơ Theo bảng 2.10[4] phôi thanh có độ nhám bề mặt Rz = 320 á 160 mm Lượng dư gia công nhỏ nhất cho bề mặt tròn xoay ngoài khi tiện thô và tiện tinh tính theo công thức Trong đó: Zmin1 : Lượng dư nhỏ nhât cho nguyên công tiện thô h0 : Chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng do bước CN cán thép để lại D0: Sai số không gian tổng cộng của quá trình tạo phôi egđ: Sai số gá đặt bước công nghệ tiện thô Vì chi tiết khi gia công cơ được gá trên hai mũi tâm nên sai số gá đặt theo phương hướng kính trong trường hợp này có thể coi bằng 0 Sai số không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau Dcong vênh = 0,15 mm/mm tra bảng 3.75[1] đ Với phôi thanh có độ chính xác nâng cao nhóm vật liệu thép M1, độ phức tạp C2 thì dung sai phôi chọn Tphôi = 3 mm Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công tiện thô là D1 = 0,06.1,282 = 77 mm Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công tiện tinh là D2 = 0,04.1,282 = 51 mm Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công mài thô là D1 = 0,02.1,282 = 25 mm đ Lượng dư nhỏ nhất cho nguyên công tiện thô là: 2Zmin1 = 2(150 + 250 + 1282) = 2. 1682 mm Lượng dư nhỏ nhất cho nguyên công tiện tinh là: 2Zmin2 = 2(50 + 50 + 77) = 2. 177 mm Lượng dư nhỏ nhất cho nguyên công mài thô là: 2Zmin3 = 2(30 + 30 + 51) = 2.111 mm Lượng dư nhỏ nhất cho nguyên công mài thô là: 2Zmin4 = 2(10 + 20 + 25) = 2.55 mm Đường kính nhỏ nhất cho các nguyên công Mài thô: dmin3 = 35,003 + 2.55 = 35,113 mm Tiện tinh: dmin2 = 35,113 + 2.111 = 35,335 mm Tiện thô: dmin1 = 35,335 + 2.177 = 35,689 mm Phôi: dphôi = 35,689 + 2.1682 = 39,053 mm Kích thước giới hạn lớn nhất Mài tinh: dmax4 = 35,003 + 0,017 = 35,02 mm Mài thô: dmax3 = 35,113 + 0,03 = 35,143 mm Tiện tinh: dmax2 = 35,335 + 0,12 = 35,455 mm Tiện thô: dmax1 = 35,689 + 0,4 = 36,089 mm Phôi: dphôi = 39,053 + 3 = 42,053 mm Xác định lượng dư lớn nhất cho các nguyên công Mài tinh: 2Zmax4 = 35,143 – 35,02 = 0,123mm Mài thô: 2Zmax3 = 35,455 – 35,143 = 0,312 mm Tiện tinh: 2Zmax2 = 36,089 – 35,455 = 0,634 mm Tiện thô: 2Zmax1 = 42,053 – 36,089 = 5,964 mm Lượng dư tổng cộng lớn nhất, nhỏ nhất Kiểm tra kết quả Mài thô 2Zmax4 – 2Zmin4 = 00,12 – 0,11 = Tmài thô - Tmà tinh = 30 – 20 = 10 mm Mài tinh 2Zmax3 – 2Zmin3 = 0,312 – 0,222 = Ttiện tinh - Tmài thô Tiện tinh 2Zmax2 – 2Zmin2 =0,634 – 0,354 = Ttiện thô -Ttiện tinh Tiện thô 2Zmax1 – 2Zmin1 = 5,964 – 3,364 = Tphôi – Ttiện thô đVậy kết quả tính toán là đúng Bảng tính toán lượng dư cho nguyên công trên Bước công nghệ Các thành phần của lượng dư Lượng dư tính toán Zmin Kích thước tính toán dti, mm Dung sai T mm Kích thước giới hạn, mm Lượng dư giới hạn, mm Rza Ha Da eb dmin dmax 2Zmin 2Zmax Phôi 150 250 1282 0 2.1682 39,053 3000 39,1 42,053 - - Tiện thô 50 50 77 0 2.177 35,689 400 35,69 36,089 3364 5964 Tiện tinh 30 30 30 0 2.111 35,335 120 35,34 35,455 354 634 Mài thô 10 20 20 0 2.55 35,113 30 35,113 35,143 222 312 Mài tinh 5 15 15 0 - 35,003 20 35,003 35,017 110 120 Tổng cộng 4050 7030 Lượng dư còn lại cho các bề mặt Tra bảng 3.31[1] ta có lượng dư của các bề mặt như sau Lượng dư cho hai mặt đầu 3 ± 0,5 mm Lượng dư cho mặt trụ gia công ren vít 2,2 ± 0,5 mm Lượng dư cho mặt trụ làm vai trục 1,8 ± 0,2 mm Lượng dư cho mặt trụ F28 là: 1,5 ± 0,2 mm V Lập thứ tự các nguyên công ( vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt, chọn máy chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao và chi tiết) Nguyên công 1: Cưa phôi từ phôi thanh ban đầu ,đạt chiều dài 254 ±0.5 Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt: Gá đặt: Định vị : Chuẩn định vị là mặt bên của ê tô Kẹp chặt: kẹp chặt do cơ cấu kẹp của ê tô thực hiện Chọn máy: Theo bảng 9.48 ta chọn máy như sau Máy cưa 8544 của Nga thông số kỹ thuật sau Chiều dài hành trình khung cưa 140 (mm) Tốc độ cưa 85 và 120 hành trình kép /phút Nguyên công 2: Khoả mặt khoan tâm được thực hiện ở hai lần gá đặt Lần gá đặt thứ nhất Bước 1 Khỏa mặt đầu của một đầu trục Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt: Gá đặt: Định vị : Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài Kẹp chặt: kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, hạn chế 4 bậc tự do. Chọn máy: Theo bảng 9.3 [3] ta chọn máy như sau Máy tiện ren vít vạn năng T616 do nhà máy cơ khí Hà Nội sản xuất có các thông số kỹ thuật sau Đường kính gia công lớn nhất của chi tiết 320 (mm) Khoảng cách giữa hai mũi tâm 750 (mm) Số cấp tốc độ trục chính tiện: 12 Số vòng quay của trục chính 44 á 1980 v/p Công suất động cơ 4,5 KW Chọn dao:: dùng dao tiện mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Dao tiện mặt đầu thân cong, kích thước dao 25x16x45o. Bề mặt sau khi phay đạt cấp chính xác 11 độ nhám bề mặt Rz = 32mm Gia công hai lần với lượng dư: + tiện thô: Zb=1,2(mm). + Tiện tinh: Zb= 0,8(mm) Độ nhám bề mặt Rz = 32mm Chế độ cắt: Chiều sâu cắt :lấy bằng lượng dư gia công theo một phía + tiện thô: t =1,2(mm). + Tiện tinh: t = 0,8(mm) Lượng chạy dao: Theo bảng 5-72 trang 64 (Sổ tay CNCTM) ta có: lượng chạy dao cho tiện mặt đầu: Tiện thô : S = 0,2 (mm/vòng). Tiện tinh: S = 0,1(mm/vong). Tốc độ cắt: Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (Sổ tay CNCTM) Tiện mặt đầu: Vb= 59(m/ph). ị Vt = Vb. K1.K2.K3. Trong đó: K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=0,83. K2: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2=0,8. K3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao. Với dao BK8 thì K3=1. ị Vt = 59 . 0,83 . 0,8 . 1 = 39,176 (m/ph). ị nt = Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j được xác định theo công thức sau chọn theo máy có: nm= 400 (v/ph). Tốc độ cắt thực tế là: ị Bước2 khoan tâm tạo chuẩn tinh phụ thống nhất Chọn dao Mũi khoan tâm đuôi trụ, vật liệu T15K6 có kích thước như sau d = 5mm, L = 132 mm, l = 87 mm Chế độ cắt Theo bảng 5.86[2] chọn Svòng = 0,2 mm/vòng Tốc độ cắt khi khoan Vc = 32 mm/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 Trong đó K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,8 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 32.0,9.0,8 = 23,04 m/p Số vòng quay tính toán là: Theo máy chuẩn ta chọn nm = 1400 v/phút Tốc độ cắt thực tế là: Bước3 Tạo chuẩn tinh cho lần tạo lỗ tâm mặt đầu còn lại, Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 0,5 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Lần gá đặi thứ 2 hoàn toàn giống lần gá đặt thứ nhất, với bước công nghệ tương tự Thời gian nguyên công 1 Thời gian tiên khỏa mặt đầu (phút). L3 = 3 (mm). Sthô= Stinh= 0,2(mm/phút). nthô= ntinh = 400 (v/ph). ị T0 thô =T0 tinh = (phút). Thời gian khoan tâm (phút) N số vòng quay của mũi khoan = 1400 v/p Svòng = 0,2 mm/vòng đ Tổng thời gian cơ bản cho nguyên công 1 là Nguyên công 3 Tiện thô trục gồm hai lần gá đặt Lần gá đặt thứ nhất: Tiện thô một đầu trục đạt kích thước 173 0,1 Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt: Định vị : Mũi tâm lắp trên trục chính khống chế 3 bậc tự do Mũi tâm lắp trên ụ động khống chế 2 bậc tự do Kẹp chặt: Nhờ cơ cấu định vị Mômen xoắn truyền thông qua cặp tốc Chọn máy: Theo bảng 9.3 [3] ta chọn máy như sau Máy tiện ren vít vạn năng T616 do nhà máy cơ khí Hà Nội sản xuất có các thông số kỹ thuật sau Đường kính gia công lớn nhất của chi tiết 320 (mm) Khoảng cách giữa hai mũi tâm 750 (mm) Số cấp tốc độ trục chính tiện: 12 Số vòng quay của trục chính 44 á 1980 v/p Công suất động cơ 4,5 KW Chọn dao: Theo bảng 4.6 [1] ta chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900 có kích thước như sau H = 16 mm, b = 10 mm, L = 100 mm, n = 4 mm, l = 10 mm, r = 0,5 mm Độ nhám bề mặt Rz = 240mm Các bước công nghệ Bước 1 : Tiện thô đường kính F32 mm từ phôi ban đầu có đường kính F43,6 mm đạt được kích thước F33,6 mm ( như lần gá đặt thứ nhất) Bước 2 : Tiện thô đường kính F40 mm từ phôi ban đầu có đường kính F43,6 mm đạt được kích thước F40,8 mm ( như lần gá đặt thứ nhất) Bước 3 : Tiện thô đường kính F32 mm từ lần tiện trước mm đạt được kích thước F32,8 mm Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 1,2 mm Theo bảng 5.60 [2] ta chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.63[2] chọn Vcắt = 62 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 62.0,9.0,85.1 = 44,64 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 555 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Bước 4 : Tiện thô đường kính F25 mm từ phôi ban đầu có đường kính F31 đạt được kích thước F25,8 Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng hai lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 1,3 mm Theo bảng 5.60 [2] ta chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.63[2] chọn Vcắt = 62 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 62.0,9.0,85.1 = 44,64 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 555 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Thời gian nguyên công cho lần gá đặt thư hai Tiện thô F35: Tiện thô F40: Tiện thô F32: Tiện thô F25: Thời gian cho lần gá đặt1 là: Thời gian cơ bản cho nguyên công tiện thô là ST = TS1 + TS2 = 0,9 + 2,01 = 2,91 phút Lần gá đặt thứ 2: Tiện thô đầu trục còn lại Bước 1 : Tiện thô đường kính F40 mm từ phôi ban đầu có đường kính F52 đạt được kích thước F40,8 Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng bốn lần chuyển dao với chiều sâu cắt lần lượt là t = 2 mm, t = 1,6 mm Gia công đạt kích thước theo chiều dài trục là 173 ± 0,1 mm Theo bảng 5.60 [2] ta chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.63[2] chọn Vcắt = 75 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,8 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 75.0,9.0,8.1 = 54 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 500 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Bước 2 : Tiện thô đường kính F2 0mm từ lần tiện trước đạt được kích thước F20,8 mm Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 1,4 mm Theo bảng 5.60 [2] ta chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.63[2] chọn Vcắt = 62 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 62.0,9.0,85.1 = 44,64 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 355 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Thời gian nguyên công cho lần gá đặt thứ nhât Tiện thô F35: Tiện thô F40: Thời gian cho lần gá đặt1 là: Nguyên công 4 : Tiện tinh trục gồm hai lần gá đặt Lần gá đặt thứ nhất: Tiện tinh một đầu trục đạt kích thước theo yêu cầu về chiều dài và đường kính Lần gá đặt thứ nhất: Tiện tinh đầu trục còn lại đạt kích thước theo yêu cầu về chiều dài và đường kính Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt: Định vị : Mũi tâm lắp trên trục chính khống chế 3 bậc tự do Mũi tâm lắp trên ụ động khống chế 2 bậc tự do Kẹp chặt: Nhờ cơ cấu định vị Mômen xoắn truyền thông qua cặp tốc Chọn máy: Chọn máy tiện T616 có các thông số kỹ thuật sau Theo bảng 9.3 [3] ta chọn máy như sau Máy tiện ren vít vạn năng T616 do nhà máy cơ khí Hà Nội sản xuất có các thông số kỹ thuật sau Đường kính gia công lớn nhất của chi tiết 320 (mm) Khoảng cách giữa hai mũi tâm 750 (mm) Số cấp tốc độ trục chính tiện: 12 Số vòng quay của trục chính 44 á 1980 v/p Công suất động cơ 4,5 KW Chọn dao: Chọn dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh hợp kim cứng có goc nghiêng chính j = 900 Kích thước của dao tiện như sau H = 16 mm, b = 10 mm, L = 100 mm, n = 4 mm, l = 10 mm, r = 0,5 mm Các bước công nghệ Lần gá đặt thứ nhất Bước 1 : Tiện tinh đường kính F35 mm từ phôi ban đầu có đường kính F36,4 mm đạt được kích thước F35,4 mm Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt lần lượt là t = 0,5 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Bước 2 : Tiện tinh đường kính F40 mm từ phôi ban đầu có đường kính F40,8 mm đạt được kích thước F40 ± 0,1 mm Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 0,4 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Bước 3 : Tiện tinh đường kính F35 mm từ phôi ban đầu có đường kính F36,4 mm đạt được kích thước F35 ± 0,1 mm Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 0,7 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Bước 4: Vát mép Sử dụng dao tiện ngoài thân thẳng có góc nghiêng chính j = 450, h = 20 mm, b = 12 mm, L = 100 mm, l = 12 mm, r = 1 mm Bước 5: Tiện rãnh thoát đá mài Sử dụng dao tiện cắt đứt có: H = 10 mm, B = 10 mm, L = 100 mm, l = 30 mm, a = 3 mm, r = 0,2 mm Thời gian nguyên công cho lần gá đặt thứ nhât Tiện tinh lắp ổ lăn F35: Tiện tinh F35: Tiện tinh F40: Thời gian cho lần gá đặt1 là: Lần gá đặt thứ hai Bước 1 : Tiện tinh đường kính F33 mm từ phôi ban đầu có đường kính F33,6 mm đạt được kích thước F33 ± 0,1 mm ( như lần gá đặt thứ nhất) Bước 2 : Tiện tinh đường kính F35 mm từ phôi ban đầu có đường kính F36,4 mm đạt được kích thước F35,4 mm ( như lần gá đặt thứ nhất) Bước 3 : Tiện tinh đường kính F40 mm từ phôi ban đầu có đường kính F40,8 mm đạt được kích thước F40 ± 0,1 mm ( như lần gá đặt thứ nhất) Bước 4 : Tiện tinh đường kính F30 mm từ phôi ban đầu có đường kính F28,6 mm đạt được kích thước F28 ± 0,1 mm Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 0,3 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Bước 5 : Tiện tinh đường kính F25 mm từ phôi ban đầu có đường kính F25,8 mm đạt được kích thước F25,4 Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 0,3 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Bước 6: Vát mép Sử dụng dao tiện ngoài thân thẳng có góc nghiêng chính j = 450, h = 20 mm, b = 12 mm, L = 100 mm, l = 12 mm, r = 1 mm Bước 7: Tiện rãnh thoát đá mài Sử dụng dao tiện cắt đứt có: H = 10 mm, B = 10 mm, L = 100 mm, l = 30 mm, a = 3 mm, r = 0,2 mm Thời gian nguyên công cho lần gá đặt thư hai Tiện tinh lắp ghép ổ lăn F35: Tiện tinh F32: Tiện tinh F40: Tiện tinh F30: Tiện tinh F25: Thời gian cho lần gá đặt1 là: Thời gian cơ bản cho nguyên công tiện tinh là ST = TS1 + TS2 = 0,624 + 1,378 = 2,002 phút Độ nhám bề mặt sau khi tiện tinh đạt Rz = 20 mm Nguyên công 4 Kiểm tra trung gian các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết để phân loại phế phẩm và sản phẩm Kiểm tra độ ôvan của cổ trục lắp ổ lăn F35 Ê 0,01 mm Nguyên công 5: Phay hai rãnh then trên trụ F35, và trụ F40 Phay hai rãnh then gồm 2 bước ,trong 1 lần gá đặt Bước 1 : Phay rãnh then trên mặt trụ F30 Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt: Định vị : Sử dụng 2 khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do Vai trục tựa vào khối V để khống chế bậc tự do chuyển động tịnh tiến dọc trục chi tiết Kẹp chặt: Sử dụng cơ cấu đòn kẹp ren vít Chọn máy: Sử dụng máy phay đứng 6H12 có các thông số kỹ thuật sau Theo bảng 9.38[3] Số cấp tốc độ trục chính 18 Phạm vi tốc độ trục chính 30 á 1500 v/p Công suất động cơ chính 7 KW Công suất động cơ chạy dao 1,7 KW Kích thước làm việc của bàn máy 320 x 1250 mm2 Chọn dao: Theo bảng 4.71[1] sử dụng dao phay ngón gắn mảnh hợp kim cứng D x l x L = 10 x 20 x 45 Phay đạt kích thước , , Chuyển động cữ hành trình cắt do bàn máy thực hiện Chọn chế độ cắt Chọn chiều sâu cắt là t = 4 mm Theo bảng 5.153 [2] ta chọn Srăng = 0,015 mm/răng đSvòng = 0,015.5 = 0,075 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.154[2] chọn Vcắt = 40 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,8 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 40.0,9.0,8.1 = 28,8 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy phay 6H82 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,26 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 1180 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Lượng chạy dao phút Sphút = Svòng.nm = 0,075.1180 = 88,5 mm/vòng Thời gian nguyên công Theo 5.7[4] Bước 2: phay rãnh then trên mặt trụ F40 Chọn dao: Theo bảng 4.71[1] sử dụng dao phay ngón gắn mảnh hợp kim cứng D x l x L = 12 x 20 x 45 Phay đạt kích thước , , Chuyển động cữ hành trình cắt do bàn máy thực hiện Chọn chế độ cắt Chọn chiều sâu cắt là t = 4 mm Theo bảng 5.153 [2] ta chọn Srăng = 0,015 mm/răng đSvòng = 0,015.5 = 0,075 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.154[2] chọn Vcắt = 40 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,8 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 40.0,9.0,8.1 = 28,8 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy phay 6H82 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,26 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 1180 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Lượng chạy dao phút Sphút = Svòng.nm = 0,075.1180 = 88,5 mm/vòng Thời gian nguyên công Theo 5.7[4] Nguyên công 7: Gia công phần ren của trục vít Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt: Định vị : Mũi tâm lắp trên trục chính khống chế 3 bậc tự do Mũi tâm lắp trên ụ động khống chế 2 bậc tự do Kẹp chặt: Nhờ cơ cấu định vị Mômen xoắn truyền thông qua cặp tốc Chọn máy: Theo bảng 9.3 [3] ta chọn máy như sau Máy tiện ren vít vạn năng T616 do nhà máy cơ khí Hà Nội sản xuất có các thông số kỹ thuật sau Đường kính gia công lớn nhất của chi tiết 320 (mm) Khoảng cách giữa hai mũi tâm 750 (mm) Số cấp tốc độ trục chính tiện: 12 Số vòng quay của trục chính 44 á 1980 v/p Công suất động cơ 4,5 KW Các bước công nghệ Bước 1 : Tiện thô đường kính F25 mm từ lần tiện trước đạt kích thước F25,8 Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt lần lượt là t = 1,5 mm Theo bảng 5.60 [2] ta chọn Svòng = 0,34 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.63[2] chọn Vcắt = 75 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,8 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 75.0,9.0,8.1 = 54 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 500 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Thời gian tiện thô Bước 2 : Tiện tinh đường kính F25 mm từ đường kính F25,8 mm đạt được kích thước F52 ± 0,1 Chọn chế độ cắt Thực hiện bằng một lần chuyển dao với chiều sâu cắt là t = 0,7 mm Theo bảng 5.62 [2] ta chọn Svòng = 0,18 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.62[2] chọn Vcắt = 100 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 100.0,9.0,85.1 = 76,5 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Công bội j của chuỗi số vòng quay trục chính được xác định theo công thức sau Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 710 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Thời gian tiện tinh Bước 3: Vát mép Sử dụng dao tiện ngoài thân thẳng có góc nghiêng chính j = 450, góc nghiêng phụ j1 = 450 h = 20 mm, b = 12 mm, L = 100 mm, l = 12 mm, r = 1 mm Bước 4: Tiện ren Theo 4.12[1] Chọn dao tiện ren gắn mảnh hợp kim cứng có các thông số sau h = 32 mm, b = 20 mm, L = 170 mm, n = 5 mm, l = 10 mm Chế độ cắt Theo bảng 5.71 [2] ta chọn Svòng = 0,04 mm/vòng Tốc độ cắt khi phay tra bảng 5.71[2] chọn Vcắt = 27 m/phút Theo công thức Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 K1 = 0,9 Bảng 5.3[2] Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và độ cứng của nó K2 = 0,85 Bảng 5.5[2] Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi K3 = 1 Bảng 5.6[2] Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt đ Vtính toán = Vcắt .K1.K2.K3 = 27.0,9.0,85.1 = 20,655 m/p Số vòng quay của trục chính tính theo công thức Chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính máy tiện T616 tuân theo cấp số nhân với công bội j = 1,41 Theo máy chuẩn ta chọn nm = 125 v/ phút Tốc độ cắt thực tế là: Thời gian nguyên công lần tiện ren vít Thời gian nguyên công 7 là TS = Tcb1+Tcb3+Tcb4 = 5,795 phút Nguyên công 7:Nhiệt luyện Theo yêu cầu chi tiết được nhiệt luyện đạt độ cứng 30 – 50 HRC. Ta thấy bề mặt quan trọng cần độ chống mài mòn cao là bề mặt lắp ổ lăn đ Ta tiến hành biện pháp nhiệt luyện là tôi cao tần bằng vòng cảm ứng. Thép C45 có 0,4%C, do đó nhiệt độ tôi thép chọn giống như nhiệt độ tôi thép cácbon thường và tiến hành tôi hoàn toàn Ttôi = Ac3 + 30 á 50 0 C Tổ chức sau khi tôi nhận được máctenxit và au dư Đồ thị biểu diễn mối quan hệ nhiệt độ và thời gian như sau. Nguyên công 8: Làm sạch ba via , mài sửa lại lỗ tâm,sau khi nhiệt luyện Để sửa lại lỗ tâm ta cho gá trục lên lỗ chống tâm và dao sửa lỗ tâm. rồi quay chi tiết xong quay đầu chi tiết để sửa lỗ còn lại Nguyên công 9: Mài tinh các cổ trục Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt Định vị : Mũi tâm lắp trên trục chính khống chế 3 bậc tự do Mũi tâm lắp trên ụ động khống chế 2 bậc tự do Kẹp chặt: Nhờ cơ cấu định vị Mômen xoắn truyền thông qua cặp tốc Chọn máy: Theo P3016[4] chọn máy mài tròn ngoài 3B100 có thông số kỹ thuật sau Giá thành10200 USD Đường kính gia công lớn nhất của phôi 140 mm Chiều dài gia công lớn nhất của phôi 180 mm Đường kính mài tối ưu của phôi 60 mm Đường kính lỗ gia công 10 á 25 mm Côn móc của ụ trước N03 Kích thước lớn nhất của đá mài 250 x 20 x 76 mm3 Đường kính đá mài lỗ 8; 10; 20 Số vòng quay của trục chính đá mài 2450; 2840 v/p Số vòng quay của trục chính đá mài lỗ 14000 v/p Số vòng quay trục chính chi tiết 150 á 750 v/p Vận tốc dịch chuyển của bàn 0,1 á 4 m/p Góc quay của bàn ± 10 radian Góc quay của ụ mài ± 90 radian Dịch chuyển lớn nhất của ụ mài theo phương ngang 80 mm Lượng chạy dao hướng kính của ụ mài sau một hành trình của bàn 0,001 á 0,038 Các bước công nghệ Bước 1: Mài cổ trục f35 Kích thước cần đạt được ặ35 Độ bóng cần đạt được Ra=0.8 Chọn đá mài: Ta chọn đá mài PP profile thẳng có các kích thước như sau: D=250 mm; H=50 mm; d=50 mm; Chất kết dính K; Độ hạt 50 – M28 Chế độ cắt: Khi mài ta chọn chiều sâu cắt t = 0,3 mm Bảng 5-204[2] ,ta chọn lượng chạy dao ngang Sct = 1,7 (mm/phút ) Số vòng quay của chi tiết nct = 250 (vòng/phút) Theo máy ta chọn được Sm = 1,75 (mm/phút) Thời gian mài: Thời gian mài f35 T01===0.83(phút) Thời gian nguyên công mài T = 2.T01 = 2.0,83 = 2,91(phút) Nguyên công 10: Làm sạch bavia tại các góc cạnh mép gờ Tổng kiểm tra về yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho chi tíêt để phân loại phế phẩm hay sản phẩm VI: Thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công Tcơ bản = Tkm&kt + Ttiện thô + Ttiện tinh + Tkhoan + Tphay + Tmài = 0,126 + 2,91 + 2,002 + 0,23 + 0,08 + 5,795 + 2,91 = 14,053 phút tài liệu tham khảo TT Tên Sách Tác giả NXB Năm 1 Thiết kế ĐA công nghệ CTM GS.TS.Trần Văn Địch KH & KT 2004 2 Thiết kế ĐA công nghệ CTM GS.TS Nguyễn Đắc lộc TH.S. Lưu Văn Nhang KH & KT 2004 3 Công nghệ chế tạo máy (T1 &T2) Bộ môn CNCTM ĐHBK Hà Nội KH & KT 2002 4 Sổ tay CNCTM (3 tập) GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc PGS.TS. Lê Văn Tiến PGS.TS. Ninh Đức Tốn PGS.TS. Trần Xuân Việt KH &KT 2003 5 Chế tạo phôi Hoàng Tùng Phạm Bá Nông Nguyễn Văn Hảo Đinh Công Mễ Nguyễn Luyến KH & KT 1993 6 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (2 tập) PGS. TS Trịnh Chất TS. Lê Văn Uyển GD 2002 7 Tính toán thiết kế máy cắt kim loại Phạm Đắp Nguyễn Đức Lộc Phạm Thế Trường Nguyễn Tiến Lưỡng ĐH & TH Chuyên Nghiệp 1971 8 Dung sai và lắp ghép PGS.TS Ninh Đức Tốn GD 2002 9 Sổ tay & atlas đồ gá GS. TS. Trần Văn Địch KH & KT 2000 10 Đồ gá gia công cơ GS. TS. Trần Văn Địch KH & KT 2002 11 Chi tiết máy( 2 tập) GS. TS . Nguyễn Trọng Hiệp GD 2001