Thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo một số chi tiết của cơ cấu đồ gá kẹp nhanh sử dụng trên máy phay vạn năng

Thiết kế, lập quy trình CNCT một số chi tiết của đồ gá kẹp nhanh sử dụng trên máy phay vạn năng, Nghiên cứu tổng quan về đặc tính tự làm việc, Tính toán thiết kế mô hình đồ gá , Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết của đồ gá.

1.3 Cấu tạo tổng quát của đồ gá 6

1.4 Công dụng của trang bị đồ gá 7

2.1.2 Định vị chi tiết và lựa chọn chi tiết để định vị 10

2.1.3 Chi tiết kẹp chặt của đồ gá 11

2.1.4 Định tâm chi tiết Error! Bookmark not defined 2.1.5 Thay đổi đường kính trục trong phạm vi của khối V định vị 14

2.1.6 Xây dựng mô hình 3D đồ gá 15

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CƠ CẤU CAM CHO CHI TIẾT TRỤC 15

2.2.1 Phân tích chi tiết 15

2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật 15

2.2.3 Lập sơ đồ gá đặt và nguyên lý hoạt động 15

2.2.4 Tính toán lực kẹp cần thiết 17

2.2.5 Tính sai số chế tạo 22

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CỦA ĐỒ GÁ 24

PHẦN A: Chi tiết băng trượt đuôi én( thân dưới) 24

3.1 Tính lượng dư cho một bề mặt ( bề mặt a) 25

3.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết 26

PHẦN B : Chi tiết băng trượt đuôi én( thân trên) 46

3.3 Quy trình công nghệ gia công chi tiết 46

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và tiến bộ của kỹ thuật, đặc biệt trong các lĩnh vực như chế biến thực phẩm, thiết bị công nghiệp (máy công cụ, Robot công nghiệp, các dây chuyền tự động ) kỹ thuật hàng không vũ trụ giao thông vận tải,công nghệ thông tin vv Điều khiển tự động đã đạt được trình độ kỹ thuật cao.Trong sự phát triển lớn mạnh không ngừng của xã hội thì cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp, ngành cơ khí có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp Các sản phẩm cơ khí ngày càng nhiều và có ứng dụng quan trọng và đặc biệt là các sản phẩm được tạo ra từ công nghệ chiếm tỉ lệ rất lớn Các sản phẩm của công nghệ khuôn mẫu vừa đảm bảo độ chính xác vừa có thể sản xuất hàng loạt nên giúp giảm đáng kể giá thành sản phẩm

Sau thời gian thực tập tốt nghiệp em đã quyết định chọn đề tài “Thiết kế, lập quy trình CNCT một số chi tiết của đồ gá kẹp nhanh sử dụng trên máy phay vạn năng” làm đề tài tốt nghiệp của mình

Các công việc chúng em đã hoàn thành trong đồ án tốt nghiệp bao gồm: Nghiên cứu tổng quan về đặc tính tự làm việc

Tính toán thiết kế mô hình đồ gá

Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết của đồ gá

Chúng em xin chân trọng cảm ơn các thầy trong hội đồng bảo vệ, các thầy trong bộ môn công nghệ chế tạo máy Trường Đại Học đã góp ý và tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành đồ án với chất lượng tốt nhất

Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy đã tận tình chỉ

bảo và giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, em mong nhận được sự góp ý, phê bình của các thầy cô giáo để em có thể hoàn thiện đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày… tháng… năm Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ 1.1 Khái niệm về đồ gá

Trang bị công nghệ được chia làm hai loại: đồ gá và dụng cụ phụ

Đồ gá là những thiết bị dùng để xác định vị trí chính xác của các chi tiết rồi kẹp chặt chúng lại

Nhiệm vụ của đồ gá:

Xác định vị trí của chi tiết gia công so với máy và dụng cụ cắt (định vị) Cố định vị trí chi tiết đã định vị, không cho ngọai lực làm xê dịch hay rung động kẹp chặt

Xác định vị trí và dẫn hướng dụng cụ cắt

Tạo thêm một số chuyển động để gia công các bề mặt phức tạp

1.2 Phân loại đồ gá

Có rất nhiều cách phân loại đồ gá nhưng hiện nay người ta thường phân loại theo 2 cách sau: Phân loại theo chức năng làm việc và phân loại theo nhóm máy

Phân loại theo chức năng làm việc: Đồ gá gia công, đồ gá gia công, đồ gá lắp rắp, đồ gá kiểm tra

Phân loại theo nhóm máy: Đồ gá khoan, đồ gá tiện, đồ gá phay…

1.2.1 Đồ gá gia công

Dựa vào dạng sản xuất (sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt, sản xuất hàng khối), vào hình dáng và kích thước của chi tiết, người ta chia đồ gá gia công ra các loại: Đồ gá vạn năng, đồ gá vạn năng – lắp ghép, đồ gá vạn năng – điều chỉnh, đồ gá tháo lắp và đồ gá chuyên dùng

Hình 1.1 Đồ gá chuyên dùng

Sau thời gian đó đồ gá không đảm bảo độ chính xác cần thiết, cho nên người ta phải thay đồ gá mới

Đồ gá vạn năng – lắp ghép: đồ gá này được lắp ghép từ những chi tiết đã được chế tạo đã được chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn Thời gian để lắp một đồ gá loại trung

bình khoảng 2-3 giờ Độ chính xác gia công chi tiết trên đồ gá vạn năng – lắp ghép phụ thuộc và chất lượng lắp ráp, độ mòn và trạng thái của các chi tiết định vị Sau khi gia công xong, Tất cả các chi tiết của đồ gá lại được tháo rời ra và chuyển vào kho để bảo quản Đồ gá vạn năng – lắp ghép được sử dụng trong sản xuất đơn chiếc hay chế thử hoặc sản xuất hàng loạt nhỏ

Hình 1.2 Đồ gá gia công

1.2.2 Đồ gá lắp ráp

Hình 1.3 Đồ gá lắp ráp

Đồ gá lắp ráp được dùng để thực hện các mối lắp ghép các chi tiết lại với nhau để tạo thành các cụm lắp ráp hoặc sản phẩm Người ta thường dùng các loại đồ gá lắp ráp cho các mục đích như sau: để kẹp chặt các chi tiết cơ sở của đơn vị lắp ráp, để gá đặt chính xác các chi tiết lắp ráp, để tạo biến dạng của các chi tiết lắp ráp và để nén, ép khi lắp ráp có nhu cầu

1.2.3 Đồ gá kiểm tra

Đồ gá kiểm tra được dùng để kiểm tra phôi (hoặc chi tiết) ở các nguyên công trung gian hoặc ở nguyên công cuối cùng của quy trình công nghệ, đồng thời nó còn được dùng để kiểm tra các bộ phận lắp ráp sản phẩm

Hình 1.4 đồ gá kiểm tra

1.3 Cấu tạo tổng quát của đồ gá

Tùy theo tính chất nguyên công, đồ gá cần thiết kế có kết cấu cụ thể gồm nhiều bộ phận khác nhau Nhìn chung đồ gá được cấu tạo bởi các bộ phận chính như sau:

 Cơ cấu định vị

 Cơ cấu kẹp chặt

 Cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt hoặc cơ cấu so dao

 Cơ cấu quay và phân độ

 Thân đồ gá và đế đồ gá để lắp ráp các bộ phận trên tạo thành bộ đồ gá hoàn chỉnh

 Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá vào máy cắt kim loại

1.3.1 Tác dụng của đồ gá

Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công vì vị trí của chi tiết so với máy đã được xác định bằng các đồ gá định vị, không phải rà gá mất nhiều thời gian Độ chính xác gia công được đảm bảo nhờ phương án chọn chuẩn, độ chính xác của đồ gá và đặc biệt là không phụ thuộc vào tay nghề công nhân

Đồ gá giúp cho việc gia công nguyên công khó mà nếu không có dồ gá thì không thể gia công được Ví dụ như khoan lỗ nghiêng trên mặt trụ, đồ gá phân độ để phay bánh răng, gia công nhiều lỗ

Giảm nhẹ sự căng thẳng và cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, không cần sử dụng thợ bậc cao

1.3.2 Yêu cầu đối với đồ gá

• Kết cấu phù hợp với công dụng:

Phù hợp với quy mô sản xuất loại nhỏ, vừa hay lớn của nhà máy Chế tạo cho phân xưởng mới

Để mở khả năng công nghệ máy công cụ

Nếu đồ gá được dùng cho nâng cao năng suất lao động thì kết cấu của đồ gá phải giải quyết được việc gá đặt và tháo phôi nhanh Đồ gá chuyên dùng phải có kết cấu đơn giản tới mức tối đa Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, hiệu quả kinh tế vẫn là chỉ tiêu để lựa chọn phương án kết cấu cho đồ gá

• Đảm bảo được độ chính xác:

Đồ định vị phải chính xác

Kẹp chặt đúng vị trí và không làm biến dạng chi tiết Thân đồ gá phải cững vững

Sai số khi gia công chi tiết trên đồ gá phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có đồ gá Người thiết kế đồ gá phải hiểu được sai số nào của đồ gá sẽ ảnh hưởng đến sai số gia công chi tiết

• Sử dụng phải thuận tiện:

Gá đặt và tháo lắp chi tiết gia công nhanh, dễ dàng Cơ cấu kẹp chặt dễ thao tác

Dễ làm sạch phôi trên đồ gá

Gá đặt đồ gá trên máy phải đơn giản

• An toàn lao động:

An toàn lao động là một chỉ tiêu quan trọng đối với đồ gá, đặt biệt là đối với đồ gá quay cùng với trục chỉnh máy trong quá trình làm việc như đồ gá trên máy tiện, máy tiện rovonve, máy tiện đứng, máy mài mòn Các đồ gá này không nên có phần lồi nhô ra lớn khi làm việc cần có bộ phận che bảo vệ

1.4 Công dụng của trang bị đồ gá

Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí người ta phải sử dụng nhiều loại công cụ lao động với kết cấu và tính năng kỹ thuật ngày càng hoàn thiện hơn nhằm nâng cao chất lượng, tăng năng suất và hạ giá thành chế tạo sản phẩm Các loại công cụ lao động thường được sử dụng trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí bao gồm các loại máy, các loại dụng cụ và các loại trang bị công nghệ (gồm các loại đồ gá và dụng cụ phụ)

Đối với gia công chi tiết cơ khí thì trang bị công nghệ là toàn bộ các phụ tùng kèm theo máy công cụ nhằm mở rộng khả năng công nghệ của máy, tạo điều kiện

cho máy thực hiện quá trình gia công chi tiết cơ khí với hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao

Tuỳ theo kết cấu và công dụng của trang bị công nghệ mà có thể phân chia chúng thành hai loại: trang bị công nghệ vạn năng và trang bị công nghệ chuyên dùng

Nói chung, đồ gá là trang bị công nghệ cần thiết trong quá trình gia công kiểm tra và lắp ráp sản phẩm cơ khí Trong các loại đồ gá được sử dung thì đồ gá gia công chiếm tới 80 - 90 %

Đồ gá góp phần đảm bảo tính chất lặp lại của sản phẩm, nâng cao trình độ cơ khí hoá và tự động hoá của quá trình sản xuất cơ khí

Để đảm bảo chức năng làm việc và hiệu quả sử dụng của đồ gá về các mặt kỹ thuật và kinh tế, trước hết cần phải lựa chọn và xác định hợp lý những đồ gá vạn năng sản có, còn đối với đồ gá chuyên dùng lại phải thiết kể và tính toán kết cấu đồ gá đúng nguyên lý

1.5 Lựa chọn đề tài

1.5.1 Thực tế đồ gá hiện tại

Từ thực tế hiện nay, việc phân loại sản phẩm rất cần thiết cho quá trình sản xuất cũng như làm cho chất lượng của sản phẩm được tốt hơn Để thực hiện tốt được công việc, giảm được sức lao động của con người và tiết kiệm thời gian làm việc thì việc thực hiện 1 nguyên công được hoạt động một cách tự động dưới sự điều khiển của con người thông qua các chương trình được định sẵn

Một mô hình đồ gá tự động có thể giải quyết 1 nguyên công nhất định cho 1 sản phẩm nào đó, gia công được nhiều mặt trong cùng 1 nguyên công, tiết kiệm chi phí gá đặt, giảm nhân công và thời gian thực hiện Giúp cải thiện năng suất cũng như giảm giá thành sản phẩm

1.5.2 Định hướng đề tài

Từ thực tế đồ gá hiện tại đã nêu bên trên, yêu cầu về độ đồng tâm của chi tiết dạng cầu hoặc dạng trục trơn và dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt trong máy phay ta sẽ sử dụng cơ cấu kẹp nhanh Cam để gia công cho một loại chi tiết

Ưu điểm của việc sử dụng Cam:

Cách lắp đặt cam kẹp rất dễ dàng, nhanh và thuận tiện Việc lắp đặt dễ

dàng và hiệu quả của cam kẹp giúp cho bạn tiết kiệm được tối đa thời gian và rất chính xác Dựa vào khả năng kẹp hiệu quả cao, đồ gá cần cho một nguyên công sản xuất được rút gọn một cách đáng kể Cam kẹp giúp tối giảm thời gian sản xuất một cách hiệu quả

Thiết kế của cam kẹp đảm bảo cho bạn sự an toàn tuyệt đối khi làm việc

Hành động khóa giữ cho cả cam kẹp và phôi kẹp được ở trong vị trí an toàn Nó giúp phòng tránh tai nạn do thanh kẹp bị lỏng hoặc bị trượt ra Hầu hết các cam kẹp cho phép xuất ra một lực kẹp lớn để giữ chặt sản phẩm Lực kẹp cực lớn này chính là lý do cho sự an toàn rất cao khi làm việc Các gá kẹp hay hệ đồ gá kẹp khác thường phải sử dụng rất nhiều thiết bị để sinh ra lực kẹp Nó thường yêu cầu các tác động lặp lại Và do đó nó gây ra sự mệt mỏi và căng thẳng Nó cũng làm cho thiết bị bị mài mòn đi

lực mỏi khi làm việc Nó giúp cho công việc của bạn được hiệu quả hơn Hầu hết các mẫu kẹp đều có biên dạng dáng tay cầm rất vừa tay Bạn có thể vận hành nó dễ dàng tùy theo cảm nhận của tay Có một số mã có tay cầm được bẻ cong để giúp cho bạn giữ được cổ tay thẳng đứng lên Điều này giúp cho bạn tránh bị mệt mỏi, chấn thương căng cơ hoặc các vấn đề sức khỏe liên quan khác trong quá trình làm việc

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG

Trong chương này ta đã tìm hiểu về đồ gá, các loại đồ gá Bên cạnh đó, xuất phát từ nhu cầu thực tế trong sản xuất để đưa đề tài “Thiết kế, lập quy trình CNCT một số chi tiết của đồ gá kẹp nhanh sử dụng trên máy phay vạn năng” nhằm tối ưu năng suất

và chất lượng trong quá trình gia công.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CƠ CẤU CAM 2.1 Xây dựng mô hình đồ gá

2.1.1 Sản phẩm lựa chọn

Chi tiết dạng trục có đường kích từ Ø20 – Ø30

Hình 2.1 Sản phẩm

Các chi tiết dạng trục là loại chi tiết được dùng rất phổ biến ngành chế tạo máy Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài Mặt này thường dùng làm bề mặt lắp ghép với các chi tiết máy khác trong cụm máy

Với bề mặt trụ trơn trong nguyên công tiện sử dụng kẹp 3 chấu tự định tâm để gia công tiện Cũng có thể kẹp 3 chấu để khoan bề mặt đầu cuả chi tiết trụ trơn nhưng để gia công chính xác và gia công đạt chất lượng bề mặt không tốt

Nên để gia công chính xác và đạt chất lượng bề mặt, giảm thời gian gá đặt, tăng năng suất thì ta sử dụng đồ gá kẹp nhanh Vậy nên sử dụng khối V thông dụng để định vị bề mặt trụ (có thể dùng các loại chi tiết định vị khác nhưng theo nội dung quy trình đồ án tốt nghiệp) thì ta sử dụng khối V và phiến tỳ kẹp nhanh bằng cơ cấu Cam

Để linh hoạt khi chế tạo đồ gá thì nếu chi tiết là khối hộp thì khối V sẽ thay thế bằng một tấm phẳng gắn vào băng trượt đuôi én như vậy đồ gá sẽ giống với eto Nhưng lại kẹp nhanh bằng cam nên đồ gá đặt hiệu quả cao hơn

Tuy nhiên để giải quyết bài toán Phay mặt đầu của chi tiết trục trơn để tăng năng suất, giảm thời gian gá kẹp chi tiết và đặt hiệu quả cao thì t sẽ dùng đồ gá kẹp chặt nhanh dùng cơ cấu Cam

Dưới đây sẽ là quá trình xây dựng mô hình đồ gá kẹp nhanh bằng cơ cấu Cam và bắt đầu xuất từ chi tiết để đi đến mô hình đồ gá

2.1.2 Định vị chi tiết và lựa chọn chi tiết để định vị

Dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do (hạn chế quay theo Ox và Oy, tịnh tiến theo Oz) hình 2.2

Hình 2.2 Phiến tỳ

Dùng 2 khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do (Tịnh tiến theo Ox và Oy) hình 2.3 Do đồ gá cho chi tiết trục là khoan hoặc phay nên 5 bậc tự do đã đảm bảo để gia công nên không cần phải hạn chế chiều quay Oz

Hình 2.3 Khối V

2.1.3 Chi tiết kẹp chặt của đồ gá cơ cấu Cam

Đường Acsimet là quỹ tích của điểm di chuyển đều, dọc nửa đường thẳng gốc O, trong khi nửa đường thẳng quay đều quanh O

Đường Acsimet có hai nhánh, một ứng với θ dương, một ứng với θ âm Có thể coi mỗi nhánh ứng với một hướng xoắn, phải hoặc trái Tuy nhiên nếu lật một nhánh thì sẽ được nhánh kia Nhớ rằng với đường xoắn vít thì lật kiểu gì hướng xoắn vẫn không đổi

Đường Acsimet có tính chất là nếu kẻ một đường thẳng qua gốc O thì các vòng của đường Acsimet chia đường thẳng thành những đoạn bằng nhau Không nên gọi chúng là khoảng cách giữa hai vòng lân cận của đường Acsimet vì chúng không vuông góc với đường Acsimet

Sử dụng lực nâng của đường cong acsimet để kẹp chặt Từ từ đưa lực kẹp chặt đi theo biên dạng cong của đường cong acsimet.

Hình 2.4 Cơ cấu cam

Đồ gá chuyên dùng kẹp nhanh cho gia công khoan và phay nên sử dụng cơ cấu cam để kẹp chặt (hình 2.4)

Khối V định vị chính xác và kẹp chặt chi tiết thì ta sử dụng băng trượt đuôi én để trượt và dẫn hướng cho khối V băng trượt bên trượt theo đuôi én phần băng trượt thân dưới Bề mặt làm việc của bộ băng trượt là mặt cạnh của đuôi én và bề mặt phẳng trên đuôi én

Hình 2.5 Băng trượt đuôi én thân trên

Hình 2.6 Băng trượt đuôi én thân dưới

Sau khi Cam trở về vị trí không kẹp chặt thì để đẩy được băng trượt duôi én phía trên thì cần dùng đến lo xo Ta chọn lo xo dài 120mm độ cứng là K=100N/m

Hình 2.7 Lo xo

Hình 2.8 Trục dẫn hướng

2.1.5 Thay đổi đường kính trục trong phạm vi của khối V định vị

Để đồ gá có thể gá dặt và định vị kẹp chặt được chi tiết trục có đường kính khác nhau trong pham vi định vị và tiếp xúc mặt của khối V

Thì ta sẽ có một cụm di chuyển cụm kẹp chặt CAM có rãnh chữ T để di chuyển CAM có gắn kích thước Khi di chuyển cụm chi tiết kẹp chặt CAM thì 2 khối V sẽ đi vào trong chi tiết với khoảng cách bằng nhau (cụm chi tiết Hình 13 và hình 2.9)

Hình 2.9 Rãnh chữ T

Hình 2.10 Tay quay kẹp chặt

2.1.6 Dựng mô hình 3D đồ gá

Hình 2.11 Mô hình đồ gá

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CƠ CẤU CAM CHO CHI TIẾT TRỤC 2.2.1 Phân tích chi tiết

- Chi tiết dạng trục có đường kính Ø20 ÷ Ø30 dài 50mm - Yêu cầu khoan Ø10

- Dạng sản xuất hàng khối

- Thiết kết đồ gá chuyên dùng cho chi tiết trục sử dụng cơ cấu cam để kẹp chặt để khoan Ø10

- Phôi của chi tiết là phôi dạng thanh trục với đường kính và Ø20 ÷ Ø30

2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật

Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo độ cứng vững khi gá đặt và đảm bảo khi kẹp chi tiết không bị biến dạng bởi lực kẹp

Khi kẹp chặt đồ gá đảm bảo không bị lệch tâm tại vị đã xác định để có thể gia công hàng loạt

2.2.3 Lập sơ đồ gá đặt và nguyên lý hoạt động 2.3.3.1 Sơ đồ gá đặt

 Trường hợp 1 khoan chi tiết trục Ø30

Khi cơ cấu CAM quay 1 góc α thì lực kẹp vuông góc với mặt chi tiết băng trượt mang theo khối V để định vị và kẹp chặt chi tiết Đồng thời lo xo sẽ bị nén lại và băng trượt đuôi én trượt trên thanh trượt đuôi én

Hai bên băng trượt mang theo khối V dần dần tiến vào và kẹp chặt chi tiết (chi tiết sẽ tự định tâm)

 Trường hợp 2 khoan chi tiết trục Ø20

Để gá được đường kính trục khác nhau (trong trường hợp này trục Ø30) thì dịch chuyển cụm chi tiết kẹp chặt CAM vào 5mm thì 2 bên khối V sẽ dịch chuyển 1 lượng bằng nhau 2.5mm Tiếp tục nguyên lý sẽ tương tự với trường hợp 1

2.2.4 Tính toán lực kẹp cần thiết a Lực cắt và momen xoắn

Tính lực cắt Po

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế : kv= kMV kuv klv, trong đó:

kMV: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5_1[2] kMV=1,3 kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5_6[2] kuv= 0,83 klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan, tra bảng 5_31[2] klv= 0,85

Tra bảng 5.32 tập II sổ tay công nghệ ta có CM= 0,085, q= 2,0, y= 0,8.x=0.75 Tra bảng 5.9 tập II sổ tay công nghệ chế tạo máy kp= 1

Từ đó ta có : Mx= 10 0,085.122.0,320,8.1.60.75= 188.58 N.mm Lực cắt khi khoan : P0= 10.CP.Dq.Sy.kp .tx

Tra bảng 5.32 tập II sổ tay công nghệ ta có Cp= 42,7, q= 1, y= 0,8.x=1.2 Tra bảng 5.9 tập II sổ tay công nghệ chế tạo máy kp= 1

Từ đó ta có : P0= 10 42,7 12.0 .0,320,8.1.61.2 = 1473.43 N.mm

b Lực nén cần thiết của lo xo

Lo xo được chọn để đảm bảo phải đủ lực để đẩy băng trượt đuôi én phải thắng được các ngoại lực tác dụng là lực ma sát và trọng lực của chi tiết

Hình 2.13 Sơ đồ lực của lo xo Trọng lượng của khối V và băng trượt đuôi én là 0.983 kg Suy ra trọng lực của khối V và băng trượt là P=0,9 83.9,8=9.6334N

Lực ma sát giữa băng trượt trên và dưới là Fms=f.m=0,3.0,983=0.2949N (với hệ số ma sát f=0.3)

Vậy tổng lực ma sát gây ra là Fms = 3.0,2949=0.8847N Tổng ngoại lực tác dụng lên băng trượt và khối V là Ft =P+Fms=9.6334+0.8847=10.5181 N

Theo sơ đồ gá đặt và nguyên lý hoạt động thì khối V và băng trượt đuôi én ở trên kẹp chặt chi tiết và tương tự như bên đối diện Ta thấy trọng lượng, lực ma sát của hai bên là như nhau Sau khi kẹp chặt trở về vị trí không kẹp chặt thì lo xo sẽ làm nhiệm vụ đẩy 2 khối kẹp chặt ra ngoài và lấy tâm của chi tiết là chuẩn thì 2 khối bị đẩy ra có khoảng cách dịch chuyển là bằng nhau

Vậy ta có thể lấy trung điểm của lo xo ngang vị trí tâm chi tiết để tính lực đàn hồi của lo xo để tính lực để đẩy khối kẹp chặt cho một bên Mà lo xo 2 bên là như nhau cùng độ cứng và chiều dài

Chiều dài lo xo là 120mm độ cứng K=100N/m Vị trí kẹp chặt chi tiết thì lo xo có chiều dài l0=75mm

Khi cơ cấu Cam trở về vị trí không kẹp chặt thì lo xo dãn ra 20mm (nếu so với trung điểm của 2 bên thì lo xo dãn ra 2 bên là 10mm

Suy ra độ biến dạng lo xo trong khoảng 75mm đến 95 của một bên là Δl=0.1m Lực đàn hồi cho một bên lo xo tác dụng và khối kẹp chặt chi tiết là Fdh=K Δl=100.0,1=10N

Với 2 lo xo ở 2 bên tác dụng vào khối kẹp chặt thì lực đàn hồi tác dụng lên khối kẹp chặt để di chuyển sẽ là:

Fdh(t)=2.10=20N

Ta nhận thấy Lực đàn hồi Fdh(t)=2.10=20N lớn hơn Ft=P+Fms= 10.5181 N (ngoại lực tác dụng) nên với lực đàn hồi như vậy đã đủ để đảm bảo lực đẩy dể di chuyển khối kẹp chặt

Tương tự ta cũng sẽ tính được ngoại lực tác dụng lên khối kẹp chặt còn lại và lực đàn hồi Ta cũng nhận thấy lực đàn hồi đã đủ để là dịch chuyển khối kẹp chặt

c Tính lực kẹp

Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm: Lực cắt Mx và Po

Phản lực N1, N2, N3 ,N4 tại 4 mặt của 2 khối V Phản lực N5=N6 của phiến tỳ đáy

Lực ma sát của F5, F6 của phiến tỳ ( 2 phiến tỳ đối xưng nhau qua tâm của chi tiết nên F5=F6 với khoảng cách tới tâm chi tiết l1=8mm)

Lực ma sát F1, F2, F3 ,F4 giữa khối V và chi tiết

Hình 2.14 Sơ đồ lực

Vì 2 khối V đặt cách đều tâm lỗ của trục nên ta có thể coi N1=N2 = 𝑁3 = N4 từ đó Fms1= Fms2= Fms3= Fms4 = N1.f

Trong đó f là hệ số ma sát giữa phiến tỳ và chi tiết lấy f= 0,3

Lực chiều trục Po và lực kẹp W khi khoan có xu hướng ép chi tiết xuống mặt của phiến tỳ và cân bằng với hai phản lực của hai phiến tỳ ở dưới đáy của chi tiết

Ta có phương trình cân bằng lực:

Po+W-2Nsin450+2Ncos450 -2Fms1.sin45+2Fms2.cos450-N5-N6=0 (1) Phương trình cân bằng momen:

ko: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp, ko=1 k1: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn, k1=1,0

k2: hệ số số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, khi gia công thô k2=1,2

k3: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k3=1

k4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi kẹp bằng tay k4=1 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

 K=1.1,2.1,0.1.1.1.1=1,2

Suy ra Wct=1,2 1371,13=1645.356 N.mm

d Tính lực kẹp của cơ cấu cam

Sử dụng cơ cấu cam để kẹp chặt vậy lực kẹp của cơ cấu cam phải đảm bảo được yêu cầu lực kẹp cần thiết là Wct=1645.356 N.mm

Đường Acsimet là quỹ tích của điểm di chuyển đều, dọc nửa đường thẳng gốc O, trong khi nửa đường thẳng quay đều quanh O

Hình 2.15 Chi tiết CAM

Đường Acsimet có hai nhánh, một ứng với θ dương, một ứng với θ âm Có thể coi mỗi nhánh ứng với một hướng xoắn, phải hoặc trái Tuy nhiên nếu lật một nhánh thì sẽ được nhánh kia Nhớ rằng với đường xoắn vít thì lật kiểu gì hướng xoắn vẫn không đổi

Đường Acsimet có tính chất là nếu kẻ một đường thẳng qua gốc O thì các vòng của đường Acsimet chia đường thẳng thành những đoạn bằng nhau Không nên gọi chúng là khoảng cách giữa hai vòng lân cận của đường Acsimet vì chúng không vuông góc với đường Acsimet.

Dựa vào sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2( trang 462) R bán kinh vòng tròn là việc của cam

Momen quay của cánh tay đòn là M=P.L=r.Q {𝑡𝑔(𝛼 + 𝜑1) + 𝑡𝑔𝜑2}

Mà momen quay M phụ thuộc vào lực kẹp Q và kích thước vòng tròn cam làm

dc: sai số điều chỉnh, dc =0.005mm

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính bằng công thức: 2

/1

[ct] =[gd] -([c] +k +m + dc )

 [ct] =√0.075 − (0.065 + 0.019 + 0 + 0.005 )} = 0.032 m

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT CỦA ĐỒ GÁ

PHẦN A: Chi tiết băng trượt đuôi én (thân dưới)

Hình 3.1 Chi tiết băng trượt đuôi én

3.1 Tính lượng dư cho một bề mặt (bề mặt a)

Quá trình ra công mặt A: Lượng dư gia công mặt phẳng được tính theo công thức: Zmin = (Rz+h)i - 1 +√∆∑ 𝑖−12+ 𝜀𝑖2(Theo công thức trong trang 226 sách Sổ tay công nghệ chế tạo tập 1)

Trong đó: RZi - 1: Độ cao nhấp nhô bề mặt ở bước gia công trước hi -1: Độ sâu lớp bề mặt khiếm khuyết do bước gia công trước để lại

∆∑ 𝑖−1: Tổng sai số không gian của bề mặt tương quan do bước gia công trước để lại

𝜀𝑖 : sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện Theo bảng 3.65 (sách Sổ tay công nghệ chế tạo tập 1): ta có

∆𝑐ℎ= 0.5÷1.2 ∆𝑐ℎ= 0.8 : khoảng cách lỗ tâm với chuẩn công nghệ ∆𝑐𝑣= 0: độ cong vênh của chi tiết

∆∑ 𝑖−1= 0.9 + 0.0025 + 0.6 + 0 = 1.503 𝑚𝑚 Sai số gá đặt được xác định:

Vậy lượng dư gia công nhỏ nhất khi gia công mặt phẳng A là:

Zmin = 0.3 + √1.5032 + 0.012= 1.80 mm chọn lượng dư gia công nhỏ nhất là 2mm.Các mặt còn lại tra bảng 3-104 (sổ tay CNCTM tập 1) ta được lượng dư gia công các mặt còn lại là: Z = 2 mm

3.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết

3.2.1 NGUYÊN CÔNG I: Phay mặt đầu (Rz =20 (m)

Dùng 2 chốt tỳ vào mặt sau hạn chế 2 bậc tự do, dùng 1 chốt tỳ bên cạnh, đồng thời kẹp chặt chi tiết

c Chọn máy và dao cắt

Máy phay đứng 6H12 có công suất động cơ 7kw, hiệu suất máy là =0,8, mặt làm việc của bàn máy là 320x1250, lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy là 1500 kg

Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim BK6, đường kính dao D=100 mm, B=40 mm, số răng z=10 răng

C CHẾ ĐỘ CẮT

Ta có lượng dư gia công t=2 (mm)

Vì mặt phẳng đáy là mặt chuẩn định vị cho các nguyên công sau nên ta chia

làm 2 bước:

Bước 1: phay thô với chiều sâu cắt t=1,5 (mm) Bước2: phay tinh với chiều sâu cắt t=0,5 (mm) A – PHAY THÔ

Chiều sâu cắt t = 1,5 Lượng chạy dao

Tra bảng 5 – 33 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến Theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức: Lượng chạy dao

Tra bảng 5 – 33 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức:

Công suất cắt

Ne = p Dz 19, 69.100

102.60102.60 =0,32 Kw Vậy máy làm việc an toàn

Dùng 2 chốt tỳ định vị mặt sau hạn chế 2 bậc tự do, dùng 1 chốt tỳ bên cạnh, đồng thời kẹp chặt chi tiết bằng ê tô

c.Chọn máy và dao cắt

- Máy phay đứng 6H12 có công suất động cơ 7kw, hiệu suất máy là =0,8, mặt làm việc của bàn máy là 320x1250, lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy là 1500 kg

- Chọn dao phay ngón D=50mm, B=11 mm, Z=6

C CHẾ ĐỘ CẮT

- Ta có lượng dư gia công t=2 (mm)

- Vì mặt phẳng đáy là mặt chuẩn định vị cho các nguyên công sau nên ta chia

làm 2 bước:

Bước 1: phay thô với chiều sâu cắt t=1,5 (mm) Bước2: phay tinh với chiều sâu cắt t=0,5 (mm) A – PHAY THÔ

Chiều sâu cắt t = 1,5 Lượng chạy dao

Tra bảng 5 – 146 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức: -lượng chạy dao

Tra bảng 5 – 33 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức: Vậy máy làm việc an toàn

Phay tinh 6H12 80,6 0,24 0,5 T15K6

3.2.3 NGUYÊN CÔNG III: Phay rãnh khối: L=40, H=13 mm

Hình 3.4 Sơ đồ gá đặt Tương tự như nguyên công III thì ta có:

theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức: Vậy máy làm việc an toàn

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến Theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức: Vậy máy làm việc an toàn

3.2.5 NGUYÊN CÔNG V: Khoan 4 lỗ Ø5 1)Mục đích yêu cầu

- Gia công đạt kích thước theo bản vẽ

- Làm chuẩn tinh cho các nguyên công tiếp theo

2)Định vị

-Mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do bằng 2 phiến tỳ

- Chọn máy khoan cần 2A55

- Đường kính lớn nhất khi khoan thép: 50mm

- Công suất đầu khoan 4,5 kw, công suất nâng xà ngang 1,7 kw

- Chiều sâu cắt t=2,5 - Lượng chạy dao

Tra bảng 5-33(STCNCTM-tập 2) với dao gắn hợp kim, công suất động cơ

Pz=10.68.51.0,20,4.0,64=1143 N -công suất cắt

Ne=0,14 kw

Vậy máy làm việc an toàn

- Máy phay đứng 6H12 có công suất động cơ 7kw, hiệu suất máy là =0,8, mặt làm việc của bàn máy là 320x1250, lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy là 1500 kg

- Chọn dao phay ngón D=10 mm, B=5 mm, Z=6

C CHẾ ĐỘ CẮT

- Ta có lượng dư gia công t=2 (mm) - Phay thô với chiều sâu cắt t=1,5 (mm) A – PHAY THÔ

Chiều sâu cắt t = 1,5 Lượng chạy dao

Tra bảng 5 – 146 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ