Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia công giá chỉnh Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn CHƯƠNG VIII: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ Mục đính yêu cầu việc thiết kế đồ gá: a Mục đích: Thiết kế đồ gá cho nguyên công 6: khoan, khoét, doa tinh doa tinh mỏng lỗ đạt kích thước Φ10 ±0, 029 Đồ gá giúp định vị xác vị trí chi tiết gia cơng dụng cụ cắt Đồng thời giữ vị trí ổn định q trình gia cơng Đồ gá cịn giúp giảm thời gian phụ gá đặt phơi nhanh gọn, góp phần làm giảm giá thành sản phẩm b Yêu cầu: Đồ gá phải đảm bảo vị trí tương quan kích thước hai lỗ; độ song song hai đường tâm lỗ; độ vng góc mặt đầu đường tâm lỗ Trong trình gia công cần đảm bảo định vị kẹp chặt nhanh chóng, xác, q trình tháo lắp dễ dàng, kết cấu đồ gá đơn giản, dễ sử dụng an tồn Xác định khơng gian làm việc máy: Trong phần tính tốn chế độ cắt, ta chọn máy khoan đứng 2H125 Tra tài liệu [1], phụ lục P3.11 trang 320, ta được: Kích thước bàn máy: 400x450 mm Khoảng cách từ mặt đầu trục tới bàn máy: 5÷750 mm Phương pháp định vị: Để gia cơng xác vị trí lỗ Φ10 ±0, 029 so với lỗ Φ15 +0, 027 , ta phải khống chế chi tiết gia công sáu bậc tự Theo đó, chi tiết định vị sau: Phiến tỳ khống chế bậc tự do: tịnh tiến theo phương Oz, xoay quanh Ox xoay quanh Oy Chốt trụ ngắn khống chế bậc tự do: tịnh tiến theo phương Ox Oy Khối V di động định vị mặt trụ đầu nhỏ khống chế bậc tự lại: xoay quanh Oz Ngoài ra, để tăng cường độ cứng vững cho chi tiết trình gia công, ta dùng thêm chốt tỳ phụ đầu nhỏ Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia công giá chỉnh Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn Cơ cấu kẹp chặt: Lực kẹp tạo đòn kẹp đơn giản, xiết chặt bulông, đặt đầu lớn Cơ cấu đảm bảo lực kẹp sinh ổn định với lực xiết nhỏ sinh lực kẹp lớn lực sinh trình khoan Đồng thời cấu cho phép việc tháo dỡ chi tiết nhanh chóng, góp phần tăng suất gia cơng Đó ưu điểm lớn loại cấu Kích thước bề mặt dùng làm chuẩn định vị: Diện tích mặt chân đế đầu to càng: πD 3,14.30 S= = = 706,5( mm ) 4 Kích thước lỗ lắp chốt cố định: Đường kính: Φ15 +0, 027 Chiều cao lỗ: 20 +0 , 08 Xác định phương lực kẹp: Phương lực kẹp vng góc với phương kích thước gia công, tức song song với phương trục dao Chiều lực kẹp theo chiều lực cắt Vị trí đặt lực đầu to Tính lực kẹp cần thiết: Vì trọng lượng thân chi tiết nhỏ nên ta bỏ qua để mơ hình tính tốn đơn giản Theo đó, phương trình cân lực có dạng sau: Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia công giá chỉnh Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn Mx L.K = (W + P0 ) f L 0,5d 2M x K ⇒W = − P0 d f Trong đó: K: hệ số an tồn có tính đến khả tăng lực cắt q trình gia cơng Trong điều kiện gia cơng cụ thể, hệ số K tính sau: K = K K1.K K K K K Với: K0: hệ số an toàn định mức Ở điều kiện lý tưởng, chọn K = 1,5 cho tất trường hợp K1: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi Khi gia cơng tinh K1 = K2: hệ số tăng lực cắt dao mòn Chọn K2 = K3: hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn Chọn K3 = K4: hệ số tính đến độ ổn định cấu kẹp chặt gây Khi kẹp chặt tay, chọn K4 = 1,3 K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay Chọn K5 = K6: hệ số tính đến moment làm lật chi tiết quanh điểm tựa Khi định vị chi tiết phiến tỳ, chọn K6 = 1,5 Do đó: K = 1,5.1.1.1.1,3.1,5 = 2,925 M x [ Nm ] : moment xoắn khoan, tính theo cơng thức: M x = 10.CM d q S y k p Các hệ số công thức tra bảng 5.32[3] Cụ thể sau: CM d(mm) q S(mm/vg) y 0,021 9,8 0,4 0,8 k p : hệ số tính đến yếu tố thực tế gia công Trong trường hợp phụ thuộc vào vật liệu gia công xác định bằng: k p = k MP Tra bảng 5.9[3], ta được: k p = Do đó: M x = 10.0,021.9,82.0,40,8.1 = 9,69( Nm ) Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia công giá chỉnh Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn f : hệ số ma sát mặt đầu chi tiết phiến tỳ Chọn f = 0,6 P0 (N): lực cắt khoan, tính theo cơng thức sau: P0 = 10.C p d q S y k p Các hệ số công thức tra bảng 5.32[3] Cụ thể sau: CP d(mm) q S(mm/vg) y kP 42,7 9,8 0,4 0,8 Do đó: P0 = 10.42,7.9,81.0,40 ,8.1 = 2010( N ) Dựa vào số liệu trên, ta có giá trị lực kẹp sau: 2.9,69.2,925.1000 W= − 2010 = 7630( N ) 9,8.0,6 Khi xiết bulơng, địn kẹp có tác dụng kẹp chặt chi tiết Sơ đồ lực cho hình sau: Theo hình sơ đồ lực trên, ta có phương trình cân lực sau: W L1 = Wbl L ⇒ Wbl = Chọn L1 W L L1 W 7630 = , ta được: Wbl = = = 3815( N ) L 2 Đường kính danh nghĩa bulơng xác định theo công thức sau: W dbl = c bl [σ ] Trong đó: C = 1,4 ren hệ mét Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia công giá chỉnh Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn [σ ] = ứng suất kéo (nén) cho phép Với vật liệu bulông chế tạo từ thép 45, ta lấy [σ ] = 800 ÷ 1000( N / mm ) Do đó: d bl ≥ 1,4 3815 = 3( mm ) 800 Chọn bulông M8 Lực cần thiết người cơng nhân xiết chặt đai ốc tính gần sau: M k = 0,2.d bl Wbl = 0,2.8.3815 = 6104( Nmm ) Lực cần thiết để tháo vít tính gần theo cơng thức sau: M t = 0,25.d bl Wbl = 0,25.8.3815 = 7630( Nmm ) Tra bảng 7.6[1], ta có đai ốc có dạng sau: Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá: Như ta biết, sai số chế tạo đồ gá phần tử quan trọng tham gia vào dung sai kích thước gia công nên chúng phải khống chế giới hạn cho phép Sai số chế tạo đồ gá tính theo cơng thức sau: ε ct = ε gđ2 − ( ε c2 + ε k2 + ε m2 + ε đch ) Trong đó: ε ct : sai số chế tạo đồ gá ε gđ : sai số gá đặt Ta tính gần sai số gá đặt theo dung sai kích thước gia cơng ngun cơng thực ( δ ) Cụ thể sau: 116 ε gđ = δ = = 38,67( µm ) 3 ε c : sai số chuẩn sinh chuẩn định vị đạt không trùng với gốc kích thước Trong trường hợp này, ε c = ε k : sai số kẹp chặt lực kẹp gây Trong trường hợp này, phương lực kẹp vng góc với kích thước thực nên ε k = ε m : sai số đồ gá bị mòn Sai số mòn xác định theo công thức sau: εm = β N Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia cơng giá chỉnh β = 0,3µm Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn Khi định vị chi tiết lờn cht tr, ta cú: = 0,1 ữ 0,5àm Ta chọn Số lượng chi tiết cần gia công 20.000 Ta chọn N = 5000 để giảm sai số mòn làm ảnh hưởng đến sai số đồ gá Do đó: ε m = 0,3 5000 = 21,21µm ε đch : sai số điều chỉnh, sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gỏ lờn mỏy Vi ch = 0,5 ữ 10àm , ta chọn ε đch = 0,8µm Với số liệu chọn trên, giá trị sai số đồ gá tính sau: ε đg = 38,67 − ( 02 + 02 + 21,212 + 82 ) = 31,33µm Ta thấy: ε đg < ε sp = 58µm Vậy sai số đồ gá thỏa yêu cầu đặt Xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá: Dựa vào giá trị sai số chế tạo đồ gá, dạng kích thước gia công, kết cấu bề mặt gia công, kết cấu chi tiết gia công sơ đồ gá đặt cụ thể đồ gá, ta xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá Qua phân tích, ta thấy răng: Sai số chế tạo đồ gá ảnh hưởng chủ yếu đến sai số vị trí mặt gia công so với mặt chuẩn bề mặt cịn lại chi tiết gia cơng độ không song song mặt đầu với nhau, độ không song song đường tâm lỗ với nhau, độ khơng vng góc dường tâm lỗ mặt đầu càng, sai lệch khoảng cách tâm… Khi gia công lỗ phiến dẫn, sai số chế tạo đồ gá ảnh hưởng chủ yếu đến sai số vị trí bề mặt gia cơng so với mặt chuẩn mặt cịn lại chi tiết gia công Cụ thể, với sơ đồ gá đặt lựa chọn , ta thấy sai số chi tiết nguyên công (5) (6) chủ yếu do: Độ khơng vng góc đường tâm lỗ bạc dẫn với mặt định vị phiến tỳ - ε vg Sai lệch khoảng cách tính từ tâm bạc dẫn đến tâm chốt định vị - ε kc Do đó, ta chọn: ε vg = ε kc = ε ct = 31.33( µm ) Ta có điều kiện kỹ thuật chế tạo đồ gá sau: Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Thiết kế QTCN gia công giá chỉnh Hướng dẫn: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn Độ không vng góc cho phép tâm bạc dẫn với mặt định vị phiến tỳ ε vg ≤ 31.33( µm ) Sai lệch cho phép khoảng cách tính từ tâm bạc dẫn đến tâm chốt định vị ε vg ≤ 31.33( µm ) 10 Các chi tiết khác đồ gá: H7 n6 Chế độ lắp cho phép tạo mối lắp chắn Chúng tháo có cố hay sửa chữa lớn H6 Chọn chế độ lắp bạc dẫn đỡ chế độ lắp có khe hở Chế h5 độ lắp đảm bảo cho việc định tâm xác Chọn bulơng M16 với số lượng Chọn lị xo có: Đường kính ngồi: 16mm Đường kính trong: 12mm Chọn chế độ lắp chốt trụ phiến tỳ chế độ lắp trung gian 11 Bảo quản đồ gá: Khi khơng sử dụng tháo rời, bảo quản nơi khô ráo, bôi dầu mỡ định kỳ chống rỉ sét Thực hiện: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Trang ... vào giá trị sai số chế tạo đồ gá, dạng kích thước gia cơng, kết cấu bề mặt gia công, kết cấu chi tiết gia công sơ đồ gá đặt cụ thể đồ gá, ta xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá Qua phân tích, ta thấy... giá trị sai số đồ gá tính sau: ε đg = 38,67 − ( 02 + 02 + 21,212 + 82 ) = 31,33µm Ta thấy: ε đg < ε sp = 58µm Vậy sai số đồ gá thỏa yêu cầu đặt Xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá: Dựa vào giá trị sai... sau: Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá: Như ta biết, sai số chế tạo đồ gá phần tử quan trọng tham gia vào dung sai kích thước gia cơng nên chúng phải khống chế giới hạn cho phép Sai số chế tạo đồ