Tiểu luận cuối kỳ môn công nghệ chế tạo máy, trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Hiện nay ngành cơ khí của nước ta đang phát triển khá nhanh nhưng so với thế giới chúng ta còn kém họ rất xa do chúng ta chưa biết áp dụng “Quy Trình Công Nghệ” vào trong sản xuất. Chúng ta sản xuất rất nhiều nhưng về chất lượng sản phẩm chưa tốt. Vì vậy cần có một quy trình công nghệ hợp lý đối với các loại máy khác nhau để tăng năng xuất lao động cũng như chất lượng sản phẩm. Trong cơ khí muốn đạt được chất lượng sản phẩm cũng như muốn nâng cao được độ chính xác về kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan phải hội đủ những điều kiện sau: Máy, dao, đồ gá,... trong đó đồ gá đóng vai trò hết sức quan trọng , đồ gá giúp gia công chi tiết đạt độ chính xác cao và tăng năng xuất lao động.
BẢN VẼ CHI TIẾT
PHÂN TÍCH CHI TIẾT
Phân tích chi tiết gia công
- Chi tiết dùng để đỡ dao thông qua lỗ bậc.
Phân tích kỹ thuật
- Vật liệu chế tạo: GX 15-32
- Những bề mặt yêu cầu gia công lỗ cần đạt độ bóng Ra 1.6 và 0.8
- Những bề mặt không gia công đạt độ nhám Rz80
- Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ 28và 16là 0.06
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu lỗ 42và đường tâm lỗ 28là 0.04
BẢN VẼ LỒNG PHÔI
PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG CHI TIẾT
Chọn phương án gia công
Từ 2 phương án đã trình bày cho thấy cả 2 phương án đều có số nguyên công bằng nhau nên ta sẽ xem xét về sai lệch vị trí tương quan:
Sử dụng mặt đáy và hai mặt cạnh vuông góc làm chuẩn tinh thống nhất có thể dẫn đến sai lệch về vị trí tương quan, đặc biệt là giữa mặt đáy là tâm lỗ Ø28 và độ không vuông góc giữa tâm lỗ Ø28 so với tâm lỗ Ø16.
- Phương án 2: ta dùng mặt đáy, lỗ 28, mặt cạnh làm chuẩn tinh thống nhất sẽ đảm bảo được các sai lệch vị trí tương quan trên
Thiết kế nguyên công
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ chỏm cầu khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: hướng vào cạnh chi tiết cũng như 2 chốt tỳ chỏm cầu
- Chọn dao: dao phay mặt đầu
- Định vị:chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ chỏm cầu khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: hướng vào mặt đầu chi tiết cũng như 2 chốt tỳ chỏm cầu
- Chọn dao: dao phay mặt đầu c) NC3: Phay mặt cạnh vuông góc
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ chỏm cầu khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: hướng vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao phay mặt đầu d) NC4: Phay mặt đầu lỗ ∅28
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ đầu phẳng khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: hướng vào mặt đầu chi tiết cũng như 2 chốt tỳ chỏm cầu
- Chọn dao: dao phay mặt đầu e) NC5: Khoét doa lỗ ∅28
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ đầu phẳng khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: từ trên xuống hướng vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao khoét, dao doa f) NC6: Khoét doa lỗ ∅42
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ đầu phẳng khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: từ trên xuống hướng vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao khoét, dao doa
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ đầu phẳng khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: hướng trước chị tiết vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao phay ngón h) NC8: Phay rãnh ngang
- Định vị: chi tiết được khống chế 6 bậc tự do trong đó phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 3 chốt tỳ đầu phẳng khống chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: hướng vào mặt đầu lỗ cũng như phiến tỳ
- Chọn dao: dao phay rãnh chữ T
Định vị chi tiết được thực hiện với 6 bậc tự do, trong đó phiến tỳ kiểm soát 3 bậc tự do và 3 chốt tỳ đầu phẳng cũng kiểm soát 3 bậc tự do còn lại.
- Kẹp chặt: hướng vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao phay đĩa j) NC10: Phay mặt đầu lỗ ∅16
Định vị chi tiết được kiểm soát với 6 bậc tự do, trong đó phiến tỳ đảm nhận 3 bậc tự do, trong khi 3 chốt tỳ đầu phẳng cũng kiểm soát 3 bậc tự do khác.
- Kẹp chặt: hướng vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao phay mặt đầu k) NC11: Khoan doa lỗ ∅16
Định vị chi tiết bao gồm việc khống chế 6 bậc tự do, trong đó phiến tỳ kiểm soát 3 bậc tự do, và 3 chốt tỳ đầu phẳng cũng khống chế 3 bậc tự do còn lại.
- Kẹp chặt: hướng vào mặt bên hướng vào phiến tỳ
- Chọn dao: dao khoan, dao doa
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
Nguyên công 1: Phay mặt đáy
Cơ cấu kẹp nhanh bằng ren:
- Khi kẹp chặt chi tiết: bằng tay quay ngoài cùng thông qua sự siết chặt bằng ren
Khi tháo chi tiết, hãy quay tay quay trong cùng để đưa rãnh ngang vào vị trí của vít chốt Sau đó, rút tay quay ngoài cùng sang bên phải để hoàn tất việc tháo chi tiết.
Nguyên công 5: Khoét, doa lỗ ∅28
Cơ cấu kẹp nhanh liên động bằng cam
Khi kẹp chặt chi tiết, xoay cần cam theo chiều kim đồng hồ sẽ làm cho mỏ kẹp bên phải hạ xuống, kẹp chặt chi tiết Đồng thời, cần liên động ở dưới thân đồ gá sẽ kéo theo mỏ kẹp bên trái cũng hạ xuống theo.
Khi tháo chi tiết, xoay cần cam theo chiều ngược kim đồng hồ để mỏ kẹp bên phải nâng lên, đồng thời cần liên động dưới thân đồ gá sẽ kéo theo mỏ kẹp bên trái cũng hướng lên.
Đồ gá kiểm tra độ vuông góc giữa mặt trên chi tiết với đường tâm lỗ 𝝓𝟐𝟖
Mô phỏng chuyển động 3D: https://drive.google.com/file/d/1G4T784WVY09FJrESNVDfhC5flfOjeV0I/vie w?usp=sharing
Đồ gá kiểm tra vuông góc lỗ ∅28 và ∅16
TÍNH TOÁN LỰC KẸP, SAI SỐ ĐỒ GÁ
Tính toán lực kẹp cần thiết
Sơ đồ lực khi phay bằng dao phay mặt đầu
Chi tiết được định vị chắc chắn với hai mặt bên và một mặt đáy, đảm bảo đủ 6 bậc tự do Lực kẹp tác động lên mặt bên, như được minh họa trong hình trên.
• Lực cắt tiếp tuyến được xác định theo công thức sau:
C : hệ số ảnh hưởng của vật liệu` t : chiều sâu cắt (mm)
S: lượng chạy dao ngang (mm/răng)
D: đường kính dao phay (mm) n: số vòng quay của dao (vòng/phút)
K: hệ số phụ thuộc vào vật liệu x, y, u, q, 𝜔 :các hệ số mũ lấy trong Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I
• Lực hướng kính: Py = ( 0,2 - 0,4 )Rz
• Lực chạy dao: Ps = ( 0,3 - 0,4 )Rz
Lực vuông góc với lực chạy dao được tính bằng công thức Pv = (0,85 - 0,9)Rz Để đơn giản hóa trong việc tính toán lực kẹp, ta giả định rằng chỉ có lực Ps tác động lên chi tiết, gây ra sự dịch chuyển của nó.
Khi phay, lực Ps tác dụng lên chi tiết làm cho chi tiết xê dịch trượt tới, lúc này lực Fms phải thắng được lực Ps
• Lực kẹp do cơ cấu kẹp sinh ra là Wct
• Lực ma sát giữa đầu kẹp và chi tiết là Fms
• Gỉa thiết hệ số ma sát là f thì Fms = Wct.f
• k là hệ số an toàn ( 1,5 đến 2,5 )
• Mc là momen xoay của dao
Nên ta có phương trình cân bằng lực : k.Ps = Fms = Wct.f
Momen Mc làm cho chi tiết bị xoay nên ta có phương trình cân bằng momen : k Mc = 𝐹 𝑚𝑠 𝐿
Từ giá trị (1) và (2) ta chọn ra giá trị lớn nhất để thiết kế cơ cấu kẹp
Thành phần lực Pv giúp đẩy chi tiết vào hai điểm tựa bên hông mà không làm xê dịch hoặc lật chi tiết, miễn là lực kẹp được hướng đúng vào các điểm tựa hoặc thấp hơn.
• Tác dụng của lực kẹp:
- Lực kẹp chống lật chi tiết
- Lực kẹp tạo ra ma sát giữa chi tiết và đầu kẹp giúp chống trượt
- Lực kẹp làm mất khả năng xê dịch và rung động do lực cắt hay các lực khác trong quá trình cắt sinh ra
Với sơ đồ lực đã cho, lực P0 tăng cường sự kẹp chặt, tuy nhiên do khoét doa lỗ suốt nên có thể bỏ qua yếu tố này Moment xoắn Mc khiến chi tiết quay quanh tâm lỗ khoét, do đó cần có lực kẹp chặt Wct để chống lại moment quay Lực kẹp này tạo ra moment ma sát trên mặt đáy, và phương trình cân bằng moment được thiết lập như sau.
Tính sai số chế tạo
Nguyên công 5: Khoét doa lỗ 28
Tính theo dung sai khoảng cách từ tâm lỗ ∅ 28 đến tâm lỗ ∅ 16: 84 ± 0.087
+Sai số gá đặt cho phép
= (vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước)
= (vì phương lực kẹp vuông góc phương kích thước cần đạt được)
m = N = 0.2 5000 = 14.14 m= 0.0141 mm (trang 148_ Hướng dẫn thiết kế đồ án)
𝛽: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị, với chi tiết chốt tì đầu phẳng 0.2 ÷ 0.4
N: số lượng chi tiết gia công trên đồ gá bằng 5000