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.

TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ

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.

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…

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

5 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

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

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 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 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

8 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

1.5.1 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

9 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

Hiệu quả sức lao động của Cam kẹp được thiết kế để làm giảm thiếu tối đa 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

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.

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

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CƠ CẤU CAM

Xây dựng mô hình đồ gá

Chi tiết dạng trục cú đường kớch từ ỉ20 – ỉ30

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

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 K0N/m

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 2.10 Tay quay kẹp chặt

2.1.6 Dựng mô hình 3D đồ gá

Hình 2.11 Mô hình đồ gá

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

- Chi tiết dạng trục cú đường kớnh ỉ20 ữ ỉ30 dài 50mm

- 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 ỉ10

- Phụi của chi tiết là phụi dạng thanh trục với đường kớnh và ỉ20 ữ ỉ30

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

Sơ đồ định vị 6 bậc tự do

Phiền tỳ dưới dáy chi tiết hạn chế 3 bậc tự do

Khối V hạn chế 2 bậc tự do

Dùng cơ cấu cam để kẹp chặt chi tiết

 Trường hợp 1 khoan chi tiết trục ỉ30

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 ỉ20 Để gá được đường kớnh trục khỏc nhau (trong trường hợp này trục ỉ30) thỡ 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

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

Tốc độ cắt khi khoan: V= 𝑇𝑚.𝑆𝑦 𝐶𝑣.𝐷𝑞 𝐾 𝑣 trong đó:

Số vòng quay trục chính : nt 00.Vt/.D = 1000.40,74/3,14.12= 1081.21 vòng/phút

Chọn tốc độ máy n m = 668 vòng/phút

Tốc độ cắt thực tế : Vt = n m .D/1000 = 668.3,14.12/1000 = 25,17 m/phút Momen xoắn Mx= 10.CM.D q S y kp t x

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 0,085.12 2 0,32 0,8 1.6 0.75 = 188.58 N.mm

Lực cắt khi khoan : P0= 10.CP.D q S y kp t x

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 0,32 0,8 1.6 1.2 = 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

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 K0N/m

Vị trí kẹp chặt chi tiết thì lo xo có chiều dài l0umm

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

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:

Ta nhận thấy Lực đàn hồi Fdh(t)=2.10 N 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 F5với khoảng cách tới tâm chi tiết l1=8mm)

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

Lực kẹp chặt chi tiết W

Ta xác định phương và chiều của phản lực và lực sát Fms1 , Fms2của khối V1

Tương tự ta cũng sẽ xác định được phương và chiều của phản lực và lực ma sát Fms3 , Fms 4 của khối V2

Vì 2 khối V đặt cách đều tâm lỗ của trục nên ta có thể coi N1=N2 = 𝑁 3 = 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-2Nsin45 0 +2Ncos45 0 -2Fms1.sin45+2Fms2.cos45 0 -N5-N6=0 (1) Phương trình cân bằng momen:

Mx-Sin 45 0 ( Fms1 + Fms2 )R-cos45 0 (Fms3 + Fms4 ) R – N5.l1-N6.l1-F5 l1+F6 l1 0 (2)

Từ 1 và 2 ta có Po +W-2N =Mx-4Fms.R.sin45 0 -2l1N

Suy ra W=Mx-Po-4Fms.R.sin45 0 -2l1N-2N

Từ 2 ta có N = Mx/(4R.sin45 0 +2l1)= 188,58/(4.15.sin45+2.8)=3,228N.mm Vậy W8,58 – 1473,43 – 4.3,228.0,3.15sin45 0 -2.8.3,228+2.3,228= -1371,13 Nmm

Lực kẹp cần thiết : Wct=K.W

K : là hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công

K = ko.k1.k2.k3.k4.k5.k6 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

Suy ra Wct=1,2 1371,1345.356 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 Wct45.356 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)

Lực kẹp cam bằng

Trong đó : r là bán kính cong của bánh lêch tâm tại điểm kẹp

𝑡𝑔𝜑1 𝑣à 𝑡𝑔𝜑2 hệ số ma sát trên bề mặt và trên trục

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 việc mà ta có Q = Wct 45.356 N.mm và D= 60mm

Vậy theo bảng 8-46 ( trang 462) sổ tay công nghệ tập 2 ta có

2.2.5 Tính sai số chế tạo

23 Áp dụng công thức 5 5 ta có:

gd : sai số gá đặt, được lấy bằng /4, với  là dung sai nguyên công, 00m

Chuẩn định vị không trùng gốc kích thước Trên đồ gá này ta có chuẩn định vị không trùng gốc kích thước.

Hình 2.16 Sai số chuẩn Theo nhưng công thức hình học tính toán thì ta có thể tính ra

H=OI=OA-AI suy ra H=D-AI

k: Sai số kẹp chặt, ở đây phơng lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện nên k=0

m: Sai số do mòn đồ gá

: Hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị,  = 0,3

N: Số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá, N = 4000 (giả sử)

dc: sai số điều chỉnh, dc =0.005mm

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

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CỦA ĐỒ GÁ

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−1 2 + 𝜀 𝑖 2 (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

𝜀 𝑖 : 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

Sai lệch không gian được tính theo công thức:

Trong đó ∆ 𝑙𝑡 = 0.8÷1.5 ∆ 𝑙𝑡 = 1 ∆ 𝑠𝑠 =2.2 ÷3.4 ∆ 𝑠𝑠 = 2.5 : độ song song của mặt phẳng

∆ 𝑐ℎ = 0.5÷1.2 ∆ 𝑐ℎ = 0.8 : khoảng cách lỗ tâm với chuẩn công nghệ

∆ 𝑐𝑣 = 0: độ cong vênh của chi tiết

Sai số gá đặt được xác định:

𝜀c là sai số chuẩn Trong trường hợp này 𝜀c = 0 (vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước)

𝜀k là sai số kẹp chặt 𝜀k =0.01mm Suy ra 𝜀gd = 0.01 mm

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

Zmin = 0.3 + √1.503 2 + 0.01 2 = 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.

Quy trình công nghệ gia công chi tiết

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

Hình 3.2 sơ đồ định vị a Phân tích nguyên công Độ nhám yêu cầu đạt Rz 20 b Định vị và kẹp chặt

Dùng mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

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 D0 mm, B@ mm, số răng z răng

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)

Tra bảng 5 – 33 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7 kw chọn S = 0, 24 mm/vòng

Tra bảng 5-1 và 5-2 (STCNCTM-tập 2)

190 HB nv =1,25 bang 5-2 (STCNCTM II) chon HB 0

190 =1 Tra bảng 5-5 (STCNCTM II) Knv =0,8

Tra bảng 5-6 (ST CNCTM II) Kuv =1,0

Theo thuyết minh máy chon nt= 1050v/ph

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến

Theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức:

Vậy máy làm việc an toàn

Tra bảng 5 – 33 (STCNCTM II) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7 kw Chọn S = 0, 24 mm/vòng

-nv =1,25 bang 5-2 (STCNCTM II) chon HB 0

190 =1 Tra bảng 5-5 (STCNCTM II) Knv =0,8 (có vỏ cứng)

1592v / ph D 3,14.100 theo thuyết minh máy chon nt= 1100v/ph

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

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) T(mm) Dao

3.2.2 NGUYÊN CÔNG II: Phay rãnh khối: LA, H mm

Hình 3.3 Sơ đồ định vị a Phân tích nguyên công Độ nhám yêu cầu đạt Rz 20 b Định vị và kẹp chặt

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 DPmm, B mm, Z=6

- 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)

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

190 =1 Tra bảng 5-5 (STCNCTM II) Knv =1

𝜋𝐷 @7 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 475 v/ph

1020.60 =0,015 Kw Vậy máy làm việc an toàn

-Tốc độ máy nQ3 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 600v/ph

1020.60=0,16 Kw Vậy máy làm việc an toàn

3.2.3 NGUYÊN CÔNG III: Phay rãnh khối: L@, H 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:

1020.60=0,16 Kw Vậy máy làm việc an toàn

3.2.4 NGUYÊN CÔNG IV: Phay đuôi én

Hình 3.5 Sơ đồ định vị Chọn dao thép gió P18 đường kính dao D%mm, chiều cao b= 15mm, d 8mm, φ`, Z răng

Lượng dư gia công Zb= 1,5, lượng chạy dao S=0,12 mm/vòng

Theo thuyết minh máy chọn nt= 375 v/ph

Theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức:

- Gia công đạt kích thước theo bản vẽ

- Làm chuẩn tinh cho các nguyên công tiếp theo

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

-Mặt sau hạn chế 2 bậc tự do bằng 2 chốt tỳ

-Mặt bên hạn chế 1 bậc tự do còn lại bằng 1 chốt tỳ

Hình 3.6 Sơ đồ định vị

-Dùng cơ cấu kẹp bằng ê tô, kẹp chặt chi tiết, lực kẹp có phương hướng, chiều vuông góc lực cắt

4)Chọn máy và dao cắt a Chọn máy:

- Đường kính lớn nhất khi khoan thép: 50mm

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

- Số vòng quay trục chính (V/ph):30-37; 5-47; 5-60-75-95-118-150- 190- 225-300-375-475-600-950-1180-1500-1700

- Bước tiến sau 1 vòng quay trục chính (mm/v): 0.05-0.07-0.1-0.14-0.2- 0.28-0.4-0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

- Mômen xoắn lớn nhất: 75 KG; Lực dọc trục lớn nhất: 2000 KG b chọn dao:

-Mũi khoan bằng thép gió, có đường kính mũi khoan D=4 mm

Tra bảng 5-33(STCNCTM-tập 2) với dao gắn hợp kim, công suất động cơ Nm=2,8 chon S= 0,2 mm/vòng

Tra bảng 5-1 và 5-3 (STCNCTM_tập 2) : Kmv=1,2

Tra bảng 5-6(STCNCTM_tập 2): Kuv=0,3

Tra bảng 5-31(STCNCTM_tập 2): Klv=1

Theo thuyết minh máy chọn ntG5 v /phút

- mô men xoắn mx.Cm.D q S y K P tra bảng 5-32 ta có

Tra bảng 5-9 : ta có kmp=kmv=0,64

Theo sách (STCNCTM_tập 2) ta có công thức

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) dao khoan 2A135 7,45 0,2 2,5 P18

3.2.6 NGUYấN CễNG VI : Phay 4 lỗ ỉ10, H=5 mm a Định vị

-Mặt bên hạn chế 1 bậc tự do còn lại bằng 1 chốt tỳ b Kẹp chặt

-Dùng cơ cấu kẹp bằng ê tô, kẹp chặt chi tiết,

Hình 3.7 Sơ đồ định vị 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 mm, B=5 mm, Z=6

- Phay thô với chiều sâu cắt t=1,5 (mm)

𝜋𝐷 65 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 1700 v/ph

3.2.7 NGUYÊN CÔNG VII: Khoan, taro ren 4 lỗ M5 a Mục đích yêu cầu

- Làm chuẩn tinh cho các nguyên công tiếp theo b Kẹp chặt

-Dùng cơ cấu kẹp bằng ê tô, kẹp chặt chi tiết,lực kẹp có phương hướng, chiều vuông góc lực cắt c Chọn máy và dao cắt

- Số vòng quay trục chính (V/ph):30-37; 5-47; 5-60-75-95-118-150- 190-225- 300-375-475-600-950-1180-1500-1700

- Bước tiến sau 1 vòng quay trục chính (mm/v): 0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28- 0.4-0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

- Mômen xoắn lớn nhất: 75 KG; Lực dọc trục lớn nhất: 2000 KG

Tra bảng 5-33(STCNCTM-tập 2) với dao gắn hợp kim, công suất động cơ Nm=2,8 chon S= 0,2 mm/vòng

Tra bảng 5-1 và 5-3 (STCNCTM_tập 2): Kmv=1,2

Tra bảng 5-6(STCNCTM_tập 2): Kuv=0,3

Tra bảng 5-31(STCNCTM_tập 2): Klv=1

𝜋.𝐷 B5 v/phút Theo thuyết minh máy chọn ntG5 v /phút

- mô men xoắn mx.Cm.D q S y K P

Tra bảng 5-9: ta có kmp=kmv=0,64

- lực chiều trục theo sách (STCNCTM_tập 2) ta có công thức

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) dao khoan 2A135 7,45 0,2 2,1 P18 d Ta rô ren M5x0,8

Ta có chiều sâu cắt t chính bằng chiều cao prôfin ren h

Ta lại có chiều cao h đ-ợc tính bằng công thức:

 0 p = 0,525 (mm) ; ở đây p là b-ớc ren

Vậy chiều sâu cắt t = 0,55 (mm)

 L-ợng chạy dao: S (mm/vòng)

Ta có b-ớc ren p = 0,5 < 2,5 nên tiến dao ở đây theo h-ớng kính, với l-ợng chạy dao chính bằng b-ớc ren S = 2 (mm/vòng)

Ta có công thức xác định vận tốc cắt khi ta rô là:

Cv, q, m, y là các hệ số và số mũ đ-ơc cho trong bảng 5-49

D là đ-ờng kính danh nghĩa của ren

T là tuổi bền của mũi ta rô

- Kv là hệ số điều chỉnh tổng quát

Tra bảng 5-49, sổ tay CNCTM_T2 trang 40 ta có các hệ số và số mũ:

Hệ số điều chỉnh tổng quát: Kv= Kmv Kuv Ktv

- Kmv là hệ số phụ thuộc vật liệu gia công

- Kuv là hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt

- Ktv là hệ số phụ thuộc độ chính xác của ren cần gia công

Tra bảng 5-50, sổ tay CNCTM_T2 trang 43 ta có:

Kmv= 0,5 Kuv= 1,0 Klv=1,0  1,25, ta chọn Klv= 1,0 Suy ra Kv= 1,0 0,5 1,0 = 0,5

Thay các gớa trị vừa tìm đ-ợc vào công thức tính ta có vận tốc cắt khi ta rô là:

200 0,33 2 0,3 0,5 7,67 m/phút Nh- vậy ta có tốc độ quay của trục chính là:

 = 2399 (v/p) Theo thuyết minh máy 2A135 ta chọn nmáy00 (v/p)

Lúc đó vận tốc cắt thực tế là:

D  n = 26,69 (m/phót) e Lực cắt và mô men xoắn khi ta rô

Khi ta rô lực cắt rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua

Mô men xoắn khi ta rô đ-ợc cho bởi công thức:

Tra bảng 5-51, sổ tay CNCTM _T2 trang 43 ta có các hệ số và số mũ nh- sau:

Từ bảng 5-50, sổ tay CNCTM_T2 trang 43 ta có hệ số Kmp= 1,5

Nh- vậy mô men xoăn khi ta rô sẽ là:

Mx= 10 0,013 5,5 1,4 0,5 1,5 1,5 = 0,74 (N.m) e) Công suất cắt gọt

Ta có công suất cắt gọt khi ta rô ren đ-ơc cho bởi công thức:

3.2.8 NGUYÊN CÔNG VIII: Tổng kiểm tra

Kiểm tra độ song song của bề mặt đuôi én sau khi đã gia công xong với bề mặt đã gia công ban đầu để đảm bảo độ song song giữa 2 bề mặt làm việc

Dụng cụ kiểm tra: hai đồng hồ lò xo được gắn trên một thanh trượt có thể di chuyển qua lại Thanh trượt được gắn vào một giá đỡ bởi ốc vít và cố định vào bàn máy

Hình 3.9 Sơ đồ định vị kiểm tra

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

Quy trình công nghệ gia công chi tiết

3.3.1 NGUYÊN CÔNG I: Phay mặt phẳng A (Rz (m)

47 a Phân tích nguyên công Đây là một nguyên công rất quan trọng, sau khi gia công xong được dùng làm chuẩn tinh để phay mặt đáy Độ nhám yêu cầu đạt Rz 20 b Định vị và kẹp chặt

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 c.Chọn máy và dao cắt

- Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim BK6, đường kính dao D0 mm, B@ mm , số răng z răng

Tra bảng 5-5 (STCNCTM II) Knv =0,8

Tra bảng 5-6 (STCNCTM II) Kuv =1,0

1081, 8v / ph D 3,14.100 theo thuyết minh máy chon nt= 1050v/ph

Tra bảng 5-5 (STCNCTM II) Knv =0,8 (có vỏ cứng)

1592v / ph D 3,14.100 theo thuyết minh máy chon nt= 1100v/ph

3.3.2 NGUYÊN CÔNG II Phay mặt dưới đạt (R z (m)

Hình 3.12 sơ đồ gá đặt Tương tự như nguyên công I phay mặt ta có ché độ cắt như sau:

3.3.3NGUYÊN CÔNG III: Phay 2 mặt bên kích thước L, H0

Tương tự như nguyên công III thì có chế độ cắt như bảng bên dưới:

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) dao

Hình 3.13 sơ đồ gá đặt

3.3.4 NGUYÊN CÔNG IV: Phay rãnh khối: LU, H mm

Kích thước chính xác Độ nhám yêu cầu đạt Rz 20

2Chọn máy và dao cắt

Tra bảng 5 – 146 ([2]) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7 kw Chọn

𝜋𝐷 @0,6 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 475 v/ph

54 theo (STCNCTM-tập 2) ta có công thức:

Tra bảng 5 – 33 ([2]) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7 kw chọn

-Tốc độ máy n= 504,5 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 600v/ph

- tính lực cắt theo phương pháp tuyến theo ([2]) có công thức:

3.3.5 NGUYÊN CÔNG V: Phay bậc khối: L1(, H, L25 mm

Kích thước chính xác Độ nhám yêu cầu đạt Rz 20

2 Định vị và kẹp chặt

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

3.Chọn máy và dao cắt

Tra bảng 5 – 146 ([2]) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7 kw chọn S = 0,

𝜋𝐷 @7 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 475 v/ph

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

Tra bảng 5 – 33 ([2])) dao gắn hợp kim cứng, công suất động cơ 7 kw chọn S = 0,

-Tốc độ máy nQ3 v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 600v/ph

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

3.3.6 NGUYÊN CÔNG VI: Phay đuôi én

Chọn dao thép gió P18 đường kính dao D%mm, chiều cao b= 15mm, d= 8mm, φ`, Z răng

Tra bảng 5-5 (STCNCTM II) Knv =1

61 theo thuyết minh máy chon nt= 375 v/ph

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

3.3.7 NGUYấN CễNG VII: Khoan hai lỗ ỉ4

-Dùng cơ cấu kẹp bằng ê tô, kẹp chặt chi tiết, lực kẹp có phương hướng, chiều vuông góc mặt đáy, điểm đặt lực vào mặt đáy (sơ đồ nguyên công)

- Bước tiến sau 1 vòng quay trục chính (mm/v): 0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28-0.4- 0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

Tra bảng 5-33([2]) với dao gắn hợp kim, công suất động cơ Nm=2,8 chon S= 0,2 mm/vòng

Theo thuyết minh máy chọn ntG5v /phút

- lực chiều trục theo sách ([2]) ta có công thức

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) dao khoan 2A135 5,96 0,2 2 P18

3.3.8 NGUYấN CễNG VIII: Khoan, doa hai lỗ ỉ10

- Bước tiến sau 1 vòng quay trục chính (mm/v): 0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28-0.4- 0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

-Mũi khoan bằng thép gió, có đường kính mũi khoan D mm

Theo thuyết minh máy chọn nt"5 v /phút

Doa lỗ ỉ10 a) Chiều sâu cắt: t (mm) t=0,1 (mm) b) L-ợng chạy dao: S (mm/răng)

Ta tra l-ợng chạy dao trong bảng 5-104, sổ tay CNCTM_T2 trang 95 đ-ợc giá trị: S= 0,5  0,6 (mm/vòng)

Ta chọn l-ợng chạy dao cho doa tinh là: s = 0,5 (mm/vòng) c) Vận tốc cắt: V (m/phút)

Ta có vận tốc cắt khi doa đ-ợc tính theo công thức:

Tra các hệ số và số mũ trong bảng 5-29, sổ tay CNCTM_ T2 trang 23 ta có:

Tuổi bền dao với dao có D (mm) thì T = 80 (phút)

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc và các vào các điều kiện cụ thÓ: Kv= Kmv Knv Kuv

- Kmv: hệ số phụ th thuộc vào vật liệu gia công

- Knv: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi

- Kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt

Tra bảng 5-1, sổ tay CNCTM_T2 ta có:

Số mũ nv đ-ợc cho trong bảng 5-2, sổ tay CNCTM_T2 là: nv= 1,3

Thay vào công thức trên ta đ-ợc: Kmv= 1 (

Tra bảng 5-5 và 5-6, sổ tay CNCTM_T2

Nh- vËy Kv= 1.1.1 = 1 Thay các giá trị trên vào công thức tính vận tốc cắt khi phay ta đ-ợc:

80 0.3 0,1 0,1 0,5 0,5 1,8 m/phút Suy ra tốc độ vòng quay của trục chính là: n D

 = 376 (vòng/phút) Theo thuyết minh máy 2A135 ta chọn nmáy= 375 (vòng/phút)

Nh- vậy vận tốc cắt thực tế của dao là:

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) dao khoan 2A135 5,96 0,3 4.9 P18 doa 2A135 11,77 0,5 0,1 P6M5

3.3.9 NGUYấN CễNG IX: Khoan 2 lỗ ỉ5, khoan taro ren 2 lỗ M6

Hình 3.19 Sơ đồ gá đặt

4)Chọn máy và dao cắt a.Chọn máy:

- Chọn máy khoan cần 2A135 b.chọn dao:

Theo thuyết minh máy chọn ntG5 v /phút

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) dao khoan 2A135 7,45 0,2 2,5 P18

Tương tự như ta rô ren M5x0,5 ta có Cv q y

Từ bảng 5-50, sổ tay CNCTM_T2 trang 43 ta có hệ số Kmp= 1,5

Nh- vậy mô men xoăn khi ta rô sẽ là:

Mx= 10 0,013 5,5 1,4 0,5 1,5 1,5 = 0,74 (N.m) e) Công suất cắt gọt

Ta có công suất cắt gọt khi ta rô ren đ-ơc cho bởi công thức:

3.3.10 NGUYÊN CÔNG X: Tổng kiểm tra

Kiểm tra độ song song của bề mặt đuôi én sau khi đã gia công xong với bề mặt đã gia công ban đầu để đảm bảo độ song song giữa 2 bề mặt làm việc

Dụng cụ kiểm tra: hai đồng hồ lò xo được gắn trên một thanh trượt có thể di chuyển qua lại Thanh trượt được gắn vào một giá đỡ bởi ốc vít và cố định vào bàn máy

Hình 3.20 Sơ đồ định vị kiểm tra

PHẦN C: CHI TIẾT RÃNH CHỮ T

Hình 3.21 Chi tiết rãnh chữ T

Quy trình công nghệ gia công chi tiết “ Chữ T ”

1 Nguyên công I: Chế tạo phôi

2 Nguyên công II: Phay 2 mặt C, D

3 Nguyên công III: Phay 2 mặt rãnh

4 Nguyên công IV: Phay rãnh chữ T

5 Nguyên công V: Khoan, taro 4 lỗ Φ5

6 Nguyên công VI: Khoét 4 lỗ Φ10

7 Nguyên công VII: Tổng kiểm tra

Phôi tấm 38x113x20mm (gia công đơn chiếc)

3.4.3 Nguyên Công II: Phay mặt A.B

 Định vị : chi tiết được định vị hết 5 bậc tư do Bao gồm : 3 bậc tự do được định vị bằng phiến tỳ, 2 bậc tự do được định vị bằng 2 chốt tỳ

 Kẹp chặt : chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít- đầu tỳ

 Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12 (Bảng 9-38 [3])

+ Công suất máy Nm = 7 KW

+ Bề mặt làm việc của bàn máy : 400  1600 mm

Hình 3.22 Sơ đồ định vị nguyên công II

+ Công suất động cơ: N = 7 kw

+ Tốc độ trục chính: 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

Chọn dao: Phay bằng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15k6

Theo bảng (4-96) [1] chọn dao theo tiêu chuẩn có :

Lượng dư gia công : phay 2 lần :

Chế độ cắt bước 1:( phay thô)

Lượng chạy dao răng Sz = 0,1 mm/răng (Bảng 5-125 [2])

 Lượng chạy dao vòng Sv = Sz z = 0,1.6 = 0,6 mm/vòng

Tốc độ cắt V= 300 m/ph (Bảng 5-126 [2])

Hệ số điều chỉnh: Ws = 0,79

Tốc độ cắt tính toán là: Vt =V Ws = 300.0,79= 237 m/ph

 Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 1180vg/ph

Lượng chạy dao phút : Sp = n.Sv = 0,6.1180 = 708 mm/phút

Như vậy tốc độ cắt thực tế là: D n m ph

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh )

Lượng chạy dao răng Sz = 0,02 mm/răng (Bảng 5-125 [2])

 Lượng chạy dao vòng Sv = Sz z = 0,02 6= 0.12 mm/vòng

Tốc độ cắt tính toán là: Vt =V Ws = 300.0,79= 237 m/ph

Bước CN Máy Dao V(m/ph) S(mm/v) t(mm)

 Kiểm Nghiệm công suất cắt:

Cp= 825; Xp = 1; Yp=0,75; Up=1,1; 𝜔𝑝 = 0,2; qp=1,3

60.1020 = 1.2 N=1.35 < Ndc = 7 Kw => Máy làm việc an toàn

3.4.8 Nguyên công V : Phay 2 mặt rãnh

- Định vị : chi tiết được định vị tất cả 6 bậc tự do Bao gồm : 3 bậc tư do bởi hai phiến tỳ, 2 bậc tự do được định vị bằng 2 chốt tì khía nhám, bậc tự do cuối được điịnh vị bằng chốt tỳ phẳng

- Kẹp chặt : chi tiết được kep bằng cơ cấu đòn kẹp liên động

Chọn máy : Máy phay ngang 6H82

 Công suất máy Nm = 7 KW

 Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng thép gió

 Theo bảng (4-84) [1] chọn dao theo tiêu chuẩn có:

 Lượng dư gia công: phay 2 lần:

Chế độ cắt bước 1: (phay thô)

Lượng chạy dao răng Sz = 0,06 mm/răng (Bảng 5-170 [2]

 Lượng chạy dao vòng Sv = Sz z = 0,06.12 = 0,72 mm/vòng

Tốc độ cắt V= 46 m/ph (Bảng 5-171 [2]

Tốc độ cắt tính toán là: Vt =V Ws = 46.1,03G,3 m/ph

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh )

Lượng chạy dao răng Sz = 0,04 mm/răng (Bảng 5-170 [2]

 Lượng chạy dao vòng Sv = Sz z = 0,04.12= 0,5 mm/vòng

Tốc độ cắt tính toán là: Vt =V Ws = 50.1,1= 51,5 m/ph

Phay tinh 6H82 Phay đĩa 3 mặt P18

Phay thô 6H82 Phay đĩa 3 mặt P18

Bước CN Máy Dao V(m/ph) S(mm/v) t(mm)

 Kiểm Nghiệm công suất cắt:

Cp= 68,2; Xp = 0,86; Yp=0,72; Up=1; 𝜔𝑝 = 0; qp=0,86

60.102= 2,9 N=2,9 < Ndc = 7 Kw => Máy làm việc an toàn

3.4.9 Nguyên công VI : phay rãnh T

Chọn dao thép gió P18 đường kính dao Dmm, chiều cao b= 14mm, d= 8mm, Z răng

Hình 3.24 Sơ đồ định vị Chọn dao thép gió P18 đường kính dao Dmm, chiều cao b= 14mm, d= 8mm, Z răng

HB -nv =1,25 bang 5-2 (STCNCTM II) chon HB 0

-Tốc độ máy n= 346v/phút theo thuyết minh máy chon nt= 375 v/ph

Bước Máy V(m/ph) S(mm/v) t(mm) Dao

3.4.7 Nguyên Công IV: Khoan – lỗ  5

 Định vị: chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiên tỳ, định vị tiếp 2 bậc tự do bằng chốt tỳ

 Kẹp chặt: chi tiết được kẹp bằng đòn kẹp liên động

Hình 3.25 Sơ đồ định vị Chọn máy: Máy khoan 2H135 Công suất máy Nm = 2,8 kW

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 375 500 (mm 2 )

+ Công suất động cơ: N = 2,8 kW

+ Số vũng quay trục chính: 99,5;135:190;267;380;540;668;950;1360

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió P18 Đường kính dao d = 5 mm

Chế độ cắt bước 1: Khoan lỗ ( 5mm )

Lượng chạy dao Sv = 0.15 mm/vòng (Bảng 5-25 [2])

Tốc độ cắt Vb= 32 m/ph (Bảng 5-86 [2])

Tốc độ cắt tính toán :Vt = Vb.k1.k2

-Hệ số điều chỉnh k1 phụ thuộc chu kỳ bền của mũi khoan, k1 =1,0

-Hệ số điều chỉnh k2 phụ thuộc chiều sâu mũi khoan k2 =1,0

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 1360 vg/ph

Bảng thông số chế độ cắt

Bước Máy V(m/phút) N(v/phút) t(mm) S(mm/v)

 Lực cắt và momen xoắn khi khoan :

Theo bảng 5-32 [2]T2: Cp = 68 ; Yp = 0.7 ; qp = 1

Theo bảng 5-32 [2] chọn: CM = 0.0345; Qm = 2; Ym = 0,8;

 Máy làm việc an toàn

3.4.7 Nguyên Công IV: Khoét – lỗ 10 o Định vị: chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiên tỳ, định vị tiếp 2 bậc tự do bằng chốt tỳ o Kẹp chặt: chi tiết được kẹp bằng đòn kẹp liên động

Hình 3.26 sơ đồ định vị Chọn máy : Máy khoan 2H135 Công suất máy Nm = 2,8 kW

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 375 500 (mm 2 )

+ Công suất động cơ: N = 2,8 kW

+ Số vũng quay trục chính: 99,5;135:190;267;380;540;668;950;1360

 Chọn dao: Mũi khoét T15K6 Đường kính D = 10 mm

Lượng chạy dao S =0,5 mm/vòng

Tốc độ cắt V được tính theo công thức

 Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM T2

 Tuổi thọ của mũi khoét T 0 phút (Bảng 5-30, sổ tay CNCTM )

 Hệ số Kv = KMV.kUV.KLV

750 Bảng 5-1 Sổ tay CNCTM II

Ta có 𝜎Ba0, kn=1, nv=0,9

+KUV = 1,9, Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM II

+KLV = 1, Bảng 5-31 Sổ tay CNCTM II

 Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 1390 vg/ph

Như vậy tốc độ cắt thực tế là: Dn m ph

Bước CN Máy Dao V(m/ph) N(v/ph) S(mm/v) t(mm)

(Trang 21 ST CNCTM II) Theo bảng 5.23 (ST CNCTM II) ta có:

3.4.10 Nguyên công VII: Tổng Kiểm Tra

Kiểm tra chi tiết độ song song của mặt chữ T và mặt đầu

Kiểm tra độ song song của bề mặt rãnh chữ T sau khi đã gia công xong với bề mặt đầu để đảm bảo độ song song giữa 2 bề mặt làm việc

Dụng cụ kiểm tra: hai đồng hồ lò xo được gắn trên một thanh trượt có thể di chuyển qua lại Thanh trượt được gắn vào một giá đỡ bởi ốc vít và cố định vào bàn máy

Hình 3.27 sơ đồ định vị kẹp chặt kiểm tra

Hình 3.28 Sản phẩm Trong đó:

3 Thanh chữ I 10 Đế đồ gá

4 Cam 11 Băng trượt đuôi én (thân dưới)

6 Băng trượt đuôi én (thân trên)

 Trường hợp 1 khoan chi tiết trục ỉ20

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 ỉ30 Để gá được đường kớnh trục khỏc nhau (trong trường hợp này trục ỉ30) thỡ dịch chuyển cụm chi tiết kẹp chặt CAM vào 5mm thì 2 bên khối V sẽ dịch chuyển 1 lượng bằng nhau và bằng 2.5mm Tiếp đó nguyến lý sẽ tương tự với trường hợp 1

3.5.2 Ưu nhược điểm Ưu điểm

Cơ cấu kẹp chắc chắn, độ chính xác đạt được cao

Gia công được nhiều loại trục khác nhau

Giảm được thời gian gá kẹp Độ cứng vững tương đối cao

Giá thành rẻ khi sản xuất hành loạt

Dễ dử dụng và tháo tác

Nhược điểm Đồ gá yêu cầu gia công các chi tiết với độ chính xác cao

Các bề mặt làm việc đòi hỏi độ chính xác và độ nhám bề mặt cao

Khó khăn trong việc kiểm tra các chi tiết của đồ gá Đòi hỏi bậc thợ gia công cao Đồ gá chỉ gá đặt được các chi tiết có trục phụ vào khối V

3.5.3 Hướng dẫn sử dụng đồ gá Đặt chi tiết trục cú đường kớnh ỉ30 lờn phiến tỳ (lỳc đú cơ cṍu kẹp chặt Cam ở trạng thái mở một góc 40 0 so với phương nằm ngang) Sau đó kẹp chặt bằng cách đưa tay quay Cam về một góc -40 0 để kẹp chặt chi tiết, khối V lúc đó sẽ tự định tâm chi tiết

Trong trường hợp chi tiết trục cú đường kớnh nhỏ hơn ỉ30 là D (nằm trong khoảng ỉ20- ỉ30 khoảng cho phộp mà khối V cú thể định vị được) Ta dịch chuyển thanh trượt chữ T 1 khoảng bằng (30mm – D)/2 vì khi dịch chuyển thanh chữ T thì

2 khối V sẽ tịnh tiến một khoảng bằng nhau

Sau một thời gian làm việc đồ gá có thể bị hư hỏng do gãy, vỡ, mòn hoặc biến dạng, để khôi phục lại khả năng làm việc của đồ gá ta phải tiến hành sửa chữa

Các dạng sai hỏng có thể gặp:

- Rãnh trượt đuôi én và căn bị mài mòn

- Các chi tiết định vị bị mòn

- Các chi tiết kẹp chặt bị cong, gãy, mòn

Khi chi tiết đuôi én và căn bị mài mòn thì có thể thay thế căn, còn trong trường hợp cả chi tiết đuôi én đều mòn thì căn cứ vào lượng mòn để ta có thể gia công căng dày hơn lượng ban đầu phù hợp với lượng bị mòn Thường xuyên vệ sinh băng trượt đuôi én và tra thêm dầu để hạn chế cũng mài mòn cũng như để băng trượt hoạt động được tốt hơn

Chi tiết kẹp chặt như khối V nếu bị lệch ít thì cần siết chặt lại các ốc vít, trường hợp bị cong vênh hoặc vỡ thì cần thay mới để đảm bảo độ cứng vững của đồ gá cũng như đảm bảo an toàn lao động

Chi tiết định vị phiến tì nếu bị mài mòn ít và chi tiết gia công không yêu cầu độ chính xác cao thì có thể gia công lại mặt làm việc của phiến tì và chốt đỡ sau đó dùng miếng đệm gia công chính xác, tôi cứng và đặt lên trên phiên tì và chốt đỡ rồi hàn cố định lại Trường hợp bị mài mòn quá nhiều và cần gia công chi tiết có độ chính xác cao thì cần thay phiến tỳ mới để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

Tiêu đề	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
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Cơ Khí
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp

Định dạng
Số trang	86
Dung lượng	2,34 MB