Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan lỗ 9 và khoét lỗ 15 của chi tiết (TM+CAD)

Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc Thuyết minh đồ án 1. Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết: Chi tiết gia công là chi tiết nắp nối có các đặc điểm sau: *Chi tiết đợc làm từ vật liệu thép C45, có đờng kính lớn nhất là 168 và có chiều dài cao 34 mm. *Bốn lỗ cần gia công là các lỗ trụ bậc đợc phân bố đều trên nắp nối, có chiều cao của toàn bộ lỗ trụ bậc là 14 mm, yêu cầu độ vuông góc với mặt tỳ cao nên để gia công nó ta dùng phơng pháp: trớc tiên khoan 4 lỗ 9, sau đó khoét 4 lỗ 15. 3 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc Từ kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét sau: + Chi tiết cần gia công phải thực hiện hai nguyên công là khoan và khoét do vậy trong quá trình gá đặt phải chắc chắn khi chuyển từ nguyên công này sang nguyên công khác trong quá trình gia công mà vẫn đảm bảo vị trí gá đặt nh lúc ban đầu. + Chi tiết đợc làm từ vật liệu thép C45, yêu cầu nhiệt luyện đạt HRC = 2832. Do vậy phải tiến hành gia công cắt gọt khoan, khoét. Chi tiết là nắp nối dùng để nối các chi tiết lại với nhau do vậy yêu cầu về độ chính xác vị trí của các lỗ cần gia công cao để nắp với các lỗ của chi tiết khác. Mặt khác chi tiết đợc sản xuất dạng loạt vừa do đó phải gia công các lỗ trên máy khoan 2. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị: 2.1 Chọn chuẩn định vị: Chi tiết gia công có dạng trụ bậc ở giữa, nhiiêù bậc, yêu cầu về độ chính xác vị trí của các lỗ trụ bậc cần khoan, khoét, độ vuông góc giữa đờng tâm của các lỗ trụ với mặt chuẩn cao. Do vậy chọn chuẩn định vị là các mặt: mặt trên của nắp, mặt trụ trong của nắp và lỗ 16của nắp. Các bề mặt này đã đợc gia công ở các nguyên công trớc. 2.2 Chọn đồ định vị: Đồ gá cho nguyên công khoan, khoét 4 lỗ đợc xác định trên chi tiết bằng lỗ ren M16, nên yêu cần hạn chế cả 6 bậc tự do, chuẩn định vị đã chọn là: mặt trên của nắp, mặt trụ trong của nắp và lỗ 16 của nắp. + Mặt phẳng tỳ vào mặt trên của nắp hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết. + Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết. + Chốt trám trêm lỗ 16 hạn chế 1 bậc tự do của chi tiết. Sơ đồ định vị đợc trình bày nh ở hình vẽ dới đây. 3.Xác định phơng án kẹp chặt. 3.1.Chọn chế độ cắt & chọn máy để gia công 4lỗ 9: *Chiều sâu cắt khi khoan lỗ 9: t=0,5D = 0,5.9 =4.5 (mm) *Lợng chạy dao: s = 0,2 (mm/vg) (Bảng 5-25 STCNCTM-Tập 2). *Tốc độ cắt khi khoan: v= v ym q v k ST DC . . (m/ph) (1) Tra bảng 5-28 (STCNCTM) ta đợc: C v =7 m=0,2 q=0,4 y=0,5 Và có dung dịch trơn nguội để bôi trơn. +k v :Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế. k v =k Mv .k uv .k lv (2) 4 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc +k Mv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công: Tra bảng 5-1 (STCNCTM) ta đợc: k Mv =k n . v n B 600 (3) Tra bảng 5-2 (STCNCTM) ta đợc: k n =1,0 n v =0,9 Và chọn B =750 (Mpa) k Mv =0,85 +k uv :Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt: Tra bảng 5-6 với thếp C45: k uv = 1,0 + k lv :Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan; Tra bảng 5-31 (STCNCTM) k lv = 1,0 k v =1,0.0,85.1,0= 0,85 Tra bảng 5-30 ta đợc tuổi bền của dao: T= 25 phút Ta có: v= 85,0. 2,0.25 9.7 7,02,0 4,0 = 23 (m/ph) *Mô men xoắn M x & lực chiều trục P 0 Tong trờng hợp khi khoan lỗ 9. M x =10.C M .D q .S y .k p (N.m) (4) P 0 =10.C p .D q .S y .k p (N) y (5) Tra bảng 5-32 Ta có: Đối với M x Đối với P o C M =0,0345 C p =68 q =2,0 q =1,0 y = 0,8 y =0,7 Với k p =k Mp Bảng 5-9 Ta có: k p =0,85 Ta có : M x =10.0,0345.9 2 .0,2 8,0 .0,85 = 6,5 (N.m) P 0 =10.68.9.0,2 7,0 .0,85 = 1686 (N) Trong trờng hợp khoét tra bảng có t x = 1 do vậy M x và P 0 có giá trị bằng giá trị trong trờng hợp trên. *Công suất cắt: N e = 9750 .nM x Với n= 9.14,3 23.1000 . .1000 = D v = 814 (v/ph) N e = 9750 814.5,6 = 0,54 (kw) Dựa vào công suất cắt chọn đợc máy khoan cần dùng để khoan lỗ: Kiểu máy Việt Nam K125 ( Bảng 9-21 STCNCTM Tập 3). 3.2. Sơ đồ kẹp chặt và tính lực kẹp chặt. *Chọn cơ cấu sinh lực, ta sử dụng bu lông để sinh lực. 5 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc *Tính hệ số an toàn chung K để đảm bảo an toàn khi kẹp chặt chi tiết: Sơ đồ tính lực kẹp đợc coi là gần đúng trong điều kiện ở trạng thái cân bằng tĩnh dới tác dụng của ngoại lực. Giá trị của lực kẹp lớn hay nhỏ là tuỳ thuộc vào ngoại lực tác dụng. Lực cắt thực tế không phải là hằng số. Ngoài ra còn nhiều điều kiện không ổn định khác. Để tính đến các yếu tố gây nên không ổn định nói trên, khi tinh lực kẹp ta thêm vào các hệ số: -K 0 : Hệ số an toàn trong mọi trờng hợp K 0 =1,5 -K 1 : Hệ số kể đến lợng d không đều K 1 =1,1 -K 2 : Hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt K 2 =1,2 -K 3 : Hệ số về việc tăng lực cắt khi gia công các bề mặt không liên tục K 3 =1,2 -K 4 : Hệ số lực kẹp không ổn định K 4 =1,3 -K 5 : Hệ số xét đến ảnh hởng của mômen làm chi tiết quay quanh trục của nó: K 5 =1,0 -K 6 : Hệ số xét mômen làm phôi lật quanh điểm tựa K 6 =1,0 Hệ số an toàn chung :K=K 0 K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 . K=1,5.1,1.1,2.1,2.1,3.1,0.1,0 = 3.0 *Sơ đồ tính lực kẹp: Sơ đồ tính lực kẹp biểu diễn nh Hình vẽ, trong đó: - P 0 : Lực cắt chiều trục của mũi khoan tác dụng lên chi tiết. - M x : Mômen xoắn cắt. - Q : Lực kẹp . +Ta thấy dới tác dụng của lực cắt chiều trục P 0 nếu lực kẹp Q không đủ bảo đảm cân bằng chi tiết có thể bị lật quanh điểm L: Xét cân bằng tại điểm L: Ta có: P.39 = Q.35 suy ra Q = 1878 (N) Xét cân bằng mômen tại tâm 0, ta có: 6 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc 2 2 2 2 3 2 3 2 2 1 2 1 3 1 3 1 3 1 3 1 .2 dD dD fQ dD dD fQRfPoRK d M + += Trong đó R- khoảng cách từ tâm mũi khoan tới tâm chi tiết D 1 , d 1 , D 2 , d 2 nh trên hình vẽ và hoàn toàn đợc xác định, tơng ứng có giá trị nh sau:49, 35, 70, 40. (mm) Thay vào công thức trên ta tính đợc Q Q = ( )( ) ( )( ) 3 2 3 2 3 1 3 1 2 2 2 2 2 1 2 10 . 2 3 DDdDf dDdDRfPRK d M ( )( ) ( )( ) = = 33332222 407035492,0/4070354974.2,0.168674.3 9 6500.2 3Q 16758 (N) *Xác định đờng kính của bu lông: -Lực vặn chặt : F v =k.(1-).F (8) Với k=3 (khi tải trọng thay đổi), =0,25, F = Q =16758 (N) Ta đợc: F v =3.(1-0,25).23142 = 37705 (N) -Đờng kính bu lông xác định theo: d [ ] k v F .4.3,1 (9) Với [ ] k = s ch ; ch =500 (MPa) , s =1,3 [ ] k =384,6 (MPa) d 6,384.14,3 8,16638.4.3,1 = 12,74(mm) Ta chọn bu lông M16. 3.3. Xác định mômen quay: + Mômen cần để quay đai ốc: Theo công thức thực nghiệm(trang 124 CSTTTK đồ gá - Học viện) Ta có: M 0,2.d.Q = 0,2.0,016.16758 = 53,6 (Nm) +Mômen cần để tháo kẹp: M = 0,25.d.Q = 0,25.9.16758 = 67 (Nm) 3.4. Biện pháp nâng kết cấu nâng cao năng suất kẹp: Để kẹp chặt cũng nh khi tháo kẹp đều phải vặn nhiều vòng ren, do vậy nâng suất của các đồ gá sử dụng cơ cấu kẹp vít đai ốc rất thấp. Để khắc phục nhợc điểm này cần có biện pháp về kết cấu để giảm bớt số vòng ren phải vặn khi tháo kẹp cũng nh khi kẹp chặt, trong trờng hợp này ta dùng đệm chữ C , đệm này đợc chọn theo tiêu chuẩn 4. Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn hớng: 4.1 Bạc dẫn hớng: Bạc dẫn hớng là cơ cấu trực tiếp dẫn hớng dụng cụ cắt, nó đợc nắp trên phiến dẫn. Trong trờng hợp cụ thể này ta chọn bạc dẫn cố dịnh có vai vì các lỗ gia công chỉ cần gia công một lần với yêu cầu độ chính xác bề mặt không cần cao lắm.Căn cứ vào kích thứơc và yêu cầu chất lợng của lỗ cần gia công và chọn theo tiêu chuẩn bảng 8-77( sổ tay CNCTM tậpII), ta đợc bạc dẫn có hình dạng và kích thớc nh sau: 7 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc 4.2 Phiến dẫn hớng: Căn cứ vào sơ đồ gá đặt chi tiết chọn phiến dẫn có cơ cấu nh hình vẽ dới đây, phiến dẫn này đợc gá đặt trực tiếp trên mặt của chi tiết gia công và đợc giữ chặt bởi đai ốc M16. 5. Tính sai số của đồ gá: Sai số gá đặt đợc tính theo công thức sau: dcmctkcgd ++++= Trong đó: gd là sai số gá đặt c là sai số chuẩn k là sai kẹp chặt 8 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc ct là sai số chế tạo m là sai số mòn dc là sai số điều chỉnh 6. Thuyết minh nguyên lý làm việc của đồ gá: + Dùng mỏ lết kẹp trục vào đế đồ gá, dùng đai ốc hãm chặt lại + Lắp phiến tỳ lên trên đế đồ gá và đợc giữ chặt bằng hai vít M6, hai chốt định vị 8 + Lắp chi tiết gia công lên phiến tỳ + Lắp phiến dẫn khoan lên trên chi tiết, lắp đệm chữ C sau đó đợc kẹp chặt bằng đai ốc M16 + Đa đồ gá lên bàn máyvà tiến hành định vị đồ gá sau đó tiến hành khoan bằng máy khoan cần lần lợt cả 4 lỗ 9. 7. Kết luận. Sau một thời gian tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, đồng thời đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo thợng tá Trần Hữu Quang, các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy, nhiệm vụ của đồ án đã hoàn thành. Đồ án đã thiết kế đợc đồ gá cho nguyên công khoan 4 lỗ của chi tiết nh đã cho trong bản vẽ chi tiết. Trong quá trình thiết kế bản thân đã tự tìm hiểu và đọc nhiều tài liệu có liên quan để làm sao cho bản thiết kế đạt tính công nghệ tối u nhất. Tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế thực tế còn nhiều hạn chế do vậy trong quá trình làm chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót nên thông qua đồ án này em kính mong thầy giáo và các thầy trong bộ môn chỉ bảo và giúp đỡ em tận tình để những đồ án sau sẽ khắc phục đợc những nhợc điểm còn tồn tại. Em xin chân thành cảm ơn ! Ngày 2 tháng 10 năm 2004 Học viên thực hiện Nguyễn Cảnh Hng 9 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc Tài liệu tham khảo 1.Bài giảng đồ gá CNCTM -Lại Anh Tuấn . 2.Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá -NXB khoa học & kỹ thuật. 3.Đồ gá gia công CK: Phay-Bao-Tiện -NXB khoa học & kỹ thuật. 4.Sổ tay & át lát đồ gá -NXB khoa học & kỹ thuật. 5.Sổ tay CNCTM -NXB khoa học & kỹ thuật. 6.Nguyên lý cắt -Bách khoa Hà Nội. 7.Chi tiết máy -Học viện kỹ thuật quân sự. 10 . nhiệm vụ của đồ án đã hoàn thành. Đồ án đã thiết kế đợc đồ gá cho nguyên công khoan 4 lỗ của chi tiết nh đã cho trong bản vẽ chi tiết. Trong quá trình thiết kế bản thân đã tự tìm hiểu và đọc nhiều. minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc Thuyết minh đồ án 1. Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết: Chi tiết gia công là chi tiết nắp nối có các đặc điểm sau: *Chi. để gia công nó ta dùng phơng pháp: trớc tiên khoan 4 lỗ 9, sau đó khoét 4 lỗ 15. 3 Nguyễn Cảnh Hng - Thuyết minh đồ án đồ gá gia công 4 lỗ trụ bậc Từ kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta