Thiết kế gia công máy khoan đứng 2H135 khoan lỗ 5

Tài liệu tham khảo Thiết kế gia công máy khoan đứng 2H135 khoan lỗ 5

Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan Thuyết minh đồ án 1. Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết. Chi tiết cần gia công là chi tiết bạc có các đặc điểm kỹ thuật sau: Chi tiết thuộc họ chi tiết bạc, đờng kính lớn nhất 71 và chiều dài 45,5 mm. Tỷ số L/D = 0,64 thuộc loại bạc đặc biệt. Mặt tỳ là mặt làm việc chính của bạc. Bốn lỗ 5 dài 10 mm cách đều nhau, và yêu cầu độ vuông góc với mặt tỳ cao nên để gia công nó ta dùng phơng pháp: khoan. Từ kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét sau: Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công dễ bị bẹp, méo làm giảm độ chính xác. Do vậy khi gá đặt cần có các biện pháp khắc phục để gá đặt. Chi tiết làm bằng vật liệu thép 40Cr, yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 42 46. Do vậy phải tiến hành gia công cắt gọt khoan, khoét, doa, tiện trớc khi nhiệt luyện. Nếu không sẽ làm giảm cấp độ nhám và cấp chính xác đi chút ít. Chi tiết dạng bạc nên yêu cầu về độ đồng trục, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ và mặt đầu cao. Do vậy phải gia công các lỗ trên máy khoan. 2. Chọn máy gia công. Từ đặc tính kỹ thuật và công nghệ chọn máy cho nguyên công khoan lỗ 5 là máy khoan đứng 2H135 có các số liệu chính nh sau: - Đờng kính khoan lớn nhất đối với thép : 35 mm - Số cấp tốc độ trục chính : 12 - Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới bàn máy B : 0 ữ 750 mm - Khoảng cách từ tâm trục chính tới dẫn hớng đứng A : 300 mm - Tốc độ quay trục chính : 31,5 ữ 1400 v/ph - Công suất động cơ chính : 4 kW - Kích thớc làm việc bàn máy : 450 x 500 mm - Dịch chuyển ngang lớn nhất của trục chính : 250 mm - Chiều cao bàn D : 18 mm - Chiều rộng bàn E : 240 mm 3. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị. 3.1. Chọn chuẩn định vị. Chi tiết gia công dạng bạc nên yêu cầu về độ đồng trục, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ và mặt chuẩn cao. Hơn nữa do thành ống của bạc mỏng nên rất dễ bị biến dạng. Do vậy chọn chuẩn định vị là các mặt: mặt tỳ trên của bạc, 4 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan mặt trụ trong ống, và rãnh trong thành của ống. Các bề mặt này đã đợc gia công ở các nguyên công trớc đó. 3.2. Chọn đồ định vị. Đồ gá cho nguyên công khoan lỗ, lỗ này đợc xác định trên chi tiết bằng rãnh trên thành trong ống trụ nên yêu cầu hạn chế cả 6 bậc tự do, chuẩn định vị đã chọn là: mặt phẳng tỳ trên của bạc và mặt trụ trong và rãnh trong ống của bạc nên chọn đồ định vị là: Mặt phẳng tỳ vào mặt tỳ hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết bạc. Một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết bạc. Một chốt trụ ngắn định vị vị trí của rãnh trong ống hạn chế 1 bậc tự do của bạc. 3.3. Sơ đồ định vị. + Sơ đồ định vị đợc trình bày nh hình vẽ dới đây. + Sơ đồ gá đặt. 4. Tính toán cơ cấu kẹp vít ốc. 5 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan 4.1. Tính lực kẹp. + Kẹp chặt chi tiết bằng vít đai ốc. + Các lực tác dụng lên chi tiết: Mômen cắt M Lực chiều trục P o Lực kẹp Q + Tính mômen cắt và lực dọc trục: Mômen cắt M tính theo công thức: M = 10.C M .D q .S y .k p (Nm) Trong đó: C M = 0,041 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió) D = 5 mm q = 2 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió) S = 0,15 mm/vòng (Bảng 5-25 Sổ tay ) y = 0,7 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió) k p = k MP = n B 750 = 75,0 750 650 = 0,9 (Bảng 5-9 Sổ tay) Thay số ta có: M = 10.0,041.5 2 .0,15 0,7 .0,9 = 2,4 Nm Lực chiều trục P o tính theo công thức P o = 10.C p .D q .S y .k p (N) Trong đó: C p = 143 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió) q = 1,0 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió) y = 0,7 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió) k p = k MP = 0,9 Thay số ta có: 6 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan P o = 10.143.5.0,15 0,7 .0,9 = 1705 N + Phơng trình cân bằng lực: 1 .).( .2 RfQPRK d M o += o P Rfd RKM Q = 1 .2 Trong đó: M = 2,4 Nm = 2400 Nmm P o = 1705 N R = 28 mm d = 5 mm K = K o .K 1 .K 2 .K 3 .K 4 .K 5 .K 6 = 1,5.1,2.1,5.1,2.1,3.1,0.1,0 K o - hệ số an toàn tính cho tất cả các trờng hợp. K 0 = 1,5. K 1 - hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, gia công thô lấy K 1 = 1,2. K 2 - hệ số tăng lực cắt khi dao mòn. chọn K 2 = 1,5 K 3 - hệ số tăng lực khi gia công gián đoạn. K 3 = 1,2 K 4 - hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay ta lấy K 4 = 1,3. K 5 - hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay. Thuận lợi chọn K 5 = 1,0. K 6 - hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết. định vị trên các phiến tỳ chọn K 6 = 1,0. R 1 = 0,5.[30,5 + 0,5.(71 - 30,5)] = 25,4 mm f = 0,15 (mặt chuẩn định vị chính là mặt tinh nên chọn f = 0,15) Thay số ta có Q = 2760 1705 = 1055 N 4.2. Tính kích thớc bu lông kẹp. Theo công thức , ta có d = Q C. [mm] Trong đó : Hệ số C = 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản. - ứng suất kéo, = 9 KG/mm 2 đối với bu lông thép 45. Q - lực kẹp cần thiết. Q = 1055 N Thay số vào công thức trên ta có d = 1,4. 8,9.9 1055 = 4,8 mm 7 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan Để tăng độ cứng vững và phù hợp với kết cấu của đồ gá ta chọn d = 8 mm 4.3. Xác định mômen quay. + Mômen cần để quay đai ốc: Theo công thức kinh nghiệm (Trang 124 CSTT TK đồ gá - Học viện) M 0,2.d.Q = 0,2.0,008.1055 = 1,7 Nm + Mômen cần để tháo kẹp: M 0,25.d.Q = 2,1 Nm 4.4. Biện pháp kết cấu nâng cao năng suất kẹp. Để kẹp chặt cũng nh tháo kẹp đều phải vặn nhiều vòng ren, do vậy năng 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 kẹp và nhả kẹp, làm cho tốc độ khi tháo nhanh hơn tốc độ khi kẹp, tốc độ ở xa nhanh hơn tốc độ khi bắt đầu có lực ép. Với sơ đồ gá đặt chi tiết của đồ gá cần thiết kế sau khi nghiên cứu các đồ gá trong thực tế chọn cơ cấu đệm tháo nhanh (đệm chữ C). 5. Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn hớng. 5.1. Bạc dẫn hớng. Bạc dẫn hớng lầ cơ cấu trực tiếp dãn hớng dụng cụ cắt, nó đợc lắp trên phiến dẫn. Đó là chi tiết đã dợc tiêu chuẩn hoá. Căn cứ vào kích thớc (lỗ nhỏ) và yêu cầu chất lợng gia công (trung bình) do vậy chọn bạc dẫn là bạc dẫn cố định kiểu có vai (Kích thớc của bạc tra theo bảng 8-77 sổ tay CNCT Máy Tập II). Với lỗ khoan có d = 5 mm, ta chọn bạc dẫn hớng có kích thớc nh hình vẽ: 5.2. Phiến dẫn. Căn cứ vào sơ đồ gá đặt chi tiết, để giảm tối đa thời gian gá đặt cũng nh tháo phôi, đồng thời từ yêu cầu lỗ cần khoan không yêu cầu độ chính xác cao nên chọn phiến dẫn động kiểu bản lề. Tuy nhiên do quá trình làm việc phiến dẫn xoay quanh bản lề ngang trục chi tiết nên dễ gây sai số do khe hở ở khớp quay. Để khắc phục sai số này khớp giữa phiến dẫn và trục dẫn hớng phiến dẫn cần đợc lắp ghép chính xác. + Kết cấu phiến dẫn: 8 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan + Kết cấu trục gá của phiến dẫn: 6. Thiết kế cơ cấu phân độ. 6.1. Chọn cơ cấu quay phân độ. Do các lỗ cần khoan đợc phân bố trên vành của bạc lệch nhau góc 90 o , nên để khoan tuần tự các lỗ mà chỉ gá đặt một lần ta dùng cơ cấu phân độ. Lỗ khoan yêu cầu độ chính xác không cần cao nên để quay phân độ khoan 4 lỗ chi tiết cần quay góc 90 o chọn đồ định vị phần quay là chốt côn đàn hồi có kết cấu nh hình vẽ. 6.2. Kết cấu cơ cấu quay phân độ. 7. Kiểm bền cho phần mặt cắt nhỏ nhất trên tiết diện ngang. Xác định ứng suất trên tiết diện nguy hiểm nhất của chi tiết: 9 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan 95,5 2 5,30 2 34 .14,3 1055 22 = == S F N/mm 2 << [] 8. Tính sai số của đồ gá. Sai số gá đặt đợc tính theo công thức: dcmctkcgd ++++= (1) Trong đó: gd - là sai số gá đặt c - là sai số chuẩn k - là sai số kẹp chặt ct - là sai số chế tạo m - là sai số mòn dc - là sai số điều chỉnh 9. Thuyết minh nguyên lý làm việc của đồ gá. Đồ gá thực hiện nguyên công khoan 4 lỗ 5 đã thiết kế làm việc theo nguyên lý nh sau: Lật phiến dẫn - bạc dẫn về phía sau. Vặn đai ốc kẹp chặt M8, tháo đệm chữ C ra. Lắp chi tiết vào đồ gá sao cho các bề mặt chuẩn đợc định vị đúng. Lắp đệm chữ C, vặn chặt đai ốc kẹp chặt M8 với mô men tay vặn đã đợc tính toán nh trên, để kẹp chặt chi tiết trên đồ gá. Đa kết cấu đồ gá lên bàn máy. Khi chi tiết đã ở vị trí cần gia công, ta cố định đồ gá trên bàn máy. Tiến hành khoan lỗ thứ nhất, sau khi khoan xong lỗ thứ nhất kéo chốt phân độ ra, quay phân độ góc 90 o sau đó tiếp tục khoan các lỗ tiếp theo. Khi gia công xong nguyên công của một chi tiết, lấy chi tiết ra và tiếp tục đa chi tiết tiếp theo vào gia công. 10 Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan Kết luận Sau một thời gian tơng đối dài đợc sự tận tình hớng dẫn của thầy Trần Hữu Quang, thầy Lại Anh Tuấn, và các thầy trong Bộ môn Chế tạo máy, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân. Đồ án đã thiết kế đợc đồ gá cho nguyên công khoan 4 lỗ 5 của chi tiết nh bản vẽ. Trong quá trình thiết kế mặc dù đã cố gắng nâng cao tính công nghệ của đồ gá, tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế thực tế còn nhiều hạn chế do vậy đồ gá đợc thiết kế chắc chắn không thể tránh đợc những thiếu sót. Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy giáo cùng các bạn đồng nghiệp để đồ gá đạt đợc tính công nghệ và tính sử dụng cao nhất. Em xin chân thành cảm ơn ! Ngày 29 tháng 02 năm 2004 Học viên thực hiện Dơng Văn Thạch 11