THIẾT kế đồ gá CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN, KHOÉT, DOA lỗ 20 của KHỐI XILANH

Phân tích sơ đồ gá đặt phôi Để đảm bảo đợc độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các lỗ xilanh và giữa các lỗ xilanh với tâm chi tiết ta cần phải hạn chế ít nhất 5 bậc tự do.. ở các ngu

Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan, khoét, doa lỗ ∅20

của khối xilanh

Phân tích:

Do ở nguyên công này ta phải gia công 7 lỗ xilanh phân bố đều nhau trên một

đờng tròn có tâm trùng với tâm của chi tiết Vì vậy ta chọn phơng án gá chi tiết trên cơ cấu phân độ, do đó nó sẽ giảm đợc thời gian gia công

Phân tích sơ đồ gá đặt phôi

Để đảm bảo đợc độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các lỗ xilanh và giữa các

lỗ xilanh với tâm chi tiết ta cần phải hạn chế ít nhất 5 bậc tự do

ở các nguyên công trớc ta đã gia công đợc bề mặt đầu và bề mặt lỗ vì vậy ở nguyên công này ta sẽ dùng nó làm chuẩn định vị Đối với mặt trụ trong vì là chuẩn tinh đã qua nguyên công tiện nên ta dùng chốt trụ ngắn để định vị Với mặt

đầu cũng qua nguyên công tiện nên nó cũng là chuẩn tinh chính trong sơ đồ nguyên công

Định vị

- Mặt phẳng đầu hạn chế 3 bậc tự do

- Mặt trụ trong Φ26 hạn chế hai bậc tự do

ỉ8 ỉ18

ỉ19,9

ỉ26

W n s n

ỉ64 W

Kẹp chặt:

Ta dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren kẹp

vào hai mép của chi tiết, đờng kính bulông

sẽ đợc tính toán ở phần sau

Cơ cấu kẹp nh vậy vừa đảm bảo tính gọn

nhẹ, vừa tạo ra lực kẹp có phơng vuông góc

với chuẩn định vị chính nên sẽ giảm áp lực

biến dạng phôi khi kẹp chặt

Chọn cơ cấu phân độ

Ta chọn cơ cấu phân độ có trục quay nằm

ngang, vì ta cần gia công các lỗ có các vị trí cách nhau một cách đều đặn nên ta dùng cơ cấu phân độ quay gián đoạn

Nguyên lý làm việc :

Chi tiết đợc gá trên bàn quay, nó đợc định vị bởi chốt trụ ngắn và mặt phẳng

đáy, và nó đợc kẹp chặt vào bàn quay nhờ cơ cấu kẹp ren

Phần quay đợc kẹp chặt với

phần động nhờ cơ cấu kẹp chặt

vòng bi và trục ren Quay tay quay

theo chiều kim đồng hồ làm quay

trục ren, trục ren thông qua bạc

đẩy chốt tiến vào khe vòng bi Nhờ

mặt côn của chốt nên vòng bi sẽ

mở rộng ra, do vòng bi nằm trong

một cơ cấu chêm nên nó sẽ đẩy

trục quay xuống dẫn đến cả bàn

quay bị kéo xuống làm sinh ra lực

dọc trục và lực ma sát ép phần

quay với phần cố định, do đó phần

quay đợc kẹp chặt với phần cố

định

Muốn gia công lỗ tiếp theo, quay tay quay theo chiều ngợc lại, trục ren thông qua bạc chặn kéo chốt ra xa tâm và do đó các miếng có xu hớng chuyển động vào

trợt, làm cho thanh trợt chuyển động xuống dới Kéo chốt trám ra khỏi lỗ định vị

với góc phân độ

Với quá trình kẹp chặt, trục ren quay theo chiều ngợc lại thanh trợt chuyển động nên trên đa chốt vào bạc côn thực hiện phân độ

Xác định chế độ cắt, l c cắt và mômen cắt

Chế độ cắt:

Theo phần thiết kế quy trình công nghệ gia công khối xilanh đối với nguyên công khoan lỗ Φ8 ta đã tính đợc các chế độ cắt nh sau:

- Chiều sâu cắt t = 4mm

- Lợng chạy dao s = 0,3 mm/v

- Tốc độ cắt v = 70,5 m/p

- Số vòng quay trục chính n = 2804 v/p

Lực chiều trục và mô men xoắn:

Ta dùng lực cắt và mô men cắt lớn nhất sinh ra trong quá trình gia công qua các bớc khoan, khoét, doa để dùng làm lực cắt và mô men cắt tính toán

Ta nhận thấy với nguyên công khoan lỗ để đạt kích thớc Φ8 là sinh ra lực cắt

và mômen cắt lớn nhất

- Lực chiều trục Po= 10.CP.Dq.sy.kp

- Mômen xoắn Mx= 10.CM.Dq.sy.kp

CM= 0.012; q = 2; y = 0,8

Cp= 31,5; q = 1; y = 0,8 và kp tra bảng 5-10 STCNCTM tập II ta đợc kp= kMP = 2 Thay vào công thức ta có:

Mx = 10.CM.Dq.sy.kp= 10.0,012.82.0,30.8.2 = 5,96 (N.m)

Po= 10.CP.Dq.sy.kp= 10.31,5.81.0,30.8.2 = 1924 N

Tính lực kẹp cần thiết

Lực kẹp phải đảm bảo phôi cân bằng

ổn định, không xê dịch trong suốt quá trình

gia công vậy ta phân tích nh sau:

Dới tác dụng của mômen xoắn khi

khoan chi tiết chỉ có một khả năng là sẽ

xoay quanh tâm của nó do đó nó sẽ làm

ảnh hởng tới kích thớc cần thực hiện vì vậy

lực kẹp cần thiết phải sinh ra mômen cản

lớn hơn mômen làm quay chi tiết

Ta có phơng trình cân bằng nh sau:

K.Ptđ .a≤ (2.W + P0 ).f1.Rtb + 2.W.f2.b (*)

Trong đó:

- a : khoảng cách từ tâm lỗ khoan đến

tâm chi tiết ta có a = 32mm

- b: khoảng cách từ mấu kẹp tới tâm

chi tiết, lấy b =46mm

- Rtb: bán kính ma sát trung bình, tính

theo công thức

Rtb =

2 2

3 3

3

2

r R

r R

−

− =

2 2

3 3

18 51

18 51 3

2

−

−

= 37mm

Trong đó : R là bán kính mặt ngoài lớn nhất của phôi R = D/2 = 102/2 = 51mm

r là bán kính lỗ côn phía dới bề mặt tiếp xúc r = dcôn/2 = 36/2 = 18mm

- K : Hệ số an toàn

K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6

K0 =1,5 : Hệ số an toàn chung

K1: Hệ số tính đến trờng hợp lực cắt tăng khi độ bóng thay đổi Với bớc gia công thô K1 = 1,2

K2 = 1 : Hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi dao mòn

K = 1 : Hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi gia công gián đoạn

M x

a

F ms

P tđ

W P o

F ms

W

r R

K6 = 1 : Hệ số tính đến trờng hợp mô men làm quay chi tiết khi định vị chi tiết trên phiến tỳ

⇒ K = 1,5.1,2.1.1.1,3.1.1 = 2,34

- Ptđ : lực cắt tơng đơng

Với Ptđ =

0

x

d

M 2 = 8

5960

(d0 - đờng kính mũi khoan)

- f1 : là hệ số ma sát giữa chi tiết và đồ định vị, đối với cặp vật liệu đồng thanh thiếc - thép cacbon ta lấy hệ số ma sát f = 0,15

- f2 : là hệ số ma sát giữa chi tiết và mỏ kẹp, ta lấy f2 = f1 = 0,15

- P0 : lực chiều trục khi khoan, ta đã có P0 = 1924 N

Vậy thay vào phơng trình (*) ta đợc :

K.Ptđ .a≤ (2.W + P0 ).f1.Rtb + 2.W.f2.b (*)

W ≥ K2..(PR.a f. P ff. ..Rb)

2 1 tb

tb 1 0 td

+

−

) 46 15 , 0 15 , 0 37 (

2

37 15 , 0 1924 32

1490 34 , 2

+

−

Vậy ta phải tạo ra lực kẹp W tại mỗi đòn kẹp lớn hơn 5405 N

Tính đ ờng kính bulông

Ta có sơ đồ lực nh sau:

Trong đó:

- Q : lực dọc trục tác dụng nên

bulông

Ta có:







=

+ +

=

2

L

N

P W N Q

1

2 1

L

L

+ P

Ta lấy L1 = 3/2.L2 , lực lò xo P = 50 N

Vậy ta có Q = 9058 N

Từ đó đờng kính trung bình của bulông tính theo công thức (Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập I trang 163)

d2 =

[ ]q

Q

h

ψ π

Trong đó:

- ΨH = H/d2 là hệ số chiều cao đai ốc (H: chiều cao đai ốc), thờng chọn trong khoảng 1,2 ữ 2,5 ta lấy ΨH = 2,5

- Ψh = h/p là hệ số chiều cao ren (h: chiều cao làm việc của ren, p: bớc ren) đối với ren răng ca ta có Ψh =0,75

- [q] : áp suất cho phép, đối với cặp vật liệu vít- đai ốc là thép - gang ta có [q] = 6Mpa

] q [

Q

h

ψ

π = 2,5.0,75.6

9058

Xác định các sai số chế tạo đồ gá

l 2

l 1

W

P

N Q

phôi

Chi tiết đợc định vị vào lỗ Φ26 bằng chốt trụ ngắn và mặt đầu bằng mặt phẳng

ỉ8 ỉ18

ỉ19,9

ỉ26

W n

s n ỉ64

W

H x y z ỉ20

Theo sơ đồ trên ta lập đợc chuỗi kích thớc: (với H là kích thớc cần thực hiện)

H = x+y+z (với x và z là các đại lợng biến thiên.) Vậy εc(H) = δl + δc + 2.∆

Trong đó:

- δl : dung sai đờng kính lỗ chuẩn (àm) Với lỗ định vị là mặt trụ trong Φ26

đã qua nguyên công tiện tinh vậy nó đạt cấp chính xác 8 tơng ứng ta có Φ26H8 tra miền dung sai ta đợc δl = 33àm

- δc : dung sai đờng kính chốt định vị, do đồ gá chế tạo luôn có độ chính xác cao hơn độ chính xác về kích thớc của chi tiết một cấp, tra dung sai cho chốt

Φ28h6 ta đợc δc = 13àm

- ∆: khe hở nhỏ nhất giữa chốt và lỗ định vị, đối với lắp ghép là H8/h2 ta có khe hở nhỏ nhất ∆ = EI - es = 0 - 0 = 0 (àm) (EI và es là các sai lệch dới và sai lệch trên của lỗ và chốt)

Vậy sai số chuẩn εc = εc(H) = δl + δc + 2.∆ = 33 + 13 = 46àm

2- Sai số kẹp chặt εk

Theo sơ đồ gá đặt thì phơng và chiều của lực kẹp vuông góc với phơng của kích thớc thực hiện nên ở trờng hợp này sai số sinh ra do kẹp chặt εk = 0

3- Sai số đồ gá εđg

Sai số đồ gá εđg bao gồm sai số sinh ra do chế tạo εct , do lắp ráp đồ gá không chính xác εlđ , do mòn cơ cấu định vị εm

m ld ct



- εct : sai số chế tạo đồ gá

- Sai số lắp đặt εlđ nhỏ thờng lấy εlđ = 0,01mm

- Sai số do mòn tínhtheo công thức:

εm = β N (àm)

β: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng đồ định vị, mặt định vị Do mặt định vị của

ta là mặt phẳng chuẩn tinh nên tra bảng 6.2 (tính và thiết kế đồ gá) ta đợc β = 0,3 N: Số lần tiếp xúc giữa chi tiết gia công và đồ định vị chính là số lợng phôi

đuợc định vị giữa hai lần điều chỉnh cơ cấu định vị của đồ gá Do điều kiện sản xuất hàng loạt nên ta chọn N = 1000

Do đó sai số gá đặt đồ gá εgđ phải thoả mãn điều kiện sau:

εgđ < [εgđ] = (

2

1

ữ

5

1 ) δ

δ: Dung sai cho phép của kích thớc cần đạt, với chuẩn định vị chính là mặt đầu nên δ = 200àm

εgđ < [εgđ] = 2 2 2 2 2 2 2 2

ct m ld k c dg

k

ε

Nh vậy để thoả mãn yêu cầu làm việc, nghĩa là khi gia công trên đồ gá luôn đạt

đ-ợc yêu cầu kỹ thuật của chi tiết thì ta phải có:

ld m k c gd

= 0,072 −(0,0462 +02 +0,00952 +0,012)= 0,051mm = 51àm

Vậy khi chế tạo đồ gá phải thoả mãn sai số chế tạo ở trên

Điều kiện kỹ thuật của đồ gá

Từ kết quả tính toán giá trị sai số gá đặt cho phép của đồ gá ở trên ta có thể nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá nh sau:

và bàn máy nhỏ hơn 0,051mm trên 100 mm chiều dài