TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT, DOA LỖ LỚN CHI TIẾT TAY BIÊN LIỀN

BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung MỤC LỤC CHƯƠNG 1: LẬP SƠ ĐỒ ĐỊNH VỊ CHO NGUYÊN CƠNG KHT, DOA…3 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN, TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU ĐỊNH VỊ……………4 2.1 Phân tích…………………………………………………………… 2.2 Tính tốn cấu định vị……………………………………………….4 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN CƠ CẤU KẸP CHẶT……………….8 3.1 Yêu cầu cấu kẹp chặt……………………………………….8 3.2 Phương chiều lực kẹp………………………………………… 3.3 Tính tốn lực kẹp cho ngun cơng kht, doa……………………… CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN, TÍNH TỐN CƠ CẤU KHÁC……………………14 4.1 Phiến dẫn hướng………………………………………………………14 4.2 Bạc dẫn hướng……………………………………………………… 15 CHƯƠNG 5: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ……………………………… 17 5.1 Tính sai số chế tạo đồ gá…………………………………………… 17 5.2 Thao tác đồ gá……………………………………………………… 17 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung Tính tốn, thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công khoét, doa lỗ đạt yêu cầu kĩ thuật, biết bề mặt khác gia công đạt yêu cầu vẽ:  Các nguyên công trước: - Phay mặt đầu - Khoét, doa lỗ ∅30 (lỗ nhỏ) - Vát mép lỗ ∅30 -  Yêu cầu, nhiệm vụ đồ gá khoét, doa: Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoét, doa lỗ ∅50 tay biên liền Đảm bảo định vị đủ số bậc tự cần thiết chuẩn Đảm bảo đồ gá dễ tháo lắp phù hợp với sản xuất Đảm bảo tính tốn đủ lực kẹp Đảm bảo tính đơn giản đồ gá, dễ dàng lắp ráp BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung CHƯƠNG 1: LẬP SƠ ĐỒ ĐỊNH VỊ CHO NGUYÊN CÔNG KHOÉT, DOA 1.1 Lựa chọn phương án định vị a Phân tích - Hai mặt bên tay biên gia công nguyên công trước đạt yêu cầu kĩ thuật lỗ cần gia công phải đảm bảo độ vng góc với măt bên nên ta dùng hai mặt bên làm mặt chuẩn định vị thứ - Lỗ nhỏ tay biên liền ∅30 gia công đạt yêu cầu kĩ thuật từ nguyên công trước đồng thời để đảm bảo kích thước yêu cầu tâm lỗ tay biên ta chọn mặt trụ lỗ ∅30 làm chuẩn định vị thứ b Lựa chọn phương án định vị - Mặt chuẩn định vị thứ nhất: Định vị bậc tự - Mặt chuẩn định vị thứ 2: Định vị bậc tự - Định vị bậc tự mặt trụ đầu to tay biên  Định vị đủ bậc tự Sơ đồ định vị: Hình 1.1: Sơ đồ định vị BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN, TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU ĐỊNH VỊ 2.1 Phân tích a Chọn chuẩn Xuất phát từ yêu cầu kỹ thật chi tiết phương án gia cơng ta có sơ đồ gá đặt hình Để thuận tiện cho việc gia cơng, hạn chế đến mực tối đa sai số tích lũy ta chọn chuẩn tinh thống mặt phẳng bên (một hai mặt phẳng) mặt trụ có đường kính ∅30 gia cơng đạt yêu cầu kĩ thuật từ nguyên công trước b Định vị Từ phương án chọn chuẩn ta chọn cấu định vị sau: - Dùng phiến tỳ phẳng hình vành khăn để định vị mặt phẳng, khống chế bậc tự (2 phiến tỳ lắp thân đồ gá gia công mài tinh để đảm bảo độ đồng phẳng phiến tỳ) - Dùng chốt trụ ngắn định vị lỗ ∅30, không chế bậc tự - Dùng chốt tỳ đầu chỏm cầu để định vị bậc tự xoay lại (chốt tỳ tỳ vào mặt trụ đầu to chi tiết tay biên liền) 2.2 Tính tốn cấu định vị a Phiến tỳ Để đảm bảo yêu cầu định vị lắp ghép ta chọn phiến tỳ phẳng hình vành khăn Hai phiến tỳ lắp với thân đồ gá nhờ bulong lục giác chìm đầu trụ M5 (như hình 3) sau gia cơng mài tinh để đảm bảo độ phẳng phiến tỳ độc lập Ta chọn phiến tỳ có hình dạng thơng số kích thước hình nhằm đảm bảo diện tích mặt tỳ thuận lợi Vật liệu thép C20 nhiệt luyện đạt độ cứng 55 đến 60 HRC BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung Hình 2.1: Phiến tỳ phẳng cho đầu to tay biên liền Hình 2.2: Thơng số kích thước Bulong lục giác chìm đầu trụ b Chốt trụ ngắn Vật liệu: Thép Y8A độ cứng từ 55 đến 60 HRC Từ kích thước lỗ trụ ∅30 nên ta chọn chốt trụ ngắn có đường kính danh nghĩa với đường kính lỗ  Tìm miền dung sai chốt trụ: Để thuận tiện trình gá đặt thao tác ta chọn lắp ghép lỗ chốt trụ lắp lỏng BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung Suy chốt lỗ tồn khe hở, xét đến trường hợp khe hở lớn hình vẽ H D C A B e ch?t tr? Lập chuỗi kích thước: AB  BC  CD  DA   AB  BC  CD  H   H  AB  BC  CD  C ( H )  C ( AB)  C (BC)  C (CD)  1  2 Với C ( H ) =0,1mm miền dung sai kích thước H C ( AB) miền dung sai kích thước AB C (BC) miền dung sai kích thước BC C (CD) miền dung sai kích thước CD 1 miền dung sai kích thước chốt trụ  =0,05mm miền dung sai kích thước lỗ  1 =0,15 mm Vậy ta chọn miền dung sai kích thước chốt trụ cho nhỏ 0,15mm để đảm bảo dung sai kích thước kích thước H q trình gia cơng Vì lắp ghép chốt lỗ lắp lỏng nên ta chọn lắp ghép 30 H9 h7 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung (lỗ 300,05 chốt 300,021 ) Khi miền dung sai kích thước H đạt : C ( H )  0, 05 0, 021   0, 035 (mm) 2 Đảm bảo miền dung sai yêu cầu c Chốt tỳ đầu chỏm cầu Tra bảng 8-1: Các loại chốt tỳ cố định sổ tay công nghệ chế tạo máy Chọn chốt tỳ có D=12 mm, d=8 mm, H=12 mm, L=22 mm Hình 2.3 : thơng số chốt tỳ đầu chỏm cầu BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN, TÍNH TỐN CƠ CẤU KẸP CHẶT 3.1 Yêu cầu cấu kẹp chặt a Khơng phá hỏng vị trí định vị chi tiết b Lực kẹp phải đủ để chi tiết không bị xê dịch lực cắt hay trọng lượng thân gây ra, đồng thời lực kẹp không lớn gây biến dạng chi tiết c Lực kẹp phải ổn định, đặc biệt kẹp nhiều chi tiết đồ gá nhiều vị trí d Thao tác phải nhanh, an tồn khơng tốn sức e Kết cấu phải nhỏ gọn, bảo quản sửa chữa dễ dàng 3.2 Phương chiều lực kẹp a Phương lực kẹp (W): Phương vng góc với mặt A b Chiều lực kẹp (W): Hướng từ mặt bên phía xuống mặt A (mặt làm đáy) 3.3 Tính tốn lực kẹp cho ngun cơng kht a Tính lực kẹp khoét: - Momen xoắn dụng cụ tác dụng vào chi tiết gia công: M x  10.CM Dq t x S y K p =0,27 (N.m) Với CM =0,09 D=50 mm q=1 x=0,9 y=0,8 t=2 mm     610   b     0,86 với  b =610 MPa giới hạn bền  750   750  n K p = K Mp n vật liệu, n=0,75 - Lực dọc trục dụng cụ tác dụng vào chi tiết gia công: P0  10.C p Dq t x S y K p = 14 (N) Với C p =67 x=1,2 y=0,65 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung t=2 mm K p =0,86 S lượng tiến dao tra bảng 5-26, sổ tay công nghệ chế tạo máy tập Chọn S theo bảng 1,3 Vì kht để chuẩn bị cho ngun cơng doa nên lượng tiến dao S phải nhân với hệ số điều chỉnh Khi lượng tiến dao cuối S=0,91(mm) Hình 3.1: Lượng chạy dao khoét  Lực kẹp cần thiết để giữ chi tiết gia công là: W K M x 0, 27  2,  121,5 (N) f a 0, 2.0, 03 Trong đó: - f=0,2 hệ số ma sát chi tiết gia công phiến tỳ - a=0,03 (m) khoảng cách từ tâm dụng cụ cắt đến vị trí đặt lực kẹp - K hệ số an toàn K  k0 k1.k2 k3 k4 k5 k6 với BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung + k0 =1,5 : hệ số an toàn cho tất trường hợp + k1 =1 : hệ số tính đến lực cắt thay đổi độ bóng thay đổi + k2 =1 : số tính đến mịn dao + k3 =1,2 : hệ số tính đến lực cắt thay đổi gia công gián đoạn + k4 =1 : hệ số tính đến sai số cảu cấu kẹp chặt + k5 =1 : hệ số tính đến mức độ thuận lợi đồ gá + k6 =1,5 : hệ số tính đến momen làm quay chi tiết b Tính lực kẹp doa Để xác định momen xoắn doa, dụng cụ coi dao tiện nên momen xoắn doa xác định theo công thức: Mx  C p t x S Z y D.Z 2.100 N.m Trong đó: S Z lượng chạy dao theo (mm/răng) tính S/Z lượng chạy dao vòng chia cho số doa Chọn số dao doa Z=2, C p =67, x=1.2, y=0.65, S=0.91 => M x  0, 25N m => Lực kẹp cấu sinh lực kẹp tính theo lực cắt khoét c Lựa chọn cấu kẹp chặt Ta thấy lực kẹp cần thiết để giữ chi tiết trình gia cơng khơng q lớn chiều kích thước theo phương chiều lực kẹp gia công đạt yêu cầu độ xác cao từ ngun cơng trước nên ta chọn cấu kẹp chặt bánh lệch tâm tròn kết hợp với cấu liên động Ưu điểm : Thao tác nhanh, đơn giản phù hợp gia công số lượng lớn nhằm giảm thời gian phụ, tăng suất Nhược điểm: Kết cấu phức tạp có hiệu dung sai kích thước cần kẹp nhỏ 10 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung d Tính tốn cấu kẹo chặt Hình 3.2: Sơ đồ tính tốn lực kẹp bánh lệch tâm Lực kẹp cấu bánh lệch tâm tròn sinh ra: l W  Q  tg (   )  tg (1 ) Trong l : chiều dài tay địn (mm)  : bán kính lệch tâm (mm)  : góc nâng bánh lệch tâm điểm A  , 1 : góc ma sát điểm kẹp A chốt quay bánh lệch tâm Chọn: D=40 e=2,5 để thỏa mãn điều kiện tự hãm bánh lệch tâm 𝐷 𝑒 ≥ 14 f  tg ( )  tg(1 )  0,1  4  D 11 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung  Lực kẹp cấu sinh là: W  Q l 20 tg (   0,1)  tg (0,1) 180  0,184.Q.l Chọn Q=20 (N) l=100 (mm)  Lực kẹp W=0,184.20.100=368 (N) Wa A W Hình 3.3 : Sơ đồ tính lực kẹp mỏ kẹp Do kết cấu bánh lệch tâm kết hợp với cấu liên động có hai bulong điều chỉnh tiếp xúc đầu mỏ kẹp chi tiết nên ta coi gần vị trí A (Hình ) tay kẹp xoay quanh vị trí trục liên động A Từ xét phương trình cân Momen A ta có: Wa.55=W.33 => Wa=221 (N) >121,5 (N) Chọn hiệu suất cấu liên động 0,9  Lực kẹp toàn đầu chi tiết Wt=221+221.0,9=420 (N)  Đảm bảo yêu cầu lực kẹp giữ chi tiết e Kiểm nghiệm bền chi tiết tay kẹp chi tiết Đặt lực 221N vị trí A Hình đầu tay kẹp cố định ta ứng suất lớn suất tay kẹp 30,09 Mpa =(1,5-2).D Với D=50mm đường kính dao khoét nên chọn L=70mm chiều dài bạc dẫn Đối với bạc dẫn hướng cố định, chế độ lắp ghép bạc dẫn hướng đồ gá 𝐴 thường chất lượng bề mặt bạc dẫn phải đạt 𝑛 𝑅𝑎 = 1,25 ÷ 0,63 𝜇𝑚 15 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung  Chọn lắp ghép bạc đồ gá 60 A11 Ra=1,25 𝜇𝑚 n7 Hình 4.3: Bạc dẫn hướng 16 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung CHƯƠNG 5: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ 5.1 Tính sai số chế tạo đồ gá Sai số gá đặt xác định theo công thức sau đây:  ct   gd  ( k   c   m   dc ) Trong đó: -  ct sai số chế tạo đồ gá -  gd sai số gá đặt đồ gá -  k sai số kẹp chặt đồ gá -  c sai số chuẩn -  m sai số mòn đồ gá -  dc sai số điều chỉnh Chọn  gd =0,05mm;  k =0,  c =0,035mm;  m =𝛽 √𝑁 = 0,18 √10000 = 18 𝜇𝑚;  dc =10𝜇𝑚; =>  ct = 0,052  (0,0352  0,0182  0,012 ) =0,029mm => Độ không song song mặt định vị so với mặt đáy đồ gá ≤ l  ct l => Độ không vng góc tâm bạc dẫn đáy đồ gá ≤ l  ct l => Độ khơng vng góc tâm chốt định vị đáy đồ gá ≤ l  ct l 5.2 Thao tác đồ gá  Định vị: Bước 1: Đặt lỗ nhỏ tay biên vào chốt trụ ngắn có đồ gá cho mặt đáy chi tiết tay biên tiếp xúc với phiến tỳ vành khăn nhỏ Bước 2: Xoay chi tiết quanh tâm quay chốt trụ ngắn theo chiều ngược chiều kim đồng hồ biên dạng tay biên tiếp xúc với chốt tỳ chỏm cầu mặt đáy chi tiết tiếp xúc với phiến tỳ lớn  Khi chi tiết định vị đủ bậc tự  Kẹp chặt Bước 3: Xoay tay kẹp đầu tay biên tới vị trí mỏ kẹp thẳng góc với vị trí điểm kẹp theo hướng thẳng đứng đầu tay kẹp thẳng góc với chi tiết tỳ tay kẹp bánh lệch tâm theo hướng thẳng đứng Bước 4: Dùng tay điều chỉnh đai ốc M8 cấu kẹp cho cho mỏ kẹp tiếp xúc với điểm kẹp Bước 5: Dùng lực từ tay nhấn tay đòn bánh lệch tâm theo chiều thẳng đứng từ xuống cho cánh tay đòn quay góc từ 30 đến 90 độ để kẹp chặt chi tiết 17 BTL Môn học Đồ Gá // Lưu Vĩnh Trung Bước 6: Sau gia công xong ta cần gạt tay đòn cấu kẹp theo chiều ngược lại với bước xoay tay kẹp khỏi chi tiết lấy chi tiết khỏi đồ gá Kết thúc trình gá đặt chi tiết (2 đai ốc M8 cấu kẹp có tác dụng điều chỉnh độ cao tay kẹp chi tiết gia công, nhiên việc điều chỉnh hạn chế kích thước chi tiết gia cơng theo chiều lực kẹp gia công đạt độ xác từ ngun cơng trước sai số nhỏ nên việc kẹp chặt chi tiết phụ thuộc vào bánh lệch tâm.) 18 ... đầu - Khoét, doa lỗ ∅30 (lỗ nhỏ) - Vát mép lỗ ∅30 -  Yêu cầu, nhiệm vụ đồ gá khoét, doa: Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoét, doa lỗ ∅50 tay biên liền Đảm bảo định vị đủ số bậc tự cần thiết. .. trụ ngắn có đồ gá cho mặt đáy chi tiết tay biên tiếp xúc với phiến tỳ vành khăn nhỏ Bước 2: Xoay chi tiết quanh tâm quay chốt trụ ngắn theo chi? ??u ngược chi? ??u kim đồng hồ biên dạng tay biên tiếp... chi? ??u ngược lại với bước xoay tay kẹp khỏi chi tiết lấy chi tiết khỏi đồ gá Kết thúc trình gá đặt chi tiết (2 đai ốc M8 cấu kẹp có tác dụng điều chỉnh độ cao tay kẹp chi tiết gia công, nhiên việc