THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG KHOAN LỖ

Thiết kế đồ gá gia công khoan lỗ

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG KHOAN LỖ Ө6 Xây dựng sơ đồ gá đặt - Nguyên công khoan lỗ nguyên công cuối quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết gối đỡ trục trơn ,nên ta sử dụng tất mặt phẳng,các lỗ gia công để định vị gia công lỗ - Yêu cầu lỗ khoan lỗ Ө6 đạt kích thước yêu cầu độ nhám Ra=3,2 tâm lỗ vng góc với mặt phẳng định vị - Chi tiết chế tạo gang xám nên ta gia công khoan lỗ máy khoan đứng bàn máy đc lắp lên bàn máy khoan nàm ngang có rãnh chữ T -Ta lấy chuẩn định vị cho nguyên công mặt phẳng đáy đc gia công,mặt phẳng gia công tinh kết hợp với hai lỗ phi 13 nên ta chọn hệ thống sơ bọ cho cấu định vị phiến tý,trốt trụ ngắn,trốt trám lục kẹp: • Phiến tỳ định vị bậc tự do,hạn chế tịnh tiến theo phương Oz,quay quanh Oy,Ox • Trốt trụ ngắn định vị bậc tự do,tịnh tiến theo phương Oy • Trốt trám định vị bậc tự quay quanh Oz -Các chi tiết định vị đồ gá cần đảm bảo độ xác lắp ghép theo dung sai cho phép,nhiệt luyện để đạt độ cứng cần thiết để đảm bảo số lần gia công tối đa -Cơ cấu hệ thống gá đặt phải đủ điều kiện làm việc cứng vững,đồng thời phải đảm bảo số tiêu chí: Đơn giản hệ thống Tiết kiệm chi phí làm đồ gá Tháo lắp nhanh gọn ,rút ngắn thời gian gia công Hình 1:Sơ đồ định vị gá đặt chi tiết Xác định lực kẹp cần thiết • • Lực kẹp sở để thiết kế cấu kẹp chặt Việc tính lực kẹp đợc coi gần điều kiện chi tiết gia công trạng thái cân tĩnh dới tác dụng ngoại lực : lực kẹp , phản lực mặt tỳ , lực ma sát bề mặt tiếp xúc , lực cắt trọng lợng chi tiết Trong thực tế lực cắt không ổn định , lực ma sát không ổn định lực kẹp không ổn Trị số lực kẹp : trị số lực kẹp phôi đồ gá phải đảm bảo cho phôi cân bằng, ổn định, không bị xô lệch suốt trình gia công dới tác dụng ngoại lực, chủ yếu lực cắt, mômen xoắn, trọng lợng thân phôi lực loại sinh qua trình gia công nghĩa xác định đợc lực kẹp gần cách giải toán cân tĩnh tuỳ theo sơ đồ gá đặt thĨ víi quan hƯ : ∑ M = F(k, Mc , f ) ∑P = F(k, Pc , f ) Chn mỏy : - Chọn máy khoan cần 2A55 - §êng kÝnh lín nhÊt khoan thÐp: 50mm - Công suất đầu khoan 4,5 kw, công suất nâng xà ngang 1,7 kw - Sè vßng quay trơc chÝnh ( V/ph):30-37; 5-47; 5-60-75-95-118150- 190-225-300-375-475-600-950-1180-1500-1700 - Bíc tiÕn sau vßng quay trục (mm/v): 0.05-0.07-0.10.14-0.2-0.28-0.4-0.56-0.79-1.15-1.54-2.2 - Mômen xoắn lớn nhất: 75 KG; Lùc däc trơc lín nhÊt: 2000 KG Chọn dao: Mòi khoan b»ng thÐp giã, cã ®êng kÝnh mòi khoan D= mm Chế độ cắt: - S=0,28 (mm/vg) - n =118 (v/p) Tuổi bền dao : T = 180 ph Trong trình khoan lỗ chi tiết chịu tác dụng các lực sau : + Momen xoắn M lực cắt gây + Lực cắt P0 + Lực kẹp W + Lực ma sát Fms + Các phản lực N1 N2 N3 + Sơ đồ lực : Hình 2:Sơ đồ đặt lực khoan a Lực cắt khoan Có cơng thức lực tiến dao khoan: Tra bảng(7-3)CDCGCCK: Cp=42,7 ,Zp=1,0, Yp=0,8, Kp=1 P0=42,7.6.0,280,8.1 =92,82 (kg)=928,2 (N) Ta có momen xoắn M khoan: M=10.Cm.DZm.SyM.kp Tra bảng (7-3)CDCGCCK ta có trị số Cm=0,021 Tra bảng (7-3)CDCGCCK ta có kp= D: Đường kính lỗ gia cơng D=6 mm S: Lượng chạy dao S=0.28mm/vòng Các số mũ stra bảng (7-3)CDCGCCK ta có: Hệ số ma sát f=0,3 Khi đó: Mc=0,022.62.5.0,280,8.1=0,7 (kg.m)=7.0 (N.mm) Ta thấy lực cắt hai lỗ vị trí cắt so với vị trí định vị khác nhau,nên ta nhận thấy vị trí cắt số có vị trí xa so với vị trí nên ta tính lực kẹp ví trí cho hai vị trí   Vậy lực kẹp cần tính là: W.f.(190+37)=K.Mc W = = =346,9 N W = 347 (N) Trong : f : hệ số ma sát f = 0,2 K – hệ số an toàn đảm bảo q trình gia cơng K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K0 – hệ số an toàn định mức K0 = 1,5 K1 – hệ số an toàn kể đến lượng dư không gia công thô K1=1,2 K2 – hệ số an toàn kể đến dao cùn làm tăng lực cắt K2 = 1,0 K3 – hệ số an tồn kể đến q trình cắt K3 = 1,0 K4 – hệ số an toàn kể đến nguồn sinh lực không ổn định với cấu kẹp tay K4 = 1,0 K5 – hệ số kể đến góc quay cấu cần sinh lực kẹp thuận tiện K5 =1 K6 – hệ số tính đến mơmen làm lật quanh điểm tựa ( Khi định vị phiến tỳ) K6 = 1,5 Vậy K = 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 = 2,25 Chọn cấu kẹp cấu sinh lực - Cơ cấu sinh lực tay công nhân - Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn yêu cầu sau: + Khi kẹp phải giữ vị trí phơi lực kẹp tạo phải đủ + Khơng làm biến dạng phôi + Kết cấu nhỏ gọn + Thao tác thuận lợi an toàn ⇒ Với yêu cầu ta chọn cấu kẹp làbu lơng đai ốc Đường kính bulơng xác định theo độ bền kéo bulông : W δ + Đường kính bu lơng :d = C (mm) Trong : C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,4) d :đường kính ngồi ren (mm) W :lực kẹp chặt tính từ momen cắt δ : ứng suất bền vật liệu ; d = mm δ = -10 kg/mm2 Chọn bulông M10 theo tiêu chuẩn Xác định kết cấu đồ gá • Đồ gá trang bị công nghệ cần thiết q trình gia cơng khí, kiểm tra lắp ráp sản phẩm khí , dung để xác định vị trí phơi so với dụng cụ cắt giữ chặt phơi vị trí tác dụng lực cắt gia cơng • Bảo đảm vị trí xác phơi dụng cụ cắt • Cố định vị trí chi tiết định vị , khơng có ngoại lực làm xê dịch hay rung động ( kẹp chặt) • Xác định vị trí dẫn hướng dụng cụ cắt • Tạo thêm số chuyển động để gia công bề mặt phức tạp * Cấu tạo chung đồ gá sau : • Bộ phận định vị • Bộ phần kẹp chặt • Các cấu truyền lực • Các cấu hướng dẫn , so dao • Các cấu quay phân độ • Thân đế đồ gá • Cơ cấu định vị kẹp chặt đồ gá vào máy * Cơ cấu định vị xây dựng sơ đồ gá đặt: • Dùng phiến tỳ vào mặt đáy chi tiết hạn chế bậc tự • Dùng chốt trụ ngắn vào lỗ 13 hạn chế bậc tự • Dùng chốt trám vào lỗ 13 hạn chế bậc tự o Phiến tỳ Phiến tì cố định (Hình3) Phiến tì cố định dùng để định vị mặt phẳng chi tiết lớn, gồm loại: + Phiến tì phẳng: Thường đặt mặt phẳng đứng đồ gá, nhược điểm khó làm phơi (hình a) + Phiến tì bậc: Loại có chỗ bắt vít thấp mặt định vị đến mm, phiến tì bậc có chiều rộng lớn sử dụng (hình 3b) + Phiến tì xẻ rãnh: Loại có lỗ bắt vít nằm rãnh sâu từ đến mm, thường sử dụng nhiều (hình 3c) - Hình 3:Các loại phiến tỳ cố định Các chi tiết định vị phụ : Chốt tì tự định vị (hình 4a) Hình 4a:Kết cấu chốt tỳ tự định vị -  Chốt tự định vị dùng để tăng độ cứng vững chi tiết gia cơng, khơng có tác dụng tham gia định vị, Dưới tác dụng lò xo (1) chốt tì (2) ln ln tiếp xúc với mặt gia cơng siết vít (3) thơng qua hai chốt trượt (4) (5) làm cố định chốt (2) lại, góc dốc mặt vát chốt tì (2) phải đảm bảo độ tự hãm (α= ÷60) không chi tiết bị đẩy lên đầu chốt tì có lắp mũ ốc (7) Khi đặt chi tiết vào đồ gá phải nới lỏng vít (3), chi tiết gia công nhẹ phải dùng lực tay ép chi tiết xuống trước hãm chốt Bộ phận điểu chỉnh (hình 4b) Hình 4b:Kết cấu chốt tỳ tự định vị Khi dùng phận đỡ điều chỉnh phải điều chỉnh cho tiếp xúc với chi tiết gia cơng sau định vị chi tiết gia công chi tiết định vị Ta sử dụng phiến tỳ phẳng để định vị cho mặt đáy chi tiết cấu trốt tỳ phụ điều chỉnh o Trốt trụ tròn trốt trám - Chốt trụ dài (h5-a): Dùng chốt trụ dài có khả hạn chế bậc tự Về kết cấu, chiều dài phần làm việc L chốt tiếp xúc với lỗ chuẩn D có tỉ số L/D>1,5 Nếu phối hợp với mặt - phẳng để định vị chi tiết, mặt phẳng hạn chế bậc tự Chốt trụ ngắn (hình -b,c): chốt trụ ngắn có khả hạn chế hai bậc tự tịnh tiến theo hai - chiều vng góc với tâm chốt Tỉ lệ L/D< 0,33^ 0,35 Chốt trám (chốt vát -hình 5-d) hạn chế bậc tự Hình 5:Các loại trốt định vị Vật liệu để chế tạo chốt gá sau: dc 16mm chế tạo thép crôm-20X, thấm bon đạt chiều dày lớp thấm 0,8^1,2mm, sau tơi đạt độ cứng HRC50^55 Lắp ghép lỗ chuẩn chốt gá mối ghép lỏng nhẹ khe hở nhỏ (H7/h7) để giảm bớt sai số chuẩn Còn lắp ghép chốt thân đồ gá thường (H7/k7) (H7/m7) Hình 6:Các loại trốt định vị – Chốt côn: Các loại chốt côn hình + Chốt cứng: tương ứng điểm (h6-a), hạn chế bậc tự tịnh tiến + Chốt côn tuỳ động (chốt côn mềm): tương ứng điểm (h 6-b) hạn chế bậc tự tịnh tiến Chốt côn tuỳ động dùng chuẩn định vị chuẩn thơ nhằm mục đích để bề mặt côn làm việc chốt côn luôn tiếp xúc với lỗ loạt phôi chế tạo  cách đúc, rèn dập, đột lỗ… Trong cấu định vị gia công lỗ M6 ta cần sử dụng trốt trụ ngắn trốt trám để định vị hai lỗ Ө13 * Cơ cấu kẹp chặt - Chi tiết gia công kẹp chặt bu lông đai ốc xiết chặt chi tiết với thiết bị định vị chi tiết bàn gá - Cơ cấu đường kính đai ốc bu lơng phụ thuộc vào lực kẹp cần thiết ta gia công khoan chi tiết - Theo tính tốn ta lấy Bu lơng ,đai ốc xiết M10 để kẹp chi tiết *Cơ cấu so dao,dẫn hướng Giới thiệu chung cấu dẫn hướng: Nhiệm vụ: Cơ cấu dẫn hướng dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt nâng cao độ cứng vững Thường xuất đồ gá khoan, khoét, doa,…do độ cứng vững dụng cụ cắt Phân loại: cấu dẫn hướng đồ gá gồm phiến dẫn bạc dẫn 10 Hình 7:Cơ cấu bạc dẫn Cơ cấu dẫn hướng đồ gá: - Phiến dẫn: Phiến dẫn cố định Phiến dẫn tháo - Bạc dẫn: Bạc dẫn hướng cố định Bạc dẫn hướng thay Bạc dẫn hướng có kết cấu đặc biệt Bạc dẫn có tác dụng trực tiếp dẫn hướng dụng cụ cắt, lắp phiến dẫn Phiến dẫn lắp thân đồ gá Kích thước lỗ bạc dẫn kích thước dụng cụ gia cơng Cơng dụng: Xác định tâm lỗ gia công mà lấy dấu Tăng độ cứng vững cho dụng cụ cắt a) Phiến dẫn Phiến dẫn có dạng tấm, định vị kẹp chặt thân đồ gá, mang bạc dẫn hướng Gồm có dạng: Phiến dẫn cố định khơng tháo 11 Hình 8:Phiến dẫn cố định khơng tháo Phiến dẫn cố định tháo Hình 9:Phiến dẫn cố định tháo Phiến dẫn lề 12 Hình 10:Phiến dẫn lề Phiến dẫn tháo rời Hình 11:Phiến dẫn tháo rời Phiến dẫn treo 13 Hình 11:Phiến dẫn treo Để xác định xác vị trí tâm lỗ gia cơng, thân phiến dẫn phải có chốt định vị  Trong cấu ta chọn b) Bạc dẫn hướng phiến dẫn lề để thuận tiện việc tháo lắp Cơng dụng: Xác định vị trí tâm lỗ gia cơng Làm điểm tựa, tăng cứng vững cho dụng cụ cắt Gồm có loại: Bạc dẫn cố định Được dùng trường hợp lỗ gia công qua nguyên công bước công nghệ Kết cấu gồm loại: bạc trơn bạc có vai Hình 12:Bạc dẫn hướng 14 Bạc dẫn thay Hình 13:Bạc dẫn thay Bạc dẫn thay nhanh Hình 14:Bạc dẫn thay nhanh Rãnh vai có tác dụng làm giảm thời gian thay bạc: không cần tháo vít hãm Bạc thay dùng gia cơng lỗ gồm nhiều bước công nghệ, sau bước phải thay bạc dẫn hướng dụng cụ cắt Bạc thay lắp với phiến dẫn thơng qua bạc lót Bạc lót lắp chặt với phiến dẫn, bạc dẫn lắp sít trượt với bạc lót Bạc dẫn xoay Dùng để gia công lỗ máy doa Bạc dẫn lắp với ổ trượt ổ lăn, ổ lắp với phiến dẫn Bạc dẫn có lắp then với cán dao để quay theo trục dao 15 gia công Bạc dẫn hướng có kết cấu đặc biệt - Hình a: Gia cơng mặt nghiêng/mặt cầu - Hình b: Gia cơng với dụng cụ cắt có đầu dẫn hướng Bạc dẫn hướng - Chiều dài bạc dẫn: b=(1,5÷2)d Khoảng cách đến bề mặt gia công: Đối với vật liệu giòn (gang) : a = (0,3÷0,5).d 16 - Đối với vật liệu dẻo (thép, nhơm): a = (0,5 ÷ 1).d Khi khoét: a ≤ 0,3.d Đóng bạc dẫn lên phiến dẫn  Trong cấu ta sử dụng bạc dẫn thay nhanh Trong c¬ cÊu dẫn hướng, chi tiế tiếp xúc trực tiếp với mũi khoan gọi bc dn hng, chúng thờng đợc làm thép dụng cụ thép hợp kim , nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 55 - 60 Các bề mặt làm việc phải đợc mài đạt Ra0,32 (mm) Bc dẫn hướng tiện lợi việc gia công nhiều chi tiết tháo lắp nhanh,định vị vị trí gia cơng lỗ khoan tháo lắp nhanh xác - -  Các cấu khác 17 Cơ cấu dẫn hướng gồm khớp lề,rãnh chữ T để bắt bàn máy máy Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy Bulông đai ốc Thân đồ gá chọn theo kết cấu vẽ lắp, thân đồ gá chế tạo gang Tính độ xác đồ gá Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu nguyên công để quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo lắp ráp đồ gá 18 Ta phải so sai số gá đặt đạt yêu cầu ⇒ Sai số chế tạo lắp ráp đồ gá phải thoả mãn yêu cầu nguyên công εđg = ε m2 + ε ld2 + ε CTLR εCTLR ≤ • [ε gd ] − ε c2 − ε K2 − ε m2 − ε ld2 Sai số gá đặt cho phép: [εgđ] [εgđ] = 1 1  ÷  5 2 δ δ: Dung sai kích thước cần đạt nguyên cơng là: δ = 100µm = 0,1 ( mm ) Lấy • [εgđ] = 0,25 δ = 0,25.100 = 25 (µm) Sai số chuẩn: εc Trường hợp sai số chuẩn εc = Do kích thước cần đạt phụ thuộc vào độ xác việc chế tạo phiến dẫn lực kẹp phương với lực cắt • Sai số lắp đặt đồ gá máy: εlđ Là sai số sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá Sai số lắp đặt [εlđ] phụ thuộc trình gá đặt (lắp) đồ gá máy gia cơng Thường lấy εlđ = 10 µm ( ữ 10 ) Sai s mũn: m L sai số đồ gá bị mòn gây εm = β N ( µm ) β: Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị Với đồ định vị phiến tỳ β = 0,2 ( 0,2 ÷ 0,4 ) N: Số lần định vị chi tiết lên đồ gá N = 7000 ( chi tiết ) ⇒ εm = 0,2 = 16,7 ( µm ) 19 • Sai số kẹp chặt: εK Có α=900  Cos α =0 nên εk = ⇒ Thay vào cơng thức tính sai số chế tạo lắp ráp đồ gá ta có: εCTLR = [ε gd ] − ε c2 − ε K2 − ε m2 − ε ld2 = = 16,4( µm ) Vậy εCTLR = 16,4 ( µm )  Yêu cầu kỹ thuật đồ gá Hình 4:Bản vẽ lắp đồ gá Độ khơng vng góc mặt tỳ mặt đế đồ gá ≤ 0,01/100 ( mm ) Độ khơng vng góc mặt thân đồ gá ≤ 0,01 ( mm ) Độ bóng bề mặt lắp ráp định vị : cấp Độ cứng chốt tỳ chốt định vị 50…55 HR Yêu cầu thân đồ gá: Tất thân đồ gá đế đồ gá phải đc ủ để khử ứng suất Kiểm tra đồ gá : Phải kiểm tra tất kích thớc chuẩn Kiểm tra chế độ lắp ghép chi tiết Kiểm tra độ cứng vững đồ gá Sơn đồ gá : Sau đồ gá đợc kiểm tra tất bề mặt không gia công cần phải đợc sơn dầu Màu sơn tuỳ ý, lớp sơn phải khụ + C¸c chi tiÕt nh tay quay, chi tiÕt kho¸, bulông, đai ốc đợc nhuộm lấy màu phơng pháp hóa học Những yêu cầu an toàn đồ gá : + Những chi tiết không đc có cạnh sắc + + + + 20 + + + + Không đợc làm xê dịch vị trí đồ gá thay đổi điều chỉnh máy Đồ gá cần đợc cân tĩnh cân ®éng KÕt cÊu cđa ®å g¸ thn tiƯn cho viƯc quét dọn phoi dung dịch trơn nguội trình gia công Khi lắp chi tiết đồ gá phải có dụng cụ chuyên dùng 21 TI LIU THAM KHẢO [1] Đại học công nghiệp Hà Nội khoa khí Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án cơng nghệ [2] Đặng Văn Nghìn – Lê Trung Thực Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy tập 1,2và ĐHBK Hà Nội 1970 [3] Nguyễn Đắc Lộc – Ninh Đức Tốn – Lê Văn Tiến - Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập NXB KHKT-2000 [4] Đặng Vũ Giao Tính thiết kế đồ gá ĐHBK Hà Nội-1969 [5] Nguyễn Ngọc Anh - Phạm Đình Thuyên - Nguyễn Ngọc Thư – Hà Văn Vui Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, III, IV [6] Nguyễn Ngọc Đào - Hồ Viết Bình Chế độ cắt gia cơng ĐHSPKT.TPHCM [7] Hồ Viết Bình – Lê Đăng Hồnh - Nguyễn Ngọc Đào Đồ gá gia cơng khí tiện phay bào mài ĐHSPKT.TPHCM [8] Trần Văn Địch Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy NXB KHKT-1999 [9] Văn Giáp – Thái Thị Thu Hà Các phương pháp gia công kim loại NXB ĐHQG TPHCM-2001 [10] Bộ môn công nghệ chế tạo máy Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy tập ĐHBK HN-1997 22 -Hết - 23 ... thân đồ gá: Tất thân đồ gá đế đồ gá phải đc ủ để khử ứng suất Kiểm tra đồ gá : Phải kiểm tra tất kích thớc chuẩn Kiểm tra chế độ lắp ghép chi tiết Kiểm tra độ cứng vững đồ gá Sơn đồ gá : Sau đồ gá. .. vẽ lắp, thân đồ gá chế tạo gang Tính độ xác đồ gá Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu nguyên công để quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo lắp ráp đồ gá 18 Ta phải so sai số gá đặt đạt yêu... dịch vị trí đồ gá thay đổi điều chỉnh máy Đồ gá cần đợc cân tĩnh cân động Kết cấu đồ gá thuận tiện cho việc quét dọn phoi dung dịch trơn nguội trình gia công Khi lắp chi tiết đồ gá phải có dụng