TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

GÁ

(Nguyên Công Khoan-Khoét Lỗ Ø10)

1. Nhiệm vụ đồ gá:

- Định vị phải chính xác.

- Kẹp chặt phải đúng vị trí gá đặt và khơng làm biến dạng chi tiết gia công, dễ dàng thực hiện thao tác và nhanh chóng để có năng suất cao.

- Gá đặt và tháo lắp chi tiết dễ dàng và nhanh chóng.

- Đồ gá phải có kết cấu đơn giản, rẻ tiền và an toàn cho người sử dụng.

- Gá đặt chi tiết sao cho tâm lỗ cần khoan-khoét trùng với tâm lỗ đã được điều chỉnh sẵn - Giữ cho mũi khoan-kht khơng bị lệch trong q trình khoan-khoét

- Thay đổi dụng cụ cắt nhanh - Thay đổi bạc dẫn hướng nhanh

2. Nội dung thiết kế:

- Mục đích: Nhằm đơn giản q trình gá đặt và kẹp chặt, giảm sức lao động, giảm thời gian phụ và tăng năng suất.

- Nội dung thiết kế:  Thiết kế bản vẽ lắp đồ gá

 Tính lực kẹp cần thiết để chọn cơ cấu kẹp

 Tính sai số chế tạo để ghi dung sai và các yêu cầu kĩ thuật - Yêu cầu: Phải đảm bảo các yêu cầu của sản phẩm:

+ Đảm bảo độ chính xác .

+ Kẹp chặt đúng vị trí gá đặtvà khơng làm biến dạng chi tiết gia công. + Gá đặt và tháo lắp chi tiết gia công dễ dàng và nhanh chóng.

+ Các yêu cầu về dung sai kích thước, dung sai hình dáng hình học, độ bong của chi tiết gia công. II. Thành phần đồ gá: 1. Cơ cấu định vị: - 1 chốt trụ ngắn. - 1 khối V di động. - 1 phiến tỳ phẳng. 2. Cơ cấu kẹp chặt:

- Cơ cấu kẹp bằng đòn kẹp liên động. - Kẹp 1 chi tiết .

3. Thân và đế gá:

- Đế có kích thước: dài x rộng x cao=354x183x171, có thể bắt chặt 2 cựa chống xoay. - Thơng số kĩ thuật máy khoan:

Đặc tính kỹ thuật Thơng số

Đường kính lớn nhất khoan được (mm) _Ø35

Hiệu suất máy Ƞ = 0,8

Số vịng quay trục chính (v/p) ^{68; 100; 140; 195; 275; 400; 530; 750;} 1100.

Công suất động cơ( kw ) 6

Bước tiến của bàn ( mm/v) ^{0,11- 0,15- 0,20- 0,25- 0,32- 0,43-} 0,57- 0,72- 0,96- 1,22- 1,6.

Kích thước làm việc của bàn máy (mm) _500x450

Khoảng cách từ trục chính đến bệ máy

(mm) ³⁰⁰

Hành trình lớn nhất của trục chính

(mm) ²²⁵

4. Các chi tiết nối ghép:

- Vít

- Bulơng + đai ốc.

5. Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá trên bàn máy:

- Định vị bằng 2 chốt chữ nhật. - Kẹp chặt bằng bulơng.

III. Trình tự thiết kế đồ gá:

- Trong nguyên công gia công lỗ Ø10, nhằm đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật cho chi tiết là độ vng góc giữa đường tâm lỗ Ø10 với mặt đầu, sai số vị trí của tâm lỗ Ø10 và độ song song giữa đường tâm lỗ Ø10 với đường tâm lỗ Ø42 nên ta cần thiết kế đồ gá khoan.

- Việc thiết kế đồ gá cho nguyên công này cịn nhằm đạt độ chính xác gia cơng, tăng năng suất của nguyên công cũng như gia công tồn bộ chi tiết, giảm chi phí sản xuất, từ đó làm giảm giá thành sản phẩm.

1. Sơ đồ ngu ên lý:

2. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá:

Sai số gá đặt cho phép được tính theo cơng thức sau: √ √ εgd: sai số gá đặt εc: sai số chuẩn εk: sai số do lực kẹp sinh ra εm: sai số do mòn. εdc: sai số điều chỉnh εct: sai số chế tạo.

-Sai số chuẩn:  _c =2  _min   _D   _c

(sai lệch vị trí giữa chốt trụ ngắn và lỗ)

 min :Khe hở nhỏ nhất giữa mặt trụ của chi tiết và chốt trụ:

 min =D_lỗmin - dchốtmax =42 – 42=0 m (chế độ lắp của chốt trụ và lỗ chi tiết là 42 )

Lỗ 

Chốt

  _c  2x0  39  (16)  23 m

-Sai số kẹp chặt:  _k = 0

m

gia công)

( phương của lực kẹp vng góc với phương kích thước

-Sai số mịn đồ gá:  _m =  .

N  0,1

15000  12,25 m . (Trang 142[1] )

: Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị .  = 0.1 (Định vị bằng chốt trụ ngắn)

N: Số lượng chi tiết gia công (N = 15000 chi tiết) -Sai số điều chỉnh máy:  _dc  5

10 µm. chọn  _đc =5 m . -Sai số gá đặt:



^

(trang 142 [1])

 : dung sai kích thước ngun cơng cần cho thiết kế đồ gá  =

  _{gd } ¹ _{120  40 m} 3 -Sai số chế tạo:    2  [ 2   2   2   2 ]  ⁴⁰ 2  [23²  0² 12,25²  5² ]  29,93 m . ct gd c k m dc Vậy [ct]=29,93 m

3. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

Từ kết quả tính tốn sai số chế tạo cho phép ta đưa ra các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá: - Độ không song song giữa mặt đáy của thân đồ gá và mặt của phiếm tỳ là:  0,03mm. - Độ không song song giữa tâm của chốt trụ ngắn và đường tâm của bạc dẫn hướng đồ gá  0,03mm.

- Độ khơng vng góc giữa tâm của chốt trụ ngắn và mặt đáy của thân đồ gá:  0,03mm

4. Tính tốn lực kẹp:

Khi khoan lỗ suốt , lực Po gần như khơng tham gia vào q trình kẹp.

 Theo sơ đồ gá kẹp trên thì chi tiết gia cơng có xu hướng xoay quanh trục của mũi khoan nếu khơng kẹp chặt

Vì chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kệp liên động nên lực kẹp là 2.W_ct. - Ta có các phương trình cân bằng moment:

K.M_x=2M_ms  K.M_x=2W_ct.f.R_ms 2. W _ct .Rms.f = K.Mx  w_{ct } ^K.M x

2.R_ms . f

Wct lực kẹp cần thiết của bulông.

f: là hệ số ma sát , lấy f = 0,12.(bảng 6.3 ;139 ;[1]).

Rms :Là khoảng cách từ tâm mũi khoan-khoét đến tâm mõ kẹp Rms = 50mm. Trong đó :K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 ( trang 138 và 139; [1]) :hệ số an toàn

Với K0 : Hệ số chung trong các trường hợp,K0=1,5. K1 : Hệ số trong trường hợp gia công thơ,K1=1,2. K2 : Hệ số tính đến mịn dao, K2=1,15.

K3 : Hệ số tính đến gia cơng gián đoạn, K3=1. K4 : Hệ số tính đến khi kẹp bằng tay, K4=1,3. K5 : Hệ số tính đến thuận tiện khi kẹp,K5=1.

K6 : Hệ số tính đến định vị trên phiến tỳ, vì đã xét đến trường hợp lật,K6=1.  K=2,691

Mx = 1 (KGm)=10 (Nm) ( tính ở phần chế độ cắt ở bước khoan ) -Lực kẹp cần thiết khi gia công:

K  M 2,6911 => W _ct =

5. Tính tốn đƣờng kính Bulơng

Sử dụng cơ cấu địn kẹp liên động

Theo hình ta có: W_ct(a+b)=Q₁.b

a

 b

Hình 6.60 (trang 139 [1]): bố trí địn kẹp

=>

Q

 Wct. .

b

Kích thước địn kẹp lấy theo (bảng 8-33; 438; [6]). Tỷ lệ chung của đòn kẹp là : ^{a  b}  2,25

b (vd =2,25) Vậy, lực kẹp trên Bulông sẽ là:

Q1 =207x2,25 = 465,75 (KG)=4657,5 (N) d=C.√ = 1,4.√

=9,55mm

Trong đó: Q1=W : là lực kẹp yêu cầu C = 1.4 với ren hệ mét ζ : ứng suất kéo (nén)

d: đường kính đỉnh ren Chọn bulông M12

Tra bảng 8-51 trang 469[6]: Lực kẹp Q1 đối với các loại đai ốc dùng cờ lê vặn bulông M16 có:

. Bán kính trung bình: r_tb = 5,43 mm . Chiều dài tay vặn: L = 140 mm

. Lực kẹp: Q = 4750 (N) > Q1 = 4657,5(KG)  Đạt yêu cầu. . Lực tác động vào tay vặn: P= 70N = 7 KG

6. Kiểm tra bền theo ứng suất tƣơng đƣơng:

d² ≥ 5,2.  16² ≥5,2

.

7. Mô tả nguyên lý hoạt động của đồ gá và quy tắc sử dụng:

- Trước tiên ta cho chi tiết gia công từ trên xuống đặt vào chốt trụ ngắn và phiến tỳ, sau đó điều chỉnh khối V di động để hạn chế 6 bậc tự do.

- Dùng cờ lê mở xiết đai ốc M12 để kẹp chặt.

- Sau khi lắp mũi khoan lên trục chính máy khoan 2A135. Mở máy và gia công chi tiết. - Sau khi gia công xong, thay mũi khoét tiến hành gia công chi tiết

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM

KHẢO

[1] Hƣớng dẫn Thiết kế đồ án Công nghệ Chế tạo máy- Hồ Viết Bình –Phan Minh Thanh- ĐH SPKT TpHCM 2013.

[2] Công nghệ chế tạo máy-Hồ Viết Bình-Phan Minh Thanh-ĐH SPKT TpHCM 2013.

[3] Sổ tay dung sai lắp ghép-Ninh Đức Tôn

[4] Dung sai kỹ thuật đo – Trần Quốc Hùng – Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật thành

phố Hồ Chí Minh.

[5] Sổ tay công nghệ chế tạo máy cuốn 1– GS.TS Nguyễn Đắc Lộc – NXB KHKT.

[6] Sổ tay công nghệ chế tạo máy cuốn 2– GS.TS Nguyễn Đắc Lộc – NXB KHKT.

[7] Sổ tay công nghệ chế tạo máy cuốn 3– GS.TS Nguyễn Đắc Lộc – NXB KHKT

[8] Giáo trình Cơng nghệ kim loại-Nguyễn Tác Ánh-ĐH SPKT TpHCM 2004.

[9] Sổ tay thiết kế cơ khí tập 1 – PGS.TS Hà Văn Vui – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật 2006.

[10] Sổ tay thiết kế cơ khí tập 2 – PGS.TS Hà Văn Vui – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 2006.

[11] Sổ tay thiết kế cơ khí tập 3 – PGS.TS Hà Văn Vui – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 2006.

[12] Thiết kế đồ án Công nghệ Chế tạo máy-GS.TS Trần Văn Địch-NXB KHKT 2008. [13] Chế độ cắt gia cơng cơ khí – Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình,Trần thế san – Nhà

xuất bản Đà Nẵng - Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh. [14] Đồ gá gia cơng cơ-Hồ Viết Bình

[15] Atlas đồ gá - GS.TS Trần Văn Địch – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 2006.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................ 2

LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................... 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN .................................................................. 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ..................................................................... 5

CHƢƠNG 1 NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI ........................ 6

I. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG..................................................................... 6

Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết: ................................................ 6

Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu: ........................................................................ 6

Phân tích các yêu cầu kỹ thuật:...................................................................................... 6

Vật liệu gia công: ........................................................................................................... 8

II. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT: ......................................................................... 8

1. Xác định sản lượng hàng năm (sản lượng thực tế):............................................. 9

2. Tính nhịp sản xuất: ............................................................................................ 10

III. CHỌN PHÔI VÀ PHƢƠNG PHÁP TẠO PHÔI ............................................. 10

1. Các phương pháp chế tạo phôi: ...................................................................... 10

2. Chọn phôi: ...................................................................................................... 11

3. Phương pháp tạo phôi: ................................................................................... 11

4. Bản vẽ chi tiết : .............................................................................................. 12

5. Bảng vẽ lồng phôi : ........................................................................................ 12

6. Bản vẽ mẫu đúc: ............................................................................................. 13

7. Bản vẽ thiết kế đúc : ....................................................................................... 13

CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG ...................................................... 14

I. Chọn phƣơng pháp và lặp trình tự gia cơng: ......................................... 14

1. Chọn chuẩn thô : ...................................................................................... 14

2. Chọn chuẩn tinh : ..................................................................................... 14

3. Các phương án gia công: ......................................................................... 15

II. So sánh và lựa chọn phƣơng pháp hợp lí: ............................................. 17

CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG................................................................. 19

I. Nguyên công 1 : .......................................................................................................... 19

1.1. Các bước nguyên công : ........................................................................................... 19

1.2. Phương án kẹp chặt : ................................................................................................. 19

1.4 Chọn dụng cụ cắt: .............................................................................................. 20

1.5 Chọn dụng cụ đo:............................................................................................... 20

1.6 Trình tự tiến hành: ............................................................................................. 20

1.6.1. Tiện thô mặt đáy 1:......................................................................................... 20

1.6.2. Tiện bán tinh mặt đáy 1:................................................................................. 21

1.6.3. Tiện thô lỗ 9: .................................................................................................. 21

1.6.4. Tiện bán tinh lỗ trong 4: ................................................................................. 22

1.6.5. Tiện thô lỗ trong 3 : ........................................................................................ 22

1.6.6. Tiện tinh lỗ 4: ................................................................................................. 23

1.6.7. Vát mép lỗ 2: 1x45^o ........................................................................................ 23

1.7 Thời gian nguyên công: ..................................................................................... 23

II. Nguyên công 2: ................................................................................................... 25

2.1. Sơ đồ gá đặt : ........................................................................................................ 25

2.2.Các bước nguyên công : ........................................................................................ 25

2.3. Định vị : ................................................................................................................ 25 2.4. Phương án kẹp chặt : ............................................................................................ 25 2.5. Chọn máy:............................................................................................................. 25 2.6. Chọn dụng cụ cắt: ................................................................................................. 26 2.7. Chọn dụng cụ đo: .................................................................................................. 26 2.8. Trình tự tiến hành: ................................................................................................ 26

2.8.1. Tiện thơ mặt đầu:............................................................................................ 26

2.8.2. Tiện bán tinh mặt đầu:.................................................................................... 27

2.8.3 Tiện bán tinh lỗ trong 4: ................................................................................. 27

2.8.4. Tiện thô lỗ trong 3 : ........................................................................................ 28

2.8.5. Tiện tinh lỗ 4: ................................................................................................. 28

2.8.6. Vát mép lỗ 6: 1x45^o ........................................................................................ 29

2.8.7. Vát mép lỗ 10: 1x45^o ...................................................................................... 29

2.9. Thời gian nguyên công: ........................................................................................ 29

III. Nguyên công 3: ................................................................................................... 31

3.1. Sơ đồ gá đặt: ........................................................................................................ 31

3.2. Các bước nguyên công : .................................................................................... 31

3.3. Định vị : ............................................................................................................. 31

3.5. Chọn máy:............................................................................................................ 32 3.6.Chọn dụng cụ cắt: .................................................................................................. 32 3.7.Dụng cụ đo:............................................................................................................ 32 3.8.Trình tự thực hiện: ................................................................................................. 32 3.8.1. Phay thô mặt 11:............................................................................................. 32 3.8.2. Phay bán tinh mặt 11: ..................................................................................... 33 3.8.3 Phay thô mặt 12:.............................................................................................. 33 3.8.4. Phay bán tinh mặt 11: ..................................................................................... 34

3.9. Thời gian nguyên công: ........................................................................................ 34

IV. Nguyên công 4: ................................................................................................... 35

4.1. Sơ đồ gá đặt: ........................................................................................................ 35

4.2. Các bước nguyên công : .................................................................................... 36

4.3. Định vị : ............................................................................................................. 36 4.4. Phương án kẹp chặt : ......................................................................................... 36 4.5. Chọn máy:............................................................................................................. 36 4.6.Chọn dụng cụ cắt: .................................................................................................. 36 4.7.Dụng cụ đo:............................................................................................................ 36 4.8.Trình tự thực hiện: ................................................................................................. 36 4.8.1. Khoan lỗ 9,5:................................................................................................ 36 4.8.2. Khoét bán tinh lỗ 10: ................................................................................... 37

4.9. Thời gian nguyên công: ........................................................................................ 37

V. Nguyên công 5: Khoan lỗ 9,5 :14..................................................................... 38

5.1. Sơ đồ gá đặt: ...................................................................................................... 38

5.2. Các bước nguyên công : .................................................................................... 38

5.3. Định vị : ............................................................................................................. 38 5.4. Phương án kẹp chặt : ......................................................................................... 38 5.5. Chọn máy:............................................................................................................. 38 5.6. Chọn dụng cụ cắt: ................................................................................................. 39 5.7 Dụng cụ đo:............................................................................................................ 39 5.8 Trình tự thực hiện: ................................................................................................. 39 5.8.1. Khoan lỗ 9,5:................................................................................................ 39

5.9 Thời gian nguyên công: ......................................................................................... 39

6.1. Sơ đồ gá đặt: .................................................................................................... 40

6.2. Các bước nguyên công : .................................................................................... 40

6.3. Định vị : ............................................................................................................. 40 6.4. Phương án kẹp chặt : ......................................................................................... 40 6.5. Chọn máy:.......................................................................................................... 40 6.6 Chọn dụng cụ cắt: .................................................................................................. 41 6.7. Dụng cụ đo:......................................................................................................... 41 6.8. trình tự tiến hành:.................................................................................................. 41

6.8.1. Cho dao đi xuống theo phương Z: .............................................................. 41

6.8.2. Cho dao đi ngang theo phương Y: .............................................................. 42

6.9.Thời gian nguyên công: ......................................................................................... 42

CHƢƠNG 4. XÁC ĐỊNH LƢỢNG DƢ GIA CÔNG .................................................... 43

 Tính lượng dư ngun cơng gia cơng lỗ Ø42.................................................... 43

 Bước công nghệ, độ nhám và cấp chính xác như sau: ...................................... 43

 Sai lệch không gian tổng cộng: ......................................................................... 44

 Sai số gá đặt khi tiện thô: .................................................................................. 44

 Lượng dư tính tốn: ........................................................................................... 44

 Kích thước tính tốn được xác định như sau:.................................................... 44

 Giá trị dung sai : .............................................................................................. 45

 Kích thước giới hạn được xác định như sau:..................................................... 45

 Lượng dư giới hạn được xác định như sau:....................................................... 45

 Lượng dư tổng cộng được tính như sau: ........................................................... 45

 Kiểm tra kết quả tính tốn: ................................................................................ 45

 Bảng tính lượng dư: ........................................................................................... 46

CHƢƠNG 5: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT ...................................................................... 47

1. Sơ đồ gá đặt: ......................................................................................................... 47

2. Các bước nguyên công:......................................................................................... 47

3. Định vị : ................................................................................................................ 47 4. Phương án kẹp chặt : ............................................................................................. 47 5. Sai số chuẩn: ............................................................................................................ 47 6. Chọn máy:................................................................................................................ 47 7. Chọn dụng cụ cắt: .................................................................................................... 48 8. Tính tốn chế độ cắt:................................................................................................ 48

8.1. Khoan lỗ Ø9,5 đạt cấp chính xác 12, Rz= 25 ................................................ 48

8.2. Khoét lỗ Ø10 đạt cấp chính xác 10, Ra= 3,2 ................................................ 49

CHƢƠNG 6: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ .................................................... 52

I. Nhiệm vụ thiết kế:................................................................................................. 52

1. Nhiệm vụ đồ gá: ................................................................................................ 52

2. Nội dung thiết kế:.................................................................................................. 52

II. Thành phần đồ gá: .............................................................................................. 52

1. Cơ cấu định vị: ...................................................................................................... 52

2. Cơ cấu kẹp chặt:.................................................................................................... 52

3. Thân và đế gá: ....................................................................................................... 53

4. Các chi tiết nối ghép: ............................................................................................ 53

5. Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá trên bàn máy: ................................................... 53

III. Trình tự thiết kế đồ gá: ...................................................................................... 53

1. Sơ đồ nguyên lý: .................................................................................................. 54

2. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá: ............................................................... 54

3. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá: .................................................................................. 55

4. Tính tốn lực kẹp: ................................................................................................... 55

5. Tính tốn đường kính Bulơng.................................................................................. 56

6. Kiểm tra bền theo ứng suất tương đương: ............................................................ 56

7. Mô tả nguyên lý hoạt động của đồ gá và quy tắc sử dụng: ..................................... 56

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 57