Lực cắt Pz được tính theo công thức: Trong đó:
Cp -Hệ số đặc trưng cho vật liệu gia công. t -Chiều sâu cắt. t = 3,5 mm.
Sz -Lượng chạy dao răng. Sz =0,02 mm/răng. B -Bề rộng phay. B=10 mm.
D -Đường kính dao phay. D=10 mm.
n -Số vòng quay của dao phay. n = 1100 vg/ph.
Kp -Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công. Tra bảng 2.32 trang 169 [TL6] ta có giá trị của các hệ số như sau:
Cp =68,2 Xp =0,86 Yp =0,72 Up =1,0 qp =0,86 wp =0 K -Hệ số an toàn được xác định theo công thức:
K= K0 .K1 .K2 .K3 .K4 .K5 .K6 Trong đó:
K0 =1,5 Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp.
K1 =1,0 Hệ số tính đến lực cắt tăng khi độ nhám và lượng dư gia công không đều.
K2 =1,3 Hệ số tính đến sự tăng lực cắt khi dao mòn.
K3 =1,2 Hệ số tính đến sự tăng lực cắt khi gia công không dán đoạn. K4 =1,3 Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt.
K5 =1,0 Hệ số xét đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay. K6 =1,0 Hệ số tính đến momen làm xoay chi tiết.
=> Hệ số an toàn tổng cộng: K =3,042 Vậy ta có: Các thành phần lực còn lại: Py =0,4 .Pz =0,4 . 251,5 = 100,6 (N) Px =0,55 .Pz =0,55 . 251,5 =138,3 (N) Pz =0,95 .Pz =0,95 . 251,5 =239 (N)
c. Tính lực kẹp theo điều kiện chống trượt dọc trục do lực PX gây ra.
Từ sơ đồ tác dụng lực trên ta thấy,khi phay chi tiết chịu lực tác dụng theo 3 phương(X ,Y ,Z) là Px ,Py ,Pz .
Theo phương X: Dưới tác dụng của lực Px chi tiết gia công có xu hướng trượt dọc theo trục.Để chi tiết gia công không bị trượt dọc trục thì lực ma sát sinh ra giữa khối V và bề mặt chi tiết,giữa bề mặt đòn kẹp và chi tiết gia công phải lớn hơn lực tác dụng Px Ta có phương trình cân bằng lực:
K.Px =Fms1 + 2.Fms2 Trong đó:
Fms1 -Lực ma sát giữa đòn kẹp và chi tiết gia công. Fms2 -Lực ma sát giữa khối V và chi tiết gia công. K -Hệ số an toàn.
Ta có: Fms1 =W.f Với f =0,15 Hệ số ma sát. Fms2 =N.f
Vậy: 2.N.sin 450 – W =0
Thay vào phương trình cân bằng lực ta có: W =1160 (N)
d. Tính lực kẹp theo điều kiện chống lật do lực Py gây ra.
Theo phương Y: Dưới tác dụng của lực Py chi tiết gia công có xu hướng lật.Để chi tiết gia công không bị lật thì mômen do lực kẹp sinh ra phải lớn hơn mômen do lực Py sinh ra.
e. Tính lực kẹp theo điều kiện chống xoay do lực Pz gây ra.
Theo phương Z: Dưới tác dụng của lực Pz chi tiết gia công có xu hướng xoay quanh trục của nó.
Mômmen do lực Pz sinh ra:
Để chi tiết không bị xoay thì mômen do lực ma sát sinh ra phải lớn hơn mômen cắt Mpz.
Ta có phương trình cân bằng lực: Trong đó:
Fms1 -Lực ma sát giữa đòn kẹp và chi tiết gia công. Fms2 -Lực ma sát giữa khối V và chi tiết gia công. K -Hệ số an toàn.
Ta có: Fms1 =W.f Với f =0,15 Hệ số ma sát. Fms2 =N.f
Xác định N theo phương thẳng đứng ta có: W – 2.N.sin 450 =0
Thay vào phương trình cân bằng lực ta có: W = 2008 (N)
Để chi tiết giữ được vị trí ổn định trong suốt quá trình gia công ta chọn lực kẹp lớn nhất trong số lực kẹp đã tính.Vậy ta chọn W = 2008 (N)
8.3.2.Tính đường kính bulông,lực xiết bulông.
Đường kính bulông được xác định theo công thức: Trong đó:
Q -Lực tác dụng lên bulông. Q = 2.W = 2. 2008 = 4016 (N) -Ứng suất kéo cho phép. = 36 (KG/mm2)
Tính lực vặn đai ốc: M = Q . tg(α + φtđ).rtb + Q .tgφ1 . R’ Trong đó:
α -Góc nâng của đường ren. Thường chọn α =2030’ với ren có bước M6 ÷ M52.
φtđ -Góc ma sát tương đương. φ = 10030’
rtb -Bán kính trung bình của ren. rtb = 3,7 mm
tgφ1 -Hệ số ma sát giữa đai ốc và thanh kẹp. tgφ1 = 0,15 R’ -Bán kính tương đương.
Với R,r là các bán kính ngoài,trong của đai ốc.
Vậy ta có:
M = 4016 . tg(2030’ + 10030’). 3,7 + 4016 . 0,15 . 4,14 = 5925 (Nmm) M = F . L
F -Lực phát động. L -Cánh tay đòn.Chọn L = 170 mm.
8.3.3. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.
Sai số đồ gá bao gồm các thành phần: εđg = εc + εk + εđg Trong đó: εc -Sai số chuẩn. εk -Sai số kẹp chặt. εđg -Sai số đồ gá.
Sai số chuẩn sinh ra từ việc chọn và sử dụng chuẩn.Sai số chuẩn xuất hiện khi chuản định vị không trùng với gốc kích thước.
Sai số kẹp chặt là thành phần sai số sinh ra do sự xê dịch của chuẩn khởi xuất theo phương kích thước gia công bởi tác dụng của lực kẹp.
Sai số đồ gá là sai số do việc chế tọ đồ gá,lắp ráp và sử dụng đồ gá.
Các thành phần εc ,εk ,εđg là những đại lượng ngẫu nhiên,phân bố theo quy luật phân bố chuẩn Gaus.
Chi tiết được định vị trên hai khối V ngắn. Dung sai kích thước gia công .
Thành phần sai số của đồ gá gồm có: +Xác định sai số gá đặt: Trong đó: εc -Sai số chuẩn. εk -Sai số kẹp chặt. εđg -Sai số đồ gá.
Tính sai số chuẩn theo công thức: Trong đó:
= Dung sai của kích thước. α Góc khối V.
Tính sai số kẹp chặt theo công thức sau: Trong đó:
C =1,0 -Hệ số đặc trưng cho điều kiện tiếp xúc,vật liệu và độ cứng của mặt chuẩn của phôi. (Tra bảng 8.5 trang 397 [TL3] )
Q =125 -Lực tác dụng lên mặt phẳng khối V.
α = 00 -Góc giữa phương kẹp và phương của kích thước gia công. n =0,5 Tra bảng 1.112 trang 141 [TL6]
Vậy: εk =1,0 . 1250,5 . cos00 = 10,08 µm = 0,01 mm. Tính sai số đồ gá theo công thức sau:
Trong đó:
ε phđ =0,005 mm, trong mọi trường hợp.
δ -Dung sai kích thước cần gia công trên đồ gá. εm =
β -Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt và điều kiện tiếp xúc ,theo thực nghiệm ta có β =0,12
N -Số lần tiếp xúc của bề mặt phôi với bề mặt đồ gá. N =10000. Sai số điều chỉnh. Tra bảng 7.9 trang 249 [TL1] ta có: εđch =0,05 mm.
Sai số phân độ: εphđ =0,005 mm. Sai số đồ gá:
Sai số chế tạo đồ gá: Vậy ta có sai số đồ gá là:
8.3.4. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.
-Độ không song song giữa đường tâm chi tiết với mặt đáy thân đồ gá không quá 0,01 mm/100mm chiều dài.
-Độ không đồng tâm của hai khối V không quá 0,01 mm.
-Khối V làm bằng thép 20Cr,thấm than,chiều sâu lớp thấm 0,8 ÷ 1,2 mm.Nhiệt luyện đạt độ cứng 55 ÷ 60 HRC.
8.4.Nguyên lý hoạt động của đồ gá.
Khi phay 3 rãnh then chi tiết được định vị trên hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do,trong khi gá kẹp chi tiết ta dịch chuyển chi tiết sao cho vai trục áp vào bề mặt khối V hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục.
Nguyên lý kẹp chặt chi tiết:
Dùng hai đòn kẹp cố định chi tiết ,lực kẹp được truyền thông qua cơ cấu kẹp ren vít. Trình tự gá kẹp: Đặt chi tiết gia công lên hai khối V,gập hai tay đòn kẹp lên trên chi tiết,xoay cơ cấu kẹp ren vào đúng khe của tay đòn kẹp,xiết ren vít để kẹp chặt chi tiết. Trình tự tháo chi tiết gia công hoàn toàn ngược lại.