THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TẤM ĐẾ BK ĐH ĐÀ NẴNG

CHƯƠNG I.

PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC;  ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CHI TIẾT

 1.1  Giới thiệu tổng quan về tấm đế:

 1.1.1 Cấu tạo tấm đế:

- Tấm đế là một dạng chi tiết dạng hộp dùng để lắp các đơn vị lắp (nhóm, cụm, bộ phận) của các chi tiết khác lắp trên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó của toàn máy.

 1.1.2 Phạm vi sử dụng:

        - Hiện nay trong ngành chế tạo máy tấm đế được sử dụng rộng rãi. Được làm bằng thép C45 tấm đế có khả năng chịu được tải trọng lớn, chịu được mài mòn phù hợp với các chi tiết dạng hộp để dễ dàng tháo lắp. Ngoài ra phạm vi sử dụng tấm đế còn được dùng để gá đặt các thiết bị đo lường cơ khí đảm bảo được độ cứng vững cũng như chính xác về vị trí tương quan giữa từng bộ phận. Tuy nhiên để đạt được độ chính xác và tính công nghệ đó thì yêu cầu gia công cần đạt được độ chính xác cao: độ bóng bề mặt, độ không vuông góc giữa tâm lỗ với mặt phẳng, độ song song giữa các lỗ.

 1.1.3  Tính công nghệ tấm đế:

        -Tấm đế có 4 lỗ Ø11 dùng để lắp ghép với các bộ phận khác thông qua mối lắp ghép ren. Ngoài ra 2 trong 4 lỗ sẽ là 2 lỗ chuẩn tinh phụ. Độ chính xác của tấm đế chính là yêu cầu về khoảng cách tâm của 4 lỗ, độ nhám.

        - Mặt phẳng  A trên của tấm đế để lắp ráp với một mặt phẳng khác được gia công đạt được độ bóng cao nên ít gây ma sát, đảm bảo được sự liên kết chặt chẽ, không có khe hở.

        - Hai rãnh chữ U dùng để lắp ráp và định vị. Được gia công có gờ nhằm giữ cho 2 chi tiết không có sự dịch chuyển tương đối nhau.

        - Bốn lỗ Ø10 dùng để kẹp chặt  hoặc có thể định vị cho chi tiết khi gá đặt.

   =>Tóm lại chi tiết có dạng hình hộp với kích thước là hình vuông nên có thể gá đặt trên mâm cặp 4 chấu tạo điều kiện dễ dàng gia công trên nhiều máy cắt gọt khác nhau. Điều kiện làm việc của tấm đế là chịu tải trọng tĩnh và ít bị mài mòn nên dùng thép C45 vừa đạt được yêu cầu vừa đạt được tính kinh tế. Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra, yêu cầu tấm đế phải đạt được độ cứng vững cao. Các cấp chính xác, độ bóng, độ song song giữa đường tâm và mặt đáy, độ vuông góc giữa các bề mặt, dung sai của các bề mặt phải đảm bảo theo yêu cầu.

1.2. Yêu cầu kỹ thuật của tấm đế cần gia công:

   1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật:

         - Độ không song song giữa bốn lỗ Æ11 cho phép 0.01/100

         - Độ không vuông góc giữa tâm lỗ Æ11 với mặt phẳng A 0.03mm

         - Góc lượn chưa ghi kích thước có R=3mm

Từ bản vẽ chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật trên ta thấy:

        -Chi tiết gia công là tấm đế: cần gia công mặt phẳng A, các rãnh, gờ và các lỗ Æ11 có độ chính xác cao. Vật liệu bằng thép C45, giá thành rẻ.

       -Chi tiết cần gia công có yêu cầu độ bóng, độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt tương đối cao.

       -Chi tiết có tính đối xứng, hình dạng chi tiết không quá phức tạp nên có tính công nghệ cao.

       -Kết cấu chi tiết không quá phức tạp và yêu cầu kỹ thuật tương đối. Ta có bản vẽ chi tiết như sau.

                                             Hình 1: Bản vẽ chi tiết tấm đế.

1.2.2.Mô phỏng chi tiết gia công

                                    Hình 2: Chi tiết được mô phỏng 3D

1.2.3 Vật liệu chế tạo tấm đế:

         -Chi tiết làm bằng thép C45 có những tính chất sau:

C	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
0.4-0.5	0.17-0.37	0.5-0.8	0.045	0.045	0.3	0.3

 

        -Cơ tính của thép C45:

Mác thép	Giới hạn chảy, σch kG/mm2	Độ bền kéo,σb kG/mm2	Độ giãn dài tương đối,  δs,%	Độ thắt tương ψ,%	Độ dai va đập, ak kGm/mm2	Độ bền HB
						Thép cán nóng	Thép  ủ
C45	36	61	16	40	5	229	197

 

-Đặc điểm chi tiết dạng hộp: thường có hình dạng phức tạp với thành vách xung quanh. Trên hộp có phần lớn bề mặt cần gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có một số mặt phẳng không phải gia công. Đặc biệt trên hộp có hệ lỗ có vị trí tương quan chính xác và cũng có một số lượng các lỗ nhỏ để kẹp chặt các chi tiết khác lên hộp. Các lỗ trên hộp chia làm 2 loại:

-Lỗ chính xác lắp ghép với ỗ đỡ gọi là lỗ chính.

-Lỗ không chính xác dùng để kẹp chặc các chi tiết gọi là lỗ phụ.

           -Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi.

           -Về mặt kết cấu, chi tiết tấm đế có dạng đối xứng, hình dạng của chi tiết không phức tạp nên có tính công nghệ cao, bản vẽ chi tiết đã đủ các hình chiếu và các mặt bên nên nhìn vào bản vẽ ta có thể hình dung được chi tiết yêu cầu.

          -Theo kết cấu của chi tiết cho phép ta dùng phương pháp gia công tự động đạt kích thước và cho năng suất cao, chế độ gia công không bị kết cấu của chi tiết hạn chế.

         -Kết cấu của chi tiết đơn giản và điều kiện kỹ thuật không cao lắm nên có thể thực hiện phương pháp tạo phôi như : phôi rèn; phôi dập: phôi đúc…

        -Từ những nhận xét trên và bề mặt làm việc của lỗ nên trong quá trình chọn chuẩn phải chú ý là chọn chuẩn tinh để để gia công lỗ đạt yêu cầu về dung sai, độ chính xác, vị trí tương quan…

 

CHƯƠNG II.                            XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

       -Sản lượng hàng năm: 4000 chiếc/năm.

Để xác định dạng sản xuất, ta dùng công thức:

                             N = N₁.m (1+)   [TKĐA CNCTM]

N: Số chi tiết sản xuất hàng năm

N₁: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm

N₁= 4000 chiếc/năm

m: Số chi tiết trong một sản phẩm; m=1

a: Phế phẩm trong xưởng rèn dập a =(3-:-6) %

β: Số chi tiết tạo thêm để dự trữ. Chọn β= 6%

 Suy ra: Vậy  N = 4000.1(1 +) =4400  (chiếc/năm)

    -Xác định khối lượng chi tiết:

      Trong đó: Q- Khối lượng của chi tiết

                 V- Thể tích của chi tiết

                khối lượng riêng của vật liệu làm chi tiết.

      +Thể tích của khối hộp 100x100x22:

                V₁=100x100x25=2200000 (mm³)

      +Thể tích của hai rãnh bên:

                V₂=[(3,14x6²+12x15)x20]+[(3,14x11²+22x15)x2]=7280,68 (mm³)

     +Thể tích 4 lỗ Ø11:

                V₃=4x3,14x5,5²x25=9498,5 (mm³)

     +Thể tích 4 lỗ Ø11:

                V₄=4x3,14x5,0²x25=2983 (mm³)

     +Thể tích 4 hình tròn Ø30 lồi trên mặt:

                V₅=4x3,14x15²x3=8478 (mm³)

     +Thể tích của 4 mép vát tròn R15 của khối hình hộp:

               V₆=(4xx15²x22)-  (mm³)

     Vậy thể tích của chi tiết cần gia công là:

               V= V₁+ V₅-(V₂+V₃+V₄+V­₆)

                  = 220000+8478-(7280,68+9498,5+2983+4257)=204458,82 mm³

     Suy ra V0,2 dm³

    -Vậy khối lượng của chi tiết cần gia công:

                   =0,2x7,852=1,57 (kg)

   -Với trọng lượng của chi tiết như đã tính ở trên và sản lượng hằng năm 4000 chiếc/năm , ta tra bảng 2 [TKĐA CNCTM], ta suy ra dạng sản xuất của chi tiết tấm đế cần gia công là  hàng loạt vừa.

   - Đặc điểm của dạng sản xuất này:

-    Sản lượng hàng năm vừa

-    Sản lượng tương đối ổn định

-    Chu kỳ chế tạo được xác định

-    Dùng máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng.

 

CHƯƠNG III.    LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

         -Vật liệu chế tạo phôi là thép C45, nên ta có nhiều phương pháp chế tạo phôi để chọn như : phôi rèn, phôi dập, phôi đúc…

         -Qua phân tích chi tiết ta thấy, chi tiết có kết cấu đơn giản, nhiều mặt phẳng đối xứng nhau, kích thước nhỏ, thêm vào đó là dạng sản xuất hàng loạt lớn và vật liệu chế tạo chi tiết là thép C45, nên ta chọn phương pháp chế tạo phoi là phương pháp dập nóng. Hình dạng chi tiết đơn giản nên ta chọn phương pháp có lòng khuôn kín.

        -Ưu, nhược điểm của phương pháp dập nóng:

          *Ưu điểm:

+/ Năng suất cao, dễ cơ khí hóa, tự động hóa.

+/ Vật dập có độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao

+/ Kim loại có tổ chức dạng thớ sợi đáp ứng được yêu cầu về tải trọng

+/ Kim loại sau khi dập có tổ chức sít chặt, cơ tính cao hơn.

+/ Có thể khắc phục được một số khuyết tật như rỗ tế vi, rỗ co, …

+/ Năng xuất lao động cao, giá thành sản xuất thấp khi sản lượng lớn.

         *Nhược điểm:

+/ Khi dập kim loại bị xô lệch mạng tinh thể, dễ bị biến cứng do đó đòi hỏi kim loại có tính dẻo cao, sau khi gia công cần phải ủ mềm, …

+/ Khối lượng vật dập trong khuôn hạn chế.

+/ Khó gia công các phôi có khối lượng lớn, hình dáng phức tạp

+/ Giá thành chế tạo khuôn dập cao.

+/ Thiết bị tạo lực cần phải có khối lượng lớn, độ cứng và độ chính xác cao.

+/ Vốn đầu tư trang thiết bị lớn

+/ Khi số lượng sản xuất ít thì hiệu quả kinh tế thấp.

    -Vật liệu chế tạo phôi là thép C45 nên ta chọn phương pháp dập thể tích ở trạng thái nóng, dập trên máy ép trục khuỷu

    -Cấu tạo khuôn dập:

Bảng vẽ lồng phôi:

**********************                  

          CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1Phân tích các đặc diểm về yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công:

    -Dựa vào các thông số và yêu cầu về dung sai, độ nhám,… ta phân tích các đặc điểm kỹ thuật của từng bề mặt như sau:

       -Mặt đáy: Mặt đáy của chi tiết là bề mặt ta dùng làm chuẩn định vị, độ nhám R_a=2,5 nên ta phải gia công chính xác, đạt cấp chính xác IT7. Có các phươong pháp gia công như phay tinh bằng dao phay mặt đầu, phay tinh mỏng bằng dao phay trụ, bào tinh,…

            -Bề mặt trên: Là bề mặt mà các chi tiết khác đặt lên nó, độ nhám R_a=2,5. Có các phương pháp gia công như phay tinh bằng dao phay mặt đầu, phay tinh mỏng bằng dao phay trụ, bào tinh,…

 -Các mặt bên : Độ nhám R_a=2,5 ta có thể bào tinh, phay tinh bằng dao phay đĩa,…

 -Bề mặt 4 lỗ Æ11 : Là bề mặt làm việc chính của tấm đế, để lắp ghép các chi tiết khác lên nó, độ nhám yêu cầu R_a=2,5 đạt cấp chính xác IT6, do đó ta có thể dùng phương pháp doa tinh bằng dao doa 1 lưỡi hoặc nhiều lưỡi, chuốt tinh,…

 -Bề mặt 4 lỗ Æ10 : Có độ nhám R_a=2,5 ta có thể dùng các phương pháp như doa tinh bằng dao doa một lưỡi hoặc nhiều lưỡi, chuốt tinh,…

 -Bề mặt 2 rãnh bên : Là bề mặt làm việc quan trọng, chỗ lắp tấm đế với bàn máy, ta dùng làm chuẩn định vị trong việc thiết kế nguyên công, độ nhám R_a=1,6 nên dùng các phương pháp như phay tinh, doa tinh, chuốt tinh,…

4.2Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công

 -Trình tụ các nguyên công:

NC1: Gia công mặt đáy

NC2: Gia công 2 rãnh và hạ bậc

NC3: Gia công 2 mặt bên

NC4: Gia công 2 mặt bên còn lại

NC5: Gia công mặt đầu

NC6: Gia công thô và bán tinh 4 lỗ Æ11  ( kết hợp khoan, khoét,doa)

NC7: Gia công 2 lỗ Æ10 ở mặt bên ( kết hợp khoan, khoét, doa)

NC8: Gia công 2 lỗ Æ10 ở 2 mặt bên còn lại ( kết hợp khoan, khoét, doa)

NC9: Tổng kiểm tra

    4.2.1 Nguyên công 1: Gia công mặt đáy A

+ Phương pháp gia công: Phay

      + Định vị: Mặt dưới định vị 3 bậc tự do bằng chốt tì cố định có khia nhám.Mặt bên định vị 2 bậc tự do và mặt sau định vị 1 bậc tự do bằng chôt tỳ cố định đầu tròn để tăng độ cưng vững. Hạn chế được 6 bậc tự do.

     + Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt dưới, đặt vào mặt bên, chiều từ  trái qua phải. kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp  ren vít đòn bẫy.

         + Máy: dùng máy phay đứng vạn năng 6H12

         +Các thông số của máy:

-    Công suất động cơ chính: N_c=7 Kw

-    18 cấp vòng quay trục chính

-    Hiệu suất : 0.75

+ Sơ đồ gá đặt:

+ Dao: Tra sổ tay CNCTM 1, bảng 4-93, trang 376 chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh thép gió.

-    Đường kính lưỡi cắt : D= 100mm

-    Số răng Z=10 răng

-    Bề rộng dao: B=40 mm

-    Đường kính lắp trên trục: d=32 mm

-    Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 25-30⁰

4.2.2 Nguyên công 2: Gia công 2 rãnh và hạ bậc

+ Phương pháp gia công: Phay cắt rãnh và hạ bậc

+ Định vị: Định vị mặt đáy vừa mới gia công 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng ( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), mặt bên định vị 2 bậc tự do và mặt sau định vị 1 bậc tự do bằng chốt tì cố định đầu tròn.

+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt bên, chiều từ phải qua trái. Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy.

+ Máy: Dùng máy phay đứng vạn năng 6H12

+ Sơ đồ gá đặt:                                    

  + Dao: Tra bảng 4-65, trang 356 sổ tay CNCTM 1 ta chọn:                            

1) Dao phay ngón chuôi trụ làm bằng thép gió, có đường kính Ø12 mm

- Đường kính lưỡi cắt: D=12 mm

- Chiều dài dao: L=83 mm

- Chiều dài phần làm việc : l=26 mm

- Số răng Z= 5 răng

- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 30-35⁰

2) Dao phay ngón chuôi trụ làm bằng thép gió, có đường kính Ø22 mm

- Đường kính lưỡi cắt: D=22 mm

- Chiều dài dao: L= 104 mm

- Chiều dài phần làm việc : l=38 mm

- Số răng Z= 5 răng

- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 30-35⁰

     4.2.3 Nguyên công 3: Gia công 2 mặt bên

+ Phương pháp gia công: Phay

+ Sơ đồ gá đặt:

+ Ta dùng mặt đáy và 2 rãnh bên để làm chuẩn tinh thống nhất.

          Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chế được 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do.

+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt trên, chiều từ trên xuống. Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy.

+ Máy: Dùng máy phay vạn năng nằm ngang 6H82 (P623)

Các thông số của máy:

-    Công suất động cơ chính : N_c= 7 Kw, tốc độ quay n_p= 1440 vg/ph.

-    18 cấp vòng quay trục chính: n_tc=30÷1500 vg/ph

-    Xích chạy dao nhanh: S_nh= 2300 mm/ph

+ Dao: Tra bảng 4-84 sổ tay CNCTM 1, trang 369 ta chọn:

Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

-    Đường kính lưỡi cắt : D= 100 mm

-    Bề rộng dao : B= 14 mm

-    Đường kính lắp trên trục: d(H7)=27 mm

-    Số răng Z= 12 răng

4.2.4 Nguyên công 4: Gia công 2 mặt bên còn lại

       + Phương pháp gia công: Phay

       + Sơ đồ gá đặt:

       + Ta dùng mặt đáy và 2 rãnh bên để làm chuẩn tinh thống nhất.

          Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chế được 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do.

      + Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt trên, chiều từ trên xuống. Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy.

     + Máy: Dùng máy phay vạn năng nằm ngang 6H82.

Các thông số của máy:

-    Công suất động cơ chính : N_c= 7 Kw, tốc độ quay n_p= 1440 vg/ph.

-    18 cấp vòng quay trục chính: n_tc=30÷1500 vg/ph

-    Xích chạy dao nhanh: S_nh= 2300 mm/ph

+ Dao: Tra bảng 4-84 sổ tay CNCTM 1, trang 369 ta chọn:

Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

-    Đường kính lưỡi cắt : D= 100 mm

-    Bề rộng dao : B= 14 mm

-    Đường kính lắp trên trục: d(H7)=27 mm

-    Số răng Z= 12 răng

4.2.5 Nguyên công 5: Gia công mặt đầu

      + Phương pháp gia công: phay

       + Sơ đồ gá đặt:                           

+ Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng ( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), ), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chế được 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do.

+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt trên, chiều từ trên xuống. Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy.

 + Máy: Dùng máy phay đứng vạn năng 6H12.

  + Dao: Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh thép gió.

-    Đường kính lưỡi cắt : D= 100 mm

-    Bề rộng dao : B= 40 mm

-    Đường kính lắp trên trục: d(H7)=32 mm

-    Số răng Z= 10 răng

-    Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 25-30⁰

  4.2.6 Nguyên công 6: Khoan , khoét, doa, vát mép 4 lỗ Æ11

    + Phương pháp gia công: Khoan, khoét, doa, vát mép

    + Sơ đồ gá đặt:

+ Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng ( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chế được 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do.

+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt trên, chiều từ trên xuống. Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy.

 + Máy: Dùng máy khoan cần 2H53.

Thông số kỹ thuật của máy:

- Đường kính lớn nhất của lỗ gia công : Ø35 mm

- Khoảng cách từ tâm trục chính tới trụ máy 320÷1250 mm

- Khoảng cách từ tâm trục chính tới bàn máy 320÷1400 mm

- Số cấp tốc độ: 21 cấp tốc độ

- Số vòng quay trục chính n= 25÷2500 vg/ph

- Số cấp tốc độ chạy dao: 12

- Lượng chạy dao: s= 0.056÷2.5 mm/ph

- Công suất động cơ N=3 Kw

- Kích thước máy: 870x2140 mm

+ Dao: Tra bảng 4-41 và bảng 4-47, sách sổ tay CNCTM 1, trang 326 và trang 332 , ta chọn:

1)     Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, làm bằng thép gió:

-    Đường kính dao: 6 mm

-    Chiều dài dao : L= 66 mm

-    Chiều dài làm việc: l= 28 mm

2)     Mũi khoét liền khối bằng thép gió P18, chuôi côn:

-    Đường kính dao: 10 mm

-    Chiều dài dao : L= 160 mm

-    Chiều dài làm việc: l= 80 mm

Tra bảng 4-49 đến bảng 4-53, sách sổ tay CNCTM 1, trang 336 đến trang 340, ta chọn:

1)     Dao doa liền khối làm bằng thép gió, chuôi côn:

Dao doa thô:

-     Đường kính dao: 10.8 mm

-    Chiều dài dao : L= 200 mm

-    Chiều dài làm việc: l= 40 mm

Dao doa tinh:

-     Đường kính dao: 11 mm

-    Chiều dài dao : L= 200 mm

-    Chiều dài làm việc: l= 40 mm

2)     Dao khoét vát mép: Tra bảng 4-47  sách sổ tay CNCTM 1, trang 332

-     Đường kính dao: 15mm

-    Chiều dài dao : L= 18mm

-    Chiều dài làm việc: l= 85 mm

4.2.7 Nguyên công 7: Khoan , khoét, doa 2 Æ10

       + Phương pháp gia công: Khoan, khoét, doa

       + Sơ đồ gá đặt:

   + Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng ( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), ), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chế được 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do.

   + Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt bên, chiều từ trái qua phải. Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp nhanh dùng xy lanh khí nén

   + Máy: Dùng máy khoan cần 2H53

   +  Dao: Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, làm bằng thép gió:

-    Đường kính dao: 10 mm

-    Chiều dài dao : L= 89 mm

-    Chiều dài làm việc: l= 43mm

4.2.8 Nguyên công 8: Khoan , khoét, doa 2 lỗ Æ10 còn lại.

 + Phương pháp gia công: Khoan, khoét, doa

 + Sơ đồ gá đặt:

 + Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng ( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), ), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chế được 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do.

...............

CHƯƠNG VII:  THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG LỖ F11

1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá :

a. Định vị:

   Chi tiết được định vị 6 bậc tự do:

- Mặt đáy 3 hạn chế bậc tự do nhờ 2 phiến tì. Tra bảng 8-3{2}, ta chọn phiến tì kiểu II có các thông số sau theo bảng sau:

B	L	H	b	l	l1	d	d1	h	h1	c	Số lỗ	HRC
14	60	8	12	10	5.5	10	4.0	1.0	0.6	2	55

 

- Mặt bên định vị bằng chốt trụ ngắn và 1 chốt trám. Tra bảng 8-1{2}, ta chọn chốt trụ ngắn có các thông số sau theo bảng sau:

 

D	d	H	L	C	t	d1	b	C1	HRC
8	6	8	16	0.4	1.2	2	2	-	40

 

- Dùng một chốt trám lỗ có các thông số sau:

 

D	d	H	L	C	t	d1	b	C1	HRC
8	6	4	12	0.4	1.2	2	2	-	40

 

b. Kẹp chặt:

- Lực kẹp:

+ Đặt trên mặt đầu đối diện, cách tâm một khoảng L.

+ Phương cùng phương với lực chiều trục P_o khi gia công, chiều từ trên xuống để đảm bảo lực kẹp vừa phải.

- Cơ cấu kẹp chặt: vì dạng sản xuất là hàng loạt vừa và vì phương lực kẹp cùng phương với lực chiều trục P_o nên lực kẹp. Do đó ta có thể chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu ren vít với đòn và kẹp ở 2 bên đỗi xứng nhau.

c. Lực cắt và mômen cắt khi gia công:

Từ thực tế gia công thì lực cắt và mômen cắt khi khoan lỗ đặt luôn lớn hơn khi khoan, khoét, mở rộng lỗ và doa nên ta chỉ cần tính toán lực cắt và mômen cắt khi khoan lỗ đặt để tính toán thiết kế đồ gá. Và công thức được xác định theo {2}, ta có:

Trong đó, D và S là đường kính lỗ khoan và lượng chạy dao vòng khi khoan. Từ tính toán ở trên ta có D= 6 mm, S= 0,13 (mm/vg).

Tra bảng 5-32 và 5-9{2}, ta có các hệ số là:

- Các hệ số mômen cắt: C_M= 0,021; q=2, y= 0,8; k_p=0,6.

- Các hệ số mômen cắt: C_p= 42,7; q=1; y= 0,8; k_p=0,6.

Thay số ta được: M_x= 10.0,021.6².0,13^0,8.0,6= 0,887 (N.m)

và P_o= 10.42,7.6¹.0,13^0,8.0,6= 300 (N)

          d. Sơ đồ đặt lực: hình 5.1

 

 

                                                          Sơ đồ đặt lực

 

2. Tính toán lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp và tính toán nguồn sinh lực :

a. Tính toán lực kẹp cần thiết:

Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm( bỏ qua các phản lực và lực ma sát tại chỗ tiếp xúc giữa chốt tì và chi tiết):

 + W1,W2 : Lực kẹp chi tiết. W1=W2=W do tính đối xứng.

 + P_o : Lực cắt chiều trục.

 + Mx : Mômen xoắn do cắt gây ra.

 + N1, N2: Phản lực của phiến tỳ lên chi tiết. Do tính đối xứng nên N1= N2= N.

  Trong đó:

+ Fms1 = Fms2= Fms= W.f1

+ Fms1’= Fms2’= Fms’= N.f2

+ f1: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và mỏ kẹp.

+ f2: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và phiến tì( mặt tinh).

    Tra bảng 34{1}, ta chọn f1=0.3, f2= 0.12

Các phương trình cân bằng lực:

+ Phương trình cân bằng lực theo phương đường tâm lỗ:

P_o + 2W - 2N = 0    (1)

+ Phương trình cân bằng mômen qua đường tâm trụ lỗ:

                                     M- 2R₁.Fms-2R2.Fms’= 0    (2)

                                ↔ M- 2R₁.W.f1-2R2. N.f2= 0    (2’)

                  R1: Khoảng cách giữa đường tâm lỗ gia công và điểm đặt lực kẹp W: R1 = 15 mm = 0.015m.

                  R2 : Khoảng cách giữa đường tâm lỗ gia công và điểm đặt phản lực N: R2 = 17 mm = 0.017 m.

                  Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được N= 1796.7 (N), W= 472.36 (N).

Lực kẹp cần thiết khi tính đến hệ số an toàn là:  W’= W.K

                 K- hệ số an toàn.K= K₀.K₁K₂K₃K₄K₅K₆

                            K₀-Hệ số an toàn chung. Chọn K₀= 1.5

                            K₁-Hệ số kể đến lượng dư không đều. Chọn K₁= 1.2

                            K₂-Hệ số kể đến độ mòn dao làm tăng lực cắt. Chọn K₂= 1.2

                            K₃-Hệ số kể đến lực cắt tăng vì cắt không liên tục. K₃= 1.2

                            K₄-Hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định. Chọn K₄= 1.3

                            K₅-Hệ số kể đến sự thuận tiện tay quay của cơ cấu kẹp. Chọn K₅= 1

                            K₆-Hệ số kể đến mômen làm lật phôi quanh điểm tựa. Vì không có mômen làm lật nên chọn K₆= 1

                            => K= 3.37

                            =>  3.37 x 472.36 = 1591.85 (N).

b. Chọn cơ cấu tạo lực kẹp:

Từ lực kẹp cần thiết đã tính ở trên, ta chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu ren vít với đòn.

c. Tính toán nguồn sinh lực: ta có sơ đồ tính lực phát động Q cho đai ốc( hình 5.2)

 

 

Hình 5.2: Sơ đồ tính lực phát động Q.

 

Từ sơ đồ trên ta có: .

Trong đó,  -là hiệu suất xét đến tổn thất do ma sát tại ổ quay của đòn. Chọn = 0.95 và l₁= 0.5l₂

                              q- lực nén của lò xo. Chọn q= 30N

           =>

3. Tính toán các chi tiết  cơ bản của cơ cấu kẹp :

a. Tính toán vít:

- Đường kính chân ren được xác định theo điều kiện bền kéo và điều kiện bền xoắn:

Điều kiện bền:                      

Trong đó: [σ_k ] là ứng suất kéo cho phép của vật liệu làm vít. Ở đây chọn vật liệu làm vít là thép 45 nên tra bảng 7.2{4}, ta chọn  [σ_k ] = 60 N/mm². Đường kính chân ren là:

                                              

- Theo tiêu chuẩn chọn vít có các thông số sau: d_1­= 10, d₂= 11, d= 12, α= 60^o, p= 1.25, γ= 2^o4’.

b. Chọn thông số đai ốc:

Từ kích thước của vít ta chọn đai ốc M12 có các thông số như sau:

S= 19, D= 21.9, H= 10, p= 1.25, α= 60^o

c. Chọn thông số đòn:

Tra bảng 8-30{2}, ta có các thông số cơ bản của đòn như sau:

L= 80, B= 36, H= 16, b= 14.

d. Tính nguồn sinh lực:lực tác động bằng tay

Để tạo lực phát động Q cần tạo ra một mômen quay M_q được xác định theo công thức:

 

                                              

Trong đó, γ là góc vít,  là góc ma sát thay thế. = arctgf’ = arctg 0.2 = 11.3^o

( f’ là hệ số ma sát thay thế. Theo tiêu chuẩn chọn f’= 0.2)

Thay số ta được M_q= 4.4 N.m

Tra bảng 8-51{2}, ta chọn chiều dài cờ lê là L= 140, khi đó lực cần tác dụng lên đầu cờ lê là:

                                        Q’= M_q/L= 4.4/0.14 = 31.43 N

4. Tính toán sai số chuẩn và sai số kẹp chặt :

a. Sai số chuẩn e_c:

Vì kích thước F20 có gốc kích thước và chuẩn định vị không trùng nhau nên có sai số chuẩn. Giá trị này bằng lượng dịch chuyển của gốc kích thước theo phương ngang của chuẩn định vị nên ta có e_c= dF= 0.042mm.

b. Sai số kẹp chặt e_k:

Sai số kẹp chặt là sự dịch chuyển của gốc kích thước do tác dụng của lực kẹp. Ở đây, vì phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước gia công nên e_k= 0.

I.                                             TÀI LIỆU THAM KHẢO

1- Ninh Đức Tốn; Trần Xuân Việt; Nguyễn Đắc Lộc; Trần Xuân Việt. Sổ tay CNCTM I&II. NXB KH&KT

2- GS.TS Trần Văn Địch. Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM.

NXB KH_KT

3- GS.TS Trần Văn Địch. Công nghệ chế tạo máy . NXB KH_KT

4- PGS.TS Trần Xuân Tùy; Th.s Trần Ngọc Hải. Hệ thống truyền động thủy khí. Trường ĐHBK_ĐHĐN

5- Châu Mạnh Lực; Phạm Văn Song. Trang bị công nghệ và cấp phôi tự động. Trường ĐHBK_ĐHĐN.

6- Th.s Lưu Đức Bình. Công nghệ chế tạo máy 1&2

7- Nguyễn Quốc Việt; Trần Thế Tranh. Cơ sở cắt gọt kim loại.Khoa cơ khí ĐHBK_ĐHĐN.

8- GS.TS Trần Văn Địch. Atlas đồ gá. NXB KH_KT