Bài tập Thiết kế đồ gá gia công 2 lỗ 16 hai bên của chi tiết dạng càng số C1 I, Phân tích chức năng làm việc của chi tiết dạng càng: Càng là loại chi tiết có một hay hai lỗ cơ bản mà đờng tâm của chúng có thể song song hay tạo với nhau một góc nào đó. Các chi tiết dạng càng thờng dùng để truyền chuyển động từ quay sang chuyển động tịnh tiến, hay làm nhiệm vụ gạt các bánh răng trong hộp số khi cần thay đổi tỷ số truyền. Trên chi tiết dạng càng thì ngoài những lỗ cơ bản nó còn các lỗ dùng để kẹp chặt, bề mặt then, bề mặt định hình Điều kiện làm việc của các chi tiết dạng càng đòi hỏi khá cao vì nó luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kì, luôn luôn chịu lực va đập tuần hoàn. II, Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết: Bề mặt làm việc của càng gạt là các bề mặt trong của các lỗ. Cụ thể là ta phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: - Độ không song song giữa đờng tâm các lỗ. - Độ vuông góc của các lỗ với mặt đầu. - Khoảng cách giữa các đờng tâm lỗ cần đợc đảm bảo độ chính xác. - Chi tiết dạng càng thờng có dạng thanh dẹt, dài, yếu nên cần đảm bảo kết cấu của càng đủ cứng vững ngời ta thiết kế có thêm gân tăng cứng ở một phía của càng. Với những yêu cầu kỹ thuật nh trên ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia công chi tiết càng gạt nh sau: - Kết cấu của chi tiết phải đảm bảo đợc khả năng cững vững nên thiết kế càng có sử dụng thêm gân tăng lực cho càng. - Với càng gạt, do kích thớc không lớn lắm nên ta có thể chọn phôi dập để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nhiệt của chi tiết. - Chiều dài các lỗ cơ bản nên lấy bằng nhau, các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau. Càng C1 ta thiết kế đồ gá có các mặt đầu cùng nằm trên một mặt phẳng, hay trên các mặt phẳng song song với nhau nên trong quá trình gia công ta có thể gia công một lần trong cùng một nguyên công hay một lần chạy dao. - Kết cấu của chi tiết nên đối xứng với mặt nào đó. Với chi tiết càng gạt mà ta cần gia công các lỗ vuông góc cần thuận lợi cho việc gia công các lỗ ren phụ - Kết cấu của chi tiết cần thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô, chuẩn tinh thống nhât khi gia công. Với càng gạt C1: 1 - Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A. - Nguyên công 2: Gia công mặt phẳng B và C. - Nguyên công 3: Gia công lỗ 16 hai bên. - Nguyên công 4: Gia công lỗ giữa. - Nguyên công 5: Kiểm tra. - Nguyên công 6: Gia công cắt đôi. - Nguyên công 7: Gia công rãnh then. Yêu cầu thiết kế đồ gá cho nguyên công 3: Gia công lỗ 16 hai bên. Vật liệu gia công: gang xám GX15-32. III, Thiết kế đồ gá cho nguyên công 5: Gia công lỗ 16 bên phải. 3.1. Phân tích: Để gia công đợc lỗ 16 hai bên đạt đợc kích thớc 0,018 16 và cấp chính xác 6 , ta cần phải thực hiện theo 3 bớc: - Khoan lỗ. - Khoét lỗ - Doa lỗ. Nh vậy ta dễ dàng nhận ra rằng với bớc khoan lỗ thì lực cắt xuất hiện là lớn nhất nên ta chỉ cần thiết kế đồ gá cho bớc khoan là đủ. 3.2. Lập sơ đồ gá: Gia công lỗ 16 cần đảm bảo độ vuông góc của tâm của lỗ với mặt dầu C, đảm bảo kích thớc và cấp chính xác cần phải đạt đợc. Để đảm bảo các yêu cầu về độ cững vững khi gá đặt cũng nh trong quá trình gia công ta. Do vậy ta dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt A, và dùng một chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 42, một chốt trụ trám định vị vào lỗ 16. - Mặt tỳ: Mặt A đã đợc gia công tinh, ta sử dụng một phiến tỳ cố định để định vị ba bậc tự do của chi tiết. - Chốt trụ ngắn: Chốt trụ này này khống chế 2 bậc tự do của chi tiết. Chốt đợc làm từ vật liệu thép Y8A, có độ cứng HRC50 ữ 60. Kích thớc của chốt lắp với thân đồ gá theo chế độ lắp trung gian 7 40 7 H k . - Dùng chốt trụ trám định vị vào mặt ngoài của lỗ 16 này. Kích thớc của chốt đợc lắp lên thân đồ gá theo chế độ lắp trung gian 7 12 7 H k 3.3 Chọn máy: Chọn máy khoan 216A. 3.4 Chọn dao: - Với bớc 1: Ta dùng mũi khoan thép hợp kim. - Với bớc 2: Mũi khoét thép hợp kim. - Với bớc 3: Ta dùng dao doa, gia công tinh lần cuối. 2 - 3.5 Chế độ cắt: a, Bớc 1: Chế độ cắt của khoan lỗ 14: Còn khoảng kích thớc còn lại do hai bớc tiếp theo là khoét và doa đảm nhiệm. - Ta dùng mũi khoan thép gió. Chiều sâu cẳt khi khoan lỗ: 14 7 2 t mm= = Với vật liêu chế tạo chi tiết càng gạt C1 là thép 45 có HB 240 ữ 300, với l- ợng chạy dao là S = 0,20 mm/vòng. Khi đó tốc độ cắt khi khoan là: v ym q v K ST DC V . . . = Với: D: Đờng kính danh nghĩa của mũi khoan. Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5 - 28 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy Tầp 2), với vật liệu làm lỡi cắt là P6M5. C v = 7,0; q = 0,4; m = 0,2; y = 0,7 Tuổi thọ của mũi khoan tra đợc theo bảng 5 30 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2): T = 20 (phút). Hệ số: K v = K MV . K HV . K LV Trong đó: K MV : Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công. Tra bảng ta đợc: v n B nMV kK = 750 . Với: k n : hệ số phụ thuộc nhóm thép gia công, tra bảng ta có k n = 1. n v : hệ số mũ, tra bảng ta có n v = 0,9. B : giới hạn bền của thép 45, đối với chi tiết càng gạt ta gia công, vật liệu sử dụng là thép 45, khi cha qua nhiệt luyện ta có thể lấy: B = 700 Nh vậy: 064,1 700 750 .1 750 . 9,0 = = = v n B nMV kK K HV : Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5-6 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy- tập 2) ta có: K MV = 1,0. K LV : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Với chiều sâu khoan khoảng 7mm tra bảng ta đợc K LV = 1,0. Nh vậy ta có vận tốc cắt của bớc khoan là: 0,4 0,2 0,7 . 7, 0.14 . .1,064 36,27 . 20 .0,2 q v v m y C D V K T S = = = m/phút 3.6 Lập sơ đồ tính lực: 3 Khi mũi khoan, hay mũi khoét hay doa tác dụng vào phôi một momen xoắn M x và một lực P o hớng từ trên xuống. Để chống lại ảnh hởng của momen M x tới yêu cầu gia công ta phải tiến hành cân bằng chúng bằng momen ma sát, do cơ cấu kẹp sinh ra, nếu momen M x quá lớn thì ta dùng thêm khối V tự lựa định vị thêm. Tính lực cắt và momen xoắn: * Khi khoan: M x = 10.C M .D q .S y .k p P 0 = 10.C P .D q .S y .k p Các thông số ta tra đợc ở bảng 5-32(Sổ tay công nghệ chế tạo máy- tập 2) Với M x : C M = 0,0345 q = 2,0 y = 0,8 Với P o : C P = 68 q = 1,0 y = 0,7 Thay số vào các công thức ta có: M x = 10.0,0345.14 2,0 .0,2 0,8 .1 = 18,66 Nm P 0 = 10.68.14 1 .0,2 0,7 .1 = 3085,7 N Công xuất cắt: 9750 .nM N x e = với 1000. 1000.36,27 824,65 . .14 V n D = = = vòng/phút . 18,66.824,65 1,578 9750 9750 x e M n N = = = kW 3.7 Cơ câu kẹp chặt: Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu sau: khi kẹp phải giữ đúng vị trí của chi tiết, lực kẹp phải đủ đồng thời không làm biến dạng phôi, kết cấu phải nhỏ gọn thao tác dễ dàng. Do trong ba bớc kể trên để gia công lỗ 16, ta dễ dàng nhận thấy rằng bớc khoan là có momen xoắn lớn hơn. Do vậy ta chỉ cần tính lực kẹp cho bớc khoan lỗ là đủ đảm bảo điều kiện kẹp cho cả bớc khoét và doa. Lực kẹp ở đây chủ yếu là để giữ cho chi tiết không xoay trong quá trình gia công dới tác dụng của mômen cắt. Khi đó ta có: 18660 . 2,7. 470 107 x M w k N l = = Vói k là hệ số an toàn: Hệ số an toàn là k= k 0 k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 =2,7 trong đó : 4 - k 0 =1,5: hệ số an toàn cho tất cả các trờng hợp. - K 1 =1 là hệ số tính đến lực cắt thay đổi khi độ bóng thay đổi - K 2 =1 là hệ số tính đến dao mòn. - K 3 =1,2 hệ số tính đến lực cắt thay đổi khi gia công gián đoạn. - K 4 =1 khi kẹp bằng cơ khí. - k 5 =1 hệ số tính đến mức độ thuận lợi của đồ gá. - k 6 =1 hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, trờng hợp định vị trên các phiến tỳ k 6 =1,5. Vậy ta chỉ cần kẹp với lực kẹp là: w = 470N Tra sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tâp 2 chọn cơ cấu kẹp chặt kiểu thanh trợt (bảng 8-30 trang 434). Khi thiết kế tuỳ thuộc vào thân đồ gá ta chọn các khoảng cách l 1 và l 2 và các đờng kính bulông cũng nh là bề rộng của đòn kẹp phụ thuộc vào mặt đợc kẹp. l 1 l 2 Q W Đờng kính bulông theo công thức tính d Sách chi tiết máy T1: [ ] 4. 1,6 16 . k Q d cm mm = = Trong đó: 2 1 .w 1,5.w =743kG 0,95 l Q l = = Với: = 0,95 : hệ số giảm lực kẹp do ma sát. chọn l 2 /l 1 =1,5. Chọn đờng kính bulông là: d=16 mm. 3.8 Cơ cấu dẫn hớng và các cơ cấu khác: + Cơ cấu dẫn hớng: 5 Với đồ gá khoan, khoét và doa thì cơ cấu dẫn hớng là một bộ phận quan trọng, đặc biệt là với lỗ khoan nh nguyên công ta thiết kế ở đây. Cơ cấu dẫn hớng giúp xác định vị trí trực tiếp của mũi khoan, tăng độ cững vững của mũi khoan trong quá trình gia công. Cơ cấu dẫn hớng ta thiết kế trong đồ gá này dùng phiến tỳ cố định, bạc dẫn đợc chọn là bạc thay nhanh. + Các cơ cấu khác: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là bulông và đai ốc. Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh trên bản vẽ lắp, thân đồ gá đợc chế tạo bàng gang. 3.9 Xác định sai số đồ gá: Sai số đồ gá cho phép: [ ] ữ=++++= 2 1 5 1 22222 gdctldmkcdg Trong đó: k : Sai số do kẹp chặt phôi, trong trờng hợp này lựu kẹp vuông góc với ph- ơng thực hiện nên: k = 0. m : Sai số do mòn đồ gá, gọi N = 5000 là số chi tiết cần gia công ta có: 0,03. 5000 2,12 m m à = = ld : Sai số do lắp đặt đồ gá: m ld à 10= c : Sai số chuẩn, nh sơ đồ định vị chi tiết ta có 0 c m à = Sai số gá đặt chuẩn cho phép trong sổ tay đồ gá: 50 gd m à = Vậy sai số chế tạo đồ gá: 2 2 2 2 50 2,12 10 0 49 dg m à = 3.10 Những yêu cầu kĩ thuật của đồ gá: - Yêu cầu đối với thân đồ gá: Tất cả các thân đồ gá và đế đều phải đợc ủ để khử ứng suất. - Kiểm tra đồ gá: Phải kiểm tra tất cả các kích thớc chuẩn (kích thớc của các chi tiết định vị), khoảng cách tâm của các bạc dẫn. Kích thớc cơ bản của cơ cấu kẹp chặt và khả năng đa đợc chi tiết gia công vào lúc kẹp chặt và rút chi tiết gia công ra khi tháo lỏng - Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết. - Kiểm tra khả năng di trợt của các chi tiết di động trên đồ gá. - Sơn đồ gá: Sau khi kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công đều phải đợc sơn dầu. - Các chi tiết nh bulông đai ốc đợc nhuộm màu bằng phơng pháp hóa. - Những chi tiết ngoài của đồ gá không đợc có các cạnh sắc. 6 - Không đợc làm thay đổi vị trí của đồ gá khi ta thay đổi hay điều chỉnh bàn máy. - Đồ gá đợc cân bằng tĩnh và cân bằng động. - Lắp các chi tiết trên đồ gá nên có các dụng cụ chuyên dùng. 3.12 Nguyên lý làm việc của đồ gá: Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá để gia công chi tiết càng gạt C1 thì quá trình làm việc của đồ gá nh sau: - Lắp chốt trụ ngắn vào thân đồ gá. - Nếu là khoan thì ta dùng phiến dẫn khoan còn khi khoét hay doa ta thay phiến dẫn khoan bằng phiến dẫn khoét hay doa tơng ứng. - Mang cả cụm thân đồ gá vừa lắp xong đạt lên bàn máy và xiết các bulông kẹp. Điều chỉnh đồ gá. - Khi lắp chi tiết ta dùng tay gạt thanh kẹp lên, đặt chi tiêt vào đùng vị trí. - Đặt thanh kẹp vào thân chi tiết, dùng dụng cụ xiết chặt bulông kep. - Kết thúc quá trình gá đặt. Tài liệu tham khảo: 1. Sổ tay và Atlas đồ gá - Trần Văn Địch 2000 2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy Trần Văn Địch & Nguyễn Đắc Lộc. 3. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá - Lê Văn Tiến 1999. 4. Máy cắt kim loại. 5. Cơ sở máy công cụ. 6. Dung sai Ninh Đức Tốn 2000. 7. Sổ tay hớng dẫn thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. 7 . tập Thiết kế đồ gá gia công 2 lỗ 16 hai bên của chi tiết dạng càng số C1 I, Phân tích chức năng làm việc của chi tiết dạng càng: Càng là loại chi tiết có một hay hai lỗ cơ bản mà đờng tâm của. 7: Gia công rãnh then. Yêu cầu thiết kế đồ gá cho nguyên công 3: Gia công lỗ 16 hai bên. Vật liệu gia công: gang xám GX15- 32. III, Thiết kế đồ gá cho nguyên công 5: Gia công lỗ 16 bên phải. 3.1 các chi tiết trên đồ gá nên có các dụng cụ chuyên dùng. 3. 12 Nguyên lý làm việc của đồ gá: Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá để gia công chi tiết càng gạt C1 thì quá trình làm việc của đồ