Lời nói đầu. để ghóp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, nghành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lợng và năng suất chế tạo, vì đó là một trong các nghành trọng điểm của nền công nghiệp quốc gia đặc biệt là chế tạo thiết bị và phụ tùng, cung cấp cho các nghành công nghiệp khác thiết bị sản xuất. Đồ gá gia công cơ góp phần không nhỏ vào nhiệm vụ đó, bởi máy móc,thiết bị đều phải dùng đến đồ gá mới có thể gia công đợc. Một trong những nhiệm vụ chính của chuẩn bị sản xuất là thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ, có thể chiếm tới 80% khối lợng chuẩn bị sản xuất và 10-15% giá thành sản phẩm (giá thành máy).Chi phí cho thiết kế và chế tạo đồ gá chiếm một tỉ lệ lớn trong tổng chi phí cho trang bị công nghệ.Vì vậy việc thiết kế và tiêu chuẩn đồ gá cho phép giảm thời gian sản xuất,tăng năng suất lao động một cách đáng kể. Đồ án môn học:Thiết kế đồ gá là hết sức cần thiết đối với sinh viên khoa cơ khí nói chung và sinh viên ngành Chế Tạo Máy nói riêng,giúp cho sinh viên nắm đợc những kiến thức cơ bản về đồ gá gia công cơ và cách thức thiết kế đồ gá để gia công một chi tiết. Thuyết minh đồ án 1. Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết: Chi tiết sản xuất loạt lớn nên ta thiết kế đồ gá chuyên dùng. Chi tiết gia công là chi tiết nắp đỡ có các đặc điểm sau: Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang *Chi tiết đợc làm từ vật liệu thép 40Cr, có đờng kính lớn nhất là 100 và có chiều dài cao 33 mm.Hình vẽ cụ thể nh sau: *Ba lỗ cần gia công là các lỗ trụ bậc đợc phân bố cách nhau 120 o trên nắp đỡ, có chiều cao của toàn bộ lỗ trụ bậc là 20 mm, yêu cầu độ vuông góc với mặt tỳ cao nên để gia công nó ta dùng phơng pháp: trớc tiên khoan đồng thời 3 lỗ 8 có chiều sâu 20mm, sau đó khoét 3 lỗ 9.Nguyên công tiếp theo ta khoan 3 lỗ 14 có chiều sâu là 8mm. Từ kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét sau: Chi tiết cần gia công phải thực hiện ba nguyên công là khoan,khoét và khoan liên hợp do vậy trong quá trình gá đặt phải chắc chắn khi chuyển từ nguyên công này sang nguyên công khác trong quá trình gia công mà vẫn đảm bảo vị trí gá đặt nh lúc ban đầu. Chi tiết dợc sản xuất loạt lớn,yêu cầu về độ chính xác của lỗ khá cao nên ta chọn máy khoan đứng để gia công .Phơng pháp là gia công đồng thời 3 lỗ. 2. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị: 2.1 Chọn chuẩn định vị: Yêu cầu hạn chế 6 bạc tự do.Với chi tiết này ta chon chuẩn định vị là mặt cách mặt trên 20mm, mặt lỗ côn và một mặt vát trên canh bên của chi tiết . 2.2 Chọn đồ định vị: + Mặt phẳng tỳ vào mặt phẳng thứ hai cách mặt trên của nắp 20mm sẽhạn chế 3 bậc tự do của chi tiết. + Chốt côn tự lựa hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết. + Chốt trám trên mặt phẳng vát hạn chế 1 bậc tự do của chi tiết. Sơ đồ định vị đợc trình bày nh ở hình vẽ dới đây. 4 Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang 3.Xác định phơng án kẹp chặt. 3.1.Chọn chế độ cắt & chọn máy để gia công . a.khi gia công 3 lỗ 8,8 *Chiều sâu cắt khi khoan lỗ 8,8: t=0,5D = 0,5.8,8 =4.4 (mm) *tốc độ cắt khi khoan : V=30 (m/ph). *Lợng chạy dao: s = 40 (mm/ph) Ta có tốc độ quay của dụng cụ là : n= D V . .1000 = 8,8. 30.1000 =1085(v/ph). Hay s=40/1085=0.04 mm/vòng *Mô men xoắn M x & lực chiều trục P 0 Tong trờng hợp khi khoan lỗ 8,8. M x =10.C M .D q .S y .k p (N.m) (4) P 0 =10.C p .D q .S y .k p (N) y (5) Tra bảng 5-32 Ta có: Đối với M x Đối với P o C M =0,0345 C p =68 q =2,0 q =1,0 y = 0,8 y =0,7 Với k p =k Mp Bảng 5-9 Ta có: k p =1 Ta có : M x =10.0,0345.8,8 2 .0,04 8,0 .1 = 2 (N.m) 5 Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang P 0 =10.68.8,8.0,04 0.7 .1 = 628 (N) Nh vậy ta có công suất cắt trong trờng hợp này là: N e = 9750 .nM x = 9750 1085.2 =0,22 Kw b. Khi khoét lỗ 9 ta có công thức : M x =10.C M .D q .t x .S y .k p (6) P 0 =10.C p .D q .t x .S y .k p (7) Trong công thức (6 ) ta tra bảng(5.32) đợc x=0,9; C m =0,09;q=1;y=0,8;. trong công thức (7) thì x=1,2;C p =67;y=0,65 Chiều sâu cắt:t=0,5.(D-d)=0,5(9-8,8)=0,1mm. Tốc độ cắt khi khoét là: V=15(m/ph). n= 9. 15.1000 =530(v/ph). Lợng chạy dao :S=35(mm/ph)= 530 35 =0,07(mm/vg). Khi đó ta có: M x =10.0,09.9.0,1 0,9 .0,07 8,0 .1=0,12(N.m)<2(Nm) P 0 =10.67.9.0,1 1,2 .0,07 0.65 .1= 67.5(N) < 628(N) c.khi khoan rộng lỗ 14 ta có công thức : M x =10.C M .D q .t x .S y .k p (8) P 0 =10.C p .D q .t x .S y .k p (9) Trong công thức này ta có : chiều sâu cắt :t=0,5.(14-9)=2,5 (mm). Các thông số khác không thay đổi. M x =10.0,09.14.2,5 0,9 .0,07 8,0 .1 = 3,4(N.m)>2(Nm) P 0 =10.67.14.2,5 1,2 .0,07 0.65 .1 = 5000(N) >628(N) *Công suất cắt trong trờng hợp này: N e = 9750 .nM x Với n= 14.14,3 15.1000 . .1000 = D v = 341 (v/ph) N e = 9750 341.4,3 = 0,12 (kw) Dựa vào công suất cắt chọn đợc máy khoan cần dùng để khoan lỗ: Kiểu máy Việt Nam K125 ( Bảng 9-21 STCNCTM Tập 3). 3.2. Sơ đồ kẹp chặt và tính lực kẹp chặt. *Chọn cơ cấu sinh lực, ta sử dụng cơ cấu kẹp bằng đòn bản lề kết hợp nên phẳng, nguồn sinh lực là khí nén . *Tính hệ số an toàn chung K để đảm bảo an toàn khi kẹp chặt chi tiết: Sơ đồ tính lực kẹp đợc coi là gần đúng trong điều kiện ở trạng thái cân bằng tĩnh dới tác dụng của ngoại lực. Giá trị của lực kẹp lớn hay nhỏ là tuỳ thuộc vào ngoại lực tác dụng. Lực cắt thực tế không phải là hằng số. Ngoài ra còn nhiều điều kiện 6 Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang không ổn định khác. Để tính đến các yếu tố gây nên không ổn định nói trên, khi tinh lực kẹp ta thêm vào các hệ số: -K 0 : Hệ số an toàn trong mọi trờng hợp K 0 =2 -K 1 : Hệ số kể đến lợng d không đều K 1 =1,2 -K 2 : Hệ số kể đến dao mòn làm tăng lực cắt K 2 =1,5 -K 3 : Hệ số về việc tăng lực cắt khi gia công các bề mặt không liên tục K 3 =1,2 -K 4 : Hệ số lực kẹp không ổn định K 4 =1 -K 6 : Hệ số xét mômen làm phôi lật quanh điểm tựa K 6 =1,5 Hệ số an toàn chung :K=K 0 K 1 K 2 K 3 K 4 K 6 . K=2.1,2.1,5.1,2.1.1,0.1,5= 6.5 * Tính lực kẹp. - sơ đồ tính lực. - theo sơ đồ 6.1 trang 28 atlas đồ gá ta có công thức. (P +3P o )= 22 33 3 1 dD dD f Mkn x : Trong đó : n: là số lỗ khoan. k: là hệ số an toàn. f: hệ số ma sát. M x : mô men cắt. P: lực kẹp. P 0 :lực chiều trục của dao khoan. Các kích thớc D và d nh trên hình vẽ. Theo công thức trên ta tính đợc lực kẹp lớn nhất khi khoan lỗ 8.8(vì lực chiều trục cua mũi khoan khi đó nhỏ hơn nhiều so với khi khoan lỗ 14). Thay số vào công thức trên ta có. P = 22 33 63100 63100 .15,0. 3 1 2000.5,6.3 -3P 0 =4100 (N). (ở đây ta chọn f =0,15 , khoan 3 đồng thời 3 lỗ) 7 Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang * tính lực đẩy của xilanh khí nén : -sơ đồ tính : Từ sơ đồ trên ta có: W=P.55/45=5000(N) Theo công thức tính nêm phẳng có một con lăn nh hình vẽ ta có Q=W.[tg(+ 1 )+tg 1 ] Trong đó 1 là góc ma sát.Ta chọn tg 1 =0,1 : là góc nghiêng của nêm phẳng lấy bằng 15 0 . thay số vào công thức trên ta có : Q=2400(N). Ta dùng nguồn sinh lực là xi lanh khí nén nên Q chính là lực đẩy của cần piston Với Q=2400N là lực nhỏ nên ta chọn xi lanh khí nén loại nhỏ có đờng kính D=50mm loại tác động hai chiều để thuận tiện cho quá trình kẹp và tháo kẹp 4. Tính sai số của đồ gá: Sai số gá đặt đợc tính theo công thức sau: dcmctkcgd ++++= Trong đó: gd : sai số gá đặt c : sai số chuẩn k : sai số kẹp chặt ct : sai số chế tạo m : sai số mòn dc : sai số điều chỉnh 5. Thuyết minh nguyên lý làm việc của đồ gá: Lắp đế đồ gá lên trên bàn máy vặn bulông để cố định lại, đặt lò xo, chốt côn tự lựa . Đặt vành tì lên trên đế đồ gá và cố định bằng 2 vít M8 và vít cấy M10, cố định chốt trụ hạn chế một bậc tự do.Sau đó lắp các cơ cấu:dẫn hớng,nêm phẳng, xi lanh, lò xo,vòng đệm, mỏ kẹp, đai ốc Đặt chi tiết vào xoay sang trái đến khi chạm chốt trụ (hạn chế một bậc tự do),xoay mỏ kẹp vào kẹp chính tâm chi tiết, mở van để xi lanh khí nén hoạt động, sinh lực kẹp chặt chi tiết . Sau khi gia công song một chi tiết ta mở van khí để đổi chiều tác dụng lực mở, khi nêm phẳng lùi hết hành trình khi đó con lăn không còn tiếp xúc với nêm, lò xo 8 Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang đẩy mỏ kẹp lên trên (mỏ không tiếp xúc với chi tiết) ta xoay mỏ sang một bên tháo chi tiết đã gia công và gá đặt chi tiết mới. 6. Kết luận. Sau một thời gian tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, đồng thời đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo thợng tá Trần Hữu Quang, các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy, nhiệm vụ của đồ án đã hoàn thành. Đồ án đã thiết kế đợc đồ gá cho nguyên công khoan 4 lỗ của chi tiết nh đã cho trong bản vẽ chi tiết. Trong quá trình thiết kế bản thân đã tự tìm hiểu và đọc nhiều tài liệu có liên quan để làm sao cho bản thiết kế đạt tính công nghệ tối u nhất. Tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế thực tế còn nhiều hạn chế do vậy trong quá trình làm chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót nên thông qua đồ án này em kính mong thầy giáo và các thầy trong bộ môn chỉ bảo và giúp đỡ em tận tình để những đồ án sau sẽ khắc phục đợc những nhợc điểm còn tồn tại. Em xin chân thành cảm ơn ! Ngày 2 tháng 1 năm 2006 Học viên thực hiện Đỗ Văn Toàn Tài liệu tham khảo 9 Hv thực hiện:Đỗ Văn Toàn Gv hớng dẫn:Trần Hữu Quang 1.Bài giảng đồ gá CNCTM -Lại Anh Tuấn . 2.Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá -NXB khoa học & kỹ thuật. 3.Đồ gá gia công CK: Phay-Bao-Tiện -NXB khoa học & kỹ thuật. 4.Sổ tay & át lát đồ gá -NXB khoa học & kỹ thuật. 5.Sổ tay CNCTM -NXB khoa học & kỹ thuật. 6.Nguyên lý cắt -Bách khoa Hà Nội. 7.Chi tiết máy -Học viện kỹ thuật quân sự. 10 . những kiến thức cơ bản về đồ gá gia công cơ và cách thức thiết kế đồ gá để gia công một chi tiết. Thuyết minh đồ án 1. Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết: Chi tiết. cao nên để gia công nó ta dùng phơng pháp: trớc tiên khoan đồng thời 3 lỗ 8 có chiều sâu 20mm, sau đó khoét 3 lỗ 9.Nguyên công tiếp theo ta khoan 3 lỗ 14 có chiều sâu là 8mm. Từ kết cấu và. giảng đồ gá CNCTM -Lại Anh Tuấn . 2 .Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá -NXB khoa học & kỹ thuật. 3. Đồ gá gia công CK: Phay-Bao-Tiện -NXB khoa học & kỹ thuật. 4.Sổ tay & át lát đồ gá