MỞ ĐẦU
Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn học Đồ gá thực sự là hành trang mỗi kĩ sư trước khi tiến hành làm các đò án môn học khác. Môn Đồ gá được đem vào giảng dạy ở hầu hết các trường kĩ thuật và càng ngày không ngừng được cải tiến. Đối với mỗi sinh viên cơ khí, Đồ án Đồ gá là môn học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề trang bị gá đặt để gia công. Khi làm Đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng như so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một đồ gá. Để hoàn thành được đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy :…………… đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
……., ngày….tháng….năm 20…
Học viên thực hiện
………………
MỤC LỤC
Mở đầu.
Nhiệm vụ đồ án.
Mục lục.
1. Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết.
2. Chọn máy gia công.
3. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị.
3.1. Chọn chuẩn định vị.
3.2. Chọn đồ định vị.
3.3. Sơ đồ định vị.
4. Tính toán cơ cấu kẹp vít ốc.
4.1. Tính lực kẹp.
4.2. Tính kích thớc bu lông kẹp.
4.3. Xác định mômen quay.
4.4. Biện pháp kết cấu nâng cao năng suất kẹp.
5. Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn hướng.
5.1. Bạc dẫn hướng.
5.2. Phiến dẫn.
6. Thiết kế cơ cấu phân độ.
6.1. Chọn cơ cấu quay phân độ.
6.2. Kết cấu cơ cấu quay phân độ.
7. Kiểm bền mặt cắt nhỏ nhất cho tiết diện ngang của chi tiết.
8. Tính sai số đồ gá.
9. Thuyết minh nguyên lý làm việc của đồ gá.
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
1. Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết.
Chi tiết cần gia công là chi tiết bạc có các đặc điểm kỹ thuật sau:
- Chi tiết thuộc họ chi tiết bạc, đường kính lớn nhất và chiều dài 45,5 mm. Tỷ số L/D = 0,64 thuộc loại bạc đặc biệt.
- Mặt tỳ là mặt làm việc chính của bạc.
- Bốn lỗ Æ5 dài 10 mm cách đều nhau, và yêu cầu độ vuông góc với mặt tỳ cao nên để gia công nó ta dùng phương pháp: Khoan.
Từ kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét sau:
Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công dễ bị bẹp, méo làm giảm độ chính xác. Do vậy khi gá đặt cần có các biện pháp khắc phục để gá đặt.
Chi tiết làm bằng vật liệu thép 40Cr, yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 42 .. 46. Do vậy phải tiến hành gia công cắt gọt khoan, khoét, doa, tiện trước khi nhiệt luyện. Nếu không sẽ làm giảm cấp độ nhám và cấp chính xác đi chút ít.
Chi tiết dạng bạc nên yêu cầu về độ đồng trục, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu cao. Do vậy phải gia công các lỗ trên máy khoan.
2. Chọn máy gia công.
Từ đặc tính kỹ thuật và công nghệ chọn máy cho nguyên công khoan 4lỗ 5 là máy khoan đứng 2H135 có các số liệu chính như sau:
- Đường kính khoan lớn nhất đối với thép : 35 mm
- Số cấp tốc độ trục chính : 12
- Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới bàn máy B : 0 ¸ 750 mm
- Khoảng cách từ tâm trục chính tới dẫn hướng đứng A : 300 mm
- Tốc độ quay trục chính : 31,5 ¸ 1400 v/ph
- Công suất động cơ chính : 4 kW
- Kích thước làm việc bàn máy : 450 x 500 mm
- Dịch chuyển ngang lớn nhất của trục chính : 250 mm
- Chiều cao bàn D : 18 mm
- Chiều rộng bàn E : 240 mm
3. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị.
3.1. Chọn chuẩn định vị.
Chi tiết gia công dạng bạc nên yêu cầu về độ đồng trục, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt chuẩn cao. Hơn nữa do thành ống của bạc mỏng nên rất dễ bị biến dạng. Do vậy chọn chuẩn định vị là các mặt: mặt tỳ trên của bạc, mặt trụ trong ống, và rãnh trong thành của ống. Các bề mặt này đã được gia công ở các nguyên công trước đó.
3.2. Chọn đồ định vị.
Đồ gá cho nguyên công khoan lỗ, lỗ này được xác định trên chi tiết bằng rãnh trên thành trong ống trụ nên yêu cầu hạn chế cả 6 bậc tự do, chuẩn định vị đã chọn là: mặt phẳng tỳ trên của bạc và mặt trụ trong và rãnh trong ống của bạc nên chọn đồ định vị là:
- Mặt phẳng tỳ vào mặt tỳ hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết bạc.
- Một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết bạc.
- Một chốt trụ ngắn định vị vị trí của rãnh trong ống hạn chế 1 bậc tự do của bạc.
3.3. Sơ đồ định vị.
+ Sơ đồ định vị được trình bày như hình vẽ dưới đây:
+ Sơ đồ gá đặt.
4. Tính toán cơ cấu kẹp vít ốc.
4.1. Tính lực kẹp.
+ Kẹp chặt chi tiết bằng vít đai ốc.
+ Các lực tác dụng lên chi tiết:
- Mômen cắt M
- Lực chiều trục Po
- Lực kẹp Q
+ Tính mômen cắt và lực dọc trục:
- Mômen cắt M tính theo công thức:
M = 10.CM.Dq.Sy.kp (Nm)
Trong đó:
CM = 0,041 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
D = 5 mm
q = 2 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
S = 0,15 mm/vòng (Bảng 5-25 - Sổ tay )
y = 0,7 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
Thay số ta có:
M = 10.0,041.52.0,150,7.0,9 = 2,4 Nm
- Lực chiều trục Po tính theo công thức
Po = 10.Cp.Dq.Sy.kp (N)
Trong đó: Cp = 143 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
q = 1,0 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
y = 0,7 (Bảng 5-32 - Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
kp = kMP = 0,9
Thay số ta có:
Po = 10.143.5.0,150,7.0,9 = 1705 N
+ Phương trình cân bằng lực:
Trong đó:
M = 2,4 Nm = 2400 Nmm
Po = 1705 N
R = 28 mm
d = 5 mm
K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6 = 1,5.1,2.1,5.1,2.1,3.1,0.1,0
Ko - Hệ số an toàn tính cho tất cả các trường hợp. K0 = 1,5.
K1 - Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, gia công thô lấy K1 = 1,2.
K2 - Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn. chọn K2 = 1,5
K3 - Hệ số tăng lực khi gia công gián đoạn. K3 = 1,2
K4 - Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay ta lấy K4 = 1,3.
K5 - Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay. Thuận lợi chọn K5 = 1,0.
K6 - Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết. định vị trên các phiến tỳ chọn
K6 = 1,0.
R1 = 0,5.[30,5 + 0,5.(71 - 30,5)] = 25,4 mm
f = 0,15 (mặt chuẩn định vị chính là mặt tinh nên chọn f = 0,15)
Thay số ta có: Q = 2760 - 1705 = 1055 N
4.2. Tính kích thước bu lông kẹp.
4.3. Xác định mômen quay.
+ Mômen cần để quay đai ốc:
Theo công thức kinh nghiệm (Trang 124 - CSTT TK đồ gá - Học viện)
M » 0,2.d.Q = 0,2.0,008.1055 = 1,7 Nm
+ Mômen cần để tháo kẹp:
M’ » 0,25.d.Q = 2,1 Nm
4.4. Biện pháp kết cấu nâng cao năng suất kẹp.
Để kẹp chặt cũng như tháo kẹp đều phải vặn nhiều vòng ren, do vậy năng suất của các đồ gá sử dụng cơ cấu kẹp vít đai ốc rất thấp. Để khắc phục nhược điểm này cần có biện pháp về kết cấu để giảm bớt số vòng ren phải vặn khi kẹp và nhả kẹp, làm cho tốc độ khi tháo nhanh hơn tốc độ khi kẹp, tốc độ ở xa nhanh hơn tốc độ khi bắt đầu có lực ép.
Với sơ đồ gá đặt chi tiết của đồ gá cần thiết kế sau khi nghiên cứu các đồ gá trong thực tế chọn cơ cấu đệm tháo nhanh (đệm chữ C).
5. Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn hướng.
5.1. Bạc dẫn hướng.
Bạc dẫn hướng lầ cơ cấu trực tiếp dãn hướng dụng cụ cắt, nó được lắp trên phiến dẫn. Đó là chi tiết đã dược tiêu chuẩn hoá.
Căn cứ vào kích thước (lỗ nhỏ) và yêu cầu chất lượng gia công (trung bình) do vậy chọn bạc dẫn là bạc dẫn cố định kiểu có vai (Kích thước của bạc tra theo bảng 8-77 sổ tay CNCT Máy Tập II).
Với lỗ khoan có d = 5 mm, ta chọn bạc dẫn hướng có kích thước như hình vẽ:
5.2. Phiến dẫn.
Căn cứ vào sơ đồ gá đặt chi tiết, để giảm tối đa thời gian gá đặt cũng như tháo phôi, đồng thời từ yêu cầu lỗ cần khoan không yêu cầu độ chính xác cao nên chọn phiến dẫn động kiểu bản lề. Tuy nhiên do quá trình làm việc phiến dẫn xoay quanh bản lề ngang trục chi tiết nên dễ gây sai số do khe hở ở khớp quay. Để khắc phục sai số này khớp giữa phiến dẫn và trục dẫn hướng phiến dẫn cần được lắp ghép chính xác.
+ Kết cấu phiến dẫn:
7. Kiểm bền cho phần mặt cắt nhỏ nhất trên tiết diện ngang.
Xác định ứng suất trên tiết diện nguy hiểm nhất của chi tiết:
8. Tính sai số của đồ gá.
Sai số gá đặt được tính theo công thức:
- Là sai số chế tạo
- Là sai số mòn
- Là sai số điều chỉnh
9. Nguyên lý làm việc của đồ gá.
Đồ gá thực hiện nguyên công khoan 4 lỗ F5 đã thiết kế làm việc theo nguyên lý như sau:
- Lật phiến dẫn - bạc dẫn về phía sau.
- Vặn đai ốc kẹp chặt M8, tháo đệm chữ C ra.
- Lắp chi tiết vào đồ gá sao cho các bề mặt chuẩn được định vị đúng.
- Lắp đệm chữ C, vặn chặt đai ốc kẹp chặt M8 với mô men tay vặn đã được tính toán như trên, để kẹp chặt chi tiết trên đồ gá.
- Đưa kết cấu đồ gá lên bàn máy. Khi chi tiết đã ở vị trí cần gia công, ta cố định đồ gá trên bàn máy.
- Tiến hành khoan lỗ thứ nhất, sau khi khoan xong lỗ thứ nhất kéo chốt phân độ ra, quay phân độ góc 90o sau đó tiếp tục khoan các lỗ tiếp theo.
- Khi gia công xong nguyên công của một chi tiết, lấy chi tiết ra và tiếp tục đưa chi tiết tiếp theo vào gia công.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian tương đối dài được sự tận tình hướng dẫn của thầy :………….., và các thầy trong Bộ môn Chế tạo máy, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân. Đồ án đã thiết kế được đồ gá cho nguyên công khoan 4 lỗ F5 của chi tiết trục tăng áp số 2. Trong quá trình thiết kế mặc dù đã cố gắng nâng cao tính công nghệ của đồ gá, tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế thực tế còn nhiều hạn chế do vậy đồ gá được thiết kế chắc chắn không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các thầy giáo cùng các bạn đồng nghiệp để đồ gá đạt được tính công nghệ và tính sử dụng cao nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá - Lê Văn Tiến
[2] - Đồ gá gia công cơ khí - Hồ Viết Bình
[3] - Atlat đồ gá - Trần Văn Địch
[4] - Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - HVKTQS
[5] - Công nghệ chế tạo máy (2 tập) - Đại học Bách khoa Hà nội
[6] - Sổ tay công nghệ chế tạo máy (3 tập) - Nguyễn Đắc Lộc
[7] - Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (2 tập) - Trịnh Chất
[8] - Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí - HVKTQS
[9] - Machine Tool Design Handbook
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"