LỜI NÓI ĐẦU

     Đồ gá trong sản xuất cơ khí là một trong nhứng nhân tố quan trọng trong việc nâng cao năng suất cũng như trong hiện đại hoá quá trình sản xuất. Chúng như nhịp cầu nối của các quã trình sản xuất, nếu thiếu chúng thì quá trình sản xuất không thể đạt được những thành tựu như ngày nay. Ngày nay, đồ gá không những quyết định chất lượng cũng như số lượng sản phẩm mà chúng còn quyết định sự thành bại trong kinh doanh của một doanh nghiệp không kể  lớn hay nhỏ. Nó tạo điều kiện cho kinh doanh nâng cao khả năng cạnh tranh, và giúp đạt lợi thế trong cạnh tranh.

     Chi tiết càng chỉ là một trong những chi tiết mà trong khi gia công chúng thể hiện đầy đủ tầm quan trọng trong vai trò của đồ gá. Chi tiết càng có những yêu cầu riêng về cả điều kiện kỹ thuật cũng như tính khoa học hay thẩm mỹ của môt sản phẩm cơ khí. Nguyên công gia công mặt đầu B là một trong những nguyên công trong tiến trình công nghệ gia công chi tiết dạng càng. Nó là một nguyên công quan trọng bởi tính chính xác của nó sẽ ảnh hưởng lớn tới độ chính xác của các nguyên công sau cũng như độ chính xác của chi tiết sau khi gia công. Vì thế trong nhiệm vụ của mình em đã cố gắng thể hiện những ý tưởng của mình trong việc thiết kế đồ gá cho nguyên công. Song vì lĩnh vực thiết kế là lĩnh vực không những khó mà còn đòi hỏi kinh nghiệm thật sâu sắc, nên trong quá tình thiết kế có thể còn nhiều thiếu xót. Mong thầy thông cảm và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành  nhiệm vụ của mình.

    Em xin chân thành cảm ơn thầy.

                                                                                                                            ……, ngày…tháng…năm 20…

                                                                                                                            Sinh viên thực hiện

                                                                                                                           ……………….

PHẦN 1

LÝ THUYẾT

1.  Kẹp chặt bằng chất dẻo.

- Cơ cấu định tâm và kẹp chặt bằng chất dẻo có thể dùng khi chuân là mặt lỗ hay mặt trụ ngoài. Nó có độ chính xác định tâm cao (0,001-0,03mm) và có thể triệt tiêu khe hở giữa chi tiết và đồ định vị, đồng thời tạo ra lực kẹp khá lớn.

- Với kết cấu nhỏ gọn thao tác nhanh nên nó hay được sử dụng.

- Nguyên lý làm việc của cơ cấu này là sử dụng áp lực thuỷ tĩnh.

Ví dụ với cơ cấu đồ gá dùng chất dẻo để định tâm và kẹp chặt chi tiết có chuẩn là mặt trụ trong như hình dưới đây.

Nguyên lý làm việc của cơ cấu như sau: Khi đòn rút 4 dịch chuyển về phía bên dưới, do thể tích buồng chứa bị thu hẹp lại nên chất dẻo được nén lại, nó xuất hiện áp lực thuỷ tĩnh làm cho các chốt 2 chuyển động ra khỏi tâm của đồ gá để kẹp chặt chi tiết cần gia công số 3. Các chốt được lắp vào thân đồ gá 1, khi tháo lỏng chi tiết đòn rút 4 phải dịch chuyển về phía lên trên, chất dẻo được trở về vị trí ban đầu và kéo các chốt dịch chuyển về tâm đồ gá.

 Khi chi tiết được kẹp chặt, trong buồng chất dẻo xuất hiện áp lực thuỷ tĩnh p.

Lực Q của đòn rút 4 tác dụng lên chất dẻo là:

+ D: Đường kínhcủa chốt kẹp.

+ S_Q : Là lượng dịch chuyển của đòn rút 4 khi kẹp chặt chi tiết (mm).

+ S_w : Làlượng dịch chuyển của mỗi chốt kẹp khi kẹp chặt chi tiết (mm).

+ n: Là số lượng chốt kẹp. 

2. Các loại vỏ đồ gá.

Vỏ đồ gá là chi tiết cơ bản dùng để nối liền các cơ cấu khác nhau thành một đồ gá hoàn chỉnh.

Vỏ đồ gá có các tính chất cơ bản như sau:

- Đủ độ cứng vững, chịu tải trọng, chịu lực cắt không bị biến dạng.

- Kết cấu đơn giản, nhẹ, dễ chế tạo, dễ thao tác, dẽ quét sạch phoi, dễ tháo lắp chi tiết khi gia công.

- Vững trãi và an toàn nhất là với loại đồ gá quay nhanh.

Vỏ đồ gá có thể chế tạo bằng hàn, đúc, rèn hay được ghép từ các tấm thép tiêu chuẩn bằng đinh ốc. Thông thường người ta sử dụng vỏ đồ gá đúc bằng gang hay thép.

Vỏ đồ gá đúc có độ cứng vững cao, có thể đúc được các kết cấu phức tạp, tuy nhiên thời gian chế tạo lâuvà đắt tiền.

3. Đồ gá vạn năng lắp ghép.

Đồ gá lắp ráp là loại đồ gá dùng để xác định vị trí kẹp chặt chi tiết, hay bộ phận của sản phẩm trong quá trình lắp ráp.

Trong quá trình sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ thì người ta hay sử dụng loại đồ gá vạn năng.

Để tạo ra các đồ gá khác nhau, trên các chi tiết người ta gia công các rãnh chữ T, các rãnh dọc, các lỗ trơn và các lỗ ren . Các rãnh chữ T được gia công cách nhau 60^+0,05mm với bề rộng tiêu chuẩn 12mm, các rãnh trơn có bề rộng 8-12mm.

Các chi tiết của đồ gá vạn năng lắp ghép phải có độ chính xác, độ bền và độ chống mòn cao. Vật liệu chế tạo chi tiết chính là thép hợp kim 12XH3A với lớp thấm than và nhiệt luyện đạt độ cứng  60-64HRC, các chi tiết kẹp chặt được chế tạo từ thép 38XA và nhiệt luyện đạt độ cứng 40-45HRC. Với các chi tiết dẫn hướng và các chi tiết định vị người ta dùng thép Y8A và Y10A với nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55HRC, còn các chi tiết không quan trọng khác được chế tạo từ thép 45 như các mỏ kẹp chẳng hạn và với thép 20 với các vòng đệm.

Thực tế ứng dụng các đồ gá vạn năng lắp ghép cho thấy độ mòn của các chi tiết chính trong 10 năm là 0,01mm.

Trong một số trường hợp khi lắp các chi tiết tiêu chuẩn để tạo thành đồ gá vạn năng lắp ghép người ta cần chế tạo thêm một số chi tiết đặc chủng với tỷ lệ không vượt quá 1,5% tổng số các chi tiết đồ gá. Thời gian để tạo ra một đồ gá vạn năng lắp ghép trong khoảng 2,5-5h.

PHẦN 2

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Thiết kế đồ gá gia công phay mặt đầu B của chi tiết dạng càng.

1. Phân tích chức năng làm viêc.

Chi tiết càng gạt là chi tiết thường gặp trong các máy công cụ nói riêng và máy cơ khí nói chung. Các chi tiết dạng càng thường 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.

Càng là loại chi tiết có một hay hai lỗ cơ bản mà đường tâm của chúng có thể song song hay tạo với nhau một góc nào đó.

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. Do tính chất thông dụng của chi tiết này nên tính chất làm việc của nó cũng có những vấn đề riêng khi gia công nó.

Chi tiết càng đòi hỏi những yêu cầu khá khắt khe như sự chính xác của các bề mặt cũng như là vị trí tương quan giữa chúng. Tuy vậy cũng có những bề mặt gia công mà không yêu cầu cao về độ chính xác cung như là vị trí tương quan của chúng với các bề mặt khác cụ thể như là gia công mặt đầu trong nhiêm vu thiết kế được giao.

Mặt khác chi tiết càng thường là chi tiết được chế tạo hàng loạt nên viêc thiết kế chi tiết đảm bảo cơ tính công nghệ tốt và thiết kế đồ gá chuyên dùng là một việc làm hết sức quan trọng trong việc nâng cao năng suất cũng như chất lượng sản phẩm chế tạo ra.

Các yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ bao gồm:

+ Yêu cầu gia công đạt độ bóng các bề mặt đã đề ra.

+ Yêu cầu độ chính xác về độ song song giữa các đường tâm các lỗ.

+ Yêu cầu về độ vuông góc giữa các mặt đầu và các đường tâm lỗ.

2. Phân tích yêu cầu của nguyên công được giao nhiệm vụ thiết kế và mối tương quan giữa các nguyên công trong quá trình công nghệ.

Do phôi liệu ban đầu là dạng phôi ép từ trạng thái nguội, nên nó là loại vật liệu có độ dẻo cao, độ cứng thấp như các thép cacbon thấp.  

Trong tiến trình công nghệ gia công chi tiết dạng càng, Nguyên công gia công mặt B là nguyên công đứng thú 5. Việc gia công chính xác mặt này sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho các nguyên công khác trong quá trình gia công sản phẩm này mà cụ thể là có thể làm chuẩn để thực hiện nguyên công gia công lỗ F10.

Yêu cầu của nguyên công là đạt được kích thước chiều cao 10 so với mặt đầu A. Đồng thời đạt được độ bóng bề mặt Rz1,25 tức là đạt độ bóng cấp 7. Thông qua đó ta có thể chọn phương pháp gia công cho nhiêm vụ này.

3. Lập sơ đồ gá.

Gia công mặt đầu B cần đảm bảo độ song song với ba mặt đầu A, C, D, vuông góc của tâm của lỗ với mặt dầu C, đảm bảo kích thước và cấp chính xác cần phải đạt được.

Để đảm bảo các yêu cầu về độ cững vững khi gá đặt cũng như trong quá trình gia công ta. Do vậy ta dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt C.

Khi nguyên công trước đó lỗ 24 đã được gia công thì ta có thể dùng ngay lỗ đó để hạn chế tiếp hai bậc tự do bằng cách dùng chốt trụ ngắn.

Khi định vị và kẹp chặt chi tiết cần gia công ta phải dùng thêm chốt chống xoay và các chốt tỳ phụ. Vị trí các chốt này được thể hiện rõ ràng hơn trên bản vẽ đồ gá.

4. Chọn và tính toán các thông số công nghệ khi gia công.

a. Chọn máy:

Để gia công mặt B ta chọn phương pháp phay mặt đầu vì:

+ Chúng ta không thể chọn phương pháp khác được vì các phương pháp khác đều không cho năng suất lớn bằng phương pháp này.

+ Ngược lại nếu chọn phương pháp khác ta thấy chúng không thể gia công một các dễ dàng được vi kết cấu đặc biệt của nó.

Qua phân tích trên ta đi chọn máy phay đứng: Máy 6H82.

b. Chọn chế độ cắt:

Nếu chọn các thông số của quá trình phay :

Giả sử lượng dư chia cho nguyên công là 1,5(mm).

Chi tiết gia công cấp 2. Vì chế tạo hàng loạt nên:       

Lượng dư Z = 2,5(mm).

Vậy từ đó chia ra 2 lần gia công:

                           + Thô: 2(mm).

                           + Tinh: 0,5(mm).

Đạt độ bóng cấp 5:  R_z12,5.

Tính lực cắt cho lần gia công thô vì khi đó lực cắt là lớn nhất.

c. Tính W :

      Chọn dao : Dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng:

                          D = 40;

                          Z = 12;

                          Côn moóc 4.(Bảng 4-96   I375  CN2).

Sơ đồ tính lực cắt:  P_x, P_y,P_z

 Chọn S theo bảng 5_34 trang 29 Sổ tay CNCTM tập 2

S_z tra theo bảng 6_5 ( các chế độ cắt kim loại ).

        S_z = 0,2 .

                       +Công suắt nhỏ máy

                       +Gang xám .

                       +Dao hợp kim.

  Tính .

 Các hệ số C_v tra theo bảng 5-39: với vật liệu làm lưỡi cắt là P6M5 ta có được các thông số:

  C_v = 41; q = 0,25; x = 0,1; y = 0,4;  u = 0,15;  p = 0; m = 0,2       

Và các hệ số điêud chỉnh chung cho mọi chế độ căt.

Trong đó: T=180 Phút (là tuổi bền của dao).

Khi phay tính P_x, P_y, P_z. như sổ tay công nghệ 2_28.

Tính P_z:

    P_z=.

  Tra bảng 5-41 hệ số :

P_z =

Công suất cắt: N =KW. (Chon máy 6H82 là đủ)

Tính P_y(phay nghịch), P_x:

    Tỉ số P_y /P_z,P_x/P_z theo bảng 5-42 phay nghịch không đối xứng.

Lực song song mặt phẳng ngang: (kG).

Lực kẹp W = k..Với :

k : Là hệ số an toàn được tinh theo công thức:

       k= k₀ k₁ k₂ k₃ k₄ k₅ k₆=2,7 

    Trong đó :

- k₀=1,5: Là hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp.

- k₁=1 : Là hệ số tính đến lực cắt thay đổi khi độ bóng thay đổi

- k₂=1 : Là hệ số tính đên dao mòn.

- k₃=1,2: Là hệ số tính đến lực cắt thay đổi khi gia công gián đoạn.

- k₄=1 : Là khi kẹp bằng cơ khí.

- k₅=1: Là hệ số tính đến mức độ thuận lợi của đồ gá.

- k₆=1 : Là hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, trường hợp định vị trên các phiến tỳ k₆ =1,5.

5.  Chọn cơ cấu kẹp.

Tra sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tâp 2 chọn cơ cấu kẹp chặt kiểu tay đòn. Khi thiết kế tuỳ thuộc vào thân đồ gá ta chọn các khoảng cách l₁ và l₂ và các đường kính bulông cũng như là bề rộng của đòn kẹp phụ thuộc vào mặt được kẹp.

       Tính đường kính bulông:

         Trong đó:

       Với:

               h=0,95 : hệ số giảm lực kẹp do ma sát. Chọn l₂/l₁=1,5.

Chọn đường kính bulông là: d=16 mm.

6. Thiết kế các kích thước của đồ gá.

    Chọn các chi tiết dịnh vị:

a.    Phiến tỳ:

+ Phiến tỳ ta dùng không thuôc phạm vi tiêu chuẩn nên ta thiết kế phiến tỳ là một tấm có kích thước như trên bản vẽ lắp.

+ Phiến tỳ được giữ chặt vào thân đồ gá bằng hai vít M8x30.

Chung có nhiệm vụ làm mặt tỳ cho thân đồ gá và chi tiết. Khi phiến tỳ mòn quá giới hạn cho phép ta thay phiến tỳ thay vì  phải thay cả thân đồ gá.

b. Các chi tiết phụ:

- Bao gồm chốt chống xoay, chốt tỳ điều chỉnh định vị vị trí của mặt A, các bulông lắp ráp được thể hiện trên bản vẽ.

c. Các kích thước của thân đồ gá;

Kích thước của đồ gá tuỳ thuộc vào kích thước của chi tiết gia công và cơ cấu kẹp đã chọn. Khi thiết kế các cơ cấu của đồ gá ta thiết kế đồ gá với các kích thước cơ bản trên bản vẽ.

7. Tính sai số chế tạo của đồ gá.

 Sai số chế tạo của đồ gá ảnh hưởng đến chi tiết gia công cụ thể là độ chính xác và sai số về vi trí tương quan giữa các bề mặt. Trong nguyên công Phay mặt đầu B ta không quan tâm nhiều đến kích thước chiều cao của đế chi tiết ma ta chi quan tâm nhiều đến độ bóng của bề mặt B. Do đó ta có thề chọn Cấp chính xác khi chế tạo đồ gá là cấp chính xác: 4. Cao hơn cấp chính xác của bề mặt gia công một cấp.

   Sai số chế tạo cho phép của đồ gá chi tiết dược ính theo công thức sau:

                        [e_­ct]

   Trong đó:

    e_­gđ = e_­c+e_­k+e_­ctđg+e_­đc+e_­m

a. e_­c:   Sai số do chuẩn.

      Sai số do chuẩn ây ra bởi chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước. Kích thước cần đạt không cho dung sai mặt khác thì chuẩn định vị cũng trùng ngay với gốc kích thước. Do đó sai só chuẩn không gây ảnh hường tới nguyên công này:

   e_­c=0 mm.

b. e_­k:  Sai số do kẹp chặt.

   Trong khi  kẹp chặt theo phương kích thước chiều cao của đồ gá. Do đó nó ảnh hưởng không lớn đến độ chính xác gia công chi tiết. Do đó ta không quan tâm đến sai số do kẹp chặt hay là:   e_­k=0

c. e_­dc: Sai số do điều chỉnh.

   Sai số do diều chỉnh hoàn toàn do thao tác của người công nhân. Thông thường sai số do điều chỉnh đồ gá lấy tương đối như sau:

        e_­dc =0,005¸0,010  mm.

Lấy sai số điều chỉnh bằng 0,01 mm.

d. e_­m: Sai số do mòn.

 Sai số do mòn chi tiết có nguyên nhân từ ciệc chế tạo hàng loạt chi tiêt, việc gá đặt nhiều gây nên mòn bề mặt tiếp xúc của nó.

 Trong thực tế sai số mòn tính theo công thức sau:

       e_­m =b.

Trong dó:

 + b : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị chi tiết. Khi định vị bằng mặt phẳng ta lấy b=0,2.

 +N : Số lượng chi tiết gia công. Lấy N =1000 chi tiết.

Þe_m = 0,006 mm.

Vậy:   

         e_gd=0+0+0,01+0,006 = 0,016 mm.

Nên ta có:

[e_ct] =

    8. Các yêu  cầu kỹ thuật của đồ gá.

- Độ song song mặt đáy và mặt trên của đồ gá không lớn hơn 0,011 mm

- Độ song song giữa các mặt tỳ của phiên tỳ không lớn hơn 0,011 mm.

-  Độ nhám các bề mặt gia công là cấp 6: Ra = 2,5

9. Nguyên lý làm việc của đồ gá.

- Lắp ráp đồ gá trên bàn máy phay,

- Đặt chi tiết định vị vào chốt trụ ngắn.

- Điều chỉnh chi tiết sao cho mặt bên tiếp xúc với chốt chống xoay.

KẾT LUẬN

     Sau một thời gian làm Bài tập lớn, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn :……………… đến nay em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

    Qua quá trình làm bài tập lớn này, đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời Bài tập lớn đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm Bài tập lớn của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để Bài tập lớn của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn :………………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành Bài tập lớn này.                                      

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá - Lê Văn Tiến 1999.

2. Sổ tay và Atlas đồ gá - Trần Văn Địch 2000

3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch & Nguyễn Đắc Lộc.

4. Máy cắt kim loại

5. Cơ sở máy công cụ.

6. Dung sai - Ninh Đức Tốn 2000

7. Sổ tay hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy.  

  "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"