LỜI NÓI ĐẦU

    Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải.

    Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với sinh viên cơ khí, đặc biệt là đối với sinh viên Chế Tạo Máy.

    Thiết kế đồ gá là công việc quan trọng cho việc thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máy.

    Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy :……………. giảng dạy môn "Đồ gá gia công cơ khí" tạo cho em hoàn thành đồ án đồ gá. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế không tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy.

   Em xin chân thành cảm ơn!

                                                    Hà Nội, ngày……tháng …. năm 20…

                                                Sinh viên thực hiện

                                              ………………

I) PHÂN TÍCH CHI TIẾT:

1) Giới thiệu chi tiết:

 - Tay biên là một chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó.

- Chi tiết tay biên có chức năng biến chuyển động thẳng của pistông của động cơ thành chuyển động quay của trục khuỷu hoặc ngược lại. Ngoài ra nó còn dùng đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ...

2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

  Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là 2 bề mặt trong của lỗ. Cụ thể ta phải đảm bảo những yêu cầu kĩ thuật sau:

- Lỗ f8 dùng để dẫn dầu vào trong lỗ 42 có lắp bạc thay.

- Hai đường tâm lỗ 42(I) và f80(II) phải song song với nhau và cùng vuông góc mặt đầu tay biên. Hai đường tâm lỗ I và II phải đảm bảo khoảng cách A=260^±0,75.

- Độ không song song của các tâm lỗ cơ bản là 0,05 mm.

- Độ không vuông góc của tâm lỗ với mặt đầu là 0,05mm.

   Qua các điều kiện kĩ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết tay biên như sau:

- Kết cấu tay biên phải được đảm bảo khả năng cứng vững.

- Với tay biên có kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của tay biên.

- Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.

- Kết cấu tay biên phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng lúc.

- Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.

Với tay biên, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của hai mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau (gia công hai lỗ chính) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công. Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu.

3) Quy trình công nghệ gia công chi tiết:

Quy trình gia công tay biên gồm các nguyên công sau:

- Nguyên công 1: Phay mặt đầu đạt kích thước 53^±0,03, gia công trên máy phay ngang 6H82G bằng hai dao phay đĩa 3 mặt, sau đó mài bằng máy mài phẳng có bàn kẹp từ( đạt được độ nhám R_a=2,5) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau.

- Nguyên công 2: Phay 2 vấu đầu nhỏ để đạt kích thước 37,5^±0,2 và 1 vấu đầu to để đạt kích thước 63^±0,2,để làm chuẩn tinh phụ và cùng với hai mặt đầu dùng làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau. Để gia công các vấu tì ta thực hiện trên máy phay ngang 6H82G bằng 3 dao phay đĩa 3 mặt và sau đó gia công bằng máy mài phẳng có bàn kẹp từ(đạt độ nhám R_a=1,25_độ bóng cấp 7) để đạt kích thước 35,5^±0,035 vấu đầu nhỏ và 61^±0,047 vấu đầu to.

- Nguyên công 3:Khoét, doa, vát mép lỗ đầu nhỏ đạt kích thước 45^±0,039. Gia công trên máy khoan đứng 2A135. Dao khoét, dao doa, mũi vát mép.

- Nguyên công 4:Phay mặt lắp ghép với lắp biên, gia công trên máy phay ngang 6H82G bằng dao phay đĩa 3 mặt và sau đó có thể mài phẳng(đạt độ nhám R_a=1,25_độ bóng cấp 7).

- Nguyên công 5:Khoan, tarô 2 lỗ bu lông f12 và khoan 2 chốt định vị f4 bằng máy khoan đứng 2A135.

- Nguyên công 6:Gia công lỗ đầu to. Khoét, doa, vát mép đạt kích thước 42^±0,05, độ nhám R_a=1,25 bằng máy khoan đứng 2A135. Dao mũi khoan, mũi khoét, mũi vát mép.

- Nguyên công 7:Khoan, tarô lỗ dầu f8 bằng máy khoan đứng 2A135.

- Nguyên công 8:Gia công lại mặt đầu đầu nhỏ. Phay hạ bậc trên máy phay ngang  6H82G với 2 dao phay đĩa 3 mặt để đạt kích thước 40^±0,06.

- Nguyên công 9:Gia công lại vấu tì. Phay 2 vấu tì đầu nhỏ để đạt kích thước 35,5^±0,035 và 1 vấu tì đầu to để đạt kích thước 61^±0,045 trên máy mài có bàn kẹp từ.

II) THIẾT KẾ ĐỒ GÁ:

1) Đề bài: Thiết kế đồ gá cho nguyên công 3. Khoét,doa, vát mép lỗ đầu nhỏ f45.

2) Tính toán đồ gá:

2.1) Lập sơ đồ gá đặt:

- Định vị: gia công lỗ biên đầu nhỏ cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu. Bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu của phôi trên tấm đệm đặt trên đế đồ gá và định vị vào vành tròn ngoài bởi 3 chốt tì đầu phẳng tì vào 3 vấu tì dùng làm chuẩn tinh phụ hạn chế 3 bậc tự do.

- Kẹp chặt: Để kẹp chặt chi tiết gia công ta dùng cơ cấu kẹp bằng ren vít đòn, khi ta vặn đai ốc do ăn khớp ren với đầu bulông đai ốc đi xuống tạo lực nén Q xuống đòn kẹp, do đòn kẹp quay quanh chốt A tạo lực kẹp xuống chi tiết gia công.

2.2) Tính toán chế độ cắt:

- Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2A135 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình f_max=50 mm. Công suất máy N_m=7,5 Kw.

- Chọn dao: Tra bảng 4_47 và bảng 4_49 sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy II có mũi khoét lắp mảnh hợp kim cứng có đường kính D=44,7mm (có các kích thước sau L=180÷355mm; l=85÷210mm), mũi doa có lắp mảnh hợp kim cứng D=45mm, mũi vát mép có đường kính D=49 mm.

- Chế độ cắt:

+ Xác định chế độ cắt cho khoét: Chiều sâu cắt t=1,35mm, lượng chạy dao S=0,9 (mm/vòng), tốc độ cắt V= 68 (m/p). Dựa vào bảng 5_109 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta tra được các hệ số phụ thuộc:

            K₁: Hệ số phụ thuộc vào chu kì bền, K₁=1.

            K₂: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, K₂=1.

            K₃: Hệ số phụ thuộc vào mác của hợp kim cứng, K₃=1.

Vậy ta có vận tốc quay của trục chính:

              V_t=V_b.K₁.K₂.K₃= 68.1.1.1=68(m/p).

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t dựa vào công thức:

               n_t=482(vòng/phút) 

+ Xác định chế độ cắt cho doa:

 Chiều  sâu cắt t=0,15, lượng chạy dao S= 1,3 mm/vòng; tốc độ cắt V= 6(m/p).

Vậy Số vòng quay tính toán của trục chính:

n_t=42(v/p).

2.3) Tính lực cắt:

Lực cắt khi khoét gồm 2 thành phần mômen xoắn M_K và lực chiều trục P₀. Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy ta có:

- Mômen xoắn M_K:

M_K=10.C_M.D^q.t^x.S^y.K_p

Theo bảng 5_9 sổ tay CNCTM: Với vật liệu phôi là gang xám GX15-32 và vật liệu là thép hợp kim cứng có các hệ số C_M=0,196; q=0,85; x=0,8; y=0,7; K_p=0,6.

Suy ra M_K=10.0,196.44,7^0,85.1,35^0,8.0,9^0,7.0,6=35(KG.mm)

- Lực chiều trục P₀:

P₀=10.C_p.D^q.t^x.S^y.K_p

Theo bảng 5-39 sổ tay CNCTM: với vật liệu phôi là gang xám GX15-32 và vật liệu dao là thép  hợp kim cứng ta có các hệ số C_p=46; q=0; x=1; y=0,4; K_p=0,6

Suy ra P₀=10.46.44,7⁰.1,35¹.0,9^0,4.0,6=357(N).

2.4) Tính toán kích thước của đồ gá:

a) Tính lực kẹp chặt:

- Cơ cấu kẹp chặt làm việc nhờ  lực ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa phôi và cơ cấu kẹp chặt, lực ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa phôi và tấm đệm đặt trên đế đồ gá. Do đó lực kẹp được sinh ra và chống lại mômen cắt M_x.

Vậy mômen ma sát sinh ra phải thỏa mãn điều kiện:

M_ms³K.M_K

Trong đó:

 - K là hệ số an toàn xác định theo công thức: K=K₀.K₁.K₂.K₃.K₄.K₅.K₆

+ K₀: Hệ số an toàn, K₀=1,5÷2 lấy K₀=1,5.

+ K₁:Hệ số tính đến lượng dư cắt không đều, với gia công tinh lấy K₁=1.

+ K₂:Hệ số tính đến dao cùn làm tăng lực cắt, lấy K₂=1,2.

+ K₃:Hệ số phôi cắt không liên tục làm tăng lực cắt, lấy K₃=1,2.

+ K₄:Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp không ổn định làm tăng lực cắt, kẹp bằng cơ khí lấy K₄=1.

+ K₅:Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp có thuận lợi hay không cho thao tác kẹp, lấy: K₅=1.

+ K₆:Hệ số tính đến vị trí định vị của chi tiết, với sơ đồ định vị trên phiến tì lấy: K₆=1,5.

Vậy K=1,5.1.1,2.1,2.1.1.1,5=3,24.

- M_K: mômen cắt khi khoét, M_K=35 (KG.mm).

- M_ms: Mômen ma sát sinh ra chống lại mômen cắt, do lực chiều trục P₀ cùng chiều với lực kẹp W' nên lực ma  sát được tính theo công thức

M_ms=(P₀+W').(f₁+f₂)

f₁,f₂: Hệ số ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa phôi và cơ cấu kẹp chặt, lực ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa phôi và tấm đệm đặt trên đế đồ gá, f₁=f₂=0,15

Suy ra: (357+W').(0,15+0,15)³3,24.350

ÞW'=3423(N).

Do W'=3423(N)>P₀=357(N), nên ta chọn lực kẹp la: W=W'=3423(N).

b) Tính đường kính bu lông kẹp:

Sơ đồ kẹp chặt:

Trong đó:

       - d: Đường kính danh nghĩa của ren vít.

       - Q: Lực do bulông tạo ra, do chọn l₁=l₂ nên Q.l₂.h=(l₁+l₂).W

Với hệ số có ích có tính đến mất ma sát giữa đòn kẹp và chốt tỳ điều chỉnh h=0,95

Þ Q=2.3423/0,95=7206(N).

Theo tiêu chuẩn chọn bulông có đường kính  d= 16 (mm).

c) Chọn cơ cấu dẫn hướng và các cơ cấu khác:

- Cơ cấu dẫn hướng: Bao gồm bạc dẫn hướng và phiến dẫn.

+ Phiến dẫn là 1 chi tiết dạng tấm phẳng nó mang bạc dẫn. Để tháo lắp với thân đồ gá ta chọn loại phiến dẫn tháo lắp với thân đồ gá.

+ Bạc dẫn là chi tiết có dạng ống tròn xoay mà đường kính ngoài của nó được lắp với phiến dẫn, còn đường kính trong của nó đúng bằng đường kính dụng cụ cắt. Do đó dụng cụ cắt được tì đường kính ngoài vào đường kính trong của bạc dẫn và như vậy bạc dẫn có vai trò dẫn dụng cụ cắt. Phiến dẫn được định vị so với thân đồ gá mà chi tiết gia công cũng được định vị so với thân đồ gá cho nên tâm bạc dẫn sẽ trùng với tâm lỗ cần gia công trên chi tiết. Vì vậy bạc dẫn có 2 tác dụng là xác định tâm lỗ cần gia công mà không cần lấy dấu và tăng độ cứng vững cho dụng cụ cắt. Để giảm thời gian phụ nên ta chọn bạc dẫn thay thế nhanh.

- Cơ cấu thân đồ gá và đế đồ gá được chọn chọn theo kết cấu như bản vẽ lắp.

2.5) Tính sai số chế tạo đồ gá:

Tất cả các đồ gá thiết kế đều phải tính sai số để rồi từ giá trị của sai số chế tạo đồ gá chúng ta ra các điều kiện kĩ thật cho đồ gá.

Từ công thức tính sai số gá đặt:

Trong đó:

- e_gd: Sai số gá đặt.

- e_c: Sai số chuẩn.

- e_k: Sai số kẹp chặt.

- e_ct: Sai số chế tạo đồ gá.

- e_m: Sai số mòn đồ gá qua thời gian sử dụng.

- e_lđ: Sai số lắp đặt đồ gá lên máy.

- S_l: Dung sai kích thước nguyên công thực hiện.

Suy ra sai số chế tạo đồ gá:

Xác định các hệ số:

- Sai số gá đặt cho phép:

Với dung sai kích thước gia công lỗ f45^±0,039 là S_L=0,078(mm).

Suy ra [e_gđ]=0,039(mm)=39(mm).

- Sai số chuẩn: Theo sơ đồ gá đặt ta có chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên e_c=0.

- Sai số kẹp chặt: e_k=0.

Trong đó hệ số b=0,18.

Số chi tiết gia công N=1.

Suy ra e_m=0,18.1=0,18(mm).

- Sai số lắp đặt trên đồ gá: e_lđ=10(mm).

Vậy sai số chế tạo đồ gá:  e_ct= (mm).

KẾT LUẬN

     Sau một thời gian làm đồ án, 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 đồ án 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 đồ án 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 đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án 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 đồ án 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

  "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"