LỜI NÓI ĐẦU

      Ngành chế tạo máy chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, vì thế việc đẩy mạnh sự phát triển, cải tiến kĩ thuật trong ngành chế tạo máy đặc biệt là vấn đề cơ khí hoá tự động hoá  mà trong đó trang thiết bị công nghệ có một vai trò hết sức quan trọng. Đồ gá chiếm một tỷ trọng rất lớn trong trang thiết bị công nghệ, sử dụng đồ gá trong khi gia công đã giải quyết được ba vấn đề cơ bản là:

- Giảm thời gian định vị chi tiết, không cần lấy dấu trong quá trình định vị.

- Tăng năng suất lao động, giảm nhẹ điều kiện lao động.

- Nâng cao khả năng công nghệ của các máy đã có, cho phép có thể gia công các bề mặt phức tạp trên các máy vạn năng.

     Do vậy các kiến thức về đồ gá là không thể không trang bị cho một sinh viên chuyên ngành cơ khí.  Trong quá trình học giáo trình đồ gá thì phần bài tập là phần rất quan trọng cho chúng ta biết cách lập một quy trình công nghệ chế tạo một chi tiết như thế nào là phù hợp, cách thiết kế đồ gá cho các nguyên công, cách tính sai số chuẩn, quy trình tính toán thiết kế đồ gá. Bài tập đồ gá còn giúp chúng ta biết về kết cấu và nguyên lý hoạt động của các trang thiết bị công nghệ.

                                                      ……., ngày…tháng…năm 20…

                                                       Sinh viên thực hiện

                                                      ………………

I.   Phân tích chức năng làm việc của chi tiết dạng càng.

     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.     

    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, rãnh dầu. Ngoài ra mặt đầu của các lỗ cơ bản và các lỗ phụ cũng đều được gia công.

     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 vuông góc của các lỗ với mặt đầu.

- Độ không song song giữa đường tâm các lỗ.

- Khoảng cách giữa các đường tâm lỗ cần được đảm bảo độ chính xác.

- Chi tiết dạng càng thường có dạng thanh dẹt, dài, yếu nên cần đảm bảo kết cấu của càng phải đủ cứng vững.

Với những yêu cầu kỹ thuật như trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia công chi tiết càng gạt như sau:

- Kết cấu của chi tiết phải đảm bảo được khả năng cững vững.

- Chiều dài các lỗ cơ bản nên lấy bằng nhau, các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau.

Với càng gạt, do kích thước không lớn lắm nên ta có thể chọn phôi dập để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nhiệt của chi tiết.

- 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 C4, nguyên công đầu tiên là gia công mặt đầu B để làm chuẩn gia công các nguyên công sau, các nguyên công tiếp theo là:

- Nguyên công 2: Gia công mặt đầu A.

- Nguyên công 3: Gia công lỗ 20.

- Nguyên công 4: Gia công lỗ 12.

- Nguyên công 5: Gia công mặt đầu lỗ M6.

- Nguyên công 6: Gia công mặt đầu lỗ M4.

- Nguyên công 7: Gia công M6.

- Nguyên công 8: Gia công lỗ M4.

- Nguyên công 9: Kiểm tra chi tiết vừa gia công được.

Yêu cầu thiết kế đồ gá cho nguyên công 1: Gia công mặt đầu B

III,  Thiết kế đồ gá cho nguyên công 6: Gia công mặt đầu lỗ ren M4.

3.1.  Phân tích:

 Để gia công được mặt đầu lỗ M4, ta có thể thực hiện bằng nguyên công phay mặt đầu.

3.2.  Lập sơ đồ gá:

        Gia công mặt đầu lỗ ren M4 cần đảm bảo độ vuông góc của mặt đầu đường tâm càng, độ song song đường tâm với lỗ F12, độ vông góc với mặt đầu B.

        Do vậy ta dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt B, dùng chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 20, và dùng chốt trụ chám định vị vào lỗ 12.

     - Mặt tỳ: Mặt B đã được gia công tinh, ta sử dụng một phiến tỳ để định vị ba bậc tự do của chi tiết, do yêu cầu gia công chi tiết thì mặt tỳ này ta có thể sử dụng luôn thân đồ gá làm mặt tỳ với yêu cầu gia công thân đồ gá phải đảm bảo độ vuông góc giữa mặt phẳng này với mặt đáy.

     -  Chốt trụ ngắn: Chốt trụ này khống chế 2 bậc tự do của chi tiết. Chốt được làm từ vật liệu thép Y8A, có độ cứng HRC5060. Kích thước của chốt lắp với chi tiết theo chế độ có khe hở và lắp với thân đồ gá theo chế độ lăp trung gian .

      - Chốt trám: Chốt chỉ định vị được 1 bậc tự do khi kết hợp với chốt trụ ngắn và mặt tỳ. Do đường kinh 12 ta sử dụng chốt vát 2 mặt. Chốt được làm từ vật liệu thép Y8A, có độ cứng HRC5060. Kích thước của chốt lắp với thân đồ gá theo chế độ lăp trung gian .

3.3  Chọn máy:

       Chọn máy phay 6H82.

3.4 Chọn dao:

      Ta dùng dao phay bằng thép gió.

3.5 Chế độ cắt:

Chiều sâu cắt của phay là 1,0mm, được ta chia làm hai lần cắt với chiều sâu cắt mội lần là 0,5 mm

-  Ta dùng dao phay thép gió.

   Chiều sâu cẳt khi phay:  t = 0,5 mm

   Với vật liêu chế tạo chi tiết dạng càng thép 45, với lượng chạy dao là S  = 0,3 0,5 mm/vòng. Ta chọn S = 0,3 mm/vòng

            D: Đường kính danh nghĩa của dao phay.

            Các hệ số ta tra được ở bảng 5 - 39 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy - Tầp 2), với vật liệu làm lưỡi cắt là BK8.

             C_v = 322;    q = 0,2;     m = 0,2;   p = 0, y = 0,4 ; x = 0,1;  u = 0,2

Dùng dao có các thông số:

     Đường kính danh nghĩa của dao D = 40 mm, B = 35, t = 0,5 mm với dao     

     Tuổi thọ của dao phay 5 - 40 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 2):

T  = 120 (phút).

              Hệ số: K­_v = K_MV. K_NV. K_UV

   Trong đó:

            K_MV: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công. Tra bảng ta được:

               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.

               : Giới hạn bền của thép 45, đối với chi tiết càng gạt ta gia công, vật liệu sử dụng là thép 45, khi chưa qua nhiệt luyện ta có thể lấy:  = 700

Như vậy:         

         K_NV: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5-5 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy- tập 2) K_nv = 0,8

         K_UV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu phay K_uv = 0,83.

Như vậy: K­_v = K_MV. K_HV. K_LV = 1,064 . 0,8 . 0,83 = 0,706 

             V = 155,48m/phút           

3.6 Lập sơ đồ tính lực:

      Khi dao phay tác dụng vào phôi một momen xoắn M­_x và một lực P_o­ hướng từ trên xuống. Để chống lại ảnh hưởng của momen M_x tới yêu cầu gia công ta phải tiến hành cân bằng chúng bằng momen ma sát, muốn thế ta phải dùng trốt trụ ngắn có kết cấu đủ cững vững hay kẹp đủ chặt.

    Tính lực cắt và momen xoắn:

  * Khi phay:

   Z: Số răng dao phay Z = 12.

   n: Số vòng quay n = 180 vòng/phút.

   K_MV: Hệ số hiệu chỉnh.

   Các hệ số khác tra trong bảng 5 - 41.

             C_P : Hệ số mũ C_P = 82,5.

             x = 0,95;   y = 0,8;  u = 1,1;  q = 1,1;  w = 0

Thay số ta có:

 = 1797N

Công xuất cắt:

Tính lực kẹp:

    Do ta chỉ cần tính lực kẹp cho bước phay mặt đầu lỗ ren M4.

   Điều kiện cân bằng:

                  M_ms = M

Để tăng tính an toàn khi kẹp chặt ta thêm vào hệ số an toàn k. Do đó ta tính với:

                    M_ms ≥ k.M (1)

Với sơ đồ tính như hình biểu diễn ta có:

-         Phương của lực kẹp vuông góc với phương của lực tác dụng khi phay.

-         Ta cần phải tính lực kẹp sao cho với lực kẹp đó sẽ sinh ra lực ma sát đủ lớn để thoả mãn (1), đồng thời không quá lớn để làm chi tiết của ta bị biến dạng.

Khi đó công thức tính lực kẹp sẽ là:

Với:

              k: Hệ số an toàn

              f₁: Hệ số ma sát của mặt tinh trên phiến tỳ: f₁ = 0,12

              f₂: Hệ số ma sát của mặt thân I với mỏ kẹp có khía nhám: f₁ = 0,6

              P: Lực cắt khi khoan.

 Hệ số an toàn k được tính như sau:   k = k₀. k₁. k₂. k₃. k₄. k₅. k₆.

          k₀: Hệ số an toàn lấy cho mọi trường hợp, lấy k₀ = 1,5

          k₁: Hệ số an toàn kể đến lượng dư không đều khi khoan k₁ =1,2

          k₂: Hệ số an toàn kể đến dao cùn khi tăng lực cắt k₂ = 1,5.

          k₃: Hệ số an toàn kể đến lực cắt không liên tục k₃ = 1.

          k₄: Hệ số an toàn kể đến nguồn sinh lực, ta dùng nguồn sinh lực bằng tay nên lấy k₄ = 1,3.

          k₅: Hệ số an toàn kể đến vị trí tay quay khi kẹp, lấy k₅ = 1,2.

          k₆: Hệ số an toàn tính đến tính chất tiếp xúc, lấy k­₆ = 1.

Như vậy hệ số an toàn tính được là: k =1,5.1,2.1,5.1.1,3.1,2.1 = 4,21

Tính lực kẹp khi đó:

    Mặt khác khi phay dưới tác dụng của lực cắt được chia ra làm lực tiếp tuyến và lực pháp truyến, tuy nhiên dưới tác dụng của lực kẹp của mỏ cặp và chốt trụ ngắn thì M­_x không đủ để xoay chi tiết khi phay. Vậy chỉ cần kẹp chi tiết với lực kẹp W = 4200 N là đủ để gia công chi tiết.

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.

      Khi đó ta sử dụng cơ cấu kẹp đơn giản dùng mối ghép ren. Lực kẹp có phương chiều như hình biểu diễn thông qua đầu kẹp.

     Phương trình cần bằng khi siết bulông: Do ta xiết bu lông tại vị trí giữa của thanh kẹp nên ta có thễ xiết bulông với lực kẹp 4200 N.

3.8 Cơ cấu khác:

    Các cơ cấu khác:

    Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là bulông và đai ốc.

Thân đồ gá được chọn theo kết cấu như trên bản vẽ lắp, thân đồ gá được chế tạo bàng gang.

3.9 Xác định sai số đồ gá:

     Sai số đồ gá cho phép:

Trong đó:

     : Sai số do kẹp chặt phôi, trong trường hợp này lựu kẹp vuông góc với phương thực hiện nên:  = 0.

: Sai số do mòn đồ gá, gọi: N  = 6000 là số chi tiết cần gia công ta có:

: Sai số do lắp đặt đồ gá:

: Sai số chuẩn, như sơ đồ định vị chi tiết ta có

Sai số gá đặt chuẩn cho phép trong sổ tay đồ gá:

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 được ủ để khử ứng suất.

-        Kiểm tra đồ gá: Phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn (kích thước của các chi tiết định vị), khoảng cách tâm của các bạc dẫn. Kích thước cơ bản của cơ cấu kẹp chặt và khả năng đưa được 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 trượt 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 được sơn dầu.

-        Các chi tiết như bulông đai ốc được nhuộm màu bằng phương pháp hóa.

3.11 Những yêu cầu về an toàn của đồ gá:

-        Những chi tiết ngoài của đồ gá không được có các cạnh sắc.

-        Không được làm thay đổi vị trí của đồ gá khi ta thay đổi hay điều chỉnh bàn máy.

-        Đồ gá được cân bằng tĩnh và cân bằng động.

-        Lắp các chi tiết trên đồ gá nên có các dụng cụ chuyên dùng.

3.12 guyên lý làm việc của đồ gá:

Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá để gia công chi tiết càng gạt C4 thì quá trình làm việc của đồ gá như sau:

-         Lắp chốt trụ chám và chốt trụ ngắn vào thân đồ gá.

-         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.

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. Cơ sở máy công cụ.

5. Dung sai - Ninh Đức Tốn 2000

6. Sổ tay hướng dẫn thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy.

  "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"