THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN LỖ 3 CỦA TAY BIÊN

Phân tích sơ đồ gá đặt phôi Để đảm bảo đợc độ đồng tâm của lỗ Φ3 với mặt trụ ngoài và độ vuông góc của tâm lỗ Φ3 so với mặt đầu ta phải hạn chế ít nhất 5 bậc tự do.. ở các nguyên công t

Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan lỗ ∅3 của tay biên

R7,5 R11

ỉ11,5

ỉ3

3 ỉ10

Phân tích

Để đảm bảo độ đồng tâm của lỗ Φ3 đối với mặt trụ ngoài của tay biên ta dùng mặt trụ ngoài đã gia công làm chuẩn định

vị để gia công lỗ Φ3

Do lỗ rất sâu (L = 90mm) nên để đảm

bảo tính cứng vững và tránh làm gẫy mũi

khoan trong quá trình gia công ta chia quá

trình khoan lỗ Φ3 làm hai lần, nghĩa là

khoan một nửa chiều dài của lỗ sau đó

quay lại khoan hết phần chiều dài còn lại

Sở dĩ nh vậy là do lỗ Φ3 chỉ có tác dụng

dẫn dầu vào bôi trơn khớp cầu nên ta cũng

không cần chú ý tới độ xuyên tâm

Phân tích sơ đồ gá đặt phôi

Để đảm bảo đợc độ đồng tâm của lỗ

Φ3 với mặt trụ ngoài và độ vuông góc của

tâm lỗ Φ3 so với mặt đầu ta phải hạn chế

ít nhất 5 bậc tự do ở các nguyên công

tr-ớc ta đã gia công đợc mặt trụ ngoài và mặt

đầu vì vậy ta sẽ dùng nó làm chuẩn định vị

để gia công lỗ Φ3

Định vị

- Mặt trụ ngoài hạn chế 4 bậc tự do bằng 2 khối V ngắn.

- Mặt phẳng đầu hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt

Dùng khối V di động kẹp vào mặt trụ ngoài của biên

1- Chọn cơ cấu định vị

- Do mặt đầu đã gia công nên nó là

chuẩn tinh vì vậy ở mặt đầu ta dùng một

bạc tỳ (hình vẽ), vì diện tích tiếp xúc nhỏ

nên ta coi nó chỉ hạn chế đợc một bậc tự

do

- Đối với mặt trụ ngoài ta dùng hai

khối V ngắn cố định lắp trên mặt phẳng

ngang

(hình vẽ)

2 lỗỉ6,5

ỉ11

55 40

2 lỗỉ5

8 90°

- Để kẹp chặt ta dùng một khối V di động

ỉ13 ỉ18

12 14

50

2 lỗ ỉ3

2- Xác định chế độ cắt, lực cắt và mômen xoắn.

Chế độ cắt:

Trong phần thiết kế các quy trình công nghệ gia công tay biên ta đã có:

- Chiều sâu cắt t = 1,5mm

- Vận tốc cắt v = 10 m/p

- Số vòng quay n = 1060 v/p

Lực chiều trục và mô men xoắn:

Mômen xoắn Mx = 10.CM.Dq.sy.kp

Lực chiều trục Po= 10.CP.Dq.sy.kp

Các hệ số và số mũ tra bảng 5-32 STCNCTM tập II ta đợc

CM= 0.0345; q = 2; y = 0,8

Cp= 68; q = 1; y = 0,7 và kp tra bảng 5-9 STCNCTM tập II ta đợc

kp= kMP =

75 0 b

750









750

950 0.75

=













Thay vào công thức ta có:

Mx= 10.CM.Dq.sy.kp= 10.0,0345.32.0,030.8.1,19 = 0,2235 (N.m)

Po = 10.CP.Dq.sy.kp= 10.68.31.0,030.7.1,19 = 209 N

3- Tính lực kẹp cần thiết

Lực kẹp phải đảm bảo phôi cân bằng ổn định, không xê dịch trong suốt quá trình gia công, vậy ta phân tích nh sau:

Dới tác dụng của lực cắt và mômen cắt chi tiết sẽ bị dịch chuyển tịnh tiến sang phải và lật quanh điểm A Do vậy lực kẹp cần thiết W phải thắng đợc sự tịnh tiến của phôi và sinh ra mômen cản phải lớn hơn mômen lật phôi

Ta có hệ phơng trình nh sau:

K.Ptđ≤ W + P0.f (1) K.Ptđ.a ≤ W.b (2) Trong đó:

- a: khoảng cách từ điểm lật A tới điểm đặt lực

Ptđ , với đồ gá thiết kế ta lấy a= 80mm

- b: khoảng cách từ điểm lật A tới điềm đặt lực

kẹp W, ta lấy b = 25mm

- Ptđ: lực cắt tơng đơng

Với Ptđ =

0

x d

M 2 = 3

223

- f: hệ số ma sát giữa mặt định vị và chi tiết f = 0,15

- K: hệ số an toàn

K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6

K0 =1,5 : Hệ số an toàn chung

K1: Hệ số tính đến trờng hợp lực cắt tăng khi

độ bóng thay đổi Với bớc gia công thô K1 = 1,2

K2 = 1 : Hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt

khi dao mòn

K3 = 1 : Hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi gia công gián đoạn

K4 = 1,3: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt khi kẹp bằng tay

K5 = 1 : Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay

K6 = 1,5 : Hệ số tính đến trờng hợp mô men làm quay chi tiết khi định vị chi tiết trên phiến tỳ

⇒ K = 1,5.1,2.1.1.1,3.1.1,5 = 3,51

- P0: lực chiều trục P0 = 209 N

Vậy thay vào phơng trình ta có :

K.Ptđ≤ W + P0.f (1)

⇒ W ≥ K.Ptđ - Po.f

W

A

P tđ W

a

M x

P 0

b

⇒ W ≥ 3,51.149 - 209.0,15 = 491 N Với phơng trình mômen

K.Ptđ.a ≤ W.b (2)

⇒ W ≥ K.Pbtd.a =3,51.25149.80 =1673 N Vậy trong hai trờng hợp trên ta chọn lực kẹp có giá trị 1673N

4- Tính đờng kính bulông

Với lực kẹp tính toán đợc nh trên ta đi tính toán đờng kính trục ren để thỏa mãn yêu cầu

Đờng kính trung bình của trục ren tính theo công thức (Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập I trang 163)

d2 =

Q h

ψ π

Trong đó:

- Q: lực dọc trục chính là lực kẹp W cần thiết

- ΨH = H/d2 là hệ số chiều cao đai ốc (H: chiều cao đai ốc), thờng chọn trong khoảng 1,2 ữ 2,5 ta lấy ΨH = 1,2

- Ψh = h/p là hệ số chiều cao ren (h: chiều cao làm việc của ren, p: bớc ren) đối với ren răng ca ta có Ψh =0,75

- [q] : áp suất cho phép, đối với cặp vật liệu vít- đai ốc là thép - gang ta có [q] =

5 Mpa

Vậy:

d2 =

] q [

Q h

ψ

π = 1,2.0,75.5

1673

Lấy theo tiêu chuẩn ta đợc đờng kính trung bình trục ren là d = 12mm

4- Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

a) Cơ cấu dẫn hớng.

Vì nguyên công thiết kế là khoan lỗ Φ3 do vậy cơ cấu dẫn hớng bao gồm bạc dẫn hớng và phiến dẫn

Bạc dẫn h ớng.

Do yêu cầu là phải khoan lỗ Φ3 đồng thời kết hợp

vát mép do vậy ta dùng loại bạc dẫn hớng thay

nhanh Rãnh trên bạc có tác dụng làm giảm thời

gian thay bạc Công nhân đứng máy chỉ cần xoay

bạc sao cho phần khuyết trên chiều dày vai bạc

ứng với vít hãm là có thể rút bạc ra khỏi phiến

dẫn

Phiến dẫn.

Dùng loại phiến dẫn lắp cố định với thân đồ

gá do vậy ta không cần dùng đến phiến dẫn tháo

nhanh hay kiểu trụ trợt thanh khía trong trờng hợp này ta luôn đảm bảo đợc độ chính xác kích thớc yêu cầu bởi vì

không bị ảnh hởng bởi sai số do mòn

bản lề

b) Cơ cấu tháo nhanh

Do ta dùng phiến dẫn cố định nên

để tháo lắp chi tiết đợc dễ dàng thuận

lợi ta dùng cơ cấu tháo nhanh

6- Xác định các sai số chế tạo đồ gá

Sai số chuẩn

Ta có sơ đồ nh sau: (hình vẽ)

Ta có chuỗi kích thớc: H = c - x

Trong đó:

- c: là kích thớc cố định (khoảng

cách từ tâm mũi khoan tới đáy khối V)

- x: là kích thớc thay đổi

Vậy ta có sai số chuẩn của kích thớc thực

hiện: εc(H) = εc(x)

2 / sin 2

D

α - D = 2

2

2 / sin

1

−

A B

O

c=const

x

H

± δ

α ỉ23

Trong đó sai số của kích thớc đờng kính D là 2δ Vậy sai số chuẩn của kích thớc thực hiện: (α: góc khối V α = 900)

2 / sin

1 ( 2

α δ

Do bề mặt ngoài đã qua nguyên công tiện bán tinh nên đạt độ chính xác kích thớc cấp 10, tra sai lệch cho mặt trụ ngoài ∅23 ta đợc δ = 84àm

45 sin

1 ( 2

40

Sai số kẹp chặt

Sai số kẹp chặt xuất hiện do lực kẹp chặt phôi sinh ra và giá trị của nó bằng l-ợng di động của chuẩn gốc chiếu lên phơng của kích thớc thực hiện

εkc = (ymax - ymin).cosα

α: Góc giữa phơng của kích thớc thc hiện và lực kẹp

Trong trờng hợp này ta có thể tính theo công thức

εkc = C.W0,5 = 0,3.16730.5 = 12,27 àm trong đó C là hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, W là lực kẹp cần thiết đã đợc tính ở phần trớc

Sai số đồ gá εđg

Sai số đồ gá εđg bao gồm sai số sinh ra do chế tạo εct , do lắp ráp đồ gá không chính xác εlđ , do mòn cơ cấu định vị εm

m ld ct



- εct : sai số chế tạo đồ gá

- εlđ : sai số lắp đặt nhỏ thờng lấy εlđ = 10 àm

- εm : sai số do mòn tínhtheo công thức:

εm = β N (àm)

β: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng đồ định vị, mặt định vị Do mặt định vị của

ta là mặt chuẩn tinh nên tra bảng 6.2 (tính và thiết kế đồ gá) ta đợc β = 0,3

N: Số lần tiếp xúc giữa chi tiết gia công và đồ định vị chính là số lợng phôi

đuợc định vị giữa hai lần điều chỉnh cơ cấu định vị của đồ gá Do điều kiện sản xuất hàng loạt nên ta chọn N = 1000

Vậy εm = β N = 0,3 1000 = 9,48(àm)

Do đó sai số gá đặt đồ gá εgđ phải thoả mãn điều kiện sau:

εgđ < [εgđ] = (

2

1

ữ

5

1 ) δ

δ: Dung sai cho phép của kích thớc cần đạt, với chuẩn định vị chính là mặt trụ ngoài ∅26 nên δ = 130àm (cấp 11)

Vậy lấy [εgđ] = (

2

1

ữ

5

1 )δ = 65àm Mặt khác ta lại có:

ct m ld k c dg

k

ε

Nh vậy để thoả mãn yêu cầu làm việc, nghĩa là khi gia công trên đồ gá luôn đạt

đ-ợc yêu cầu kỹ thuật của chi tiết thì ta phải có:

ld m k c gd

= 652 −(352 +9,42 +9,52 +102)= 52,16àm

Vậy khi chế tạo đồ gá phải thoả mãn sai số chế tạo ở trên

Điều kiện kỹ thuật của đồ gá

Từ kết quả tính toán giá trị sai số gá đặt cho phép của đồ gá ở trên ta có thể nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá nh sau:

- Độ không song song giữa mặt định vị C và mặt đáy A là mặt định vị giữa đồ gá

và bàn máy nhỏ hơn 0,052mm trên 100 mm chiều dài

- Độ không vuông góc giữa mặt định vị C và tâm khối V nhỏ hơn 0,052 mm