THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG KHOAN LỖ

Thiết kế đồ gá gia công khoan lỗ

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG KHOAN 2 LỖ Ө6.

1 Xây dựng sơ đồ gá đặt.

- Nguyên công khoan lỗ 6 là nguyên công cuối cùng trong quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ trục trơn ,nên ta có thể sử dụng tất cả các mặt phẳng,các lỗ đã gia công để định vị gia công lỗ 6

- Yêu cầu lỗ khoan lỗ Ө6 đạt kích thước yêu cầu độ nhám Ra=3,2 tâm lỗ vuông góc vớimặt phẳng định vị

- Chi tiết được chế tạo bằng gang xám nên ta gia công khoan lỗ trên máy khoan đứng bànmáy đc lắp lên bàn máy khoan nàm ngang có rãnh chữ T

-Ta lấy chuẩn định vị cho nguyên công là mặt phẳng đáy đã đc gia công,mặt phẳng gia côngtinh kết hợp với hai lỗ phi 13 nên ta chọn hệ thống sơ bọ cho cơ cấu định vị là phiến tý,trốttrụ ngắn,trốt trám và lục kẹp:

•Phiến tỳ định vị 3 bậc tự do,hạn chế tịnh tiến theo phương Oz,quay quanh Oy,Ox

•Trốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do,tịnh tiến theo phương Oy

•Trốt trám định vị 1 bậc tự do quay quanh Oz

-Các chi tiết định vị trong đồ gá cần đảm bảo độ chính xác và lắp ghép theo dung sai chophép,nhiệt luyện để đạt độ cứng cần thiết để đảm bảo số lần gia công tối đa nhất

-Cơ cấu và hệ thống gá đặt phải đủ điều kiện làm việc là cứng vững,đồng thời cũng phảiđảm bảo một số tiêu chí:

1. Đơn giản về hệ thống

2. Tiết kiệm chi phí làm đồ gá

3. Tháo lắp nhanh gọn ,rút ngắn thời gian gia công

Hỡnh 1:Sơ đồ định vị gỏ đặt chi tiết

2 Xỏc định lực kẹp cần thiết.

• Lực kẹp là cơ sở để thiết kế các cơ cấu kẹp chặt Việc tính lực kẹp đợc coi là gần đúng trong điều kiện chi tiết gia công ở trạng thái cân bằng tĩnh dới tác dụng của các ngoại lực : lực kẹp , phản lực của mặt tỳ , lực ma sát ở các

bề mặt tiếp xúc , lực cắt và trọng lợng của chi tiết Trong thực tế lực cắt không ổn định , lực ma sát cũng không ổn

định do đó lực kẹp cũng không ổn

• Trị số của lực kẹp : trị số của lực kẹp phôi trên đồ gá phải

đảm bảo sao cho phôi cân bằng, ổn định, không bị xô lệch trong suốt quá trình gia công dới tác dụng của ngoại lực,trong đó chủ yếu là lực cắt, mômen xoắn, trọng lợng của bản thân phôi và các lực loại 2 sinh ra trong qua trình gia công nghĩa là có thể xác định đợc lực kẹp gần đúng bằng

cách giải bài toán cân bằng tĩnh tuỳ theo sơ đồ gá đặt cụthể với quan hệ :

∑ M = F(k, Mc , f )

∑P = F(k, Pc , f )

Chọn mỏy :

- Chọn máy khoan cần 2A55

- Đờng kính lớn nhất khi khoan thép: 50mm

- Công suất đầu khoan 4,5 kw, công suất nâng xà ngang 1,7 kw

- Số vòng quay trục chính ( V/ph):30-37; 5-47; 150- 190-225-300-375-475-600-950-1180-1500-1700

5-60-75-95-118 Bớc tiến sau 1 vòng quay trục chính (mm/v): 0.055-60-75-95-118 0.075-60-75-95-118 0.15-60-75-95-118 0.14-0.2-0.28-0.4-0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

0.05-0.07-0.1 Mômen xoắn lớn nhất: 75 KG; Lực dọc trục lớn nhất: 2000 KG

Trong quỏ trỡnh khoan lỗ chi tiết chịu tỏc dụng của cỏc cỏc lực sau :

+ Momen xoắn M do lực cắt gõy ra

Hình 2:Sơ đồ đặt lực khi khoan.

D: Đường kính lỗ gia công D=6 mm

S: Lượng chạy dao S=0.28mm/vòng

Các số mũ stra bảng (7-3)CDCGCCK ta có:

Hệ số ma sát f=0,3

Khi đó:

Mc=0,022.62.5.0,280,8.1=0,7 (kg.m)=7.0 (N.mm)

Ta thấy lực cắt ở hai lỗ là như nhau nhưng vị trí cắt so với vị trí định vị là khác nhau,nên ta nhận thấy vị trí cắt số 1 có vị trí xa hơn so với vị trí 2 nên ta tính lực kẹp tại ví trí 1 cho cả hai vị trí.

K1 – hệ số an toàn kể đến lượng dư không đều gia công thô K1=1,2K2 – hệ số an toàn kể đến dao cùn làm tăng lực cắt K2 = 1,0

K3 – hệ số an toàn kể đến quá trình cắt K3 = 1,0K4 – hệ số an toàn kể đến nguồn sinh lực không ổn định với cơ cấu kẹp bằng tay

K4 = 1,0K5 – hệ số kể đến góc quay của cơ cấu cần sinh ra lực kẹp thuận tiện K5 =1K6 – hệ số tính đến mômen làm lật quanh điểm tựa ( Khi định vị trên các phiến tỳ)

K6 = 1,5Vậy K = 1,5 1,0 1,0 1,0 1 1,5 = 2,25

3 Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực.

- Cơ cấu sinh lực là tay công nhân

- Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ.

+ Không làm biến dạng phôi

+ Kết cấu nhỏ gọn

+ Thao tác thuận lợi và an toàn

⇒ Với các yêu cầu như vậy ta chọn cơ cấu kẹp làbu lông đai ốc

Đường kính bulông được xác định theo độ bền kéo của bulông :

+ Đường kính bu lông :d = C. δ

W

(mm)

Trong đó :

C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,4)

d :đường kính ngoài của ren (mm)

•Bảo đảm vị trí chính xác giữa phôi và dụng cụ cắt

•Cố định vị trí chi tiết đã định vị , không có ngoại lực làm xê dịch hay rung động ( kẹp chặt)

•Xác định vị trí và dẫn hướng dụng cụ cắt

•Tạo thêm một số chuyển động để gia công các bề mặt phức tạp

* Cấu tạo chung của đồ gá như sau :

•Bộ phận định vị

•Bộ phần kẹp chặt

•Các cơ cấu truyền lực

•Các cơ cấu hướng dẫn , so dao

•Các cơ cấu quay và phân độ.

•Thân và đế đồ gá

•Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá vào máy

* Cơ cấu định vị và xây dựng sơ đồ gá đặt:

•Dùng phiến tỳ vào mặt đáy chi tiết hạn chế 3 bậc tự do

+ Phiến tì xẻ rãnh: Loại này có lỗ bắt vít nằm trên các rãnh sâu từ 1 đến 3

mm, thường được sử dụng nhiều (hình 3c)

Hình 3:Các loại phiến tỳ cố định Các chi tiết định vị phụ :

- Chốt tì tự định vị (hình 4a).

Hình 4a:Kết cấu chốt tỳ tự định vị

Chốt tự định vị dùng để tăng độ cứng vững của chi tiết gia công, không có tác dụng tham gia định vị, Dưới tác dụng của lò xo (1) chốt tì (2) luôn luôn tiếp xúc với mặt gia công khi siết vít (3) thông qua hai chốt trượt (4) và (5)

sẽ làm cố định chốt (2) lại, góc dốc của mặt vát trên chốt tì (2) phải đảm bảo độ tự hãm (α= 5 ÷60) nếu không chi tiết sẽ bị đẩy lên đầu chốt tì có lắp

mũ ốc (7) Khi đặt chi tiết vào đồ gá phải nới lỏng vít (3), nếu chi tiết gia công nhẹ quá phải dùng lực tay ép chi tiết xuống trước khi hãm chốt

- Chốt trụ dài (h5-a): Dùng chốt trụ dài có khả năng hạn chế 4 bậc tự do Về kết cấu, chiều dài phần làm việc L của chốt sẽ tiếp xúc với lỗ chuẩn D có tỉ số L/D>1,5 Nếu phối hợp với mặt phẳng để định vị chi tiết, thì mặt phẳng chỉ được hạn chế một bậc tự do.

- Chốt trụ ngắn (hình 5 -b,c): chốt trụ ngắn có khả năng hạn chế hai bậc tự do tịnh tiến theo hai chiều vuông góc với tâm chốt Tỉ lệ L/D< 0,33^ 0,35

- Chốt trám (chốt vát -hình 5-d) chỉ hạn chế một bậc tự do

Hình 5:Các loại trốt định vị

Vật liệu để chế tạo các chốt gá như sau: khi dc <16mm, chốt gá được chế tạo bằng thép dụng cụ Y7A,Y10A, 9XC, CD70; khi dc >16mm được chế tạo bằng thép crôm-20X, thấm các bon đạt chiều dày lớp thấm 0,8^1,2mm, sau đó tôi đạt độ cứng HRC50^55

Lắp ghép giữa lỗ chuẩn và chốt gá là mối ghép lỏng nhẹ nhưng khe hở nhỏ nhất (H7/h7) để có thể giảm bớt được sai số chuẩn Còn lắp ghép giữa chốt và thân đồ gá thường là (H7/k7) hoặc (H7/m7)

Hình 6:Các loại trốt định vị

– Chốt côn: Các loại chốt côn như hình 6

+ Chốt côn cứng: tương ứng 3 điểm (h6-a), hạn chế 3 bậc tự do tịnh tiến

+ Chốt côn tuỳ động (chốt côn mềm): tương ứng 2 điểm (h 6-b) hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến Chốt côn tuỳ động dùng khi chuẩn định vị là chuẩn thô nhằm mục đích để bề mặt côn làm việc của chốt côn luôn luôn tiếp xúc với lỗ trong một loạt phôi được chế tạo bằngcách đúc, rèn dập, đột lỗ…

 Trong cơ cấu định vị gia công lỗ M6 ta cần sử dụng trốt trụ ngắn và trốt trám để định

- Theo tính toán ta lấy Bu lông ,đai ốc xiết M10 để kẹp chi tiết

*Cơ cấu so dao,dẫn hướng

Giới thiệu chung về cơ cấu dẫn hướng:

Bạc dẫn hướng có kết cấu đặc biệt

Bạc dẫn có tác dụng trực tiếp dẫn hướng dụng cụ cắt, được lắp trên phiến dẫn Phiến dẫn được lắptrên thân đồ gá

Kích thước lỗ bạc dẫn bằng kích thước dụng cụ gia công

Hình 8:Phiến dẫn cố định không tháo Phiến dẫn cố định tháo được

Hình 9:Phiến dẫn cố định tháo được

Phiến dẫn bản lề

Hình 10:Phiến dẫn bản lề Phiến dẫn tháo rời

Hình 11:Phiến dẫn tháo rời

Xác định vị trí tâm lỗ gia công

Làm điểm tựa, tăng cứng vững cho dụng cụ cắt

Bạc dẫn thay thế

Hình 13:Bạc dẫn thay thế Bạc dẫn thay thế nhanh

Hình 14:Bạc dẫn thay thế nhanh.

Rãnh trên vai có tác dụng làm giảm thời gian thay bạc: do không cần tháo vít hãmBạc thay thế dùng khi gia công lỗ gồm nhiều bước công nghệ, sau mỗi bước phải thay thế bạc dẫn hướng và dụng cụ cắt Bạc thay thế lắp với phiến dẫn thông qua bạc lót Bạc lót lắp chặt với phiến dẫn, bạc dẫn lắp sít trượt với bạc lót

Bạc dẫn xoay

Dùng để gia công lỗ trên máy doa Bạc dẫn được lắp với ổ trượt hoặc ổ lăn, các ổ

đó được lắp với phiến dẫn Bạc dẫn có lắp then với cán dao để quay theo trục dao

khi gia công

Bạc dẫn hướng có kết cấu đặc biệt.

- Hình a: Gia công trên mặt nghiêng/mặt cầu

- Hình b: Gia công với dụng cụ cắt có đầu dẫn hướng

Bạc dẫn hướng

- Chiều dài bạc dẫn: b=(1,5÷2)d

- Khoảng cách đến bề mặt gia công:

- Đối với vật liệu giòn (gang) : a = (0,3÷0,5).d

- Đối với vật liệu dẻo (thộp, nhụm): a = (0,5 ữ 1).d

- Khi khoột: a ≤ 0,3.d

Đúng bạc dẫn lờn phiến dẫn

 Trong cơ cấu ta sử dụng bạc dẫn thay thế nhanh

- Trong cơ cấu dẫn hướng, chi tiế tiếp xỳc trực tiếp với mũi khoan được gọi bạc dẫn hướng, chúng thờng đợc làm bằng thép dụng cụ và thép hợp kim , nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 55 - 60 Các

bề mặt làm việc của nó phải đợc mài đạt Ra0,32 (mm)

- Bạc dẫn hướng tiện lợi trong việc gia cụng nhiều chi tiết vỡ nú thỏo lắpnhanh,định vị vị trớ gia cụng lỗ khoan và thỏo lắp nhanh chớnh xỏc

1 Cơ cấu dẫn hướng gồm khớp bản lề,rãnh chữ T để bắt bàn máy và máy.

2 Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc

3 Thân đồ gá được chọn theo kết cấu như bản vẽ lắp, thân đồ gá được chế tạo bằnggang

5 Tính độ chính xác của đồ gá.

Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy định điều kiện kỹ thuậtchế tạo và lắp ráp đồ gá

Ta phải so sai số gá đặt đạt yêu cầu

⇒ Sai số chế tạo lắp ráp đồ gá phải thoả mãn yêu cầu của nguyên công

εđg =

2 2 2

CTLR ld

m ε ε

εCTLR ≤

2 2 2 2 2

] [ εgd − εc − εK − εm − εld

1 5

• Sai số lắp đặt đồ gá trên máy: εlđ

Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá

Sai số lắp đặt [εlđ] phụ thuộc quá trình gá đặt (lắp) đồ gá trên máy gia công

] [ εgd − εc − εK − εm − εld

= = 16,4( àm )

Vậy εCTLR = 16,4 ( àm )

 Yờu cầu kỹ thuật của đồ gỏ.

Hỡnh 4:Bản vẽ lắp đồ gỏ

1. Độ khụng vuụng gúc giữa mặt tỳ và mặt đế đồ gỏ ≤ 0,01/100 ( mm )

2. Độ khụng vuụng gúc giữa cỏc mặt thõn đồ gỏ ≤ 0,01 ( mm )

3. Độ búng của cỏc bề mặt lắp rỏp và định vị : cấp 7

4. Độ cứng của cỏc chốt tỳ và chốt định vị 50…55 HR

5. Yêu cầu đối với thân đồ gá:

Tất cả thân đồ gá và đế đồ gá phải đc ủ để khử ứng suất

• Kiểm tra đồ gá :

+ Phải kiểm tra tất cả các kích thớc chuẩn

+ Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết

+ Kiểm tra độ cứng vững của đồ gá

• Sơn đồ gá :

+ Sau khi đồ gá đợc kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công cần phải đợc sơn dầu Màu sơn có thể tuỳ ý, lớp sơn phải khụ

+ Các chi tiết nh tay quay, chi tiết khoá, bulông, đai ốc

đợc nhuộm lấy màu bằng phơng pháp hóa học

• Những yêu cầu an toàn về đồ gá :

+ Những chi tiết ngoài không đc có cạnh sắc

+ Không đợc làm xê dịch vị trí của đồ gá khi thay đổi

điều chỉnh trên máy

+ Đồ gá cần đợc cân bằng tĩnh và cân bằng động

+ Kết cấu của đồ gá thuận tiện cho việc quét dọn phoi

và dung dịch trơn nguội trong quá trình gia công

+ Khi lắp các chi tiết trên đồ gá phải có dụng cụ chuyên dùng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Đại học công nghiệp Hà Nội khoa cơ khí

Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ

[2] Đặng Văn Nghìn – Lê Trung Thực.

Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy tập 1,2và 3 ĐHBK Hà Nội 1970

[3] Nguyễn Đắc Lộc – Ninh Đức Tốn – Lê Văn Tiến - Trần Xuân Việt.

Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 và 2 NXB KHKT-2000

[4] Đặng Vũ Giao.

Tính và thiết kế đồ gá ĐHBK Hà Nội-1969

[5] Nguyễn Ngọc Anh - Phạm Đình Thuyên - Nguyễn Ngọc Thư – Hà Văn Vui.

Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, III, IV.

[6] Nguyễn Ngọc Đào - Hồ Viết Bình.

Chế độ cắt khi gia công cơ ĐHSPKT.TPHCM

[7] Hồ Viết Bình – Lê Đăng Hoành - Nguyễn Ngọc Đào.

Đồ gá gia công cơ khí tiện phay bào mài ĐHSPKT.TPHCM

[8] Trần Văn Địch

Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy NXB KHKT-1999

[9] Văn Giáp – Thái Thị Thu Hà.

Các phương pháp gia công kim loại NXB ĐHQG TPHCM-2001

[10] Bộ môn công nghệ chế tạo máy.

Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy tập 1 và 2 ĐHBK HN-1997