Thiết kế đồ gá khoan

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. I.THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐỊNH VỊ 1.Phân tích sơ đồ định vị và các bề mặt chuẩn 2.Lựa chọn, thiết kế các chi tiết của cơ cấu định vị II.PHÂN TÍCH KỰA CHỌN KIỂU ĐỒ GÁ THEO NĂNG SUẤT III.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU KẸP 1.Tính toán lực kẹp 2.Thiết kế cơ cấu kẹp IV.PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN NGUỒN SINH LỰC. V.THIẾT KẾ TỔNG THỂ ĐỒ GÁ. 1.Các cơ cấu khác (thân dẫn hướng dụng cụ….) 2.Dạng tổng thể của đồ gá 3.Chi tiết hoá các chi tiết phi tiêu chuẩn. VI.TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC, BỀN, BỀN MÒN : 1.Xác định độ chính xác các kích thước chế tạo đồ gá. 2.Xác định ảnh hưởng bền mòn đến độ chính xác gia công. TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành Cơ khí, trang bị công nghệ có vai trò quan trọng và góp phần mang lại hiệu quả kinh tế-kỹ thuật tốt cho quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí. Xác định lựa chọn, thiết kế và tính toán trang bị hợp lí là một nội dung chính trong khâu chuẩn bị công nghệ cho quá trình sản xuất chế tạo sản phẩm cơ khí. Đồ gá là một phần thiết kế trong chế tạo máy, có vai trò quan trọng đến sự hình thành chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất chế tạo sản phẩm. Do đó cần phải có đồ gá đạt tiêu chuẩn :định vị và kẹp chặt tốt, có đồ gá phù hợp với gá đặt chi tiết, có đồ gá đa năng hay chuyên dụng phù hợp với yêu cầu đặt ra. Với vị trí quan trọng của đồ gá cho thấy môn học đồ gá là một môn học rất cần thiết đối với sinh viên ngành Chế tạo máy. Nó trang bị những kiến thức cơ bản về tính toán và thiết kế đồ gá. Và đồ án thiết kế đồ gá là phần thực hành không thể thiếu khi học về đồ gá. Nó giúp hiểu sâu hơn về phần lý thuyết và vận dụng vào thực hành. Đồ án của tôi được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ của thầy Trần Hữu Quang và các thầy trong bộ môn Chế tạo máy. Song với kiến thức và thực tiễn còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi có nhiều sai sót, nhưng qua đồ án này đẫ giúp tôi có thêm hiểu biết về đồ gá và công nghệ chế tạo máy, cùng kỹ năng khi thiết kế đồ gá. Cám ơn thầy giáo quang và các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này. Người thực hiện đồ án. NGUYỄN MINH TIẾN I> THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐỊNH VỊ Phân tích sơ đồ định vị và các bề mặt chuẩn Gia công loạt lớn nên ta làm đồ gá chuyên dụng Từ sơ đồ chi tiết đã cho trên hình vẽ theo yêu cầu của đề bài ta chọn các cơ cấu định vị là chốt trụ ngắn (hạn chế 2 bậc tự do), mặt tì (hạn chế 3 bậc tự do), do trong quá trình định vị kích thước 20mm là kích thước tự do vì vậy để định vị chính xác ta dùng cơ cấu sau : Chọn chuẩn định vị là mặt cần hạn chế 1 bậc tự do 2) lựa chọn ,thiết kế các chi tiết của cơ cấu định vị Chốt trụ tròn có kích thước theo tiêu chuẩn Mặt tì hạn chế 3 bậc tự do là một hình vành khăn có đường kính là D = 90mm và d = 23mm Hai chốt tì gắn trên tấm phẳng lắp với thanh trượt nhờ cơ cấu lò xo nó định vị một bậc tự do còn lại. mặt chuẩn là A như trên hình vẽ II> Tính toán thiết kế cơ cấu kẹp chọn chế độ cắt và chọn máy để gia công lỗ f26 Với n= = 477,46 (v/ph) *Lượng chạy dao: s = 20 (mm/ph) vậy s = 20/477,46 = 0,042 mm/vòng *Tốc độ cắt khi khoan: V= 30 (m/ph) *Mô men xoắn M & lực chiều trục P khi khoan f20 M=10.C.D.S.k (N.m) (1) P =10.C.D.S.k (N) (2) Trong đó: -Kp : hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế KP= KMP= Với : - khi khoan n=0,75 sB=750 MPa Vậy ta có KP=1 Tra theo bảng 5-32 (vật liệu cắt là thép gió) ta có: đối với mômen xoắn MX CM=0,0345 q = 2,0 y = 0,8 Đối với lực chiều trục P CP=68 q = 1,0 y = 0,7 Thay các giá trị này vào ( 1) và (2) ta có : MX=10.0,0345.(20)2.(0,042)0,8.1 = 10,93 (N.m) P = 10.68.20.(0,042)0,7.1 = 1478,5 (N) * *Mô men xoắn M & lực chiều trục P khi khoan rộng f25,6 M=10.C.D.S.k.tx (N.m) (1) P =10.C.D.S.k.tx (N) (2) Trong đó: -Kp : hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế KP= KMP= Với : - khi khoan n=0,75 sB=750 MPa Vậy ta có KP=1 Chiều sâu cắt t = 0,5(D –d) = 0,5.(25.6-20)=2.8 mm Tra theo bảng 5-32 (vật liệu cắt là thép gió) ta có: đối với mômen xoắn MX CM=0,09 q = 1,0 y = 0,8 x = 0.9 Đối với lực chiều trục P CP=67 q = 0 y = 0,65 Thay các giá trị này vào ( 1) và (2) ta có : MX=10.0,09.(25.6).(0,042)0,8.1.2,8 = 5,1 (N.m) P = 10.67.(25.6)0.(0,042)0,7.1.2,80,9 = 184 (N) Vậy trong quá trình gia công chi tiết chịu tác dụng với lực lớn nhất là P = 1478,5 (N) MX = 10,93 (Nm) Công suất cắt: N= N= = 0,535 (kw) Dựa vào công suất cắt chọn được máy khoan cần dùng để khoan lỗ: Kiểu máy Nga 2H125 ( Bảng 9-21 STCNCTM Tập 3). Sơ đồ kẹp chặt và tính lực kẹp chặt Sơ đồ kẹp chặt như hình vẽ: *Tính hệ số an toàn chung K để đảm bảo an toàn khi kẹp chặt chi tiết: Sơ đồ tính lực kẹp được coi là gần đúng trong điều kiện ở trạng thái cân bằng tĩnh dưới tác dụng của ngoại lực. Giá trị của lực kẹp lớn hay nhỏ là tuỳ thuộc vào ngoại lực tác dụng. Lực cắt thực tế không phải là hăng số. Ngoài ra còn nhiều điều kiện không ổn định khác. Để tính đến các gây nên không ổn định nói trên, khi tinh lực kẹp ta thêm vào các hệ số: -K: Hệ số àn toàn trong mọi trường hợp K=1,5 -K: Hệ số kể đến lượng dư không đều K=1,1 -K: Hệ số kể điến dao cùn làm tăng lực cắt K=1,2 -K: Hệ số về việc tăng lực cắt khi gia công các bề mặt không liên tục K=1,2 -K: Hệ số lực kẹp không ổn định K=1 -K: Hệ số xét đến ảnh hưởng của mômen làm chi tiết quay quanh trục của nó: K=1,0 -K: Hệ số xét mômen làm phôi lật quanh điểm tựa K=1,0 Hệ số an toàn chung K: K=KKKKKKK. K=1,5.1,1.1,2.1,2.1.1,0.1,0 = 2,3 *Sơ đồ tính lực kẹp: Sơ đồ tính lực kẹp biểu diễn như hình sau: Trong đó -P : Lực cắt chiều trục của mũi khoan tác dụng lên chi tiết. -M : Mômen xoắn cắt. -W : Lực kẹp . -N : Phản lực của chốt tác dụng vào chi tiết. +Ta thấy dưới tác dụng của lực cắt P nếu lực kẹp không đủ bảo đảm cân bằng chi tiết có thể bị quay quanh trục của chốt trụ ngắn: Khi khoan dưới tác dụng của lực chiều trục mũi khoan tác dụng lên chi tiết nó sẽ gây ra mô men cản mô men này do ma sát sinh ra (ở đây ta bỏ qua ma sát giữa đầu kẹp và chi tiết vì nó nhỏ) Trong đó: D - đường kính ngoài của mặt tì hạn chế 3 bậc tự do d - đường kính trong của mặt tì hạn chế 3 bậc tự do f – hệ số ma sát giữa chi tiết và mặt tì W – lực kẹp Xét cân bằng mômen tại tâm của chốt trụ ngắn, ta có: W= (6) Trong đó D=90 (mm) P=1478,5 (N) d=23 (mm) l=25 (mm) K=2,3 f=0,25 Ta được: W= = 10774,7 (N) Khi cắt dưới tác dụng của momen xoắn do mũi khoan gây ra làm chi tiết có thể lật quanh điểm 0 xét phương trình cân bằng mômen MX=W.11,5.10-3 Vậy ta có (N) Vậy W=950 + 10774,7 = 11724,7 (N) Xác định đường kính chốt. Trong quá trình gia công chốt chịu uốn vì vậy mà ta cần chon chốt hợp lí Vậy ta chọn chốt có đường kính là d=4 mm III) PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN NGUỒN SINH LỰC Sơ đồ tính toán nguồn sinh lực như hình vẽ: Ta có: =11724,7.0,84=9848,75 (N) Trong đó =1,4 và h = 0,85 (theo bảng 8-44 sổ tay CNCTM tập 2) Vậy Q = F .{tgj +tg(j + a)} Trong đó a = 450 và j = 8030’ Vậy Q = 9848,75.{tg8030’ +tg(150 + 8030’)} =5754 (N) Yêu cầu kẹp chặt nhanh chính xác ta chọn nguồn sinh lực kẹp chặt dạng thuỷ lực Q = Với p=500 (N/cm2) h = 0,85 Vậy (cm) Theo tiêu chuẩn ta chọn D= 40 mm V) THIẾT KẾ TỔNG THỂ ĐỒ GÁ Thiết kế các cơ cấu khác + Tổng thể đồ gá : đồ gá cần phải đảm bảo độ cứng vững quan trọng nhất là trong hướng tác dụng của lực kẹp và lực cắt. để nâng cao độ cứng vững ta cần phải giảm thiểu số lượng các mối lắp và tiếp xúc vì vậy thân đồ gá lam bằng phương pháp hàn Để giảm thiểu các khe hở lắp ghép ta sử dụng lắp ghép có độ dôi :lắp ghép giữa chốt trụ và mặt trụ trong của chi tiết là : H7/h6. Giữa bạc dẫn hướng và cơ cấu dẫn hướng là H7 Để dẫn hướng cho mũi khoan ta dùng bạc dẫn hướng : /n6 VI) TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC, BỀN VÀ BỀN MÒN *Xác định độ chính xác các kích thước chế tạo đồ gá Các chi tiết tạo ra các mối ghép mà độ chính xác gia công phụ thuộc trực tiếp vào nó : mặt tì hạn chế 3 bậc tự do, cơ cấu dẫn hướng có miền dung sai là 1/3 miền dung sai của chi tiết Các chi tiết tạo ra mối ghép mà độ chính xác gia công nó không ảnh hưởng đến độ chính xác gia công chi tiết : cơ cấu kẹp chặt… đọ chính xác chế tạo là cấp 9 Các chi tiết có kích thước tự do với bề mặt phải gia công cấp chính xác là 14, với bề mặt không phải gia công cấp chính xác là 16 khi gá có thể bắt gặp các sai số : do mũi khoan và trục của chốt trụ không vuông góc, và do trục của bạc dẫn hướng và mặt phẳng chuẩn không vuông góc. Vì vậy mà yêu cầu độ không vuông góc giữa trục của bạc dẫn hướng và mặt phẳng chuẩn là không vượt quá 0,05 mm độ không vuông góc giữa trục của chốt trụ và mũi khoan không vượt quá 0,5 mm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bài giảng đồ gá CNCTM -Lại Anh Tuấn . 2.Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá -NXB khoa học & kỹ thuật. 3.Đồ gá gia công CK: Phay-Bao-Tiện -NXB khoa học & kỹ thuật. 4.Sổ tay & át lát đồ gá -NXB khoa học & kỹ thuật. 5.Sổ tay CNCTM -NXB khoa học & kỹ thuật. 6.Nguyên lý cắt -Bách khoa Hà Nội. 7.Chi tiết máy -Học viện kỹ thuật quân sự. BẢNG KÊ CÁC CHI TIẾT TIÊU CHUẨN TT Tên gọi d S H D r C l lo Bước ren 1 Bu lông M10 10 17 7 19,6 0,5 1,5 40 16 1,5 2 Bu lông M8 8 14 5,5 16,2 0,5 1,2 28 14 1,25 Tên gọi d S H D Bước ren Đai ốc 8 14 6 16,2 1,25 Tên gọi D bxh t t1 r l Then bằng 10 3x3 2 1,6 0,2 16 Ngoài ra còn có các cơ cấu khác 1>Tay kẹp l=100 mm l1=55 mm 2>Bạc dẫn hướng D=45mm d=30 mm h =30mm t =30 mm 3>Chốt chống xoay d =4 mm l= 25 mm 4>Chốt trụ l=36 mm d = 23 mm d1=16 mm 5>Chốt tì l=11 mm d=7 mm d1= 4 mm 6>Hệ thống thuỷ lực D = 40 mm l=25 mm L=135 mm C=105 mm B=120 mm B1=95 mm H=40 mm d=20 mm d1=M12 P=7500 N