Thiết kế đồ gá chuyên dùng để gia công chi tiết trên máy vạn năng thông thường

Lời nói đầu.
Bất cứ một máy nào hay một cơ cấu máy nào đó đều đợc cấu thành từ
những chi tiết máy lắp ghép lại với nhau tạo thành. Do đó việc chế tạo
một máy, cơ cấu máy chính là việc chế tạo các chi tiết máy riêng rẽ rồi
lắp ghép chúng lại với nhau theo một sơ đồ nào đó.
Muốn chế tạo đợc một chi tiết máy nào đó thì trớc tiên ta phải thiết lập
đợc một qui trình công nghệ gia công chúng. Việc thiết kế qui trình
công nghệ gia công một chi tiết nào đó bao gồm những công việc:
chọn máy gia công, dao cắt, tính lợng d gia công, chế độ cắt, mặt định
vị, kẹp chặt, xác định lực kẹp chặt.
Trang bị công nghệ để gia công chi tiết tuỳ thuộc theo dạng sản xuất:
đơn chiếc, hàng loạt, hàng khối. Đối với đồ án môn học công nghệ chế
tạo máy thì dạng sản xuất chủ yếu là sản xuất loạt lớn, nh vậy trang bị
kĩ thuật là máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
Nh vậy trong đồ án môn học này nhiệm vụ chủ yếu là thiết kế đồ gá
chuyên dùng để gia công chi tiết trên máy vạn năng thông thờng.
Nội dung đồ án gồm.
1. Phân tích nguyên lý làm việc của chi tiết trong thiết bị.
2. Xác định dạng sản xuất.
3. Phân tích công nghệ trong kết cấu.
4. Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi.
5.Lập thứ tự gia công cho các nguyên công.
Vẽ sơ đồ gá đặt , kí hiệu điịnh vị và kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, kí
hiệu chiều chuyển động của dao và cuả chi tiết.
6. Tính lợng d gia công cho một bề mặt (do giáo viên hớng dẫn chỉ
định) các bề mặt còn lại tra theo bảng.
7. Tính chế độ cắt cho một nguyên công(do giáo viên chỉ định ), các
nguyên công khác tra theo bảng trong sổ tay công nghệ chế tạo máy.
8. Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công.
9. Tính và thiết kế một đồ gá.
Em xin chân tành cảm ơn thầy giáo Nuyễn Chí Cờng đã hớng dẫn tận

tình để đồ án này đợc hoàn thành.
1
1.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết trong thiết bị.
Chi tiết cần gia công làgối đỡ. Trên gối đỡ thờng gia công lỗ để lắp
ghép với trục hoặc là lỗ lắp ổ lăn, với trờng hợp này gối đỡ trên đó gia
công lỗ để lắp ổ lăn. Gối đỡ đợc lắp lên một chi tiết khác thông qua
mặt phẳng đáy và 2 lỗ xỏ bu lông.
Lắp ghép giữa lỗ và ổ lăn là lắp ghép theo hệ trục vì ổ lăn đã đợc chế
tạo sẵn. Do đó lỗ đợc chế tao theo vòng ngoài của ổ đạt cấp chính xác
kích thớc H7, cấp độ nhám là cấp 8.
Từ chức năng làm việc ta có thể đa ra một số yêu cầu kĩ thuật đối với
chi tiết nh sau.
Độ chính xác kích thớc lỗ 100 : 100
+0.035
Độ vuông góc giữa mặt đầu và lỗ 100 không vợt quá 0.02 trên
toàn bộ mặt phẳng.
Độ song giữa lỗ 100 và mặt phẳng đáy không vợt quá 0.02 trên
toàn vbộ mặt phẳng.
Độ nhám bề mặt lỗ 100 đạt R
a
= 0.63.
2. Phân tích tính công nghệ của chi tiết.
Chi tiết cần gia công là chi tiết dạng hộp, do đó chuẩn tinh chính là
một mặt phẳng và 2 lỗ vuông góc với mặt phẳng đó. Với chi tiết của ta
thì ta nhận thấy tính công nghệ phù hợp. Do chi tiết phải lắp ghép với
chi tiết khác và đợc cố định thông qua 2 lỗ xỏ bu lông, do vậy ta chọn
chuẩn tinh thống nhất là mặt phẳng đáy và 2 lỗ xỏ bu lông.
Từ tính công nghệ ta có thể đa ra một số yêu cầu kĩ thuật nh sau đối
với chi tiết.
Độ chính xác kích thớc lỗ xỏ bu lông đạt cấp 7 : 17

+0.018
.
Độ nhám bề mặt lỗ đạt cấp 8 : R
a
= 0.63.
Độ không vuông góc gia 2 lỗ xỏ bu lông và mặt đáy không vợt
quá 0.02 trên toàn bộ mặt phẳng.
Độ không phẳng của mặt đáy không vợt quá 0,1 trên toàn bộ mặt
phẳng.
Độ nhám mặt đáy đạt R
z
= 10.
Độ không vuông góc giữa lỗ xỏ bu lông và mặt đáy không vợt quá
0.02 trên toàn bộ mặt phẳng.
3. Xác định dạng sản xuất.
Sản lợng hàng năm : N = 2000 chiếc/năm.
Khối lợng chi tiết : G = V*.
Trong đó : V là thể tích phần kim loại của chi tiết.
là khối lợng riêng của chi tiết.
Ta có thể tích V: V = V
1
+ V
2
+ V
3
+2*V
4
(mm
3
).

( ) ( )
322
1
28456258*5075
2
1
mmV
==

.
2

( )
32
2
46835058*50*
2
1
150*80*58 mmV
==

.

( ) ( )
322
3
80823285015* mmV ==

.

( )
32
4
5180022*27*22*22*55 mmV
==

.
V =V
1
+ V
2
+V
3
+ 2*V
4
= 937335 (mm
3
) = 0.94 (dm
3
).
Vật liệu gang xám GX 1532 có = 0.74 kg/dm
3
.
Khối lợng chi tiết là: G = V* = 0.94 * 0.74 = 7 (kg).
Tra bảng 2_ Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta đợc dạng sản
xuất là loạt lớn. Do vậy ta chọn trang bị công nghệ để chế tạo sản
phẩm này là máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng.
4. Chọn ph ơng pháp chế tạo phôi.
Ta có: - Vật liệu chi tiết là gang xám GX15 32 .

- Sản lợng hàng năm N = 2000 (chiếc / năm).
Do vậy ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc. Với sản l-
ợng 2000 chiếc /năm và điều kiện sản xuất của Việt Nam ta chọn ph-
ơng pháp đúc trong khuôn cát và mẫu bằng gỗ. Vật đúc đạt độ chính
xác cấp II. Theo nguyên tắc chọn mặt phân khuôn đối với sản phẩm
đúc và kết cấu cụ thể trong chi tiết của ta, thì chọn mặt phân khuôn là
mặt phẳng chứa 2 đờng tâm của 2 lỗ xỏ bu lông.
Tra bảng 3_103 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1, ta đợc lợng d gia
công cho từng bề mặt.
Kích thớc lớn nhất của chi tiết là 248 mm, khi đó.
Kích thớc lớn
nhất(mm)
Vị trí bề
mặt .
Kích thớc danh nghĩa (mm)
50
>50 tới
120
>120 tới
260
> 120 tới 260
Trên 4.0 4.5 5.0
Dới,
cạnh
3.0 3.5 4.0
Từ đây ta có đợc bản vẽ lồng phôi của chi tiết.
T a có bản vẽ đúc chi tiết trong lòng khuôn nh hình vẽ dới đây.
3
5. Lập thứ tự nguyên công.
5.1. Nguyên công 1: Phay mặt phẳng đáy.

Chọn máy : Máy phay đứng kí hiệu 6H12.
Đặc tính kĩ thuật của máy nh sau.
4
- Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới bàn máy là : a = 30 ữ 400.
- Lực cắt lớn nhất của cơ cấu chạy dao dọc là 1500 (kg).
- Lực cắt lớn nhất của cơ cấu chạy dao ngang là 1200 (kg).
- Lực cắt lớn nhất của cơ cấu chạy dao đứng là 500 (kg).
- Công suất động cơ chính là N = 7 kw.
- Số cấp tốc độ là Z = 18.
- Dải tốc độ của trục chính là n = 30 ữ 1500 (vòng/ phút).
- Đờng kính trục gá dao 32mm.
- Độ côn trục chính N
0
3.
Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có.
D = 100 mm.
B = 50 mm.
d(H7) = 32 mm.
Z = 8 răng.
Sơ đồ gá đặt chi tiết nh hình vẽ.
n
w
n
5.2. Nguyên công 2: Gia công lỗ xỏ bu lông 17 mm.
Chọn máy : Máy khoan cần kí hiệu 2M53.
Đặc tính của máy:
- Đờng kính lớn nhất có thể khoan lỗ đặc D
max
= 35 mm.
- Số cấp tốc độ Z = 12.

- Dải tốc độ n = 40 ữ 2500 vòng/ phút.
- Công suất động cơ N = 2.8 kw.
- Khoảng cách A = 325 ữ 1250 mm.
- Khoảng cách C = 400 ữ 1400 mm.
5
Chọn dao: Nguyên công gồm 4 bớc : Khoan, khoét, dao thô, dao tinh
nên chọn.
- Mũi khoan ruột gà có D = 15.25 mm.
- Mũi khoét bán tinh có D = 16.82 mm.
- Dao doa thô có D = 16.94 mm.
- Dao doa tinh có D = 17mm.
Sơ đồ gá đặt.
w
n
n
1
n
2
5.3. nguyên công 3: : Phay mặt đầu 2 lỗ xỏ bu lông.
Chọn máy : Máy phay đứng kí hiệu 6H12.
Đặc tính kĩ thuật của máy nh sau.
- Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới bàn máy là:a = 30 ữ 400.
- Lực cắt lớn nhất của cơ cấu chạy dao dọc là 1500 (kg).
- Lực cắt lớn nhất của cơ cấu chạy dao ngang là 1200 (kg).
- Lực cắt lớn nhất của cơ cấu chạy dao đứng là 500 (kg).
- Công suất động cơ chính là N = 7 kw.
- Số cấp tốc độ là Z = 18.
- Dải tốc độ của trục chính là n = 30 ữ 1500 (vòng/ phút).
- Đờng kính trục gá dao 32mm.
- Độ côn trục chính N

0
3.
Chọn dao : Dao phay mặt đầu cán lắp răng nhỏ.
D = 50 mm. d
1
= 32mm.
d = 22mm. d
3
= 24mm.
L = 25 mm.
Z = 14 răng.
r = 1.
6
l = 15mm.
N
0
3.
Sơ đồ gá đặt nh sau.
n
w
5.4. Nguyên công 4: Phay mặt đầu lỗ 100 mm.
Chọn máy : Máy phay nằm ngang kí hiệu 6H82.
Đặc điểm kĩ thuật của máy.
- Khoảng cách từ tâm trục chính tới bàn máy là: a = 30 ữ 350 mm.
- Công suất động cơ chính là: N = 7 kw.
- Số cấp tốc độ trục chính: Z = 18.
- Dải tốc độ trục chính : n = 30 ữ 1500 vòng/ phút.
- Lực kéo lớn nhất của cơ cấu chạy dao: + Dọc là 1500 (Kg).
+ Ngang 1200(Kg).
+ Đứng 500 (Kg).

- Đờng kính lỗ trục chính : 29mm.
- Độ côn trục chính: N
0
3.
- Đờng kính trục gá dao: 32 ; 50 mm.
Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có.
D = 100 mm.
B = 50 mm.
d(H7) = 32 mm.
Z = 8 răng.
Sơ đồ gá đặt chi tiết nh hình vẽ.
7

n
n
5.5. Nguyên công 5 : Tiện lỗ.
Nguyên công này gồm : Tiện lỗ 56, rãnh hình thang, rãnh thoát dao,
tiên lỗ 100.
Chọn máy: Máy 1A64.
Đặc tính kĩ thuật của máy.
- Đờng kính phôi lớn nhất có thể tiện đợc: D
max
= 800 mm.
- Số cấp tốc độ: Z = 24.
- Dải tốc độ: n = 71 ữ 750 vòng/phút.
- Lợng chỵ dao: S
d
= 0.2 ữ 3.05 vòng/phút.
S
n

= 0.07 ữ 1.04 vòng/phút.
- Công suất máy: N = 17 kw.
Chọn dao: Dao tiện lỗ gắn mảnh HKC kí hiệu 2152 019.
B = 25 H = 25 l = 125 d = 25 m = 12.5 H
1
= 21
H = 16.5 k = 12 a
1
= 12.5 b
1
= 7.9.
Sơ đồ gá đặt.
8

n
n
ww
5.6. Nguyên công 6: gia công 4 lô bắt bu lông ở mặt đầu lỗ 100.
Chọn máy : Gia công trên máy khoan đứng kí hiệu 2H125.
Đặc tính của máy:
- Đờng kính lớn nhất có thể khoan lỗ đặc D
max
= 25 mm.
- Số cấp tốc độ Z = 12.
- Dải tốc độ n = 45 ữ 2000 vòng/ phút.
- Công suất động cơ N = 2.8 kw.
- Số cấp bớc tiến dao 9.
- Phạm vi bớc tiến 0.1 ữ 1.6.
- Lực tiến dao (kg) : 900.
- mô men xoắn Kg.cm; 2500.

- Dịch chuyển lớn nhất của trục chính : 170 mm.
- Độ côn trục chính : Côn móc số 3.
- kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy: 400 x 450.
- Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới bàn: 700 mm.
Chọn dao: Cần khoan lỗ gia công ren để bắt bu lông M6 ta chọn mũi
khoan ruột gà có D = 5.5mm.
Sơ đồ gá đặt.
9
n
S
5.7. Nguyên công 7: khoan lỗ tra dầu M8.
Chọn máy : Gia công trên máy khoan đứng kí hiệu 2H125.
Đặc tính của máy:
- Đờng kính lớn nhất có thể khoan lỗ đặc D
max
= 25 mm.
- Số cấp tốc độ Z = 12.
- Dải tốc độ n = 45 ữ 2000 vòng/ phút.
- Công suất động cơ N = 2.8 kw.
- Số cấp bớc tiến dao 9.
- Phạm vi bớc tiến 0.1 ữ 1.6.
- Lực tiến dao (kg) : 900.
- mô men xoắn Kg.cm; 2500.
- Dịch chuyển lớn nhất của trục chính : 170 mm.
- Độ côn trục chính : Côn móc số 3.
- kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy: 400 x 450.
- Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới bàn: 700 mm.
Chọn dao: Cần khoan lỗ gia công ren để bắt bu lông M8 ta chọn mũi
khoan ruột gà có D = 6.5mm.Trớc khi khoan lỗ ta phải phay mặ đầu tr-
ớc khi khoan bằng dao phay ngón.

Sơ đồ gá đặt.
10

n
5.8. Nguyên công 8: Ta rô gia công ren các lỗ bắt bu lông và tra đầu
bằng các mũi ta rô M6 và M8. Do sản lợng hàng năm vừa phải và đờng
kính nhỏ ta chọn ta rô bằng tay.
5.9. Nguyên công 9: Kiểm tra độ không song song giữa lỗ và mặt
6. Tính l ợng d cho một bề mặt và tra l ợng d cho các bề mặt còn lại.
6.1. Tính l ợng d cho bề mặt lỗ 100 ở nguyên công tiện lỗ.
11
Ta có phôi gia công trong trờng hợp này là phôi đúc đạt cấp chính xác
cấp 2 nên tra theo bảng 10 (sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1) ta có:
R
i
+ T
i
= 600(àm).
Với vật liệu gang sau bớc tiện thô thì T
i
không còn và R
z
còn lại tra
bảng 12 (Hớng dẫn đồ án Công nghệ chế tạo máy).
R
z
= 50 ữ 20 (àm).
Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:

22

cmcph

+=
.

c
: Độ cong vênh của lỗ đợc tính theo 2 phơng hớng kính và hớng trục,
đợc tính theo công thức.

22
)*()*( ld
kkc
+=

.
Tra bảng 15 (hớng dẫn đồ áncông nghệ chế tạo máy) ta có
k
= 1.5.
l, d: là chiều dài và đờng kính lỗ.

162)41*5.1()100*5.1(
22
=+=
c

(àm).

22
)
2

()
2
(
cbh
cm


+=
ta có
b
=
c
= 1000(àm). Do vậy
cm
= 707(àm).
Sai lệch không gian tổng cộng là:

725707162
22
=+=
ph

(àm).
Sai lệch không gian sau tiện thô là.

1
= 0.05*
ph
= 0.05*725 = 36(àm).
Sai số gá đặt khi tiện thô.

22
kcgd

+=
.
Sai số chuẩn xuất hiện khi chi tiết bị xoay khi định vị vào 2 chốt mà
giữa 2 chốt và lỗ có khe hở.

max
=
A
+
B
+
min

Trong đó:
A
: Dung sai lỗ định vị
A
= 18(àm).

B
: Dung sai chốt định vị
B
= 11(àm).

min
: Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt.

min
= 14 (àm).
Góc xoay lớn nhất của chi tiết.

194
043.0
194194
014.0018.0011.0
max
==
++
=


tg

c
= L*tg = 41*0.043/194 = 0.009(mm) = 9(àm).
Sai số kẹp chặt xác định theo bảng 24(Hớng dẫn đồ án công nghệ
CTM) ta có :
k
= 120(àm).
Sai số gá đặt:
1201209
22
=+=
gd

(àm).
Sai số gá đặt ở bớc tiện tinh.

gd
= 0.05*120 = 6(àm).
12
Lợng d ở bớc tiện thô.
2Z
minth
= 2(600 +
22
120725
+
) = 2*1335(àm) = 2*1.335(mm).
Lợng d ở bớc tiện tinh.
2Z
mint
= 2(50 +
22
636
+
) = 2*86(àm) = 2*0,086(mm).
Kích thớc lỗ sau khi tiện thô.
d
1
= 100.035 0.172 = 99.863(mm).
Kích thớc lỗ của phôi.
d
2
= 99.863 2.670 = 97.193(mm).
Dung sai tiện tinh là.
t
= 0.035(mm).

Dung sai tiện tinh là.
th
= 0.170(mm).
Dung sai phôi là.
ph
= 0,4(mm).
Ta có d
max
và d
min
của các bớc.
Sau tiện tinh.
d
max
= 100.035mm.
d
min
= 100.035 -0.035 = 100mm.
Sau tiện thô.
d
max
= 99.863mm.
d
min
= 99.863- 0.170 = 99.693mm.
kích thớc giới hạn của phô.
d
max
= 97.197mm.
d

min
= 97.197 0.400 = 96.793mm.
Lơng d danh nghĩa.
Z
tdn
= Z
tmin
+ d
th
d
t
= Z
tmin
+ T
th
T
t
= 0.086 + 0.17 0.035 =
0.221.
Z
thdn
= Z
thmin
+ T
ph
T
th
= 1.335 + 0.400 0.17 = 1.565(mm).
Lợng d tổng cộng(Z

).
2*Z

= 2(Z
tdn
+ Z
thdn
) = 2(0.221 + 1.565) = 2*1.786(mm).
Để đảm bảo chất lợng bề mặt ta lấy .2*Z

dn
= 2*2(mm).
Các bề mặt khác tra theo sổ tay công nghệ tập 1.tra bảng 395 cho chi
tiết có kích thớc danh nghĩa lớn nhất nhỏ hơn 248 mm ta có lợng d nh
sau.
Bề mặt có kích thớc < 50mm,
Trên : 4.0 mm.
Dới, bên: 3.0mm.
Bề mặt có kích thớc > 50 ữ 120mm.
Trên : 4.5 mm.
Dới, bên: 3.5mm.
Vậy lợng d các bề mặt.
Đáy 3.0mm.
Đầu lỗ 17: 3.0mm.
13