Thiết kế gia công máy khoan đứng 2H135 khoan lỗ 5

Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan
Thuyết minh đồ án
1. Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ của chi tiết.
Chi tiết cần gia công là chi tiết bạc có các đặc điểm kỹ thuật sau:
Chi tiết thuộc họ chi tiết bạc, đờng kính lớn nhất 71 và chiều dài 45,5 mm.
Tỷ số L/D = 0,64 thuộc loại bạc đặc biệt.
Mặt tỳ là mặt làm việc chính của bạc.
Bốn lỗ 5 dài 10 mm cách đều nhau, và yêu cầu độ vuông góc với mặt tỳ cao
nên để gia công nó ta dùng phơng pháp: khoan.
Từ kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét sau:
Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công dễ bị bẹp, méo làm giảm độ chính
xác. Do vậy khi gá đặt cần có các biện pháp khắc phục để gá đặt.
Chi tiết làm bằng vật liệu thép 40Cr, yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 42 .. 46. Do
vậy phải tiến hành gia công cắt gọt khoan, khoét, doa, tiện trớc khi nhiệt luyện. Nếu không
sẽ làm giảm cấp độ nhám và cấp chính xác đi chút ít.
Chi tiết dạng bạc nên yêu cầu về độ đồng trục, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, độ
vuông góc giữa đờng tâm lỗ và mặt đầu cao. Do vậy phải gia công các lỗ trên máy khoan.
2. Chọn máy gia công.
Từ đặc tính kỹ thuật và công nghệ chọn máy cho nguyên công khoan lỗ 5 là máy
khoan đứng 2H135 có các số liệu chính nh sau:
- Đờng kính khoan lớn nhất đối với thép : 35 mm
- Số cấp tốc độ trục chính : 12
- Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới bàn máy B : 0 ữ 750 mm
- Khoảng cách từ tâm trục chính tới dẫn hớng đứng A : 300 mm
- Tốc độ quay trục chính : 31,5 ữ 1400 v/ph
- Công suất động cơ chính : 4 kW
- Kích thớc làm việc bàn máy : 450 x 500 mm
- Dịch chuyển ngang lớn nhất của trục chính : 250 mm
- Chiều cao bàn D : 18 mm
- Chiều rộng bàn E : 240 mm
3. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị.

3.1. Chọn chuẩn định vị.
Chi tiết gia công dạng bạc nên yêu cầu về độ đồng trục, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và
mặt lỗ, độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ và mặt chuẩn cao. Hơn nữa do thành ống của bạc
mỏng nên rất dễ bị biến dạng. Do vậy chọn chuẩn định vị là các mặt: mặt tỳ trên của bạc,
4
Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan
mặt trụ trong ống, và rãnh trong thành của ống. Các bề mặt này đã đợc gia công ở các
nguyên công trớc đó.
3.2. Chọn đồ định vị.
Đồ gá cho nguyên công khoan lỗ, lỗ này đợc xác định trên chi tiết bằng rãnh trên thành
trong ống trụ nên yêu cầu hạn chế cả 6 bậc tự do, chuẩn định vị đã chọn là: mặt phẳng tỳ
trên của bạc và mặt trụ trong và rãnh trong ống của bạc nên chọn đồ định vị là:
Mặt phẳng tỳ vào mặt tỳ hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết bạc.
Một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết bạc.
Một chốt trụ ngắn định vị vị trí của rãnh trong ống hạn chế 1 bậc tự do của bạc.
3.3. Sơ đồ định vị.
+ Sơ đồ định vị đợc trình bày nh hình vẽ dới đây.
+ Sơ đồ gá đặt.
4. Tính toán cơ cấu kẹp vít ốc.
5
Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan
4.1. Tính lực kẹp.
+ Kẹp chặt chi tiết bằng vít đai ốc.
+ Các lực tác dụng lên chi tiết:
Mômen cắt M
Lực chiều trục P
o
Lực kẹp Q
+ Tính mômen cắt và lực dọc trục:
Mômen cắt M tính theo công thức:

M = 10.C
M
.D
q
.S
y
.k
p
(Nm)
Trong đó: C
M
= 0,041 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
D = 5 mm
q = 2 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
S = 0,15 mm/vòng (Bảng 5-25 Sổ tay )
y = 0,7 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
k
p
= k
MP
=
n
B






750

=
75,0
750
650






= 0,9 (Bảng 5-9 Sổ tay)
Thay số ta có:
M = 10.0,041.5
2
.0,15
0,7
.0,9 = 2,4 Nm
Lực chiều trục P
o
tính theo công thức
P
o
= 10.C
p
.D
q
.S
y
.k

p
(N)
Trong đó: C
p
= 143 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
q = 1,0 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
y = 0,7 (Bảng 5-32 Sổ tay: Mũi khoan thép gió)
k
p
= k
MP
= 0,9
Thay số ta có:
6
Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan
P
o
= 10.143.5.0,15
0,7
.0,9 = 1705 N
+ Phơng trình cân bằng lực:
1
.).(..
.2
RfQPRK
d
M
o
+=

o
P
Rfd
RKM
Q
=
1
..
...2
Trong đó: M = 2,4 Nm = 2400 Nmm
P
o
= 1705 N
R = 28 mm
d = 5 mm
K = K
o
.K
1
.K
2
.K
3
.K
4
.K
5
.K
6
= 1,5.1,2.1,5.1,2.1,3.1,0.1,0

K
o
- hệ số an toàn tính cho tất cả các trờng hợp. K
0
= 1,5.
K
1
- hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, gia công thô lấy
K
1
= 1,2.
K
2
- hệ số tăng lực cắt khi dao mòn. chọn K
2
= 1,5
K
3
- hệ số tăng lực khi gia công gián đoạn. K
3
= 1,2
K
4
- hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay ta lấy K
4
= 1,3.
K
5
- hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay. Thuận lợi chọn
K

5
= 1,0.
K
6
- hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết. định vị trên các phiến tỳ chọn
K
6
= 1,0.
R
1
= 0,5.[30,5 + 0,5.(71 - 30,5)] = 25,4 mm
f = 0,15 (mặt chuẩn định vị chính là mặt tinh nên chọn f = 0,15)
Thay số ta có Q = 2760 1705 = 1055 N
4.2. Tính kích thớc bu lông kẹp.
Theo công thức , ta có
d =

Q
C.
[mm]
Trong đó :
Hệ số C = 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản.
- ứng suất kéo, = 9 KG/mm
2
đối với bu lông thép 45.
Q - lực kẹp cần thiết. Q = 1055 N
Thay số vào công thức trên ta có
d = 1,4.
8,9.9
1055

= 4,8 mm
7
Design by Dơng Văn Thạch Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan
Để tăng độ cứng vững và phù hợp với kết cấu của đồ gá ta chọn
d = 8 mm
4.3. Xác định mômen quay.
+ Mômen cần để quay đai ốc:
Theo công thức kinh nghiệm (Trang 124 CSTT TK đồ gá - Học viện)
M 0,2.d.Q = 0,2.0,008.1055 = 1,7 Nm
+ Mômen cần để tháo kẹp:
M

0,25.d.Q = 2,1 Nm
4.4. Biện pháp kết cấu nâng cao năng suất kẹp.
Để kẹp chặt cũng nh tháo kẹp đều phải vặn nhiều vòng ren, do vậy năng suất của các đồ
gá sử dụng cơ cấu kẹp vít đai ốc rất thấp. Để khắc phục nhợc điểm này cần có biện pháp về
kết cấu để giảm bớt số vòng ren phải vặn khi kẹp và nhả kẹp, làm cho tốc độ khi tháo nhanh
hơn tốc độ khi kẹp, tốc độ ở xa nhanh hơn tốc độ khi bắt đầu có lực ép.
Với sơ đồ gá đặt chi tiết của đồ gá cần thiết kế sau khi nghiên cứu các đồ gá trong thực tế
chọn cơ cấu đệm tháo nhanh (đệm chữ C).
5. Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn hớng.
5.1. Bạc dẫn hớng.
Bạc dẫn hớng lầ cơ cấu trực tiếp dãn hớng dụng cụ cắt, nó đợc lắp trên phiến dẫn. Đó là
chi tiết đã dợc tiêu chuẩn hoá.
Căn cứ vào kích thớc (lỗ nhỏ) và yêu cầu chất lợng gia công (trung bình) do vậy chọn
bạc dẫn là bạc dẫn cố định kiểu có vai (Kích thớc của bạc tra theo bảng 8-77 sổ tay CNCT
Máy Tập II).
Với lỗ khoan có d = 5 mm, ta chọn bạc dẫn hớng có kích thớc nh hình vẽ:
5.2. Phiến dẫn.
Căn cứ vào sơ đồ gá đặt chi tiết, để giảm tối đa thời gian gá đặt cũng nh tháo phôi, đồng

thời từ yêu cầu lỗ cần khoan không yêu cầu độ chính xác cao nên chọn phiến dẫn động kiểu
bản lề. Tuy nhiên do quá trình làm việc phiến dẫn xoay quanh bản lề ngang trục chi tiết nên
dễ gây sai số do khe hở ở khớp quay. Để khắc phục sai số này khớp giữa phiến dẫn và trục
dẫn hớng phiến dẫn cần đợc lắp ghép chính xác.
+ Kết cấu phiến dẫn:
8