BÀI TẬP LỚN MÔN ĐỒ GÁ: GIA CÔNG LỖ 12 CỦA CÀNG GẠT C15

Bài Tập Lớn Đồ Gá

GVHD: Phí Trọng Hùng

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐỒ GÁ: GIA CÔNG LỖ
φ12 CỦA CÀNG GẠT C15
I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT, KIỂM TRA CÁC

YÊU CẦU KỸ THUẬT CHO TRÊN BẢN VẼ
Càng gạt C15 là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một
loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau
hoặc tạo với nhau một góc nào đó.
Chi tiết dạng càng thường có chức năng chuyển động thẳng của chi tiết này
(thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như
truch khủy) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn được dùng để đẩy
bánh răng (khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp giảm tốc).
Điều kiện làm việc của càng gạt:
̶ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ
̶ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập
̶ Điều kiện kỹ thuật
̶ Kích thước các lỗ cơ bản được gia công với độ chính xác cấp 7 đến 9, độ
̶

nhám bề mặt Ra = 0,63 đến 0,32
Độ không song song của tâm các lõ cơ bản trong khoảng 0,03 đến 0,05 mm
Các rãnh then được gia công đạt cấp chính xác 8 đến 10 và độ nhám Rz =
̶

40 đến 10
Các mặt làm việc càng được nhiệt luyện đạt độ cứng 50 đến 55 HRC.
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

Cũng như các dạng chi tiết khác, chi tiết càng gạt tính công nghệ có ý nghĩa
̶

quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính xác gia công. Vì
vậy khi thiết kế càng cần phải chú ý tới kết cấu.
̶ Độ cứng vững của càng
̶ Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng cùng
̶

nằm trên mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
Kết cấu của càng nên đối xứng qua một mặt phẳng nào đó. Đối với những
càng có các lõ vuông góc với nhau thì kết cấu đó phải thuận cho việc gia
̶

công các lỗ đó.
Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một
̶

lúc
Hình dáng của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh
thống nhất.

Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

1


Bài Tập Lớn Đồ Gá

GVHD: Phí Trọng Hùng

Đối với càng gạt C15 nguyên công đầu tiên là gia công mặt đầu C với
chuẩn B. Sau đó gia công mặt đầu B lấy C làm chuẩn, gia công mặt A lấy C làm
chuẩn. Gia công mặt D lấy chuẩn là B (nguyên công 1, 2, 3, 4), gia công hai lỗ
φ10 lấy B làm chuẩn (nguyên công 5), gia công lỗ φ20 lấy mặt C và hai lỗ φ10
làm chuẩn (nguyên công 6), gia công lỗ φ12 lấy mặt D và lỗ φ10, φ20 làm chuẩn
(nguyên công 7), gia công lỗ 6 lấy mặt B và hai lỗ φ10 làm chuẩn (nguyên công
8).
III. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG 7, GIA CÔNG LỖ φ12+0,035
1. Phân tích sơ đồ
a. Sơ đồ gá đặt

Để khoan lỗ φ12 ta hạn chế sáu bậc tự do của phôi, dùng một phiến tỳ
phẳng để hạn chế 3 bậc tự do của phôi, một chốt trụ ngắn tại lỗ φ20 để hạn chế 2
bậc tự do của phôi, một chốt trám đặt tại lỗ φ10 để hạn chế 1 bậc tự do của phôi.
Lực kẹp W được đặt ở mặt A
b. Kẹp chặt: dùng mỏ kẹp, kẹp chặt vào mặt đầu to của càng.
2. Chọn máy

Do chỉ khoan lỗ φ12 nên chọn máy khoan đứng. Theo bảng 9.2 “trong sổ

tay công nghệ chế tạo máy tập 3” chọn máy khoan đứng 2H125 của Nga có
thông số kĩ thuật như sau:
Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

2


Bài Tập Lớn Đồ Gá

GVHD: Phí Trọng Hùng

Tên máy khoan đứng

2H125

Đường kính gia công lớn nhất (mm)

25

Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy (mm)

700

Số cấp tốc độ

12

Giới hạn số vòng quay (vòng/phút)

45÷2000

Số cấp chạy dao

9

Phạm vi bước tiến (mm/vòng)

0,1÷1,6

Công suất động cơ (KW)

2,2

Độ côn trục chính

N03

Kích thước máy

400 x 450

Khối lượng máy (kg)

1000

3. Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 11,8 mmm và mũi doa có d =

12mm (Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2).
4. Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ10, chiều sâu cắt t = 5,9 mm,
lượng chạy dao S = (0,14÷0,18)mm/vòng ta chọn S = 0,17 mm/vòng, tốc độ
cắt Vb = 27,5 m/phút. Ta có các hệ số sau:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan, k4 = 1
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 27,5.1.1.1.1 = 27,5 (m/phút)
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:

nt =

1000.vt 1000.27,5
=
=
π .d
3,14.12

729,8 (vòng/phút).

Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

3


Bài Tập Lớn Đồ Gá

GVHD: Phí Trọng Hùng

⇒ Ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 668
(vòng/phút).
Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ12. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S
= 0,05 hoặc 0,06 mm/vòng, tốc độ cắt V = 43 m/phút. Ta có các hệ số sau:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan, k4 = 1
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 43.1.1.1.1 = 43 (m/phút)
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:

nt =

1000.vt 1000.43
=
=
π .d
3,14.12

1141,2 (vòng/phút).

⇒ Ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 950
(vòng/phút). Lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.

IV. LẬP SƠ ĐỒ TÍNH LỰC

Chỉ cần tính moomen Mx (N.mm) và lực P0 (N) cho khi khoan là đủ.
Mx = Cm.Dq.Sy.kp
P0 = 10.Cp.Dq.Sy.kp
K Mp

 HB 
=

 190 

n

(tra bảng 5-9) trong sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2
BH = 190 ⇒ KMp = 1
⇒Kp = 1
Tra bảng 5-32 trong sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có:

CM = 0,021; q = 2; y = 0,8
Cp = 42,7 ; q = 1 ; y = 0,8
⇒ Mx = 10.0,021.9,82.0,310,8.1 = 7,9 (N.mm)
P0 = 10.42,7.9,8.0,310.8.1 = 1639,6 (N)
Ne =

Công suất cắt Ne (KW) :

M x .n
( KW )
9750

Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

4


Bài Tập Lớn Đồ Gá

n=

Với

1000.V
π .D

GVHD: Phí Trọng Hùng

⇒ Ne =

; n = 729,8 (vòng/phút)

7,9.729,8
= 0, 6( KW )
9750

V. TÍNH LỰC KẸP

Ta có công thức tính lực kẹp:
W=

K .M
f1.R + f .R.sin

α
2

Trong đó:
K: hệ số an toàn
M: mô men cắt
W: lực kẹp
f1: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết gia công và mỏ kẹp, thường lấy f1 = 0,2
f: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết gia công và cơ cấu định vị của đồ gá thường
lấy f = 0,2
R: bán kính của chi tiết gia công, mm
K: là hệ số an toàn được tính như sau:
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
K0: hệ số an toàn trong mọi trường hợp, K0 = 1,5
K1: hệ số kể đến lượng dư không đều, khi gia công thô K1 = 1,2
K2: hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt, K2 = 1,5

K3: hệ số kể đến vì cắt không lien tục làm tăng lực cắt, K3 = 1
Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

5


Bài Tập Lớn Đồ Gá

GVHD: Phí Trọng Hùng

K4: hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định khi kẹp chặt bằng tay, K4 = 1,3
K5: hệ số kể đến vị trí của tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay không, khi kẹp chặt
bằng tay: Góc quay > 90º, K5 = 1,2
K6: hệ số tính đến moomen làm lật phôi quanh điểm tựa, K6 = 1
⇒

Hệ số điều chỉnh chung để đảm bảo an toàn là:
K = 1,5.1, 2.1, 5.1.1,3.1, 2.1 = 4, 212

⇒W ≥

7,9.1000.4, 212
2
0, 2.40 + 0, 2.40.
2

= 2436, 5( N )

VI. CHỌN CƠ CẤU KẸP

Cơ cấu kẹp phải thỏa 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, an toàn
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp đơn giản, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp
hướng từ trên xuống dưới thông qua mỏ kẹp.

Từ đó ta có phương trình cân bằng lực:
W.(la + lb ) = Q.lb

Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

6


Bài Tập Lớn Đồ Gá

⇒Q=

GVHD: Phí Trọng Hùng

W (la + lb )
lb

VII. XÁC ĐỊNH SAI SỐ ĐỒ GÁ

Ta có sai số gá đặt cho phép:
[ε gd ] = ε c2 + ε k2 + ε m2 + ε dc2 + ε ct2
ε ct =

[ε ]

gd

2

− ε k2 − ε m2 − ε dc2 − ε c2

Trong đó:
ε
k : Là sai số do kẹp chặt phôi, trong trường hợp này lực kẹp vuông góc với
phương kích thước do đó
ε
m

ε

=0
εm = β N
k

: Sai số do mòn đồ gá

. Trong đó: N là số chi tiết gia công ta chọn

⇒ ε m = β N = 0,5 400 = 10( µm)

N = 400 chi tiết.
ε
dc: Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá, trong thực tế
ε

( µm )

khi tính toán có thể lấy dc = 5
ε
c: Là sai số chuẩn do định vị chi tiết gia công, với sơ đồ định vị chi tiết như hình vẽ ta
ε
có sai số chuẩn: c = 0
ε

[ε ] = 13 .δ = 13 .0,035 = 11,67(µm)
gd

gd

: Là sai số gá đặt

ε ctlv = 11,67 2 − 102 − 52 = 3,35( µm)

YÊU CẦU KỸ THUẬT
Các kích thước của chi tiết sau gia công tinh có độ chính xác cấp 7
Các kích thước tự do khác có độ chính xác cấp 5
Thân đồ gá phải ủ để khử ứng suất
Kiểm tra các kích thước chuẩn khoảng cách tâm bạc dẫn, kích thước của cơ

̶

̶

̶

̶

VIII.

cấu kẹp, kiểm tra các chế độ lắp ghép chi tiết đặc biệt là kích thước thay đổi

̶

̶

của đồ gá
Đồ gá được sơn bằng sơn dầu có màu ghi
Đóng nhãn mác tại nơi chế tạo đồ gá
Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

7


Bài Tập Lớn Đồ Gá

GVHD: Phí Trọng Hùng

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (GS. TS. Nguyễn Đắc lộc, PSG. TS. Lê Văn

Tiến, PSG. TS. Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việt)
2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (GS. TS. Nguyễn Đắc lộc, PSG. TS. Lê Văn

Tiến, PSG. TS. Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việt)
3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3 (GS. TS. Nguyễn Đắc lộc, PSG. TS. Lê Văn

Tiến, PSG. TS. Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việt)
4. Đồ gá (GS. TS. Trần Văn Địch)

Sinh Viên Thực Hiện: Phan Văn Đức

8