Tính toán thiết kế đồ gá chuyên dùng gia công chi tiết cần lắc ở nguyên công 2 – gia công mặt B

Trờng Đ.h.b.k.hà nội

Bộ môn : Công nghệ C.T.M

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập Tự do Hạnh phúc

Bài tập lớn
Đồ gá
Họ và tên sinh viên : lê quang đặng
Lớp
: ctm6 k46
Nhiệm vụ : Tính toán thiết kế đồ gá chuyên dùng gia công chi tiết cần lắc ở nguyên
công 2 gia công mặt B
Các tài liệu ban đầu làm cơ sở cho quá trình thiết kế :
+ Bản vẽ chi tiết gia công
+ Bản tiến trình công nghệ gia công chi tiết .
Nội dung các công việc cần thực hiện :
Phân tích chức năng làm việc nói chung của chi tiết , kiểm tra các yêu cầu kĩ
thuật cho trên bản vẽ .
Phân tích yêu cầu của nguyên công đợc giao nhiệm vụ thiết kế , mối tơng
quan giữa các nguyên công trong quá trình công nghệ .
Chọn và tính toán các thông số công nghệ khi gia công : Máy , Dụng cụ ,
Chế độ cắt , Lực cắt khi gia công
Phân tích cơ cấu định vị , chọn cơ cấu định vị phù hợp .
Xây dựng sơ đồ gá đặt , xác định phơng chiều và điểm đặt cảu các ngoại lực
tác dụng lên phôi .
Lập phơng trình cân bằng tĩnh để xác định lực kẹp .
Chọn cơ cấu kẹp để thoả mãn các yêu cầu công nghệ ,năng suất,dễ thao tác .
Chọn cơ cấu dẫn hớng hoặc so dao (nếu cần) .

Chọn cơ cấu phân độ (nếu cần) .
Thiết kế hoặc chọn thân đồ gá cho phù hợp .
Tính toán độ chính xác chế tạo đồ gá , u ,nhợc điểm của đồ gá thiết kế .
Vẽ bản vẽ lên giấy vẽ khổ A3 và tập thuyết minh .
Ngày tháng năm 2005
Giáo viên hỡng dẫn


Tiến trình công nghệ gia công chi tiết cần lắc
Nguyên công 1 : Gia công mặt A
Chuẩn : Mặt I
Kích thớc : 3mm, Rz20
2) Nguyên công 2 : Gia công mặt B
Chuẩn : Mặt A
Kích thớc : 26-0,16 , 18+0,1
3) Nguyên công3 : Gia công lỗ 15
Chuẩn : mặt A,mặt trụ ngoài 30
Kích thớc : 15+0,018 ,Rz2,5
4) Nguyên công 4 : Gia công lỗ 12
Chuẩn : mặt A , lỗ 15,mặt trụ ngoài 22
Kích thớc : 12+0,018 , Rz2,5
5) Nguyên công5 : Gia công hai mặt đầu C
Chuẩn : mặt A, lỗ 15, 12
Kích thớc : 15-0,1 , Rz40
6)Nguyên công 6 : Gia công lỗ 10
Chuẩn : mặt A,lỗ 15, 12
Kích thớc : 10+0,015 , Ra2,5
1)

Bài tập lớn đồ gá .

I Phân tích chức năng làm việc nói chung của chi tiết (đòn quay gạt số).
Đòn quay gạt số 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
tao với nhau một góc nào đó.
Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này
( thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (nh là trục
khuỷu) hoặc ngợc lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi
cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ).
Điều kiện làm việc của càng gạt đòi hỏi khá cao:
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.
+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.
II Phân tích tính công nghệ của chi tiết .
Bề mặt làm việc chủ yếu là ba bề mặt trong làm việc của 3 lỗ . Chi tiết mà ta cần
gia công (càng gạt) là các mặt gia công A,B,C và các bề mặt trong của ba lỗ 15,
12, 10 (các lỗ để lắp) . Cụ thể ta cần đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật sau đây :
- Lỗ 15, 12, 10 dùng để lắp với chi tiết khác .
Hai đờng tâm của hai lỗ 15, 12 phải song song với nhau và cùng vuông góc với lỗ
10 ,vuông góc với các mặt đầu A,B .
Qua một số điều kiện kĩ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình gia
công chi tiết càng gạt nh sau :
+ Kết cấu của càng gạt phải đảm bảo độ cứng vững .
+ Với càng gạt các kích thớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm
bảo điều kiẹn làm việc khắc nghiệt của càng .
+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai
mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất .
+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với tay biên các
lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ.
+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc.

+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống
nhất.
Nguyên công đợc giao là nguyên công 2 :
gia công mặt đầu B với :
- chuẩn đợc chọn là mặt đầu A
-kích thớc là 26-0,16 , 18+0,1
Mối quan hệ giữa các nguyên công : nguyên công đầu là gia công mặt A với chuẩn
đợc chọn là mặt I sau đó dể gia công mặt B ta lấy chuẩn là mặt A vừa gia công để
gia công mặt B cần thiết . Do đó mặt B cần gia công phải dựa vào A để xác định
chuẩn định vị và tìm cơ cấu định vị phù hợp.
III- Chọn và tính toán các thông số công nghệ khi gia công :
1) Chọn máy : Chọn máy phụ thuộc vào độ chính xác và độ bóng bề mặt gia công .
Với chi tiết gia công mặt B có độ nhám bề mặt là Rz = 20 va 40 ta chọn máy
phay vạn năng phay thô. Maý mà ta chọn là máy phay đứng mà cụ thể là ta lấy
máy 6H82 của Liên Xô với các đặc tính và thông số kĩ thuật nh sau :
+Công suất động cơ chính của máy : 7KW
+Công suất động cơ chạy dao : 1,7KW
+Khối lợng máy : 2700KG
+Phạm vi tốc độ điểu chỉnh : 30-1500vòng /phút
+Số cấp tốc độ chính :18
Các đặc tính này đợc tra từ bảng 9-38 sách STCNCTM
2) Chọn dụng cụ : Dụng cụ cắt đợc chọn theo kết cấu của bề mặt gia công , vật
liệu ,độ chính xác và năng suất yêu cầu .Chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió
P18 để đảm bảo dộ cứng vững của dao . Chọn dao phay mặt đầu thép gió răng
nhỏ (mịn ) có các thông số sau (các kích thớc đợc tra trong bảng)


Đờng kính dao phay : D = 40 mm
Các kích thớc khác : L = 2 , d = 16 , Z = 10
3) Chọn chế độ cắt :

Trớc hết ta tra lợng d của bề mặt cần gia công . Theo bảng 4-13 khi phay mặt
phẳng kích thớc bề mặt gia công lớn nhất là 30 mm (cũng là bề rộng phay) nên
lợng d đợc chọn là 0,9 mm (chọn gia công thô khi phôi đúc bằng khuôn cát có
độ chính xác cấp 2,3)
Theo bảng 5-35 với dao phay mặt đầu răng nhỏ ta chọn chiều sâu cắt là
t = 1 mm thì ta có lợng chạy dao trên một răng là
Sz = 0,09 - 0,05 (mm/răng) lấy Sz = 0,05 mm.
Lúc đó ta tính đợc lợng chạy dao vòng là :
Sv = Sz.Z = 0,05.10 = 0,5 (mm/vòng)
với Z là số răng của dao phay .
4) Tính tốc độ cắt :
Tốc độ cắt của dao phay nói chung đợc tính theo công thức sau :
v=

C v .D q
.k v
T m .t x .Sz y .B u .Z p

Trong đó tra bảng 5-39 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy II ta có các số liệu
sau : Khi B = 30 mm thì Cv = 41 , q = 0,25 , x = 0,1,y=0,4,u=0,15,p=0 , m=0,2
Tra bảng 5-40 có T = 120 phút là tuổi bền của dao .
Các hệ số k tra ở các bảng 5-1 đến 5-6
Với kv = kMv.knv.kuv
kMv = kv(

750 nv
) = 1,93 với B = 500 Mpa và nv = 0,9 , kv = 1,34
B

knv = 0,8

kuv = 0,4
thay số ta có kv = 1,93.0,8.0, 4= 0,62
Vậy tốc độ cắt là :
v=

41.30 0, 25
.0,62 = 48,83(m/phút)
120 0, 2.10,1.0,10, 4.30 0,15.10 0

5) Vận tốc vòng quay của máy sẽ là :
n=

1000 . v
1000 . 48,83
=
= 388,57 (vòng/phút) lấy theo tiêu chuẩn số vòng
.D
3,14 . 40

quay của máy phay ta chọn n = 375 (vòng/phút)
Lúc đó tính lại ta có v = 47,12 ta lấy là 47(m/phút) .
6) Lực cắt khi gia công :
Ta có công thức tính nh sau :
x
y
n
Pz = 10.Cp.t q.Szw .B .Z .k Mp

D .n

Tra bảng 5-41 có Cp =82,5 ,x=0,95;y=0,8; n = 1,1 , q=1,1và w=0
Tra bảng 5-9 ta có kMp = (

B n
) = 0,885
750

Từ đó ta tính ra đợc Pz = 485 N
7) Mômen xoắn Mx trên trục chính của máy .
Mx =

Pz.D 485.40
= 97 Nm
=
2.100
200

8) Công suất cắt Ne
Ne =

Pz.v
485.47
= 0,37 kW
=
1020.60 1020.60

Tỷ số giữa các lực cắt thành phần khi phay : Bảng 5-24 cho ta
Ph/Pz = 0,3 0,4
Pv/Pz = 0,85 0,95

Py/Pz = 0,3 0,4
Px/Pz = 0,5 0,55
Từ đó ta tính ra : Ph =180 N
Pv = 430 N
Py = 180 N
Px = 250 N

lực ngang
lực thẳng đứng
lực hớng kính
lực hớng trục

IV- Phân tích sơ đồ định vị và chọn cơ cấu định vị .
Nh yêu cầu của nguyên công phay mặt B là chọn mặt A làm chuẩn nên ta chọn
sơ đồ định vị nh sau : Trớc hết dùng hai phiến tỳ phẳng tì ở hai mặt A và lấy một
khối Vđịnh vị mặt trụ 22 . Nh thế vẫn cha đủ để chi tiết vững (sẽ bị xoay quanh
theo khối V) tuy nhiên do ta dùng dao phay mặt đầu và chỉ chú trọng đến chiều cao
của các khoảng cách 26-0,15 và 18+0,1 nên không cần giữ thêm bậc nào nữa.Ngoài ra
để cho càng không bị cong hoặc uốn thì ta cho thêm một chốt tỳ phụ phía dới điểm
đặt lực kẹp . Chốt tì này không hạn chế bậc tự do và không đóng vai trò định vị ( có
hay không có là không quan trọng ).
V- Xây dựng sơ đồ gá đặt .
.Các hệ số kể đến khi tính đến lực kẹp :
K0 hệ số an toàn trong mọi trờng hợp lấy = 1,5
K1 hệ số kể đến lợng d không đều
K2 hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt
K3 hệ số kể đến cắt không liên tục
K4 hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định
K5 hệ số kể đến vị trí tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay không thuận tiện

K6 hệ số kể đến mômen làm lật phôi quay quanh điểm tựa .
Ta lấy các hệ số nh sau và hệ số điều chỉnh chung K để bảo đảm an toàn :
K = K0. K1 .K2 .K3 .K4 .K5 .K6 =1,5 .1,2.1,5.1.1,3.1,2.1,5 = 6,32
Do dùng cơ cấu kẹp chặt là nh hình vẽ , lực kẹp vuông góc với mặt định vị và cùng
chiều với lực chiều trục Pv của dao nên nh ta thấy lực chiều trục tạo với lực kẹp cùng
chiều làm tăng thêm lực kẹp .Do ta đa vào một khối V nên lực kẹp lúc này chỉ còn
làm nhiệm vụ giữ cho chi tiết khỏi quay và trợt khỏi bề mặt định vị (chốt tỳ lớn hơn).
Trên sơ đồ gá đặt ta có các lực tác dụng vào chi tiết gồm : Lực chạy ngang Ph do bị
chặn bởi khối V nên đợc hạn chế , lực dọc trục dao làm giảm đI lực kẹp , mômen
xoắn Mx của dao ,các lực masát tại các phiến tỳ phẳng có hệ số ma sát lấy đều bằng f
= 0,1- 0,15 (vì phiến tỳ là phẳng ) và lực ma sát tại chỗ kẹp lấy


f = 0,1- 0,15
Ta có phơng trình tính lực kẹp nh sau :
Trên hình ta lấy khoảng cách giữa điểm kẹp đến tâm O1 là 50mm .Ta có lực kẹp sẽ
cho ta 2 thành phần áp lực N trên các phiến tỳ phẳng là 80W/130 + Pv và 50W/130
(đơn vị là N) .

Phơng trình chống trợt :
Pz(130-15) f(Pv + 80W/130).130 2.11.f.50W/130
115 Pz f .Pv.130

W K f (80 100.11 / 130)
Thay số vào biểu thức tính toán ta có : W 4416 N 442kG
VI- Chọn cơ cấu kẹp :
Để thoả mãn yêu cầu về công nghệ ,năng suất và dễ thao tác ta chọn cơ cấu kẹp
dao là cơ cấu tay đòn nh hình vẽ.Cơ cấu này dùng ren vít để kẹp chặt . Khi dùng
cờlê vặn đai ốc thì kẹp chặt chi tiết lại nhờ ren kẹp chặt . Cơ cấu kẹp chặt kiểu này
đợc tiêu chuẩn hoá (các số liệu kết cấu của cơ cấu đợc cho trong Sổ tay Công nghệ

chế tạo máy Phần đồ gá trên máy công cụ Tập II) . Ta chọn cơ cấu kẹp nh hình
vẽ :


Với cơ cấu kẹp này ta tính đợc lực xiết bulông nh sau :
Q=W

l2
l1

và với l2/l1 = 1.5 ta có Q = 442 . 1,5 = 662 kG
VII- Chọn cơ cấu so dao và cơ cấu dẫn hớng .
Cơ cấu so dao là một bộ phận của đồ gá dùng để xác định vị trí chính xác của
dụng cụ so với đồ gá .Ta dùng ở đây cơ cấu so dao đơn giản nh trên bản vẽ đồ gá.
Cơ cấu dẫn hớng cũng đợc cho trên bản vẽ .
VIII- Chọn thân đồ gá .
Ta chọn thân đồ gá nh mọi thân đồ gá phay khác . Nó đợc mô tả nh trên bản vẽ
kết cấu đồ gá.Vật liệu của thân đồ gá ta lấy là thép CT .
IX- Tính độ chính xác chế tạo đồ gá ,u nhợc điểm của đồ gá đang thiết kế .
Đồ gá có u điểm là có kết cấu đơn giản .Nó chỉ là đồ gá phay mặt phẳng đầu chỉ
yêu cầu đảm bảo khoảng cách kích thớc song song nên không cần phải định vị dủ
cả 6 bậc tự do . Cơ cấu kẹp ở đây cung là cơ cấu không phức tạp , chỉ là cơ cáu cơ
khí kẹp dùng tay .
Sai số của đồ gá đợc tính nh sau :
dg = ct + m + ld

Trong đó ct là sai số do chế tạo của đồ gá
m là sai số do mòn của đồ gá
ld là sai số do gá đặt đồ gá lên máy
Khi chế tạo đồ gá ngời ta thờng lấy độ chính xác của nó cao hơn so với của chi

tiết gia công trên đồ gá đó .
Khi dùng chốt tỳ để định vị một bề mặt của phôi trong quá trình gia công thì
độ mòn của chốt tỳ xác dịnh theo công thức sau :
u= N
( àm ) trong đó N là số lần tiếp xúc của phôi với chốt tỳ
Sai số của đồ gá thờng là rát khó xác định và nhỏ nên có thể bỏ qua trong trờng
hợp không yêu cầu cao về độ chính xác cao .


Tài liệu tham khảo :
1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập I II III
Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật .
2. Đồ gá
Tác giả : Trần Văn Địch .
3. Cơ sở công nghệ chế tạo máy
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.