Lập quy trình công nghệ chế tạo cần lắc

Bài tập lớn đồ gá
-------------------------------------------------------------------------------------------

Lời nói đầu
Đồ gá trong sản xuất cơ khí là một trong những nhân tố quan
trọng trong việc nâng cao năng suất lao động cũng nh trong hiện đại
hoá quá trình sản xuất. Ngày nay, đồ gá không những quyết định chất
lợng cũng nh số lợng sản phẩm mà chúng còn qyết định sự thành bại
trong kinh doanh của một doanh nghiệp sản xuất không kể nhỏ hay
lớn. Nó tạo điều kiện cho nâng cao khả năng cạnh tranh, giúp đạt lợi
thế tuyệt đối trong cạnh tranh về giá cả cũng nh chất lợng sản phẩm
sản xuất ra.
Chi tiết càng chỉ là một trong những chi tiết mà trong khi gia
công chúng thể hiện đầy đủ tầm quan trọng trong vai trò của đồ gá.
Chi tiết càng gạt có những yêu cầy riêng về cả điều kiện kỹ thuật
cũng nh tính khoa học hay thẩm mỹ của môt sản phẩm cơ khí.
Nguyên công gia công mặt đầu của các lỗ cơ bản là một trong
những nguyên công trong tiến trình công nghệ gia công chi tiết
càng gạt. Nó là một nguyên công quan trọng bởi tính chính xác của
nó sẽ ảnh hởng lớn tới độ chính xác của các nguyên công sau cũng
nh độ chính xác của chi tiết sau khi gia công. Vì thế trong nhiệm vụ
của mình em đã cố gắng thể hiện những ý tởng của mình trong việc
thiết kế đồ gá cho nguyên công. Song vì kiến thức, và kinh nghiệm
còn hạn chế nên trong quá tình thiết kế còn có nhiều thiếu xót.
Mong thầy thông cảm và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành
nhiệm vụ của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy.
Sinh viên thực hiện:
Phạm Tiến Hội

Phần thuyết minh

I, Phân tích chức năng làm việc của chi tiết cần lắc:
Đối với chi tiết cần lắc ta thiết kế, nó cũng là một chi tiết cơ khí dạng
càng, càng là loại chi tiết có một hay hai lỗ cơ bản mà đờng tâm của chúng
có thể song song hay tạo với nhau một góc nào đó.
Các chi tiết dạng càng thờng dùng để truyền chuyển động từ quay sang
chuyển động tịnh tiến, hay làm nhiệm vụ gạt các bánh răng trong hộp số khi
cần thay đổi tỷ số truyền.
Trên chi tiết dạng càng thì ngoài những lỗ cơ bản nó còn các lỗ dùng để
kẹp chặt, bề mặt then, bề mặt định hình, rãnh dầu Ngoài ra mặt đầu của các
lỗ cơ bản và các lỗ phụ cũng đều đợc gia công.
-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46
1


Bài tập lớn đồ gá
------------------------------------------------------------------------------------------Điều kiện làm việc của các chi tiết dạng càng đòi hỏi khá cao vì nó luôn
chịu ứng suất thay đổi theo chu kì, luôn luôn chịu lực va đập tuần hoàn.
II, Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết:
Bề mặt làm việc của cần lắc là các bề mặt trong của các lỗ. Cụ thể là ta
phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:
- Độ không song song giữa đờng tâm hai lỗ cơ bản trong khoảng
0,1
mm trên 100 mm chiều dài.
- Độ vuông góc của đờng tâm lỗ 12 với đờng tâm lỗ 15 là 0,1 mm
trên 100mm chiều dài chuẩn.
- Khoảng cách giữa hai đờng tâm lỗ 15 và 12 cần đợc đảm bảo độ
chính xác nằm trong vùng dung sai + 0,1mm, và giữa đờng tâm lỗ 15
với đờng tâm lỗ 10 nằm trong khoảng dung sai cho phép + 0,1mm.
- Chi tiết cần lắc có dạng thanh dẹt, dài, yếu nên cần đảm bảo kết cấu của
càng phải đủ cứng vững

- Các bề mặt khác của cần gạt đợc gia công đạt độ nhẵn Rz = 40.
Với những yêu cầu kỹ thuật nh trên ta có thể đa ra một số nét công nghệ
điển hình khi gia công chi tiết nh sau:
- Kết cấu của chi tiết phải đảm bảo đợc khả năng cững vững.
- Với cần lắc, do kích thớc không lớn lắm nên ta có thể chọn phôi dập để
đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nhiệt của chi tiết.
- Các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau.
- Kết cấu của chi tiết nên đối xứng với mặt nào đó. Với chi tiết càng gạt
mà ta cần gia công các lỗ vuông góc cần thuận lợi cho việc gia công các
lỗ ren phụ.
- Kết cấu của chi tiết cần thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô, chuẩn tinh
thống nhât khi gia công.
Với cần lắc ta thiết kế, nguyên công đầu tiên là gia công mặt A để làm
chuẩn gia công các nguyên công sau, các nguyên công tiếp theo là:
- Nguyên công 2: Gia công mặt B.
- Nguyên công 3: Gia công lỗ 15.
- Nguyên công 4: Gia công lỗ 12.
- Nguyên công 5: Gia công hai mặt đầu C.
- Nguyên công 6: Gia công mặt đầu lỗ 10.
- Nguyên công 7: Kiểm tra chất lợng chi tiết gia công.
III, Thiết kế đồ gá cho nguyên công 5: Gia công hai mặt đầu C.
3.1. Phân tích:
Để gia công đợc hai mặt đầu C đạt kích thớc 15-0,1, do yêu cầu độ nhám
bề mặt là Rz = 40 do đó ta chỉ cần phay một lần là đạt yêu cầu.
3.2. Lập sơ đồ gá:
Gia công hai mặt đầu C cần đảm bảo độ chính xác dung sai kích thớc và
độ nhám bề mặt theo yêu cầu. Do vậy ta dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do
định vị vào mặt A, dùng chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 15, và dùng chốt trám
định vị vào lỗ 12.
- Phiến tỳ: Mặt A đã đợc gia công tinh, ta sử dụng hai phiến tỳ để định vị

ba bậc tự do của chi tiết. Tuy sử dụng hai phiến tỳ nhng tác dụng của cả hai
phiến tỳ này cũng nh một phiến tỳ. Ta tách ra làm hai để giảm vật liệu làm
phiến tỳ đồng thời giảm khối lợng của đồ gá.
- Chốt trụ ngắn: Chốt trụ này khống chế 2 bậc tự do của chi tiết.
- Chốt trám: Chốt trám hạn chế một bậc tự do của chi tiết.
3.3. Chọn máy:
-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46
2


Bài tập lớn đồ gá
------------------------------------------------------------------------------------------Chọn máy phay nằm ngang 6H82 có các đặc tính kỹ thuật nh sau:
- Mặt làm việc của bàn máy: 320 x 1250 mm2 .
- Công suất động cơ N= 7 kw, hiệu suất máy = 0,75.
- Số vòng phút của trục chính: từ 30 đến 1500.
- Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy:
Pxmax = 14720N.
3.4. Chọn dao:
Khi gia công hai mặt đầu C của chi tiết, ta sử dụng phơng pháp phay cả
hai mặt liền một lúc dùng cữ so dao để đạt đợc kích thớc cần thiết 15-0,1. Khi
phay nh vậy ta cần sử dụng dao phay đĩa ba mặt răng, đờng kính của dao phải
đủ lớn để khi phay hết đi lợng cần gia công thì chi tiết không đợc chạm vào
trục gá dao.
Với vật liệu gia công chi tiết có độ cứng 160 180HB ta chọn dao hợp
kim P6M5. Các thông số của dao nh sau: D = 100; d = 32; Z = 12;
Và tuổi bền của dao: T = 180(ph).

- Đờng kính dao D = 60 mm.
- Số răng Z =16 răng.
- Lợng chạy dao răng SZ = 0,12 mm/răng.

- Tuổi bền của dao : T = 120(ph).
3.5. Tính toán chế độ cắt:
C v .D q
Vận tốc cắt khi phay là: V = m x y u P .K v
T .t .S z .B .Z

Với:

D: Đờng kính dao phay, D = 100 mm.
B: Chiều rộng phay.
Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5-39 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy
Tập 2), với vật liệu làm lỡi cắt P6M5.
Cv = 48,5; q = 0,25; x = 0,3; u = 0,1; y = 0,4; p = 0,1; m = 0,2
Hệ số: Kv = KMV. KUV. KNV
Trong đó:
KMV: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công. Tra bảng ta đợc:
K MV

Với:

190
=

HB

nv

nv: hệ số mũ, tra bảng ta có nv = 1,0.
HB: độ cứng của vật liệu gia công, với HB = 160 180

Nh vậy:

K MV

190
=

HB

nv

=

190
= 1,1
170

KUV: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5-6 (Sổ tay công
nghệ chế tạo máy- tập 2) ta có: KUV = 1,0.
KNV: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi.
Tra bảng 5-5 ta đợc KNV = 1,0.
Nh vậy: Kv = 1,1. 1.1 = 1,1
Nh vậy ta có vận tốc cắt khi phay là:
V=

48,5.1000,25
.1,1 = 71,95m / ph
1800,2.10,3.0,120,4.240,1.120,1

-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46

3


Bài tập lớn đồ gá
------------------------------------------------------------------------------------------3.6 Lập sơ đồ tính lực:
Tính lực cắt khi phay.
Pz =

10.C p .t x .S yz .B n .Z
D q .n w

.K MV

Với CP = 54,5; w = 0,0; x = 0,9; y = 0,74; u =1,0; q = 1,0 Bảng 5-41 Sổ
tay công nghệ T2.
Thay số vào công thức ta có:
10.C p .t x .S zy .B u .Z

10.54,5.10,9.0,120,74.241,0.12
.1,1 = 326,87( N )
D q .n w
1001,0.2290
1000V 1000.71,95
=
= 229 vòng/phút
với n =
D
3,14.100

Pz =

.K MV =

Tính lực kẹp:
Khi phay hai mặt đầu C bằng dao phay đĩa, với sơ đồ gá đặt nh đã
phân tích thì chi tiết có xu hớng lật quanh điểm O.
Sơ đồ biểu diễn lực nh hình vẽ:

-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46
4


Bài tập lớn đồ gá
-------------------------------------------------------------------------------------------

- Phơng của lực kẹp vuông góc với mặt định vị.
- Ta cần phải tính lực kẹp sao cho với lực kẹp đó sẽ sinh ra lực ma sát đủ
lớn để thoả mãn điều kiện kẹp chặt, đồng thời không quá lớn để làm chi
tiết của ta bị biến dạng.
Phơng trình cân bằng lực:
2W.f = K.Ptd
Với:
k: hệ số an toàn
f: hệ số ma sát của mặt thân lỗ với mỏ kẹp có khía nhám: f = 0,25
Ptd: Lực cắt khi phay, Ptd = 0,45.PZ = 147(N)
Hệ số an toàn k đợc tính nh sau: k = k0. k1. k2. k3. k4. k5. k6.
k0: hệ số an toàn lấy cho mọi trờng hợp, lấy k0 = 1,5
k1: hệ số an toàn kể đến lợng d không đều khi phay k1 =1,3
k2: hệ số an toàn kể đến dao cùn khi tăng lực cắt k2 = 1,3.
k3: hệ số an toàn kể đến lực cắt không liên tục k3 = 1,1.

k4: hệ số an toàn kể đến nguồn sinh lực, ta dùng nguồn sinh lực bằng
tay nên lấy k4 = 1,3.
k5: hệ số an toàn kể đến vị trí tay quay khi kẹp, lấy k5 = 1,1.
k6: hệ số an toàn tính đến tính chất tiếp xúc, lấy k6 = 1.
Nh vậy hệ số an toàn tính đợc là: k =1,5.1,1.1,3.1.1,3.1.1 = 3,06
Tính lực kẹp khi đó: W =

K .Ptd 3, 06.147
=
= 900( N )
2f
2.0, 25

3.7. Cơ câu kẹp chặt:
Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu sau: khi kẹp phải giữ đúng vị
trí của chi tiết, lực kẹp phải đủ đồng thời không làm biến dạng phôi, kết cấu
phải nhỏ gọn thao tác dễ dàng.
Khi đó ta sử dụng cơ cấu kẹp đơn giản dùng cơ cấu kẹp thanh quay. Lực
kẹp có phơng chiều nh hình biểu diễn thông qua đầu kẹp.

-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46
5


Bài tập lớn đồ gá
------------------------------------------------------------------------------------------Phơng trình cần bằng khi siết bulông: Do ta xiết bu lông tại vị trí giữa của
thanh kẹp nên ta có thễ xiết bulông với lực kẹp Q.
Tính lực kẹp:
Q=

W .l W .l
=
= 1350 N
l1
2 / 3l

Vậy ta cần siết bu lông với lực xiết là: Q = 1350N.
Khi xiết chặt bulông với lực lớn nh vậy thì khi đảm bảo điều kiện bền của
bulông đờng kính bulông phải thoả mãn.
Tính đờng kính bulông:
d

4.Q
4.135
=
= 0, 76cm = 7, 6mm
.[ k ]
.300

Trong đó:
Q = 135KG
k = 300 N/mm2
Chọn đờng kính bulông theo tiêu chuẩn là: d = 10 mm.
3.8. Cơ cấu dẫn hớng và các cơ cấu khác:
+ Cơ cấu dẫn hớng:
Cơ cấu dẫn hớng cần có là then dẫn hớng để xác định vị trí chính xác của
đồ gá trên bàn máy.
+ Các cơ cấu khác:
Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là bulông và đai ốc.
Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh trên bản vẽ lắp, thân đồ gá đợc chế tạo

bàng gang.
Cơ cấu so dao để xác định vị trí của dao so với chi tiết trớc khi gia công.
3.9 Xác định sai số đồ gá:
Sai số đồ gá cho phép:
1 1
dg = c2 + k2 + m2 + ld2 + ct2 [ gd ] = ữ
5 2

Trong đó:
k : Sai số do kẹp chặt phôi, trong trờng hợp này lực kẹp vuông góc với mặt
định vị: k = 0.
m : Sai số do mòn đồ gá, gọi N = 5000 là số chi tiết cần gia công ta có:
m = 0, 03. 5000 = 2,12 à m
ld : Sai số do lắp đặt đồ gá: ld = 10àm
c : Sai số chuẩn, nh sơ đồ định vị chi tiết ta có ld = 0àm do chuẩn định vị

trùng với gốc kích thớc.
Sai số gá đặt chuẩn cho phép trong sổ tay đồ gá: [ gd ] = 70àm
Vậy sai số gá đặt:
dg = 70 2 2,12 2 10 2 0 2 =69,25 àm

3.10 Những yêu cầu kĩ thuật của đồ gá:
- Yêu cầu đối với thân đồ gá: Tất cả các thân đồ gá và đế đều phải đợc ủ để
khử ứng suất.
- Kiểm tra đồ gá: Phải kiểm tra tất cả các kích thớc chuẩn (kích thớc của
các chi tiết định vị), khoảng cách tâm của các bạc dẫn. Kích thớc cơ bản của
-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46
6

Bài tập lớn đồ gá
------------------------------------------------------------------------------------------cơ cấu kẹp chặt và khả năng đa đợc chi tiết gia công vào lúc kẹp chặt và rút
chi tiết gia công ra khi tháo lỏng
- Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết.
- Kiểm tra khả năng di trợt của các chi tiết di động trên đồ gá.
- Sơn đồ gá: Sau khi kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công đều phải đợc
sơn dầu.
- Các chi tiết nh bulông đai ốc đợc nhuộm màu bằng phơng pháp hóa.
3.11 Những yêu cầu về an toàn của đồ gá:
- Những chi tiết ngoài của đồ gá không đợc có các cạnh sắc.
- Không đợc làm thay đổi vị trí của đồ gá khi ta thay đổi hay điều chỉnh bàn
máy.
- Đồ gá đợc cân bằng tĩnh và cân bằng động.
- Lắp các chi tiết trên đồ gá nên có các dụng cụ chuyên dùng.
3.12 Nguyên lý làm việc của đồ gá:
Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá để gia công chi tiết cần gạt thì quá
trình làm việc của đồ gá nh sau:
- Lắp chốt trụ ngắnvà chốt trám vào thân đồ gá.
- Lắp thanh kẹp và bu lông xiết lực kẹp
- Mang cả cụm thân đồ gá vừa lắp xong đạt lên bàn máy và xiết các
bulông kẹp. Điều chỉnh đồ gá.
- Khi lắp chi tiết ta dùng tay gạt thanh kẹp lên, đặt chi tiêt vào đùng vị trí.
- Đặt thanh kẹp vào thân chi tiết, dùng dụng cụ xiết chặt bulông kep.
- Kết thúc quá trình gá đặt.

Tài liệu tham khảo:
1. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá - Lê Văn Tiến 1999.
2. Sổ tay và Atlas đồ gá - Trần Văn Địch 2000
3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy Trần Văn Địch & Nguyễn Đắc Lộc.
4. Máy cắt kim loại

5. Cơ sở máy công cụ.
6. Dung sai Ninh Đức Tốn 2000
7. Sổ tay hớng dẫn thiết kế đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy.

-------------------------------------------------------------------------------------------Sinh viên thực hiện: Phạm Tiến Hội Lớp CTM6 K46
7