Bài tập lớn đồ gá cơ khí

BÀI TẬP LỚN

ĐỒ GÁ
SVTH: NGUYỄN THỊ NGHIÊN
GVHD: NGUYỄN XUÂN TUỆ

1


LỜI NĨI ĐẦU
Mơn học chế tạo máy đóng vai trị quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư
và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các
ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải.
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các có tầm quan trọng nhất
đối với sinh viên khoa cơ khí. Trong đó thiết kế đồ gá là bước đầu chuẩn bị cho
việc thực hiện đồ án môn học này.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Xuân Tuệ giảng viên
chính mơn học “ tính và thiết kế đồ gá”, đến nay em đã hoàn thành bài tập lớn đồ
gá của mình. Tuy nhiên việc thiết kế khơng tránh khỏi sai sót em rất mong được sự
chỉ bảo thêm của thầy giáo để em hoàn thiện hơn ở các bài tập sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày 30 tháng 4 năm 2010
Sinh viên: Nguyễn Thị Nghiên

2


PHẦN THUYẾT MINH
1.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết
Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp
Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục .Gối đỡ

làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong
khơng gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó . Gối đỡ còn làm
nhiệm vụ của ổ trượt .
Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia cơng với độ chính xác khác nhau và cũng
có nhiều bề mặt khơng phải gia cơng.
Trong bài tập của mình em được giao thiết kế đồ gá khoan, ta rô 4 lỗ cách
đều trên bề mặt hình trụ đảm bảo độ vng góc với mặt đầu của gối đỡ.
2. phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng
chế độ cắt cao , đạt năng suất cao
Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều
nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá
đặt nhanh .
Chi tiết gối đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc . Kết cấu tương đối đơn
giản , tuy nhiên nó cũng yêu cầu cao về độ chính xác của các bề mặt làm việc.
3. thiết kế đồ gá khoan, tarơ lỗ M6
3.1. phân tích :
Để gia công 4 lỗ M6 ta phải gia công làm 2 nguyên công: khoan và tarô. Do vậy
ta chỉ cần tính và thiết kế đồ gá cho ngun cơng khoan là đủ.
3.2. Lập sơ đồ gá:
Gia công lỗ M6 cần đảm bảo u cầu về độ vng góc mặt đầu và độ đối xứng
của các lỗ so với tâm của trụ. Do đặc điểm hình dạng của chi tiết cần gia công nên
ta định vị vào mặt đầu 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do vào mặt trụ
trong, và hạn chế bậc tự do cịn lại vào mặt đầu của trụ nhỏ( như hình vẽ ). Chi tiết
được kẹp chặt nhờ cơ cấu kẹp chặt liên động.
3.3. Chọn máy:
a. Nguyên công khoan
+ Máy khoan đúng 2H125
+ Công suất động cơ N= 2.2 Kw
+ Số vịng quay của trục chính từ 45 đến 2000 (vịng/phút)

+ Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng nên bàn máy P max = 900N
3


+ Mô mem xoắn 2500 kG.cm
b. Nguyên công cắt ren
+ Máy cắt ren đứng bán tự động 2054M ( bảng 9.76 sổ tay CNCTM-III)
+ Công suất động cơ N= 0.6 Kw
3.4. Chọn dao.
Khi gia công lỗ M6 của chi tiết ta sử dụng phương pháp khoan lỗ Ø6 , Sau đó
tarơ lỗ đạt kích thước M6.
Ta chọn dao như sau:
+ Mũi khoan ruột gà bằng thép gió P6M5( tra theo bảng 4-41Sổ Tay
CNCTM-I).
+ Dao taro làm bằng thép gió P6M5
Chế độ cắt:
 Bước 1: Khoan lỗ  6
+ Chiều sâu cắt : t  0.5 �D  0.5 �6  3mm
+ Lượng chạy dao: S  0.18mm / vòng ( bảng 5-25 STCNCTM-II)
+ Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V 

CV �D q
�KV
T m �S y

Trong đó các hệ số tra theo bảng 5-28 STCNCTM-II
CV  14.7; q  0.25; y  0.55; m  0.125

Tuổi thọ mũi dao thép gió T=35 phút tra theo bảng 5-30 STCNCTM-II
Hệ số KV  K MV �KUV �K LV

nv

; K MV

190 �
�
 � � bảng 5-1 STCNCTM-II
�HB �

Vì HB =190 => K MV  1 ;
KUV  1 tra bảng 5-6 STCNCTM-II
K LV  1 tra bảng 5-31 STCNCTM-II
Suy ra KV  K MV �KUV �K LV  1
=> V 

 

CV �D q
14.7 �60.25
�
K

�1  38.56 m
V
ph
T m �S y
350.125 �0.180.55

 

1000 �V 1000 �38.56

 2046.7 v
ph
3.14 �D
3.14 �6
Tra theo máy chọn tốc độ n  2000 v ph

Số vòng quay trục chính n 

 

 Bước 2: taro lỗ M6
+ Chiều sâu cắt : t  1mm
+ Lượng chạy dao:
Lượng chạy dao dọc Sd  1mm / vòng bằng bước ren p
Lượng chạy dao ngang S n  1mm bằng chiều sâu cắt

4


+ Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V 

CV �D q
�KV
T m �S y

Vì trong tính tốn thiết kế đồ gá ta chỉ cần tính lực cũng như thiết kế đồ gá cho
nguyên công khoan nên các thông số về chế độ cắt của ngun cơng taro ta có thể

tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.
3.5 Lập sơ đồ tính lực
a. sơ đồ tính lực:
Khi khoan mũi khoan tác dụng vào phôi một mô mem xoắn M x và một lực P0
hướng từ trên xuống. Để chống lại ảnh hưởng của mô mem này tới yêu cầu gia
công ta cần cân bằng mô men bằng cách tạo ra một mô mem ma sát. Như vậy
trọng lực và lực cắt P0 đóng vai trị là một lực kẹp. Tuy nhiên trọng lực của chi
tiết không đáng kể nên ta chỉ tính lực kẹp do P0 và lực W do cơ cấu kẹp chặt gây
ra.
W

Mx

P0 n

W

b. tính lực cắt:
Như phân tích ở trên lực cắt bao gồm: Mơ men xoắn M x và lực chiều trục P0 .
Theo sổ tay cơng nghệ chế tạo máy ta có:
+ Mơ men xoắn khi khoan :
M k  10 �CM �D q �S y �k p

Theo bảng 5-9 STCNCTM-II ta có k p = 0.6
Theo bảng 5-32 ta có: CM  0.021; q  2.0; y  0.8
2
0.8
Thay vào ta được : M k  10 �0.021�6 �0.18 �0.6  1.15  N .m 
+ Lực chiều trục khi khoan:
P0  10 �CP �D q �S y �k p

Theo bảng 5-9 STCNCTM-II ta có k p = 0.6
Theo bảng 5-32 ta có: CP  42.7; q  1; y  0.8
1
0.8
Thay vào ta được : P0  10 �42.7 �6 �0.18 �0.6  389.89  N   38.989kG
c. Tính lực kẹp:
5


Sơ đồ kẹp chặt :

Với sơ đồ kẹp chặt như hình vẽ ta có:
Điều kiện cân bằng:
Mms = Mx
Để tăng tính chất an tồn khi kẹp chặt ta thêm hẹ số an toàn K
M ms �K �M x

Với sơ đồ tính lực kẹp như hình vẽ ta có:
M ms  2 �Fms �L

Suy ra:

Fms   W  P0  �f

M ms  2 � W  P0  �f �L

f là hệ số ma sát với mỏ kẹp có khía nhám f =0.45.
L: khoảng cách tay địn; L= 40 mm
Từ đó ta có:

2 � W  P0  �f �L �M x

Suy ra:

W

K �Mx
- P0
2 �f �L

K: là hệ số an tồn,được tính như sau :

K  K 0 �K1 �K 2 �K 3 �K 4 �K 5 �K 6

Trong đó :
+ Ko:là hệ số an tồn trong mọi trường hợp , lấy Ko=1.5
+ K1:là hệ số kể đến lượng dư không đều ,khi khoét lấy K2=1.2

6


+ K2:là hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt ,lấy K2=1.5
+ K3:là hệ số kể đến lực cắt không liên tục , lấy K3=1
+ K4:là hệ số kể đến nguồn sinh lực , kẹp chặt bằng tay lấy K4=1.3
+ K5:là hệ số kể đến vị trí tay quay khi kẹp , lấy K5=1.2
+ K6:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc , lấy K6=1
Thay vào ta được :

K  1.5 �1.2 �1.5 ��

1 1.3 �1.2 �1  4.212
4.212 �1.15
- 38.989) = 96.55 N
2 �0.45 �40

W  (1000 �

Suy ra:

a. Chọn cơ cấu kẹp:
Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu : khi kẹp phải giữ đúng vị trí phơi lực kẹp
tạo ra phải đủ ,không làm biến dạng phôi , kết cấu nhỏ gọn ,thao tác thuận lợi và an toàn .
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp
hướngtừ trên xuống thông qua mỏ kep.

l1

Q

l2

W

Từ sơ đồ cơ cấu kẹp ta có phương trình cân bằnglực:
W � l1  l2   Q �l2  Q 

Trong đó :
Q=

W � l1  l 2 

l2

l1  40 mm; l 2  45mm

96.55.(40  45)
 182.37  N 
45

e. Các cơ cấu dẫn hướng và cơ cấu khác:
* Cơ cấu đẫn hướng :
Với đồ gá khoan, khoét, doa thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó
xác định trực tiếp vị trí của mũi khoan và tăng cứng vững của dụng cụ trong quá
7


trình gia cơng. Cơ cấu dẫn hướng được sữ dụng là phiến dẫn cố định, bạc dẫn
được chọn là loại bạc thay nhanh, bạc cố định cho bạc thay nhanh
* Các cơ cấu khác :
Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là bu lông đai ốc
Thân đồ gá được chế tạo theo kết cấu như bản vẽ lắp, thân được chế tạo bằng
gang.
3.6 xác định sai số đồ gá:
Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy đinh điều
kiện kỹ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá.
Như vậy ta có :
1 1
2
 gd   c2   k2   m2   ld2   ctlr
  gd    
5 2

Suy ra :

 ctlr    gd    k2   m2   ld2   c2
2

Trong đó:
k: là sai số do kẹp chặt phôi , trong trường hợp này lực kẹp vng góc với
phương kích thước thực hiện do đó k= 0
m: là sai số do mịn đồ gá,ta có m=  N
với N là số chi tiết gia công ; chọn N = 200 chi tiết
 m=  N =0.3 200 = 4.24 m
lđ: là sai số do lắp đặt đồ gá , lấy lđ= 10 m
c : là sai số chuẩn do định vị chi tiết gia công, c =0 do chuẩn định vị trùng
Với gốc kích thước .
gđ: là sai số gá đặt, gđ=0.039 m
vậy
 ctlr  0.0392   02  0.0042 2  0.012  0   0.037  mm 

3.7 Những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.
1.Những yêu cầu kỹ thuật
- Yêu cầu đối với than đồ gá: Tất cả than đồ gá và đế đều được ủ để khử ứng suất
- Kiểm tra đồ gá: phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn.kích thước của cơ cấu
kẹp chặt và khả năng đưa được chi tiết vào lúc kẹp chặt và rút chi tiết gia công ra
khi tháo lỏng
- Sơn đồ gá: sau khi kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công đều phải được sơn
dầu
- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và mặt bên thân đồ gá < 0,053 mm
- Độ khơng vng góc giữa mặt phiến tỳ với mặt đáy thân đồ gá < 0,053 mm
- Đóng nhãn mác tại nơi chế tạo đồ gá

2. Những yêu cầu về an toàn của đồ gá
- Những chi tiết ngồi của đồ gá khơng được có các sắc cạnh
- Khơng được làm thay đổi vị trí của đồ gá khi ta thay đổi hay điều chỉnh bàn máy
- Đồ gá được cân bằng tĩnh và cân bằng động
8


- Lắp các chi tiết trên đồ gá nên có các dụng cụ chuyên dung

9


3. Nguyên lý làm việc của đồ gá
Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá để gia công 4 lỗ M6 của chi tiết gối đỡ thì
quá trình làm việc đồ gá như sau:
- mang cả cụm thân đồ gá đặt nên bần máy và xiết các bu lông để cố định đồ
gá trên bàn máy
- Sau khi lắp đồ gá nên bàn máy khoan đặt chi tiết cần gia công nên hai phiến
và chốt trụ ngắn được đặt vào mặt trụ trong của chi tiết đồng tâm và cho
mặt đầu của trụ nhỏ tiếp xúc với phiến tỳ
- Sau đó lấy Bulơng xiết chặt để kẹp chặt chi tiết
- Kết thúc quá trình gá đặt
Sau khi gia công xong tháo lỏng bu lông rồi lấy chi tiết cần gia công ra và hoan
tất việc gá đặt, gia công .

10


Tài liệu tham khảo:
1. Atlas đồ gá – GS,TS Trần Văn Địch – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật

2. Đồ gá – GS,TS Trần Văn Địch – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật
3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch – Nguyễn Đắc Lộc
4. Dung sai – Ninh Đức Tốn

11


MỤC LỤC
PHẦN THUYẾT MINH
1. phân tích chức năng làm việc của chi tiết………………………………..……2
2. phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết ……………..……………2
3. thiết kế đồ gá gia cơng 4 lỗ M6……………………………….…..…………….2
3.1. phân tích ……………………………..…………………………..………….2
3.2. Lập sơ đồ gá...……………………………………..……………..………….2
3.3. Chọn máy: ……………………………………………...………..………….2
3.4. Chọn dao. ………………………………………………………..………….2
3.5 Lập sơ đồ tính lực……………………………..………………………….…4
3.6 xác định sai số đồ gá:……………………………………………...…………6
3.7 Những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.……...………………………………...…7
Tài
liệu
tham
khảo…………………………...…………...
………………………………9

12


13