thiết kế đồ gá khoan lỗ chi tiết dạng hộp (có full bản vẽ) contact email: sp.doga.sp@gmail.com để nhận ưu đãi

BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN TARO LỖ M8 Hà Nội – 2022 Đề bài Cho sơ đồ gá đặt để khoan, taro lỗ M8 của chi tiết như hình vẽ Biết Số lần gá đặt N = 6500 Vật liệu C45 Máy 2A155 Dụng cụ.

Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và trình tự thiết kế đồ gá

Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công

Theo yêu cầu của đề bài, cần gia công khoan lỗ và taro lỗ M8 cho chi tiết Đây là lỗ làm việc chính, được thực hiện sau khi đã phay các mặt phẳng chuẩn Quy trình bao gồm việc khoan lỗ trước, sau đó tiến hành taro lại các lỗ đã khoan.

Kích thước lỗ ren đạt M8 Tâm các lỗ mằn trên đường tròn có kích thước ỉ114±0.2 mm và 4 lỗ cỏch đều nhau.

Trình tự thiết kế đồ gá

Bước đầu tiên trong quá trình gia công là nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật của nguyên công Cần xác định rõ bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước và hình dáng, cũng như số lượng chi tiết gia công Đồng thời, cần chú ý đến vị trí của các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.

Bước 2 trong quá trình gia công là xác định lực cắt, mô-men cắt, phương chiều và điểm đặt của lực kẹp, cùng với các lực khác tác động lên chi tiết Cần nhận diện các lực nguy hiểm do lực cắt hoặc mô-men cắt gây ra Cuối cùng, viết phương trình cân bằng lực để tính toán giá trị lực kẹp cần thiết.

Bước 3: Xác định kết cấu và các bộ phận khác của đồ gá (cơ cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá, )

Bước 4: Xác định kết cấu và các bộ phận phụ của đồ gá (chốt tỳ phụ, cơ cấu phân độ, quay)

Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật của từng nguyên công

Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, rộng, cao, ) Đánh số các vị trí của chi tiết trên đồ gá.

Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công

Phương án 1

Chi tiết được định vị như hình vẽ Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do gồm:

- Phiến tỳ: hạn chế 3 bậc tự do

Tịnh tiến theo phương Ox

Quay quanh theo phương Oz

Quay quanh theo phương Oy

- Chốt trụ ngắn: hạn chế 2 bậc tự do

Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án 1

Tịnh tiến theo phương Oz

Tịnh tiến theo phương Oy

- Chốt trám: hạn chế 1 bậc tự do

Quay quanh theo phương Ox

Sử dụng thêm chốt tỳ phụ để tăng cứng cho chi tiết khi khoan

Lực kẹp theo phương ngang, hướng từ phải qua trái thông qua mỏ kẹp, trong diện tích định vị

Chi tiết được hạn chế đủ 6 bậc tự do

Lực kẹp vuông góc với phương gia công nên sai số kẹp chặt bằng không

Sử dụng được máy khoan đứng dễ tìm

* Nhược điểm: Đồ gá phức tạp, cồng kềnh.

Phương án 2

Chi tiết được định vị như hình vẽ Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do:

- Phiến tỳ: hạn chế 3 bậc tự do

Tịnh tiến theo phương Oz

Quay quanh theo phương Ox

Quay quanh theo phương Oy

- 2 chốt tỳ mặt bên: hạn chế 2 bậc tự do

Tịnh tiến theo phương Ox

Quay quanh theo phương Oz

Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án 2

- 1 chốt tỳ cạnh còn lại: hạn chế 1 bậc tự do

Tịnh tiến theo phương Oy

Lực kẹp theo phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới thông qua mỏ kẹp, trong diện tích định vị

Hạn chế được 6 bậc tự do của chi tiết

* Nhược điểm: Đồ gá phức tạp, cồng kềnh

Các bề mặt định vị đều chưa gia công nên khó đạt độ chính xác

* Kết luận: Chọn phương án gá đặt chi tiết là phương án 1vì:

- Lực kẹp ở phương án 1 không gây lật chi tiết như phương án 2

- Mặt định vị chính là mặt đáy nên cần lực kẹp hướng vào mặt định vị chính như phương án 1

- Phương án 1 gá đặt chi tiết nhanh hơn phương án 2

Tính toán thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá

Lựa chọn cơ cấu định vị

Phiến tỳ có kích thước như hình vẽ

Phiến tỳ được làm bằng thép 20X, được nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60 HRC

Chốt trụ ngắn có kích thước như hình vẽ

Vật liệu: Y7A, nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC

Chốt trám có kích thước như hình vẽ

Vật liệu: Y7A, nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC.

Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt

3.2.1 Chế độ cắt, lực cắt, momen cắt

Chọn máy: máy khoan cần 2A55 Đường kính lớn nhất khi khoan thép là 50mm

Côn moóc trục chính số 5

Công suất đầu khoan 4,5 Kw

Công suất nâng xà ngang 1,7 Kw

Số vòng quay của trục chính (v/ph): 30-37,5-47,5-60-70-95-118-150-190-225- 300-375-475-600-950-1180-1500-1700

Bước tiến một vòng quay trục chính(mm/v): 0,05-0,07-0,1-0,14-0,2-0,28-0,4- 0,56-0,79-1,15-1,54-2,2

Mô men xoắn lớn nhất: 75 KGm

Chọn dao: mũi khoan ruột gà đuôi trụ thép gió có d= 5, Lf , l( kiểu II

Theo bảng 5 − 89 [2]có: S = 0,24( mm/ vòng )

Vận tốc cắt thực tế n 00 V

Theo máy ta chọn n = 1500v/ph

*Lực cắt và momen cắt khi khoan lỗ ỉ7

Bảng 3.1 Thụng số tớnh chế độ cắt khi khoan lỗ ỉ7

Thay vào công thức (3.4) trên ta được

So với lực cất cho phép của máy p m = 2000( kg) > P 0 ⇒ đảm bảo an toàn

9750 = 0,5 ( kW) Máy đã chọn làm việc được

Ta chọn mũi tarô có đường kính D = 8 và vật liệu là thép gió

2 = 0,5( mm) Lượng chạy dao: S = 1 ( mm/vg)

M x = 10 C M ⋅ D q ⋅ P y ⋅ K mp (N ⋅ m) Tra bảng 5_50 [2]ta có: K MP = 1,5

Bảng 3.2 Thông số tính chế độ cắt khi taro lỗ M8

⇒ M x = 10.0, 013.8 1,4 ⋅ 2 0,5 ⋅ 1,5 = 5,06( N ⋅ m) Tính và nghiệm công suất

9750 = 0,246(KW)Vậy công suất cắt đảm bảo an toàn

3.2.2 Sơ đồ phân tích lực

Trong quá trình gia công xuất hiện các thành phần lực sau:

- Các phản lực N1, N2 do lực kẹp sinh ra xuất hiện ở các vị trí phiếm tỳ

- Các lực ma sát Fms1 Fms2 Fms4 sinh ra tại vị trí phản lực

- Lực ma sát Fms3 sinh ra tại vị trí mỏ kẹp

- Trọng lực Q của chi tiết

Nhận thấy khi khoan lỗ ỉ7 lực cắt lớn hơn khi taro nờn tớnh toỏn cơ cấu kẹp chặt theo trường hợp khoan lỗ ỉ7

*Trường hợp 1: Chi tiết bị tịnh tiến theo Oz

Hình 3.4 Sơ đồ phân tích lực

 f.N 1 + f.N2 + N4 + W.f- Q – Po = 0 (với f là hệ số ma sát Lấy f = 0.2)

 N1 + N2 +N4.f = W (với f là hệ số ma sát Lấy f = 0.2)

Thay phương trình (3.7) vào phương trình (3.8) ta được: f.N1 + f.N2 + 𝑊− 𝑁 1 −𝑁 2

*Trường hợp 2: chi tiết bị quay quanh theo phương Oz

Lúc này thành phần quay chủ yếu do Momen cắt gây ra Lực ma sát sinh ra lúc này nhằm chống lại nó

42.0,2.10 −3 = 390,47 (N) (3.8) Thay phương trình (3.10) ở trên vào phương trình (3.9) ta được:

3.2.4 Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

Sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít thông qua mỏ kẹp Đường kính bulong được xác định thông qua lực kẹp cần thiết

Wct = W.k (3.9) với k là hệ số an toàn k=𝑘 1 𝑘 2 𝑘 3 𝑘 4 𝑘 5 𝑘 6 (3.12)

𝑘 0 : an toàn cho tất cả các trường hợp 𝑘 0 = 1,5

𝑘 1 : hệ số tính đến trường hợp độ bóng thay đổi

Trong trường hơp này đã gia công tinh => 𝑘 1 =1

𝑘 2 : hệ số tăng lực khi dao mòn 𝑘 2 = 1,3

𝑘 3 : hệ số tăng lực khi gián đoạn gia công 𝑘 3 = 1,2

𝑘 4 : hệ số tính đến sai số cơ cấu kẹp chặt 𝑘 4 =1,2

𝑘 5 : hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấu kẹp k5 =1

𝑘 6 : hệ số tính đến momen quay của chi tiết 𝑘 6 =1

Hình 3.5 Cơ cấu kẹp chặt

Lực kẹp cần thiết: Wct = 1123,976.2,808 = 3156,12 (N) Đường kính bulong kẹp:

Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

Thân đồ gá có thể chế tạo bằng hàn, đúc, rèn hoặc lắp ghép các các tấm thép tiêu chuẩn bằng bulông - đai ốc

Thân đồ gá thường được chế tạo từ gang hoặc thép, mang lại độ cứng vững cao và khả năng đúc các kết cấu phức tạp Tuy nhiên, quá trình chế tạo loại đồ gá này tốn nhiều thời gian và chi phí cao.

Thân đồ gá hàn có độ cứng vững thấp, điều này khiến việc tạo ra các kết cấu phức tạp trở nên khó khăn Tuy nhiên, nó nổi bật với những ưu điểm như nhẹ, thời gian chế tạo nhanh và chi phí thấp Ngoài ra, thân đồ gá còn có thể được sản xuất từ nhôm và đồng khi yêu cầu về độ cứng vững không quá cao.

Chọn thân đồ gá được làm bằng phương pháp đúc

Khi lựa chọn bạc dẫn, cần chú ý đến việc lắp đặt nhanh với phiếm dẫn thông qua bạc lót theo kiểu lắm trung gian hoặc lắp lỏng Vít hãm đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự xoay của bạc trong quá trình gia công.

Bạc dẫn được làm bằng vật liệu 9XC, được nhiệt luyện đạt độ cứng 55 – 60 HRC

Tính toán sai số chế tạo cho phép và đề ra các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

Tính sai số chế tạo cho phép

Với 𝛿 là dung sai nguyên công (lấy 𝛿 = 0.2 𝑚𝑚)

Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn của đồ gá sẽ là:

k là sai số do kẹp chặt phôi

Do đồ gá bị gây ra sai số mòn, sai số mòn được tính theo công thức sau:

4.1.5 Sai số điều chỉnh  dc

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá  ct

Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của đồ gá, độ không song song giữa mặt phiến tỳ và mặt thân đồ gá phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,061 mm Đồng thời, độ không vuông góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá cũng cần đạt tiêu chuẩn tương tự, không vượt quá 0,061 mm.