Thiết kế đồ gá

Phần II Thiết kế quy trình công nghệ các nguyên công

II. Thiết kế đồ gá

1. Chuẩn định vị:

- Mặt phẳng đáy hạn chế 3 bậc tư do.

2. Kiểu chi tiết định vị :

- Để có thể khoan ,khoét , doa lỗ với kết cấu của chi tiết ta có thể dùng các chi tiết định vị sau

+ Phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do lên mặt phẳng A.

+ Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tư do

+ Chốt trụ trám hạn chế một bậc tại vị trí lỗ φ 8 3. Cơ cấu kẹp chặt:

- Ta sử dụng cơ cấu kẹp liên động để kẹp chi tiết 4. Tính lực kẹp và kích thước của cơ cấu kẹp :

- Trong quá trình gia công khi khoan lỗ của chi tiết. xuất hiện lực dọc trục P và mô men lật M . Các lực này làm cho chi tiết bị xê dịch khỏi vị trí

- Để chi tiết không bị xê dịch thi lực kẹp phải lớn hơn mô men lật và thắng được lực dọc trục gây ra .

Theo phần tính toán ở chế độ cắt ta có : Pz = 20538 (Kg) N = W + PZ (1).

Để khi khoét ,doa chi tiết không bị lật thì:

MX ≤ Fms.l

 Fms ≥ l MX

Mà Fms = f.N N = W + PZ f.(W + PZ) ≥

l

MX ⇔W ≥

l f

l P f

MX Z

. . + .

.K l =80 (mm)

61

MX = PZ.R =20538x 80 =1643040(N.m).

+Với K là hệ số an toàn.

K = K0. K1. K2. K3. K4. K5. K6

-K0:Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp K0 = 1,5

-K1:Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi K1=1,2 -K2:Hệ số tăng lực cắt khi giao mòn K2 =1,8

-K3:Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K4 =1,2 -K4:Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K4 =1,3

-K5:Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay K5 =1 -K6:Hê số tính đến mô men làm quay chi tiết K6 =1,5

K = 1,5 .1,2 .1,8 .1,2 .1,3 .1 .1,5 = 7,58 Với :ƒ = 0,16

=>

1128665 58

, 7 80 .

16 , 0

80 16 , 0 20538 1643040

+ =

≥ x

x W x

=> . 2 1128665

2

1 =W =

W =564332(N)

- Tính đường kính bu lông cho cơ cấu kẹp: Do sử dụng cơ cấu kẹp liên động nên ta có Q = 2.W = 2. 564332 =112866,5 ( kg)

- Theo công thức:

σ

C Q d = .

Với C = 1.4

Với bu lông làm bằng thép 45 => σ = 75

=> 1504( ).

75 112866 .

4 ,

1 mm

d = =

- Chọn đường kính bu lông M16.

+ Cơ cấu kẹp dùng cơ cấu mỏ kẹp ren vít.

+ Cơ cấu sinh lực dùng cơ cấu ren.

+ Điểm đặt lực ở hai đầu chi tiết có phương vuông góc với mặt đáy và hướng vào mặt đáy

5. Các cơ cấu khác của đồ gá :

Thân đồ gá được làm bằng gang dùng phương pháp đúc sau đó gia công bằng các phương pháp cơ khí.

6. Sai số gá đặt:

Ta có công thức tính.

dcg k c

gd ε ε ε

ε = + + hay εdg =εc +εk +εct +εm +εdc . Trong đó:

εc: là sai số chuẩn.

εk: là sai số khoảng cách cắt.

εct: là sai số chế tạo.

εdc: là sai số điều chỉnh.

εm: là sai số mòn.

εgd: là sai số gá đặt.

Vậy ta có:

[ ]εct = [ ]εgd 2 −[εc2 +εk2 +εm2 +εdc2 ](mm).

Theo bảng 19 sách hướng dẫn thiết kế đồ án ta có εc = 0 mm, vì chuẩn định

vị trùng với gốc kích thước

a. Sai số kẹp chặt : εk - là sai số do lực kẹp gây ra .Sai số kẹp được xác định trong công thức ở bảng 20 (HDTKĐACNCTM) .

63

Chi tiếtđược gá trên phiến tỳ và chốt tỳ ta có : εk =CW2L

Trong đó :

C- là hệ số vật liệu phụ thuộc vào vật liệu gia công , C=0,08 . L- là chiều dài chỗ tiếp xúc ,L = 80(mm)

W- là lực kẹp ,W= 56433(KG)

Thay số vào ta cú : εk =0,082xx5643380 =28,2 (à m).

b. εm = B. N , với B = 0,1 và N = 3000 ( số lượng chi tiết sản xuất trong 1 năm.

Vậy εm = 0,1. 3000 = 5,4 àm.

c. εdc = 8-10 àm , chọn εdc=8 àm.

d. [ ]εgd = 41×δ , trong đó δ: là dung sai của nguyên công, vậy ta có:

[ ]εgd = 41ì0,03= 0,007 mm.=7(àm).

Thay số vào ta có:

[ ]εct = 72 −[28,22 +5,42 +82] = 28,9 (àm).

7. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

- Sai số gá đặt εđg khi gá đắt chi tiết phải ≤ 0,0215(mm) .Gồm sai số giữa độ song song của phiến tỳ với trục chính, giữa các chốt định vị vuông góc với

phiến tỳ và sai số gá đặt chi tiết…

- Sai số kẹp không vượt quá 0,0215(mm)

- Độ mòn các phiến tỳ, chốt định vị không vượt quá 0,014(mm).

- Điều kiện kĩ thuật của đồ gá:

Từ kết quả tính sai số chế tạo ta có thể đưa ra những yêu cầu kĩ thuật sau :

-Độ không song song giữa mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết và mặt đáy của đồ gá không vượt quá 0,03 (mm Độ không đồng tâm giữa chốt trụ và tâm chi tiết không vượt quá 0,0215 mm

-Bề mặt của chốt trụ được nhiệt luỵện đạt HRC = 50 ~ 55.

-Bề mặt của phiến tỳ định vị được nhiệt luyện đạt HRC = 50 ~ 60 . 8. Nguyên lý làm việc của Đồ gá :

- Chi tiết được định vị trên phiến tỳ, và chốt trụ ngắn. Và được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liên động. Thân đồ gá có đuôi côn để lắp ghép với

móc côn trục chính máy tiện . -bản vẽ chi tiết đồ gá như sau:

III. Tính và thiết kế đồ gá cho nguyên công VI : Khoan lỗ φ9,Taro ren M12 1.Chọn chuẩn định vị :

Mặt đáy sử dụng hai phiến tỳ , hạn chế 3 bậc tự do .

Một lỗ φ10 hạn chế 2 bậc tự do , dùng một chốt trụ ngắn . Một lỗ φ 8 hạn chế 1 bấc tự do , dùng một chốt trám . 2. Chi tiết định vị :

a.Mặt đáy dùng 2 phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do . - Kích thước phiến tỳ 20x90 .

- Vật liệu Thép 20X , HRC = 55÷60 .

b.Mặt trong lỗ φ10 dùng 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do . - Đường kính D =10 , l = 4

- Vật liệu Thép Y8A có HRC = 55÷60 . 65

c. Mặt trong lỗ φ8 chéo với lỗ trên dùng một chốt trám . - Đường kính D = 15

- Vật liệu Thép Y8A có HRC = 55÷60 . 3. Cơ cấu kẹp chặt :

- Lực kẹp có phương vuông góc với mặt đáy .

- Để kẹp chặt ta dùng cơ cấu kẹp bằng bulông - đai ốc . Với yêu cầu bước ren của bulông không quá lớn để đảm bảo tính tự hãm .

4. Thân đồ gá :

Thân đồ gá được chế tạo hình chữ nhật với các lỗ để bắt bulông , cùng với các chi tiết khác trên đó . Vật liệu GX15-32 .

5. Tính lực kẹp :

- Phương trình cân bằng lực theo phương đứng : P + G = N (1) .

- Phương trình cân bằng lực theo phương ngang: W =Fms1+Fms2= N.(f1+f2) (2).

Trong đó :

f- là hệ số ma sát : chọn f = 0,15 . N- là áp lực của chi tiết lên thân đồ gá . P- áp lực khi gia công .

G- trọng lượng của chi tiết .

Thay (1) vào (2) ta được : W= (P+G) .(f1+f2) K- là hệ số an toàn : K = K0 K1 K2 K3K4K5 K6 . Trong đó :

K0 = 1,5-2 là hệ số an toàn chung cho mọi trường hợp, chọn K0=1,8.

K1 là hệ số kể tới lượng dư không đều , chọn K1 = 1,2 . K2 hệ số kể tới độ mòn dao K2=1-1,9 , chọn K2=1,5 . K3 hệ số kể tới cắt không liên tục K3=1,5 .

K4 hệ số kể tới nguồn sinh lực kẹp không ổn định , do kẹp bằng tay nên ta chọn K4=1,3 .

K5 hệ số kể tới sự thuận tiện của thao tác kẹp bằng tay , K5=1,2 . K6 hệ sốkể tới mômen làm lật phôi , K6=1 .

Thay số vào công thức trên ta có : K = 7,58 .

Để đảm bảo an toàn trong gia công thì lực kẹp được tính theo công thức sau :

W = (P+G) .(f1+f2).K Thay số vào ta được :

W = (150 +3,2.10.10-3)(0,15+0,15).7,58 = 341,2(KG).

6. Tính đường kính bulông:

Đường kính bulông kẹp được tính theo công thức : d = Cx.

b

W σ

Trong đó :

Cx- là hệ số , chọn Cx=1,4 .

W- là lực kẹp chặt , W=341,2 (KG).

σb- là giới hạn bền của vật liệu, đối với thép C45 ta có σb=70-80(N/mm2) Chọn σb=75(N/mm2) =7,5(KG/mm2).

Thay vào công thức ta được : d = 1,4

5 , 7

2 ,

341 =9,44(mm) .

Vậy chọn d = 14(mm) .

7. Sai số trong chế tạo cho phép của đồ gá :

Sai số chế tạo của đồ gá ảnh hưởng trực tiếp tới sai số của kích thước gia công và nó còn ảnh hưởng tới sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công với bề mặt làm chuẩn . Vì vậy việc tính sai số chế tạo là hết sức quan trọng.

67

Sai số gá đặt được tính theo công thức sau:

εgd =εC +εk +εct +εm+εdc

Trong đó :

εgd -sai số gá đặt ;εC-sai số chuẩn ; εk -sai số kẹp

εct-sai số chế tạo ; εm- sai số mòn ; εdc- sai số điều chỉnh . b. Sai số chuẩn : εC

Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên εC =0

c. Sai số kẹp chặt : εk - là sai số do lực kẹp gây ra .Sai số kẹp được xác định trong công thức ở bảng 20 (HDTKĐACNCTM) .

Chi tiếtđược gá trên phiến tỳ và chốt tỳ ta có : εk =CW2L

Trong đó :

C- là hệ số vật liệu phụ thuộc vào vật liệu gia công , C=0,8 . L- là chiều dài chỗ tiếp xúc ,L = 88(mm)

W- là lực kẹp ,W= 341,2 (KG)

Thay số vào ta cú : εk =0,82xx34180,2=1,7 (à m).

d. Sai số mòn : εm

Do đồ gá mòn gây sai số mòn , và nó được tính theo công thức :

εm=β. N (àm). Trong đú :

β- là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị đối với phiến tỳ : β = 0,2- 0,4 , chọn β = 0,3 .

N- là số chi tiết được gia công trên đồ gá , ở đây N=3000.

Thay số vào ta cú: εm= 16,4(àm).

e. Sai số điều chỉnh : εdc do quá trình lắp ráp , điều chỉnh của chi tiết gây ra . Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp .Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta lấy :

εdc= 5-10 (àm). ; ta chọn εdc=8 (à m).

f. Sai số gá đặt : εgd

Ta có εgd = (1/3-1/5 )δ , ta lấy [ ]εgd = 1/4δ .

Với δ là dung sai của nguyên công đang thực hiện, δ =±0,15(mm).

Vậy [ ]εgd = 1/4.300 =75(à m).

f. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá : [ ]εct

Sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá :

[ ]εct = [ ] (εgd 2 − εc2 +εk2 +εm2 +εdc2 ) thay số vào ta có :

[ ]εct = 752 −(1,72 +82 +16,42) =72(àm).

Vậy sai số chế tạo của đồ gỏ là [ ]εct =72(àm).

69