thiết kế đồ gá khoan và lập quy trình công nghệ gia công một số chi tiết trên đồ gá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ = = =  = = = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Đề tài Thiết kế đồ gá khoan lập quy trình cơng nghệ gia công số chi tiết đồ gá Giáo viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Việt Hùng Sinh viên thực : Nguyễn Thành Chiến Nguyễn Hồng Quân Trần Vũ Quang Phạm Thị Trang ộ MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ GIA CÔNG 1.1 Tổng quan đồ gá gia công 1.1.1 Công dụng đồ gá 1.1.2 Các thành phần đồ gá gia công 1.1.3 Phân loại đồ gá 1.1.3.1 Đồ gá chuyên dùng 1.1.3.2 Đồ gá vạn – lắp ghép 10 1.1.3.3 Đồ gá tháo lắp 10 1.1.3.4 Đồ gá vạn - điều chỉnh 10 1.1.3.5 Đồ gá vạn 11 1.2 Mục tiêu đề tài 21 1.3 Phương pháp thực đề tài 21 CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN 22 2.1 Phân tích sơ đồ gá đặt chi tiết 22 2.1.1 Sơ đồ gá đặt 22 2.1.2 Chọn máy: máy phay CNC EMCO mill 55 23 2.2 Thiết kế , lựa chọn cấu định vị 23 2.3 Tính tốn, thiết kế cấu kẹp 25 2.3.1 Chế độ cắt 25 2.3.2 Tính lực kẹp 27 2.4 Xác định kết cấu cấu khác đồ gá 32 2.4.1 Thân đồ gá 32 2.4.2 Đế đồ gá 32 2.4.3 Trục trượt 33 2.4.4 Rãnh trượt 33 2.5 Tính tốn độ xác gia cơng đồ gá 35 CHƯƠNG III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT 36 3.1 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết rãnh trượt 36 3.1.1 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết 36 3.1.2 Xác định dạng sản xuất 36 3.1.3 Lập quy trình cơng nghệ 37 3.1.4 Thiết kế nguyên công 39 3.1.4.1 Nguyên công 1: Cắt phôi 39 3.1.4.2 Nguyên công 2: Phay mặt A 39 3.1.4.3 Nguyên công 3: phay mặt B 44 3.1.4.4 Nguyên công 4: Phay mặt C 49 3.1.4.5 Nguyên công 5: Phay mặt D 54 3.1.4.6 Nguyên công 6: khoan lỗ Ø6,4 mm 59 3.1.4.7 Nguyên công 7: khoan, doa lỗ Ø4 mm 62 3.1.4.8 Nguyên công 8: phay rãnh trượt 66 3.1.5 Thiết kế đồ gá cho nguyên cơng khoan lỗ Ø6,4 70 3.1.5.1 Tính chọn cấu định vị 70 3.1.5.2 Tính lực kẹp 71 3.1.5.3 Tính tốn độ xác gia cơng đồ gá 77 3.2 Lập quy trình gia công chi tiết thân đồ gá 78 3.2.2 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết 78 3.2.3 Xác định dạng sản xuất 78 Sản lượng hàng năm 79 3.2.4 Xác định phương pháp chế tạo phôi thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 79 3.2.5 Lập quy trình cơng nghệ 81 3.2.6 Thiết kế nguyên công 82 3.2.7 Tính tốn thiết kế đồ gá cho nguyên công phay mặt B 127 Tài liệu tham khảo 135 DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I Hình 1 Đồ gá hàn 12 Hình Đồ gá lắp rắp 13 Hình Đồ gá kiểm tra 14 Hình Đồ gá kẹp phơi sử dụng xy lanh khí 15 Hình Đồ gá hai khối V kẹp sử dụng khí nén 16 Hình Ê tơ sử dụng bơm thủy lực 17 Hình Mâm cặp sử dụng thủy lực 18 Hình Đồ gá phay 20 Hình Đồ gá khoan 20 CHƯƠNG II Hình Sơ đồ gá đặt 22 Hình 2 Má tĩnh 23 Hình Tấm trượt 24 Hình Bảng vận tốc cắt bước tiến khoan máy CNC 25 Hình Sơ đồ lực 27 Hình Thân đồ gá 32 Hình Đế đồ gá 33 Hình Trục trượt 33 Hình Rãnh trượt 34 CHƯƠNG III Hình Nguyên công 39 Hình Sơ đồ gá đặt nguyên công phay mặt A 39 Hình 3 Sơ đồ gá đặt nguyên công phay mặt B 44 Hình Sơ đồ gá đặt ngun cơng phay mặt C 49 Hình Sơ đồ gá đặt nguyên công phay mặt D 54 Hình Sơ đồ gá đặt nguyên công khoan lỗ Ø6,4 mm 59 Hình Sơ đồ gá đặt nguyên công khoan, doa lỗ Ø4 mm 62 Hình Sơ đồ gá đặt nguyên công phay rãnh trượt 66 Hình Kiểm tra độ vng góc tâm lỗ mặt đáy A 69 Hình 10 Phiến tỳ phẳng 70 Hình 11 Chốt chỏm cầu 70 Hình 12 Sơ đồ lực 71 Hình 13 Địn kẹp, bulong 74 Hình 14 Đế đồ gá 75 Hình 15 Bạc lót 75 Hình 16 Bạc thay nhanh 76 Hình 17 Phiến dẫn 76 Hình 18 Chi tiết thân đồ gá 78 Hình 19 Bản vẽ lồng phoi thân đồ gá 81 Hình 20 Sơ đồ gá đặt phay mặt A 83 Hình 21 Sơ đồ gá đặt phay mặt B 88 Hình 22 Sơ đồ gá đặt phay mặt C 92 Hình 23 Sơ đồ gá đặt phay mặt D 97 Hình 24 Sơ đồ gá đặt khoan lỗ Ø8,2 101 Hình 25 Sơ đồ gá đặt khoan doa lỗ Ø6 106 Hình 26 Sơ đồ gá đặt khoan doa lỗ Ø10 111 Hình 27 Sơ đồ gá đặt khoan doa lỗ Ø6 116 Hình 28 Sơ đồ gá đặt khoan doa lỗ Ø8 121 Hình 29 Sơ đồ gá đặt kiểm tra độ khơng vng góc mặt A B 126 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1Bảng định lượng sản xuất 37 Bảng lập tiến trình cơng nghệ 38 121 Hình 28 Sơ đồ gá đặt khoan doa lỗ Ø8 Định vị Phiến tì định vị bậc tự chốt trụ ngắn định vị bậc tự trám định vị bậc tự lại Chọn máy : Chọn máy khoan 2H55 bảng 9.4 [4] + Số cấp tốc độ trụcchính : 23 57 + Cơng suất 10Kw + Kích thước phủ bì máy : dài x rộng x cao : 2522x1166x1324 +Số vịng trục chính(vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000 +Chiều cao tâm 200mm, khoảng cách lớn mũi tâm 1400mm Chọn dao:  Chọn dao khoan, khoét vật liệu BK6  Đường kính dao khoan Ø6,8 122  Đường kính dao doa Ø8 Chọn dụng cụ đo: thước cặp 1/20  Chế độ cắt e Khoan lỗ Ø8  Chiều sâu cắt D 7,8 2 T= = = 3.9 (mm)  Bước tiến: S (mm/vòng) Tra bảng 5-25 (III) ta có: S=0,41÷0,47 Theo máy 2S135 ta chọn S=0,43 mm/vòng  Tốc độ cắt: Cv Dqv v = m Yv K v T S Tra bảng 5-28 (III) ta có: CV 17,1 qV YV m 0,25 0,4 0,125 Tra bảng 5-30 (III) ta có : T = 60 (phút) Với : KV = Kmv Kuv Klv + Tra bảng 5-1 (III) ta có : Kmv = + Tra bảng 5-6 (III) ta có : Kuv = + Ta chọn : Klv= KV = Thay số vào ta có: 17,1.7 , 80,25 v= = 33.78 (m/phút) 3,90,125 0,430,4  Số vịng quay trục chính: 123 𝑛= 1000 V 1000.33,78 vịng = = 1379 ( ) π D 3,14.7,8 phút Do máy khơng có tốc độ nên ta chọn n= 1250 vòng/phút  Lực cắt P0 = CP Dqp SYp Kmp (KG) Tra bảng 5-32(III) ta có : CP qP YP 42 1,2 0,75 Tra bảng -9 (III) ta có : 1,8 190 Kmp =   =  190  Thay số vào công thức ta có:P0 = 42 7,81,2 0,430,75 = 262 (KG) Với : P0 = 262 (KG) < [P0] = 1600(KG) máy, ta thấy bước tiến chọn máy làm việc an toàn  Momen cắt M = CM Dqm SYm Kp (KGm) Tra bảng 5-32 (III) ta có: CM qM YM 0,012 2,2 0,8 Tra bảng -9 (III) ta có: 1,8 190 KP = Kmp =   =  190  Thay số vào cơng thức ta có: => Mx =0,012 7,82,2 0,430,8 = 0,56 (KG.m) 124  Công suất cắt gọt 𝑁= M n 0,56.1250 = = 0,718 (Kw) 975 975 So với công suất máy [N⦌=4,8 Kw, đảm bảo an toàn máy làm việc b, Doa lỗ Ø8,2 Chiều sâu cắt D−d T= = 8,2−8 = 0,1 (mm) Bước tiến: S (mm/vòng) Theo máy 2A125 ta chọn S=0,63 mm/vòng Tốc độ cắt: Cv Dqv v = m 𝑋𝑦 Yv K v T 𝑡 S Tra bảng 5-29 (III) ta có: CV qV Xv YV m 15,6 0,2 0,1 0,5 0,3 Tra bảng 5-30 (III) ta có : T = 120 (phút) Với : KV = Kmv Kuv Klv + Tra bảng 5-1 (III) ta có : Kmv = + Tra bảng 5-6 (III) ta có : Kuv = + Ta chọn : Klv= KV = Thay số vào ta có: 15,6 80,2 v= = 8,91 (m/phút) 1200,3 0,10,1 0,630,5 Số vịng quay trục chính: 125 𝑛= 1000 V 1000.8,91 vịng = = 354 ( ) π D 3,14.8 phút Do máy khơng có tốc độ nên ta chọn n= 400 vòng/phút e Lực cắt momen xoắn 𝑌𝑝 𝐶𝑝 𝑡 𝑋𝑝 𝑆𝑍 𝐷 𝑍 𝑀𝑥 = 2.100 Tra bảng 5-23(III) ta có : CP qP YP 92 0,75 Thay số vào cơng thức ta có: 92 0,11 0,960,75 𝑀𝑥 = = 0,0356 (N m) 2.1000 Công suất cắt gọt 𝑁= Mx n 0,0356.400 = = 0,0365 (Kw) 975 975 So với cơng suất máy [N⦌=2,8 Kw, đảm bảo an tồn máy làm việc 126 3.2.6.11 Kiểm tra độ khơng vng góc mặt A,B Hình 29 Sơ đồ gá đặt kiểm tra độ khơng vng góc mặt A B 127 3.2.7 Tính tốn thiết kế đồ gá cho nguyên công phay mặt B  Yêu cầu kĩ thuật nguyên công + Đảm bảo độ vng góc 0.05 so với mặt B + Đạt độ nhám Ra2.5 + Khơng có bavia,cạnh sắc 128 3.2.7.1 Tính chọn cấu gá đặt đồ gá Định vị : Phiến tì phẳng, chốt tỳ chỏm cầu Phiến tì phẳng, chốt chỏm cầu 129 3.2.7.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt  Tính lực kẹp           Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm: N1, N2: phản lực phiến tỳ P: lực cắt chiều trục Pct:trọng lực chi tiết, với m=0,3 kg →Pct=3 N Mx: momen xoán cắt gây W1 , W2:lực kẹp chi tiết Fms1 , Fms2: lực ma sát bề mặt tiếp xúc phiến tỳ chi tiết Fms1’, Fms2’: lực ma sát bề mặt tiếp xúc mỏ kẹp chi tiết Phương trình cân lực: Phương trình cân lực: P+Pct-N1-N2+W1+W2=0 (*)  Phương trình cân momen qua đường tâm mũi khoan: Mx – (fms1+fms1’).a - (fms2+fms2’).b =0 (**) Trong đó: fms1=N1.f ; fms1’=W1.f fms2=N2.f ; fms2’=W2.f với f: hệ số ma sát bề mặt chi tiết đồ gá, f=0.4 130 a: khoảng cách đặt lực W1 đến tâm lỗ gia công b: khoảng cách đặt lực W2 đến tâm lỗ gia cơng ta có a= 30 mm=0,03 m b= 135 mm=0,135 m chi tiết đối xứng nên W1=W2=W  N1=N2=N Thay vào cơng thức (**) ta có: Mx- (N + W) f (a + b) = (***) Từ cơng thức (*) ta có: P + Pct + 2W - 2N = N= 𝑃+𝑃𝑐𝑡 +2𝑊 (****) Thay (****) vào (***) ta có: 𝑃 + 𝑃𝑐𝑡 + 2𝑊 + 𝑊) 𝑓 (𝑎 + 𝑏) = 2 𝑀𝑥 − 𝑓 (𝑃 + 𝑃𝑐𝑡 ) (𝑎 + 𝑏) 𝑊= 𝑓 (𝑎 + 𝑏) 𝑀𝑥 − ( 𝑊= 2.0,2 − 0,4 (3 + 125,2) (0,03 + 0,135) = −30,5 (𝑁) 4.0,4 (0,03 + 0,135) Vậy lực kẹp W1 W2 có phương thẳng đứng ngược chiều chọn ban đầu với độ lớn W1=W2=W=30,5 Lực kẹp cần thiết: 𝑊𝑐𝑡 = 𝐾 𝑊 Với K=k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Trong đó:  K: hệ số an tồn có tính đến khả làm tăng lực cắt trình gia cơng  K0 hệ số an tồn trường hợp K0=1,5÷2 Chọn K0=2  K1 hệ số phụ thuộc vào lượng dư không đều: Khi gia công thô: K1=1,2 131 Khi gia công tinh:  K2 hệ số phụ thuộc độ mòn dao làm tăng lực cắt K1=1 K2=1÷1,9 Chọn K2=1,5  K3 hệ số phụ thuộc vào lực cắt tăng cắt khơng liên tục K3=1,2  K4 hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực không ổn định: Khi kẹp chặt tay: Khi kẹp chặt khí nén hay dầu ép: K4=1,3 K4=1  K5 hệ số phụ thuộc vào thuận tiện vị trí tay quay cấu kẹp kẹp chặt tay: Góc quay ˂900 K5=1 Góc quay >900 K5=1,2  K6 hệ số phụ thuộc vào moomen làm lật phôi quay quanh điểm tựa: Khi định vị chốt tì: Khi định vị phiến tì:  K=2.1,2.1,5.1,2.1.1.1,5=6,48  Wct=6,48.30,5=197,6 (N) K6=1 K6=1,5 132 3.2.7.3 Xác định cấu khác đồ gá  Đế đồ gá  Vật liệu: Gang  Độ cứng: 163 ÷ 229 HB 133  Cơ cấu dẫn hướng 134 3.2.7.4 Tính tốn độ xác gia cơng đồ gá Áp dụng cơng thức ta có:  gd   c   k   dcg =  c   k   ct   m   dc Trong đó: 1 𝜀𝑔𝑑 sai số gá đặt, 𝜀𝑔𝑑 = ( ÷ ) 𝛿 với 𝛿 = 0,2  𝜀𝑔𝑑 = 0,2 = 0,07 𝑚𝑚 𝜀𝑚 = 𝛽 √𝑁 = 0,3 √5500 = 22 (𝜇𝑚) = 0,022𝑚𝑚 𝛽 hệ số phụ thuộc kết cấu định vị Chọn 𝛽 = 0,3 N số chi tiết N=5500 chi tiết 𝜀𝑘 sai số kẹp Vì lực kẹp vng góc với tiết nên lực kẹp  𝜀𝑘 = 𝜀𝑑𝑐 sai số điều chỉnh 𝜀𝑑𝑐 = 0,005 ÷ 0,01 𝑚𝑚 Chọn 𝜀𝑑𝑐 = 0,01 𝑚𝑚 𝜀𝑐 sai số chuẩn sai số chuẩn chuẩn định vị khơng trùng với gốc kích thước gây 𝜀𝑐 =0,05 mm Vậy ta có: 2 + 𝜀2 ) 𝜀𝑐𝑡 = √𝜀𝑔𝑑 − (𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 𝜀𝑐𝑡 = √0,072 − (0,052 + 0,0222 + 0,012 ) = 0,055 (𝑚𝑚) Vậy sai số chế tạo đồ gá 0,055 mm 135 Tài liệu tham khảo [1] - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 2003; [2] - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 2003; [3] - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 2003; [4] – Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế độ cắt gia cơng khí, Nhà xuất Đà Nẵng, 2002; [5] - Trần Văn Địch, Atlat Đồ gá, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà nội, 2006; [6] - Tài liệu lưu hành nội bộ, Hướng dẫn làm đồ án cơng nghệ chế tạo máy, Khoa khí- Trường đại học công nghiệp Hà Nội; ... 33 2.5 Tính tốn độ xác gia cơng đồ gá 35 CHƯƠNG III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT 36 3.1 Lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết rãnh trượt 36 3.1.1... TIẾT Số tờ: Khối lượng Số lượng: 5500 Trường đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa khí 36 CHƯƠNG III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT 3.1 Lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết. .. thước chi tiết người ta chia đồ gá làm loại sau đây:  Đồ gá chuyên dùng  Đồ gá vạn – lắp ghép  Đồ gá tháo – lắp  Đồ gá vạn – điều chỉnh  Đồ gá vạn 1.1.3.1 Đồ gá chuyên dùng 10 Đồ gá chuyên