BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT DOA 3 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập Tự Do Hạnh Phúc BÀI TẬP LỚN Đề bài Cho sơ đồ gá đặt để khoét, doa lỗ ∅18 của chi tiết như hình vẽ Biết Số lần gá đặt N = 8000 Vật liệu GX 15 32 Máy 2H55 Dụng cụ cắt P18 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn) = 0 22 Chế độ cắt V = 66,72 mph; S =1 99 mmvg; t = 1 mm Yêu cầu thực hiện I Phần thuyết minh 1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 2) Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công (phân tích tối thi.
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT DOA Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc BÀI TẬP LỚN Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để khoét, doa lỗ ∅18 chi tiết hình vẽ Biết: Số lần gá đặt: N = 8000 Vật liệu: GX 15-32 Máy: 2H55 Dụng cụ cắt: P18 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn): = 0.22 Chế độ cắt: V = 66,72 m/ph; S =1.99 mm/vg; t = mm Yêu cầu thực hiện: I Phần thuyết minh: 1) Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng 2) Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng (phân tích tối thiểu 02 phương án chọn phương án hợp lý) 3) Tính tốn, thiết kế lựa chọn cấu định vị, cấu kẹp chặt cấu khác đồ gá 4) Tính sai số chế tạo cho phép xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá II Phần vẽ: TT Tên vẽ Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D Bản vẽ 3D phân rã đồ gá Khổ giấy A0 Số lượng 01 A0 01 Hình Sơ đồ định vị Mục lục Mục lục Lời nói đầu Chương Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Chương Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 2.1 Phương án 1: 2.2 Phương án 2: Chương Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 10 3.1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 10 3.2 Tính lực cắt lực kẹp 11 3.3 Xác định cấu kẹp chặt: 13 3.4 Lựa chọn cấu định vị 13 3.5 Chọn cấu khác đồ gá 14 Chương Tính sai số chế tạo cho phép yêu cầu kĩ thuật đồ gá 16 4.1 Tính sai số chế tạo 16 4.2 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá 17 Tài liệu tham khảo 18 Lời nói đầu Trong năm gần đây, chứng kiến phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp nói chung ngành Cơ khí nói riêng Là ngành đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế chế tạo máy móc phục vụ cho ngành cơng nghiệp khác Do địi hỏi kỹ sư cán ngành Cơ khí phải tích lũy đầy đủ & vững kiến thức ngành, đồng thời không ngừng trau dồi nâng cao vốn kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp trình sản xuất thực tiễn Nhằm cụ thể hóa kiến thức học mơn học Đồ gá nhằm mục đích Trong q trình thiết kế đồ gá mơn học sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay cơng nghệ, tiêu chuẩn có khả kết hợp, so sánh kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất Mặt khác thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, ý tưởng lạ để giải vấn đề công nghệ cụ thể Do tính quan trọng Đồ án mà mơn bắt buộc sinh viên chuyên ngành Cơ khí số ngành có liên quan Qua thời gian tìm hiểu với hướng dẫn bảo tận tình thầy, em hồn thành Đồ án mơn học Đồ gá giao Với kiến thức trang bị q trình tìm hiểu tài liệu có liên quan thực tế Tuy nhiên, không tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn thiếu kinh nghiệm thực tế thiết kế Do vậy, em mong bảo thầy cô giáo Bộ mơn Cơng Nghệ đóng góp ý kiến bạn bè để hoàn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy người tận tình hướng dẫn em q trình thiết kế hồn thiện đồ án Chương Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công Độ không phẳng bề mặt A so với B 0,05 mm Độ không đồng tâm lỗ ∅18+0,01 , ∅35+0,01 ≤0,03 Độ nhám bề mặt phẳng gia công đạt Rz = 20 Độ nhám bề mặt lỗ gia công đạt Rz = 3.2 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi yêu cầu kĩ thuật nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ xác kích thước hình dáng, số lượng chi tiết gia cơng vị trí cấu định vị kẹp chặt đồ gá Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt lực kẹp, lực tác động vào chi tiết q trình gia cơng Xác định lực nguy hiểm mà lực cắt momen cắt gây Sau viết phương trình cân lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết Bước 3: Xác định kết cấu phận khác đồ gá( cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá, Bước 4: Xác định kết cấu phận phụ đồ gá (chốt tỳ phụ, cấu phân độ, quay, ) Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật ngun cơng Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá( chiều dài, rộng, cao, ) Đánh số vị trí chi tiết đồ gá Chương Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng 2.1 Phương án 1: Hình Sơ đồ định vị phương án Chi tiết hạn chế bậc tự Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Ox, quay quanh Oy, quay quanh Oz) Mặt lỗ thứ nhất, sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự (tịnh tiến Oy, Oz) Mặt phẳng cạnh bên, sử dụng chốt chỏm cầu hạn chế bậc tự (quay quanh Ox) Thêm độ cứng vững cho đồ gá ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng Nhược điểm: Đồ gá phải lắp rắp chuẩn xác nguyên công tạo chuẩn tinh để làm chuẩn tinh ban đầu cho nguyên công 2.2 Phương án 2: Hình Sơ đồ định vị phương án Chi tiết hạn chế bậc tự Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Ox, quay quanh Oy, quay quanh Oz) Bè mặt trụ ngoài, sử dụng khối V di động vừa định vị vừa kẹp chặt hạn chế bậc tự ( tịnh tiến Oy) Bề mặt lỗ bên trong, sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự (quay quanh Ox tịnh tiến theo Oz) Thêm độ cứng vững cho đồ gá ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng Nhược điểm: Sử dụng q nhiều chuẩn thơ So sánh: phương án để tối ưu tốn ta thấy phương án khả thi dễ sàng thực sản xuất thực tế ta lựa chọn phương án làm sơ đồ gá đặt cho nguyên công khoét doa lỗ 18 Chương Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 3.1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết Hình 3.1 Sơ đồ phân tích lực Bảng 3.1 Ký hiệu sơ đồ phân tích lực W Lực kẹp Fms Lực ma sát giữ mỏ kẹp với chi tiết Fms1 Lực ma sát chi tiết với phiến tỳ Po Lực chay dao N1 Phản lực từ chi tiết lên mỏ kẹp N2 Phản lực từ phiến tỳ lên chi tiết Mx Momen xoắn 10 3.2 Tính lực cắt lực kẹp Lực cắt - Lực chiều dọc trục khoan (trang 21-[1]) 𝑃0 = 10 𝐶𝑃 𝐷𝑞 ⋅ 𝑆 𝑦 ⋅ 𝑘𝑃 tra bảng 5.32- trang 24 (Nguyễn Đắc Lộc, 2001) ta Bảng 3.2 Thơng số tính lực cắt Cp Q Y Kp 42 1.2 0.75 0.75 P0 =3993 N Lực momen xoắn khoan (trang21- [1]) Mx = 10 CM ⋅ D𝑞 S 𝑦 ⋅ k P tra bảng 5.32- trang 24 [1]ta Bảng 3.3 Thơng số tính momen Cp Q Y Kp 0.012 2.2 0.8 0.75 Mx = 17.3 N.m Kiểm tra công suất máy No ≤ Nm.n Ở đây: Nm- công suất động máy; n - hiệu suất máy (n = 0,9) Công suất cắt Ne = 𝑀𝑥 ⋅𝑛 9750 = 1.08 kW < Nm.n = 2,5KW Thoản mãn Lực kẹp Trong trình khoan xuất lực phân tích để chi tiết ổn định khi cơng lực kẹp W phải thắng lực cắt gây Ta có +𝐹𝑚𝑠1 = 𝑁1 𝑓1 với 𝑓1 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑚ặ𝑡 𝑘ẹ𝑝 𝑛ℎẵ𝑛 𝑣à 𝑚ỏ 𝑘ẹ𝑝 = 0.2 +𝐹𝑚𝑠2 = 𝑁2 𝑓2 với 𝑓2 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑚ặ𝑡 𝑔𝑖𝑎 𝑐ô𝑛𝑔 𝑣à 𝑝ℎ𝑖ế𝑛 𝑡ỳ = 0.2 11 *Cân lực tâm dao ∑ 𝑃(𝑧) = ↔ 𝑃𝑜 + 𝑊 − 𝑁1 − 𝑁2 = ↔ 𝑃𝑜 + 𝑊 = 𝑁1 + 𝑁2 Trường hợp 1: Cân lực dọc trục Po chống lật chi tiết vị trí điểm kẹp ( quay quanh trục Oz ) 𝑃𝑜 + 𝑊 = 𝑁 + 𝑁′ { 100 ∗ 𝑃𝑜 = (18/2) ∗ (𝐹𝑚𝑠 − 𝐹𝑚𝑠′ ) Giải hệ ta W = 2872 N Trường hợp 2: Cân lực momen xoắn Mx quay quanh trục Oz { 𝑃𝑜 + 𝑊 = 𝑁 + 𝑁′ 𝑀𝑥 = 18/2 ∗ (𝐹𝑚𝑠1 + 𝐹𝑚𝑠2 ) 𝑃𝑜 + 𝑊 = 𝑁 + 𝑁′ ↔{ 𝑀𝑥 = 18/2 ∗ (𝐹𝑚𝑠1 + 𝐹𝑚𝑠2 ) 𝑃𝑜 + 𝑊 = 𝑁 + 𝑁′ ↔ { 𝑀𝑥 = 𝑁 ∗ 𝑓1 + 𝑁′ ∗ 𝑓2 18/2 𝑀𝑥 − 𝑃𝑜 18/2 ∗ (𝑓1 + 𝑓2 ) →𝑊= Giải hệ ta W = 2577 N Từ trường hợp ta giải hai lực kẹp khác nên ta lựa chọn trường hợp có lực kẹp lớn W= 2872 N Để an tồn thực tế người ta cần phải nhận lực kẹp với hệ số an toàn k 𝐾 = 𝑘0 𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘4 𝑘5 𝑘6 Trong K0: hệ số an tồn tất trường hợp gia công (K0 = 1,5); K1: hệ số làm tăng lực cắt lượng dư gia công độ nhám bề mặt không đồng (gia công thô= 1,2; gia công tinh =1) K2: hệ số làm tăng lực cắt dao bị mòn (K2 = + 1,8); 12 K3: hệ số làm tăng lực cắt gia công gián đoạn (K3=1,3); K4: hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt (kẹp chặt tay: K4=1,3; kẹp chặt khí K4 = 1); K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay (kẹp thuận lợi=1; kẹp không thuận lợi = 1,2); K6: hệ số tỉnh mômen làm quay chi tiết (định vị chốt tỳ K6= 1; định vị phiến tỳ: K6=1,5) K= 1,5 *1,2 * 1,2* 1,3 * 1* * = 2,6 Lực kẹp thực tế cần thiết Wct =W.K= 7467 N 3.3 Xác định cấu kẹp chặt: Cơ cấu kẹp phải đảm bảo yêu cầu : kẹp phải giữ vị trí phơi, lực kẹp tạo phải đủ, khơng làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn , thao tác thuận lợi an toàn Vậy lựa chọn cấu kẹp chặt vít kẹp vừa định vị, vừa kẹp chặt Tính đường kính ngồi danh nghĩa ren vít d≥√ 𝑊 0.5∗[𝜎]𝑘 (mm) (3.13) : [𝜎]𝑘 − độ 𝑏ề𝑛 𝑘é𝑜 𝑐ủ𝑎 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑙à𝑚 𝑣í𝑡 = 80𝑀𝑃𝑎 d≥√ 7467 0.5∗80 = 13.4 𝑚𝑚 chọn vít kẹp M14 3.4 Lựa chọn cấu định vị *Yêu cầu kĩ thuật cấu định vị: - Cơ cấu định vị phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị chi tiết gá đặt mặt hình dáng kích thước - Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ xác (cấp xác IT6÷IT7) - Độ nhám bề mặt làm việc cấu định vị đạt Ra= 0,63÷0,32 - Cơ cấu định vị phải có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt 13 - Vật liệu làm cấu định vị sử dụng loại thép 20X, 40X, thép 20X thấm C thép C45… nhiệt luyện đạt độ cứng vững 50÷60 HRC *Lựa chọn cấu định vị: Chi tiết sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Ox, quay quanh Oy, quay quanh Oz) Sử dụng khối V di động vừa định vị vừa kẹp chặt hạn chế bậc tự ( tịnh tiến Oy) Sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự (quay quanh Ox tịnh tiến theo Oz) Thêm độ cứng vững cho đồ gá ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ 3.5 Chọn cấu khác đồ gá Bạc dẫn hướng + Bạc dẫn hướng: phận đưa dụng cụ cắt vào vị trí gia cơng.Ta lựa chọn bạc dẫn thay nhanh, trường hợp cần thay ta khơng cần tháo rời vít hãm thay bạc, bạc thay xoay tới phần khuyết vai bạc Hình 3.2 Bạc dẫn Phiến dẫn + Phiến dẫn: phận lắp bạc dẫn 14 Ta chọn phiến dẫn cố định (phiến dẫn tháo được): có khả đạt độ xác vị trí tâm lỗ cao Hình 3.3 Phiến dẫn 15 Chương Tính sai số chế tạo cho phép yêu cầu kĩ thuật đồ gá 4.1 Tính sai số chế tạo + 𝜀2 + 𝜀2 𝜀gd = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑐𝑡 𝑑𝑐 [2] 2 + 𝜀 + 𝜀 2) 𝑠𝑢𝑦 𝑟𝑎 ∶ 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − (𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑐 𝑑𝑐 Trong ta có : +Sai số gá đặt : 3 ( ÷ ) δ ( Trong 𝛿 dung sai nguyên công : 𝛿 = 0.7) 𝜀𝑔𝑑 = 0,7 = 0,46 +Sai số mòn: 𝛽: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị 𝛽 =0,3 N số chi tiết đồ gá N = 8000 ( chi tiết) 𝜀𝑚 = 𝛽 √𝑁 𝜇𝑚 = 0,3.√8000 = 26.8 ( 𝜇𝑚) =0.026 mm +Sai số kẹp chặt lực kẹp vng góc với tiết +Sai số điều chỉnh: 𝜀𝑑𝑐 = 0,005 mm (sai số điều chỉnh) +Sai số chuẩn : 𝜀𝑐 : sai số chuẩn Theo ta có: Hình 4.1 Sơ đồ tính sai số chuẩn Bề mặt gia công lỗ O1 16 Bề mặt định vị lỗ O2 Ta có chuỗi kích thước sau: Hình 4.2 Chuỗi kích thước c = 0.1*2 – 0.01*2 Do 𝜀𝑐 = 0.18 Vậy ta có: [𝜀𝑐𝑡 ] = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐 + 𝜀𝑘 + 𝜀𝑚 + 𝜀𝑑𝑐 ] = √0.462 − (0.182 + 0.005 + 0.0262 ) = 0,42 (mm) Vậy sai số chế tạo : 0,42 (mm) 4.2 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá + Độ không vuông góc tâm chốt mặt định vị khơng vượt 0,42/100 mm chiều dài + Bề mặt làm việc chốt định vị nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 40.45 + Độ bóng bề mặt lắp ráp định vị: cấp Yêu cầu thân đồ gá: Tất thân đồ gá đế đồ gá phải ủ để khử ứng suất Kiểm tra đồ gá Phải kiểm tra tất kích thước chuẩn Kiểm tra chế độ lắp ghép chi tiết Kiểm tra độ cứng vững đồ gá 17 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2001), Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [2] Trần Văn Địch (2007), Atlas đồ gá, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 18 10 11 13 12 H7 Ø40n6 H7 Ø29n6 H7 Ø8 js6 18 H7 164 Ø5js6 200 355 YÊU CẦU KỸ THUẬT: +Độ không song song phiến tỳ so với đáy đồ gá ≤ 0,016 mm +Độ khơng vng góc tâm chốt định vị đáy đồ gá ≤ 0,016 mm 13 Bạc dẫn thay nhanh C45 12 Phiến dẫn C45 11 Chốt chỏm cầu C45 10 Chốt định vị C45 Bulong M5 C45 Phiến tỳ C45 Đai ốc M14 C45 Bulong M14 C45 Vòng đệm C45 Chốt tỳ phụ C45 Chi tiết GX 15-32 Thân đồ gá C45 Bulong ghép C45 Đơn vị Số Vật liệu Lượng Đ Vị Tên gọi Số lượng Tổng số Ghi BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT DOA TR Nhiệm Họ Và Tên H Dẫn Dương Văn Đức Duyệt Dương Văn Đức Th Kế Nguyễn Văn Bốn Ký Ngày BẢN VẼ LẮP Vật Liệu : C45 Tỷ lệ 1:1 Khối lượng : Tờ : Số tờ : Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa : Cơ Khí Lớp : ĐH Cơ Khí 13 12 10 11 YÊU CẦU KỸ THUẬT: +Độ không song song phiến tỳ so với đáy đồ gá ≤ 0,016 mm +Độ không vng góc tâm chốt định vị đáy đồ gá ≤ 0,016 mm 13 Bạc dẫn thay nhanh C45 12 Phiến dẫn C45 11 Chốt chỏm cầu C45 10 Chốt định vị C45 Bulong M5 C45 Phiến tỳ C45 Đai ốc M14 C45 Bulong M14 C45 Vòng đệm C45 Chốt tỳ phụ C45 Chi tiết GX 15-32 Thân đồ gá C45 Bulong ghép C45 Đơn vị Số Vật liệu Lượng Đ Vị Tên gọi Số lượng Tổng số Ghi BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT DOA TR Nhiệm Họ Và Tên H Dẫn Dương Văn Đức Duyệt Dương Văn Đức Th Kế Nguyễn Văn Bốn Ký Ngày BẢN VẼ PHÂN GIÃ Vật Liệu : C45 Tỷ lệ 1:1 Khối lượng : Tờ : Số tờ : Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa : Cơ Khí Lớp : ĐH Cơ Khí ... tạo cho phép xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá II Phần vẽ: TT Tên vẽ Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D Bản vẽ 3D phân rã đồ gá Khổ giấy A0 Số lượng 01 A0 01 Hình Sơ đồ định vị Mục lục Mục lục ... cầu thân đồ gá: Tất thân đồ gá đế đồ gá phải ủ để khử ứng suất Kiểm tra đồ gá Phải kiểm tra tất kích thước chuẩn Kiểm tra chế độ lắp ghép chi tiết Kiểm tra độ cứng vững đồ gá 17 Tài... chế tạo cho phép đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật nguyên công Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá( chi? ??u dài, rộng, cao, ) Đánh số vị trí chi tiết đồ gá Chương Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công