BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY CHO CHI TIẾT CÀNG 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 phay 2 mặt trên (mặt phẳng A) của chi tiết như hình vẽ Biết Số lần gá đặt N = 8000 Vật liệu GX 15 32 Máy 6H12 Dụng cụ cắt BK6 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn) = 0 22 Chế độ cắt V = 94,2 mph; S = 0,2 mmvg; t = 3 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 c.
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY CHO CHI TIẾT CÀNG 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 phay mặt (mặt phẳng A) chi tiết hình vẽ Biết: Số lần gá đặt: N = 8000 Vật liệu: GX 15-32 Máy: 6H12 Dụng cụ cắt: BK6 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn): = 0.22 Chế độ cắt: V = 94,2 m/ph; S = 0,2 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 Khổ giấy Số lượng Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D A0 01 Bản vẽ 3D phân rã đồ gá A0 01 Hình Sơ đồ định vị Nội dung Nội dung Lời nói đầu Chương Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Chương Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng 2.1 Phương án 1: 2.2 Phương án 2: Chương Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 3.1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 3.2 Tính lực cắt lực kẹp 3.3 Xác định cấu kẹp chặt: 12 3.4 Lựa chọn cấu định vị 12 3.5 Chọn cấu khác đồ gá 14 Chương Tính sai số chế tạo cho phép yêu cầu kĩ thuật đồ gá 15 4.1 Tính sai số chế tạo 15 4.2 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá 16 Tài liệu tham khảo 17 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 công 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 q 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 môn học sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công 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 môn 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 môn học Đồ gá giao Với kiến thức trang bị trình tìm hiểu tài liệu có liên quan thực tế Tuy nhiên, khơng tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn thiếu kinh nghiệm thực tế thiết kế Do vậy, em mong bảo thầy cô giáo Bộ môn Công Nghệ đóng góp ý kiến bạn bè để hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy người tận tình hướng dẫn em trình thiết kế hoàn thiện đồ án Chương Phân tích u 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 cơng 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 cơng, 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 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án Chi tiết hạn chế bậc tự Bề mặt đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Ox, quay quanh Oy, quay quanh Oz) Mặt trụ ngoài, sử dụng khối V di động vừa định vị vừa kẹp chặt hạn chế bậc tự ( tịnh tiến Oy) Mặt phẳng ngoài, sử dụng chốt tròn 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: Đồ gá phải lắp rắp chuẩn xác ngun cơng tạo chuẩn tinh để làm chuẩn tinh ban đầu cho nguyên công 2.2 Phương án 2: Mặt lỗ ∅25 gia cơng ta có : Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án Chi tiết hạn chế bậc tự Bề mặt đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Oz, quay quanh Oy, quay quanh Oz) Mặt phẳng cạnh bên, sử dụng chốt chỏm cầu hạn chế bậc tự (quay quanh Oz) Mặt lỗ trong, sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Oy, 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: lỗ ∅25 phải gia cơng từ trước 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 phay mặt A 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 Phân tích lực : - Lực cắt Pz Lực chạy dao ngang Ph Lực hướng kính Py Lực thẳng đứng Pv 3.2 Tính lực cắt lực kẹp Phay thơ Cơng thức tính lực cắt: 𝐶𝑝 ⋅ 𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆 𝑦 ⋅ 𝐵𝑢 ⋅ 𝑍 PZ = ⋅ 𝐾𝑚𝑝 𝐷 𝑞 ⋅ 𝑛𝜔 Tra bảng 5-41 [1] có: Bảng 3.1 Bảng thơng số tính chế độ cắt Cp=54,5 x=0,9 y=0,74 u=1,0 q=1,0 w=0 Tra bảng 5-9 [1] Gang Xám: K mp = ( 𝐻𝐵 𝑛 190 ) với n = Vật liệu có độ cứng HB=190 ⇒ K mp 𝐻𝐵 𝑛 190 =( ) =( ) =1 190 190 Thay vào công thức tính lực cắt: 54,5 ⋅ 30,9 ⋅ 0, 1580,74 ⋅ 651 ⋅ Pz = ⋅ = 243(Kg) 801 ⋅ 3750 Tính cơng suất cắt: 𝑃𝑧 ⋅ 𝑣 60.102 𝑃𝑧 ⋅ 𝑣 243.94,2 N= = = 3,74(kw) 60.102 60.102 N=3,74kw < Nm=7 0,75 = 5,25(kw) N= Máy hoạt động an tồn Momen xoắn trục chính: Phay thô: M = 𝑃𝑧 ⋅𝐷 2⋅1000 M= 𝑃𝑧 ⋅ 𝐷 243 ⋅ 80 = = 9,72(Kg m) ⋅ 1000 ⋅ 1000 Mặt khác : Py = (0,2-0,4).Pz = 72 KG Ps = (0,3-0,4).Pz = 97 KG Px = (0,5-0,55).Pz = 121.5KG Lực cắt Pz làm chi tiết có xu hướng trượt dọc trục Ox Vì lực kẹp W sinh phải lớn lực cắt Pz Từ xác định phương trình sau dựa vào hệ phương trình cân lực: Theo phương ta có hệ phương trính sau : ∑𝐹(𝑥) = 𝑃ℎ − 𝐹𝑚𝑠𝑘 + 2𝐹𝑚𝑠1 cos(45) = 𝑊 − 2𝑁 sin(45) = {∑𝐹(𝑦) = { 𝑀𝑥 + 𝑅 ⋅ 𝑃𝑧 − 𝑅 ⋅ (𝐹𝑚𝑠1 + 𝐹𝑚𝑠2 ) − 𝑅 ⋅ 𝐹𝑚𝑠𝑘 = (1) ∑𝑀𝑧 = Phương trình cân momen (1) là: ( chọn hệ số ma sát 𝜇 = 0,4) ∑ 𝑀𝑧 = = (100) ∗ 𝑃𝑧 − (100) ∗ (𝐹𝑚𝑠2 + 𝐹𝑚𝑠1) − ( 100 ) ∗ 𝐹𝑚𝑠k Mà Fms1 = Fms2= 𝜇 𝑁 = 𝜇 𝐹𝑘 sin(45) Fmsk= 𝜇 𝐹𝑘= Fms1 = 2.𝐹𝑚𝑠1 sin(45) => Mx+R.Pz 2R.(1+ ) sin(45) = 9.72+100.243 2.100.(1+ 2.𝐹𝑚𝑠1 ) sin(45) = 50.34 (N) 2.50.34 => Fmsk= 𝜇 𝐹𝑘= sin(45) =sin(45)= 142 N =>Fk = 𝐹𝑚𝑠k 𝜇 = 356 N Thực tế để đảm bảo an toàn cho chi tiết người lao động ta phải nhân thêm hệ số an toàn K : Suy ta có hệ số an tồn : K=K0.K1 K2 K3 K4 K5 K6 K0-Hệ số an toàn cho tất trường hợp K0=1.5 K1-Hệ số phụ thuộc vào lượng dư không K1=1,2 K2-Hệ số tăng lực cắt dao mòn K2=1 K3-Hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn K3=1 K4-Hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực không ổn định K4=1,3 K5-Hệ số phụ thuộc vào vị trí tay quay cấu kẹp chặt tay K5=1,0 K6-Hệ số tính đến mô men làm lật chi tiết K6=1 K=1,5.1,2.1.1,4.1.1.1=2,52 Ta có lực kẹp chặt cần thiết : Wct = W.K = Fk.K = 356.2,52 = 897 N (1) Phương án hạn chế di chuyển dọc trục để lực kẹp kẹp chặt chi tiết cấu kẹp phải sinh lực ma sát lớn lực Ps tránh chi tiết di chuyển dọc trục ta có hệ số ma sát f1=0.15, f2=0.25 Phương trình cân để đảm bảo không trượt dọc trục : 𝑎 (2 ⋅ 𝑓2 ⋅ W= 𝐾⋅𝑃𝑠 𝛼 𝑎⋅(2𝑓2 ⋅sin +𝑓1 ) 𝑊 + 𝑊 ⋅ 𝑓1 ) ≥ 𝐾 ⋅ 𝑃𝑠 sin 𝛼/2 = 2,52∗97 2⋅(2.0,15⋅sin(450 )+0,25) = 528 (kG) (2) Với a = : số vị trí đặt lực kẹp 3.3 Xác định cấu kẹp chặt: Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn yêu cầu : +Khi kẹp phải vị trí cần kẹp chi tiết +Lực kẹp tạo phải đủ lớn (nghĩa khơng q nhỏ- gây an tồn q lớn gây biến dạng phôi) Với yêu cầu ta chọn cấu kẹp chặt ren vít Tính đường kính ngồi danh nghĩa ren vít Đường kính bulong : 𝑊 d ≥ C.√ 𝛿 (mm) Trong : C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,4) d :đường kính ngồi ren (mm) W :lực kẹp chặt tính từ momen cắt 𝜹: ứng suất bền vật liệu ; 𝜹 = -10 kg/mm2 d ≥ 1,4 √ 528 10 = 10.17 mm Theo tiêu chuẩn ta chọn Bu lông M12x1.5 3.4 Lựa chọn cấu định vị Phiến tỳ Sử dụng phiến tỳ định vị mặt đáy vẽ ta có sau: Hình 3.2 Phiến tỳ Khối V Ta chọn khối V theo [2] sau : Hình 3.3 Khối V 3.5 Chọn cấu khác đồ gá Then dẫn hướng Hình 3.4 Then dẫn hướng Thân đồ gá Thân đồ gá chế tạo hàn, đúc, rèn lắp ghép các thép tiêu chuẩn bulông - đai ốc Thông thường người ta dùng thân đồ gá đúc gang thép Thân đồ gá đúc có độ cứng vững cao đúc kết cấu phức tạp, nhiên thời gian chế tạo lâu đắt tiền Thần đồ gá hàn có độ cứng vững thấp, khó tạo thành kết cấu phức tạp, lại có ưu điểm nhẹ, thời gian chế tạo nhanh rẻ tiền Hình 3.5 Thân đồ gá Chương Tính sai số chế tạo cho phép yêu cầu kĩ thuật đồ gá 4.1 Tính sai số chế tạo + 𝜀 + 𝜀 [5] 𝜀gd = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑐𝑡 𝑑𝑐 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 ngun cơng : 𝛿 = 0.7 𝜀𝑔𝑑 = 0,7 = 0,46 +Sai số mòn: 𝛽: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị𝛽 =0,3 N số chi tiết đồ gá N = 5280 ( chi tiết) 𝜀𝑚 = 𝛽 √𝑁 𝜇𝑚 = 0,3.√5280 = 22 ( 𝜇𝑚) =0.022 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 Sai số chuẩn phát sinh gốc kích thước trùng với chuẩn định vị Do 𝜀𝑐 = Vậy ta có: [𝜀𝑐𝑡 ] = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐 + 𝜀𝑘 + 𝜀𝑚 + 𝜀𝑑𝑐 ] = √0.462 − (0.0222 + 352 ) = 0,3 (mm) Vậy sai số chế tạo : 0,3 (mm) 4.2 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá + Độ không song song mặt phiến tỳ đế đồ gá không vượt 0,3/100 mm chiều dài + Độ không vng góc tâm chốt mặt định vị khơng vượt 0,3/100 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 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 3 10 11 H7 Ø9 js6 12 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 12 Chốt định vị C45 11 Chốt chỏm cầu C45 10 So dao C45 Bulong M5 C45 Phiến tỳ C45 Bulong M12 C45 Đai ốc 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 PHAY TR Nhiệm Họ Và Tên H Dẫn Dương Văn Đức Duyệt Dương Văn Đức Th Kế Lê Tiến Anh 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 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 12 Chốt định vị C45 11 Chốt chỏm cầu C45 10 So dao C45 Bulong M5 C45 Phiến tỳ C45 Bulong M12 C45 Đai ốc 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 Lê Tiến Anh Ký Ngày BẢN VẼ PHÂN GIÃ 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 ... tạo cho phép xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá II Phần vẽ: TT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D A0 01 Bản vẽ 3D phân rã đồ gá A0 01 Hình Sơ đồ định vị Nội dung Nội dung ... 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 Tài liệu... lựa chọn phương án làm sơ đồ gá đặt cho nguyên cơng phay mặt A 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 Phân tích