BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT 2 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 đầu 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 = 2 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 thiểu 02.
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT 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 đầu 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 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 đòi 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 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 cơng nghệ cụ thể Do tính quan trọng Đồ án mà môn bắt buộc sinh viên chun ngành Cơ khí số ngành có liên quan Qua thời gian tìm hiểu với hướng dẫn bảo tận tình thầy, em hồn thành tập lớn mơn học Đồ gá giao Với kiến thức trang bị 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 hồn 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 tập lớn Sinh viên thực Mục lục Lời nói đầu .4 Mục lục Chương Phân tích yêu cầu kĩ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật nguyên công 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Chương Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 2.1 Phương án 2.2 Phương án Chương Thiết kế đồ gá 10 3.1 Phân tích lực tác dụng lên chi tiết 10 3.2 Tính lực kẹp 10 3.2.1 Lực cắt 10 3.2.2 Tính lực kẹp 11 3.3 Xác định cấu kẹp chặt 12 3.4 Lựa chọn cấu định vị 14 3.4.1 Phiến tỳ 14 3.4.2 Chốt trụ ngắn 14 3.5 Cơ cấu khác đồ gá 15 3.5.1 Thân đồ gá 15 3.5.2 Then dẫn hướng 15 Chương Sai số chế tạo đồ gá 16 4.1 Sai số gá đặt: .16 4.2 Sai số chuẩn: .16 4.3 Sai số kẹp chặt k : .16 4.4 Sai số mòn m : 16 4.5 Sai số điều chỉnh dc 16 4.6 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct .16 Tài liệu tham khảo .17 Chương Phân tích yêu cầu kĩ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật nguyên công Theo yêu cầu đề đưa ra: Gia công phay mặt đầu chi tiết Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhám đạt Ra = 1.25 Kích thước so với mặt đáy 26 ± 0.1 mm 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi yêu cầu kỹ thuật nguyên công Bước 2: Xác định lực tác dụng lên chi tiết Bước 3: Xác định kết cấu cấu định vị, cấu kẹp chặt, cấu đảm bảo độ xác, thân đồ gá Bước 4: Xác định kết cấu cấu phụ Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép yêu cầu kỹ thuật Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá, đánh só chi tiết hồn thiện vẽ Chương Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công Đưa phương án gồm 2.1 Phương án Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án Chi tiết hạn chế bậc tự do: Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ: hạn chế bậc tự - Chống tịnh tiến theo OZ - Chống quay quanh OY - Chống quay quanh OX Mặt trụ trong, sử dụng chốt trụ ngắn: hạn chế bậc tự - Chống tịnh tiến theo OX - Chống tịnh tiến theo OY Lực kẹp: theo phương thẳng đứng, hướng từ xuống thông qua mỏ kẹp, diện tích định vị, khơng làm biến dạng chi tiết Ưu điểm: Gá đặt nhanh chi tiết Nhược điểm: Chỉ hạn chế bậc tự 2.2 Phương án Sử dụng eto để gá đặt chi tiết Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án Sử dụng eto để kẹp chi tiết Chi tiết hạn chế bậc tự do: Mặt phẳng đáy áp vào mặt đáy eto: hạn chế bậc tự - Chống tịnh tiến theo OZ - Chống quay quanh OY - Chống quay quanh OX Mặt phẳng bên áp vào mỏ tĩnh eto: hạn chế bậc tự - Chống tịnh tiến theo OX - Chống quay quanh OZ Lực kẹp: theo phương ngang, hướng từ phải qua trái thông qua mỏ động eto, diện tích định vị khơng làm biến dạng chi tiết Ưu điểm: eto mua sẵn thị trường nên cần chọn phù hợp, không cần thiết kế đồ gá Nhược điểm: Chỉ hạn chế bậc tự Eto thuộc đồ gá vạn => Chọn phương án để tính tốn, thiết kế đồ gá cho ngun cơng phay mặt đầu chi tiết Chương Thiết kế đồ gá 3.1 Phân tích lực tác dụng lên chi tiết Hình 3.1 Sơ đồ phân tích lực Trong q trình phay, lực tác dụng lên chi tiết gồm: Lực kẹp W1 W2 Lực cắt dọc chiều trục Px Phản lực N1 N2 Lực ma sát Fms1 Fms2 Lực cắt Pz Lực vịng lực hướng tâm Ph, Py 3.2 Tính lực kẹp 3.2.1 Lực cắt Tính lực cắt + Cơng thức tính lực cắt P𝑧 : P𝑧 = 𝐶𝑝 ⋅𝑡 𝑥 ⋅𝑆 𝑦 𝑧 ⋅𝐵𝑢 𝑍 𝐷 𝑞 ⋅𝑛𝜔 ⋅ 𝐾𝑚𝑝 Tra bảng − 41 [1] có: Bảng 3.1: Thơng số tính lực cắt phay thô mặt đầu 10 Cp x y u q w 54,5 0,9 0,74 1,0 1,0 Tra bảng 5-9 [1]Gang Xám: K mp = ( 𝐻𝐵 𝑛 190 ) n = Vật liệu chi tiết Gang Xám 15-32 có độ cứng HB = 190 ⇒ K mp = ( 𝐻𝐵 𝑛 190 190 190 ) =( ) =1 Thay vào cơng thức tính lực cắt Pz = 54,5.1,50,9 ⋅0,20,74 ⋅421 801 6000 ⋅ = 88( kg) Tính cơng suất cắt Cơng xuất cắt tính theo cơng thức sau N= 𝑃𝑧 ⋅𝑣 60.102 N= 𝑃𝑧 ⋅ 𝑣 88.150,72 = = 2,16 (kw) 60.102 60.102 N = 2,16 kw < Nm = 7.0,75 = 5,25(kw) ⇒ Máy hoạt động an tồn Mơ men xoắn trục M= M= 𝑃𝑧 ⋅𝐷 2.1000 𝑃𝑧 ⋅𝐷 2.1000 = 88.80 2.1000 = 3,52 (kgm) 3.2.2 Tính lực kẹp Lực cắt Pz = 88( kg) = 880 (N) Momen M = 35,2 (N.m) Py = 0,35Pz = 0,35.880 = 308 (N) Ph = 0,35Pz = 0,35.880 = 308 (N) Px = 0,5Pz = 0,5.880 = 440 (N) Tổ hợp lực Py Pz ta lực tổng hợp Pyz 11 Pyz = √3082 + 8802 = 932,34 (N) Xét khả chi tiết bị xảy q trình gia cơng Trường hợp 1: chi tiết bị quay quanh trục Oz 20.Fms1 + 40.Fms2 = M Lực ma sát trường hợp chủ yếu lực kẹp W tạo => 20.N1.f + 40.N2.f = M Với f hệ số ma sát Lấy f = 0.3 Sử dụng đòn kẹp liên động nên W1 ⁓ W2 = W => 20.W.0,3 + 40.W.0,3 = M W= 𝑀 20.0,3+40.0,3 = 35,2 18 = 1,955 (N) Trường hợp 2: Chi tiết bị quay quanh Oy Xét phương trình cân lực: W1 + W2 + Px = N1 + N2 Do sử dụng đòn kẹp liên động nên coi W1 ⁓ W2 = W, N1 ⁓ N2 =N Do đó: - 2W + 2N = Px (1) Xét phương trình cân momen vị trí phay Giả sử vị trí phay hình vẽ: 20 W – 40N = (2) Giải hệ phương trình (1) (2) ta được: W = 440 (N) N = 220 (N) Trường hợp 3: chi tiết bị tịnh tiến theo phương Ox Pyz + Ph = Fms1 + Fms2 Pyz + Ph = f.N1 + f.N2 Pyz + Ph = 0,3.W + 0,3.W => W = Pyz + Ph 0,3.2 = 932,34+308 0,6 = 2067,23 (N) Chọn W lớn để tính tốn thiết kế đồ gá cho chi tiết W = 2067,23 (N) 3.3 Xác định cấu kẹp chặt Sử dụng cấu kẹp chặt ren vít thơng qua mỏ kẹp 12 Hình 3.2 Cơ cấu kẹp chặt Đường kính bulong xác định thông qua lực kẹp cần thiết Wct = W.k với k hệ số an toàn k=𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘4 𝑘5 𝑘6 𝑘0 : an toàn cho tất trường hợp 𝑘0 = 1,5 𝑘1 : hệ số tính đến trường hợp độ bóng thay đổi Trong trường hơp gia công tinh => 𝑘1 =1 𝑘2 : hệ số tăng lực dao mòn 𝑘2 = 1,2 𝑘3 : hệ số tăng lực gián đoạn gia công 𝑘3 = 1,2 𝑘4 : hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt 𝑘4 =1,2 𝑘5 : hệ số tính đến thuận lợi cấu kẹp k5 =1 𝑘6 : hệ số tính đến momen quay chi tiết 𝑘6 =1 =>k= 1,5 1,2 1,2 1,2 1 = 2,592 Lực kẹp cần thiết: Wct = 2067,23.2,592 = 5358,26 (N) 13 Đường kính bulong kẹp: 𝑊𝑐𝑡 D ≥ 1,4√ [𝜎] 5358,26 = 1,4√ 80 = 11,45 mm Chọn bulong M12 3.4 Lựa chọn cấu định vị 3.4.1 Phiến tỳ Sử dụng phiến tỳ có kích thước: B=14 mm; L = 50 mm; C1 = 26 mm; C=12 mm Hình 3.3 Phiến tỳ Phiến tỳ làm thép 20X, nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60 HRC 3.4.2 Chốt trụ ngắn Vật liệu: Y7A Nhiệt luyện đạt độ cứng 55 - 60 HRC Hình 3.4 Chốt trụ ngắn 14 3.5 Cơ cấu khác đồ gá 3.5.1 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 Thân 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 Thân đồ gá làm từ nhôm đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm) Chọn thân đồ gá làm phương pháp đúc Hình 3.5 Thân đồ gá 3.5.2 Then dẫn hướng Để kẹp chặt đồ gá lên bàn máy, công cụ thường bulông - đai ốc Các rãnh chữ T bàn máy phay, máy dọa thơng thường có chiều rộng tiêu chuẩn Then dẫn hướng để định vị đồ gá bàn máy phải có bề rộng tương ứng Hình 3.6 Then dẫn hướng 15 Chương Sai số chế tạo đồ gá 4.1 Sai số gá đặt: 1 3 gd = 𝛿 = 300 = 100 (m) Với 𝛿 dung sai nguyên công (lấy 𝛿 = 0.3 𝑚𝑚) 4.2 Sai số chuẩn: c = (mm) Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước 4.3 Sai số kẹp chặt k : Do lực kẹp gây sai số kẹp chặt xác định: k = C Q0,5 = 0,3 5358,26 0,5 = 21,96 (m) 4.4 Sai số mòn m : Do đồ gá bị gây sai số mịn tính theo cơng thức sau: m = N (m) chọn =0,22 m = 0,22 √8000 = 19,67 (m) 4.5 Sai số điều chỉnh dc dc = 510 (m) Lấy dc = 5(m) 4.6 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct 2 + 𝜀2 ] 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 0,3 [𝜀ct ] = √( ) − (02 + 0,021962 + 0, 019672 + 0,0052 ) = 0,0954(mm) Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá 0,0954 (mm) Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá 0,0954 (mm) Độ khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt đế đồ gá 0,0954 (mm) 16 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 17 15 14 13 Ø4H7/js6 12 11 10 Ø4H7/js6 15 14 M4 Độ không song song mặt phiếm tỳ mặt đế đồ gá ≤ 0.0954 (mm) Độ khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt đế đồ gá ≤ 0.0954 (mm) C45 C45 CT3 12 Y7A 11 Phiếm tỳ 10 Chốt trụ ngắn Bulong M4 20X Y7A Đệm vênh Chốt bẩy Then dẫn hướng Bulong M6 Đai ốc M12 Chốt giữ Mỏ kẹp 2 C45 20X C45 Thân đồ gá GX 15-52 Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá ≤ 0.0954 (mm) Chốt định vị Lò xo 13 Yêu cầu kỹ thuật: Cữ so dao Bulong M4 M12 TT Tên gọi Kí hiệu 2 S.L K.L C45 CT3 20X 40X C45 Vật liệu Tờ Ghi BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ Chức Họ tên Thiết kế Nguyễn Tùng Linh Hướng dẫn Duyệt Chữ ký Ngày BẢN VẼ LẮP ĐỒ GÁ PHAY MẶT ĐẦU Số lượng Khối lượng Tỷ lệ 1:1 Dương Văn Đức Dương Văn Đức Tờ Số tờ TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 12 11 10 13 14 15 16 Phiếm tỳ 20X 15 Chốt định vị Bulong M4 CT3 C45 Cữ so dao C45 C45 C45 CT3 14 M4 13 12 11 M6 10 Then dẫn hương Bulong M6 chốt định vị Vít kẹp có tay quay Bạc lót Phiếm giữ Mỏ kẹp Bạc lót Chốt tỳ Bulong M4 3 M4 Mặt bắt chốt tỳ Thân đồ gá TT Tên gọi Kí hiệu 1 C45 Y7A C45 C45 Y7A Y7A C45 C45 GX 15-52 S.L K.L Vật liệu Tờ Ghi BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ Chức Họ tên Thiết kế Nguyễn Tùng Linh Hướng dẫn Duyệt Chữ ký Ngày BẢN VẼ PHÂN RÃ ĐỒ GÁ PHAY MẶT ĐẦU Số lượng Khối lượng Tỷ lệ 1:1 Dương Văn Đức Dương Văn Đức Tờ Số tờ TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ... hợp, không cần thiết kế đồ gá Nhược điểm: Chỉ hạn chế bậc tự Eto thuộc đồ gá vạn => Chọn phương án để tính tốn, thiết kế đồ gá cho nguyên công phay mặt đầu chi tiết Chương Thiết kế đồ gá 3.1 Phân... 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 Lời nói đầu Trong năm gần đây, chứng kiến... không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá 0,0954 (mm) Độ không vuông góc thân đồ gá mặt đế đồ gá 0,0954 (mm) Độ khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt đế đồ gá 0,0954 (mm) 16 Tài liệu tham khảo