BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY CHO CHI TIẾT ĐĨA GÁ 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 trên C của chi tiết như hình vẽ Biết Số lần gá đặt N = 8000 Vật liệu 45Cr 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 mmph; 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 công (phân tích tố.
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY CHO CHI TIẾT ĐĨA GÁ 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 C chi tiết hình vẽ Biết: Số lần gá đặt: N = 8000 Vật liệu: 45Cr Máy: 6H12 Dụng cụ cắt: BK6 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mịn): = 0.22 Chế độ cắt: V =94,2 m/ph; S = 0.2 mm/ph; t = mm Yêu cầu thực hiện: I Phần thuyết minh: 1) Phân tích yêu 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 gá đặt 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 11 3.1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 11 3.2 Tính lực cắt lực kẹp 11 3.3 Xác định cấu kẹp chặt: 12 3.4 Lựa chọn cấu định vị 15 3.5 Chọn cấu khác đồ gá 15 Chương Tính sai số chế tạo cho phép yêu cầu kĩ thuật đồ gá 17 4.1 Tính sai số chế tạo 17 4.2 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá 18 Tài liệu tham khảo 19 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 cơng 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 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 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 u cầu kỹ thuật ngun cơng Đĩa gá chi tiết dạng đĩa gần giống chi tiết dạng bạc, tỉ lệ chiều dài đường kính nên quy định chi tiết dạng đĩa hay bạc.Chi tiết đía gá bề mặt A, B bề mặt làm việc chủ yếu.chi tiết đĩa gá sử dụng rộng rãi sản xuất Vì bề mặt A, B bề mặt làm việc nên phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật : + Độ phẳng lớn + Độ thẳng cao + Độ song song mặt A,B phải cao Như với đạt suất hiệu làm việc cao.Vì chi tiết làm việc quan trọng mặt A,B nên: - Độ không phẳng độ khơng song song bề mặt (A,B) nằm khoảng 0,02-0,06 mm toàn chiều dài độ nhám chúng Rz20 - Độ nhám bề mặt lỗ nằm khoảng Rz20 - Dung sai độ đồng tâm lỗ nằm khoảng từ 0,02-0,05 mm 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 nguyên cơng 2.1 Phương án 1: Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án Chi tiết hạn chế bậc tự Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Oz, quay quanh Oy, quay quanh Ox) Mặt trụ ngoài, sử dụng khối V cố định hạn chế bậc tự (tịnh tiến Ox, Oy) Mặt trụ trong, sử dụng chốt trám hạn chế bậc tự ( quay quanh Oz) Kẹp chặt sử dụng cấu vít kẹp mặt A Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng Nhược điểm: Đồ gá cồng kềnh phay đứng 2.2 Phương án 2: Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án Chi tiết hạn chế bậc tự Chi tiết đặt máy phay ngang Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Oy, quay quanh Ox, quay quanh Oz) Mặt trụ trong, sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo Ox,Oz) Mặt trụ trong, sử dụng chốt trám hạn chế bậc tự ( quay quanh Oy) Kẹp chặt từ xuống vuông góc so với mặt A Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng chi tiết hạn chế đủ bậc tự do, chi tiết gọn gàng thao tác Nhược điểm: lỗ định vị phải doa từ nguyên công 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 C 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 - Lực cắt Pz Lực chạy dao ngang Ph Lực hướng kính Py Lực thẳng đứng Pv Lực ma sát tiếp tuyết theo mặt trụ Fms - Phản lực N hướng lên Oz 3.2 Tính lực cắt lực kẹp Lực cắt PZ: 10 𝐶𝑃 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝑦 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑍 = 𝑘𝑀𝑉 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 Tra bảng 5.41 – [1] ta có: Bảng 3.1 Thơng số tính lực cắt Cp x y u q w 825 0,75 1,1 1.3 0.2 Tra bảng 5.9 – [1], ta có hệ số điều chỉnh cho chất lượng vật liệu gia công thép 45Cr => kMP: 𝜎𝐵 𝑛 𝑘𝑀𝑃 = ( ) = 0,94 750 Suy ra: 10 825 31 0,20,75 651,1 𝑃𝑍 = 0,94 801.3 3750.2 = 5635.6 (𝑁) = 563.5 kG Mặt khác : Py = (0,2-0,4).Pz = 112.7 kG Ps = (0,3-0,4).Pz = 169.1 kG Px = (0,5-0,55).Pz = 281.8 kG Momen xoắn trục máy: 𝑀𝑥 = 𝑃𝑍 𝐷 563.5 ∗ 80 = = 225.4 (𝐾𝐺 𝑚) 100 100 3.3 Xác định cấu kẹp chặt: Sử dụng cấu kẹp chặt ren vít để kẹp chi tiết Giả sử khoảng cách đặt lực hình vẽ, lấy tâm momen quay tâm lỗ chi tiết Lực cắt PZ có xu hướng làm quay chi tiết theo tâm có phản lực N3 từ chốt tì cản lại Khi kẹp mỏ kẹp cấu liên động W1=W2=Wct Ngồi cịn lực Px có xu hướng kéo phơi lật lên trên, nên lực kẹp cần thiết Wct phải lớn lực Hình 3.2 Sơ đồ kẹp chặt Giả sử chi tiết bị lật tâm quay đặt điểm A, ta phương trình cân momen sau: 88 𝑊𝑐𝑡 = 120 𝑃𝑧 𝐾 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 mơ men làm lật chi tiết K6=1 K=1,5.1,2.1.1,4.1.1.1=2,52 Suy ra, lực kẹp cần thiết là: 𝑊𝑐𝑡 = 120 𝑃𝑧 2,52 120 563,5 2,52 = = 1936.4(𝑘𝐺) 88 88 Hình 3.3 Cơ cấu kẹp chặt Tính chọn bulong: Từ hình vẽ, ta lấy: l = 54,5 (mm); l1 = 46 (mm); l2 = 120 (mm) Cơng thức tính lực xiết bulong bên phải là: 𝑄= 𝑊 (𝑙 + 𝑙1 ) 1936 (54,5 + 46) 𝜂 = 1,5 = 6344 (𝑘𝐺) 𝑙1 46 Trong đó: η hệ số hiệu dụng cấu (mất mát ma sát) Đường kính ren bulong: 𝑄 6344 𝑑≥ √ = √ = 11.26 (𝑚𝑚) 0,5 [𝜎]𝑘 0,5 400 → lấy d = 16 (mm) 3.4 Lựa chọn cấu định vị Phiến tỳ Sử dụng phiến tỳ định vị mặt đáy vẽ ta có Hình 3-1 Phiến tỳ 3.5 Chọn cấu khác đồ gá Mỏ kẹp Hình 3.4 Mỏ kẹp Then dẫn hướng Tra bảng 8-15 [1] ta sau Hình 3.5 Then dẫn hướng Đế 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 3.6 Thân đồ gá 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 [2] 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 nguyên công : 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 song song mặt khối V đế đồ gá không vượt 0,3/100 mm chiều dài + Độ khơng vng góc tâm chốt mặt định vị không 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 13 12 14 194 H7 Ø5 js6 H7 Ø13js6 H7 Ø13js6 H7 Ø13 js6 418 254 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 14 Phiến tỳ C45 13 Chốt trám C45 12 Bulong M6 45Cr 11 Mỏ kẹp C45 10 Chốt tỳ phụ 45Cr Lò xo C45 Bulong M16 C45 Chốt trụ ngắn C45 Đai ốc M16 C45 Chi tiết 45Cr So dao C45 Chốt định vị C45 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 Nguyễn Đăng Quốc Ký Ngày BẢN VẼ LẮP 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 11 10 13 12 14 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 14 Phiến tỳ C45 13 Chốt trám C45 12 Bulong M6 45Cr 11 Mỏ kẹp C45 10 Chốt tỳ phụ 45Cr Lò xo C45 Bulong M16 C45 Chốt trụ ngắn C45 Đai ốc M16 C45 Chi tiết 45Cr So dao C45 Chốt định vị C45 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 Nguyễn Đăng Quốc 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 gá đặt Mục lục Mục lục Lời... 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... tỳ định vị mặt đáy vẽ ta có Hình 3-1 Phiến tỳ 3.5 Chọn cấu khác đồ gá Mỏ kẹp Hình 3.4 Mỏ kẹp Then dẫn hướng Tra bảng 8-15 [1] ta sau Hình 3.5 Then dẫn hướng Đế đồ gá Thân đồ gá chế tạo hàn, đúc,