Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN LỖ ϕ40 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 khoan lỗ của chi tiết như hình vẽ Biết Số lần gá đặt N = 8000 Vật liệu GX 15 32 Máy 2A55 Dụng cụ cắt P18 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn) = 0 22 Chế độ cắt V = 18,84 mph; S = 0 8 mmvg; t = 20 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 p.
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN LỖ ϕ40 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 khoan lỗ chi tiết hình vẽ Biết: Số lần gá đặt: N = 8000 Vật liệu: GX 15-32 Máy: 2A55 Dụng cụ cắt: P18 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn): = 0.22 Chế độ cắt: V = 18,84 m/ph; S = 0.8 mm/vg; t = 20 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 chuyên 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 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 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 hồn thiện tập lớn Sinh viên thực Mục lục Lời nói đầu .4 Mục lục Chương Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá6 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 chi tiết 2.1 Phương án 2.2 Phương án Chương Tính tốn thiết kế đồ gá gia công chi tiết .10 3.1 Phân tích lực tác dụng khoan 10 3.2 Tính lực kẹp 10 3.2.1 Lực cắt momen cắt 10 3.2.2 Tính lực kẹp 11 3.3 Xác định cấu kẹp chặt 12 3.4 Lựa chọn cấu định vị đồ gá .13 3.5 Các cấu khác đồ gá 14 Chương Xác định sai số chế tạo cho phép 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 .18 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 Ngun cơng khoan lỗ cho chi tiết Đây lỗ làm việc chi tiết nên cần độ xác cao Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhám bề mặt đạt Ra = 1.25 Kích thước lỗ đạt ϕ 40+0.039 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 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 (cơ 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 nguyên công 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 chi tiết 2.1 Phương án Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án Sử dụng máy khoan ngang để gia công chi tiết Chi tiết định vị hình vẽ 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 thứ nhất, sử dụng chốt trụ ngắn: hạn chế bậc tự - Chống tịnh tiến theo OX - Chống tịnh tiến theo OY Mặt trụ thứ 2, sử dụng chốt trám: hạn chế bậc tự - Chống quay quanh OZ Lực kẹp: theo phương thẳng đứng, hướng từ xuống dưới, diện tích định vị Ưu điểm: Hạn chế đủ bậc tự chi tiết Nhược điểm: Máy khoan ngang chi phí cao 2.2 Phương án Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án Sử dụng máy khoan đứng để gia công chi tiết Chi tiết định vị hình vẽ: 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 thứ nhất, sử dụng chốt trụ ngắn: hạn chế bậc tự - Chống tịnh tiến theo OX - Chống tịnh tiến theo OY Mặt trụ thứ 2, sử dụng chốt trám: hạn chế bậc tự - Chống quay quanh OZ Lực kẹp: theo phương thẳng đứng, hướng từ xuống dưới, diện tích định vị Ưu điểm: Hạn chế đủ bậc tự Chi phí máy khoan đứng thấp máy khoan ngang Nhược điểm: đồ gá phức tạp => Lựa chọn phương án để thiết kế đồ gá gia cơng chi tiết Chương Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng chi tiết 3.1 Phân tích lực tác dụng khoan Hình 3.1 Sơ đồ phân tích lực Khi khoan xuất lực momen gồm: Lực cắt chiều trục Po Lực kẹp W1 W2 Phản lực N1 N2 lực ma sát Fms1 Fms2 vị trí phiến tỳ Momen cắt Mx 3.2 Tính lực kẹp 3.2.1 Lực cắt momen cắt Tính momen cắt: Momen xoắn Mx = 10 ⋅ CM ⋅ D𝑞 t 𝑥 ⋅ S 𝑦 ⋅ Kp Tính lực cắt: Lực chiều trục: P0 = 10 Cp ⋅ t x ⋅ Dq ⋅ S y ⋅ k p Tra bảng − 32 [1]có: Bảng 3.1 Thơng số tính chế độ cắt CM x y Cp x y 0,085 0,75 0,8 23,5 1,2 0,4 q 0.2 𝐻𝐵 0,6 Kp = Kmp = ( ) =1 190 Mx = 10.0,085 400,2 200,75 ⋅ 0, 80,8 ⋅ = 14( N ⋅ m) P0 = 10.23,5 400,2 ⋅ 201,2 ⋅ 0, 80,4 ⋅ = 16366,35( N) Công suất cắt Ne = 𝑀𝑥 𝑛 14.150 = = 0,215( kW) 9750 9750 => Máy gia công làm việc 3.2.2 Tính lực kẹp P0 = 16366,35( N) Mx = 14( N ⋅ m) Trường hợp 1: chi tiết bị quay quanh Oz Lúc lực ma sát sinh để thắng momen cắt 67,5.Fms1 + 67,5.Fms2 = Mx 67,5.f.N1 + 67,5.f.N2 = Mx Với f hệ số ma sát Lấy f = 0,2 Phản lực sinh chủ yếu lực kẹp tạo lên Do sử dụng đòn kẹp liên động nên W1 ⁓ W2 Lấy W1 = W2 = N1 = N2 = W Khi ta có: 67,5.0,2.W + 67,5.0,2.W = 14 => W = 14 67,5.0,2.2 = 0,518 (N) Trường hợp 2: Chi tiết bị tịnh tiến theo Oz Ta có: P0 = Fms1 +Fms2 P0 = 67,5.0,2.W + 67,5.0,2.W => W = 𝑃𝑜 67,5.0,2.2 = 16366,35 67,5.0,2.2 = 606,16 (N) Chọn W lớn W = 606,16 (N) 3.3 Xác định cấu kẹp chặt Hình 3.2 Cơ cấu kẹp chặt Kẹp chặt cấu ren Đường kính bulong kẹp xác định dựa vào lực kẹp cần thiết Wct 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 = 1,3 𝑘3 : hệ số tăng lực gián đoạn gia công 𝑘3 = 1,5 𝑘4 : hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt 𝑘4 =1,3 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 1,3 1,5 1,3 1 = 3,8 Lực kẹp cần thiết: Wct = 606,16.3,8 = 2303,408 (N) Đường kính bulong kẹp: D ≥ 1,4√ 𝑊𝑐𝑡 [𝜎] 2303,408 = 1,4√ 80 = 7,51 mm Chọn bulong M8 3.4 Lựa chọn cấu định vị đồ gá 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 Chốt trụ ngắn: Vật liệu: Y8A Được nhiệt luyện đạt độ cứng 55 -60HRC Hình 3.4 Chốt trụ ngắn Chốt trám: Vật liệu: Y8A Được nhiệt luyện đạt độ cứng 55 -60HRC Hình 3.5 Chốt trám 3.5 Các cấu khác đồ gá Bạc dẫn hướng: Cơ cấu dẫn hướng thường ứng dụng đồ gá khoan, khoét, doa tiện Cơ cấu dẫn hướng bao gồm hai phận bạc dẫn phiến dẫn Hình 3.6 Bạc dẫn hướng Lựa chọn bạc dẫn cố định lắp với phiến dẫn Bạc dẫn làm thép 9XC, sử dụng phiến dẫn lề để dễ dàng tháo lắp chi tiết Mỏ kẹp: Mỏ kẹp làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC Hình 3.7 Mỏ kẹp Thân đồ gá: 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 nhơm đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm) Ở ta chọn thân đồ gá chế tạo theo phương pháp đúc Vật liệu thân đồ gá gang xám Hình 3.8 Thân đồ gá Chương Xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá 4.1 Sai số gá đặt: 1 3 gd = 𝛿 = 200 = 66,67 (m) Với 𝛿 dung sai ngun cơng (theo đề có 𝛿 = 0.2 𝑚𝑚) 4.2 Sai số chuẩn: Do sử dụng chốt trụ ngắn chốt trám để định vị nên sai số chuẩn: c = ẟ𝐷 + ẟ𝑑𝑛 + 𝑙1 +𝑙 𝑙 ẟ𝐷 dung sai đường kính lỗ định vị ẟ𝐷 = 0,018 mm ẟ𝑑𝑛 dung sai chốt trụ ẟ𝑑𝑛 = 0,009 mm c = 0,027 4.3 Sai số kẹp chặt k : Do lực kẹp gây sai số kẹp chặt xác định: k = C Q0,5 = 0,3 2303,408 0,5 = 14,398 (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 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀2𝑐 + 𝜀2𝑘 + 𝜀2𝑚 + 𝜀2𝑑𝑐 ] [2] 0,2 [𝜀ct ] = √( ) − (0,0272 + 0,0143982 + 0, 019672 + 0,0052 ) = 0.05564(mm) Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá 0,05564 (mm) Độ không vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá 0,05564 (mm) 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 7 Ø8H7/n6 Ø8H7/n6 200±0.1 ØH7/js68 14 13 12 11 10 430±0.2 16 17 18 19 20 190±0.1 15 16 M12 Đai ốc M12 C45 CT3 CT3 M16 Chốt bẩy Chốt định vị Bulong M16 C45 15 14 13 12 Phiếm tỳ Đai ốc M10 40X 10 Chốt tỳ phụ C45 Y7A M8 Phiếm dẫn Bạc dẫn hướng Bulong M8 1 M4 Chốt trụ ngắn Bulong M4 Đòn gánh Độ không song song mặt phiếm tỳ mặt đế đồ gá ≤ 0.05564 (mm) Chốt giữ Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá ≤ 0.05564 (mm) Chốt trám Thân đồ gá C45 C45 Y7A GX 15-52 11 M10 Yêu cầu kỹ thuật: TT 20 Lò xo CT3 19 Đệm 18 Chốt định vị Chốt Y7A CT3 C45 17 TT Kí hiệu Tên gọi S.L K.L Vật liệu Tên gọi Kí hiệu S.L K.L C45 9XC C45 Y7A C45 Vật liệu Tờ Ghi BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ Chức Họ tên Thiết kế Trần Duy Trường Hướng dẫn Duyệt Tờ Ghi Chữ ký Ngày BẢN VẼ LẮP ĐỒ GÁ KHOAN LỖ Ø40 Số lượng Khối lượng Tỷ lệ 1:1 Dương Văn Đức Dương Văn Đức Tờ Số tờ TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 18 15 16 20 19 12 17 10 11 14 13 16 M12 Đai ốc M12 C45 CT3 CT3 M16 Chốt bẩy Chốt định vị Bulong M16 C45 15 14 13 12 Phiếm tỳ Đai ốc M10 40X 10 Chốt tỳ phụ C45 Y7A M8 Phiếm dẫn Bạc dẫn hướng Bulong M8 1 M4 Chốt trụ ngắn Bulong M4 Đòn gánh Chốt giữ Chốt trám Thân đồ gá C45 C45 Y7A GX 15-52 11 M10 TT 20 Lò xo CT3 19 Đệm 18 Chốt định vị Chốt Y7A CT3 C45 17 TT Kí hiệu Tên gọi S.L K.L Vật liệu Tên gọi Kí hiệu C45 9XC C45 Y7A C45 S.L K.L Vật liệu Tờ Ghi BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ Chức Họ tên Thiết kế Trần Duy Trường Hướng dẫn Duyệt Tờ Ghi Chữ ký Ngày BẢN VẼ PHÂN RÃ ĐỒ GÁ KHOAN LỖ Ø40 Số lượng Khối lượng Tỷ lệ 1:1 Dương Văn Đức Dương Văn Đức Tờ Số tờ TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ... chế đủ bậc tự Chi phí máy khoan đứng thấp máy khoan ngang Nhược điểm: đồ gá phức tạp => Lựa chọn phương án để thiết kế đồ gá gia công chi tiết Chương Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng chi tiết 3.1... 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... cân lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết Bước 3: Xác định kết cấu phận khác đồ gá (cơ cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá, ) Bước 4: Xác định kết cấu phận phụ đồ gá (chốt
