Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá Thiết kế đồ gá phay mặt trên của chi tiết thân hộp giảm tốc 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 của chi tiết như hình vẽ Biết Số lần gá đặt N = 8000 Vật liệu GX 15 32 Máy 6H12 Dụng cụ cắt BK8 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn) = 0 22 Chế độ cắt V = 60 mph; S = 1 8 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 nguy.
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN Đồ Gá Thiết kế đồ gá phay mặt chi tiết thân hộp giảm tốc 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 chi tiết hình vẽ Biết: Số lần gá đặt: N = 8000 Vật liệu: GX 15-32 Máy: 6H12 Dụng cụ cắt: BK8 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn): = 0.22 Chế độ cắt: V = 60 m/ph; S = 1.8 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 1: Sơ đồ gá đặt chi tiết Mục Lục Lời mở đầu .1 Chương Phân tích u 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 2.1.1 Sơ đồ định vị phương án 1: 2.1.2 Phương chiều điểm đặt lực .3 2.1.3 Ưu nhược điểm phương án .4 2.2 Phương án 2.2.1 Sơ đồ định vị phương án 2: 2.2.2 Phương chiều điểm đặt lực .5 2.2.3 Ưu nhược điểm phương án .5 Chương Tính tốn thiêt kế lựa chọn cấu đồ gá .6 3.1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết .6 3.2 Tính lực cắt lực kẹp 3.2.1 Lực cắt 3.2.2 Lực kẹp 3.3 Xác định cấu kẹp chặt 3.4 Lựa chọn cấu định vị 3.5 Cơ cấu khác đồ gá 10 Chương Tính sai số chế tạo cho phép yêu cầu kĩ thuật đồ gá 12 4.1 Tính sai số chế tạo .12 4.2 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 Danh mục bảng biểu Bảng 3-4 Các lực thành phần Bảng 3-5 Hệ số tính lực dọc trục Danh mục hình ảnh Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 2-1 Sơ đồ gá đặt 2-2 Sơ đồ gá đặt 3-1 Sơ đồ phân tích lực 3-2 Chốt tỳ .9 3-3 Phiến tỳ 10 3-4 Then dẫn hướng 10 3-5 Cữ so dao 11 Lời mở 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, 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 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 kĩ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật nguyên công Độ nhám bề mặt cần đạt Rz20( µm) Dung sai kích thước cần đạt: Độ rộng 105 ± 0,1 Khoảng cách so với mặt đối diện 186 ± 0,5 Độ khơng phẳng khơng vượt q 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 trình gia công 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 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 Hình 2-1 Sơ đồ gá đặt 2.1.1 Sơ đồ định vị phương án 1: Chi tiết hạn chế bậc tự do, Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự :quay quanh Ox ,Oy tịnh tiến Oz Mặt trụ ngoài, sử dụng khối V hạn chế bậc tự do: tịnh tiến Ox, Oy 2.1.2 Phương chiều điểm đặt lực Phương lực kẹp: lực W có phương ngang song song với bề mặt định vị Chiều lực kẹp: + hướng từ trái sang phải bề mặt định vị + chiều lực kẹp song song với lực tiến dao +Vng góc với chiều trọng lượng chi tiết Điểm đặt lực + Lực kẹp tác dụng từ bên chi tiết phân bố bề mặt định vị, tác dụng diện tích định vị 2.1.3 Ưu nhược điểm phương án Ưu điểm: Đảm bảo cứng vững gia công Đồ gá đơn giản Đồ gá gia công phù hợp với phương pháp gia công tinh nguyên công sau gia cơng mặt trụ ngồi làm chuẩn tinh Dễ gá lắp định vị Nhược điểm: Chi tiết hạn chế bậc tự , lực kẹp không đủ làm xoay chi tiết Kẹp bên trái khơng thuận 2.2 Phương án Hình 2-2 Sơ đồ gá đặt 2.2.1 Sơ đồ định vị phương án 2: Chi tiết hạn chế bậc tự do, đó: + mặt oxy hạn chế bậc tự phiến tì :quay quanh Ox ,Oy tịnh tiến Oz + mặt oyz hạn chế bậc tự chốt tỳ : tịnh tiến Ox, Oy quay Oz + mặt oxz hạn chế bậc tự chốt trám : tịnh tiến Oy 2.2.2 Phương chiều điểm đặt lực Phương lực kẹp: lực W có phương ngang song song với bề mặt định vị Chiều lực kẹp: + hướng từ phải sang trái bề mặt định vị + chiều lực kẹp song song với lực tiến dao +Vng góc với chiều trọng lượng chi tiết Điểm đặt lực + Lực kẹp tác dụng từ bên chi tiết phân bố bề mặt định vị, tác dụng diện tích định vị 2.2.3 Ưu nhược điểm phương án Ưu điểm: Đảm bảo cứng vững gia công Đồ gá đơn giản Đồ gá gia công phù hợp với phương pháp gia công tinh nguyên cơng sau gia cơng mặt trụ ngồi làm chuẩn tinh Dễ gá lắp định vị Nhược điểm: Cần nhiều chi tiết để định vị phương án Kết luận: Từ hai phương án đưa ta chọn phương án gia công số phù hợp với phương án gia cơng tinh, đảm bảo kích thước xác Đồ gá dễ tháo lắp gá đặt.Chi tiết không bị uốn biến dạng lực kẹp Chương Tính tốn thiêt 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 Trong q trình gia cơng xuất lực Bảng 3-1 Các lực thành phần W Fms1 Fms2 , Fms3 Fms4 N1 N2 , N3 Pz Px Py Mx Lực kẹp Lực ma sát giữ mỏ kẹp với chi tiết Lực ma sát chi tiết với chốt tỳ Lực ma sát chi tiết với phiến tỳ Phản lực từ chi tiết lên mỏ kẹp Phản lực từ chốt tỳ lên chi tiết Lực cắt Lực hướng trục Lực hướng kính Momen xoắn phay 3.2 Tính lực cắt lực kẹp 3.2.1 Lực cắt Lực chiều dọc trục khoan (trang 21-[1]): 𝑦 10 𝐶𝑝𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆𝑍 ⋅ 𝐵𝑛 ⋅ 𝑍 𝑃𝑍 = ⋅ 𝑘𝑀𝑉 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 tra bảng 5.41- trang 26 [1] ta được: ( 3-1) Bảng 3-2 Hệ số tính lực dọc trục Cp X Y U Q W K 54,5 0.9 0.74 1 Pz =623,2 N Px= 0.5 Pz =311,6N Lực momen xoắn khoan (trang26- [1]): M𝜒 = 𝑃𝑧 ⋅ 𝐷 = 997 (𝑁 𝑚) 2.100 ( 3-2) Kiểm tra công suất máy No ≤ Nm.n ( 3-3) Ở đây: Nm- công suất động máy n - hiệu suất máy (n = 0,9) Công suất cắt Ne = 𝑃𝑧 ⋅𝑉 1020.60 = 6,1 kW < Nm.n = 6,3 Kw (Thoản mãn) 3.2.2 Lực kẹp Trong q trình gia cơng xuất lực phân tích để chi tiết ổn định khi cơng lực kẹp W phải thắng lực cắt gây Ta có 𝐹𝑚𝑠1 = 𝑁1 𝑓1 ( 3-4) với 𝑓1 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑚ặ𝑡 𝑘ẹ𝑝 𝑛ℎẵ𝑛 𝑣à 𝑚ỏ 𝑘ẹ𝑝 = 0.2 𝐹𝑚𝑠3 = 𝐹𝑚𝑠2 = 𝑁2 𝑓2 ( 3-5) với 𝑓2 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑚ặ𝑡 𝑔𝑖𝑎 𝑐ô𝑛𝑔 𝑣à 𝑝ℎ𝑖ế𝑛 𝑡ỳ = 0.2 Cân lực theo phương Pz Pz + N1+N2 =W ↔ 2𝑁 + 𝑊 = 623,2 ( 3-6) Cân lực theo phương Px Px = 𝐹𝑚𝑠1 + 𝐹𝑚𝑠2 +𝐹𝑚𝑠3 ( 3-7) ↔ Px = W 𝑓1 + 2𝑁 𝑓2 → 𝑊 = 2492,8𝑁 cân lực momen xoắn Mx 𝑀𝑥 = 10 𝐹𝑚𝑠1 + 65 𝐹𝑚𝑠2 + 65 𝐹𝑚𝑠3 ↔ 𝑀𝑥 = 10 𝑊 𝑓1 + 2.65 𝑁 𝑓2 → 𝑊 = 169,8𝑁 Từ ( 3-10) ( 3-11) ta chọn W=2492,8N 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 ( 3-8) ( 3-9) Trong K0: hệ số an toàn 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); 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= 6481 N 3.3 Xác định cấu kẹp chặt Cơ cấu kẹp chặt ren vít, lực kẹp thơng qua mỏ kẹp +Khi kẹp phải vị trí cần kẹp chi tiết +Lực kẹp tạo phải đủ lớn (nghĩa không nhỏ- gây an toàn lớn gây biến dạng phôi) + Kết cấu nhỏ gọn thao tác an toàn thuận lợi Với yêu cầu ta chọn cấu kẹp chặt ren vít Tính đường kính ngồi danh nghĩa ren vít : 𝑊 d≥√ (mm) 0.5 ∗ [𝜎]𝑘 ( 3-10) : [𝜎]𝑘 − độ 𝑏ề𝑛 𝑘é𝑜 𝑐ủ𝑎 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑙à𝑚 𝑣í𝑡 = 80𝑀𝑃𝑎 d≥√ 6481 0.5∗80 = 12,7 𝑚𝑚 chọn vít kẹp M14 3.4 Lựa chọn cấu định vị Chốt tỳ Vật liệu : thép Y8A Độ cứng 55~60 HRC Hình 3-2 Chốt tỳ Phiến tỳ Vật liệu : thép 20X Độ cứng 55~60 HRC Hình 3-3 Phiến tỳ 3.5 Cơ cấu khác đồ gá Then dẫn hướng: Vật liêu: thép 40X Độ cứng: 40~45 HRC Hình 3-4 Then dẫn hướng 10 Cữ so dao Vật liệu: thép Y8A Độ cứng: 55~60HRC Hình 3-5 Cữ so dao 11 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 + 𝜀2 + 𝜀2) Suy ra: 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − (𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑐 𝑑𝑐 ( 4-1) ( 4-2) Trong đó: [𝜀𝑔𝑑] 𝑙à 𝑠𝑎𝑖 𝑠ố 𝑔á đặ𝑡 𝑐ℎ𝑜 𝑝ℎé𝑝 = (1 /5 ÷ /2) 𝛿 = 0.1∗ = 0,05 mm =50 m Với 𝛿 dung sai kích thước ngun cơng = 0.1 mm k sai số kẹp chặt phôi 𝜀k = (Y𝑚𝑎𝑥 − 𝑌𝑚𝑖𝑛 ) ⋅ cos 𝛼 Do lực kẹp vng góc phương thực (𝛼 = 90°) m sai số mòn đồ gá m = .√𝑁 =0,22 √8000=19,7 m N số chi tiết gia công đồ gá Theo thuyết minh ta có N = 8000 chi tiết là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị với chuẩn tinh chọn dc sai số sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá chọn dc = 10m c sai số chuẩn chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây c =0 chuẩn định vị trùng gốc kích thước Vậy 𝜀ct = √502 − (02 + 19.72 +102 + 02 ) = 97.5 m= 0,098 mm 4.2 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá Độ không song song mặt phẳng phiến tỳ đế đồ gá không vượt 0,098 mm Độ không vuông góc tâm chốt tì mặt định vị khơng vượt 0,098 mm Độ bóng bề mặt lắp ráp định vị: cấp 12 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 [1] Trần Văn Địch (2007), Atlas đồ gá, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 13 10 202 H7 Ø12 n6 H7 Ø6 m6 H7 Ø6 m6 H9 16 h7 275 H7 Ø12 n6 455 10 YÊU CẦU KĨ THUẬT: Cữ so dao 1 20X 20X Y7A Đòn kẹp Chốt định vị Bulong phiến tỳ C45 Phiến tỳ 20X Thân đồ gá GX 15-32 Chốt tỳ Y7A Bulong C45 - Độ không song song mặt phẳng phiến tỳ đế đồ gá không vượt q 0,098 mm - Độ khơng vng góc tâm chốt tì mặt định vị khơng vượt q 0,098 mm Bulong rãnh then C45 - Độ bóng bề mặt lắp ráp định vị: cấp Then rãnh chữ T 40X STT Tên chi tiết Số lượng Vật liệu Kí hiệu Ghi Bài tập lớn môn đồ gá Họ tên H.dẫn Duyệt Dương Văn Đức Th.kế Nguyễn Vũ Long Ký Ngày Thiết kế đồ gá phay mặt Dương Văn Đức Vật liệu: GX 15-32 Tỷ lệ : 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ:1 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 10 10 1 20X 20X Cữ so dao Đòn kẹp Chốt định vị Y7A Bulong phiến tỳ C45 Phiến tỳ 20X Thân đồ gá GX 15-32 Chốt tỳ Y7A Bulong C45 Bulong rãnh then C45 Then rãnh chữ T 40X STT Tên chi tiết Số lượng Vật liệu Kí hiệu Ghi Bài tập lớn môn đồ gá Họ tên H.dẫn Duyệt Dương Văn Đức Th.kế Nguyễn Vũ Long Ký Ngày Thiết kế đồ gá phay mặt Dương Văn Đức Vật liệu: GX 15-32 Tỷ lệ : 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ:1 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội ... 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 1: Sơ đồ gá đặt chi tiết Mục Lục Lời mở đầu ... 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 2.1.1 Sơ đồ. .. 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