TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ = = = = = = BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG HAI MẶT ĐẦU REN CÔN Giáo viên hướng dẫn Th S Nguyễn Hoài Sơn Sinh viên thực hiện Khổng Minh T.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ = = = = = = BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG HAI MẶT ĐẦU REN CÔN Giáo viên hướng dẫn :Th.S Nguyễn Hoài Sơn Sinh viên thực : Khổng Minh Tiến Mã sinh viên : 2019604889 Lớp : ME6020.3 Hà Nội – 2022 BẢN CỨNG PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI (2 TRANG) MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 1.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Tên hình Sơ đồ gá đặt theo phương án I Sơ đồ gá đặt theo phương án II Phiến tỳ Chốt trụ ngắn Chốt trụ trám Sơ đồ phân tích lực Cơ cấu đòn kẹp Thân đồ gá Trang 9 10 13 14 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tên bảng Hệ số tính lực cắt Trang 11 DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT Viết tắt V S t N D Ý nghĩa Vận tốc cắt Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Đơn vị lực Đường kính dao Đơn vị m/phút mm/vịng mm Niutown mm LỜI NĨI ĐẦU Trong lĩnh vực khí nói chung mảng cơng nghệ chế tạo máy nói riêng đồ gá thiết bị vô quan trọng Đồ gá chi tiết dùng để gá đặt chi tiết máy gia cơng, đảm bảo độ xác chi tiết gia công, nâng cao suất gia công Đối với sinh viên ngành khí chế tạo máy, học phần “Đồ gá” học phần chuyên ngành quan trọng giúp cho sinh viên có nhìn đồ gá Học phần đồ gá sở cho sinh viên học học phần sau Với hướng dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Hồi Sơn, em hồn thành tập lớn mơn học với đề tài ‘Thiết kế đồ gá phay hai mặt đầu ren côn ” Tuy nhiên với kiến thức cịn hạn chế nên khơng chánh khỏi sai sót Rất mong đóng góp q thầy Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Khổng Minh Tiến Phấn I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUN CƠNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công Theo yêu cầu đề đưa ra: Gia công phay hai mặt đầu ren côn + Số lần gá đặt N =7420 + Vật liệu GX15-32 + Máy 2H12 + Dụng cụ cắt : Dao phay đĩa thép gió P6M5 (D=125mm,Z=18) + Đặc tính tiếp xúc hệ số mòn β =0,2 + Chế độ cắt : V=48m/ph , Sz=0,223(mm/răng) Yêu cầu kỹ thuật: + Khoảng cách hai mặt đầu đạt kích thước 114±0,175 , nhám đạt Rz40 + Đảm bảo độ vng góc mặt phẳng gia cơng mặt đế khơng q 0.05/100mm 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Bước 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 dạng , số lượng chi tiêt gia công vị trí cấu định vị kẹp chặt đồ gá Bước Xác định lực cắt momen cắt, phương chiều điểm đặt lực kẹp lực tác động vào chi tiết trọng lực chi tiết G, phản lực điểm Fms N, lực ma sát … q trình gia cơng Xác định điểm nguy hiểm mà lực cắt momen cắt gây Sau viết phương trình cân lực để xác định giá trị kẹp cần thiết Bước Xác định kết câu phận khác đồ gá ( cấu định vị,kẹp chặt,dẫn hướng , so dao ,thân đồ gá Bước Xác định kết cấu phận phụ đồ gá ( chốt tỳ phụ,cơ cấu phân độ, quay,…) Bước Xác định sai số chế tạo cho phép [ nguyên công ε ct ] đồ gá theo yêu cầu kĩ thuật Bước Ghi kích thước giới hạn đồ gá ( chiều dài, chiều rộng, chiều cao) đánh số vị trí chi tiết đồ gá hần II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUN CƠNG 2.1 Phương án I Hình 1.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án I * Phân tích định vị: + Mặt đế (1) hạn chế bậc tự hai phiến tỳ phẳng ( đảm bảo gia công hai mặt bên vng góc so với mặt đế đồ gá ) + Mặt (2,3) hạn chế 3bậc tự khối V ngắn (2 bậc tự ) khối V tùy động ( hạn chế bậc tự ) ( định tâm đối xứng cho chi tiết gia cơng ) * Phân tích kẹp chặt: + Chi tiết kẹp chặt khối V tùy động ( phương chiều lực kẹp hình vẽ ) : với phương lực kẹp hưỡng vng góc với phương kích thước nên khơng có sai số kẹp gia cơng 10 * Ưu điểm: + Khi gia công đảm bảo độ vuông góc hai mặt bên so với mặt đế chi tiết + Đồ gá kết cấu đơn giản + Gá đặt kẹp chặt nhanh chóng * Nhược điểm: + Chi tiết gia cơng dễ bị trượt + Mặt ngồi định vị chuẩn thô nên xuất sai số chuẩn gia cơng + Đồ gá gia cơng khó đặt vị trí cữ so dao 11 2.2 Phương án II Hình 1.2 Sơ đồ gá đặt theo phương án II * Phân tích định vị: + Mặt đế (1) hạn chế bậc tự hai phiến tỳ phẳng ( đảm bảo gia công hai mặt bên vuông góc so với mặt đế đồ gá ) + Mặt lỗ (2 ) hạn chế bậc tự chốt trụ ngắn + Mặt lỗ (3 ) hạn chế bậc tự chống xoay chốt trám ( định tâm đối xứng cho chi tiết gia công đảm bảo lượng dư phân bố phía ) * Phân tích kẹp chặt + Chi tiết kẹp chặt đòn kẹp liên động ( phương chiều lực kẹp hình vẽ ) : với phương lực kẹp hưỡng vng góc với phương kích thước nên khơng có sai số kẹp gia công 12 * Ưu điểm: + Khi gia cơng đảm bảo độ vng góc hai mặt bên so với mặt đế chi tiết + Chuẩn gia công lựa chọn chuẩn tinh thống nên giảm sai số gia công + Gá kẹp nhanh chóng với địn kẹp liên động * Nhược điểm: + Kết cấu đồ gá phức tạp + * Kết luận: Với số lần gá đặt N =7420 ( tương ứng với dạng sản xuất hàng loạt ) gia cơng cần chọn đồ gá đảm bảo xác gia cơng , gá đặt nhanh chóng , ta nhận thấy phương án chuẩn gia công chọn chuẩn thống nên đảm bảo xác gia cơng có kết cấu đồ gá phức tạp so với số lần gá đặt chi phí chế tạo đồ gá không đáng kể Do chọn phương án gá đặt chi tiết phương án 13 Phần III TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ 3.1 Lựa chọn cấu định vị *Phiến tỳ Phiến tỳ có kích thước hình vẽ Phiến tỳ làm thép 20X, nhiệt luyện Hình 3.1 Phiến tỳ *Chốt trụ ngắn Chốt trụ ngắn có kích thước hình vẽ Vật liệu: Y7A, nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC 14 Hình 3.2 Chốt trụ ngắn Chốt trám Chốt trám có kích thước hình vẽ Vật liệu: Y7A, nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC Hình 3.3 Chốt trám 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực 15 Hình 3.4 Sơ đồ phân tích lực Trong q trình gia cơng xuất thành phần lực sau: - Lực kẹp W1, W2 - Các phản lực N1, N2 lực kẹp sinh xuất vị trí phiếm tỳ - Các lực ma sát Fms1 Fms2 sinh vị trí phản lực - Lực cắt Po - Momen cắt Mx - Lực cắt tiếp tuyến Pz - Lực hướng kính Py - Lực chạy dao Ps - Lực tổng hợp Pv 3.2.2 Tính lực kẹp Tính tốn lực cắt moomen cắt : Theo đề : 16 + Dụng cụ cắt : Dao phay đĩa thép gió P6M5 (D=125mm,Z=18) + Đặc tính tiếp xúc hệ số mịn β =0,2 + Chế độ cắt : V=48m/ph , Sz=0,223(mm/răng) Tốc độ cắt : n= 1000V 1000.48 = = 122v / ph πD π 125 Lực cắt: Theo bảng 5.41 Tr34 tài liệu (2) ta có: Bảng 1.1 : Hệ số tính lực cắt Cp=50 x=0,9 y= 0,72 u= 1,14 q = 1,14 w =0 Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt: Kv=KMN.Knv.Khv =1.0,85.0.77=0,65 ( m/ph) nv k MN Trong đó: −1,7 190 190 = kn ÷ = ÷ 163 σb = 0, 77 hệ số phụ thuộc vào chất lượng bề mặt gia công knv = 0.85 k uv = 1,0 hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt Pz = 10.Cp.t x S zy B u Z 10.50.30,9.0, 080,72.301,14.18 k = 0,65 = 771N MV D q n w 1251,14.1220 + Momen xoắn Mx: Mx = Pz.D 771.125 = = 481Nm 2.100 2.100 17 + Lực hướng kính : Py=0.3 Pz =0.3x771= 231 (N) + Lực chạy dao : Ps=(0.3-0.4) Pz=0.3x771=231 (N) + Lực tổng hợp Pv= Py + Pz = 2312 + 7712 = 804 N Tính lực kẹp : Theo sơ đồ phân tích lực hình (3.4) ta thấy phay chi tiết có xu hướng lật quanh điểm O để chi tiết không bị lật lực W phải lớn lực tổng hợp Pv Ta có phương trình cân momen điểm ∑M =W1.141+W2.4-Mx-2.Pv.30=0 W1=W2 (3.1) (3.2) Thay (3.2) vào (3.1) ta : W1 = W2 = => Vậy lực kẹp cần thiết : Mx + 2.30 Pv 481.10−3 + 2.30.804 = = 332 141 + 141 + (N) W = K W1 Trong K: hệ số an tồn cắt gọt K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6 + Ko : hệ số an toàn trường hợp ; Ko = 1,5 + K1 : hệ số tính cho trường hợp tăng lực cắt độ bóng tăng : K1 = 1,2 + K2 : hệ số tăng lực cắt mòn dao K2 = 1,5 + K3 : hệ số tăng lực gia công K3 = 1,2 + K4 : hệ số phụ truộc vào thuận tiện tay quay; K4 = 1,3 + K5 : hệ số an tồn tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay : K5 = + K6 : hệ số tính đến momen làm quay chi tiết định vị phiến tỳ: K6 = 1,5 K = 1,5.1,2.1,5.1,2.1,3.1.1,5 = 6,32 18 Vậy ta có W = K W1 =6,23 332 =2068[N] 3.2.3 Lựa chọn xác định cấu kẹp Sử dụng cấu kẹp chặt địn kẹp ren vít : Hình 3.5 Cơ cấu kẹp Phương trình cân mơmen lực điểm tỳ cố định viết sau: Q.L1.η = W( L1 + L 2) Trong đó: - Q lực bulong tạo (kG) - � hệ số có ích tính đến ma sát địn kẹp phiến tỳ Ta chọn L1 = L2, � = Ta có : Q L1= 2.L1.W1 = 2068= 4136(N) Đường kính bulong tính theo cơng thức: D= Q 0,5.[σ ]k 19 Thép CT3 Chọn [σ ]k = 60 Mpa D= 4136 = 11, 0,5.60 Ta chọn kích thước bu lơng M12 3.3 Xác định cấu khác 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 20 Hình 3.4 Thân đồ gá 21 Phần IV TÍNH TỐN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ 4.1 Tính sai số chế tạo cho phép 4.1.1 Sai số gá đặt: εgd = = = 58,3 (µm) (4.1) Với dung sai nguyên công (lấy ) 4.1.2 Sai số chuẩn ε c : Chuẩn định vị trùng gốc kích thước nên sai số chuẩn 4.1.3 Sai số kẹp chặt ε k : Phương lực kẹp vng góc với phương kích thước nên sai số kẹp chặt 4.1.4 Sai số mòn ε m : Do đồ gá bị gây sai số mịn tính theo cơng thức sau: εm = β (µm) chọn β=0,25 (4.2) εm = 0,25 = 21,5 (µm) 4.1.5 Sai số điều chỉnh ε dc dc = 5ữ10 (àm) Ly dc = 5(àm) 4.1.6 Sai số chế tạo cho phép đồ gá [ ε ct] (4.3) = 0,054 (mm) 4.2 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá ≤ 0,054 (mm) Độ khơng vng góc tâm chốt trụ chốt chám mặt đế đồ gá ≤ 0,054 (mm) 22 23 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1999 [2] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 [3] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2001 [4] Phạm Văn Bổng - Nguyễn Việt Hùng - Hoàng Tiến Dũng - Nguyễn Trọng Mai- Nguyễn Văn Thiện Đồ Gá - Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2015 [5] Trần Văn Địch - Atlas đồ gá- Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007 24 ... THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.1 Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng Theo yêu cầu đề đưa ra: Gia công phay hai mặt đầu ren côn + Số lần gá đặt N =7420 + Vật liệu GX15-32 + Máy 2H12 + Dụng cụ cắt : Dao phay đĩa... tạo cho phép đồ gá [ ε ct] (4.3) = 0,054 (mm) 4.2 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá ≤ 0,054 (mm) Độ khơng vng góc tâm chốt trụ chốt chám mặt đế đồ gá ≤ 0,054... án I Hình 1.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án I * Phân tích định vị: + Mặt đế (1) hạn chế bậc tự hai phiến tỳ phẳng ( đảm bảo gia cơng hai mặt bên vng góc so với mặt đế đồ gá ) + Mặt (2,3) hạn chế