Bài giảng sở thiết kế đồ gá Nhập Môn mở đầu Định nghĩa vai trò Phân loại đồ gá ) Định nghĩa : Đồ gá trang bị công nghệ để thực bớc , nguyên công công nghệ máy ) vai trò: - Dùng để xác định nhanh chóng xác vị trí chi tiết gia công máy VD: yêu cầu độ đồng tâm chi tiết dạng cầu dạng trụ - Dùng để dẫn hớng dụng cụ cắt máy Khoan , Kht , Doa - Cã thĨ t¹o chuyển động mà máy công cụ làm việc không hiệu - Đảm bảo yêu cầu suet giảm nhẹ sức lao động - Nâng cao tốc độ khí hoá , tự động hoá sản xuất - Mở rộng suất công nghệ cảu máy công cụ 3) Phân Loại: * Phân loại theo trình công nghệ VD: Tạo Phôi Khuân Gia công cơ- Đồ gá gia công -Dùng để gá đặt mâm cặp - Đồ gá đo - Đồ gá lắp ráp - Phân loạ theo phơng pháp công nghệ + Đồ gá tiện, + Đồ gá phay + Đồ gá chuốt *Phân loại theo mực độ vạn Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá (Trang bị công nghệ dùng để gia công chi tiết có hình dạng , kích thớc khác nhau) VD: Mâm cặp trấu , ETO Đặc điểm: - loại trang bị công nghệ đợc chế tạo cung cấp kèm theo máy công cụ - Kế cấu đồ gá vạn nói chung phức tạp - Năng suất đồ gá vạn thấp - giá thành thấp nên thờng dùng sản xuất đơn * Đồ gá chuyên dùng dùng để gia công loại nguyên công Đặc điểm - đợc thiết kể chế tạo qui trình sản xuât , qui trình chuẩn công nghệ - kết cấu đơn giản - có cấu kẹp khí hoá , tự động hoá Chú ý! - qúa trình kẹp phải nhanh - suất lao đông cao, cờng độ lao động công nhân giảm Thời gian chuẩn bị sản xuất lớn giá thành chế tạo chuyên dùng nằm giá thành sản xuất nói chung lớn Dùng số lợng chi tiết lớn sản xuất hàng loạt hàng khối * Đồ gá vạn hoá loại đồ gá chuyên dùng đợc lắp ráp từ cụm chi tiêu chuẩn có sẵn tính vạn : chi tiết cụm chi tiết lắp ghép thành nhiều loại đồ gá chuyên dùng khác Do hay gọi đồ gá chuyên dùng lắp ghép * Đồ gá vạn hoá đợc xây dung sở thay hay thêm số chi tiết đồ gá vạn để phù hợp với chi tiết đợc gọi đồ gá vạn điểu chỉnh CD: Êtô * Đồ gá gia công nhóm có kích thớc khác nhng có chung hình dáng nhng có chung phơng pháp gia công * Đồ gá tổ hợp đồ gá dùng để gia công chi tiết có mặt phẳng nằm phơng khác hay có lỗ nằm mặt 2) kết cầu chung đồ gá ( Hình Vẽ ) Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá (1) (2) (3) (4) (5) Chi tiết gia công cấu định vị cấu kẹp cấu sinh lực ( cấu truyền dẫn) cấu gá đặt máy Chơng Lực kẹp cấu kẹp 1.1 Tính toán lực kẹp 1.1.1Nhiệm vụ yêu cầu cđa lùc kĐp - T¹o chi chi tiÕt gia công hệ lực cân cung vơic phần lực khác xuất hiên trình gia công để chi tiết không bị dịch chuyển trình cắt: - yêu cầu lực kẹp + không phá hỏng vị trí chi tiết đà đợc định vị + lực kẹp phải đủ lớn để đảm bảo cân đà đợc định vị chi tiết gia công nhng không đợc lớn làm biến đổi chi tiết +lực kẹp ổn định đặc biệt kẹp nhiều chi tiết chi tiết kẹp nhiều vị trí khác +vị trí điểm đặt phải hợp lí để thao tác dễ dàng 1.1.2Phơng pháp tính toán lực kẹp mục đích tính toán : tạo chi tiết hệ c©n b»ng Fct M ( F ) 1.>Các loại lực tác dụng lên chi tiết gia công Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá ur a) lực kẹp : Q Xác định phơng chiều , điểm đặt trị số + Phơng chiều - Phơng lùc kĐp vu«ng gãc víi lùc kĐp - chiỊu lùc kẹp hớng vào mặt định vị Chiều lực kẹp nên chọn chiều với lực cắt chiều với trọng lực chi tiết gia công + Điểm ®Ỉt : Chän ®iĨm ®Ỉt cho chi tiÕt gia công không bị biến dạng muốn điểm đặt lực kẹp phải đặt vị trí chi tiết có độ cứng vững cao b.>Lực cắt Điểm đặt luôn thay đổi phụ thuộc vào điểm cắt chóng ta sÏ chän ®iĨm ®Ĩ tÝh chon cho chi tiết hc bị ổn định dới tác dụng lực cắt c.> lực quán tính/ Lực quán tinh chuyển động thẳng thờng xuất gia công máy bào máy phay F=- ma m khối lợng chi tiết gia công a gia tốc chi tiết gia công - lực quán tính chuyển động quay , bàn máy mài chi tiết chuyển động quay không trùng với tâm Fct= m.w2.R m khối lợng chi tiết gia c«ng w vËn tèc gãc cđa chi tiÕt gia c«ng R khoảng cách từ tâm quay đến trọng tâm d.>Các lực ma sát , xuất ác vị trí tiếp xúc chi tiết gia công , với phần tử định vị với cấu kẹp có xu hớng chông lại dịch chuyển chi tiết trình gia công Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá Điều kiện cân ccs chi tiết không bị dịch chuyển cắt viết phơng trình cân 2>Một số vÝ dơ vỊ tÝnh lùc c¾t a> chi tiÕt gia công với tác dụng lực cắt (1) Q P1 P1 lực cắt Q lực kẹp (của máy chuốt) máy chuốt Q = Q0 Q= K.N (2) K lµ hƯ sè an toµn vµ K>1 Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá + TH1 F1+F2>P1 F1+F2 = K.P1 Qf1+Q.f2=K.P1 vËy ta cã Q= K.P1.( f1+f2) (3) b) Chi tiết gia công chịu tác dụng lực cắt mô men cắt (1) Gia công máy tiện Điều kiện cân - chi tiết gia công không bị trợt mômen cắt D/2.n(số chấu cặp)F1=> kPz.d/2 n Q1f.D/2=kPzd/2 Q1=(kPzd/2)/( n.f.D/2) để chi tiết không bị trợt dới tác dụng lực kẹp tơng tự ta có Q2=(Pzk) / (n.f) từ hai điều kiện ta chọn Q lớn làm lực kẹp (2) gá chữ V dịch chuyển phôi Mc, P0 + phôi không quay dới tác quanh O dới tác dụng cảu Mc +Phôi không dịch chuyển dọc trục P0 N1 = N2 = N điều kiện cân bặng F1 2.F2 P0 F ' D F ' D kMc 2 dïng mặt phẳng vuông góc với phơng bề mặt gia công làm mặt ma sát có điểu kiện cân bằng; Fms k Mc Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá theo ta có Mms Mms ( F2' ) Mms ( F1' ) Mms ( P0 ) Mms ( P0 ) D3 d fP0 D d2 - diện tích mặt đầu tiếp xúc toàn hình tròn ta coi d=0 D đg kính phôi d đờng kính sau gia công Mms( P0 ) fP0 D hƯ sè an toµn K K Ki K0 = 1,6 K1 hệ số kể đến không lực cắt tăng K2 hệ số kể đến mòn dao K3 hệ số kể đến cắt không liên tục K4 hệ số kể đến nguồn sinh lực kẹp không K5 hệ số kể đến vị trí tay qay cấu kẹp K6 hệ số kể đến khả lật phôi thực tế ta thßng chän K = 1.9 2.6 K=1,9 lÊy gia c«ng tinh K= 2,6 lÊy gia c«ng th« Đề chung cho sơ đồ nh hình vẽ (Hình Vẽ) Hệ số ma sat phần tử kẹp chặt chi tiết gia công Khối V Tĩnh động có hóc đờng kính trụ D tính lực kẹp Q cần thiết ta cã: K Pz D D1 d D' d ' Q f f2 4 2.2Tính toán thiết kế cấu kẹp 2.2.1 Nhiệm vụ yêu cầu cấu kẹp sinh lực có tác dụng lên chi tiết gia công lực từ nguồn yêu cầu Q Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá + khuyếch đại lực lực kẹp cần + Thay đổi phơng chiều lực yêu cầu kết cấu đồ gá + đảm bảo độ cứng vững +Đảm bảo thao tác thuận tiên không gây cản trở trình cắt +phải có kết cấu đơn giản phù hợp vơi điều kiện sản xuất , phù hợp với thời gian gia công nguyên công + có khả tự hÃm 2.2.2 Tính toán thiết kế cấu kẹp ren vít * Ưu điểm đơn giản , dễ chế tạo có khả tự hÃm cao * nhợc điểm : - thời gian gá kẹp lâu -năng suất thấp Thờng dùng thủ công điều kiện sản xuất đơn hàng loạt vừa 1> nguyên lí kết cấu *Vít - Đai ốc ( Hình Vẽ) *Vít 2)các bớc thiết kế - chọn sơ đồ kết cấu a) Tính sơ đờng kính d sb c Q dờng kính tiêu chuẩn dtc, điều kiện dtc>=dsb b) tính mô men cần thiết tác dụng lên cấu kẹp M k P.L Q.Rtb tg ( ) M ms Q lực kẹp cần thiết tác dụng lên chi tiết Rtb bán kính tác dụng chi tiết góc nâng ren ta có tg S .Dtb S bớc ren, Dtb đờng kính trung bình ren góc ma sát ta có tg= f f hệ số ma sát Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá - dùng cấu kẹp vít đai ốc Mms D3 d f1Q D d2 f1 hệ số ma sát đai ốc vòng đệm D đờng kính đờng ngoại tiếp đai ốc d đờng kính bu lông -vít Mms Qf1 d tính gần m« men kĐp M k 0, 2.Q.d M ms d đờng kính ren 3) Phơng pháp nâng cao suất cấu kẹp 2.2.3 cấu kẹp nêm 1) Nguyên lí kết cấu (Hình Vẽ) nêm thẳng 2) xác định góc làm việc xác định theo điều kiện tự hÃm nên không tự tháo tác dụng cña lùc P sau khir ur ur uu RFN ta t¸chr ur ur uu R P1 P2 ta cã P2+F1≥0 P N theo ph¬ng y P12 P11.tg ( ) vẽ lại tar tách ur ur uu R P1 P2 P1.tg ( ) -P1tg10 tg(-)tg1 +1 xác định lực tác dụng lên cấu nêm phẳng Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá ( Hình Vẽ) theo phơng ox P=P2+F oy P1= N1 P1=P2tg(+)(1) F1=N1tg1 tác lực theo(1) ta đặt lực lên hình (2) F2=N2.tg2 Q-P1+F2=0 vËy ta cãQ= P1-F2=P2.tg(+)-P2.tg2=P2(tg(+)-tg2) P=Q tg ( ).tg1 tg ( ) tg u điểm : có khả khí hoá tự động hoá cao Nhợc điểm: jàm trình kẹp ngắn thờng sử dụng có cấu nêm trình gia công tinh 2.2.4 Cơ cấu kẹp bánh định tâm 1> nguyên lý kết cấu 2> Tính toán thiết kế a) xác định độ lệch tâm e ( Hình Vẽ) Để tính tâm ta có sơ đồ trích hoán (Hình vẽ) Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com 10 Bài giảng sở thiết kế đồ gá =2.e min=1+2+3 khe hở tối thiều bánh lệch tâm đầu kẹp để thực việc gá đặt chi tiết lợng để dung sai bề mặt định vị đến bề mặt kẹp lợng bù biến dạng đàn hồi chi tiết định vị ta có e cos b)Đờng kính bánh lệch tâm (Hình vẽ) ur ur uuur R Q Fms -Xác định điều kiện tự hÃm bánh lệch tâm tợng tự hÃm = ®iỊu kiƯn c©n b»ng M ms F víi M ms D Q.e d s f ( với d/2 bán kính chốt ngợc chiều R) Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com 11 Bài giảng sở thiết kế đồ gá R D e sin ( Mms=.S chØ tÝnh cã khíp quay b¶n lỊ ) ta có tg=f2 hệ số ma sát bán kính lệch tâm phôi bán kính ma sát =d.f - Xác định bề rộng B Xác định ®iỊu kiƯn bỊn dËp d 0,565 Q 1 12 2 R.B E2 E1 Q lµ lùc kĐp R bán kính bánh lệch tâm B bề rộng bánh lệch tâm , hệ số poát xông vật liệu gia công E1,E2 modun ®µn håi ®èi víi thÐp vµ gang E1=E2=E ®èi víi thÐp vµ gang 1 =2= 0,25 d 0, 41 Q d 80 1200( MPa ) R.B B bỊ réng cđa b¸nh lệch tâm B 0,17.Q.E Rd c)Xác định lực P tác dụng lên bánh lệch tâm (Hình Vẽ) Q.b+F.a+Mms=M =P.L M=Q.esin’+Qtg(R+ecos’)+S SQ M=Q.[e(sin’+fcos’)+f.R+] R.f=Rtg ,, rÊt nhá tg Rtg R.Rsin=e- cos sin ' sin cos ' sin +f.cos = = sin(’+) cos ; ’ ’ M=Q.e.[1-sin(’+)] víi =180o- 1.2.5)Cơ cấu kẹp ống kẹp đàn hồi: 1)Nguyên lý kết cấu Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com 12 Bài giảng sở thiết kế đồ gá ( Hình Vẽ) 2)Công dụng: Dùng kẹp chặt mặt chuẩn mặt trụ ( ,, trong) Có khả định tâm cao ( có thêt đạt đợc độ đồng tâm 0,0050,01mm) 3)Tính lực kéo( đẩy) P: 1+ hệ số ma sát mặt côn ống kẹp thân máy góc ma sát côn ống kẹp Q= Q1`+Q2 Q1 thành phần lực cần thiết gây biến dạng cảu chấu kẹp để triệt tiêu khe hở: ( Hình Vẽ) Q2 thành phần tạo lực kẹp tác dụng chi tiết gia công Ta chØ cÇn tÝnh Q2 ta cã : Q2 với 3.E.J L3 E modun đàn hồi vật liệu khe hở hớng kính phôi bề mặt chấu L chiều dài làm việc chấu kẹp J momen quán tính tĩnh mặt cắt ngang n sè chÊu kÑp D 2.sin 1 (1 sin 1 cos 1 ) ta cã J= D-đờng kính ống kẹp đàn hồi - chiều dày ống kẹp 1- góc ôm tong chấu kÑp 1- (rad) 1= 2. D3 s l3 D3 s n=4Q1=200 l n=3 Q1=600 (H×nh VÏ) Trờng hợp 1:Phôi cấu chặn phôi điều kiện tự hÃm Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com 13 Bài giảng sở thiết kế đồ gá P=(Q1+Q2) tg(+) *Trờng hợp 2: P=(Q1+Q2)[ tg(+)+tg1] hành trình kẹp ông kẹp đàn hồi nhỏ (0,20,4 mm) , nên bề mặt trụ gia công tinh IT6IT7 đợc dùng loại máy gia công tinh , máy khoan 1.2.6)Cơ cấu kẹp chặt bạc đàn hồi (Hình vẽ) 1) bạc đàn hồi 2) thân gá 3) chất nhÃo( không chịu nén) 4) chốt P p= d .E.h.J Q p= 2. L. -khe hở ban đầu gữa bạc đàn hôi phôi E- modun đàn hồi cảu vật liệu làm bạc h-chiều dài phần phụ biến dạng a- bán kính phần trụ bạc -hệ số phụ thc vµo tû sè h/a vµ L/a J hƯ sè ta cã a2 0,85 0,15 12 a1 bán kính phần làm việc J R b¹c h 0,03 0,04 0,05 0,06 0,5 0,54 0,53 0,56 0,53 Created by Mạnh Mán yopopovp@yahoo.com 0,75 0,6 0,57 0,58 0,55 L 0,69 0,63 0,6 0,59 1,5 0,82 0,78 0,73 0,71 0,87 0,85 0,83 0,80 14 ... M=Q.esin’+Qtg(R+ecos’)+S SQ M=Q.[e(sin’+fcos’)+f.R+] R.f=Rtg ,, rÊt nhá tg Rtg R.Rsin=e- cos sin '' sin cos '' sin +f.cos = = sin(’+) cos ; ’ ’ M=Q.e.[1-sin(’+)]... B bề rộng bánh lệch tâm , hệ số poát xông vật liệu gia công E1,E2 modun đàn hồi thép gang E1=E2=E thép vµ gang 1 =2= 0,25 d 0, 41 Q d 80 1200( MPa ) R.B B bỊ réng cđa b¸nh... yopopovp@yahoo.com Bài giảng sở thiết kế đồ gá vËy theo bµi ta cã Mms Mms ( F2'' ) Mms ( F1'' ) Mms ( P0 ) Mms ( P0 ) D3 d fP0 D d2 - diÖn tích mặt đầu tiếp xúc toàn hình tròn ta coi d=0