TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ = = = = = = BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN 2 LỖ Ø10 Giáo viên hướng dẫn Trần Quốc Hùng Sinh viên thực hiện Trần Văn Tiến Mã sinh viên 20196.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ === === BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN LỖ Ø10 Giáo viên hướng dẫn : Trần Quốc Hùng Sinh viên thực : Trần Văn Tiến Mã sinh viên : 2019604192 Lớp : 2021ME6020004 Hà Nội – 2022 BỘ CƠNG THƯƠNG Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc BÀI TẬP LỚN Học phần Đồ gá (ME6020) Số: 55 Họ tên: Trần Văn Tiến MSSV: 2019604192 Khoá: 14 Khoa: Cơ Khí Lớp: 2021ME6020004 Giáo viên hướng dẫn: Trần Quốc Hùng Đề : Cho sơ đồ gá đặt để khoan lỗ Ø10 chi tiết hình vẽ Biết : Số lần gá đặt: N = 10000 Vật liệu: thép C45 Máy: 2A135 Dụng cụ cắt: P18 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mịn): = 0,2 (đối với phiến tỳ) = 0,4 (đối với chốt định vị) Chế độ cắt: V = 28 (m/ph); S = 0,27 (mm/ph); t = (mm) I Phần thuyết minh : 1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên 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 : Tên vẽ TT Khổ giấy Số lượng Bản vẽ lắp đồ gá 2D A0 01 Bản vẽ 3D phân rã đồ gá A0 01 Một số lưu ý: • Thuyết minh trình bày theo quy định số 815/QĐ-ĐHCN ban hành ngày 15/08/2019 • Bản vẽ trình bày theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7283; TCVN 0008) • Giảng viên hướng dẫn định kỳ sinh viên 01 buổi/ tuần/ tuần theo thời khóa biểu • Sinh viên nộp thuyết minh vẽ cho giảng viên hướng dẫn trước ngày thực thi kết thúc học kỳ Thời gian thực hiện: từ ngày 04/ 05/ 2022 đến ngày / /2022 Khoa Cơ khí Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tú TS Trần Quốc Hùng LỜI NÓI 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 công, đảm bảo độ xác chi tiết cần gia cơng, 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 TS Trần Quốc Hùng, em hồn thành tập lớn môn học với đề tài “Thiết kế đồ gá khoan lỗ” Tuy nhiên với kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót q trình làm Rất mong đóng góp q thầy để làm hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Chương I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CƠNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ • Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng • Bề mặt gia công yêu cầu độ nhám 𝑅𝑎 = 2,5 (𝜇𝑚) • Dung sai độ vng góc đường tâm lỗ Ø10 bề mặt B 0,05mm • Dung sai độ song song đường tâm lỗ Ø10 đường tâm A 0,03mm • • Tiện lỗ đảm bảm kích thước Ø10 ± 0,015𝑚𝑚 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 cơng 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 N, lực ma sát Fms … trình gia công 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 cấu phận khác đồ gá (cơ cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá, …) - Bước Xác định kết cấu phận phụ đồ gá (chốt tỳ phụ, cấu phân độ, quay, …) - Bước Xác định sai số chế tạo cho phép [𝜀𝑐𝑡] đồ gá theo yêu cầu kĩ thuật nguyên cơng - Bước Ghi kích thước giới hạn đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) đánh số vị trí chi tiết đồ gá Chương II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUN CƠNG Phương án định vị: Hình 2.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án I - Phân tích định vị: Theo nguyên tắc định vị chi tiết hạn chế tối đa bậc tự do: Sử dụng chốt trụ dài vào mặt lỗ Ø25 bên trái hạn chế bậc tự do: • Chống tịnh tiến theo Ox • Chống tịnh tiến theo Oy • Chống xoay theo Ox • Chống xoay theo Oy Sử dụng chốt trám vào mặt lỗ Ø25 bên phải hạn chế bậc tự do: • Chống xoay theo Oz Sử dụng phiến tỳ vào mặt lỗ Ø35 hạn chế bậc tự do: • - Chống tịnh tiến theo Oz Phân tích kẹp chặt: Để đảm bảo độ cứng vững chi tiết ta lựa chọn lực kẹp sau: - • Phương lực kẹp theo trục Oz • Chiều lực kẹp hướng vào bề mặt đầu lỗ Ø25 • Điểm đặt trùng với tâm lỗ Ø25 Ưu điểm: • Đảm bảo độ cứng vững gia công • Dễ gá lắp, định vị • Hạn chế bậc tự Chương III TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ 3.1 Lựa chọn cấu định vị: a Phiến tỳ Hình 1: Kết cấu phiến tỳ [5] • L 86 Phiến tì có kích thước bảng sau: B 31 H 37 Bảng 1: Kích thước phiến tỳ [5] h D d1 16 • Vật liệu: Thép 20X [5] • Tôi sau thấm than để đạt độ cứng từ 50÷60 (HRC)[5] l1 21 l2 44 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt: 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực: Lực tác dụng lên chi tiết hình vẽ: 3.2.2 Tính lực kẹp: a Hệ thống gia công: * Chọn máy: Chọn máy: 2A135 Một số thông số máy * Chọn dao: • Chọn dao: Dao khoan P18 • Một số đặc tính dao là: b Tính lực cắt: * Chọn chế độ cắt: • Chiều sâu cắt: t = 5mm[2] • Lượng chạy dao: S= 0,27 mm/vg[2] • Tốc độ cắt: 𝑉 = Tc ct: = ìì ì ã (3.1) Tra bảng 5-17[2] Hệ số Cv số mũ cơng thức tính tốc độ cắt gia công dao khoan là: Cv = 292; m = 0,18; x = 0,3; y = 0,15 • Trị số trung bình tuổi bền T gia cơng dao là: T = 60 (phút) (3.1) • Thay trị số vừa định vào cơng thức tính tốc độ cắt là: 𝑉 = 𝑇𝑚×𝐶𝑡𝑣𝑥×𝑆𝑦 × 𝑘𝑣 = 550,18.292.20,3.10,15 = 28 (m/ph) (3.3) - Tốc độ quay trục là: 1000.𝑉 𝑛= 1000.28 = 𝜋.𝐷 = 891.72 (vg/ph) • Ta chọn tốc độ quay trục gia cơng là: ngc = 850 (vg/ph) * • Lực cắt khoan: 𝑃𝑥,𝑦,𝑧 = 𝐶𝑝 𝑡𝑥 𝑆𝑦 𝑉𝑛 𝑘𝑝[2] (3.5) Theo bảng 5-23[2] ta có: Pz : Cp = 300; x = 1,0; y = 0,75; n = - 0,15 Py : Cp = 243; x = 0,9; y = 0,6; n = - 0,3 Px : Cp = 339; x = 1,0; y = 0,5; n = - 0,4 • Hệ số điều chỉnh: 𝑘𝑝: 𝑘𝑝 = 𝐾𝑀𝑃.𝑘𝜑 𝑘𝛾𝑝 𝑘𝜆𝑝 𝑘𝑟𝑝 • Theo bảng 5-22[2] ta có: (3.6) Trong đó: 𝑃𝑧: 𝑘𝜑𝑝 = 0,94; 𝑘𝛾𝑝 = 1; 𝑘𝜆𝑝 = 1; 𝑘𝑟𝑝 = 1,1 𝑃𝑦: 𝑘𝜑𝑝 = 0,77; 𝑘𝛾𝑝 = 1; 𝑘𝜆𝑝 = 1; 𝑘𝑟𝑝 = 1,33 𝑃𝑧: 𝑘𝜑𝑝 = 1,11; 𝑘𝛾𝑝 = 1; 𝑘𝜆𝑝 = 1; 𝑘𝑟𝑝 = • Theo bảng 5-9[2] ta có: 𝑘𝑀𝑃 = Hệ số điều chỉnh: 𝑃𝑧: 𝑘𝑝 = 1.0,94.1.1.1,1 = 1,03 𝑃𝑦: 𝑘𝑝 = 1.0,77.1.1.1,33 = 1,02 𝑃𝑥: 𝑘𝑝 = 1.1,11.1.1.1 = 1,1 Lực cắt khoan là: 𝑃𝑧 = 300 21 10,75 115−0,15 1,03 = 303,3𝑁 𝑃𝑦 = 243 20,9 10,6 115−0,3 1,02 = 111,4𝑁 𝑃𝑥 = 339 21 10,5 115−0,4 1,1 = 111,77𝑁 c Tính lực kẹp Lực tác dụng lên cấu gồm: N1,N2,N3: Phản lực phiến tỳ P : Lực cắt chiều trục (3.4) 𝜋.10 Mx : Mômen xoắn cắt gây W1,W2 : Lực kẹp chi tiết Fms1,Fms2,Fms3 : Các lực ma sát bề mặt tiếp xúc phiến tỳ chi tiết : Các phương trình cân lực : Phương trình lực theo đường tâm lỗ: (1) P + W1 + W2 - N1 - N2 -N3 = Phương trình momen theo đường trụ tâm lỗ: M - (Fms1 + Fms2 + Fms1’ + Fms2’)R - Fms3.r = (2) Trong đó: Fms1 = N1.f Fms2 = N2.f Fms1’ = W1.f Fms2’ = W2.f f : Hệ số ma sát chi tiết đồ gá (tra bảng 43[5]), f = 0,4 R : Khoảng cách tâm lỗ lỗ biên R = 107mm = 0,107m r : Bán kính trung bình bề mặt tiếp xúc mắt đầu phần trụ phiến tỳ, r = 26mm = 0,026m Phương trình mơmen qua đường bb ' W1.R - W2.R - N1.R + N2.R = (3) Phương trình mơmen qua đường cc ' (P-N3).R-(W1-N1)2R=0 (4) Vì chi tiết đối xứng nên: W1 = W2 = W (3) N1 = N2 = N (2) M - 4NfR - N3.f.r = (5) (1) P + 2W - 2N - N3 = (6) (4) P - N3 = 2(W-N1) N3 = P-2(W-N) Thay N3 vào (1): P+2W-2N-P+2(W-N)=0 W=N (6) P=N3 (5) M=4N.f.R-P.f.r N=(M-P.f.r)/4f.R=W W=(102-1124.0,026.0,4)/4.0,4.0,107=527 (N) Lực kẹp cần thiết: W=k.W k : Là hệ số an tồn có tính đến khả làm tăng lực cắt q trình gia cơng: k=ko.k1.k2.k3.k4.k5.k6 ko: Hệ số an toàn cho tất trường hợp, ko=1,5 k1: Hệ số làm tăng lực cắt dao mịn, k1=1,0 k2 : Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi, gia công thô k2=1,2 k3: Hệ số tăng lực cắt gia cơng gián đoạn, k3=1 k4: Hệ số tính đến sai số cấu kẹ chặt, kẹp tay k4=1,3 k5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay,k5=1 k6: Hệ số tính đến mơmen làm quay chi tiết, k6=1,5 k=1,5.1,2.1,0.1.1,3.1.1,5=3,5 W=527.2,5=1317(N) 3.3 Xác định cấu khác đồ gá: Đối trọng: - Vật liệu: GX 15-52[5] - Gia cơng phương pháp đúc Hình 6: Kết cấu đối trọng Thân đồ gá: - Vật liệu: GX 15-52[5] - Gia công phương pháp đúc 168 ± 0,01 Hình 7: Kết cấu thân đồ gá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Đại học Công nghiệp Hà Nội [2] GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Viêt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Tập [3] GS TS Trần Văn Địch, Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy [4] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế độ cắt gia cơng khí, Nhà xuất Đà Nẵng, 2002 [5] GS.TS Trần Văn Địch, Sổ tay Atlas đồ gá [6] Giáo trình đồ gá, Đại học Cơng nghiệp Hà Nội