Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 23 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚ N MƠN: ĐỒ GÁ Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Tiến Sỹ Sinh viên thực hiện : Đào Đức Triệu MSV : 2018605829 Hà Nội– 05/2021 1 ` BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc BÀI TẬP LỚN Học phần Đồ gá (ME6020) Số: …… Họ tên: Đào Đức Triệu Lớp: ME6020.5 MSSV: 2018605826 Khoá: K13 Khoa: Cơ Khí Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Sỹ Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để gia cơng rãnh then b=6 chi tiết hình Biết: Số lần gá đặt: N=10000 Vật liệu: GX 15-32 Máy: Máy xọc 7A420 Dụng cụ cắt: vật liệu làm dao t hép gió P18 Chiều rộng lưỡi cắt b=6 mm. Đặc tính tiếp xúc (hệ số mịn): = 0,2 Chế độ cắt : Vb = 13m/phút ; S = 0,1 mm/hành trình kép; t = mm Yêu cầu thự c hiện: I Phần thuyết minh: 1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun ng 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 II Phần vẽ: TT Tên vẽ Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D Bản vẽ 3D phân rã đồ gá kỹ thuật đồ gá. Khổ giấy Số lượng A0 01 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. Kết thúc tuần đầu, giảng viên hướng dẫn đánh giá thu tài liệu mà sinh viên thực về: Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công Sinh viên nộ p thuyết minh vẽ cho giảng viên hướ ng dẫn trướ c ngày thực thi k ết thúc học k ỳ Thời gian thực hiện: từ ngày 5/4/2021 đến ngày 7/5/2021 Khoa Cơ khí Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tú TS. Nguyễn Tiến Sỹ ` Sơ đồ định vị nguyên công cắt rãnh then -Các bề mặt gia công: +gia công phay mặt A, C +khoan, khoét, dao lỗ Ø25 +phay mặt B +khoan, khoét, dao, vát mép lỗ Ø40 +k hoan lỗ Ø13 + phay rãnh ` Lờ i mở đầu Trong năm gần đây, vớ i sự phát triển ngành kinh tế, ngành khí ngày đượ c tr ọng, đặc bi ệt gia công, lắ p ráp ki ểm tra sản phẩm khí Để đáp ứng vấn đề đó việc tính tốn thiết k ế đồ gá tr ở lên ngày quan tr ọng sản xuất Đồ gá là trang bị cơng nghệ cần thiết q trình gia cơng khí, kiể m tra lắ p ráp sản phẩm khí, dùng để xác định vị trí phơi so vớ i dụng cụ cắt giữ chặt phơi ở vị trí dướ i tác dụng lực cắt gia cơng Đồ gá góp phần nâng cao mức độ cơ khí hóa tự động hóa q trình sản xuất khí xác Trên máy cơng cụ để cắt gọt đểu phải tiến hành trình gá lắ p chi tiết Do đồ gá trang bị cơng nghệ khơng thể thiếu q trình gia cơng máy cắt kim loại Vậy nên đồ gá cần phải đạt tiêu chuẩn: định vị tốt k ẹ p chặt tốt Đồ gá thườ ng chỉ có kích thướ c r ất nhỏ trong máy lạ i có chức quan tr ọng Cố định vị trí chi tiết định vị , khơng có ngoại lực làm xê d ịch hay rung động ( k ẹ p chặt), bảo đảm vị trí xác phơi dụng cụ cắt Xác định vị trí dẫn hướ ng dụng cụ cắt Giảm thờ i gian phụ và thờ i gian máy Tạo thêm s ố chuyển động để gia công bề mặt ph ức t ạ p, t ận d ụng mở r ộng khả năng công nghệ của máy Giảm cường độ lao động công nhân Giảm thấ p yêu cầu bậc thợ .Bảo đảm vị trí xác phơi dụng cụ cắt Để hoàn thành đượ c nhiệm vụ (chức năng) vậy, đồ gá - jig (fixtures) cần có tiêu chuẩn về cấu tạo định ` Mục lục Lờ i mở đầu Mục lục I Phân tích u cầu trình tự thiết k ế đồ gá 1. Yêu cầu chung đồ gá 2. Trình tự thiết k ế đồ gá II Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 1. Chọn chuẩn định vị: 2. Phân tích sơ đồ định vị 3. Phương, chiều, điểm đặt lực k ẹ p III Tính tốn thiết k ế và lự a chọn cấu định vị, cấu k ẹp chặt 1. Phân tích yêu cầu k ỹ thuật cấu đị nh vị 2. Lựa chọn cấu đị nh vị 3. Chọn cấu k ẹp cấ u sinh lực 10 IV Phân tích lự c tác dụng lên chi tiết, xác định lự c k ẹp, tính sai số chế tạo11 1. Phân tích lực tác dụng lên chi tiết 11 2. Xác định lực k ẹ p 12 3. sai số chế tạo cho phép đồ gá 17 4. Yêu cầu k ỹ thuật đồ gá 18 V K ết luận 19 VI Tài liệu tham khảo 20 ` I Phân tích u cầu trình tự thiết k ế đồ gá Yêu cầu chung đồ gá -Cơ cấu k ẹ p chặt,chốt tỳ phải đảm b ảo độ cứng vững gá đặt đả m bảo k ẹ p chi tiết không bị biến dạng bở i lực k ẹ p -Cơ cấu hệ thống gá đặt phải đủ điều kiện làm việc cứng vững,đồng thờ i phải đả m bảo số tiêu chí: -Đơn giản về hệ thống -Tiết kiệm chi phí làm đồ gá -Tháo lắ p nhanh gọn ,rút ngắn thờ i giảm gia cơng Trình tự thiết k ế đồ gá -Bướ c 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi yêu cầu k ỹ thuật nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượ ng bề mặt cần gia cơng, độ chính xác về kích thướ c hình dạng, số lượ ng chi tiết gia cơng vị trí cấu đị nh vị k ẹ p chặt đồ gá -Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt lực k ẹ p lực tác động vào chi tiết trọng lực chi tiết G, phản lực điểm N, lực ma sát Fms q trình gia cơng Xác định điể m nguy hiểm mà lực cắt momen cắt gây Sau viết phương trình cân bằ ng về lực để xác định giá tr ị lực k ẹ p cần thiết -Bước 3: Xác định k ết cấu bộ phận khác đồ gá (cơ cấu đị nh vị, k ẹ p chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá ) -Bước 4: Xác định k ết cấu bộ phận phụ của đồ gá (chốt tỳ phụ, cấ u phân độ, quay ) -Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép [εct] đồ gá theo yêu cầu k ỹ thuật ` ngun cơng -Bước 6: Ghi kích thướ c giớ i hạn đồ gá (chiều dài, chiều r ộng, chiều cao) Đánh số các vị trí chi tiết đồ gá II Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng Chọn chuẩn định vị: -Chuẩn tinh: Bề mặt gia công bề mặt C bề mặt D Phân tích sơ đồ định vị Để gia cơng rãnh then, chi tiết định vị như hình vẽ -Phân tích định vị gia cơng Bề mặt C hạn chế 3 bậc tự do: ` + Tịnh tiến theo phương Oz + Xoay quanh phương Oy + Xoay quang phương Ox Bề mặt D hạn chế 2 bậc tự do: + Tịnh tiến theo phương Oy + Tịnh tiến theo phương Ox Phương, chiều, điểm đặt lự c k ẹp - Phương: + Phương lực k ẹ p W vng góc vớ i mặt định vị chính - Chiều: + Chiều lực k ẹp hướ ng từ ngồi vào mặt định vị + Chiều lực k ẹ p W vng góc vớ i lực cắt - Điểm đặt lực k ẹ p: + Lực k ẹ p W tác dụng diện tích định vị Vì ta chọn chiều c lực k ẹ p chi ều, phương vớ i tr ọng lực vng góc vớ i mặt định vị chính III Tính tốn thiết k ế và lự a chọn cấu định vị, cấu k ẹp chặt Phân tích yêu cầu k ỹ thuật cấu định vị - Cơ cấu đị nh vị phải phù hợ p vớ i bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gá đặt về ` mặt hình dáng kích thướ c - Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ chính xác (cấ p xác IT6÷IT7) - Độ nhám bề mặt làm việc cấu đị nh vị đạt Ra= 0,63÷0,32 - Cơ cấu định vị ph ải có tính chống mài mịn cao, đảm bảo tu ổi th ọ qua nhiều l ần gá đặt - Vật liệu làm cấu đị nh vị có thể sử dụng loại thép 20X, 40X, thép 20X thấm C thép C45 nhiệt luyện đạt độ cứng vững 50÷60 HRC Lự a chọn cấu định vị • Phiến tì Phiến tỳ: Sử dụng phiến tỳ có rãnh nghiêng đượ c sử dụng r ộng rãi thực tế, phần xẻ rãnh để bắt vít thấp bề mặt làm việc có giá tr ị h1=0,8 – 3 mm Phiến tý có rãnh nghiêng cho phép dễ quét phoi dễ di chuyển chi tiết gia công cần thiết Sử d ụng phiến tỳ đơn giản, dễ chế tạo có độ cứng vững tốt dễ cho việc quét dọn Phiến tỳ đc làm thép 20X , đc thấ m than sau nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 50 - 60 vớ i chiều sâu lớ p thấm 0,5 - 0,8 (mm) ` • Chốt tr ụ ngắn Chọn cấu k ẹp cấu sinh lự c Cơ cấu sinh lực tay công nhân Cơ cấu k ẹ p chặt phải thoả mãn yêu cầu sau: + Khi k ẹ p phải giữ đúng vị trí phơi lực k ẹ p tạo phải đủ + Không làm biến dạng phôi + K ết cấu nhỏ gọn + Thao tác thuận lợ i an toàn => Vớ i yêu cầu ta chọn cấu k ẹp cấu đòn kẹ p Ta chọn cấu k ẹ p ren dễ chế tạo đơn giản đảm bảo đượ c yêu cầu, thao tác dễ dàng nhanh chóng Chọn cấu k ẹp liên động 10 ` IV Phân tích lự c tác dụng lên chi tiết, xác định lự c k ẹp, tính sai số chế tạo Phân tích lự c tác dụng lên chi tiết 11 ` Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm: -N1,N2,N3: phản lực phiến tỳ -P: Lực cắt chiều tr ục -W1,W2: Lực k ẹ p chi tiết -Fms1’, Fms2’: Lực ma sát bề mặt tiế p xúc chi tiết phiến tỳ Xác định lự c k ẹp Phương trình cân bằng: -Theo Oz: P1+W1+W2-N1-N2-N3=0 P1+2W-2N-N3=0 (4.1) Vì chi tiết đối xứng nên: W1 =W2 = W N1=N2=N -Phương trình Momen qua đườ ng tâm lỗ Ø25 tr ụ giữa: (Fms1+Fms1’)*R -(Fms2+Fms2’)*R=0 → Fms1+Fms1’- (Fms2+Fms2’)=0 -Theo Ox: P2-N4-(Fms1+Fms1’+Fms2+Fms2’)=0 P2-N4-f(2W+2N)=0 → P2=N4 - f4N (4.2) -Trong đó: + Fms1=W.f1 (f 1: hệ số ma sát gi ữa bề mặt chi tiết gia công cấu đị nh vị của đồ gá ( thườ ng lấy f 1=0,2) 12 ` + Fms2=N.f2 (f2: hệ số ma sát bề mặt chi tiết gia công mỏ k ẹp, thườ ng lấy f 2 = 0,2) -Phương trình mơ men quanh đườ ng tâm lỗ Ø 13: Fms1*35/2+Fms1’*35/2– Fms2*35/2-Fms2’*35/2-54P1+54N3 -P2*35/2+56N4=0 →-54P1+54N3-P2*35/2+56N4=0 (4.3) *) tính tốn chế độ c ắt x ọc rãnh then b=6 Để gia công đượ c nguyên công này, ta chọn máy xọc đứng 7A420 vớ i thông số k ỹ thuật sau: Bề mặt làm việc bàn: 500*500(mm) Công suất động cơ: 2,8kW Hiệu suất máy: η=0,75 Bảng tốc độ cắt máy(mm/phút): Hành trình (mm) Số hành trình kép/phút 40 64 102 168 25 1,94 3,1 4,94 7,9 50 3,76 6,03 9,6 15,35 75 5,49 8,8 14 22,4 100 7,12 11,4 18,5 125 8,67 13,2 22,8 150 10,15 16,2 13 ` 175 11,5 18,4 200 12,79 20,8 *Chọn dao: Chọn dao xọc thép gió có thơng số hình học: Các thơng số của dao: Góc trướ c: = 8 Góc sau: = 12 Vật liệu: thép gió Tuổi bền: 60 phút *Lượng dư gia công: t=4 mm *Tra chế độ cắt: Lượ ng chạy dao: S = 0,1 mm/hành trình kép Tốc độ cắt: V b = 13m/phút (Bảng 5-83[6]) Tốc độ cắt tính tốn: Vtt = V bk Hệ số điều chỉnh k phụ thuộc chu k ỳ bền dao, k = 1,41(bảng 5-84) Vtt = 13.1,41 = 18,3 m/phút Dựa vào bảng tốc độ cắt máy ta chọn tốc độ máy Vt = 18,4 m/phút,vớ i số hành trình phút 64, khoảng hành trình 100 mm Lượ ng chạy dao phút: S p = 64.0,1 = 6,4 mm/phút -Bảng thông số chế độ cắt: Tên máy V n T 14 S S ` 7A420 (m/phút) (htk/ph) (mm) 18,4 64 (mm/htk) 0,1 -Lực cắt xọc tính theo cơng thức: = = = -Công suất cất gọt: = 60.102 : - vật liệu gia công gang xám suy K mpz=( . ) K mpy=( . . ) K mpx=( ) Độ cứng vật liệu gia công HB=750 MPa → K mpz=(). = 2.12 K mpy=(). = 5.9 K mpx=( . ) = 4.5 15 (mm/ph) 6,4 ` Hệ số và số mũ cơng thức tính lực cắt Vật liệu Vật liệu gia phần công cắ t Gang xám Hệ số và số mũ Thép Lức tiế p tuyến Lực hướ ng kính Lực chạy dao 158 1.0 129 0.9 0.75 51.4 1.2 0.65 gió →P1=Py=471.0 →P2=Pz=133.984 (4.1) (4.2) (4.3) → W=115.13 N N4= 41.8 N *)Lực k ẹ p cần thiết: = K: hệ số an tồn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt q trình gia cơng K=ko.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Ko: hệ số an toàn cho t ất cả các trườ ng hợ p, ko=1,5 K1: hệ số làm tăng lực cắt dao mòn, k1=1.0 K2: hệ s ố tính đến trườ ng hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổ i,khi 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 của cấ u k ẹ p chặt, k ẹ p tay k4=1.3 K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợ i cấu k ẹ p 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=2,5 16 ` => = 115.13.2,5 = 287,8 N sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số chế tạo cho phép đồ gá đượ c tính cơng thức: [ ] = [ ] − ( + + + ) Trong đó: [ ]:sai số gá đặt, đượ c lấy /3, vớ i là dung sai nguyên công, = 200 →[ ] =200/3 = 67 : sai số chuẩn : sai số k ẹ p Ở đây phương lực k ẹ p vuông góc với phương kích thướ c nên = 0 : sai số do mòn dao = / Giá tr ị hệ số K ết cấu đồ định vị và điều kiện tiế p xúc Hệ số -Chốt định vị chỏm cầu, chuẩn thô 0.5…2 -Khối V, chuẩn tinh 0,5…0,8 -Phiến định vị phẳng, chuẩn tinh 0,2…0,4 -Chốt định vị trong lỗ tinh 0,05…0,4 : Hệ số phụ thuộc k ết cấu đồ định vị, = 0,2 N: số lương chi tiết gia công đồ gá, N=10000 17 ` → = 20 : sai số điều chỉnh, = 10 →[ ] = [ ] − ( + + + )= 63 Yêu cầu k ỹ thuật đồ gá -Độ khơng vng góc lỗ và mặt đáy đồ gá (mặt C) ≤ 0,063mm -Độ song song mặt phiến tỳ và mặt đáy đồ gá ≤ 0,063mm -Độ khơng vng góc chốt tr ụ và mặt đáy đồ gá ≤ 0,063mm 18 ` V K ết luận Như vậy, đồ gá chi tiết quan tr ọng giúp tăng suất gia công, hạ giá thành sản ph ẩm, giúp người lao độ ng dễ dàng thao tác gia công chi tiết mà đảm bảo độ chính xác định, theo u chế tạo Thơng qua việc tính tốn, thiết k ế đồ gá, giúp sinh viên hiêu quy trình tổng thể để thiết k ế ra số loại đồ gá, củng cố thêm ki ến th ức về định vị chi tiết, chi tiết giúp định vị chi tiết, chọn chi tiết định vị theo tiêu chuẩn, tính lực, làm sơ đồ ngun cơng hế t tạo điều kiện cho sinh viên hiểu về cơng việc sau sau tốt nghiệp trườ ng 19 ` VI Tài liệu tham khảo Giáo trình đồ gá, trường đại học Cơng Nghiệp Hà Nội, NXB khoa học kĩ thuật Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2, gs Nguyễn Đắc Lộc, NXB khoa học kĩ thuật Atlas đồ gá-GS Trần Văn Địch - Đh Bách Khoa Hà Nội 20 ` 21 22 23