BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG PHAY THÔ VÀ PHAY TINH CHI TIẾT CÀNG Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Tiến Sỹ Sinh viên[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - - BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG PHAY THÔ VÀ PHAY TINH CHI TIẾT CÀNG Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Sỹ Sinh viên thực : Đỗ Đình Vũ Lớp : ĐH CK5-K13 MSV: 2018605816 Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2021 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc BÀI TẬP LỚN Học phần Đồ gá (ME6020) Số: Họ tên: Đỗ Đình Vũ MSSV: 2018605816 Lớp: ME6020.5 Khố: K13 Khoa: Cơ Khí Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tiến Sỹ Cho sơ đồ gá đặt để gia công mặt (B),(D) chi tiết Biết: Số lần gá đặt: N=6500 Vật liệu: Thép C45 Máy: máy phay đứng vạn 6H12 Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim cứng, mác hợp kim T15K6 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mịn): =0,2 Chế độ cắt: phay thơ V b=282 m/phút, So=1,44 mm/vịng, phay tinh V b=282 m/phút, So=1,6 mm/vòng Yêu cầu thực hiện: I Phần thuyết minh: Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu định vị, cấu kẹp chặt cơ cấu khác đồ gá Phân tích lực, xác định lực kẹp Tính sai số chế tạo đồ gá xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá AI Phần vẽ: TT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D A0 01 Lưu ý sinh viên: 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) Hàng tuần sinh viên phải gặp giảng viên hướng dẫn để nộp thuyết minh vẽ nội dung thực Giảng viên chấm điểm đánh giá hàng tuần sinh viên Sinh viên nộp thuyết minh vẽ tổng hợp cho giảng viên trước ngày thực thi kết thúc học kỳ Thời gian thực hiện: từ ngày đến ngày Khoa Cơ khí Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tú TS Nguyễn Tiến Sỹ Bề mặt A,C gia cơng Hình Chi tiết dạng càng MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên cơng trình tự thiết kế đồ gá Phân tích yêu cầu kĩ thuật 3 Trình tự thiết kế đồ gá 3 II Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công Phân tích sơ đồ gá đặt Phân tích phương, chiều điểm đặt lực kẹp III Tính toán thiết kế lựa chọn cấu định vị, cấu kẹp chặt cấu khác đồ gá Chọn cấu định vị Chọn cấu kẹp chặt: Chọn cấu đảm bảo độ xác gia cơng (cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt) 6 IV Phân tích lực, xác định lực kẹp Tính sai số chế tạo đồ gá xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá Phân tích lực Xác định lực kẹp Tính sai số chế tạo đồ gá xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 LỜI NÓI ĐẦU Đồ gá sản xuất khí nhân tố quan trọng việc nâng cao suất lao động đại hóa q trình sản xuất Nó phận quan tọng cấu thành hệ thống công nghệ Máy – Đồ gá – Dụng cụ cắt, chúng cầu nối trình sản xuất Nếu thiếu chúng q trình sản xuất khơng thể đạt thành tựu ngày Ngày nay, đồ gá định chất lượng số lượng sản phẩm mà chúng định thành bại kinh doanh doanh nghiệp sản xuất không kể lớn hay nhỏ Nó tạo điều kiện cho nâng cao khả cạnh tranh, giúp đạt lợi tuyệt đối cạnh tranh chất lượng sản phẩm sản xuất Bài tập lớn môn học Đồ gá không giúp sinh viên tiếp cận kiến thức mơn học mà cịn giúp sinh viên hiểu vấn đề liên quan đến môn học khác, làm đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp sau trường làm việc Để hoàn thành tốt tập lớn môn học này, em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Nguyễn Tiến Sỹ đã bảo giảng dạy tận tình giúp đỡ chúng em trình học tập Hà Nội ,ngày 15 tháng 05 năm 2021 Sinh viên Đỗ Đình Vũ I Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá Phân tích u cầu kĩ thuật Chi tiết làm thép C45 có thành phần hóa học sau: C Si 0.4-0.5 0.17-0.37 Mn 0.5-0.8 S 0.045 P 0.045 Ni Cr 0.3 0.3 Trình tự thiết kế đồ gá -Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi yêu cầu kỹ thuật nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia cơng, độ xác kích thước hình dạng, 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 trọng lực chi tiết G, phản lực điểm N, lực ma sát Fms… 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 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, cơ cấu phân độ, quay…) -Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép [εct] đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật nguyên cơng -Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) Đánh số vị trí chi tiết đồ gá II Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng 1-Định vị: Định vị theo hệ trục tọa độ OXYZ hình vẽ -Chi tiết định vị mặt B hạn chế ba bậc tự : + Tịnh tiến theo phương Oz + Xoay quanh phương Oy + Xoay quang phương Ox 2- Xác định lực kẹp Lực W : Phương thẳng đứng Chiều từ hướng xuống Ưu điểm: Điểm đặt nằm thành nằm định vị chi tiết Như ta biết sai số kẹp chặt lượng dịch chuyển vị chuẩn gốc chiếu phương kích thước thực lực kẹp thay đổi gây kc y max y .cos in Với là góc hợp phương kích thước tực phương dịch chuyển y chuẩn gốc Mà trường hợp ta xét phương lực kẹp vng góc với phương kích thước 90 o => k 0 z Nhược điểm: Khi ta muốn tháo chi tiết khó khăn phải tháo cơ cấu kẹp nâng chi tiết khỏi đồ gá III Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt cấu khác đồ gá Phân tích yêu cầu kỹ thuật cấu định vị, lực chọn cấu định vị a, Phân tích yêu cầu kỹ thuật cấu định vị - Cơ cấu định vị phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị chi tiết gá đặt mặt hình dáng kích thước - Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ xác - Độ nhám bề mặt làm việc cấu định vị đạt R a= 20 - Cơ cấu định vị phải có tính chống mài mịn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt - Vật liệu làm cấu định vị sử dụng loại thép 20X, 40X, thép 20X thấm C thép C45… nhiệt luyện đạt độ cứng vững 50÷60 HRC b, Lựa chọn cấu định vị - Cơ cấu định vị đồ gá để ta gia công khoan lỗ Ø13 +0.02 bao gồm: + Phiến tỳ + chốt trụ ngắn + khối V tùy động IV Phân tích lực, xác định lực kẹp Tính sai số chế tạo đồ gá xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá Phân tích lực - Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm: + N: phản lực phiến tỳ + P: lực cắt chiều trục + M: momen xoắn cắt gây + W: lực kẹp chi tiết + Fms1, Fms2: lực ma sát bề mặt tiếp xúc đầu kẹp, phiến tỳ với chi tiết gia công -Phương: +Phương lực kẹp W vng góc với mặt định vị -Chiều: + Chiều lực kẹp hướng từ ngồi vào mặt định vị + Chiều lực kẹp W vng góc với lực cắt - Điểm đặt lực kẹp: +Lực kẹp W tác dụng diện tích định vị, diện tích khối V , phiến tỳ gần bề mặt gia cơng 2.Xác định lực kẹp Tính lực kẹp lựa chọn cấu kẹp chặt - Ta có phương trình cân lực: Fms1+Fms2-P=0 (1) -Trong đó: + Fms1=W.f1 (f 1: hệ số ma sát bề mặt chi tiết gia công mỏ kẹp, thường lấy f 1 = 0,2) + Fms2=N.f2 (f2: hệ số ma sát bề mặt chi tiết gia công cấu định vị đồ gá thường lấy f = 0,2) - Thay vào phương trình (1) ta có: W.f1+N.f2-P=0 Mà W=N =>W.f1+W.f2-P=0 W= 1+2 (2) -Ta có: P = 10.C p Dq Sy kp 3.2.3 Tính Chế Độ Cắt Khi Phay 1,Chọn máy: Tra bảng 9-38,STCNCTM3-72 Chọn máy phay đứng vạn năng: 6H12 Phạm vi tốc độ trục chính: 30 ÷ 1500 vong/phút Cơng suất động kw Dịch chuyển lớn bàn máy: - Dọc: 700 mm - Ngang : 260 mm - Thẳng đứng : 370 mm Tốc độ trục chính: 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500 Bước tiến bàn máy (mm/ph): 23-30-37,5-47,5-60-75-95-118150-190-235-300-375-470-600-750-1200 Lực lớn cho phép theo cấu tiến máy: 2000KG 2Chọn dao: Các nguyên công phay dao phay mặt đầu đường kính dao lấy : D = (1,25 ÷ 1,5)B Trong đó: D: đường kính dao B: chiều rộng bề mặt gia công Chọn dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim cứng Bảng 4-94,STCNCTM1-376 , thông số dao: - Đường kính dao: D = 100 mm - Số răng: Z = 14 - Mác hợp kim: T15K6(bảng 4-3,STCNCTM1-292) - Tra bảng 5.40 STCNCTM T2 ta có T = 180 Bước 1: phay thô : t = 2,5 mm a) Lượng chạy dao Sz = 0,18 mm/răng (bảng 5-125,STCNCTM2113) Lượng chạy dao vòng S0 = Sz. Z = 0,18 = 1,44 mm/vịng b) Tốc độ cắt V tính theo cơng thức: × = × (3) × × × × -Theo bảng 5-39 sổ tay công nghệ chế tạo máy ta có: Cv=322 qv=0,2 Xv=0,1 Yv=0,4 Uv=0,2 Pv=0 m=0,2 Chu kỳ bền dao phay mặt đầu T=180’ - Theo sổ tay CNCTM2 hệ số điều chỉnh chung tốc độ cắt thuộc vào điều kiện cắt cụ phụ thể: = × × - Trong đó: K MV: hệ số phụ thuộc vào chất lượng bề mặt gia công Theo bảng 5.1 vật liệu gia công Thép suy : K MV=Kn(750) Theo bảng 5-2 gia công phương pháp phay chọn n v=1 Độ cứng vật liệu gia công =610 MPa K MV=1.(750610)1 = 1.2 K nv: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi Theo bảng 5-5 sổ tay CNCTM2: K nv= 0,8 K uv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt Theo bảng 5-6 chọn K uv=1,9 Suy ra: =1,2.0,8.1,9=1,824 Suy tốc độ cắt là: = 322 × 1000,2 1800,2 × 2,5 ,1 × 0,180,4 × 480,2 × 80 ≈ 436 / ℎ Số vịng quay trục chính: 1000 × = Chọn n=1500v/ph c) Tính lực cắt Pz (N) × × 1,824 1000 × 436 = 3,14 × 100 = 1388 / ℎ Lực cắt Pz tính theo cơng thức: 10× × × × × = (N) × Trong đó: Z-số rang dao phay n-số vịng quay dao, vòng/phút Theo bảng 5-41 sổ tay CNCTM2 ta có CP=825 y=0,75 u=1,1 q=1,3 w=0,2 x=1 K MV-hệ số điều chỉnh cho chất lượng vật liệu gia công 610 Theo bảng 5-9 vật liệu thép ta có: K MP=750 = 0,8 Suy 10 × 825 × 2,51 × 0,180,75 × 481,1 × = 1001,3 = 1500( ) × 15000,2 d) Momen xoắn Mx(N.m) trục máy 1500 × 100 × = = 750 ( ) 2×100 2×100 e) Cơng suất cắt N(kW) Cơng suất cắt tính theo cơng thức × = 1020 × 60 = 10,6( ) f) Lực kẹp tác dụng lên chi tiết W= 1+ 2 = 0,2+0,2 = 3750 ( ) g) Lực kẹp cần thiết: Wct=k.W Trong đó: W-lực kẹp lý thuyết W=3750(N) K= k o.k 1.k 2.k 3.k 4.k 5.k 6 × 0,8 Với ko-hệ số an toàn cho tất trườgn hợp ko=1,5 K1-hệ số lực cắt dao mòn k1=1 K2-hệ số tính đến trường hợp tang lực cắt độ bóng thay đổi, gia cơng thơ k2=1,2 K3-hệ số tang lực cắt gia công gián đoạn, k3=1 K4-hệ số tính đến sai số cấu kẹp 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 momen làm quay chi tiết k6=1,5 Suy k=1,5.1,2.1.1.1.1,3.1.1,5=2,5 Suy lực kẹp cần thiết cho chi tiết là: = = 3750 2,5 = 9375 ( ) Tính chọn đường kính ren vít: 3750 =√ 0,5 [ ] = √ 0,5.60.2,5 = 7,8 ( ) Chọn ren vít với đường dính M10x1,25 h) Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số chế tạo cho phép đồ gá tính theo công thức: [ ]2=[ ]2−( 2+ 2+ 2+ 2) Trong đó: : sai số gá đặt ta có= 2003 = 67 : sai số chuẩn Sơ đồ phân tích chuỗi kích thước Từ hình vẽ ta có: Bề mặt gia cơng: A Gốc kích thước: B Chuẩn định vị: B Từ hình vẽ ta thấy chuẩn định vị gốc kích thước trùng Suy = : sai số kẹp chặt.Trong trường hợp phương lực kẹp vng góc với phương kích thước thực nên = : sai số mòn đồ gá = 1/2 = 0,2 65001/2 = 16,12 : sai số điều chỉnh,=10μm → = √672 − (02 + 02 + 16,122 + 102) = 64,2 k) Chọn cấu kẹp chặt Ta lựa chọn cấu kẹp chặt ren vít có miếng đệm tay quay Vì sinh lực kẹp lớn, tính tự hãm tốt Cơ cấu kẹp chặt ren vít có số chi tiết sau : Bulong Đai ốc Miếng đệm Bạc lót 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, Sổ tay công nghệ chế tạo máy - PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc 2, Alat đồ gá - PGS.TS Trần Văn Địch 3, Giáo trình đồ gá – Trường ĐHCNHN 13