Sau khi mua, ib mail: nguyenmanhtruong1002gmail.com để nhận file word và file cad bản vẽ.TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ = = = = = = BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN, TARO LỖ M10 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện Mã sinh viên Lớp Hà Nội – 2022 2 MỤC LỤ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ = = = = = = BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN, TARO LỖ M10 Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực : Mã sinh viên : Lớp : Hà Nội – 2022 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU Phần I PHÂN TÍCH U CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUN CƠNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Phần II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUN CƠNG 2.1 Phương án I 2.2 Phương án II 10 Phần III TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ LỰC CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ 12 3.1 Lựa chọn cấu định vị 12 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt 14 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực 14 3.2.2 Tính lực kẹp 16 3.2.3 Lựa chọn xác định cấu kẹp 20 3.3 Xác định cấu khác đồ gá 20 Phần IV TÍNH TỐN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ 22 4.1 Tính sai số chế tạo cho phép 22 4.2 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá 23 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Tên hình Trang 2.1 Sơ đồ gá đặt phương án I 2.2 Sơ đồ gá đặt phương án II 10 3.1 Phiến tỳ 12 3.2 Chốt trụ ngắn 13 3.3 Chốt trám 14 3.4 Sơ đồ phân tích lực 15 3.5 Sơ đồ kẹp 20 3.6 Bạc dẫn 21 3.7 Thân đồ gá 21 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng Trang 3.1 Các kích thước phiến tỳ 12 3.2 Các kích thước chốt trụ ngắn 13 3.3 Các kích thước chốt trám 14 3.4 Một số thông số máy khoan đứng 2A135 16 3.5 Một số thông số mũi khoan vật liệu P18 16 3.6 Hệ số Cv số mũ 17 3.7 Hệ số Cp số mũ 17 3.8 Hệ số CM số mũ 18 DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT Ý nghĩa Viết tắt Đơn vị W Lực kẹp N Fms Lực ma sát N N Phản lực N n Phạm vi tốc độ trục vg/ph s Phạm vi bước tiến mm/vg t Chiều sâu cắt mm V Vận tốc cắt m/ph Po Lực chiều trục N Mx Momen xoắn N.m Ne Công suất cắt kW εct Sai số chế tạo cho phép mm LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, chứng kiến phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp nói chung ngành Cơ khí nói riêng Là ngành đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế chế tạo máy móc phục vụ cho ngành cơng nghiệp khác Do đòi hỏi kỹ sư cán ngành Cơ khí phải tích lũy đầy đủ vững kiến thức ngành, đồng thời không ngừng trau dồi nâng cao vốn kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp trình sản xuất thực tiễn Nhằm cụ thể hóa kiến thức học mơn học Đồ gá nhằm mục đích Trong q trình thiết kế đồ gá môn học, sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn có khả kết hợp, so sánh kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất Mặt khác thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, ý tưởng lạ để giải vấn đề cơng nghệ cụ thể Do đó, tính quan Bài tập lớn môn bắt buộc sinh viên chuyên ngành Cơ khí số ngành có liên quan Qua thời gian tìm hiểu với hướng dẫn bảo tận tình thầy Dương Văn Đức, em hoàn thành Bài tập lớn Đồ gá giao Với kiến thức trang bị q trình tìm hiểu tài liệu có liên quan thực tế Tuy nhiên, không tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn thiếu kinh nghiệm thực tế thiết kế Do vậy, em mong bảo thầy cô giáo Bộ mơn Cơng nghệ đóng góp ý kiến bạn bè để hoàn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn thầy, người tận tình dạy em q trình thiết kế hồn thiện đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Phần 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 Độ nhám cần đạt: Ra = 3,2 Kích thước cần đạt: M10 Khoảng cách từ tâm lỗ đến mặt C: 60 ± 0,05 Độ khơng vng góc so với mặt A khơng vượt q 0,05 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Thiết kế đồ gá gia công cắt gọt bao gồm bước sau: 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 công, độ xác kích thước hình dạng, số lương 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 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, cấu phân độ, quay, ) Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) Đánh số vị trí chi tiết đồ gá Nét vẽ đường bao chi tiết gia công nên để nét chấm gạch màu đỏ 8 Phần II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUN CƠNG 2.1 Phương án I Hình 2.1 Sơ đồ gá đặt phương án I * Phân tích định vị: Chi tiết hạn chế bậc tự do: - Mặt A sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Oz + Chống quay quanh Ox + Chống quay quanh Oy - Lỗ B sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Ox + Chống tịnh tiến theo phương Oy 9 - Lỗ C sử dụng chốt trám hạn chế bậc tự do: + Chống quay quanh Oz * Phân tích kẹp chặt: - Phương lực kẹp: lực W có phương thẳng đứng song song với bề mặt gia công - Chiều lực kẹp: + Hướng từ xuống bề mặt định vị + Chiều vng góc với lực dọc trục + Cùng chiều trọng lực chi tiết - Điểm đặt lực: lực kẹp tác dụng từ hai bên chi tiết phân bố bề mặt định vị, tác dụng diện tích định vị * Ưu điểm: - Đảm bảo độ cứng vững gia công - Đồ gá đơn giản - Đồ gá gia công phù hợp với phương pháp gia công tinh nguyên công sau gia cơng mặt trụ ngồi làm chuẩn tinh - Dễ gá lắp định vị * Nhược điểm: Kẹp xa vị trí gia cơng nên phải tính tốn lực kẹp chuẩn khơng chi tiết dễ bị lật 10 2.2 Phương án II Hình 2.2 Sơ đồ gá đặt phương án II * Phân tích định vị: Chi tiết hạn chế bậc tự do: - Mặt A sử dụng phiến tỳ hạn chế bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Oz + Chống quay quanh Ox + Chống quay quanh Oy - Mặt B sử dụng chốt tỳ hạn chế bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Oy + Chống quay quanh Oz 11 - Mặt C sử dụng chốt trám hạn chế bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Ox * Phân tích kẹp chặt: - Phương lực kẹp: lực W có phương thẳng đứng song song với bề mặt gia công - Chiều lực kẹp: + Hướng từ xuống bề mặt định vị + Chiều vng góc với lực dọc trục khoan + Cùng chiều trọng lực chi tiết - Điểm đặt lực: lực kẹp có tác dụng từ hai bên chi tiết phân bố bề mặt định vị, tác dụng diện tích định vị * Ưu điểm: - Đảm bảo cứng vững gia công - Đồ gá gia công phù hợp với phương pháp gia công tinh nguyên công sau gia cơng mặt trụ ngồi làm chuẩn tinh - Dễ gá lắp định vị * Nhược điểm: - Đồ gá lơn, cồng kềnh - Kẹp xa vị trí gia cơng nên phải tính tốn lực kẹp chuẩn khơng chi tiết dễ bị lật * Kết luận: Chọn phương án gá đặt chi tiết phương án I thiết kế đồ gá đơn giản, không cồng kềnh phương án II, phù hợp với phương án gia công tinh, đảm bảo kích thước xác Đồ gá dễ tháo lắp gá đặt, chi tiết không bị uốn biến dạng lực kẹp 12 Phần III TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ LỰC CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ 3.1 Lựa chọn cấu định vị a, Phiến tỳ: - Kết cấu kích thước phiến tỳ trình bày hình 3.1, kích thước tra bảng 8.3-[2] - Phiến tỳ có kích thước hình vẽ: Hình 3.1 Phiến tỳ [2] Bảng 3.1 Các kích thước phiến tỳ [2] B L H l l1 d d1 d2 d3 h Số lỗ 33 100 17 17 35 12 16 21 - Yêu cầu: + Vật liệu: Thép 20X [4] + Độ cứng: 55 ÷ 60 HRC [4] 13 b, Chốt trụ ngắn: - Kết cấu kích thước chốt trụ ngắn trình bày hình 3.2, kích thước tra bảng 8.9-[2] - Chốt trụ ngắn có kích thước hình vẽ: Hình 3.2 Chốt trụ ngắn [2] Bảng 3.2 Các kích thước chốt trụ ngắn [2] D t d D1 L C1 h 16 15 16 20 35 0,4 - Yêu cầu: + Vật liệu: Thép Y8A [4] + Độ cứng: 55 ÷ 60 HRC [4] c, Chốt trám - Kết cấu kích thước chốt trám trình bày hình 3.3, kích thước tra bảng 8.9-[2] - Chốt trám có kích thước hình vẽ: 14 Hình 3.3 Chốt trám [2] Bảng 3.3 Các kích thước chốt trám [2] D t d D1 L h b B 16 15 16 20 35 2,5 14 - Yêu cầu: + Vật liệu: Thép Y8A [4] + Độ cứng: 55 ÷ 60 HRC [4] 3.2 Tính toán lựa chọn cấu kẹp chặt 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực 15 Hình 3.4 Sơ đồ phân tích lực - Trong đó: + W – lực kẹp (N) + Fms1 – lực ma sát mỏ kẹp với chi tiết (N) + Fms2 – lực ma sát chi tiết với phiến tỳ (N) + Po – lực chạy dao 16 + N1 – phản lực từ chi tiết lên mỏ kẹp (N) + N2 – phản lực từ phiến tỳ lên chi tiết (N) + Mx – momen xoắn 3.2.2 Tính lực kẹp * Thơng số máy: - Máy khoan đứng 2A135 - Thông số máy khoan đứng 2A135 tra bảng 9.21-[3] Bảng 3.4 Một số thông số máy khoan đứng 2A135 [3] Công suất động cơ, kW Số cấp tốc độ trục Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph Số cấp bước tiến 68 ÷ 1100 Phạm vi bước tiến, mm/vg 0,11 ÷ 1,6 *Thơng số dao: - Mũi khoan Ø9, dao taro M10 - Vật liệu: P18 - Kích thước tra theo bảng 4.40-[1] Bảng 3.5 Một số thông số mũi khoan vật liệu P18 [1] Thơng số Kích thước Đường kính dao, mm Số Chiều dài L, mm 40 Chiều dài phần làm việc l, mm 11 * Chế độ cắt: - Chiều sâu cắt: t = D = = 4,5 mm 2 - Lượng chạy dao: Tra bảng 5.25-[2], s = 0,4mm/vg (3-1) 17 Cv D q - Vận tốc cắt tính tốn tính theo công thức [2]: V = m y kv T S (3-2) + Hệ số Cv số mũ tra bảng 5.28÷5.30-[2] Bảng 3.6 Hệ số Cv số mũ [2] Cv q y m T 17,1 0,25 0,4 0,125 35 + Hệ số điều chỉnh: kv = kMV kuv klv (3-3) 1,3 ã Tra bng 5.1ữ5.4-[2], kMV 190 = = : hệ số phụ thuộc vào vật 190 liệu gia cơng • Tra bảng 5.6-[2], kuv = : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt • Tra bảng 5.31-[2], klv = : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan → kv = kMV kuv klv = 1.1.1 = Cv D q 17,1.90,25 → V = m y kv = 0,125 0,4 = 27, m/ph T S 35 0, - Số vòng quay trục chính: n = 1000.V 1000.27, = = 969,1 vg/ph D (3-4) → Chọn số vòng quay máy: n = 950vg/ph - Vận tốc cắt thực tế: V = Dn 1000 = 9.950 1000 = 26,86 m/ph (3-5) * Lực chiều trục Po momen xoắn Mx: - Lực chiều trục Po: Po = 10.C p D q S y k p (3-6) + Hệ số Cp số mũ tra bảng 5.32-[2] Bảng 3.7 Hệ số Cp số mũ [2] Cp q y 42,7 0,8 + k p = k MP : hệ số tính đến yếu tố gia cơng thực tế • Tra bảng 5.9-[2], kMP = : hệ số điều chỉnh → k p = kMP = (3-7) 18 → Po = 10.C p D q S y k p = 10.42,7.91.0, 40,8.1 = 1846,37 N - Momen xoắn Mx: M x = 10.CM D q S y k p (3-8) + Hệ số CM số mũ tra bảng 5.32-[2] Bảng 3.8 Hệ số CM số mũ [2] CM q y 0,021 0,8 + k p = k MP : hệ số tính đến yếu tố gia cơng thực tế • Tra bảng 5.9-[2], kMP = : hệ số điều chỉnh → k p = kMP = → M x = 10.CM D q S y k p = 10.0,021.92.0, 40,8.1 = 8,17 N.m * Công suất cắt Ne: Công suất cắt tính theo cơng thức [2]: N e = → Ne = M x n kW 9750 (3-9) M x n 8,17.950 = = 0,8 kW 9750 9750 * Tính lực kẹp: Trong trình khoan xuất lực phân tích, để chi tiết giữ ổn định gia cơng lực kẹp W phải thắng lực cắt gây - Ta có: + Fms1 = N1 f1 (3-10) Với f1 hệ số ma sát mặt kẹp nhẵn mỏ kẹp, f1 = 0,2 + Fms = N2 f (3-11) Với f hệ số ma sát mặt gia công phiến tỳ, f = 0,2 - Phương trình cân tâm dao: F z =0 Po + W − N1 − N2 = Po + W = N1 + N2 (3-12) (3-13) Trường hợp 1: Cân lực dọc trục Po chống lật chi tiết vị trí điểm O (quay quanh trục Oy) 19 Po + W = N1 + N 50.Po + (133 + 33) W = (133 + 33) ( Fms1 + Fms ) Po + W = N1 + N 25.Po 0,7.W = + f Po 25.Po W 166 166 + = N1 f1 + N f 25.1846,37 + ( 0, 2.1846,37 ) 166 W= = 924,77 N 0,7 (3-14) Trường hợp 2: Cân lực momen xoắn Mx quay quanh trục Oz Po + W = N1 + N M x = ( 83 + 17 ) ( Fms1 + Fms ) Po + W = N1 + N Mx 100 = N1 f1 + N f W= (3-15) Mx 8,17 − Po = − 1846,37 = −1846,17 N 100 ( f1 + f ) 100.(0, + 0, 2) Kết luận: Qua hai trường hợp, ta chọn trường hợp với W = 924,77N (có lực W lớn nhất) - Lực kẹp cần tính: Wct = W.K Trong đó: K = Ko K1.K2 K3.K4 K5 K6 : hệ số an toàn [5] (3-16) (3-17) • Ko – hệ số an tồn cho tất trường hợp, Ko = 1,5 • K1 – hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi K1 = 1,2 • K2 – hệ số tăng lực cắt dao mòn, K2 = • K3 – hệ số tăng lực cắt gia cơng gián đoạn, K3 = 1,2 • K4 – hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt, K4 = • K5 – hệ số tính đến độ thuận lợi cấu kẹp tay, K5 = • K6 – hệ số tính đến momen làm quay chi tiết, K6 = → K = 1,5.1,2.1.1,2.1.1.1 = 2,16 → Wct = W.K = 924,77.2,16 = 1997,5 N 20 3.2.3 Lựa chọn xác định cấu kẹp Ta sử dụng kẹp liên động Phương pháp kẹp có ưu điểm kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn, có tính tự hãm tốt Hình 3.5 Sơ đồ kẹp Với yêu cầu ta chọn cấu kẹp chặt ren vít Ta có: Q = W L2 − L1 200 − 80 = 1997,5 = 2996, 25 N L1 80 (3-18) Đường kính ngồi danh nghĩa ren vít: d Q 2996, 25 = = 8, mm 0,5. k 0,5.90 Trong đó: k - độ bền kéo vật liệu làm vít, k = 90MPa Vậy chọn vít kẹp M10 3.3 Xác định cấu khác đồ gá a, Bạc dẫn hướng: - Vật liệu: Thép 20XC [4] - Độ cứng: 60 HRC [4] (3-19)