Tính toán, thiết kế mô hình đồ gá phay rãnh then bằng đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - CƠ SỞ II BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tính tốn, thiết kế mơ hình đồ gá phay rãnh then Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật ứng dụng Nhóm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khải Hà Công Bảo Hồ Sỹ Dũng Trần Quang Huy Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: Cơ khí ô tô – k52 Năm thứ: 04 Ngành học: Cơ khí tơ Người hướng dẫn: Th.s Văn Quốc Hữu Tp Hồ Chí Minh, 05/2015 Số năm đào tạo: 04 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu Lời mở đầu Để góp phần vào cơng cơng nghiệp hố đại hố đất nước, ngành sản xuất khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lượng suất chế tạo, ngành trọng điểm kinh tế quốc dân đặc biệt chế tạo thiết bị phụ tùng, cung cấp cho nghành công nghiệp khác thiết bị sản xuất Đồ gá gia cơng góp phần khơng nhỏ vào nhiệm vụ đó, máy móc,thiết bị phải dùng đến đồ gá gia cơng Một nhiệm vụ chuẩn bị sản xuất thiết kế chế tạo trang bị cơng nghệ, chiếm tới 80% khối lượng chuẩn bị sản xuất 10-15% giá thành sản phẩm (giá thành máy) Chi phí cho thiết kế chế tạo đồ gá chiếm tỉ lệ lớn tổng chi phí cho trang bị cơng nghệ Vì việc thiết kế tiêu chuẩn đồ gá cho phép giảm thời gian sản xuất, tăng suất lao động cách đáng kể Nghiên cứu khoa học : Thiết kế đồ gá cần thiết sinh viên khoa khí, giúp cho sinh viên nắm kiến thức đồ gá gia công cách thức thiết kế đồ gá để gia công chi tiết định Trong thời gian làm đề tài nghiên cứu khoa học, giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo Văn Quốc Hưu thầy giáo môn Chế Tạo Máy em hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học môn học, nhiên khả trình độ cịn hạn chế, thời gian học tập mơn học chưa có nhiều nên đề tài nghiên cứu cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận bảo tận tình thầy đóng góp chân tình bạn để giúp em hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học cách tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Văn Quốc Hữu thầy giáo môn Chế Tạo Máy tận tình giúp đỡ em trình làm đề tài nghiên cứu khoa học Sinh viên thực Nhóm sv khoa khí SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu MỤC LỤC Lời mở đầu PHẦN I: THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Nguyên lý định vị bậc tự 1.1 Nguyên tắc điểm 1.2 Ứng dụng nguyên tắc điểm định vị chi tiết gia công Cơ sở định vị chi tiết dạng hộp , dạng trụ dài 2.1 Cơ sở định vị chi tiết dạng hộp : 2.2 Cơ sở định vị chi tiết dạng trụ : 10 Phần mềm invertor vào việc thiết kế chi tiết khí 11 3.1 Nghiên cứu sử dụng phần mềm 3D inventor thiết kế sản phẩm khí 11 Các loại đồ gá gia công máy phay 17 4.1 Khái niệm đồ gá: 17 4.2 Công dụng đồ gá: 17 4.3 Phân loại đồ gá: 17 4.4 Các loại đồ gá phay 23 Các phận đồ gá : 24 5.1 Bộ phận định vị 24 5.2 Bộ phận kẹp chặt: 26 5.3 Bộ phận dẫn hướng 26 5.4 Bộ phận chia độ 27 5.5 Bộ phận truyền động 28 5.6 Thân đồ gá 30 5.7 Cơ cấu gá dao 31 5.8 Các loại dao phay rãnh then; 31 SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu CHƯƠNG II: CÁC SAI SỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 32 Các dạng rãnh then hay gia công : 32 Các sai số gia cơng rãnh then mà khơng có đồ gá định vị 32 Cách khắc phục sai số : 36 CHƯƠNG III: ĐỀ RA GIẢI PHÁP 38 Đề hướng giải pháp khắc phục sai số đồ gá; 38 Một số thiết kết đồ gá phay rãnh then; 38 2.1 Đồ gá 38 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU KHAM KHẢO: 47 SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI- CƠ SỞ II PHẦN I: THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Phần nội dung nghiên cứu phay rãnh then - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khải Hà Công Bảo Hồ Sỹ Dũng Trần Quang Huy - Lớp: Cơ khí tơ- K52 Khoa: Cơ khí Năm thứ: 04 Số năm đào tạo: 04 - Người hướng dẫn: Ths Văn Quốc Hữu Mục tiêu đề tài: - Nghiên cứu sử dụng phần mềm inventer vào việc thiết kế chi tiết khí -Nghiên cứu loại đồ gá gia công gia công máy phay -Nghiên cứu, phận đồ gá -Nghiên cứu, thiết kế cấu định vị chi tiết trụ -Nghiên cứu, thiết kế cấu kẹp chặt chi tiết trụ Tính sáng tạo: - Sử dụng phần mềm thiết kế inventer để Mô nguyên lý hoạt động dạng 3D kiểm tra trình lắp ráp trước chế tạo thật nhằm hạn chế sai sót tối ứu hóa q trình thiết kế - Sử dụng sở lý thuyết sức bền vật liệu để tính toán bền cho cấu - Ứng dụng phần mềm để thiết kế vẽ chi tiết phận đồ gá phay - Mô nguyên lý hoạt động đồ gá phay làm việc - Lập vẽ lắp ráp cho phận đồ gá phay Kết nghiên cứu: - 01 báo cáo kết - Lắp ráp chi tiết thành đồ gá hồn chỉnh SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu Đóng góp mặt kinh tế - xã hội,giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòngvà khả áp dụng đề tài: tạo vẽ xác để giải toán lắp ghép sử dụng để kiểm tra kết tốn nhanh xác 6.Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày 04 tháng 05 năm 2015 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày 15 tháng 05 năm 2015 Xác nhận trường đại học Người hướng dẫn (ký tên đóng dấu) (ký, họ tên) SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI – CƠ SỞ II THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Họ tên: Nguyễn Khải Sinh ngày: 24 tháng 09 năm 1993 Nơi sinh: Đồng Nai Lớp: Cơ khí tơ Khóa:52 Khoa: Cơ khí Địa liên hệ: Điện thoại: 01643760725 Email: njkahn93@gmail.com Ảnh 4x6 II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích sinh viên từ năm thứ đến năm học): * Năm thứ 1: Ngành học: Cơ khí tơ Kết xếp loại học tập: Khoa: Cơ khí 5.09 * Năm thứ 2: Ngành học: Cơ khí tơ Kết xếp loại học tập: Khoa: Cơ khí 5.58 * Năm thứ 3: Ngành học: Cơ khí tơ Kết xếp loại học tập: Khoa: Cơ khí 5.60 * Năm thứ 4: Ngành học: Cơ khí tơ Kết xếp loại học tập: SVTH: Nhóm Khoa: Cơ khí 5.70 Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu Ngày 15 tháng 05 năm 2015 Xác nhận trường đại học Sinh viên chịu trách nhiệm (ký tên đóng dấu) thực đề tài (ký, họ tên) SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Nguyên lý định vị bậc tự 1.1 Nguyên tắc điểm Một vật rắn tuyệt đối khơng gian có sáu bậc tự chuyển động, ta đặt hệ tọa độ Đề-các (khơng gian ba chiều) là: - bậc tịnh tiến dọc trục tọa độ, ký hiệu: 𝑋� - tịnh tiến dọc trục X 𝑌�- tịnh tiến dọc trục Y 𝑍̅ -tịnh tiến dọc trục Z - bậc quay quanh trục tọa độ, ký hiệu: 𝑋� - quay quanh trục X 𝑌�- quay quanh trục Y 𝑍̂- quay quanh trục Y Ví dụ: Khi đặt khối lập phương hệ tọa độ Đề-các (hình 6.7), thấy chuyển động khống chế sau: Tên mặt phẳng Trục X Tịnh tiến XOY YOZ XOZ Trục Y Quay Tịnh tiến X Trục Z Quay Tịnh tiến X X Quay X X X Cần ý mặt phẳng có khả khống chế bậc tự do, mặt phẳng YOZ XOZ cần khống chế hai bậc có bậc tự mặt khống chế mặt XOY khống chế Như bậc tự chuyển động vật thể rắn tuyệt đối khống chế hay nói cách khác ta xác định vị trí vật thể rắn khơng SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu gian vị trí mà thơi Nếu cần vật thể chuyển động theo bậc tự vật thể có vơ số vị trí khơng có vị trí cố định không gian 1.2 Ứng dụng nguyên tắc điểm định vị chi tiết gia công Người ta dùng nguyên tắc điểm để định vị chi tiết gia cơng Khi coi chi tiết vật rắn tuyệt đối đặt hệ tọa độ Đề Vì nguyên tắc sáu điểm định vị chi tiết phát biểu sau: Để định vị hồn tồn phơi (hoặc chi tiết) đồ gá cần phải tạo sáu điểm tỳ bố trí mặt chuẩn phôi (hoặc chi tiết) để khống chế bậc tự chuyển động (3 tịnh tiến quay) hệ tọa độ Đề-các Trong thực tế lúc người ta định vị hết sáu điểm mà tùy theo yêu cầu gia công nguyên công mà số bậc tự định vị từ đến Cơ sở định vị chi tiết dạng hộp , dạng trụ dài 2.1 Cơ sở định vị chi tiết dạng hộp : Khi đặt khối hộp trục tọa độ đề-các thấy bậc tự vật dạng hình hộp khống chế sau : • Xét mặt phẳng (xoy): Khối hộp bị khống chế chuyển động: 1- Tịnh tiến dọc trục oz 2- Quay quanh trục ox 3- Quay quanh trục oy • Xét mặt phẳng (yoz): Khối hộp bị khống chế chuyển động: 1- Tịnh tiến dọc trục ox 2- Quay quanh trục oz SVTH: Nhóm Page Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu CHƯƠNG III: ĐỀ RA GIẢI PHÁP Đề hướng giải pháp khắc phục sai số khơng có đồ gá; - Đồ gá phận quan trọng để rút ngắn thời gian phụ hạn chế phế phẩm sai số gây Đồ gá thiết kế cần phải khắc phục nguyên gây sai số : Giữ vững ổn định chi tiết, rà vị trí tường tương đối đồ gá phơi nhanh chóng dễ dàng sác, dễ dàng vệ sinh, dễ sử dụng - Ta dựa phận giữ chi tiết thường gặp khối V, mỏ kẹp, phím tì, mâm cặp để thiết kế phận định vị phôi dạng trụ dạng hộp cho đồ gá phay rãnh Một số thiết kết đồ gá phay rãnh then; 2.1 Đồ gá Hình 1: Tay gạt Phiến tỳ Thanh nối Thân đồ gá Chạc chữ T Thanh kẹp Chi tiết • Nguyên lý hoạt động: - Chi tiết đặt phiến tỳ kẹp chặt kẹp Khi ta kéo tay gạt vị trí hình vẽ, Thanh kẹp di chuyển vào giữ chặt chi tiết SVTH: Nhóm Page 38 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu • Tính bền: - Theo mục đích : Độ sâu rãnh then t = mm Chiều rộng rãnh then B = 10 mm - Ta chọn : Đường kính dao phay D = 16 mm - Lực cắt phay : o Ta có cơng thức tính lực cắt : 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑀𝑉 = (𝑁) 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 o Trong : S Z - Lượng chạy dao ( Tra bảng 5-33) Z- Số bánh phay n- Số vòng quay dao (vòng/phút) Cp số mũ trang bảng 5-41 sổ tay khí tập Cp x y u q w 68,2 0,86 0,72 1,0 0,786 K mv - hệ số điều chỉnh cho chất liệu vật liêu gia công thép gang (bảng 5-9) đối hợp kim đồng nhôm bảng (510)  𝑃𝑧 = 10.68,2.50,86 0,060,72 101 10 160,786 1200 = 4061,8 (𝑁) Mơ men xoắn M x (N.m) trục máy: o Ta có cơng thức tính mơmen: 𝑃𝑧 𝐷 4061,8.16 𝑀𝑥 = = = 324,88 (𝑁 𝑚) 2.100 2.100 - Lực kẹp mỏ kẹp : o Ta có điều kiện để phay ko bị trượt : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 𝑘 𝑃𝑍 o Trong : k- hệ số an toàn : k= k + k + k + k + k + k + k - k= 1,5+1,2+1,2+1,2+1+1+1= 2,592 o Vậy lực kẹp : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 2,592.4061,8 = 1052,81 (𝐾𝑔) SVTH: Nhóm Page 39 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then - GVHD: Văn Quốc Hữu Xác định đường kính bu lơng: o Đường kính bu lơng xác theo công thức : 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑑 = 𝐶� 𝜎 Trong : C= 1,4 – ren hệ mét σ - ứng suất kéo (kg/mm2) ; bu lơng thép 45 σ= 8÷10 o Suy ra: 𝑑 = 1,4� 1052,81 10 = 14,3 (𝑚𝑚) Vậy ta chọn bu lơng : o Có đường kính : d = 16mm - Tính diện tích an tồn tay kẹp : - o Ta có lực phay P phay = 4061,8 N o Tính phản lực cần thiết A : Ta có: ∑M c = :  𝑌𝐴 150 = 𝑃𝑝ℎ𝑎𝑦 450 SVTH: Nhóm Page 40 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then  𝑌𝐴 = 𝑃𝑝ℎ𝑎𝑦 450 150 = 4061,8.450 150 GVHD: Văn Quốc Hữu = 12185,4 (𝑁) • Suy : ứng suất nguy hiêm A • Tiết diện cho phép tay kẹp dựa vào công thức : 𝑌𝐴 𝜎= ≤ [𝜎] 𝑊𝑍 Trong : σ - ứng suất cho tác dụng vào tay kẹp [σ] - ứng suất an toàn thép ; thép CT3 σ=373÷461 W z – Modun chống uốn trục Z hình hộp chữ nhật 𝑊𝑧 = Suy : 𝑊𝑧 ≥ 𝑏ℎ2 𝑌𝐴 [𝜎] 12185,4 = 26,4 (𝑚𝑚2 ) 461  𝑏 ℎ2 ≥ 158,4 𝑊𝑧 ≥ SVTH: Nhóm Page 41 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu Hình 2: Hình 1: Đồ gá chi tiết hình trụ phay rãnh 1: Thân 2: Khối V 3: Chi tiết 4: Thanh kẹp 5: Lò xo 6: Đai ốc • Nguyên lý hoạt động: - Khi ta vặn đai ốc (6) nhờ lò xo (5) đẩy kẹp (4) lên Đặt chi tiết (3) vào khối V (2) Xiết chặt đai ốc (6) giữ chi tiết cố định để đảm bảo độ xác gia cơng • Tính bền : - Theo mục đích : Độ sâu rãnh then t = mm Chiều rộng rãnh then B = 10 mm - Ta chọn : đường kính dao phay D = 16 mm - Lực cắt phay : o Ta có cơng thức tính lực cắt : 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑀𝑉 = (𝑁) 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 o Trong : S Z - lượng chạy dao ( tra bảng 5-33) Z - Số bánh phay SVTH: Nhóm Page 42 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu n - Số vòng quay dao ( vòng/phút) Cp số mũ trang bảng 5-41 sổ tay khí tập2 Cp x y u q w 68,2 0,86 0,72 1,0 0,786 K mv - hệ số điều chỉnh cho chất liệu vật liêu gia công thép gang (bảng 5-9) đối hợp kim đồng nhôm bảng (5-10)  𝑃𝑧 = 10.68,2.50,86 0,060,72 101 10 160,786 1200 = 4061,8 (𝑁) Mô men xoắn M x , N.m trục máy: o Ta có cơng thức tính mơmen: 𝑃𝑧 𝐷 4061,8.16 𝑀𝑥 = = = 324,88 (𝑁 𝑚) 2.100 2.100 - Lực kẹp mỏ kẹp : - o Ta có điều kiện để phay ko bị trượt : o Suy : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = �𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑓1 + 𝑘.𝑃𝑧 2�𝑓1 +𝑓2 sin 𝛼� 𝑃𝑘ẹ𝑝 sin 𝛼� = 𝑘 𝑃𝑍 o Trong : α- góc khối V f - hệ số ma sát giữ mỏ kẹp chi tiết gia công : f = 0,3 f - hệ số ma sát giữ chi tiết gia công khối V: f = 0,15 k- hệ số an toàn : k= k + k + k + k + k + k + k k= 1,5+1,2+1,2+1,2+1+1+1= 2,592 SVTH: Nhóm Page 43 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then - o Vậy lực kẹp : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = GVHD: Văn Quốc Hữu 2,592.4061,8 2�0,3+0,15 90� sin = 1027,8 (𝐾𝑔) Xác định đường kính bu lơng: o Đường kính bu lơng xác theo công thức : 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑑 = 𝐶� 𝜎 Trong : C= 1,4 – ren hệ mét σ - ứng suất kéo (kg/mm2) ; bu lơng thép 45 σ= 8÷10 - o Suy ra: 𝑑 = 1,4� 1027 = 15,8 (𝑚𝑚) Vậy ta chọn bu lơng : o Có đường kính : d = 16mm Hình 3: (1) Đế (2) Vít (6) Lị xo (7) Thanh chặn (11) Lị xo (12) Vít Chặn SVTH: Nhóm (3) Mỏ kẹp (8) Khối V (4) Tay Quay (9) Chi tiết (5) Trục vít (10) cữ tỳ Page 44 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu • Nguyên lý hoạt động: - Khối V(8) gắn vào đế vít với mục đích cố định chi tiết, mỏ kẹp(3) giữ chặt nâng lên nhờ lò xo(6) vít (2), tay quay giúp điều kiển đổ cao thấp mức độ kẹp chặt chi tiết, cữ tỳ(10) điều chỉnh dựa vào độ cao chi tiết lị xo giữ nhờ vít chặn(12) , chi tiết kẹp chặt nhờ vào khối V mỏ kẹp • Tính bền: - Theo mục đích : Độ sâu rãnh then t = mm Chiều rộng rãnh then B = 10 mm - Ta chọn : Đường kính dao phay D = 16 mm - Lực cắt phay : o Ta có cơng thức tính lực cắt : 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑀𝑉 = (𝑁) 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 o Trong : S Z - lượng chạy dao ( tra bảng 5-33 sổ tay khí tập2) Z- Số bánh phay n- Số vòng quay dao ( vòng/phút) Cp số mũ trang bảng 5-41 sổ tay khí tập2 Cp x y u q w 68,2 0,86 0,72 1,0 0,786 K mv - hệ số điều chỉnh cho chất liệu vật liêu gia công thép gang (bảng 5-9 sổ tay khí tập2) đối hợp kim đồng nhôm bảng (5-10 sổ tay khí tập2) -  𝑃𝑧 = 10.68,2.50,86 0,060,72 101 10 160,786 1200 = 4061,8 (𝑁) Mô men xoắn M x , N.m trục máy: o Ta có cơng thức tính mơmen: 𝑃𝑧 𝐷 4061,8.16 𝑀𝑥 = = = 324,88 (𝑁 𝑚) 2.100 2.100 SVTH: Nhóm Page 45 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then - GVHD: Văn Quốc Hữu Lực kẹp mỏ kẹp : o Ta có điều kiện để phay không bị trượt : o Suy : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = �𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑓1 + 𝑘.𝑃𝑧 �𝑓1 +𝑓2 sin 𝛼� 𝑃𝑘ẹ𝑝 sin 𝛼� = 𝑘 𝑃𝑍 o Trong : α- góc khối V f - hệ số ma sát giữ mỏ kẹp chi tiết gia công : f = 0,3 f - hệ số ma sát giữ chi tiết gia công khối V: f = 0,15 k- hệ số an toàn : k= k + k + k + k + k + k + k k= 1,5+1,2+1,2+1,2+1+1+1= 2,592 - o Vậy lực kẹp : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 2,592.4061,8 �0,3+0,15 90� sin = 2055,7 (𝐾𝑔) Xác định đường kính bu lơng: o Đường kính bu lơng xác theo cơng thức : 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑑 = 𝐶� 𝜎 Trong : C= 1,4 – ren hệ mét σ - ứng suất kéo (kg/mm2) ; bu lơng thép 45 σ= 8÷10 - o Suy ra: 𝑑 = 1,4� 2055,7 10 = 20 (𝑚𝑚) Vậy ta chọn bu lơng : o Có đường kính : d = 20mm SVTH: Nhóm Page 46 Đề tài : Nghiên cứu phay rãnh then GVHD: Văn Quốc Hữu CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Bài báo cáo giải vấn đề sau: • Nghiên cứu số loại đồ gá gia công máy phay, số phận đồ gá • Nghiên cứu số cấu định vị, số cấu kẹp chặt chi tiết dạng hộp dạng trụ • Nghiên cứu sử dụng phần mềm Inventor vào việc thiết kế đồ gá gia công chi tiết dạng máy khoan TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng, Giáo trình sức bền vật liệu, Nhà xuất giáo dục [2] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 HẾT SVTH: Nhóm Page 47 Tính tốn, thiết kế mơ hình đồ gá phay rãnh then Nguyễn Khải Trường Đại học Giao thông Vận tải – Cơ sở II e-Mail: njkahn93@gmail.com Tóm tắt 2 Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu sử dụng phần mềm inventor vào việc thiết kế chi tiết khí Nghiên cứu loại đồ gá gia cơng gia công máy phay Nghiên cứu, phận đồ gá Nghiên cứu, thiết kế cấu định vị chi tiết trụ Nghiên cứu, thiết kế cấu kẹp chặt chi tiết trụ Tính mới: Sử dụng phần mềm thiết kế inventor để Mô nguyên lý hoạt động dạng 3D kiểm tra trình lắp ráp trước chế tạo thật nhằm hạn chế sai sót tối ứu hóa trình thiết kế Tính khoa học Sử dụng sở lý thuyết sức bền vật liệu để tính toán bền cho cấu Ứng dụng phần mềm để thiết kế vẽ chi tiết phận đồ gá phay Mô nguyên lý hoạt động đồ gá phay làm việc Lập vẽ lắp ráp cho phận đồ gá phay Bài báo trình bày việc sử dụng phần mềm thiết kế inventor để mô nguyên lý hoạt động dạng 3D kiểm tra trình lắp ráp trước chế tạo thật nhằm hạn chế sai sót tối ứu hóa q trình thiết kế đồ gá phay rãnh then Abstract: This paper presents the application to build inventor program to simulate the operating principle in 3D and assembly inspection process before actual fabrication to minimize errors and optimize the design process with key-seating milling jigs Đặt vấn đề Để góp phần vào cơng cơng nghiệp hố đại hố đất nước, ngành sản xuất khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lượng suất chế tạo, ngành trọng điểm kinh tế quốc dân đặc biệt chế tạo thiết bị phụ tùng, cung cấp cho nghành công nghiệp khác thiết bị sản xuất Đồ gá gia cơng góp phần khơng nhỏ vào nhiệm vụ đó, máy móc,thiết bị phải dùng đến đồ gá gia cơng được.Một nhiệm vụ chuẩn bị sản xuất thiết kế chế tạo trang bị cơng nghệ, chiếm tới 80% khối lượng chuẩn bị sản xuất 10-15% giá thành sản phẩm (giá thành máy) Chi phí cho thiết kế chế tạo đồ gá chiếm tỉ lệ lớn tổng chi phí cho trang bị cơng nghệ Vì việc thiết kế tiêu chuẩn đồ gá cho phép giảm thời gian sản xuất, tăng suất lao động cách đáng kể.Nghiên cứu khoa học : Thiết kế đồ gá cần thiết sinh viên khoa khí, giúp cho sinh viên nắm kiến thức đồ gá gia công cách thức thiết kế đồ gá để gia công chi tiết định Nội dung 2.1 Giới thiệu Inventer: Autodesk Inventor, phát triển công ty phần mềm Autodesk _USA, phần mềm thiết kế 3D khí dạng mơ hình khối rắn, phần mềm dùng để tạo nguyên mẫu kỹ thuật số 3D giúp hình dung, thiết kế mơ sản phẩm môi trường 3D Phần mềm INVENTOR Thiết kế trực tiếp môi trường 3D, xuất vẽ 2D, tạo chuyển động , trình diễn tháo lắp cấu , cụm máy 1: Thân 2: Khối V 4: Thanh kẹp 5: Lò xo - Mơ men xoắn M x , N.m trục máy: Ta có cơng thức tính mơmen: 𝑃𝑧 𝐷 4061,8.16 𝑀𝑥 = = = 324,88 (𝑁 𝑚) 2.100 2.100 o Ta có điều kiện để phay ko bị trượt : - 2.5 Các loại đồ gá phay rãnh then o Lực kẹp mỏ kẹp : �𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑓1 + 3: Chi tiết 6: Đai ốc o Nguyên lý hoạt động: Khi ta vặn đai ốc (6) nhờ lò xo (5) đẩy kẹp (4) lên Đặt chi tiết (3) vào khối V (2) Xiết chặt đai ốc (6) giữ chi tiết cố định để đảm bảo độ xác gia cơng • Tính bền : - Theo mục đích : Độ sâu rãnh then t = mm Chiều rộng rãnh then B o Suy : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 𝑘.𝑃𝑧 2�𝑓1 +𝑓2 o gia công : f = 0,3 f - hệ số ma sát giữ chi tiết gia công khối V: f = 0,15 k- hệ số an tồn : k= Ta chọn : đường kính dao phay D = 16 mm Lực cắt phay : Ta có cơng thức tính lực cắt : 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑀𝑉 = (𝑁) 𝐷𝑞 𝑛𝑤 k0+ k1+ k2+ k3+ k4+ k5+ k6 k= 1,5+1,2+1,2+1,2+1+1+1= 2,592 o Trong : S Z - lượng chạy dao ( tra bảng 5-33) Z - Số bánh phay - n - Số vòng quay dao ( vòng/phút) o Vậy lực kẹp : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 1027,8 (𝐾𝑔) x y u q w 68,2 0,86 0,72 1,0 0,786 2�0,3+0,15 𝑑 = 𝐶� tay khí tập2 Cp o gia cơng thép gang (bảng 5-9) đối - hợp kim đồng nhôm bảng (5-10) 160,786.1200 = 4061,8 (𝑁) = 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝜎 σ - ứng suất kéo (kg/mm2) ; K mv - hệ số điều chỉnh cho chất liệu vật liêu 10.68,2.50,86 0,060,72 101.10 90� sin Trong : C= 1,4 – ren hệ mét bu lông thép 45 𝑃𝑧 = 2,592.4061,8 Xác định đường kính bu lơng: Đường kính bu lơng xác theo cơng thức : Cp số mũ trang bảng 5-41 sổ  𝛼� sin Trong : α- góc khối V f - hệ số ma sát giữ mỏ kẹp chi tiết = 10 mm o 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝛼 � = 𝑘 𝑃𝑍 sin o Suy ra: 𝑑 = 1,4� σ= 8÷10 1027 = 15,8 (𝑚𝑚) Vậy ta chọn bu lơng : Có đường kính : d = 16mm K mv - hệ số điều chỉnh cho chất liệu vật liêu gia công thép gang (bảng 5-9) đối hợp kim đồng nhôm bảng (5-10)  Lực kẹp mỏ kẹp : o Ta có điều kiện để phay ko bị trượt : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 𝑘 𝑃𝑍 - o Trong : k- hệ số an toàn : k= k0+ k1+ k2+ k3+ k4+ k5+ k6 k= Theo mục đích : Độ sâu rãnh then t = mm Chiều rộng rãnh then B 1,5+1,2+1,2+1,2+1+1+1= 2,592 o Ta chọn : Đường kính dao phay D = 16 mm o - Lực cắt phay : o Ta có cơng thức tính lực cắt : 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑀𝑉 = (𝑁) 𝐷𝑞 𝑛𝑤 o = = 324,88 (𝑁 𝑚) = 10 mm - 160,786.1200 Mô men xoắn M x (N.m) trục máy: o Ta có cơng thức tính mơmen: 𝑃𝑧 𝐷 4061,8.16 𝑀𝑥 = = 2.100 2.100 Chi tiết đặt phiến tỳ kẹp chặt kẹp Khi ta kéo tay gạt vị trí hình vẽ, Thanh kẹp di chuyển vào giữ chặt chi tiết • Tính bền: - 10.68,2.50,86.0,060,72 101 10 4061,8 (𝑁) - Tay gạt Thanh nối Chạc chữ T Chi tiết Phiến tỳ Thân đồ gá Thanh kẹp 𝑃𝑧 = Vậy lực kẹp : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 2,592.4061,8 = 1052,81 (𝐾𝑔) Xác định đường kính bu lơng: Đường kính bu lơng xác theo cơng thức : 𝑑 = 𝐶� 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝜎 Trong : C= 1,4 – ren hệ mét Trong : S Z - Lượng chạy dao ( Tra bảng 5-33) Z- Số bánh phay với bu lông thép 45 σ= 8÷10 σ - ứng suất kéo (kg/mm2) ; đối n- Số vòng quay dao (vòng/phút) o Cp số mũ trang bảng 5- - 41 sổ tay khí tập Cp x y u q w 68,2 0,86 0,72 1,0 0,786 Suy ra: 𝑑 = 1,4� 1052,81 10 = 14,3 (𝑚𝑚) Vậy ta chọn bu lơng : o Có đường kính : d = 16mm Tính diện tích an tồn tay kẹp : o o Ta có lực phay P phay = 4061,8 N Tính phản lực cần thiết A : 1: đế 2: vít 3: Mỏ kẹp 4: Tay Quay 5: Trục vít 6: Lị xo 7: Thanh chặn 8: Khối V 9: Chi tiết 10: Cữ tỳ 11: Lị xo 12: Vít Chặn Ngun lý hoạt động: Khối V(8) gắn vào đế vít với mục đích cố định chi tiết, mỏ kẹp(3) giữ chặt nâng lên nhờ lị xo(6) vít (2), tay quay giúp điều kiển đổ cao thấp mức độ kẹp chặt chi tiết, cữ tỳ(10) điều chỉnh dựa vào độ cao chi tiết lò xo giữ nhờ vít chặn(12) , chi tiết kẹp chặt nhờ vào khối V mỏ kẹp • Tính bền: - Theo mục đích : Độ sâu rãnh then t = mm Chiều rộng rãnh then B = 10 mm Ta có: ∑M c = :  𝑌𝐴 150 = 𝑃𝑝ℎ𝑎𝑦 450 • •  𝑌𝐴 = 𝑃𝑝ℎ𝑎𝑦.450 150 = 4061,8.450 150 = 12185,4 (𝑁) Suy : ứng suất nguy hiêm A Tiết diện cho phép tay kẹp dựa vào công thức : 𝑌𝐴 𝜎= ≤ [𝜎] 𝑊𝑍 Trong : σ - ứng suất cho tác dụng o vào tay kẹp [σ] - ứng suất an toàn thép ; thép CT3 σ=373÷461 W z – Modun chống uốn đối o Trong : S Z - lượng chạy dao ( tra bảng 5-33 sổ tay khí với trục Z hình hộp chữ nhật Suy : 𝑊𝑧 ≥  𝑊𝑧 = 𝑌𝐴 [𝜎] Ta chọn : Đường kính dao phay D = 16 mm Lực cắt phay : Ta có cơng thức tính lực cắt : 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑆𝑍 𝐵𝑢 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑀𝑉 = (𝑁) 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 𝑏ℎ2 tập2) Z- Số bánh phay n- Số vòng quay dao ( vòng/phút) 12185,4 𝑊𝑧 ≥ 461 Cp số mũ trang bảng 5-41 sổ tay khí tập2 = 26,4 (𝑚𝑚2 ) 𝑏 ℎ2 ≥ 158,4 Cp x y u q w 68,2 0,86 0,72 1,0 0,786 K mv - hệ số điều chỉnh cho chất liệu vật liêu gia công thép gang (bảng 5-9 sổ tay khí tập2) đối hợp kim đồng nhôm bảng o (5-10 sổ tay khí tập2)  o - 𝑃𝑧 = 10.68,2.50,86 0,060,72 101 10 160,786 1200 = 4061,8 (𝑁) - Mô men xoắn M x , N.m trục máy: Ta có cơng thức tính mơmen: 𝑃𝑧 𝐷 4061,8.16 𝑀𝑥 = = = 324,88 (𝑁 𝑚) 2.100 2.100 o Vậy lực kẹp : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 2055,7 (𝐾𝑔) 2,592.4061,8 �0,3+0,15 90� sin = Xác định đường kính bu lơng: Đường kính bu lơng xác theo cơng thức : 𝑑 = 𝐶� 𝑃𝑘ẹ𝑝 𝜎 Trong : C= 1,4 – ren hệ mét Lực kẹp mỏ kẹp : σ - ứng suất kéo (kg/mm2) ; bu lơng thép 45 σ= 8÷10 o o o o o Ta có điều kiện để phay không bị trượt : 𝑃𝑘ẹ𝑝 �𝑃𝑘ẹ𝑝 𝑓1 + 𝛼 � = 𝑘 𝑃𝑍 sin Suy : 𝑃𝑘ẹ𝑝 = 10 = 20 (𝑚𝑚) Vậy ta chọn bu lơng : Có đường kính : d = 20mm KẾT LUẬN Bài báo cáo giải vấn đề sau: Nghiên cứu số loại đồ gá gia công máy phay, số phận đồ gá 𝑘.𝑃𝑧 �𝑓1 +𝑓2 2055,7 Suy ra: 𝑑 = 1,4� 𝛼� sin Nghiên cứu số cấu định vị, số cấu kẹp chặt chi tiết dạng hộp dạng trụ Trong : α- góc khối V f - hệ số ma sát giữ mỏ kẹp chi tiết gia Nghiên cứu sử dụng phần mềm Inventor vào việc thiết kế đồ gá gia công chi tiết dạng máy khoan công : f = 0,3 f - hệ số ma sát giữ chi tiết gia công khối TÀI LIÊU THAM KHÁO V: f = 0,15 k- hệ số an toàn : k= k + k + k + k + k + k + [1] k6 [2] k= 1,5+1,2+1,2+1,2+1+1+1= 2,592 Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng, Giáo trình sức bền vật liệu, Nhà xuất giáo dục Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005