Đang tải... (xem toàn văn)
Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kĩ thuật của nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước hình dáng, số lượng chi tiết bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước hình dáng, số lượng chi tiết gia công và vị trí các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá. Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt của lực kẹp, và các lực cùng tác động chi tiết trong quá trình gia công. Xác định các lực nguy hiểm mà lực cắt hoặc momen cắt gây ra. Sau đó viế phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết. Bước 3: Xác định kết cấu và các bộ phận khác nhau của đồ gá( cơ cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, than đồ gá,…). Bước 4: Xác định kết cấu và các bộ phận phụ của đồ gá (chốt tỳ phụ, cơ cấu phân độ, quay). Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật của từng nguyên công. Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá ( chiều dài, rộng, cao,…). Đánh số các vị trí của chi tiết trên đồ gá.
2.5 16±0.1 48±0.15 2.5 20±0.1 0.02 AA 2.5 2.5 0.02 AA 2.5 ±0 9±0.1 R1 A 2.5 A 0.03 2.5 0.03 34±0.1 102±0.15 24 2.5 2.5 0.02 AA 2.5 40±0.15 0.02 AA 50±0.15 Ø50 2.5 2.5 0.02 AA 2.5 YÊU CẦU KỸ THUẬT: - Gia công đạt kích thước vẽ, vị trí dung sai khơng dẫn IT8 - Các lỗ gia công đạt độ bóng Ra = 2.5 - Các góc lượn khơng dẫn R = - Các cạnh vát không dẫn C1 BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ Thiết kế đồ gá gia công rãnh R12 chi tiết Tr.nhiệm H.Dẫn Họ tên Ký Ngày Tỷ lệ: 1:1 BẢN VẼ CHI TIẾT Duyệt Th.Kế Vật liệu: GX 15-32 Tờ: Khối lượng Số tờ: ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG RÃNH R12 CỦA CHI TIẾT MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU Phần Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên cơng 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Phần Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 10 2.1 Phương án 10 2.2 Phương án 12 2.3 Hướng thiết kế đồ gá chuyên dùng 13 Phần Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 15 3.1 Lựa chọn cấu định vị 15 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt 16 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực 16 3.2.2 Tính lực kẹp 17 3.3 Xác định cấu khác đồ gá 20 3.3.1 Thân đồ gá 20 3.3.2 Cữ so dao 22 3.3.3 Then dẫn dướng 22 Phần Tính tốn sai số chế tạo cho phép đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá 23 Tài liệu tham khảo 25 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Chi tiết gia công Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án 10 Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án 12 Hình 3.1 Phiến tỳ [4, 11] 15 Hình 3.2 Chốt tỳ phẳng [4, 12] 15 Hình 3.3 Sơ đồ phân tích lực 16 Hình 3.4 Cơ cấu kẹp chặt 19 Hình 3.5 Thân đồ gá [4, 13] 21 Hình 3.6 Cữ so dao [4, 27] 22 Hình 3.7 Then dẫn hướng [4, 15] 22 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thông số tính lực cắt phay [2, 35] 17 Bảng 3.2 Thơng số tính lực kẹp trường hợp 18 Bảng 3.3 Bảng thơng số tính lực kẹp trường hợp 19 DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT Viết tắt Ý nghĩa Đơn vị V Vận tốc cắt m/phút S Lượng chạy dao mm/vòng t Chiều sâu cắt mm N Đơn vị lực Niutown D Đường kính dao mm LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần đây, chứng kiến phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp nói chung ngành 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 địi hỏi kỹ sư cán ngành 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 Phần Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng Hình 1.1 Chi tiết gia cơng Theo yêu cầu đề đưa ra: Gia công bề mặt cong R12 chi tiết Đây bề mặt dạng cong bán nguyệt, gia cơng nhiều phương pháp phay, khoan, khoét Yêu cầu kỹ thuật: Kích thước bề mặt đảm bảo cong theo cung trịn có bán kính R = 12mm, bề mặt gia công xong cần đạt độ nhám Ra = 2.5 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Bước 1: 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 dáng, 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 q trình gia cơng Xác định lực 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, cấu phân độ, quay) Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật nguyên cơng Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá (chiều dài, rộng, cao, ) Đánh số vị trí chi tiết đồ gá 15 Phần Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 3.1 Lựa chọn cấu định vị *Phiến tỳ Phiến tỳ có kích thước hình vẽ Phiến tỳ làm thép 20X, nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60 HRC Hình 3.1 Phiến tỳ [4, 11] *Chốt tỳ Chốt tỳ có kích thước hình vẽ Vật liệu: Y7A, nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC Hình 3.2 Chốt tỳ phẳng [4, 12] 16 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực Hình 3.3 Sơ đồ phân tích lực Trong q trình gia cơng xuất thành phần lực sau: - Lực kẹp W - Các phản lực N1, N2 lực kẹp sinh xuất vị trí phiếm tỳ - Các lực ma sát Fms1 Fms2 Fms3 sinh vị trí phản lực - Lực ma sát Fms4 sinh vị trí mỏ kẹp - Các thành phần lực cắt Px, Py, Pz - Momen cắt Mx 17 3.2.2 Tính lực kẹp *Lực cắt 𝑦 10 𝐶𝑝 𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆𝑍 ⋅ 𝐵𝑛 ⋅ 𝑍 𝑃𝑍 = ⋅ 𝑘𝑀𝑉 𝐷 𝑞 𝑛𝑤 (3.1) Tra bảng 5-41 [2, 35] Bảng 3.1 Thơng số tính lực cắt phay [2, 35] Cp x y u q w 261 0,9 0,8 1,1 1,1 0,1 Số vịng quay trục chính: nt = 1000.𝑉𝑡 𝜋.𝐷 = 1000.22,61 3,14.24 = 299,87 vòng/phút (3.2) Chọn số vong quay máy: nm = 300 vòng/phút Lực cắt Pz = 10.261.20,9 ⋅0,060,8 ⋅121 ⋅4 24 1,1 3000,1 ⋅ 1= 422,07 (N) Momen xoắn: M𝜒 = 𝑃𝑧 ⋅𝐷 = 2.100 422,07 24 2.100 = 50,64 (N.m) (3.3) *Tính thành phần khác lực Tra bảng 5-42 [2, 36] ta có lực thành phần: Lực hướng kính: Py = 0,35Pz = 0,35 422,07 = 147,72 (N) (3.4) Lực chạy dao: Px = 0,5.Pz = 0,5 422,07 = 211,03 (N) (3.5) 18 *Trường hợp 1: Chi tiết bị tịnh tiến theo phương Ox Ta có hệ phương trình { Px + W − N1 − N2 − Fms3 = A Px − B N1 − (C − B) N2 = (3.6) P + W − N1 − N2 − N3 = { x A Px − B N1 − (C − B) N2 = P + W − N1 − N2 − Pz = { x A Px − B N1 − (C − B) N2 = Ta thấy N1 ~ N2 nên lấy N1 = N2 = N Hệ phương trình tương đương P + W − N − N − Pz = { x A Px − B N − (C − B) N = (3.7) Ta có bảng thơng số tính lực kẹp: Bảng 3.2 Thơng số tính lực kẹp trường hợp Px Pz A B C 211,03 422,07 12 34 68 Thay bảng vào hệ phương trình ta 211,03 + W − 2N − 422,07.0,3 = { 12.211,03 − 34 N − (68 − 34) N = (3.8) 𝑁 = 37,24 (𝑁) { 𝑊 = 285,52 (𝑁) *Trường hợp 2: Chi tiết bị tịnh tiến theo phương Oy { Py − Fms1 − Fms2 − Fms4 = A Py − D Fms4 = Py − N1 f − N2 f − W f = { A Py − D W f = (3.9) 19 Py − N1 f − N2 f − W f = { A Py − D W f = Với f hệ số ma sát, lấy f = 0,3 Ta có bảng thơng số sau Bảng 3.3 Bảng thơng số tính lực kẹp trường hợp Py f A B D 147,72 0,3 12 34 48 Thay vào hệ phương trình ta được: 147,72 − N 0,3 − N 0,3 − W 0,3 = { 12.147,72 − 48 W 0,3 = (3.10) W = 123,1 (N) { N = 184,65 (N) Tính tốn trường hợp ta thấy W = 285,52 (N) lớn nên tính tốn, thiết kế đồ gá theo lực kẹp * Lựa chọn xác định cấu kẹp Sử dụng cấu kẹp chặt ren vít thơng qua mỏ kẹp Hình 3.4 Cơ cấu kẹp chặt 20 Đường kính bulong xác định thông qua lực kẹp cần thiết Wct = W.k (3.11) k=𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘4 𝑘5 𝑘6 (3.12) với k hệ số an toàn 𝑘0 : an toàn cho tất trường hợp 𝑘0 = 1,5 𝑘1 : hệ số tính đến trường hợp độ bóng thay đổi Trong trường hơp gia công tinh => 𝑘1 =1 𝑘2 : hệ số tăng lực dao mòn 𝑘2 = 1,3 𝑘3 : hệ số tăng lực gián đoạn gia cơng 𝑘3 = 1,3 𝑘4 : hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt 𝑘4 =1,3 𝑘5 : hệ số tính đến thuận lợi cấu kẹp k5 =1 𝑘6 : hệ số tính đến momen quay chi tiết 𝑘6 =1 =>k= 1,5 1,3 1,3 1,3 1 = 3,29 Lực kẹp cần thiết: Wct = 285,52 3,29 = 939,36 (N) Đường kính bulong kẹp: D=√ 𝑊𝑐𝑡 0,5.[𝜎] = 1,4√ 939,36 58 = 5,63 mm Chọn bulong M6 3.3 Xác định cấu khác đồ gá 3.3.1 Thân đồ gá Thân đồ gá chế tạo hàn, đúc, rèn lắp ghép các thép tiêu chuẩn bulông - đai ốc 21 Thông thường người ta dùng thân đồ gá đúc gang thép Thân đồ gá đúc có độ cứng vững cao đúc kết cấu phức tạp, nhiên thời gian chế tạo lâu đắt tiền Thân đồ gá hàn có độ cứng vững thấp, khó tạo thành kết cấu phức tạp, lại có ưu điểm nhẹ, thời gian chế tạo nhanh rẻ tiền Thân đồ gá làm từ nhơm đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm) Chọn thân đồ gá làm phương pháp đúc Hình 3.5 Thân đồ gá [4, 13] 22 3.3.2 Cữ so dao Cữ so dao làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC Hình 3.6 Cữ so dao [4, 27] 3.3.3 Then dẫn dướng Hai then dẫn hướng phải nhau, lắp rãnh chữ T bàn máy có khoảng cách hợp lý Then dẫn hướng thường có loại then bắt chặt với then đồ gá then rời đầu vuông kèm theo máy Then dẫn hướng làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC Hình 3.7 Then dẫn hướng [4, 15] 23 Phần Tính tốn sai số chế tạo cho phép đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá Sử dụng cơng thức (7-9) [4, 49] ta có: 2 − 𝜀2 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − 𝜀𝑐2 − 𝜀𝑘2 − 𝜀𝑚 𝑑𝑐 (4.1) Trong đó: - Sai số gá đặt 𝜺𝒈𝒅 Tra bảng 7-2 [4, 35] ta có: 1 3 gd = 𝛿 = 200 = 66,67 (m) (4.2) Với 𝛿 dung sai nguyên công (lấy 𝛿 = 0.2 𝑚𝑚) - Sai số chuẩn c Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn đồ gá là: c = - Sai số kẹp chặt k Tra bảng 7-10 [4, 44] ta có sai số kẹp chặt: k =C.Q0.5 = 0,3.939,360,5 = 9,19 m (4.2) - Sai số mòn m Do đồ gá bị gây sai số mịn, sai số mịn tính theo cơng thức (74) [4, 49] sau: m = √𝑁(m) chọn =0,25, chọn N = 10000 (4.3) 24 m = 0,25 √10000 = 25 (m) - Sai số điều chỉnh dc dc = 510 (m) Lấy dc = 5(m) - Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct 0,2 [𝜀ct ] = √( ) − 02 − 0,009192 − 0, 0252 − 0,0052 = 0,060mm) Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá 0,060 (mm) Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá 0,060 (mm) Độ không vng góc mặt chốt tỳ mặt thân đồ gá 0,060 (mm) 25 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1999 [2] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 [3] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 [4] Trần Văn Địch0, Atlas đồ gá, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 26 BẢN VẼ LẮP 2D ĐỒ GÁ (A3) 27 BẢN VẼ 3D PHÂN RÃ ĐỒ GÁ (A3) Ø3H7/n6 10 77±0.1 72±0.1 Ø6H7/n6 Ø6H7/n6 Ø10H7/k6 Ø10H7/k6 Ø16H7/k6 20H7/k6 14 13 12 11 B-B Tỷ lệ 2:1 15 A-A Ø3H7/n6 Ø3H7/n6 Tỷ lệ 2:1 A A Ø3H7/k6 B 20±0.1 85±0.15 160±0.2 Ø3H7/n6 B 138±0.15 228±0.2 298±0.2 Yêu cầu kỹ thuật: Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá £ 0,060 (mm) Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá £ 0,060 (mm) Độ khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt thân đồ gá £ 0,060 (mm) 15 Chốt định vị 10 Y7A Chiếc 10 14 Mặt bắt chốt tỳ C45 Chiếc 13 Phiến tỳ 20X Chiếc 12 Mặt bắt tay quay C45 Chiếc 11 Then dẫn hướng C45 Chiếc 10 Vít kẹp có tay quay C45 Chiếc Bạc ren C45 Chiếc Vít chặn M3 C45 Chiếc Chốt gài Y7A Chiếc Mỏ kẹp C45 Chiếc Chốt tỳ Y7A Chiếc Bạc lót Y7A Chiếc 3 Bulong M3 C45 Chiếc Cữ so dao C45 Chiếc 1 Thân đồ gá GX 15-32 Chiếc Vật liệu Đơn vị Tổng số Số lượng STT Tên chi tiết Số lượng Ghi BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH R12 Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ LẮP Tỷ lệ: 3:2 Khối lượng: Tờ: Số tờ: 15 14 10 11 13 12 15 Chốt định vị 10 Y7A Chiếc 10 14 Mặt bắt chốt tỳ C45 Chiếc 13 Phiến tỳ 20X Chiếc 12 Mặt bắt tay quay C45 Chiếc 11 Then dẫn hướng C45 Chiếc 10 Vít kẹp có tay quay C45 Chiếc Bạc ren C45 Chiếc Vít chặn M3 C45 Chiếc Chốt gài Y7A Chiếc Mỏ kẹp C45 Chiếc Chốt tỳ Y7A Chiếc Bạc lót Y7A Chiếc 3 Bulong M3 C45 Chiếc Cữ so dao C45 Chiếc 1 Thân đồ gá GX 15-32 Chiếc Vật liệu Đơn vị Tổng số Số lượng STT Tên chi tiết Số lượng Ghi BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH R12 Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ PHÂN RÃ Tỷ lệ: 3:2 Khối lượng: Tờ: Số tờ: