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.
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT ĐẦU NẮP BƠM Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để phay mặt đầu lắp bơm hình vẽ Biết: Số lần gá đặt: N = 8888 Vật liệu: GX 15-32 Máy: 6H12 Dụng cụ cắt: Dao phay mặt đầu mảnh hợp kim cứng BK8 Đặc tính tiếp xúc (hệ số mịn): = 0.22 Chế độ cắt: Phay thô: V = 150,72 m/ph; S = 0,25 mm/vg; t = mm Phay tinh: V = 238,67 m/ph; S = 0,1 mm/vg; t = 0.5 mm Yêu cầu thực hiện: I Phần thuyết minh: 1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng 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 kỹ thuật đồ gá II Phần vẽ: TT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Bản vẽ lắp đồ gá 2D 3D A0 01 Bản vẽ 3D phân rã đồ gá A0 01 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU Phần Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 10 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công 10 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá 11 Phần Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 12 2.1 Phương án 12 2.2 Phương án 14 Phần Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 16 3.1 Lựa chọn cấu định vị 16 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt 18 3.2.1 Sơ đồ phân tích lực 18 3.2.2 Chế độ cắt, lực cắt, momen cắt 19 3.2.3 Tính lực kẹp 23 3.2.4 Lựa chọn xác định cấu kẹp 25 3.3 Xác định cấu khác đồ gá 26 3.3.1 Thân đồ gá 26 3.3.2 Then dẫn hướng 27 3.3.3 Cữ so dao 28 Phần Tính tốn sai số chế tạo cho phép đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá 29 4.1 Tính sai số chế tạo cho phép 29 4.1.1 Sai số gá đặt: 29 4.1.2 Sai số chuẩn: 29 4.1.3 Sai số kẹp chặt k 29 4.1.4 Sai số mòn m : 29 4.1.5 Sai số điều chỉnh dc 29 4.2 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct 30 Tài liệu tham khảo 31 BẢN VẼ LẮP 2D ĐỒ GÁ (A3) 32 BẢN VẼ 3D PHÂN RÃ ĐỒ GÁ (A3) 33 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ bề mặt cần phay 10 Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án 12 Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án 14 Hình 3.1 Phiến tỳ 16 Hình 3.2 Khối V 17 Hình 3.3 sơ đồ phân tích lực 18 Hình 3.5 Cơ cấu kẹp chặt 25 Hình 3.6 Thân đồ gá 27 Hình 3.7 Then dẫn hướng 27 Hình 3.8 Cữ so dao 28 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thơng số tính chế độ căt phay thô mặt đầu 20 Bảng 3.2 Thơng số tính lực cắt phay thơ mặt đầu 21 Bảng 3.3 Thơng số tính chế độ cắt phay tinh mặt đầu 22 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 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 địi 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 Trong q trình thiết kế đồ gá mơn học sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay cơng 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 công nghệ cụ thể 10 Phần Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công Theo yêu cầu đề đưa ra: phay mặt đầu khối trụ đạt kích thước 450,1, 95 0,1 Hình 1.1 Sơ đồ bề mặt cần phay Yêu cầu kỹ thuật: Độ không song song mặt phay mặt đáy nhỏ 0,05 250mm chiều dài Độ nhám bề mặt đạt Rz20 Dung sai kích thước phay 0.1 mm Dung sai độ không phẳng bề mặt gia công không vượt 0.03 mm Dung sai độ vng góc đường tâm so với bề mặt gia công 0,25 mm Bề mặt làm sạch, không để lại ba via 21 Szthục = 𝑆𝑚 1500 = = 0,25( mm/vịng) 𝑍 𝑛 10.600 (3.5) Tính lực cắt 𝐶𝑝 ⋅ 𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆 𝑦 𝑧 ⋅ 𝐵𝑢 𝑍 P𝑧 = ⋅ 𝐾𝑚𝑝 𝐷 𝑞 ⋅ 𝑛𝜔 (3.6) Tra bảng − 41 [2, 34] có: Bảng 3.2 Thơng số tính lực cắt phay thô mặt đầu Cp x y u q w 54,5 0,9 0,74 1,0 1,0 Tra bảng 5-9 [2]Gang Xám: K mp 𝐻𝐵 𝑛 =( ) n = 190 (3.7) Vật liệu chi tiết Gang Xám 15-32 có độ cứng HB = 190 ⇒ K mp 𝐻𝐵 𝑛 190 =( ) =( ) =1 190 190 Thay vào cơng thức tính lực cắt 54, 20,9 ⋅ 0, 250,74 ⋅ 601 10 Pz = ⋅ = 273,43( kg) 801 6000 Tính cơng suất cắt Cơng xuất cắt tính theo cơng thức sau N= 𝑃𝑧 ⋅ 𝑣 273,43 150,72 = = 0,67(kw) 60.102 60.1020 N = 0,96 kw < Nm = 7.0,75 = 5,25(kw) ⇒ Máy hoạt động an toàn (3.8) 22 Mơ men xoắn trục M= 𝑃𝑧 ⋅𝐷 2.1000 273,43 80 = 2.1000 (3.9) = 10,93(N m) *Phay tinh Chiều sâu cắt: t = 0,5( mm) Lượng chạy dao: Tra bảng 5-37 [2, 30] có S = 0,5 ÷ 1( mm/ vịng) Chọn S = 1( mm/ vòng) Sz = 𝑆 = = 0,1( mm/r) 𝑧 10 (3.10) Vận Tốc Cắt 𝐶𝑣 ⋅ 𝐷𝑞 V= 𝑚 𝑥 ⋅𝐾 𝑇 ⋅ 𝑡 ⋅ 𝑆𝑧 ⋅ 𝐵𝑢 ⋅ 𝑍 𝑝 𝑣 (3.11) Tra bảng 5-39 [2, 34] có Bảng 3.3 Thơng số tính chế độ cắt phay tinh mặt đầu Cv q x y u p m 445 0,2 0,15 0,35 0,2 0,32 Tra bảng 5-40 [2, 34]chu kỳ bền trung bình dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8 là: T = 180 (phút) 190 𝑚𝑣 Tra bảng 5-1 [2, 6]có K mv = ( 𝐻𝐵 ) Do vật liệu chi tiết Gang Xám 15-32 có độ cứng HB = 190 Bảng 5-2 [2, 6] 190 𝑛𝑣 có nv = 1,25 ⇒ K mv = ( ) 𝐻𝐵 Tra bảng 5-5 [2, 8]có K nv = 190 1,25 =( 190 ) =1 23 Tra bảng 5-6 [2, 8]có Kuv = K v = K mv K nv K uv = (3.12) Tốc độ cắt 𝑉= 445.800,2 1800,32 ⋅0,50,15 ⋅0,10,35 ⋅600,2 ⋅100 = 222,23( m/ph) Số vịng quay trục phút n= 1000 v 1000.222,23 = = 884,67 (𝑣/𝑝) 𝜋⋅𝐷 3,14.80 (3.13) Đối chiếu thuyết minh máy chọn: n = 950(v/ph) Vt = π⋅n.D 1000 = 3,14 950 80 1000 = 238,64( m/ph) (3.14) Tính lượng chạy dao phút lượng chạy dao thực tế theo máy Sm = Sz bàng Z ⋅ n = 0,1.10.950 = 950( mm/ph) (3.15) Tra thuyết minh máy chọn: Sm = 950( mm/ph) Sz thục = 𝑆𝑚 950 = = 0,1( mm/vòng) 𝑍 𝑛 10.950 (3.16) 3.2.3 Tính lực kẹp Nhận thấy lực cắt phay thô lớn lực cắt phay tinh nên tính tốn lực kẹp theo trường hợp phay thơ Lực cắt Pz = 2734,3 (N) Momen cắt Mz = 109,3 (N.m) Tra bảng 5-42 [2, 42] ta có lực thành phần Lực hướng kính Py = 0,35.Pz = 957,0 (N) (3.17) 24 Px = 0,5.Pz = 0,5.2734,3 = 1367,15 (N) (3.18) *Trường hợp 1: Chi tiết bị lật theo phương Ox vị trí điểm C 140.Q + 200.Px – 40.N3 – 170.N4 – 250.Fms7 =0 (3.19) 140.Q + 200.Px – 40.N3 – 170.N4 - 250.f.W = Với f hệ số ma sát, lấy f = 0.3 Q trọng lực chi tiết, lấy Q = 100 N Suy ra: W= = 140.𝑄+200𝑃𝑥−40.𝑁3 −170.𝑁4 250.0,3 100+1367,15 100+1367,15 −170 2 140.100+200.1367,15−40 250.0,3 = 2013,13 (N) *Trường hợp 2: Chi tiết bị quay quanh theo phương Oz vị trí điểm O 145.Fms1 + 145.Fms2 - 120.Pz + 60.Fms3 + 60.Fms4 = (3.20) 145.f.W1 + 145.f.W2 - 120.Pz + 60.f.N3 + 60.f.N4 = Với f hệ số ma sát, lấy f = 0.3 W1 ~W2 nên lấy W1 = W2 = W N3~N4 nên lấy N3 = N4 = N Phương trình tương đương: 145.0,3.W + 145.0,3.W - 120.Pz + 60.0,3.N + 60.0,3.N = => W = = 120 𝑃𝑧 −2.60.0,3.𝑁 2.145.0,3 100+1367,15 120.2734,3−2.0,3.60 2.145.0,3 = 3467,9 (N) (3.21) 25 Từ trường hợp ta thấy W = 3467,9 (N) lớn nên tính tốn thiết kế đồ gá theo trường hợp 3.2.4 Lựa chọn xác định cấu kẹp Sử dụng cấu kẹp chặt ren vít thơng qua mỏ kẹp Hình 3.4 Cơ cấu kẹp chặt Đường kính bulong xác định thông qua lực kẹp cần thiết Wct = W.k (3.22) với k hệ số an toàn k=𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘4 𝑘5 𝑘6 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 công 𝑘3 = 1,2 𝑘4 : hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt 𝑘4 =1,2 (3.23) 26 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 1,2 1,2 1 = 2,808 Lực kẹp cần thiết: Wct = 3467,9.2,808 = 9737,86 (N) Tra bảng 4-2 [4, 19] ta có cơng thức tính đường kính bulong kẹp: D=√ 𝑊𝑐𝑡 0,5[𝜎] =√ 9737,86 0,5.80 = 15,60 mm Chọn bulong M16 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 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 nhôm đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm) 27 Chọn thân đồ gá làm phương pháp đúc Hình 3.5 Thân đồ gá 3.3.2 Then dẫn hướng Then dẫn hướng làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC [4] Hình 3.6 Then dẫn hướng 28 3.3.3 Cữ so dao Cữ so dao làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC [4] Hình 3.7 Cữ so dao 29 Phần Tính tốn sai số chế tạo cho phép đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá 4.1 Tính sai số chế tạo cho phép 4.1.1 Sai số gá đặt: Tra bảng 7-2 [4, 35] ta có 1 3 gd = 𝛿 = 200 = 66,67 (m) (4.1) Với 𝛿 dung sai nguyên công (lấy 𝛿 = 0.2 𝑚𝑚) 4.1.2 Sai số chuẩn: Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn đồ gá là: c = 4.1.3 Sai số kẹp chặt k k sai số kẹp chặt phôi k =0 (4.2) 4.1.4 Sai số mòn m : Sai số mịn tính theo cơng thức 7.6 [4, 49] sau: m = √𝑁(m) chọn =0,22 m = 0,22.√8888 = 20,74 (m) 4.1.5 Sai số điều chỉnh dc dc = 510 (m) Lấy dc = 5(m) (4.2) 30 4.2 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct Sử dụng cơng thức 7-9 [4, 49] ta có: 2 − 𝜀2 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − 𝜀𝑐2 − 𝜀𝑘2 − 𝜀𝑚 𝑑𝑐 (4.3) 0,2 [𝜀ct ] = √( ) − 02 − 02 − 0, 020742 − 0,0052 = 0,063mm) Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá 0,063 (mm) Độ không vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá 0,063 (mm) Độ khơng vng góc mặt khối V mặt thân đồ gá 0,063 (mm) 31 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 Địch, Atlas đồ gá, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 32 BẢN VẼ LẮP 2D ĐỒ GÁ (A3) 33 BẢN VẼ 3D PHÂN RÃ ĐỒ GÁ (A3) B-B C-C 10 Ø12H7/k6 Ø22H7/k6 155±0.15 Ø4H7/n6 80±0.1 Ø8H7/n6 20H7/n6 16 17 15 14 13 12 11 A-A Tỷ lệ 2:1 - Đã xoay Ø6H7/n6 18 Ø6H7/n6 19 A B A 30±0.1 105±0.1 275±0.15 Ø22H7/k6 C C B 485±0.15 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá £ 0,063 (mm) 515±0.15 Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá £ 0,063 (mm) 19 Bulong M8 C45 Chiếc 18 Chốt định vị Y7A Chiếc 17 Giá đỡ C45 Chiếc 16 Bulong M8 C45 Chiếc 15 Phiến tỳ 20X Chiếc 14 Giá đỡ C45 Chiếc 13 Bulong M8 C45 Chiếc 12 Then dẫn hướng C45 Chiếc 11 Bulong M6 C45 Chiếc 10 Bạc lót Y7A Chiếc Vít hãm C45 Chiếc Vít kẹp có tay quay C45 Chiếc Chốt định vị Y7A Chiếc Khối V di chuyển 20X Chiếc Cữ so dao C45 Chiếc Chốt định vị Y7A Chiếc Bulong M8 C45 Chiếc Khối V cố định 20X Chiếc 1 Thân đồ gá GX 15-32 Chiếc Số lượng Vật liệu Đơn vị Tổng số Số lượng STT 585±0.2 Tên chi tiết Độ khơng vng góc mặt khối V mặt thân đồ gá £ 0,063 (mm) Ghi BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT ĐẦU LẮP BƠM Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ LẮP Tỷ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ: 18 17 19 16 13 15 14 10 12 19 Bulong M8 C45 Chiếc 18 Chốt định vị Y7A Chiếc 17 Giá đỡ C45 Chiếc 16 Bulong M8 C45 Chiếc 15 Phiến tỳ 20X Chiếc 14 Giá đỡ C45 Chiếc 13 Bulong M8 C45 Chiếc 12 Then dẫn hướng C45 Chiếc 11 Bulong M6 C45 Chiếc 10 Bạc lót Y7A Chiếc Vít hãm C45 Chiếc Vít kẹp có tay quay C45 Chiếc Chốt định vị Y7A Chiếc Khối V di chuyển 20X Chiếc Cữ so dao C45 Chiếc Chốt định vị Y7A Chiếc Bulong M8 C45 Chiếc Khối V cố định 20X Chiếc 1 Thân đồ gá GX 15-32 Chiếc Số lượng Vật liệu Đơn vị Tổng số Số lượng STT Tên chi tiết Ghi BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 11 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT ĐẦU LẮP BƠM Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ PHÂN RÃ Tỷ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ: