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.
22±0.05 110±0.1 x 45° lỗ M6 0.02 15 20 2.5 Ø8 Ø10 M6 R8 73±0.05 Ø20 85±0.05 Rz20 Rz20 Rz20 56±0.05 Ø10 R3 R3 Ø6 20±0.05 Ø10 R3 R3 R3 2.5 75±0.05 Ø8 78±0.05 0.02 65±0.05 232±0.05 40±0.05 0.02 Ø25 10 2.5 2.5 2.5 Ø25±0.05 Ø 45 20±0.05 Ø56 10 50±0.05 40 Ø20 Ø10 Ø10 Ø20 YÊU CẦU KỸ THUẬT: - Gia cơng đạt kích thước vẽ, vị trí dung sai khơng dẫn IT8 - Các lỗ gia cơng đạt độ bóng Ra = 2.5 - Các góc lượn khơng dẫn R = - Các cạnh vát không dẫn C1 2.5 BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ Thiết kế đồ gá gia cơng mặt phẳng gối đỡ trục vít me 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 PHAY MẶT PHẲNG GỐI ĐỠ TRỤC VÍT ME 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 1.3 Phương hướng lựa chọn đồ gá 12 Phần Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 2.1 Phương án 2.2 Phương án 11 Phần Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 13 3.1 Lựa chọn cấu định vị 13 3.2 Tính tốn lựa chọn cấu kẹp chặt 14 3.2.1 Chế độ cắt, lực cắt, momen cắt 14 3.2.2 Sơ đồ phân tích lực 19 3.2.3 Tính lực kẹp 20 3.2.4 Lựa chọn xác định cấu kẹp 22 3.3 Xác định cấu khác đồ gá 23 3.3.1 Thân đồ gá 23 3.3.2 Then dẫn hướng 24 3.3.3 Cữ so dao 25 Phần Tính tốn sai số chế tạo cho phép đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá 26 4.1 Tính sai số chế tạo cho phép 26 4.1.1 Sai số gá đặt: 26 4.1.2 Sai số chuẩn: 26 4.1.3 Sai số kẹp chặt k 26 4.1.4 Sai số mòn m : 26 4.1.5 Sai số điều chỉnh dc 26 4.2 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct 27 Tài liệu tham khảo 28 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án 11 Hình 3.1 Phiến tỳ 13 Hình 3.2 Chốt tỳ phẳng 14 Hình 3.3 Sơ đồ phân tích lực 19 Hình 3.4 Cơ cấu kẹp chặt 22 Hình 3.5 Thân đồ gá 23 Hình 3.6 Then dẫn hướng 24 Hình 3.7 Cữ so dao 25 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kích thước phiến tỳ 13 Bảng 3.2 Kích thước chốt tỳ phẳng 14 Bảng 3.3 Thơng số tính chế độ cắt phay thô 15 Bảng 3.4 Thơng số tính lực cắt phay thô 16 Bảng 3.5 Thơng số tính chế độ cắt phay tinh 18 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 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 Nhằm cụ thể hóa kiến thức học mơn học Đồ gá nhằm mục đích 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 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: Gia công phay bề mặt phẳng gối đỡ trục vít me Đây bề mặt làm việc, có yêu cầu kỹ thuật cao nên cần phay thô phay tinh để đảm bảo Yêu cầu kỹ thuật: Bề rộng phay B = 85±0.05 mm, chiều dài phay 40±0.05 mm Độ nhám bề mặt cần đạt Ra = 2.5, độ phẳng bề mặt khơng vượt q 0.02 mm 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 trình gia công 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 ngun cơng Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá (chiều dài, rộng, cao, ) Đánh số vị trí chi tiết đồ gá Phần Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng 2.1 Phương án Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án * Phân tích định vị: Chi tiết định vị hình vẽ Chi tiết hạn chế bậc tự gồm: - Phiến tỳ: hạn chế bậc tự Tịnh tiến theo phương Oz Quay quanh theo phương Oy Quay quanh theo phương Ox - chốt tỳ mặt bên: hạn chế bậc tự Tịnh tiến theo phương Oy Quay quanh theo phương Ox - chốt tỳ cạnh bên: hạn chế bậc tự Tịnh tiến theo phương Ox 18 Bảng 3.5 Thơng số tính chế độ cắt phay tinh 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 = 190 190 𝑛𝑣 Bảng 5-2 [2, 6] có nv = 1,25 ⇒ K mv = ( ) 𝐻𝐵 190 1,25 =( 190 ) =1 Tra bảng 5-5 [2, 8] có K nv = Tra bảng 5-6 [2, 8] có Kuv = K v = K mv K nv K uv = Tốc độ cắt 445.1000,2 𝑉= = 200,45( m/ph) 1800,32 ⋅ 0, 50,15 ⋅ 0, 1250,35 ⋅ 850,2 ⋅ 100 Số vịng quay trục phút n= 1000 v 1000.200,45 = = 638,37(𝑣/𝑝) 𝜋⋅𝐷 3,14.100 (3.15) Đối chiếu thuyết minh máy chọn: n = 753(v/ph) Vt = 𝜋 ⋅ 𝑛 𝐷 3,14.753.100 = = 236,44( m/ph) 1000 1000 (3.16) Tính lượng chạy dao phút lượng chạy dao thực tế theo máy Sm = Sz bàng Z ⋅ n = 0,125.10.753 = 941,25( mm/ph) Tra thuyết minh máy chọn: Sm = 960( mm/ph) 19 Sz thục = 𝑆𝑚 960 = = 0,127( mm/răng) 𝑍 𝑛 10.753 3.2.2 Sơ đồ phân tích lực Hình 3.3 Sơ đồ phân tích lực Trong q trình gia công xuất thành phần lực sau: - Lực kẹp W - Các phản lực N1, N2, N3 sinh vị trí chốt tỳ, phiến tỳ - Các lực ma sát Fms1 Fms2 Fms3 sinh vị trí phản lực - Lực ma sát Fms4 sinh vị trí mỏ kẹp - Trọng lực Q chi tiết - Lực cắt Pz - Lực cắt dọc trục Px - Các lực cắt thành phần Ph, Py, Pv - Momen cắt Mx (3.17) 20 3.2.3 Tính lực kẹp Nhận thấy phay thơ có lực cắt lớn phay tinh nên tiến hành tính tốn, thiết kế đồ gá theo phay thơ Ta có lực thành phần: Pz = 378,43 (N) Mx = 18,92 (N.m) Lực hướng kính Py = 0,35 Pz = 0,35.378,43 = 132,45 (N) (3.18) Lực chạy dao Px = 0,5 Pz = 0,5 378,43 = 189,21 (N) (3.19) *Trường hợp 1: Chi tiết bị tịnh tiến theo Ox Px + Pz = Fms1 + Fms2 + Fms3 + Fms4 Px + Pz = N1.f + N2.f + N3.f + W.f (3.20) Với f hệ số ma sát Lấy f = 0.3 Mặt khác cấu kẹp nên N1 ~N2 Do ta lấy N1 = N2 = N Phương trình (3.20) tương đương Px + Pz = 0,3.(N + N + N3 +W) W= 𝑃𝑥+𝑃𝑧 0,3 – (2.N + N3) (3.21) Xét theo phương Oz, ta có: Py + Q = N3 Với Q trọng lượng chi tiết Lấy Q = 100 (N) N3 = Py + Q = 132,45 + 100 = 232,45 (N) (3.22) 21 Thay N3 = 232,45; Px = 189,21; Pz = 378,43 vào phương trình ta W + 2.N = 189,21+378,43 0,3 – 232,45 = 1659,68 (N) (3.23) Mặt khác ta có: 42,5.Fms4 = 42,5.(Fms1 + Fms2) 42,5.0,3.W = 42,5.(0,3.N1 + 0,3.N2) W – 2N = (3.24) Giải kết hợp phương trình (3.23) (3.24) ta W = 829,84 (N) N = 414,92 (N) *Trường hợp 2: Chi tiết bị quay quanh Oz 42,5 Fms1 + 42,5.Fms2 + 42,5 Fms4 = Mx (3.25) 42,5.2.0,3.N + 42,5.0,3.W = Mx 49,5.N + 12,75 W = 18,92 (3.26) Giải kết hợp phương trình (3.24) (3.26) ta được: W = 0,50 N = 0,25 Giải trường hợp ta thấy W = 829,84 (N) lớn nên tính tốn thiết kế đồ gá theo lực kẹp 22 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 thơng qua lực kẹp cần thiết Wct = W.k (3.27) k=𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘4 𝑘5 𝑘6 (3.28) 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 công 𝑘3 = 1,2 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 23 =>k= 1,5 1,3 1,2 1,3 1 = 3,042 Lực kẹp cần thiết: Wct = 829,84.3,042 = 2524,37 (N) Đường kính bulong kẹp D = 1,4√ 𝑊𝑐𝑡 [𝜎] = 1,4√ 2524,37 69 = 8,46 mm (3.29) Chọn bulong M10 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 Hình 3.5 Thân đồ gá 24 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 3.3.2 Then dẫn hướng 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 Hình 3.6 Then dẫn hướng Then dẫn hướng làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC 25 3.3.3 Cữ so dao Cữ so dao làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC Hình 3.7 Cữ so dao 26 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] 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 =C.Q0.5 = 0,3.2524,370,5 = 15,07 m (4.2) 4.1.4 Sai số mòn m : Do đồ gá bị gây sai số mịn, sai số mịn tính theo công thức sau: m = √𝑁(m) chọn =0,25 m = 0,25 √8888 = 23,56 (m) 4.1.5 Sai số điều chỉnh dc dc = 510 (m) Lấy dc = 5(m) (4.2) 27 4.2 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct 2 + 𝜀2 ] 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 (4.3) 0,2 [𝜀ct ] = √( ) − (02 + 0,015072 + 0, 023562 + 0,0052 ) = 0,060(mm) 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 khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt thân đồ gá 0,060 (mm) 28 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 29 BẢN VẼ LẮP 2D ĐỒ GÁ (A3) 30 BẢN VẼ 3D PHÂN RÃ ĐỒ GÁ (A3) Ø8H7/n6 Ø15H7/n6 Ø20H7/k6 Ø20H7/k6 11 12 145±15 Ø4H7/n6 107±0.15 114±0.15 Ø15H7/n6 10 Ø14H7/k6 25H7/k6 A-A Tỷ lệ 2:1 Ø4H7/n6 Ø4H7/n6 A Ø20H7/k6 A Ø15H7/n6 30±0.1 102±0.15 242±0.2 Ø15H7/n6 Ø20H7/k6 Ø8H7/n6 Ø14H7/k6 13 14 15 16 345±0.2 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : 425±0.3 465±0.3 - 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 vuông góc mặt chốt tỳ mặt thân đồ gá £ 0,060 (mm) 16 Vít hãm C45 Chiếc 15 Chốt định vị Ø4 Y7A Chiếc 14 Bulong M6 C45 Chiếc 13 Cữ so dao C45 Chiếc 12 Vít kẹp có tay quay C45 Chiếc 11 Bạc ren C45 Chiếc 10 Chốt gài Ø4 Y7A Chiếc Mỏ kẹp C45 Chiếc Bulong M8 C45 Chiếc Phiến tỳ 20X Chiếc Bulong M6 C45 Chiếc Then dẫn hướng C45 Chiếc Bạc lót Y7A Chiếc 3 Chốt tỳ đầu phẳng Y7A Chiếc Mặt bắt chốt tỳ C45 Chiếc 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 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT PHẲNG GỐI ĐỠ TRỤC VÍT ME Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ LẮP Tỷ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ: 10 16 11 13 14 15 12 16 Vít hãm C45 Chiếc 15 Chốt định vị Ø4 Y7A Chiếc 14 Bulong M6 C45 Chiếc 13 Cữ so dao C45 Chiếc 12 Vít kẹp có tay quay C45 Chiếc 11 Bạc ren C45 Chiếc 10 Chốt gài Ø4 Y7A Chiếc Mỏ kẹp C45 Chiếc Bulong M8 C45 Chiếc Phiến tỳ 20X Chiếc Bulong M6 C45 Chiếc Then dẫn hướng C45 Chiếc Bạc lót Y7A Chiếc 3 Chốt tỳ đầu phẳng Y7A Chiếc Mặt bắt chốt tỳ C45 Chiếc 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 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT PHẲNG GỐI ĐỠ TRỤC VÍT ME Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ PHÂN RÃ Tỷ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ: