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.
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH CONG ĐẦU BÀO 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 10 Phần Phân tích sơ đồ gá đặt ngun cơng 11 2.1 Phương án 11 2.2 Phương án 12 2.3 Phương hướng lựa chọn đồ gá 13 Phần Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu đồ gá 14 3.1 Lựa chọn cấu định vị 14 3.2 Tính toán lựa chọn cấu kẹp chặt 16 3.2.1 Chế độ cắt, lực cắt, momen cắt 16 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 21 3.3 Xác định cấu khác đồ gá 22 3.3.1 Thân đồ gá 22 3.3.2 Then dẫn hướng 23 3.3.3 Cữ so dao 24 Phần Tính tốn sai số chế tạo cho phép đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá 25 4.1 Tính sai số chế tạo cho phép 25 4.1.1 Sai số gá đặt: 25 4.1.2 Sai số chuẩn: 25 4.1.3 Sai số kẹp chặt k 25 4.1.4 Sai số mòn m : 25 4.1.5 Sai số điều chỉnh dc 25 4.2 Sai số chế tạo cho phép đồ gá ct 26 Tài liệu tham khảo 27 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ định vị theo phương án 11 Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án 12 Hình 3.1 Phiến tỳ 14 Hình 3.2 Chốt tỳ phẳng 15 Hình 3.3 Chốt trụ ngắn 15 Hình 3.4 Sơ đồ phân tích lực 19 Hình 3.5 Cơ cấu kẹp chặt 21 Hình 3.6 Thân đồ gá 23 Hình 3.7 Then dẫn hướng 23 Hình 3.8 Cữ so dao 24 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kích thước phiến tỳ 14 Bảng 3.2 Kích thước chốt tỳ phẳng 15 Bảng 3.3 Kích thước chốt trụ ngắn 15 Bảng 3.4 Thơng số tính chế độ cắt phay thô 16 Bảng 3.5 Thông số tính lực cắt phay thơ 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 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 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 10 Phần thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công Đảm bảo độ song song hai mặt rãnh kích thước 90+0,06 ≤0,02 suốt chiều dài rãnh Gia công hai lỗ 16 địi hỏi độ đồng tâm Độ khơng vng góc hai đường tâm lỗ 16 hai mặt đầu < 0.02 Độ nhám số bề mặt Rz=20, Rz=40 Tâm rãnh cong phải trùng với với tâm lỗ 24+0,01 Độ bóng bề mặt yêu cầu Rz=40 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá 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 cơng, độ xác kích thước hình dạng, 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 trọng lực, phản lực, lực ma sát, trình gia công Xác định điểm nguy hiểm mà lực cắt, momen cắt gây Viết phương trình cân lực để xác định giá trị kẹp cần thiết Bước 3: Xác định kết cấu cấu định vị, cấu kẹp chặt, cấu đảm bảo độ xác, thân đồ gá Bước 4: Xác định kết cấu cấu phụ Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép yêu cầu kỹ thuật Bước 6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá, đánh số chi tiết hoàn thiện vẽ 11 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: - Dùng phiến tỳ hạn chế bậc tự mặt đáy - Dùng chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự vào lỗ 32 - Dùng chốt tỳ đơn hạn chế bậc tự cịn lại * Phân tích kẹp chặt: - Dùng mỏ kẹp mặt B, lực kẹp hướng từ xuống * Ưu điểm - Đảm bảo cứng vững gia cơng 12 2.2 Phương án Hình 2.2 Sơ đồ định vị theo phương án * Phân tích định vị: - Dùng phiến tỳ hạn chế bậc tự mặt đáy - Dùng chốt tỳ hạn chế bậc tự mặt C - Dùng chốt tỳ đơn hạn chế bậc tự cịn lại * Phân tích kẹp chặt: - Dùng mỏ kẹp mặt B, lực kẹp hướng từ xuống * Ưu điểm: - Đảm bảo cứng vững gia công - Dễ gá lắp, định vị gia công chi tiết Kết luận: Qua phương án ta vừa đưa ra, ta thấy chọn phương án thứ dùng để thực quy trình gia cơng vì: + Thuận tiện cho việc gia công chi tiết + Dễ dàng cho việc lắp ghép đồ gá 17 Chu kỳ bền trung bình dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8 là: T = 180(phút) 190 𝑛𝑣 Tra bảng 5-1 [2, 6] có K mv = ( 𝐻𝐵 ) (3.2) Tra bảng − [2, 6] 𝑛𝑣 = 1,25 K mv 190 𝑚𝑣 190 1,25 =( =1 ) =( ) 𝐻𝐵 190 (3.3) Tra bảng 5-5 [2, 8] có K nv = 0,85 Tra bảng 5-6 [2, 8] có: 𝐾𝑢𝑣 = K v = K mv K nv ⋅ K uv = 1.1.0,85 = 0,85 (3.4) 145.220,2 V= ⋅ 0,85 = 56,44 ( m/ph) 1800,32 ⋅ 20,15 ⋅ 0, 060,35 ⋅ 220,2 ⋅ 40 Số vịng quay trục phút n= 1000 𝑣 1000.56,44 = = 817(𝑣/𝑝) 𝜋⋅𝐷 3,14.22 (3.5) Ta chọn n = 950 (v/ph) theo máy Vt = 𝜋 ⋅ 𝑛 ⋅ 𝐷 3,14.950.22 = = 65,62( m/ph) 1000 1000 (3.6) Tính lực cắt 𝐶𝑝 ⋅ 𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆 𝑦 𝑧 ⋅ 𝐵𝑢 𝑍 P𝑧 = ⋅ 𝐾𝑚𝑝 𝐷 𝑞 ⋅ 𝑛𝜔 Tra bảng − 41 [2, 34] có: (3.7) 18 Bảng 3.5 Thơng số tính lực cắt phay thơ 𝐶𝑝 𝑥 𝑦 𝑢 𝑞 𝑤 54,5 0,9 0,74 1,0 1,0 K mp 𝐻𝐵 𝑛 =( ) n = 190 Vật liệu chi tiết Gang Xám 15-32 có độ cứng HB = 190 K mp 𝐻𝐵 𝑛 190 =( ) =( ) =1 190 190 (3.8) Thay vào cơng thức tính lực cắt Pz = 54,5 20,9 ⋅0,060,74 ⋅221 221 9500 ⋅ = 50,72( Kg) = 507,2 (N) Tính cơng suất cắt Cơng xuất cắt tính theo cơng thức sau N= 𝑃𝑧 ⋅ 𝑣 50,72 65,62 = = 0,054 (kw) 60.1020 60.1020 (3.9) N = 0,054 kw < Nm = 7.0,75 = 5,25(kw) ⇒ Máy hoạt động an tồn Mơ men xoắn trục M= 𝑃𝑧 ⋅𝐷 2.1000 = 50,72.22 2.1000 = 0,557 (kgm) = 5,57 (N.m) (3.10) 19 3.2.2 Sơ đồ phân tích lực Hình 3.4 Sơ đồ phân tích lực Trong q trình gia cơng xuất thành phần lực sau: - Lực kẹp W - Các phản lực N1, N2 sinh vị trí phiến tỳ - Các lực ma sát Fms1 Fms2 sinh vị trí phản lực - Lực ma sát Fms3 sinh vị trí mỏ kẹp - Trọng lực Q chi tiết - Lực cắt Pz - Lực cắt dọc trục Px - Các lực cắt thành phần Py - Momen cắt Mx 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 = 507,2 (N) Mx = 5,57 (N.m) Lực hướng kính Py = 0,35 Pz = 0,35.507,2 = 177,52 (N) (3.11) Lực chạy dao Px = 0,5 Pz = 0,5 507,2 = 203,6 (N) (3.12) *Trường hợp 1: Chi tiết bị tịnh tiến theo Ox Px = Fms1 + Fms2 + Fms3+ Fms4 Px = W1.f + N1.f + N2.f + W2.f (3.13) (Với f hệ số ma sát, lấy f = 0.25) Mặt khác ta có: W1 + W2 + Py + Q = N1 + N2 (3.14) (Với Q trọng lực chi tiết, lấy Q = 100 N) W1 ~W2 nên lấy W1 = W2 = W Phương trình (3.13) tương đương Px = 2.W.f + (W + Py + Q).f 203,6 = 2.W.0,25 + W.0,25 + 177,52.0,25 + 100.0,25 => W = 203,6−100.0,25−177,52.0,25 0,25.3 = 178,96 (N) (3.15) 21 *Trường hợp 2: Chi tiết bị quay quanh Oz 140.Fms1 + 140.Fms3 + 140.Fms4 + 140 Fms2 - 140 Pz - Mx = (3.16) 140 N1.f + 140.W1.f + 140.W2.f + 140.N2.f = Mx + 140.Pz 𝑊 𝑊 2 140 f + 140.W1.f + 140.W2.f + 140 .f = Mx 𝑀𝑥 + 𝑃𝑧 1 140 .𝑓+140.𝑓+ 140.𝑓+ 140.𝑓 2 => W = = 5,57+140.507,2 1 140 .0,25+140.0,25+140.0,25 + 140.0,25 2 = 676,31 (N) Tính tốn trường hợp ta thấy W = 676,31(N) lớn nên tính toán thiết kế đồ gá theo trường hợp 3.2.4 Lựa chọn xác định cấu kẹp Hình 3.5 Cơ cấu kẹp chặt Sử dụng cấu kẹp chặt ren vít thơng qua mỏ kẹp Q = W 𝐿1 + 𝐿2 𝐿1 = 676,31 80+40 40 = 2028,93 Đường kính bulong xác định thơng qua lực kẹp cần thiết (3.17) 22 Wct = Q.k (3.18) k=𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘4 𝑘5 𝑘6 (3.19) 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 cơng 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 =>k= 1,5 1,2 1,2 1,3 1 = 2,808 Lực kẹp cần thiết: Wct = 2028,93 2,808 = 5697,23 (N) Đường kính bulong kẹp D=√ 𝑊𝑐𝑡 0,5[𝜎] =√ 5697,23 0,5.80 = 11,93 mm (3.20) Chọn bulong M12 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 23 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 3.6 Thân đồ gá 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 Then dẫn hướng làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC Hình 3.7 Then dẫn hướng 24 3.3.3 Cữ so dao Cữ so dao làm thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC Hình 3.8 Cữ so dao 25 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 =C.Q0.5 = 0,3.4272,930,5 = 19,61 m (4.2) 4.1.4 Sai số mòn m : Do đồ gá bị gây sai số mòn, sai số mịn tính theo cơng 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) 26 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 + 0,019612 + 0, 023562 + 0,0052 ) = 0,058(mm) Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá 0,058 (mm) Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá 0,058 (mm) Độ khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt thân đồ gá 0,058 (mm) 27 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 28 BẢN VẼ LẮP 2D ĐỒ GÁ (A3) 29 BẢN VẼ 3D PHÂN RÃ ĐỒ GÁ (A3) 10 11 205±0.15 Ø4H7/n6 Ø4H7/n6 Ø30H7/k6 136±0.1 Ø20H7/n6 94±0.1 Ø62H7/k6 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 27 26 25 24 23 22 I Tỷ lệ 2:1 Ø12H7/n6 110±0.1 370±0.15 Ø18H7/k6 Ø18H7/k6 Ø12H7/n6 I Yêu cầu kỹ thuật đồ gá : 480±0.2 590±0.2 - Độ không song song mặt phiến tỳ mặt thân đồ gá £ 0,058 (mm) - Độ khơng vng góc thân đồ gá mặt đế đồ gá £ 0,058 (mm) - Độ khơng vng góc mặt chốt tỳ mặt thân đồ gá £ 0,058 (mm) 27 Chốt tỳ phẳng Y7A Chiếc 26 Bạc lót Y7A Chiếc 25 Mặt bắt chốt tỳ C45 Chiếc 24 Bulong M6 C45 Chiếc 23 Chốt định vị Ø4 Y7A Chiếc 22 Cữ chặn C45 Chiếc 21 Chốt tỳ điều chỉnh Y7A Chiếc 20 Bulong M8 C45 Chiếc 19 Ổ bi đỡ chặn C45 Chiếc 18 Chốt trụ ngăn Y7A Chiếc Vật liệu Đơn vị Tổng số Số lượng STT Tên chi tiết Số lượng 17 Vòng đệm C45 Chiếc 16 Bulong M5 C45 Chiếc 15 Nắp ổ C45 Chiếc 14 Phiến tỳ 40X Chiếc 13 Bulong M6 C45 Chiếc 12 Then dẫn hướng C45 Chiếc 11 Chốt bẩy C45 Chiếc 10 Lò xo 60SiCrA Chiếc Đệm C45 Chiếc Đai ốc M12 C45 Chiếc Chốt C45 Chiếc Mỏ kẹp C45 Chiếc Cữ so dao C45 Chiếc Mặt bắt cữ so dao C45 Chiếc Bulong M6 C45 Chiếc Tay gạt 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 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH CONG ĐẦU BÀO Tr.Nhiệm H Dẫn Duyệt Ghi Th.Kế Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ LẮP Tỷ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ: 11 10 20 18 14 27 26 19 25 17 21 22 23 24 12 15 13 16 27 Chốt tỳ phẳng Y7A Chiếc 26 Bạc lót Y7A Chiếc 25 Mặt bắt chốt tỳ C45 Chiếc 24 Bulong M6 C45 Chiếc 23 Chốt định vị Ø4 Y7A Chiếc 22 Cữ chặn C45 Chiếc 21 Chốt tỳ điều chỉnh Y7A Chiếc 20 Bulong M8 C45 Chiếc 19 Ổ bi đỡ chặn C45 Chiếc 18 Chốt trụ ngăn Y7A Chiếc Vật liệu Đơn vị Tổng số Số lượng STT Tên chi tiết Số lượng 17 Vòng đệm C45 Chiếc 16 Bulong M5 C45 Chiếc 15 Nắp ổ C45 Chiếc 14 Phiến tỳ 40X Chiếc 13 Bulong M6 C45 Chiếc 12 Then dẫn hướng C45 Chiếc 11 Chốt bẩy C45 Chiếc 10 Lò xo 60SiCrA Chiếc Đệm C45 Chiếc Đai ốc M12 C45 Chiếc Chốt C45 Chiếc Mỏ kẹp C45 Chiếc Cữ so dao C45 Chiếc Mặt bắt cữ so dao C45 Chiếc Bulong M6 C45 Chiếc Tay gạt 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 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH CONG ĐẦU BÀO Tr.Nhiệm Họ tên Ký Ngày BẢN VẼ PHÂN RÃ Ghi Tỷ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ: Số tờ: