Bài tập lớn đồ gá thiết kế đồ gá phay mặt trên a và các mặt thành

Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá...26 Trang 3 DANH MỤC HÌNH VẼHình Tên hìnhTrang 2.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án 1 8 Trang 4 DANH MỤC BẢNG BIỂUBảngTên bảngTrang3.1 Kích thước phiến tì 113.2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Giáo viên hướng dẫn : TS Dương Văn Đức

Hà Nội – 2022

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 2

DANH MỤC BẢNG BIỂU 3

DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT 4

LỜI NÓI ĐẦU 5

Phần I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 6

1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 6

1.2 Trình tự thiết kế đồ gá 6

Phần II: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG 8

2.1 Phương án 1 8

2.2 Phương án 2 9

Phần III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ 11

3.1 Lựa chọn cơ cấu định vị 11

3.2 Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt 13

3.2.1 Phân tích lực tác dụng lên chi tiết 13

3.2.2 Tính lực cắt và lực kẹp 14

3.2.3 Xác định cơ cấu kẹp chặt 20

3.3 Các cơ cấu khác của đồ gá 22

PHẦN IV TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ 25

4.1 Tính sai số chế tạo 25

4.2 Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

DANH MỤC HÌNH VẼ

3.5 Hệ số Cv và các số mũ thành phần cho phay thô 15

3.6 Hệ số Cv và các số mũ thành phần cho phay tinh 16

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ

sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâurộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết nhữngvấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vậndụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trìnhchế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạtđược các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sảnxuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệtrong quá trình thiết kế các kết cấu gá đặt để góp phần nâng cao hiệu quả chếtạo chúng

Bài tập lớn môn đồ gá nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạomáy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viênhiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kếmột quy trình sản xuất chi tiết cơ khí

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS Dương Văn Đức đến nay cơ

em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy còn nhiều thiếu sót trong quá trìnhlàm bài tập lớn, em kính mong sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong bộ môn

để em có thể củng cố thêm kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đình An

Phần I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG

VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công

+ Phay mặt trên A đạt kích thước yêu cầu, phay đạt độ nhám Rz20 làmchuẩn tinh để làm chuẩn định vị cho các nguyên công còn lại

+ Cơ cấu kẹp chặt, chốt tỳ phải đảm bảo độ cứng vững khi gá đặt và đảmbảo khi kẹp chặt chi tiết không bị biến dạng bởi lực kẹp

+ Cơ cấu và hệ thống gá đặt phải đủ điều kiện làm việc là cứng vững,đồng thời cũng phải đảm bảo một số tiêu chí

+ Độ không phẳng và độ không song song của bề mặt chính < 0,02 (mm)trên toàn

+ Độ không đồng tâm các lỗ đồng trục < 0,02 (mm)

+ Độ không vuông góc giữa các bề mặt < 0,02 (mm)

1.2 Trình tự thiết kế đồ gá.

* Thiết kế đồ gá gia công cắt gọt bao gồm các bước cơ bản sau đây:

− Bước 1: Nguyên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật củanguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độchính xác về kích thước hình dạng, số lượng chi tiết gia công và vị trí của các

cơ cấu kẹp chặt trên đồ gá

−Bước 2: Xác định lực cắt, moomen cắt, phương cắt, phương chiều điểmđặt lực kẹp, và các lực cùng tác động vào chi tiết như trọng lực chi tiết G,phản lực tại các điểm N, lực ma sát Fms… trong quá trình gia công Xác địnhcác điểm nguy hiểm và các lực cắt hoặc momen cắt gây ra Sau đó viết cácphương trình cân bằng về lực để xác định gia trị lực kẹp cần thiết

−Bước 3: Xác định kết cấu và các bộ phận khác của đồ gá (cơ cấu định

vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân 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 [ε ct] của đồ gá theo yêu cầu

kỹ thuật của từng nguyên công

−Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiềucao) Đánh số các vị trí của chi tiết đồ gá

Phần II: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG 2.1 Phương án 1.

Hình 2.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án 1.

Sơ đồ định vị và kep chặt

* Định vị: 6 bậc tự do.

Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do:

+ Quay quanh Ox, Oy

+ Cơ cấu ren vít.

* Xác định phương, chiều và điểm đặt của lực kẹp:

+ Lực W có phương thẳng đứng và vuông góc với bề mặt gia công

+ Chiều từ trên xuống, cùng chiều với lực dọc trục

+ Điểm đặt lực: nằm ở giữa chi tiết

Sơ đồ định vị và kẹp chặt

* Định vị: 5 bậc tự do.

Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do:

+ tịnh tiến theo Oz

+ quay quanh Ox, Oy

Dùng phiến dẫn cố định hạn chế 2 bậc tự do:

+ tịnh tiến theo Ox

+ quay quanh Oz

* Kẹp chặt:

+ Dùng khối V di động kết hợp với ren vít đầu tròn và tay quay để kẹpchặt

* Xác định phương, chiều và điểm đặt của lực kẹp:

+ Lực W có phương ngang và song song với bề mặt gia công

+ Chiều hướng vuông góc với mặt phẳng định vị (hướng từ phải vào).+ Điểm đặt tại bề mặt phẳng bên phải

* Ưu điểm:

+ Dễ gá lắp và định vị

* Nhược điểm:

+ Cần lực kẹp lớn để chống lại momen quay của lực phay

+ Hạn chế 5 bậc tự do, không đảm bảo tuyệt đối độ cứng vững

Kết luận: Với 2 phương án gá đặt phía trên thì ta thấy cả 2 phương án đều có

ưu và nhược điểm Nhưng phương án 2 do phải thêm đồ gá khối V tay quaynên thời gian không tối ưu bằng phương án 1.Vậy nên em chọn phương án 1làm phương án gia công phay mặt đầu

Phần III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU

- Yêu cầu kỹ thuật:

+ Vật liệu: Thép 20Cr, thấm tham, chiều sâu lớp thấm 0.5÷0.8[2] + Nhiệt luyện đạt HRC 50÷60[2].

3.2 Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt.

3.2.1 Phân tích lực tác dụng lên chi tiết.

Hình 3.3 Sơ đồ phân tích lực.

- Trong quá trình gia công khoan:

+ Momen xoắn M của dụng cụ cắt do lực cắt gây ra

+ Lực kẹp W theo hướng OZ chiều từ trên xuống

+ Phản lực N là phản lực của phiến tì chiều từ dưới lên trên theophương OZ

+ Trọng lực Q của chi tiết, nhưng có thể bỏ qua trong quá trình tínhtoán do giá trị nhỏ và là lực có lợi

+ Lực ma sát F ms1 =F ms 2 sinh ra tại vị trí kẹp theo phương Oy chiều

từ trong ra ngoài

+ Lực cắt Ph chạy theo phương ngang, chiều ngược chiều với chiềuchuyển đọngo của bàn máy

- Phương tác dụng lực:

+ Chi tiết có xu hướng dịch chuyển quay quanh Oz

+ Chi tiết có xu hướng dịch chuyển quay quanh Oy

3.2.2 Tính lực cắt và lực kẹp.

a, Hệ thống gia công.

* Chọn máy:

− Chọn máy: Máy khoan cần 6H12

− Một số thông số của máy phay được tra trong bảng 9-38 [3].

Vận tốc cắt được tính theo công thức:

Tra bảng

Công suất cắt Ne, kW(trang 28-[2]):

N e= P z V

1020.60 = 3,24 (kW)Kiểm tra công suất máy:

Ne ≤ Nm.n [2]

Ở đây: Nm- công suất động cơ của máy;

n - hiệu suất của máy (n = 0,9)

Công suất khi cắt Ne = 3,24 (kW) < Nm.n = (7 kW)

Kết luận: Qua đó ta thấy trường hợp 2 có lực W lớn nhất (W=1725,42N) nên

ta sẽ tính toán cơ cấu kẹp cho trường hợp này Vậy lực kẹp cần tính là:

K0: hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công (K0 = 1,5);

K1: hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám bề

mặt không đồng đều (gia công thô= 1,2; gia công tinh =1)

K2: hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn (K2 = 1);

K3: hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn (K3=1,3);

K4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt (kẹp chặt bằng tay:

K4 = 1,3; kẹp chặt bằng cơ khí K4 = 1);

K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay

(kẹp thuận lợi =1; kẹp không thuận lợi = 1,2);

K6: hệ số tỉnh mômen làm quay chi tiết (định vị trên các chốt tỳ

K6 = 1; định vị các phiến tỳ: K6=1,5)

➔ K= 1,5.1,2.1.1,3.1.1.1 = 2,6

➔ Lực kẹp cần thiết là

Wct = W.K = 1725,42.2,6 = 4486,1 (N)

+ d: Đường kính ngoài của ren.

− Theo tiêu chuẩn ta chọn bulong M12

a, Chọn cơ cấu kẹp chặt:

− Chọn cơ cấu kẹp chặt là kẹp chặt bằng ren vít Kẹp chặt bằng ren vítđược dùng rộng dãi trong sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc Ưu điểm củaren vít là kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn, tính tự hãm tốt Trong thực tế nhiềukhi người ta dùng tay quay có đai ốc hoặc cờ lên để thao tác khi kẹp chặt Ởđây ta chọn kẹp chặt bằng cách dùng đai ốc kết hợp với cờ-lê Với cơ cấu này,công nhân sẽ thao tác nhanh gọn, dễ dàng và an toàn, đạt năng suất cao

− Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu : Khi kẹp phải giữ đúng vịtrí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn,thao tác thuận lợi và an toàn

− Cơ cấu được làm từ thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 55 ÷ 60 HRC

[4].

3.3 Các cơ cấu khác của đồ gá.

a, Thân đồ gá: Với yêu cầu đề bài là lượng chi tiết sản xuất là 4000 chi

tiết/năm Tức là sản xuất “loạt lớn”, vì vậy yêu cầu về độ cứng vững của thân

đồ gá là cao Vậy ta chọn thân đồ gá dạng đúc

- Yêu cầu kỹ thuật:

Hình 3.7 Cữ so dao Bảng 3.9 Kích thước cữ so dao[2].

PHẦN IV TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ CÁC YÊU CẦU

KĨ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ 4.1 Tính sai số chế tạo

- Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công nhưngphần lớn nó ảnh hướng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và

bề mặt chuẩn Sai số chuẩn được tính theo công thức [4].

Với δ là dung sai kích thước nguyên công = 0,13 mm

- ε k là sai số do kẹp chặt phôi 𝜀k = (Y𝑚𝑎𝑥 − 𝑌𝑚𝑖𝑛) ⋅ cos 𝛼 = 

Do lực kẹp vuông góc với phương thực hiện (α= 90°)

- ε m là sai số do mòn đồ gá ε m= 0,3.√4000 = 18,97 m

Trong đó N là số chi tiết gia công trên đồ gá Theo thuyết minh ta

có N = 4000 chi tiết  là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị với chuẩntinh chọn  = 3

- ε dclà sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá Chọn ε dc=10m

- ε clà sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra

- ε clà sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra

4.2 Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá.

+ Độ không phẳng và độ không song song của bề mặt chính ≤ 0,0147 (mm)trên toàn bộ chiều dài

+ Độ không đồng tâm các lỗ đồng trục ≤0,0147 (mm)

+ Độ không vuông góc giữa các bề mặt ≤ 0,0147 (mm)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Ngọc Đào – Trần Thế San – Hồ Viết Bình, chế độ cắt gia công

cơ khí, Nhà xuất bản Đà Nẵng, 2002

[2] GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức

Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập 2, Nhà

xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2005

[3] GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức

Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập 3, Nhà

xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006

[4] PGS.TS Trần Văn Địch, Sổ tay và Atlas đồ gá, Nhà xuất bản khoa

học và kỹ thuật, 2000

[5] PGS.TS Trần Văn Địch, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Trần Xuân

Việt, Đồ gá cơ khí và tự động hóa, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật,

2005

[6] GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức

Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập 1, Nhà

xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2007