Trình tự thiết kế đồ gá - Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật của nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước
lOMoARcPSD|39222806 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ BÀO RÃNH TRƯỢT TRÊN BÀN BÀN XE DAO DỌC Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Trọng Mai Sinh viên thực hiện : Lê Nguyễn Huy Quân Mã sinh viên : 2020600145 Lớp : 2020DHKTKM01 HÀ NỘI - 2022 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 LỜI NÓI ĐẦU Trong lĩnh vực cơ khí nói chung và mảng công nghệ chế tạo máy nói riêng thì đồ gá là thiết bị vô cùng quan trọng Đồ gá là chi tiết dùng để gá đặt chi tiết trên máy gia công, đảm bảo độ chính xác của chi tiết cần gia công, nâng cao năng suất gia công Đối với sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy, học phần “Đồ gá” là một học phần chuyên ngành quan trọng giúp cho sinh viên có cái nhìn cơ bản nhất về đồ gá Học phần đồ gá là cơ sở cho sinh viên học học phần sau Với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy TS Nguyễn Trọng Mai, em đã hoàn thành bài tập lớn môn học này với đề tài “Thiết kế đồ gá bào rãnh trượt trên bàn xe dao dọc” Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô Em xin chân thành cám ơn! Sinh viên thực hiện Lê Nguyễn Huy Quân Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Phần I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công - Độ nhám bề mặt rãnh trượt yêu cầu đạt 𝑅𝑧 = 2,5 𝜇𝑚 - Độ không đồng phẳng giữa các mặt cho phép nhỏ hơn 0,02 𝑚𝑚 - Kích thước bề rộng rãnh trượt yêu cầu gia công đạt độ chính xác cấp 8 - 7 - Độ song song giữa mặt phẳng rãnh trượt và các bề mặt khác không vượt quá 0,02 𝑚𝑚 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá - Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật của nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước hình dạng, số lượng chi tiết gia công và vị trí của các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá - Bước 2: Xác định lực cắt, moomen cắt, phương chiều điểm đặt 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 định các điểm nguy hiểm mà lực cắt hoặc moomen cắt gây ra Sau đó viết các 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 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 [𝜀𝑐𝑡] 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, chiều cao) Đánh số các vị trí của chi tiết trên đồ gá Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Phần II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG 2.1 Phương án 1 Wct Sd(mm/htk) Wct 2.5±0.02 3±0.03 48 z R3 O y x Hình 2.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án I Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 * Phân tích định vị: - Tại bề mặt đáy sử dụng phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Oz + Chống xoay theo 2 phương Ox, Oy - Tại bề mặt lỗ sử dụng 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt chám hạn chế 3 bậc tự do: + Chống xoay theo phương Oz + Chống tịnh tiến theo phương Ox, Oy → Chi tiết được định vị 6 bậc tự do * Phân tích kẹp chặt: - Sử dụng mỏ kẹp và tay quay ren vít để kẹp chặt chi tiết - Phương của lực kẹp song song với phương Oz và song song với phương Oy - Chiều của lực kẹp hướng từ trên xuống như hình vẽ * Ưu điểm: - Dễ dàng gá đặt, thời gian tháo lắp ngắn làm rút ngắn thời gian gia công - Thích hợp với gia công hàng loạt - Đảm bảo độ cứng vững khi gia công * Nhược điểm: - Đồ gá cồng kềnh - Lực kẹp cần thiết lớn Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 2.2 Phương án 2 Sd(mm/htk) 2.5±0.02 3±0.03 48 w R3 z O y x Hình 2.2 Sơ đồ gá đặt theo phương án II Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 * Phân tích định vị: - Tại bề mặt đáy sử dụng phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do: + Chống tịnh tiến theo phương Oz + Chống xoay theo 2 phương Ox, Oy - Tại các mặt bên sử dụng các chốt tỳ cố định hạn chế 3 bậc tự do: + Chống xoay theo phương Oz + Chống tịnh tiến theo phương Ox, Oy → Chi tiết được định vị 6 bậc tự do * Phân tích kẹp chặt: - Chi tiết được kẹp chặt bằng bu lông đai ốc - Phương của lực kẹp song song với phương Ox - Chiều của lực kẹp từ trái sang phải như hình vẽ * Ưu điểm: - Phương của lực kẹp vuông góc với phương của lực cắt nên sai số kẹp là nhỏ nhất - Đồ gá đơn giản, dễ dàng gá đặt * Nhược điểm: - Độ cứng vững không cao - Gây ra sai số gá đặt cao do các chốt tỳ dẫn đến sai số về vị trí tương quan của rãnh Kết luận : Chọn phương án 1 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Phần III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ 3.5 Lựa chọn cơ cấu định vị A, Phiến tỳ: Kết cấu và kích thước của phiến tỳ được trình bày trong hình 3.1, các kích thước được tra trong bảng 3.1 Vật liệu chế tạo phiến tỳ thường là thép có hàm lượng cacbon thấp (%𝑪 = 0,15 ÷ 0,2), nhiệt luyện đến độ cứng 55 ÷ 60 HRC, độ bóng đạt 𝑅𝑎 = 0,63 ÷ 0,32 A-A A d1 c x 45° H L d B A h l l1 B/2 Hình 3.1 Phiến tỳ Bảng 3.1 Các kích thước của phiến tỳ Kiểu B L H 𝑙 𝑙1 𝑑 𝑑1 ℎ c I 25 100 16 10 60 9 15 5,5 1 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806L hl B, Chốt trụ ngắn c Kết cấu và kích thước của phiến tỳ được trình bày trong hình 3.2, các kích thước được tra trong bảng 3.2 Vật liệu chế tạo chốt trụ ngắn là thép dụng cụ Y7A và nhiệt luyện đạt độ cứng 55- 60 HRC D 15° R0.5 D1 C1x45° d Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Chốt trám: 3.1 Chọn máy gia công và dụng cụ cắt * Chọn máy: - Chọn máy: 7A35 - Một số thông số cơ bản của máy bào ngang 7A35 + Hành trình lớn nhất của đầu trượt: 500mm + Kích thước của bàn máy: 360×500 mm + Hành trình lớn nhất của bàn máy theo chiều ngang: 600mm + Hành trình lớn nhất của bàn máy theo chiều đứng: 310mm + Phạm vi điều chỉnh số hành trình kép: 12.5 - 136 htk/ph + Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao ngang: 0.3 - 4.8 mm/htk + Công suất của động cơ: N = 4,5 KW + Lực lớn nhất ở đầu trượt: 2000 kG * Chọn dao: - Chọn dao: T5K10 26x25 % Cơ tính WC TiC Co 𝜎U, MPA HRA Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 (Cacbit Volfram) (Cacbit Titan) (Coban) 85 5 10 1400 88,5 3.2 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết z Wct Sd(mm/htk) Wct O y Fms x Fms Px Hình 3.1: Sơ đồ các lực tác dụng lên chi tiết *Các thành phần lực trong sơ đồ: - Lực cắt Px cùng phương với Ox - Lực kẹp Wct chia đều làm 2 thành phần tác tác dụng lên chi tiết - Lực ma sát Fms sinh ra dưới tác dụng của lực kẹp để chống lại lực cắt Px, cùng phương ngược chiều với lực cắt Px 3.3 Tính lực cắt và lực kẹp *Tính lực cắt: Lực cắt Px khi bào được xác định theo công thức: Px = Cpx txpx Sypx Vnpx kmpx(2) Tra bảng ta có: Cpx 𝑥px ypx npx k𝑚𝑝𝑥 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 339 1 0,5 -0,4 1,18 Thay vào công thức ta có: Px = 102 kG = 1000,62 N *Tính lực kẹp; -Đảm bảo cho chi tiết không bị dịch chuyển theo Ox -Đặt vào hệ số K với Fms là lực ma sát do tác dụng của mỏ kẹp có tác dụng chống lại Px 2Fms = K.Px 2.N.f = K.Px 2 Wct.f = K.Px => 𝑊𝑐𝑡 = 𝐾.𝑃𝑥 2.𝑓 (3) Trong đó: K: Là hệ số an toàn tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 + K0 là hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp K0 = 1,5 + K1 là hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, đối với gia công thô: K1 = 1,2 + K2: Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn Ta chọn K2 = 1 + K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công, K3 = 1 + K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp bằng tay, K4 = 1,3 + K5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, K5 = 1 + K6: Hệ số tính đến momen làm quay chi tiết, K6 = 1,5 𝐾 = 1,5 1,2 1.1 1,3 1 1,5 = 3,5 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Thay vào công thức (3) tính: => Wct = 8755,425 N Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com)