PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BỀ MẶT GIA CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ .... PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BỀ MẶT GIA CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.1.. Trình tự thiết kế đồ gá - B
Trang 1BÀI TẬP LỚN Học phần Đồ gá (ME6020)
Số: 50
Họ và tên: Vũ Văn Thi MSSV: 2018605664 Lớp: Ck5
Giáo viên hướng dẫn: Trần Quốc Hùng
Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để khoan lỗ 6 của chi tiết như hình vẽ
1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công
2) Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công (phân tích tối thiểu 02 phương án và chọn
2 Bản vẽ trình bày theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7283; TCVN 0008) 3 Giảng viên hướng dẫn định kỳ sinh viên 01 buổi/ tuần/ 5 tuần theo thời khóa biểu 4 Sinh viên nộp thuyết minh và bản vẽ cho giảng viên hướng dẫn trước ít nhất 5
ngày khi thực hiện thi kết thúc học kỳ
Thời gian thực hiện: từ ngày / /2022 đến ngày / /2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Trang 3Contents
CHƯƠNG I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BỀ MẶT GIA CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 5
1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật 5
1.2 Trình tự thiết kế đồ gá 5
CHƯƠNG II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG 7
2.1 Phân tích sơ đồ gá đặt 7
2.2 Phân tích phương, chiều và điểm đặt lực kẹp 9
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN ĐÚNG CƠ CẤU ĐỊNH VỊ, CƠ CẤU KẸP CHẶT VÀ CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ 10
3.1 Chọn cơ cấu định vị 10
3.2 Chọn cơ cấu kẹp chặt: 12
3.3 Chọn cơ cấu đảm bảo độ chính xác gia công (cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt) 13
CHƯƠNG IV PHÂN TÍCH LỰC, XÁC ĐỊNH LỰC KẸP TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT 14
4.1 Tính toán chế độ cắt 14
4.2 Phân tích lực 15
4.3 Xác định cơ cấu kẹp 17
4.4 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá 18
4.5 Yêu cầu kĩ thuật đối với đồ gá 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO 20
Trang 4LỜI 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.Trần Quốc Hùng, em đã hoàn
thành bài tập lớn môn học này với đề tài “ Thiết kế đồ gá để khoan lỗ 6 của chi tiết” 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
Vũ Văn Thi
Trang 5CHƯƠNG I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BỀ MẶT GIA CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật
Hình 1.1: Bản vẽ chi tiết
Yêu cầu kĩ thuật cơ bản:
+ Lỗ khoan được làm sạch bề mặt, không để lại bavia + Dung sai khoảng cách giữa các lỗ là 0.05 (mm) + Độ chính xác gia công đạt cấp chính xác từ 8 ÷ 9 + Độ nhám bề mặt cần đạt là Rz = 20 (µm)
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, momen 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 momen cắt gây ra Sau đó viết các phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết
Trang 6- 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
Trang 7CHƯƠNG II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN
+ Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do (quay quanh OX, OY và tịnh tiến theo OZ)
+ Dùng chốt trụ định vị vào lỗ Ø20 mặt đáy ( Hạn chế tịnh tiến theo, OY và tịnh tiến theo OX)
+ Dùng 1 chốt trám định vị vào lỗ Ø20 mặt đáy để hạn chế bậc thứ 6 là quay quanh OZ
Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do
- Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp
Trang 8*Phương án 2:
Hình 2.2 : Sơ đồ định vị và gá đặt
Định vị
+ Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do (quay quanh OX, OY và tịnh tiến theo OZ)
+ Dùng 2 chốt tỳ khía nhám vào mặt sau của thân chi tiết ( Hạn chế tịnh tiến theo, OY và tịnh tiến OX)
+ Dùng 1 chốt tỳ khía nhám định vị vào mặt bên của chi tiết (hạn chế bậc thứ 6 là quay quanh OZ)
Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do
Kẹp chặt: chi tiết được kẹp bằng mỏ kẹp
Kết luận: với việc so sánh 2 phương án gá đặt phía trên ta thấy phương án 1 có
nhiều ưu điểm hơn phương án 2 Vậy nên ở đây ta chọn phương án 1
Trang 92.2 Phân tích phương, chiều và điểm đặt lực kẹp
+ Phương song song với lực cắt
+ Chiều hướng vào mặt chuẩn định vị + Điểm đặt tại vị trí trung tâm của chi tiết
Trang 10CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN ĐÚNG CƠ CẤU ĐỊNH VỊ, CƠ CẤU KẸP CHẶT VÀ CƠ CẤU KHÁC
CỦA ĐỒ GÁ 3.1 Chọn cơ cấu định vị
*Yêu cầu kĩ thuật của cơ cấu định vị:
- Cơ cấu định vị phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gá đặt về mặt hình dáng và kích thước
- Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ chính xác (cấp chính xác IT6÷IT7) - Độ nhám bề mặt làm việc của cơ cấu định vị đạt Ra= 0,63÷0,32
- Cơ cấu định vị phải có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt
- Vật liệu làm cơ cấu định vị có thể sử dụng các loại thép 20X, 40X, thép 20X thấm C hoặc thép C45… nhiệt luyện đạt độ cứng vững 50÷60 HRC
*Lựa chọn cơ cấu định vị:
+ Phiến tỳ : hạn chế 3 bậc tự do ở mặt phẳng D (tịnh tiến Oz, quay quanh Oy và quay quanh Ox)
Trang 12Cơ cấu kẹp phải đảm bảo các yêu cầu như : khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi, lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn , thao tác thuận lợi an toàn
Vậy lựa chọn cơ cấu kẹp chặt chính là kẹp bằng cơ cấu mỏ kẹp
Trang 133.3 Chọn cơ cấu đảm bảo độ chính xác gia công (cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt)
Để đảm bảo vị trí của dụng cụ cắt và tăng độ cứng vững trong quá trình gia công, đảm bảo hướng tiến dao, giảm sai số gia công ta dùng cơ cấu dẫn hướng dao Cơ cấu dẫn hướng dao bao gồm hai bộ phận chính là bạc dẫn và phiến dẫn + Bạc dẫn hướng: là bộ phận đưa dụng cụ cắt vào đúng vị trí gia công
Ta lựa chọn bạc dẫn thay nhanh, khi trường hợp cần thay thế thì ta không cần tháo rời vít hãm khi thay thế bạc, bạc được thay thế khi xoay nó tới phần khuyết trên vai bạc
Hình 3.3 : bạc dẫn
+ Phiến dẫn: là bộ phận trên đó lắp bạc dẫn
Ta chọn phiến dẫn cố định (phiến dẫn tháo được): nó có khả năng đạt độ chính xác vị trí tâm lỗ cao
Trang 14CHƯƠNG IV PHÂN TÍCH LỰC, XÁC ĐỊNH LỰC KẸP TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ
THUẬT 4.1 Tính toán chế độ cắt
- Căn cứ vào hình dạng kích thước ta chọn máy 2H175 có thông số như sau: + Đường kính lỗ gia công lớn nhất: 75 mm
+ Khoảng cách từ tâm trục chính tới trụ máy: 400-850 mm
Trang 15Kmv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, Tra bảng 5.1 [2] lấy 1 Kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, Tra bảng 5.6 [2] lấy 1 Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan, Tra bảng 5.31 [2] lấy 1
Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết: dựa vào sơ đồ định vị và kẹp chặt phân tích các thành phần lực tác dụng lên chi tiết gia công:
Hình 4.1: phân tích lực
Trang 16Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm:
Do có chốt trám hạn chế 1 bậc: quay quanh Oz, nên ta có thể bỏ qua phương trình chống xoay quanh tâm O’
Ta xét trường hợp đảm bảo chống lật tại tâm O
Trang 17→ W = Pz 0,025 + 0,022.m.g
Vậy lực kẹp cho mỗi bên bằng W/2 = 3102,65 (N)
Để đảm bảo an toàn cho cơ cấu kẹp chặt trong trường hợp lực cắt thay đổi thì ta đưa thêm vào hệ số an toàn K (3.5[3]):
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 Trong đó:
K0: hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công, K0 = 1,5 K1: hệ số xét đến lượng dư gia công không đều, K1 = 1
K2: hệ số xét đến dao cùn, K2 = 1
K3: hệ số xét đến cắt không liên tục, K3 = 1,2
K4: hệ số xét đến nguồn sinh lực không ổn định, K4 = 1
K5: hệ số xét đến vị trí tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay không thuận tiện,
Trang 18[𝜎𝑘] = 𝜎𝑐ℎ/s (N/mm2), với thép cacbon thông thường như CT3 thì 𝜎𝑐ℎ = 240 (N/mm2), hệ số an toàn s = 3 với thép cacbon chịu tải tĩnh
=> [𝜎𝑘] = 240/3 = 80 (N/mm2) Thay số ta được D = 20,46 mm Vậy chọn kích thước bu long là M22
4.4 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá
Sai số chế tạo của đò gá được tính theo ct
[ɛct]2 = [ɛgd]2 – (ɛc2 ɛk ɛm2 ɛdc2 ) Trong đó
W
Q
Trang 19ɛgd :sai số gá đặt được lấy bằng /3, với là dung sai của kích thước cần đạt
: là hệ số phụ thuộc vào kết cấu của đồ định vị, N: số lượng chi tiết gia công trên đồ gá, N=10000
ɛm=0,25 √10000=25 µm ɛdc : sai số điều chỉnh, ɛdc=10 µm
=> [ɛct] = √662− (02+02 + 252+ 102) = 60,25 µm
4.5 Yêu cầu kĩ thuật đối với đồ gá
+ Độ không song song giữa phiến tì với mặt đáy đồ gá ≤ 0,06 mm + Độ không vuông góc giữa bạc dẫn và mặt đáy của đồ gá ≤ 0,06 mm
Trang 20TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]
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 1, Hà Nội: NXBKHKT, 2007 [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 2, Hà Nội: NXBKHKT, 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 3, Hà Nội: NXBKHKT, 2006
NXBKHKT, 2000