đề tài thiết kế đồ gá khoét lỗ φ26mm

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.. 2 Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công phân t

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 Trần Quốc Hùng, em đã hoàn

thành bài tập lớn môn học này với đề tài “Thiết kế đồ gá khoét lỗ Φ26mm” 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 Quang Trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

BÀI TẬP LỚN Học phần Đồ gá (ME6020)

Số: 58

Giáo viên hướng dẫn: Trần Quốc Hùng

Biết:

Số lần gá đặt: N = 10000 Vật liệu: C45

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 phương án hợp lý)

3) Tính toán, thiết kế và lựa chọn cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt và các cơ cấu khác của đồ gá

4) Tính sai số chế tạo cho phép và xác định các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

ngày khi thực hiện thi kết thúc học kỳ

Thời gian thực hiện: từ ngày / /2022 đến ngày / /2022

Khoa Cơ khí

TS Nguyễn Anh Tú

Giảng viên hướng dẫn

TS Trần Quốc Hùng

Yêu cầu thiết kế đồ gá :

- Thiết kế đồ gà nhắm đạt được độ đồng tâm của lỗ 26 so với lỗ 15 là 0,04mm

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 ∙ Yêu cầu kỹ thuật

- Nhám bề mặt yêu cầu đạt Ra = 2,5 (μm)

- Độ không đồng trục giữa lỗ Φ26 và Φ15 là 0,04 (mm) - Kích thước lỗ yêu cầu gia công đạt chính xác Φ26±0,03 (mm)

- Bề mặt cần gia công đạt sai số độ phẳng 0,05 (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

- Bước 2: Xác định các lực tác dụng lên chi tiết

- Bước 3: Xác định kết cấu cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu đảm bảo độ chính xác, thân đồ gá

- Bước 4: Xác định kết cấu cơ cấu phụ

- Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép và các yêu cầu kỹ thuật - Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá, đánh số chi tiết và hoàn thiện bản vẽ

Phần II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊNCÔNG 2.1 Phương án 1

Hình 2.1 Sơ đồ phương án 1

Theo nguyên tắc định vị thì chi tiết sẽ được hạn chế tối đa 6 bậc tự do + Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do:

- Chống tịnh tiến theo Oz - Chống quay theo Ox - Chống quay theo Oy Sử dụng 2 phiến tỳ

+ Lỗ Φ15 hạn chế 2 bậc tự do: - Chống tịnh tiến theo Ox - Chống tịnh tiến theo Oy Sử dụng 1 chốt trụ ngắn

+ Cạnh trên hạn chế 1 bậc tự do - Chống quay theo Oz Sử dụng 1 chốt tỳ đầu phẳng

Để đảm bảo độ cứng vững ta kẹp như sau:

- Phương của lực kẹp hướng theo trục Oz - Chiều của lực kẹp hướng vào mặt phẳng đáy - Điểm đặt lực kẹp là điểm nằm trên bề mặt D

Đối với chi tiết trong trường hợp này ta chọn cơ cấu kẹp là đòn kẹp đơn hướng lực kẹp theo phương Oz

Hình 2.2 Sơ đồ phương án 2

Theo nguyên tắc định vị thì chi tiết sẽ được hạn chế tối đa 6 bậc tự do + Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do:

- Chống tịnh tiến theo Oz

- Chống quay theo Ox - Chống quay theo Oy 🡪 Sử dụng 2 phiến tỳ

+ Mặt bên C hạn chế 2 bậc tự do: - Chống tịnh tiến theo Ox - Chống tịnh tiến theo Oy 🡪 Sử dụng 2 chốt tỳ đầu phẳng + Mặt trên hạn chế 1 bậc tự do:

- Chống quay theo Oz 🡪 Sử dụng 1 chốt tỳ đầu phẳng

Để đảm bảo độ cứng vững ta kẹp như sau: - Phương của lực kẹp hướng theo trục Oz - Chiều của lực kẹp hướng vào mặt phẳng đáy - Điểm đặt lực kẹp là điểm nằm trên bề mặt D

🡪 Đối với chi tiết trong trường hợp này ta chọn cơ cấu kẹp là đòn kẹp đơn hướng lực kẹp theo phương Oz

- Không đảm bảo được độ đồng trục giữa 2 lỗ

Kết luận: Từ hai phương án đã đưa ra ta chọn phương án gia công số 1 bởi vì

thiết kế đồ gá đơn giản, đảm bảo kích thước chính xác, độ đồng tâm Chi tiết không bị uốn và biến dạng bởi lực kẹp

PHẦN III TÍNH TOÁN THIÊT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ

3.1 Chọn máy gia công và dụng cụ cắt * Chọn máy:

- Chọn máy: 2A135

- Một số thông số cơ bản của máy

Bảng 3.1 Một số thông số của máy 2A135

Hình 3.1 Sơ đồ phân tích lực

Trong quá trình gia công khoét:

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

+ Po: Lực tiếp tuyến (lực cắt chính) hay còn gọi là lực vòng tạo momen xoắn cản lại chuyển động chính

+ N: Phản lực do phiến tỳ gây ra + Ma sát giữa phiến tỳ là chi tiết Fms’ + Ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết Fms

3.3 Tính lực cắt và lực kẹp * Tính lực cắt:

+ Chiều sâu cắt: t = 4 (mm)

+ Lượng chạy dao S (mm/vòng)

Theo bảng 5-25[2] ta chọn S = 0,43 (mm/vòng) + Vận tốc cắt V (m/phút)

V = Cv.Dq

Tm.tx.Sy Kv = 18.260,6

400,25.130,2.0,60,3 0,83 = 49,35 (m/phút) Số vòng quay trục chính là:

n = 1000.V

π.D=1000.49,35

π.26= 604,18 (vòng/phút) 🡪 Chọn số vòng quay theo máy là nm = 600 (vòng/phút) Như vậy, tốc độ cắt thực tế là:

Vtt = π.D.nm

1000=π.26.600

1000= 49 (m/phút) Momen xoắn Mx:

Dựa vào sơ đồ phân tích lực:

* Đảm bảo chi tiết không bị xoay quanh trục Oz:

+ Phương trình cân bằng momen xoắn:

M = (Fms + Fms’).d = (W + N).f.d + Phương trình cân bằng lực:

Po + W = N Trong đó:

+ M: momen xoắn + Po: lực cắt

+ W: lực kẹp + N: phản lực + Fms = W.f + Fms’ = N.f

+ d: là khoảng cách tâm lỗ tới điểm đặt lực kẹp, d = 50 (mm) + Với f là hệ số ma sát; f = 0,1

+ k3: hệ số xét đến cắt không liên tục; chọn k3 = 1,2

+ k4: hệ số xét đến nguồn sinh lực không ổn định; chọn k4 = 1

+ k5: hệ số xét đến vị trí tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay không thuận tiện; chọn k5 = 1

+ k6: hệ số xét đến momen làm lật phôi quay quanh điểm tựa; chọn k6 = 1,5

K = 1,5 1 1 1,2 1 1 1,5 = 2,7

Vậy ta có: Wct ≥ W.K => Wct ≥ 8441,36 (N)

3.4 Xác định cơ cấu kẹp chặt

Hình 3.2 Cơ cấu mỏ kẹp

Ta có phương trình cân bằng các momen lực đối với điểm tỳ cố định

là: Q.l1 η = Wct ( l1 + l2 ) Trong đó:

Q: là lực do bu lông tạo ra (N)

η: hệ số có ích tính đến mất ma sát giữa đòn kẹp và phiến tì

Chọn l1 = l2 , η = 1

🡪 Q = 2.Wct = 2 8441,36 = 16882,72 (N) Đường kính bu lông được tính theo công thức:

 

W0, 5. k

Khi đó: 844,1 1, 5() 150, 5.750

Vậy ta chọn kích thước bu lông là: M16

3.5 Lựa chọn cơ cấu định vị * Cơ cấu định vị:

- Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do:

+ Vật liệu: Thép 20Cr, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5 ÷ 0,8 mm + Số lượng: 2

+ Nhiệt luyện đạt HRC 50 ÷ 60

Tra bảng 8.5 – [2] để chọn kích thước phù hợp:

Hình 3.3 Phiến tỳ

+ Nhiệt luyện đạt HRC 50 ÷ 55

Tra bảng 8.9 – [2] để chọn kích thước phù hợp:

Hình 3.4 Chốt trụ ngắn

Ta có bảng thông số sau:

- Chốt tỳ đầu phẳng hạn chế 1 bậc tự do:

+ Vật liệu: Thép 20Cr, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5 ÷ 0,8 mm + Số lượng: 1

+ Nhiệt luyện đạt HRC 50 – 60

Tra bảng 8.1 – [2] chọn kích thước chốt tỳ phẳng phù hợp:

Hình 3.5 Chốt tỳ

Ta có bảng thông số sau:

20 ± 0,021 12 ± 0,018 20 ± 0,021 36 ± 0,025 4 ± 0,018 3

3.6 Cơ cấu khác của đồ gá

* Bạc dẫn: chọn bạc dẫn cố định vì chỉ thực hiện một nguyên công là khoan + Vật liệu: Thép C20, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,8 ÷ 1,2 mm

+ Số lượng: 1

+ Nhiệt luyện đạt HRC 60 – 65

Tra bảng 8.77 – [2] chọn kích thước bạc dẫn phù hợp:

4.1 Tính sai số chế tạo

- Sai số chế tạo của đồ gá được tính theo công thức:

2d

d =1

3.60 = 20 (μm) + Sai số mòn:

εm = β N

β: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị phiến tì β = 0,2

N: Số chi tiết trên đồ gá; chọn N = 6530 (chi tiết/năm)

=> εm = 0,2 √6530 = 16,16 (μm)

+ Sai số kẹp chặt bằng 0 vì lực kẹp vuông góc với phương gia công chi

tiết + Sai số điều chỉnh: εdc = 10 (μm)

+ Sai số chuẩn: εc = 0 , do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước Vậy ta có:

 =  − + + + 

= √202 − (02 + 02 + 16,162 + 102 = 6,23 (μm) Vậy sai số chế tạo: εct = 0,006 (mm)

4.2 Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá

Từ đó ta đề ra được yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:

+ Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0,006

mm + Độ không vuông góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá ≤ 0,006

mm

+ Bề mặt làm việc của các chốt định vị được nhiệt luyện đạt độ cứng 40 - 45 HRC

TÀI 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: KHKT,

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: KHKT,

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: KHKT,

2006

[4] PGS.TS Trần Văn Địch, Atlas Đồ Gá, Hà Nội: NXBKHKT, 2000 [5] Phùng Xuân Sơn, Chế độ cắt gia công cơ khí, Hà Nội: NXBKHKT, 2005