báo cáo bài tập lớn học phần đồ gá tên chủ đề nghiên cứu tính toán thiết đồ gá chuyên dùng đồ gá khoan chi tiết dạng bạc đỡ

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CƠ KHÍ

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN ĐỒ GÁ TÊN CHỦ ĐỀ NGHIÊN CỨU:

TÍNH TOÁN THIẾT ĐỒ GÁ CHUYÊN DÙNG

(Đồ gá khoan chi tiết dạng bạc đỡ )

Giáo viên hướng dẫn : Trần Quốc Hùng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Viết Thưởng Mã sinh viên 2019604130

Hà Nội -Năm 2021

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: 52

Họ và tên: Nguyễn Viết Thưởng MSSV: 2019604130 Lớp: Cơ khí 4

Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Quốc Hùng

Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để gia công khoan lỗ 2 lỗ ∅8,5 𝑚𝑚 chi tiết như hình 1 Biết:

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

II Phần bản vẽ:

1 Bản vẽ lắp đồ gá 2D và 3D A0 01 2 Bản vẽ 3D phân rã của đồ gá A0 01

Một số lưu ý:

1 Thuyết minh trình bày theo quy định số 815/QĐ-ĐHCN ban hành ngày 15/08/2019 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 Kết thúc 2 tuần đầu, giảng viên hướng dẫn sẽ đánh giá và thu các tài liệu mà sinh viên đã thực hiện về: Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công

5 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 4/5/2022 đến ngày

Khoa Cơ khí

TS Nguyễn Anh Tú

Giảng viên hướng dẫn

TS Trần Quốc Hùng

Các mặt A B C D đã gia công

Hình 1: Sơ đồ định vị khoan lỗ ∅ 8.5 𝑚𝑚

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới nói chung và ngành Cơ khí nói riêng Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp khác Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành Cơ khí phải tích lũy đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời không ngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn

Nhằm cụ thể hóa những kiến thức đã học thì môn học Đồ gá nhằm mục đích đó Trong quá trình thiết kế đồ gá môn học sinh viên được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể Do tính quan trọng của Đồ án mà môn bắt buộc đối với sinh viên chuyên ngành Cơ khí và một số ngành có liên quan

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của TS.Trần Quốc

Hùng, em đã hoàn thành Đồ án môn học Đồ gá được giao Với kiến thức được trang bị

và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế Tuy nhiên, sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong Bộ môn Công Nghệ và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án của mình

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy TS.Trần Quốc Hùng

người đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này Sinh viên thực

hiện Nguyễn Viết Thưởng

Phấn I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công

Theo yêu cầu đề bài đưa ra : Gia công khoan 2 lỗ ∅ 8.5 mm

Yêu cầu kĩ thuật:

+ kích thước các lỗ cơ bản được gia công với độ chính xác cấp 7 ÷ 9, độ nhám bề mặt yêu cầu 𝑅𝑎 = 0.63

+ Đảm bảo độ không song song tâm lỗ và tâm trục không quá 0,05 mm + Đảm bảo độ không vuông góc với bề mặt C không vượt quá 0,02 mm + Kích thước sau khi gia công lỗ đạt Ø8.5 ± 0,03 mm

+ Dung sai tâm lỗ đến tâm trục không quá 0,05 mm

+ Lỗ sau khi gia công yêu cầu được làm sạch ba via , đảm bảo độ tròn , độ trụ nhất định

1.2 Trình tự thiết kế đồ gá

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 dạng , số lượng chi tiêt gia công và vị trí của cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá

Bước 2 Xác định lực cắt và momen cắt, phương chiều và điểm đặt lực kẹp và

các lực cùng tác động vào chi tiết như trọng lực của 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 momen cắt có thể gây ra Sau đó viết phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị kẹp cần thiết

Bước 3 Xác định kết câu 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 [ ct] của đồ gá theo yêu cầu kĩ 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

Phần II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUYÊN CÔNG

2.1 Phương án 1

Hình 1.1 Sơ đồ gá đặt theo phương án I

❖ Phân tích định vị:

Theo nguyên tắc định vị thì chi tiết sẽ bị hạn chế 6 bậc tự do

- Sử dụng phiến tỳ vào mặt C hạn chế 3 bậc tự do: • Chống tịnh tiến theo Oz

• Chống xoay theo Ox • Chống xoay theo Oy

- 1 Chốt tỳ hạn chế bậc tự do chống xoay: • Chống xoay theo Oz

- Mặt D được hạn chế 2 bậc tự do : • Chống tịnh tiến theo Ox • Chống tịnh tiến theo Oy - Kẹp chặt bằng mỏ kẹp

❖ Phân tích kẹp chặt:

- Để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết ta lựa chọn lực kẹp như sau: • Phương của lực kẹp song song với Oz

• Chiều của lực kẹp hướng vào mặt trên của trục • Điểm đặt của lực kẹp là mặt B

• Sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng vít ren ❖ Ưu điểm:

- Đảm bảo được độ cứng vững của chi tiết khi gia công

- Đảm bảo độ chuẩn tinh được thống nhất

- Dễ gá lắp và dễ định vị ❖ Nhược điểm:

❖ Phân tích định vị:

Theo nguyên tắc định vị thì chi tiết sẽ bị hạn chế 6 bậc tự do

- Sử dụng phiến tỳ vào mặt C hạn chế 3 bậc tự do

• Chống tịnh tiến theo Oz • Chống xoay theo Oy • Chống xoay theo Ox

- Sử dụng 3 chốt tỳ vào bề mặt A hạn chế 3 bậc tự do • Chống xoay theo Oz

• Chống tịnh tiến theo Oy • Chống tịnh tiến theo Ox

- Lực kẹp lớn do không cùng phương với lực cắt và trọng lượng chi tiết

✓ Kết luận: từ hai phương án đã đưa ra thì ta chọn phương án gia công số 1 bởi vì thiết kế

đồ gá đơn giản đảm bảo được tính chuẩn xác Đồ gá dễ tháo lắp và gá đặt chi tiết không bị uốn bởi lực kẹp

❖ Chọn máy khoan 2H55

❖ Một số thông số cơ bản của máy

❖ Giải thích ký hiệu máy: 2H55 là máy khoan cần theo kiểu liên bang nga

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

3.1 chọn máy gia công và dụng cụ cắt 3.1.1 Chọn máy gia công

`

Bảng 3.1 một số thông số của máy 2H55

3.1.2 chọn dụng cụ cắt

- Chọn vật liệu dao T15K6 (Bảng 4-3 – <1>)

- Chọn dao: Mũi khoan ruột gà đuôi trụ kiểu I

- Đường kính dao D = 8.5 mm

- Chiều dài mũi khoan L = 156 (mm)

- Chiều dài phần có lưỡi l = 109 (mm)

- Góc sau 𝛼 = 12𝑜 ,

- Góc nghiêng của mép ngang 𝜑𝑜 = 40 ÷ 60

- Mép ngang: a = 1,0; l = 25 (phút) tra bảng 5.30 - <2> - trang 24

3.1.3 chọn chế độ cắt

- Chiều sâu cắt thô: t = 15 mm

- theo bảng 5.25 - <2> - trang 21 ta có:

lượng chạy dao 𝑆𝑧 với công suất máy 4kW là: S = 0,28 mm/vòng

- lượng chạy dao S là: S = 𝑆𝑧.S = 0,28.15 = 4,2 mm/vòng

- Theo <2> ta có :

- Theo bảng 5.29 - <2> - trang 23 ta có

3.4.1 Momen xoắn Mx và lực chiều trục P0

- Lực chiều trục: Po = 10.Cp 𝐷𝑞 𝑆𝑦 Kp (N) - Momen xoắn Mx: Mx = 10.𝐶𝑀 𝐷𝑞 𝑆𝑦 kp (Nm)

Cp = 68; q= ; y= 0,7 (bảng 5-32 [2]) 𝐶𝑀 = 0,0345;q= 2; y= 0.8

Hệ số tính đến các yếu tố yêu cầu trong thực tế, trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công được xác định bằng:

Kp = 𝐾𝑀𝑃

Tra bảng 5-9 [2] với thép C45, 𝐾𝑀𝑃 = 1 = Kp - P0 = 10 68.8,51 0,280,7 1 = 2371,04 N - Mx = 10 0,0345 8,52 0,280,8 1 = 9 N.m

3.4.2 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết

- Chi tiết được định vị 6 bậc tự do

• Định vị 3 bậc vào mặt đầu bằng phiến tỳ.

• Định vị 2 bậc vào mặt trụ ngoài phía dưới bằng chi tiết bạc.

• Định vị 1 bậc vào mặt phẳng bên bằng chốt trám.- Sơ đồ phân tích lực:

- Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm: • N1: phản lực lên mỏ kẹp 1

• Fms1’, Fms2’: lực ma sát giữa phiến tỳ và chi tiết

• Fms1, Fms2: lực ma sát giữa chi tiết và mỏ kẹp - Trong đó:

• Fms1 = Fms2 = W1.f (vì chi tiết đối xứng nên W1 = W2 )

• Fms1’ = Fms2’ = N1.d (vì chi tiết đối xứng nên N1 = N2 )

f: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và mỏ kẹp, d: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và phiến tỳ, tra bảng 34 [5]

✓ ta được : f = 0,3; d = 0,1

- Các phương trình cân bằng lực:

• Phương trình lực theo phương đường tâm lỗ:

P0 = - W1 – W2 +N1+ N2 + N1’+N2’ P0 = -2W1 + 2N1

Hệ số an toàn K trong từng điều kiện gia công cụ thể được xác định như sau: K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6

• ko: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp, ko=1,5 • k1: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn, k1=1,0

• k2: hệ số số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi dao bị mòn k2=1,2 • k3: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k3=1

• k4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi 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 mô men làm quay chi tiết, k6=1,5 K = 1,5 1 1,2 1,3 1,3 1 1,5 = 2,5

Wct = 2,5.140,45 = 351,12(N) 3.3 Chọn cơ cấu kẹp

- Chọn cơ cấu kẹp chặt và tính toán độ bền - Chọn cơ cấu thanh kẹp

Chọn 𝑙2 = 3𝑙1

Phương trình cân bằng lực: Q 𝑙2 = W𝑙1

• Q = Wct.3 = 351,12.3 = 1053,36 (N + Đường kính bulong :

𝑑 = 𝐶 √𝑄0,5 [𝛿𝑘]Trong đó :

- C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,0) - d :đường kính ngoài của ren (mm)

- d :đường kính ngoài của ren (mm)

-𝛿𝑘: ứng suất bền kéo của vật liệu ; 𝛿𝑘 = 58 -98 kg/𝑐𝑚2 → Đường kính bulong:

d = 1,0 √1053,36

0,5.85= 4,98 𝑚𝑚 → Chọn bulong M5mm

Ta tính biểu đồ uốn cho thanh kẹp Biểu đồ momen uốn như hình vẽ

Ta thấy tại điểm đặt lực Q là điểm chịu lực lớn nhất cho nên ta sẽ tính bền tại điểm này:

𝜎𝑄 = MQ𝑊𝑥 =

375 10−9 = 523 𝑀𝑝𝑎 < ⌈𝜎⌉ = 600 Mpa

Kích thước của thanh kẹp sau khi tính

3.4 Chọn cơ cấu khác của đồ gá

a, Cơ cấu định vị: + Chốt tì đầuphẳng:

c, Cơ cấu kẹp

+ Sử dụng 2 mỏ kẹp đơn hướng lực kẹp vào bề mặt khối V ngắn

PHẦN IV: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ

4.1 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá

- Dựa vào sai số của kích thước gia công của nguyên công kích thước vị trí lỗ cần đạt, vì kích thước vị trí lỗ không có chỉ dẫn nên chọn cấp chính xác của vị trí lỗ khoan là CCX12, từ đó kích thước vị trí lỗ cần đạt là 8,5±0,03

- Sai số gá đặt:

- Trong đó:

• ε𝑐 : Sai số chuẩn trùng với gốc kính thước nên ε𝑐 = 0

• ε𝑘 : Sai số kẹp Trong trường hợp này lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện nên ε𝑘 = 0

• Sai số gá đặt cho phép: ε𝑔đ ≤ [ε𝑔đ] = (1

5) 𝛿 Với 𝛿 là dung sai của kích thước nguyên công ➢ [ε𝑔đ] = (1

5) 180 = 40 𝜇𝑚 ➢ Sai số chế tạo cho phép của đồ gá là:

[ε𝑐𝑡] = √[𝜀𝑔đ2 ] − ( 𝜀𝐾2 + 𝜀𝐶2+ 𝜀𝑚2 + 𝜀đ𝑐2 ) = 30.39 𝜇𝑚

4.2 yêu cầu kỹ thuật đối với đồ gá

Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn và mặt đáy đồ gá ≤ 0.035mm Độ không vuông góc giữa đế đồ gá và thân ≤ 0.035mm

Bề mặt làm việc của bạc dẫn được nhiệt luyện đạt HRC 60-65

Độ không song song giữa mặt phẳng khối V và đế đồ gá không vượt quá 0,037/100 mm chiều dài

Độ không vuông góc giữa tâm chốt tì và mặt định vị không vượt quá 0,037./100 mm chiều dài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội (2003)

[2] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội (2003)

[3] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy 3 Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội (2003)

[4] Trần Văn Dịch Sổ tay & Atlas đồ gá Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội (2000)

[5] Trần Văn Địch Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội (2007)

NGHIỆP HÀ NỘI LỚP ĐH CƠ KHÍ

Giá đỡ phiến dẫn 1Đệm chữ C

Vít chữ T

Phiến dẫnChốt quayGiá đỡ phiến dẫn 2

Thép C45Thép C45Thép C45Thép C45

Thép C45

Thép C45Chốt thanh đòn

Thanh đònĐai ốc M5Chốt đẩy

Thép C45Thép C45Thép C45Thép C45Thép C45

Thép C45Thép C45

Giá đỡ chốt tỳVít M3Bu lông M5

Phiến tỳ

Thép C45Thép C45Thép C45Thép C45Thép C45

Ø26,00H7n6