Thiết kế đồ gá phay 2 rãnh chữ nhật

Tài liệu tham khảo Thiết kế đồ gá phay 2 rãnh chữ nhật

Lời nói đầu.

Để ghóp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, ngành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lợng và năng suất chế tạo, vì

đó là một trong các ngành trọng điểm của nền kinh tế quốc dân đặc biệt là chế tạo thiết bị và phụ tùng, cung cấp cho các nghành công nghiệp khác thiết bị sản xuất Đồ gá gia công cơ góp phần không nhỏ vào nhiệm vụ đó, bởi máy móc,thiết bị đều phải dùng đến đồ gá mới có thể gia công đợc

Một trong những nhiệm vụ chính của chuẩn bị sản xuất là thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ, có thể chiếm tới 80% khối lợng chuẩn bị sản xuất và 10-15% giá thành sản phẩm (giá thành máy) Chi phí cho thiết kế và chế tạo đồ gá chiếm một tỉ lệ lớn trong tổng chi phí cho trang bị công nghệ Vì vậy việc thiết

kế và tiêu chuẩn đồ gá cho phép giảm thời gian sản xuất, tăng năng suất lao động một cách đáng kể

Đồ án môn học: Thiết kế đồ gá là hết sức cần thiết đối với sinh viên khoa cơ khí, giúp cho sinh viên nắm đợc những kiến thức cơ bản về đồ gá gia công cơ và cách thức thiết kế đồ gá để gia công một chi tiết nhất định

Trong thời gian làm đồ án, đợc sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo Trần Hữu Quang và các thầy giáo trong bộ môn Chế Tạo Máy em đã hoàn thành đồ

án môn học, tuy nhiên do khả năng và trình độ còn hạn chế, do thời gian học tập môn học cha có nhiều nên đồ án còn nhiều thiếu sót, em mong nhận đợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy và sự đóng góp chân tình của các bạn để giúp em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Hữu Quang cùng các thầy giáo trong bộ môn Chế Tạo Máy đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án

Học viên thực hiện.

Nguyễn Đức Hạ

Tính toán thiết kế đồ gá

Thiết kế đồ gá phay 2 rãnh chữ nhật

I.Chọn máy để gia công chi tiết

1.Yêu cầu khi chọn máy

Kiểu loại máy chọn phải đảm bảo thực hiện phơng pháp gia công đã xác

định cho chi tiết đó

Kích thớc máy phải đảm bảo quá trình gia công thuận tiện, an toàn

Máy chọn phải đảm bảo yêu cầu chất lợng gia công theo trình tự chung của chi tiết gia công

2.Chọn máy:

Từ các yêu cầu trên và thực tế trong sản xuất hiện nay cùng với yêu cầu dạng sản xuất loạt lớn, theo bảng 9-38 trang 72 STCNCTM Tập 3

Chọn máy phay ngang của Nga, kiểu 6H81 có các thông số sau Bớc tiến bàn máy thẳng đứng,mm/ph: 12 - 380

Số cấp tốc độ trục chính: 16 Phạm vi tốc độ trục chính,vg/ph: 65 - 1800 Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Công suất động cơ chạy dao: 1,7 kW

Số cấp bớc tiến bàn máy: 16 Bớc tiến bàn máy dọc, mm/ph : 35-980 Bớc tiến bàn máy ngang, mm/ph: 25-765

II Chọn dụng cụ cắt

Từ yêu cầu gia công, kích thớc, hình dạng chọn dụng cụ cắt là dao phay

đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió có các thông số sau: (bảng 4-84 trang 367 STCTM Tập 1)

Đờng kính dao phay D=80mm

Chiều rộng dao B=12mm

Số răng dao Z=10

III Tính toán thiết kế nguyên lý làm việc

1.Loại đồ gá.

Chi tiết sản xuất loạt lớn, tiến hành trên máy phay vạn năng chọn đồ gá chuyên dùng

2.Xác định chuẩn và sơ đồ định vị

a/Chọn chuẩn : Bề mặt đầu của phần trụ lớn 90 tiếp giáp với phần trụ nhỏ 23,

lỗ chính tâm 12 và lỗ không chính tâm 12

b/ Chọn đồ định vị: Chi tiết đợc định vị bằng một khối V hạn chế 2 bậc tự do và

2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trám hạn chế 1 bậc tự do

c/Sơ đồ định vị, hình vẽ

Các chi tiết tham gia định vị đợc chọn nh sau:

+Phiến tỳ :Theo bảng 8-3 trang 395 STCNCTM Tập 2 ta có các kích thớc của phiến tỳ

+ Khối V: Chọn khối V phi tiêu chuẩn có dạng nh hình vẽ:

+Chốt trám: Theo bảng 8-9 trang 400 STCNCTM Tập 2 ta có các kích thớc của chốt:

3.Xác định phơng án kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết

a Để đảm bảo chi tiết không bị dịch chuyển dọc và lật trong quá trình gia công chọn phơng án đảm bảo phôi tiếp xúc vững chắc với phiến tỳ : Khi đó lực kẹp có

+Phơng vuông góc với mặt định vị

+Chiều hớng từ trên xuống

+Điểm đặt sử dụng 4 vấu :điểm đặt biểu diễn trên sơ đồ

Đồng thời chọn phơng án gia công phay thuận, lợi dụng thành phần lực cắt hớng

từ trên xuống vuông góc mặt tỳ của chi tiết lên đồ gá

b Tính lực kẹp cần thiết

Sơ đồ lực kẹp và các lực tác dụng lên chi tiết gia công(hình vẽ trang bên)

Lực tác dụng lên chi tiết gồm:

 Lực kẹp : 2 lực W1=W2= W(cùng phơng chiều)

 Lực cắt PZ, PY (coi thành phần PX không tác dụng)

Thành phần lực tiếp tuyến xác định theo công thức sau:

n D

B S t C

MV q

u Y Z

x P

















Trong đó

Z: số răng dao phay Z=10

KMV:hệ số phụ thuộc vào vật liệu, KMV=0,3(bảng 5-6 sổ tay CNCTM2)

n: số vòng quay của dao Đợc xác định theo tốc độ cắt V:

n = 10003,14..D V = 10003,14..8015= 60 vòng/phút

D:đờng kính dao phay D=80mm

t : chiều sâu cắt t=3mm

SZ :lợng chạy dao đợc xác định theo công thức sau:

Sz =

n Z

S v

. = 10 60

25 = 0,0417 mm/vòng

B:chiều rộng dao(hay chiều rộng rãnh gia công B=12mm)

CP, x,y,u,q, tra bảng 5-41 STCNCTM Tập2, với dao phay thép gió

CP=30; x=0,83; y=0,63; u=1; q=0,83;  =0

60 80

12 0417

0 3 30 10

0 83 0

1 63 0 83

0

















(N) Thành phần lực PY= ( 0 7  0 9 )P Z  66 93  86 06 (N)

Thành phần lực chạy dao PS=( 0 8  0 9 )P Z  76 5  86 06(N)

Thành phần lực vuông góc phơng chạy dao PV =0 3  0 4P Z  28 69  38 25

(N)

Có phơng trình cân bằng lực tác dụng lên chi tiết gia công

) ( 865 35

0 1 0

1 0 25 38 06

86 56

, 4 2

0 )

2 ( 2

2 1

2

2 1

N f

f

f P P

K W

P K

f P

W f

W F

V S

S V











































Trong đó :

W :lực kẹp

K :hệ số an toàn chung

K=K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6

Với:

K0:hệ số an toàn trong mọi trờng hợp, K0=1,5

K1:hệ số kể đến lợng d không đều, K1=1,2(vì gia công thô)

K2:hệ số tăng lực cắt khi dao mòn,K2=1,1

K3:hệ số kể đến vì cắt không liên tục, K3=1,2

K4:hệ số đến nguồn sinh lực không ổn định, K4=1,3

K5:hệ số kể đến vị trí của tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay không D,

K5=1

K6:hệ số tính đến mô men làm lật phôi quanh điểm tựa, K6=1,5

K=4,56

f1:hệ số ma sát giữa mặt trên và tấm kẹp, f1=0,3

f2:hệ số ma sát giữa mặt chuẩn của chi tiết và đồ định vị, f2=0,1(vì mặt

tinh)

Vậy lực kẹp cần thiết 2W=865(N)

4 Chọn cơ cấu sinh lực

Do lực kẹp tơng đối nhỏ đồng thời yêu cầu kẹp nhanh nên ta chọn cơ cấu kẹp

chặt là cơ cấu thanh truyền,cơ cấu thanh truyền có u điểm kết cấu đơn giản, tính

linh hoạt cao,làm việc chắc chắn do có lực kẹp lớn.Để kẹp chặt chi tiết ta chọn

các phần tử kẹp chặt nh sau:

Đòn kẹp có thân dạng ống trụ , phi tiêu chuẩn để kẹp chặt hai đầu của chi tiết.

Để truyền lực kẹp đến các mỏ kẹp ta dùng hệ thống thanh truyền phi tiêu

chuẩn

Sơ đồ kẹp (hình vẽ)

Giả sử chọn đòn kẹp của cơ cấu kẹp liên động có đờng kính là 10mm để kẹp chặt:

Theo bảng 8-30 trang 434 STCNCTM Tập 2 ta chọn mỏ kẹp với các kích thớc nh sau: M10 ; L=63 ; B= 28 ; H=12 ; l = A = 28 ; d= 12 ; d2= M8 ; l1=l2=6 ;

h1=4

5.Tính toán thiết kế truyền lực

Do ta chọn cơ cấu truyền lực kẹp là cơ cấu thanh truyền, đồng thời để

đảm bảo kẹp nhanh, mặt khác giải phóng sức lao động của con ngời, nên ta chọn nguồn sinh lực là thuỷ lực

Sơ đồ tính nh hình vẽ

Lấy mômen tại điểm O ta có



1

1

1 L

L W

Q 

Trong đó Q:lực do nguồn thuỷ lực sinh ra

W1 :lực kẹp W1=430 N

L,L1 là các cánh tay đòn của mỏ kẹp

L=16,25(mm) L1=18,65(mm)

Thay các giá trị vào công thức tính lực Q ta có Q=395(N)

Chọn đờng kính của pít tông theo tiêu chuẩn D=40 (mm)

Từ đó ta xác định đợc áp suất của dầu lên pít tông theo công thức

p

Q

D



4

2



p= 4 2

D

Q

4 14 , 3

395 4

x

x

=31,5 N/cm2

Năng suất(lít/phút) của máy bơm

V=

1

.

1000t p

QL

Trong đó: Q lực ở cán pít tông(kG)

L chiều dài hành trình công tác của pit tông(cm) L=2 cm

t thời gian hành trình của cán(phút) t=1/30(phút)

p áp suất của dầu(kG/cm2)

1 hệ số có ích của dầu 1=0,9

V=

1 / 30 1 , 53 0 , 9

1000

2 5 , 39

=1,72(lít/phút) Vậy công suất tiêu thụ của máy

N=

85 , 0 612

5 , 31 72 , 1

612

.

2





p V

=104 (W)

6 Tính bền cho một số chi tiết chịu lực chính

Trong quá trình làm việc các đòn kẹp của kẹp liên động tham gia kẹp có thể chịu kéo, nén, uốn , xoắn từ đó sinh ra các dạng h hỏng thờng gặp :cong ,đứt thân bu lông, đứt các đờng ren do vậy phải tiến hành tính toán bền cho nó

6.1/ Kiểm nghiệm theo ứng suất tơng đơng

Trong quá trình làm việc đòn kẹp chịu nén xoắn, dựa vào sức bền vật liệu

td  

4

3 1 3

1

d

P d

P

td







      

 

 





d2 5 2

trong đó P: lực nén tác lên đòn kẹp Lấy mômen đối với điểm O1 ta xác

L

L L

1 1

Thay số :P= W= 430(N)

L= 16,25mm ; l1= 18,65mm

q= 300 (giả sử lò so bị nén 5mm và độ cứng của lò xo k=100N/ mm)  P= 1104(N)

  : ứng suất cho phép lấy   =340MPa

mm

100

d 2 

 >5,32 vậy bu lông đảm bảo bền

6.2 Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn

Trong quá trình làm việc bu lông chịu uốn do vậy phải tiến hành kiểm nghiệm

bu lông khi thân bulông chịu uốn dọc

Điều kiện bền uốn

n=  n

P

P

tt

th 

Trong đó P tt :tải trọng tính toán

P

 2

min 2

th

L

J E













E:mô đun đàn hồi của vật liệu chế tạo bu lông kẹp E= 2.5 10 5 N / mm 2

Jmin:mô men quán tính nhỏ nhất theo tiết diện ngang của bu lông

Jmin=

64

d 2





=4,9s : hệ số tính đến hình thức chịu uốn   0 5

L:chiều dài làm việc

[n]=2.5  4:hệ số an toàn cho phép

Từ các công thức tính toán trên ta có nhận xét chiều dài phần làm việc của các bu lông không lớn, lực tác dụng không lớn lắm do vậy điều kiện bền tính theo hệ số an toàn có thể coi thoả mãn

III.4 Tính sai số cho phép của đồ gá

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo Hớng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy trang 111 ta có:

] [

] [ ]

[ ct  gd 2 c2 k2 m2 dc2

Trong đó:

ct – sai số cho phép của đồ gá

gđ– sai số gá đặt, gđ = 

3

1

;

- dung sai của nguyên công phay rãnh chữ nhật

Theo bảng 3-91 trang248 STCNCTM Tập 3 có  = 18 m

 gd = 6 m

c – sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thớc gây ra

Trong kết cấu đồ gá này coi chuẩn định vị trùng với gốc kích thớc nên c = 0

k – sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra,

k = 0 do trong kết cấu đồ gá này dùng cơ cấu kẹp liên động nên lực kẹp phân bố đều trên mặt chuẩn

m – sai số do đồ gá bị mòn gây ra: m=  N

Với :  - hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị

Khi chuẩn tinh là phiến tỳ phẳng thì  = 0,2  0,4; chọn  = 0,3

N - số chi tiết đợc gia công trên đồ gá, ta cũng chọn N = 100chi tiết Vậy có m = 0 , 3 100  3m

đc – sai số điều chỉnh, Lấy đc= 10 (m)

Nh vậy: [ ] 6 2 [ 0 2 0 2 3 2 5 2 ] 1 , 4













ct

III.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

Từ kết cấu của đồ gá đã thiết kế, sai số gá đặt cho phép đợc đảm bảo khi:

- Độ vuông góc giữa tâm chốt trụ và mặt đế gá phải nhỏ hơn 0,0014mm

- Độ không song song giữa mặt trên phiến tỳ và đế gá phải nhỏ hơn 0,0014mm

tài liệu tham khảo

[1] Công nghệ chế tạo máy tập 1

Nguyễn Đức Lộc – NXBKHKT 92 [2] Công nghệ chế tạo máy tập 2

Nguyễn Đức Lộc – NXBKHKT 92 [3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 Nguyễn Đức Lộc-NXBKHKT 2000 [4] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 Nguyễn Đức Lộc-NXBKHKT 2001

[5] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3 Nguyễn Đức Lộc-NXBKHKT 2001

[6] Hớng dẫn thiết kế đồ án CNCTM

HVKTQS - 2003

[7] Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí

HVKTQS – 2001

[8] Sổ tay & Atlas đồ gá

PGS.TS Trần Văn Địch - NXBKHKT 2000 [9].Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá

PGS.TS Trần Văn Địch – NXBKHKT 2000 [10] Sổ tay gia công cơ

NXBKHKT 2000