THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

để ghóp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, nghành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lợng và năng suất chế tạo, vì đó là một trong các nghành trọng

Mục lục

Lời nói đầu………… 1

I.Thiết kế cơ cấu định vị ………… 2

1 Phân tích sơ đồ định vị và các bề mặt chuẩn ………4

2 Lựa chọn, thiết kế các chi tiết của cơ cấu định vị ………… 5

II.Phân tích lựa chọn kiểu đồ gá theo năng suất ……….6

III.Tính toán thiết kế cơ cấu kẹp.

1 Tính toán lực kẹp …………7

2 Thiết kế cơ cấu kẹp ……… 9

3 Kiểm tra bền ………11

IV Phân tích tính toán nguồn sinh lực

V Thiết kế tổng thể đồ gá……….12

VI Tính toán xác định các chỉ tiêu về độ chính xác , bền và bền

Vii Tài liệu tham khảo………….14

Lời nói đầu.

để ghóp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, nghành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lợng và năng suất chế tạo, vì đó là một trong các nghành trọng điểm của nền công nghiệp quốc gia 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 nói chung và sinh viên ngành Chế Tạo Máy nói riêng,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 Tạ

Đăng Doanhvà 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 nên đồ án còn nhiều thiếu sót,em mong đợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy và sự đóng góp chân tình của các bạn giúp em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tạ Đăng Doanh cùng các thầy trong

bộ môn Chế Tạo Máy đã giúp đỡ tận tình em trong quá trình làm đồ án này Ngời thục hiện: Trần Văn Sỹ

đồ án môn học:thiết kế đồ gá

I THIếT Kế CƠ CấU ĐINH Vị.

1 Phân tích sơ đồ định vị , và các bề mặt chuẩn.

Hình 1 Chi tiết cần gia công là càng quay cong , gồm 3 trụ tròn dạng ngắn trong đó

co hai trụ có đờng tâm song song , trụ còn lại có đờng tâm vuông góc với hai trụ trên hinh vẽ Một đoạn cong có chiều dài khá lớn so với toàn chi tiết

Đĩa cần gia công dày 8mm nằm trên đầu phần trụ có đờng tâm vuông góc với hai đơng tâm kia

Các bề mạt trụ có độ nhám bề mặt Ra = 2.5 thuôc dang trung bình , gia công đĩa là nguyên công sau cùng của quá trình gia công chi tiết

Từ cac phân tích trên ta chon sơ đồ định vị nh sau:

a.Sơ đồ dịnh vị chi tiết gia công

Chi tiết đợc định vị bằng 1 phiến tì có rãnh nghiêng đinh vị mặt phẳng dới khống chế 3 bậc tự do

Một chốt trụ ngắn đinh vị tại mặt trụ trongφ 40 Khống chế hai bậc

tự do

Một chốt trám định vị mặt trụ trongφ 25 Khống chế một bậc tự do Dùng1 chốt tì phụ đẻ đỡ phần trụ tăng cứng cho cơ cấu khi lam việc

Vậy cơ cấu đã đợc định vị cả 6 bậc tự do

Sơ dĩ chon cac phần tử nh vậy bởi vì chi tiêt cần gia công có chiều dài khá lớn do dó sai lệch khi lắp ghep với đồ gá là khá lớn do đó chốt trám

có khả năng điều chỉnh đợc khoảng cach trục dể việc định vị đơc chính xác

b.Chọn chuẩn

Chọn chuẩn định vị là giao tuyến của phiến tỳ với mặt phẳng chi tiết Chọn chuẩn điều chỉnh và gốc kích thớc trùng chuẩn định vị

Vậy có sai số chuẩn εc=o

c.Chọn các phần tử định vị

+Chọn phiến tỳ phẳng khoan lỗ φ 42chính giữa và có các thông số nh sau: Bảng1:

+Chọn chốt trụ ngắn.Tra sổ tay CNCTM T2 trang400 Ta có các thông số của chốt nh sau:

Bảng2:

+Chọn chốt trám.Tra số tay CNCTMT2 trang 400 ta có các thông số sau:

Bảng 3:

D l d L h1 c C1 b b1 B

+Chọn các vít đầu chìm lục giác lắp thân đồ gá, phiến tỳ và các chi tiết

khác.tra sổ tay vẽ kĩ thuật có:

Bảng4

II PHÂN TíCH, LựA CHọN máy và KIểU Đồ Gá THEO

NĂNG SUấT.

2.1 Phân tích chi tiết:

Chi tiết cần gia công là càng quay cong , gồm 3 trụ tròn dạng ngắn trong đó

co hai trụ có đờng tâm song song , trụ còn lại có đờng tâm vuông góc với hai trụ trên hinh vẽ Một đoạn cong có chiều dài khá lớn so với toàn chi tiết

Đĩa cần gia công dày 8mm nằm trên đầu phần trụ có đờng tâm vuông góc với hai đơng tâm kia

Các bề mạt trụ có độ nhám bề mặt Ra = 2.5 thuôc dang trung bình ,gia công rãnh then là nguyên công sau cùng của quá trình gia công chi tiết

2.2 Loại đồ gá.

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

2.3 Chọn máy để gia công chi tiết:

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

Từ các yêu cầu trên và thực tế trong sản xuất hiện nay cùng với yêu cầu dạng sản xuất loạt vừa, chọn máy phay vạn năng kiểu máy 5Đ32(đặc tính

kỹ thuật cho trong sổ tay công nghệ CTM)

2.4.Chọn dụng cụ cắt:

Từ yêu cầu gia công, kích thớc,hình dạng chi tiết gia công ta chọn dụng

cụ cắt là dao phay đĩa 3 mặt răng có các kích thớc(mm) nh sau (bảng 4.82 trang 366 sổ tay CNCTM tập 1) ta có:

D B d Z Lợngchaydao(S) Tốc độ cắt(V)

125 8 32 22 5(mm/ph) 15(m/ph)

Sau khi đã định vị đợc chi tiết ta xác định phơng án kẹp chặt chi tiết để khi gia công,dới tác dụng của lực cắt chi tiết không bị xê dịch,rung động hoặc bị

biến dạng.Căn cứ vào sơ đồ định vị,hớng của lực cắt,ta dùng mỏ kẹp để kẹp hai đầu trụ của chi tiết nh hình vẽ2

Hình 2 +phơng lực kẹp vuông góc với mặt định vị

+Chiều hớng từ trên xuống

+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

+Tính lực kẹp cần thiết

Sơ đồ lực kẹp và các lực tác dụng lên chi tiết gia công(hình vẽ2)

Lực tác dụng lên chi tiết gồm:

• Lực kẹp : 1 lực W

• Lực cắt PZ, Py (coi thành phần PX không tác dụng)

Chiều sâu cắt t đợc tính theo công thức sau:

V= y u p v

z x m

q

Z B S t T

D C

.

.

(*)

Sz là lợng chạy dao răng Sz= 0 23

22

5 =

=

Z

S

(mm)

Cv; m; y; u; q và p là hệ số và các số mũ cho ở bảng 5-39

Cv= 690

m = 0.35

y = 0.4

x = 0.3

q = 0.2

u = 0.1

p = 0

T là chu kỳ bền của dao cho ở bảng 5-40

T= 120 (phút)

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể

kv =kMV.knv.kuv

Trong đó :

Kmv là hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu gia công cho trong

Bảng 5.1-5.4

Tra bảng ta có: Kmv= 0.8

Knv là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi(bảng 5.5)

Tra bảng ta có :Knv= 0.8

Kuv là hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt(bảng 5.6)

Tra bảng ta có: Kuv= 1

Ta có kv= 0.82.1=0.64

Thay vào công thức (*) ta nhận đợc:

22 8 23 0

120

125 690

0 1 0 4 0 3

0

35

.

0

2 0

t

t = 3 (mm)

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

n D

B S t C

MV q

u Y Z

x

ì

ì

ì

ì

ì

ω

Trong đó Z: số răng dao phay Z=22

K MV:hệ số phụ thuộc vào vật liệu KMV=0.8(bảng 5-9 sổ tay CNCTM2)

n: số vòng quay của dao :

n=

D

V

.

1000

Π = .125

15 1000

Π = 380 (v/ph).

D:đờng kính dao phay D=125 (mm

t: chiều sâu cắt t=3 (mm)

SZ :lợng chạy dao răng :SZ=0.023 (mm)

B:chiều rộng dao(hay chiều rộng rãnh gia công B=8 (mm))

CP, x,y,u,q,ωtra bảng 5-41(T2) sổ tay CNCTM, dao phay thép gió.

CP=68.2,x=0.86,y=0.72, u=1,q=0.86,ω=0

ì

ì

ì

ì

38 125

8 023 0 3 2 68 10

0 86 0

1 72 0 86

0

835(N) Thành phần lực Ph= ( 0 4 ữ 0 8 )P Z = 334 ữ 668 (N)

Thành phần lực Py= ( 0 85 ữ 0 95 )P Z = 710 ữ 793 (N)

Thành phần lực tổng hợp Pyz= 2 2

z

P + =1152(N) Thành phần lực vuông góc phơng chạy dao PV = 2 2

h

P − =1103(N)

Chi tiết dễ mất ổn định là lật tại điểm M trên phiến tỳ

Có phơng trình cân bằng lực đối với điểm M là:

Chống chuyển động lật tại M do lực PX=PV gây ra:

2 1

2 1

d f

d P k

w

w d f d

P

k

x ct

ct x

ì

ì

ì

=

⇒

ì

ì

=

ì

ì

trong đó:

d1 là khoảng cách lớn nhất từ đầu chi tiết đến điểm M

ta có d1= 97 (mm)

d2 là khoảng cách từ mỏ kẹp đến điểm M

ta có d2=60 (mm)

wct là lực kẹp cần thiết

f1 là hệ số ma sát giữa phiến tỳ và chi tiết

f2 là hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết

K là hệ số an toàn

K=K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6

K0 là hệ số an toàn, thờng lấy K0=1.5

K1 là hệ số về tính chất bề mặt gia công K1=1.2

K2 là hệ số về việc tăng lực cắt do mòn dao K2=1.2-1.6

K3 là hệ số về việc tăng lực cắt khi gia công bề mặt không liên tục K3=1

K4 là hệ số về lực kẹp ổn định,kẹp bằng khí nén K4=1.0

K5 là hệ số xét ảnh hởng của mômen làm quay chi tiết K5=1

K6 là hệ số xét mômen làm phôi lật quanh điểm tựa K6=1.2

Thay các giá trị vào công thức tính K ta đợc K=3.5

Thông thờng hệ số ma sát lấy là f=0.1- 0.15

Thay các giá trị vào công thức tính wct ta tính đợc

wct= 1788(N)

3.5.Chọn các phần tử của cơ cấu kẹp chặt

Do lực kẹp tơng đối lớn nên ta chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu kẹp nêm phẳng một phía có những u điểm sau:

- Kẹp nhanh

- Có tính tự hãm rất tốt

- Có thể khuếch đại lực

- Kết cấu đơn giản , gọn nhẹ

Để kẹp chặt chi tiết ta chọn các phần tử kẹp chặt nh sau:

+ Chọn đai ốc lắp vào bu lông M16.Tra sổ tay CNCTMT2 trang 429:

Bảng8

+Chọn mỏ kẹp.Tra sổ tay CNCTMT2 trang435 có:

Bảng9

+ Chọn cơ cấu nêm phẳng một phía Tra sổ tay CNCTM T2 ta có các thông

số nêm sau:

H L B α

+ Chọn côn xẻ rãnh co cac thông số sau:

H L B α

*Ta chọn cơ cấu truyền lực kẹp là cơ cấu nêm phẳng một phía có các u

điểm sau:

- Kẹp nhanh

- Có tính tự hãm rất tốt

- Có thể khuếch đại lực

- Kết cấu đơn giản , gọn nhẹ

*Chọ nguồn sinh lực:

Chọn nguồn sinh lực xi lanh khí nén

- Tạo lực lớn

- Có thể thay đổi nhanh chiều tác dụng lực

- Tác dụng lực nhanh

Sơ đồ tính nh hình vẽ

* tính lực đẩy của xilanh khí nén :

Từ sơ đồ trên ta có:

Q=W.55/45

Q= 1788.55/45 = 2185 (N)

Theo công thức tính nêm phẳng có một con lăn nh hình vẽ ta có

F=Q.[tg(α+φ1)+tgφ1]

Trong đó φ1 là góc ma sát.Ta chọn tgφ1=0,1

α : là góc nghiêng của nêm phẳng lấy bằng 150

thay số vào công thức trên ta có : F=1048(N)

+chọn xi lanh có đờng kính 50mm(tham khảo sổ tay CNCTMT 2)

Đây là loại đồ gá chuyên dùng cho sản xuất loạt lớn

Chi tiết dạng càng quay đợc gá trên thân đồ gá qua phiến tỳ phẳng và đợc

định vị bởi phiến tỳ phẳng , chốt trụ ngắn và chốt trám

Có thể điều chỉnh đợc khoảng cách giữa phần đầu gia công và thân đồ gá một cách chính xác nhờ chốt tỳ có thể điều chỉnh đợc Khi gá chi tiết vào nếu cha đợc định vị chính xác thì vặn đai ốc đièu chỉnh ở chốt tỳ sẽ điều chỉnh đợc khoảng cách đó

Chi tiết đợc kẹp chặt nhờ mỏ kẹp va dùng cơ cấu kẹp nêm phẳng một phía , nhờ lực lực dẫn động của cơ cấu xi lanh khí nén

XáC, BềN, BềN MòN.

1 Tính sai số của đồ gá:

Sai số gá đặt đợc tính theo công thức sau:

εgd = εc + εk + εct + εm + εdc

Trong đó:

gd

ε là sai số gá đặt

c

ε là sai số chuẩn

k

ε là sai kẹp chặt

ct

ε là sai số chế tạo

m

ε là sai số mòn

dc

ε là sai số điều chỉnh

2.Kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết.

Dới tác dụng của lực kẹp,khi gia công chi tiết thì bu lông kẹp chịu lực lớn,dễ bị phá huỷ,ảnh hởng đến chất lợng gia công và an toàn cho công nhân,vì thế chọn bu lông kẹp phải đủ độ bền,ta kiểm nghiệm bền cho bu lông kẹp

a.Kiểm nghiệm bền theo ứng suất tơng đơng

Trong quá trình làm việc bu lông chịu nén xoắn hoặc kéo xoắn,dựa vào sức bền vật liệu,tính ứng suất tơng đơng của bu lông theo công thức:

σtd = σ 2 + 3 τ 2 ≤[ ]σ

Trong đó σtd-ứng suất tơng đơng,khi kể đến mômen ren thì đợc tính theo công

thức thực nghiệm sau: σtd=1.3σ.

σ -ứng suất kéo hoặc nén khi bu lông làm việc,đợc tính theo công thức

2

2 3 14 16

3815 4 4

ì

ì

=

=

d

F v

π

σ =19(N / mm2)

Fv lực vặn chặt tác động lên bu lông Fv=Q=3815(N)

Do đó σtd=1.3σ=25(N / mm2)

[ ]σ -ứng suất cho phép của vật liệu làm bu lông,tra sổ tay thiết kế chi tiết máy ta có [ ]σ =75-80(Mpa)

Nh vậy σtd ≤[ ]σ ,bu lông thoả mãn điều kiện bền tĩnh

b.Kiểm nghiệm bu lông theo hệ số an toàn mỏi

Theo sơ đồ kẹp chặt chi tiết ta thấy bu lông chỉ chịu lực vặn chặt Fv ,ngoài

ra bu lông còn chịu lực dọc trục ,tuy nhiên lực này nhỏ không đáng kể nên gây ra ứng suất mỏi không lớn vì thế bu lông cũng thoả mãn điều kiện bền mỏi

V an toàn lao động.

Sử dụng nguồn lực dẫn động là khi nén sẽ giảm đợc sức lao động của công

sử dụng nh việc đóng ngắt điện an toàn, phải có khẩu trang khi làm việc tránh bụi bẩn do phoi thoát ra và các khí khi mà xả trong xi lanh ra

VI.Kết luận

Qua việc làm đồ án môn học Thiết Kế Đồ Gá đã giúp cho học viên nắm

đ-ợc những kiến thức cơ bản của ngành cơ khí nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng.Để thực hiện một nguyên công nào đó ta có thể sử dụng nhiều loại

đồ gá khác nhau,các đồ gá này khác nhau ở phơng pháp định vị và kẹp chặt,mức độ cơ khí hoá và các chốt tỳ phụ ,mâm quay, bạc chặn các đồ gá… khác nhau sẽ cho năng suất và hiệu quả kinh tế khác nhau.Do đó việc thiết kế lựa chọn loại đồ gá cho từng chi tiết nhất định là hết sức quan trọng.Việc lựa chọn loại đồ gá để gia công phải đợc thực hiện một cách đồng bộ ,kết hợp nhiều yếu tố liên quan với nhau,cụ thể là:kết cấu của đồ gá đợc lựa chọn theo dạng sản xuất,độ chính xác kích thớc,hình dáng của chi tiết,khả năng gia công trên một đồ gá tất cả các chi tiết với việc điều chỉnh thay đổi ít nhất

TàI liệu tham khảo

1.Trần Văn Địch

Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật.Hà Nội 2000

2.Lê Văn Tiến,Trần Văn Địch,Trần Xuân Việt

Đồ gá gia công và tự động hoá

Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật.Hà Nội 1999

3.Trần Văn Địch

Sổ tay ATLAS đồ gá

Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật.Hà Nội 2000.

4.Tiêu Chuẩn Nhà Nớc Đồ Gá Tập I,II,III,IV

Nhà Xuất Bản Hà Nội 1976.