ĐHĐN trang bị công nghệ và cấp phôi tự động ths châu mạnh lực, 177 trang

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ℜ - TRANG BỊ CÔNG NGHỆ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG CHÂU MẠNH LỰC, PHẠM VĂN SONG ĐÀ NẴNG 2003 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ℜ - CHÂU MẠNH LỰC, PHẠM VĂN SONG TRANG BỊ CÔNG NGHỆ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG ĐÀ NẴNG 2003 Mục lục Trang Mục lục Phần TRANG BỊ CÔNG NGHỆ ĐỒ GÁ GIA CÔNG Chương 1-1 Khái niệm 1-2 Định nghĩa công dụng đồ gá gia công 1-2-1 Định nghĩa 1-2-2 Công dụng đồ gá gia công 1-3 Phân loại đồ gá gia công máy cắt kim loại 1-3-1 Căn vào phạm vi sử dung 1-3-2 Căn vào máy sử dụng 1-3-3 Căn vào nguồn sinh lực để kẹp chặt 1-3-4 Căn vào số chi tiết đồng thời gia công 1-4 Yêu cầu đồ gá 1-5 Các thành phần đồ gá Chương ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ 2-1.Yêu cầu đồ định vị 2-1-1 Định nghĩa 2-1-1 Yêu cầu đồ định vị 2-2 Định vị chi tiết chuẩn định vị mặt phẳng 2-2-1 Chốt tì cố định 2-2-2 Chốt tì điều chỉnh 2-2-3 Chốt tì tự lựa 2-2-4 Chốt tì phụ 2-2-5 Phiến tì 2-2-6 Sai số chuẩn 2-3 Định vị chuẩn mặt trụ 2-3-1 Khối V 2-3-2 Mâm cặp 2-3-3 Ống kẹp đàn hồi 2-4 Định vị chuẩn mặt trụ 2-4-1.Các loại chốt gá 2-4-2 Các loại trục gá 2-4-3 Sai số chuẩn định vị mặt 2- Định vị hai lỗ tâm 2-5-1 Mũi tâm cứng 2-5-2 Mũi tâm tùy động 2-5-3 Mũi tâm quay 2-6 Định vị kết hợp 7 8 9 10 10 10 10 11 12 12 12 12 13 13 13 14 14 15 16 16 16 18 18 18 18 20 20 22 22 23 23 24 2-6-1 Định vị mặt phẳng hai lỗ vng góc với mặt phẳng 24 2-6-2 Định vị mặt phẳng chốt vát có đường tâm song song với mặt phẳng 29 2-7 Định vị bề mặt đặc biệt 29 2-7-1.Định vị mặt lăn bánh 29 2-7-2 Định vị mặt dẫn hướng 30 31 Chương KẸP CHẶT VÀ CƠ CẤU KẸP CHẶT 3-1 Khái niệm 3-2 Phương, chiều, điểm đặt trị số lực kẹp 3-2-1 Phương chiều lực kẹp 3-2-2 Điểm đặt lực kẹp 3-2-3 Tính lực kẹp chặt cần thiết W 3-2-4 Các loại cấu kẹp chặt phôi 3-3 Kẹp chặt chêm 3-3-1 Khái niệm 3-3-2 Tính lực kẹp cấu chêm 3-3-3 Tính tốn điều kiện tự hãm chêm 3-3-4 Tính lực cần thiết để đóng chêm 3-3-5 Tính chêm phối hợp với lăn 3-3-6 Tính chêm có chốt 3-4 Kẹp ren vít 3-4-1 Khái niệm 3-4-2 Kết cấu 3-4-3.Tính tốn lực kẹp cấu kẹp ren vít 3-4-4 Kẹp ren vít với địn 3-5 Kẹp bánh lệch tâm ( kẹp chặt cam ) 3-5-1 Khái niệm 3-5-2 Bánh lệch tâm tròn 3-5-3 Bánh lệch tâm đường cong Ac-si-met 3-5-4 Bánh lệch tâm đường cong lơ ga rít 3-5-5 Kết cấu bánh lệch tâm 3-6 Cơ cấu phóng đại lực kẹp 3-6-1 Cơ cấu phóng đại lực kẹp truyền 3-6-2 Cơ cấu phóng đại lực kẹp hai truyền kẹp phía 3-6-3 Cơ cấu phóng đại lực kẹp hai truyền kẹp hai phía 3-6-4 Cơ cấu phóng đại lực kẹp khí nén- dầìu ép Chương CƠ CẤU TỰ ĐỊNH TÂM 4-1 khái niệm 4-2 Cơ cấu tự định tâm ren ốc trái chiều 4-3 Tự định tâm chêm 4-4 Tự định tâm đòn bẩy 4-5 Tự định tâm đường cong 4-6 Tự định tâm khe chêm 4-7 Tự định tam lò xo đĩa 4-8 Tự định tâm ống kẹp co bóp đàn hồi 4-9 Tự định tâm chất dẻo Chương CÁC CƠ CẤU SINH LỰC 5-1 Cơ cấu sinh lực khí nén 5-1-1 Xi lanh piston 5-1-2 Xi lanh màng 5-2 Cơ cấu sinh lực dầu ép 5-3 Cơ cấu sinh lực khí nén -dầu ép 31 32 32 32 32 38 40 40 42 43 44 44 45 47 47 47 50 54 55 55 55 58 59 60 61 66 67 67 67 67 67 68 68 68 68 68 69 69 69 69 69 69 69 70 70 5-4 Cơ cấu sinh lực khí- điện 5-5 Cơ cấu sinh lực điện từ 5-5-1 Ngun tắc làm việc 5-5-2 Trình tự tính tốn 5-6 Cơ cấu sinh lực lực li tâm 5-7 Cơ cấu sinh lực chân không 5-8 Cơ cấu sinh lực định tâm chất dẻo Chương CÁC CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ GIA CÔNG 6-1.Cơ cấu dẫn hướng kiểm tra vị trí dụng cụ cắt 6-1-1 Bạc dẫn 6-1-2 Phiến dẫn 6-1-3 Cơ cấu dẫn hướng dao chuốt 6-2 Cơ cấu xác đinh vị trí dao 6-3 Cơ cấu định vị đồ gá máy cắt gọt kim loại 6-3-1 Cơ cấu định vị đồ gá máy phay, máy doa 6-3-2 Cơ cấu định vị đồ gá máy tiện 6-4 Cơ cấu phân độ 6-5 Cơ cấu chép hình 6-5-1.Cơ cấu chép hình khí 6-5-2 Cơ cấu chép hình khí nén - dầu ép 6-6 Thân đồ gá Chương TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHUYÊN DÙNG GIA CÔNG CẮT GỌT 7-1 Yêu cầu 7-2 Các bước tiến hành 7-3 Xây dựng vẽ lắp chung đồ gá 7-4 Độ xác suất gá đặt đồ gá 7-4-1 Độ cứng vững độ xác cần thiết đồ gá gia công cắt gọt 7-4-2 Năng suất gá đặt thao tác đồ gá 7-5 Yêu cầu cụ thể với loại đồ gá gia công cắt gọt 7-5-1 Đồ gá khoan 7-5-2 Đồ gá phay 7-5-3 Đồ gá tiện 7-5-4 Đồ gá mài 7-5-5 Đồ gá chuốt 7-6 Tiêu chuẩn hố vạn hố trang bị cơng nghê.û 7-6-1 Vai trò ý nghĩa tiêu chuẩn hoá vạn hoá 7-6-2 Phương hướng nội dung tiêu chuẩn hoá TBCN 7-6-3 Các giai đoạn tiêu chuẩn hố trang bị cơng nghệ 7-6-4 Các phương hướng để vạn hoá xác lập 7-7 Phân tích tính kinh tế thiết đồ gá 7-7-1 Xác định hiệu kinh tế trang bị công nghệ mang lại 7-7-2 Xác định chi phí thiết kế chế tạo trang bị cơng nghệ 70 70 70 71 72 73 74 75 75 75 78 79 81 82 82 83 84 85 85 86 87 88 88 88 89 89 90 93 94 94 97 97 98 98 98 99 99 100 100 101 101 102 Chương ĐỒ GÁ KIỂM TRA 8-1 Khái niệm chung 8-2 Thành phần đồ gá kiểm tra 8-2-1 Cơ cấu định vị 8-2-2 Cơ cấu kẹp chặt 8-2-3 Cơ cấu đo 8-2-4 Cơ cấu phụ 8-2-5 Thân đồ gá 8-2-6 Một số ví dụ đồ gá kiểm tra Chương ĐỒ GÁ LẮP RÁP 9-1 Khái niệm 9-1-1 Đồ gá lắp ráp vạn 9-1-2 Đồ gá lắp ráp chuyên dùng 9- Thành phần đồ gá lắp ráp 9-2-1 Chi tiết (cơ cấu) định vị 9-2-2 Chi tiết (cơ cấu) kẹp chặt 9-2-3 Cơ cấu phụ 9-3 Đặc điểm thiết kế đồ gá lắp ráp chuyên dùng 9-3-1 Tài liệu ban đầu để thiết kế đồ gá lắp ráp bao gồm 9-3-2 Trình tự thiết kế 9-3-3 Độ xác lắp ráp 9-4 Đồ gá thay đổi vị trí đối tượng lắp Chương 10 DỤNG CỤ PHỤ 10-1 Khái niệm chung 10-2 Dụng cụ phụ dùng máy khoan 10-2-1 Cơ cấu thay dao nhanh 10-2-2 Đồ gá dao tiện rãnh mặt 10-2-3 Đầu khoan nhiều trục 10-2-4 Tính đầu khoan nhiều trục 10-3 Cơ cấu kẹp dao máy tiện 10-4 Cơ cấu kẹp dao máy phay 103 103 103 104 105 106 107 108 110 111 111 111 111 113 113 113 113 114 114 114 114 117 119 119 119 119 120 121 124 129 130 Phần II CẤP PHÔI TỰ ĐÔNG 132 Chương 11 KHÁI NIỆM 11.1 Khái niệm 11.2 Phân loại 11.3 Ý nghĩa 135 138 140 Chương 12 HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG 141 12.1 Các thành phần chủ yếu hệ thống cấp phôi tự động 12.2 Phễu chứa phôi 141 145 12.2.1 Ổ cấp phôi phôi cuộn 150 12.2.2 Phễu cấp phôi rời 155 12.2.3 Một số kết cấu phễu chứa phôi 160 12.3 Máng chuyển phôi 161 12.3.1 Các dạng máng sử dụng để chuyển phôi 161 12.3.2 Tính tốn thơng số máng 165 12.4 Bộ phận làm phù hợp tốc độ phôi, phân chia chuyển hướng phôi 12.4.1 Cơ cấu làm phù hợp tốc độ phôi 170 12.4.2 Bộ phận phân chia phôi chuyển hướng 172 12.5 Cơ cấu nắm bắt phôi 175 TÀI LIỆU THAM KHẢO 176 Phần I TRANG BỊ CÔNG NGHỆ Chương ĐỒ GÁ GIA CÔNG CƠ 1-1 Khái niệm : Chất lượng sản phẩm khí, suất lao động giá thành tiêu kinh tế kĩ thuật quan trọng sản xuất Để đảm bảo tiêu trên, trình chế tạo sản phẩm khí, ngồi máy cắt kim loại (máy cơng cụ) dụng cụ cắt, cịn cần có loại đồ gá dụng cụ phụ (gọi trang bị cơng nghệ) Trang bị cơng nghệ đóng vai trị quan trọng, nhờ sản xuất khí đảm bảo nâng cao chất lượng, tăng suất hạ giá thành chế tạo sản phẩm Trang bị cơng nghệ (đối với gia cơng khí), tồn phụ tùng kèm theo máy cơng cụ nhằm mở rộng khả công nghệ máy, tạo điều kiện cho việc thực trinh công nghệ chế tạo khí với hiệu kinh tế kĩ thuật cao Theo kết cấu công dụng, trang bị công nghệ phân thành hai loại: trang bị công nghệ vạn trang bị công nghệ chuyên dùng Đặc điểm trang bị vạn không phụ thuộc vào đối tượng gia công định sử dụng chủ yếu vào dạng sản xuất đơn loạt nhỏ Cịn trang bị cơng nghệ chun dùng kết cấu tính phụ thuộc vào một nhóm đối tượng gia cơng định, dùng chủ yếu sản xuất hàng khối loạt lớn, cá biệt sản xuất nhỏ đơn u cầu có độ xác cao chi tiết không dùng chúng khơng thể gia cơng Đối với gia cơng khí, người ta thường sử dụng hai loại trang bị công nghệ đồ gá (đồ gá gia công, đồ gá kiểm tra, đồ gá lắp ráp) dụng cụ phụ - Đồ gá: trang bị cơng nghệ cần thiết dùng q trình gia cơng (đồ gá gia cơng), q trình kiểm tra (đồ gá kiểm tra) trình lắp ráp sản phẩm khí (đồ gá lắp ráp) Đồ gá gia cơng chiếm tới 80÷90 % đồ gá - Dụng cụ phụ (đồ gá dao): loại trang bị công nghệ dùng để gá đặt dụng cụ cắt q trình gia cơng.Tuỳ theo u cầu sử dụng mà kết cấu loại dụng cụ phụ vạn chuyên dùng Trong ngành chế tạo máy trang bị cơng nghệ đóng vai trị quan trọng mang lại hiệu kinh tế cao sử dụng cách hợp lí Sử dụng trang bị cơng nghệ có lợi ích sau : Dễ đạt độ xác yêu cầu vị trí chi tiết gia cơng dao điều chỉnh xác Độ xác gia cơng phụ thuộc vào tay nghề cơng nhân Nâng cao suất lao động Giảm nhẹ cường độ lao động người công nhân Mở rộng khả làm việc thiết bị Rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất mặt hàng Hiện khâu thiết kế chế tạo tồn trang bị cơng nghệ cho sản phẩm khí chiếm tới 80% khối lượng lao động trình chuẩn bị sản xuất Để đảm bảo chức làm việc hiệu sử dụng đồ gá dụng cụ phụ mặt kĩ thuật kinh tế trước hết cần phải lựa chọn xác định trang bị công nghệ vạn sẵn có; Cịn trang bị cơng nghệ chun dùng cần phải thiết kế, tính tốn kết cấu nguyên lí, thoả mãn yêu cầu nguyên công đặt chất lượng, suất hiệu kinh tế trình chế tạo sản phẩm khí thiết bị sản xuất, sau phải giám sát điều hành chặt chẽ trình chế tạo thử nghiệm trang bị chuyên dùng Việc tính tốn thiết kế trang bị cơng nghệ để đạt yêu kĩ thuật, đảm bảo suất cao nhằm nâng cao hiệu trình sản xuất nhiệm vụ người làm công tác chế tạo máy Muốn làm tốt việc phải có kiến thức định Trên sở phân tích q trình tạo hình, q trình gây sai số gia công, với hiểu biết thiết bị, dụng cụ, học có học vật rắn biến dạng áp dụng cụ thể với sơ đồ gia cơng để phân tích, tính tốn thiết kế nên trang bị công nghệ cần thiết 1-2 Định nghĩa công dụng đồ gá gia công 1-2-1 Định nghĩa Đồ gá gia công loại trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí xác chi tiết gia cơng so với dụng cụ cắt, đồng thời giữ vững vị trí suốt q trình gia cơng 1-2-2 Cơng dụng đồ gá gia cơng Nói chung, đồ gá gia cơng có cơng dụng sau : - Bảo đảm độ xác vị trí bề mặt gia công Nhờ đồ gá để gá đặt chi tiết, xác định cách xác vị trí tương đối chi tiết gia cơng máy dao cắt, đạt độ xác vị trí tương đối cao cách ổn định,tin cậy nhanh chóng - Nâng cao suất lao động Sau sử dụng đồ gá loại bỏ bước vạch dấu so dao, nhờ giảm đáng kể thời gian phụ; ngồi ra, dùng đồ gá gá đặt chi tiết dễ dàng kẹp chặt đồng thời nhiều chi tiết, gia cơng nhiều vị trí, làm cho thời gian trùng với thời gian phụ; dùng đồ gá khí hóa, tự động hóa mức độ cao thêm bước giảm thời gian phụ, làm tăng cao suất lao động - Mở rộng phạm vi sử dụng máy công cụ Trên máy cắt kim loại sử dụng đồ gá chuyên dùng mở rộng khả cơng nghệ máy Ví dụ, máy tiện sử dụng đồ gá chun dùng tiện hình đa cạnh - Không yêu cầu tay nghề công nhân cao giảm nhẹ cường độ lao động họ 1-3 Phân loại đồ gá gia công máy cắt kim loại Hiện đồ gá gia công sử dụng sản xuất khí phong phú, vào đặc điểm khác để phân loại nó, cụ thể : 1-3-1 Căn vào phạm vi sử dung a/ Đồ gá vạn năng: đồ gá tiêu chuẩn, gia cơng chi tiết khác mà khơng cần thiết có điều chỉnh đặc biệt Đồ gá vạn sử dụng rộng rãi sản xuất loạt nhỏ - đơn Ví dụ: mâm cặp chấu, măm cặp chấu, êtô, đầu phân độ vạn năng,bàn quay, bàn từ b/ Đồ gá chuyên dùng: loại đồ gá thiết kế chế tạo cho ngun cơng gia cơng chi tiết Vì vậy, sản phẩm thay đổi nội dung ngun cơng thay đổi đồ gá khơng thể sử dụng lại Do loại đồ gá sử dụng sản phẩm công nghệ tương đối ổn định sản xuất loạt lớn, hàng khối Ví dụ: đồ gá gia cơng lỗ ắc piston, đồ gá phay biên dạng cam c/ Đồ gá vạn lắp ghép (đồ gá tổ hợp): Theo yêu cầu gia công nguyên công đó, chọn chi tiết tiêu chuẩn phận chuẩn bị trước để tổ hợp thành đồ gá Loại đồ gá sau dùng xong tháo ra, lau chùi cất vào kho để tiếp tục sử dụng Sử dụng loại đồ gá có ưu điểm giảm chu kì thiết kế chế tạo đồ gá, làm giảm thời gian chuẩn bị sản xuất; đồng thời với chi tiết đồ gá tiêu chuẩn hố sử dụng nhiều lần, tiết kiệm vật liệu chế tạo đồ gá; giảm công lao động giảm giá thành sản phẩm Nhược điểm : cần đầu tư vốn lớn để chế tạo hàng vạn chi tiết tiêu chuẩn với độ xác độ bóng cao, vật liệu chi tiết thường thép hợp kim, thép crôm, thép niken; độ cứng vững đồ gá thông dụng; nặng cồng kềnh so với đồ gá vạn Ứng dụng: loại đồ gá dùng thích hợp dạng sản xuất loạt nhỏ, chủng loại chi tiết nhiều, đặc biệt sản phẩm - Đồ gá điều chỉnh đồ gá gia cơng nhóm: Hai loại đồ gá có chung đặc điểm sau thay đổi điều chỉnh số chi tiết cá biệt đồ gá gia cơng chi tiết có hình dáng, kích thước cơng nghệ gần giống Nhưng đối tượng gia công đồ gá vạn điều chỉnh không rõ ràng phạm vi sử dụng tương đối rộng, ví dụ mâm cặp hoa mai dùng máy tiện, đồ gá khoan trụ trượt Đồ gá gia cơng nhóm thiết kế chế tạo cho nhóm chi tiết định Đối tượng gia cơng phạm vi sử dụng tương đối rõ ràng 12-3-1 Các dạng máng sử dụng để vận chuyển phơi Theo hình dáng kích thước phơi, người ta lựa chọn kiểu máng dẫn phơi số kiểu hình 12-20 12-3-2 Tính tốn thơng số máng Mục đích phần xác định khe hở tối đa phơi máng dẫn phơi sở hình dáng, kích thước phơi, góc nghiêng máng dẫn, hệ số ma sát phôi máng để tránh trường hợp định hướng kẹt phơi Hình 12-20: Một số kiễu máng chuyển phôi di chuyển máng a Xác định khe hở máng phôi Giả sữ có phơi dạng hình trụ có đường kính d chiều dài l di chuyển theo phương vuông góc với đường tâm trục máng dẫn tiết diện chử U Giả sữ phơi q trình di chuyển bị lệch nguyên nhân hình 12-21 Để đảm bảo phơi khơng bị định hưóng (tức khơng thể quay góc ≥ 900) khe hở phơi máng xác định theo công thức sau: ∆+l tgα * Xác định chiều cao vách máng: Tốc độ trượt phôi máng xác định theo công thức sau: v = 2gh(1 − f cot gα ) + v 02 165 Trong đó, v0 vận tốc ban đầu; h độ cao máng dẫn; g gia tốc trọng trường; α góc nghiêng máng dẫn Bảng 12-3 Sơ đồ Cơng thức tính tốn - Chiều rộng vách máng: B = (0,7 ÷ 0,8)d - Góc V máng: β = 450 phơi có khối lượng đến kg β = 600 phơi có khối lượng >6kg β d B H = (0,3 ÷ 0,4)d phơi có dạng cầu H = (0,25 ÷ 0,3)d phơi hình trụ H > 0,6d phôi dạng đĩa vành D H Chiều cao vách máng hộp kín: ∆H ⎛ l tgα ⎞ H = 0,5d − (0,5d) − ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ tgα