Bài tập lớn môn học đồ gá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: ĐỒ GÁ ĐỀ TÀI: THIẾ T KẾ ĐỒ GÁ KHOAN LỖ Φ10 CHO CHI TIẾT GIÁ ĐỠ Ổ TRỤC Giảng viên hướng dẫn : TS Đỗ Đức Trung Sinh viên : Bùi Minh Nghĩa MSV Lớp 2018604461 : Cơ khí - K13 Hà Nội - 2021 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, hòa chung với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp nước giới Đất nước ta thúc đẩy công nghiệp hóa- đại hóa đất nước Để theo kịp xu này, phải xác định rõ ràng ngành nghề then chốt Ngành khí chế tạo ngành có vị trí vai trị to lớn, có tính định góp phần vào phát triển ngành cơng nghiệp nói chung Nó sở, tiền đề cho ngành công nghiệp khác Nhiệm vụ công nghệ chế tạo máy chế tạo sản phầm khí lĩnh vực ngành kinh tế quốc dân Do việc phát triển việc đào tạo giảng dạy trường quan trọng Ngành công nghiệp chế tạo máy mối quan tâm hàng đầu Đảng Nhà nước ta Đồng thời phát triển ngành khí chế tạo phải tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực đầu tư thiết bị đại Phát triền nguồn nhân lực nhiệm vụ trọng tâm trường đại học Đồ án có tính nịng cốt giyps hiểu rõ quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết Từ sinh viên nắm vững kiến thức cần thiết cho thực tế Ngành chế tạo máy đóng vai trị quan trọng việc sản xuất máy mọc, thiết bị cho tất ngành kinh tế quốc dân Có thể nói khơng có ngành chế tạo máy khơng tồn ngành cơng nghiệp khác Vì việc phát triển khoa học kỹ thuật lĩnh vực công nghệ chế tạo máy có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế, hoàn thiện vận dụng phương pháp chế tạo, tổ chức điều khiển trình sản xuất đạt hiệu kinh tế cao Bất kể sản phẩm dược hình thành sau: Căn cức vào yêu cầu sử dụng, thiết kế nguyên lỹ thiết bị, từ thiết kế kết cấu thực sau chế tạo thử để kiểm nghiệm kết cấu sửa đổi hoàn thiện đứa vào sản xuất hàng loạt Nhiệm vụ nhà thiết kế phải thiết kế thiết bị đảm bảo phú hợp với yêu cầu sử dụng, nhà cơng nghệ vào kết cấu thiết kế để chuẩn bị trình sản xuất Nhưng nhà thiết kế chế tạo có quan hệ chặt chẽ Nhà thiết kế nghĩ tới yêu cầu sử dụng thiết bị đồng thời phải nghĩ đến vấn đề công nghệ để sản xuất chúng Vì nhà thiết kế phải nắm vững kiến thức công nghệ chế tạo Từ thiết kế kết cấu đến lúc cho sản phẩm trình phức tạp, chịu tác động yếu tố sai lệch so với thiết kế kết cấu Công nghệ chế tạo máy lĩnh vực khoa học kỹ thuật có nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế tổ chức thực trình chế tạo sản phẩm khí đạt tiêu kinh tế kỹ thuật điều sản xuất cụ thể Hiện nay, khuynh hướng tất yếu chế tạo máy tự động hóa điều khiển q trình cơng nghệ qua việc điện tử hóa sử dụng máy vi tính từ khâu chuẩn bị sản xuất tới sản phẩm xưởng Sau thời gian tìm hiểu với bảo nhiệt tình thầy giáo Đỗ Đức Trung, đến em hồn thành đồ án mơn học cơng nghệ chế tạo máy, q trình thiết kế tính tốn tất nhiên có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy cô giáo mơn Đồ gá đóng góp ý kiến bạn để lần thiết kế sau thực tế sau hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Bùi Minh Nghĩa Mục lục Chương : Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật ngun cơng 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá Chương : Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 2.1 Phương án 2.2 Phương án Chương 3: Thiết kế đồ gá gia công cho ngun cơng khoan lỗ θ10 3.1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 3.2 Tính lực kẹp cần thiết 3.3 Xác định cấu kẹp 3.4 Chọn cấu định vị 3.5 Chọn cấu khác đồ gá 3.6 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá 3.7 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá Phần I : Thuyết minh 1.Phân tích u cầu kỹ thuật ngun cơng trình tự thiết kế đồ gá 1,1.Phân tích yêu cầu kỹ thuật nguyên công - Dựa vào vẽ ta thấy gối đỡ chi tiết dạng hộp.Trong tập em giao khoan lỗ Φ10+-0.02 - Để gia công lỗ ta cần phải chia bước gia cơng - Quy trình gia cơng bao gồm bước: + Khoan lỗ sở +Doa lỗ - Gia công lỗ Φ10 cần đảm bảo độ vuông góc tâm lỗ mặt đáy 1.2 Trình tự thiết kế đồ gá B1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi yêu cầu kỹ thuật nguyên công xác định bề mặt chuẩn ,chất lượng bề mặt cần gia cơng,độ xác kích thước hình dáng,số lượng chi tiết gia cơng vị trí cấu định vị kẹp chặt B2: Xác định lực cắt,momen cắt,phương chiều điểm đặt lực kẹp lực tác động vào chi tiết trọng lực chi tiết G, phản lực điểm N,lực ma sát Fms q trình gia cơng Xác định điểm nguy hiểm mà lực cắt momen cắt gây Sau viết phương trình cân lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết B3: Xác định kết cấu phận khác đồ gá(cơ cấu định vị,kẹp chặt,dẫn hướng,so dao,thân đồ gá ) B4: Xác định kết cấu phận phụ đồ gá( chốt tỳ phụ,cơ cấu phân độ,quay ) B5: Xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật ngun cơng B6: Ghi kích thước giới hạn đồ gá( chiều dài,chiều rộng,chiều cao).Đánh số vị trí chi tiết đồ gá 2.Phân tích sơ đồ gá đặt nguyên công 2.1 Phương án Chi tiết định vị bậc tự do: - Định vị bậc mặt phiến tì tịnh tiến theo Oz xoay quanh theo Ox,Oy - Định vị bậc chốt trụ ngắn tịnh tiến theo Ox,Oy - Định vị bậc lại Khối V di động quay quanh Oz Lực kẹp chặt W xác định phương chiều: - Phương vng góc với mặt chuẩn định vị - Chiều hướng vào mặt định vị - Điểm đặt tâm mặt định vị mặt đứng Ưu nhược điểm phương án - Lực phân bố - Hạn chế đủ bậc tự tang độ cứng vững Nhược điểm: - Lực kẹp vng góc với chuỗi kích thước nên sai số kẹp - Phải dung tận 2mỏ kẹp để tạo lực kẹp dẫn đến phức tạp - Lực kẹp lớn để chống lại momen quay lực khoan 2.2 Phương án .Chi tiết định vị bậc tự do: - Định vị bậc mặt phiến tì tịnh tiến theo Oz xoay quanh theo Ox,Oy - Định vị bậc chốt trụ ngắn tịnh tiến theo Ox,Oy - Định vị bậc lại khối V di động quay quanh Oz Lực kẹp chặt W phương chiều điểm đặt: - Phương vng góc với phương lực tác dụng khoan - Chiều lực kẹp hướng từ mặt chuẩn định vị - Điểm đặt tâm mặt nằm Ưu điểm phương án 2: - Hạn chế bậc tự tăng độ cứng vững cho máy - Dễ dàng tháo lắp chi tiết Nhược điểm; - Phát sinh sai số kẹp - Cần lực kẹp lớn Ta chọn phương án phương pháp tốt 3.Tính tốn thiết kế lựa chọn cấu định vị ,cơ cấu kẹp chặt cấu khác đồ gá 3,1 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết - Chọn chế độ cắt Vật liệu gia công :Gang xám Chọn máy khoan :Khoan cần 2H52 Đường kính gia cơng lớn : 35mm Khoảng cách từ trục đến trục máy :320:1250mm Khoảng cách từ trục tới bàn máy :320:1400mm Cơn mác trục : N4 Số cấp tốc độ:21 giới hạn vòng quay:25 : 2500vong/phút Số cấp tốc chạy dao:12 cấp Giới hạn chạy dao:0,056 :2,5mm/vòng Cơng suất động 3kW Kích thước :máy 870x2140mm - Chọn mũi khoan ruột gà thép gió P18 trụ ngắn với đường kính d=9.8mm(STCNCTM I)(bảng 4.40) Khoan lỗ  9.8: - Chiều sâu cắt : t = 0.5D=0.5x9.8=4.9mm (1) - Xác định lượng chạy dao: Tra bảng 5.25 STCNCMT II Ta có S=0.20-0.25(mm/v) chọn S=0.2(mm/v) (2) - Tốc độ cắt Khi khoan: (3) Tra bảng 5-28, 5-30, STCNCTM-II: Cv= 7; Hệ số q = 0.4; m = 0.2; y = 0.7; (4) Tra bảng 5-1, 5-2, 5-6, 5-31, STCNCTM-II: Kuv:hs phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt =0.3 Klv: hs phụ thuộc vào chiều sâu cắt =1 Kmv: hs phụ thuộc vào vật liệu n=1.3 Vì HB=190 nên K mv=1 Thay vào CT (4) ta có: Hệ số =1x0.3x1=0.3 T = 25 phút Vậy thay vào CT (3) ta có =8.5(m/phút) Tốc độ quay trục chính: n= = = 276 (vòng/phút) (5) Tốc độ cắt thực: Vt== 8.49(m/phút) (6) Mô men xoắn Mx lực chiều trục Po: (N) (7) (N) (8) Tra bảng 5-32 STCNCTM-II: CM= 0.021; Cp= 42.7; x =0; x = 0; y = 0.8; y = 0.8; q=2 q=1 Tra bảng 5-9, =Kp Thay vào CT (7) CT (8) ta có =10x0.021x9.82x0.20.8x1=5.56(N) =10x42.7x9.8x0.2 0.8x1=1154.72(N) Doa lỗ  10 - Chiều sâu cắt : t = 0.5(d-D)=0.5x(10-9.8)=0.1mm (9) - Xác định lượng chạy dao: Tra bảng 5.25 STCNCMT II Ta có S=0.22(mm/vịng) - Tốc độ cắt Khi khoan: (10) Tra bảng 5-28, 5-30, STCNCTM-II: Cv= 109; Hệ số q = 0.2; m = 0.45; y = 0.5; (11) Tra bảng 5-1, 5-2, 5-6, 5-31, STCNCTM-II: Kuv:hs phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt =0.3 Klv: hs phụ thuộc vào chiều sâu cắt =1 x=0 Kmv: hs phụ thuộc vào vật liệu n=0.6 Vì HB=190 nên K mv=1 Thay vào CT (11) ta có Hệ số =1x0.3x1=0.3 (12) Vậy thay vào CT (10) ta có =18.45(m/phút) Tốc độ quay trục chính: n= = = 587(vòng/phút) (13) Tốc độ cắt thực: Vt== 18.44(m/phút) (14) Momen xoắn Mx: Mx=Cp.tx.Sy.D.Z/2.100 (15) Tra bảng 5-23 STCNCTM II Ta có : Cp=92 x=1 y=0.75 Sz=0.27 với Sz lượng chạy dao răng=S/Z Thay vào Ct (15) ta đc: Mx=1.378(N.m) Phân tích sơ đồ lực: Tính lực kẹp cần thiết Khi khoan tác dụng momen xoắn Mx làm cho chi tiết bị xoay tác dụng Pz làm cho chi tiết bị trượt Phương chiều điểm đặt lực kẹp: - Phương lực kẹp vng góc với phương của lực tác dụng khoan - Chiều lực kẹp hướng từ mặt chuẩn định vị - Điểm đặt cho vị trí có độ cứng vững lớn tâm mặt chuẩn định vị - Trị số lực kẹp: Trị số lực kẹp phôi đồ gá phải đảm bảo cho phôi cân bằng, ổn định, khơng bị sơ lệch suốt q trình gia cơng tác dụng ngoại lực, chủ yếu lực cắt, momen xoắn, trọng lượng thân chi tiết, lực khác trình gia cơng, nghĩa xác định lực kẹp gần cách giải toán cân tùy theo sơ đồ gá đặt cụ thể với mối quan hệ : Muốn cho chi tiết khơng bị xoay mômen lực kẹp gây phải thắng mômen Mx Điều kiện cân : Mms = Mc (16) Để tăng tính an tồn kẹp chặt ta thêm vào hệ số an tồn k Do ta tính với: Mms ≥ k.M c (17) Ta có hệ số an toàn k=k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6 K0:hệ số an toàn định mức =1.5 K1: hệ số an tồn đến lượng dư khơng gia cơng thơ=1.2 K2: hệ số an tồn đến dao cùn làm tăng lực cắt =1.2 K3:hệ số an toàn đến q trình cắt=1.2 K4: hệ số an tồn đến sinh lực không ổn định với cấu kẹp chặt tay =1.3 K5: hệ số an tồn kể đến góc quay cấu sinh lực kẹp tay thuận tiện =1 K6: hệ số an tồn tính đến momen làm lật quanh điểm tựa =1.5 Vậy k=4.212 Ta có Mms=Fms.L=W.f.R (18) Với :f hệ số ma sát f = 0,25 mặt kẹp nhẵn R: khoảng cách từ tâm mũi khoan đến tâm chi tiết =40mm Ta có Mc=2Mx/D (19) Từ ta suy phương trình tính lực kẹp : W= (20)  W = =468.37 (N) 3.3 Chọn cấu kẹp chặt: Thỏa mãn kẹp phải giữ vị trí phơi lực kẹp tạo phải đủ không làm biến dạng phôi,kết cấu nhỏ gọn,thao tác thuận lợi an toàn Nên ta chọn kẹp chặt phơi ren vít Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn yêu cầu : - Khi kẹp phải vị trí cần kẹp chi tiết - Lực kẹp tạo phải đủ lớn (nghĩa không nhỏ- gây an toàn lớn gây biến dạng phôi) - Kết cấu nhỏ gọn thao tác an tồn thuận lợi Tính tốn đường kính bulong Ta có cơng thức tính đường kính ngồi ranh nghĩa ren vít : (21) Trong : :lực kẹp (N); C: hệ số phụ thuộc vào loại ren, với ren hệ mét ta có C =1.4 δ: ứng suất bền vật liệu làm vít với vật liệu làm vít thép C45 ta chọn δ=9(KG/mm2) => = 10.09 (mm) Vậy ta chọn đường kính ngồi ren vít D =10 (mm) 3.4 Chọn cấu định vị Ta chọn Phiến tỳ phẳng : Dựa theo bảng 8.3 sổ tay CNCMT2 : 3.5 Xác định kết cấu khác đồ gá : + Khi gia công lỗ máy khoan, độ cứng vững dụng cụ cắt không đảm bảo, người ta phải dùng cấu dẫn hướng Như cấu dẫn hướng dùng đồ gá khoan, đồ gá khoét đồ gá doa hay tiện Trong đồ gá gia công chi tiết thân ba ngả ta sử dụng bạc dẫn hướng khoan dẫn khoan Bạc dẫn hướng khoan : + Bạc dẫn có tác dụng trực tiếp dẫn hướng dụng cụ cắt Bạc dẫn lắp phiến dẫn phiến dẫn lại lắp vỏ đồ gá (thân đồ gá) Để tiện cho việc lắp ráp thay ta chọn sử dụng bạc dẫn hướng thay nhanh cách nới vít M4 (hình vẽ) 15 10 18,75 30° Tấm dẫn khoan : + Tấm dẫn phận cấu dẫn hướng (hình vẽ), có lắp bạc dẫn Tấm dẫn lắp ghép cố định với thân đồ gá vít M6, dẫn ta dùng bạc dẫn thay nhanh Φ7 Φ15 45 90 3.6 Xác định sai số chế tạo đồ gá (mm) Trong đó: Sai số kẹp chặt k=0 Vì lực kẹp vng góc với phương kích thước thực Sai số mịn với B = 0.2 hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị phiến định vị phẳng chuẩn tinh; N số lượng chi tiết sản xuất năm N = 10000 Vậy =20 m=0.02mm đc : sai số điều chỉnh đồ gá phụ thuộc vào khả người lắp ráp đồ gá dụng cụ để điều chỉnh Khi thiết kế đồ gá lấy đc = 10m=0.01mm c : sai số chuẩn, chi tiết định vị phiến tỳ chốt trụ ngắn, gốc kích thước trùng với chuẩn định vị nên ta có sai số chuẩn c = gđ: sai số gá đặt = /3=0.2/3=0.067  : dung sai kích thước nguyên công mà ta thiết kế đồ gá Ta có :  = 200 mm = 0.2 m Vậy : =0.062 3.7Những yêu cầu kỹ thuật đồ gá : - Độ khơng vng góc lỗ bạc mặt đáy đồ gá ≤ 0.062mm - Độ song song mặt phiến tỳ mắt đáy đồ gá ≤ 0.062mm - Độ khơng vng góc chốt trụ mặt đáy đồ gá ≤ 0.062mm 1) Yêu cầu thân đồ gá: + Tất thân đồ gá đế đồ gá phải ủ để khử ứng suất dư 2) Kiểm tra đồ gá : + Phải kiểm tra tất kích thước chuẩn + Kiểm tra chế độ lắp ghép chi tiết + Kiểm tra độ cứng vững đồ gá 3) Sơn đồ gá : + Sau đồ gá kiểm tra tất bề mặt không gia công cần phải sơn dầu Màu sơn tuỳ ý, lớp sơn phải khô + Các chi tiết tay quay, chi tiết khố, bulơng, đai ốc nhuộm lấy màu phương pháp hóa học 4) Những yêu cầu an toàn đồ gá : + Những chi tiết ngồi khơng có cạnh sắc + Khơng làm xê dịch vị trí đồ gá thay đổi điều chỉnh máy + Đồ gá cần cân tĩnh cân động + Kết cấu đồ gá thuận tiện cho việc quét dọn phoi dung dịch trơn nguội q trình gia cơng + Khi lắp chi tiết đồ gá phải có dụng cụ chuyên dùng ... khác đồ gá : + Khi gia công lỗ máy khoan, độ cứng vững dụng cụ cắt không đảm bảo, người ta phải dùng cấu dẫn hướng Như cấu dẫn hướng dùng đồ gá khoan, đồ gá khoét đồ gá doa hay tiện Trong đồ gá. .. 0.062mm - Độ khơng vng góc chốt trụ mặt đáy đồ gá ≤ 0.062mm 1) Yêu cầu thân đồ gá: + Tất thân đồ gá đế đồ gá phải ủ để khử ứng suất dư 2) Kiểm tra đồ gá : + Phải kiểm tra tất kích thước chuẩn +... pháp hóa học 4) Những yêu cầu an toàn đồ gá : + Những chi tiết ngồi khơng có cạnh sắc + Khơng làm xê dịch vị trí đồ gá thay đổi điều chỉnh máy + Đồ gá cần cân tĩnh cân động + Kết cấu đồ gá thuận