MỤC LỤC

Đầu đề đồ án.

Mục lục.

Lời nó đầu.

PHẦN I. THIẾT KẾ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỒ GÁ

I. Chọn chuẩn và sơ đồ định vị.

II. Xác định phương án kẹp chặt. Chọn máy.

II. Tính lực kẹp.

PHẦN II.  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN LỰC VÀ KIỂM BỀN CHO CHI TIẾT CHỊU LỰC CHÍNH

I. Tính toán cơ cấu truyền lực.

II. Chọn nguồn sinh lực.

III. Kiểm bền cho chi tiết chịu lực chính.

1. Kiểm nghiệm bền theo ứng suất tương đương.

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

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

       Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển với tốc độ vũ bão đã mang lại lợi ích to lớn cho con người cả vật chất lẫn tinh thần. Do đó chúng ta phải công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước và một trong những nghành cần quán tâm là cơ khí chế tạo, nghành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lượng và năng suất chế tạo, vì nó 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 được.

    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 lượng 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 được 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,được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo :………….. 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 nên đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu sót, em mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy và sự đóng góp chân tình của các đồng chí giúp em hoàn thành đồ án tốt hơn.

    Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo :…………. cùng các thầy trong bộ môn Chế tạo máy đã giúp đỡ tận tình em trong quá trình làm đồ án.

                                                                           ……., ngày….tháng….năm 20…

                                                                         Học viên thực hiện

                                                                        ………………

Căn cứ vào yêu cầu của đầu bài, chi tiết gia công sản xuất loạt vừa nên để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm ở nguyên công yêu cầu cần phải thiết kế đồ gá chuyên dùng. Sau khi nghiên cứu bản vẽ chi tiết gia công, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ trong kết cấu của nó và nghiên cứu quy trình công nghệ gia công chi tiết ta tiến hành thiết kế đồ gá đảm bảo các yêu cầu sau :

- Chọn phương án kết cấu đồ gá hợp ly về mặt kỹ thuật và kinh  tế, sử dụng các kết cấu tiêu chuẩn để đảm bảo điều kiện sử dụng tối ưu nhằm đạt được chất lượng nguyên công một cách kinh tế nhất trên cơ sở kết cấu và tính năng của máy cắt sẽ lắp sơ đồ gá.

- Đảm bảo các yêu cầu về an toàn kỹ thuật, đặc biệt là điều kiện thao tác và thoát phoi khi sử dụng đồ gá.

- Tận dụng các loại kết cấu đã được tiêu chuẩn hoá.

- Đảm bảo lắp ráp và điều chỉnh đồ gá trên máy thuận tiện.

- Đảm bảo kết cấu đồ gá phù hợp với khả năng chế tạo và lắp ráp thực tế của cơ sở sản xuất.

Chi tiết cần gia công lỗ Æ13 như sau :

* Yêu cầu kỹ thuật :

- Nhiệt luyện HRC 42 ... 45.

- Làm sạch mặt thô.

- Vê tròn cạnh sắc.

PHẦN I

THIẾT KẾ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỒ GÁ

I - Chọn chuẩn và sơ đồ định vị.

Chi tiết ta cần gia công yêu cầu khoan lỗ nhỏ Æ13 của tay biên nên ta chọn chuẩn định vị là mặt trụ trong của lỗ Æ20 đã được gia công với độ nhám Ra = 2,5 mm. Gốc kích thước là tâm lỗ Æ20.

Sơ đồ định vị như sau :

Ta dùng một khối V ngắn  để hạn chế 2 bậc tự do trên mặt trụ ngoài ở đầu nhỏ của tay biên và một chốt trụ ngắn để hạn chế 2 bậc tự do trên mặt trụ trong ở đầu to của tay biên, dùng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do. Như vậy có bậc tự do hạn chế bị trùng.

II - Xác định phương án kẹp chặt.

1. Chọn máy.

Để chọn máy ta tiến hành tính mômen xoắn M_x và lực chiều trục P₀.

 - Mômen xoắn được tính theo công thức :

                                    M_x = 10.C_M.D^q.S^y.k_p , Nm.                    (1.1)

Tra các số liệu trong bảng 5-32, 5-9 [1] ta được :

C_M = 0,0345; q = 2,0; y = 0,8; S = 0,2 mm/vg; D = 13 mm, k_p = (750/750)^0,75.

Thay số vào (1.1) ta được: M_x = 10.0,0345.13^2,0.0,2^0,8.(750/750)^0,75  = 16 Nm

 - Lực chiều trục P₀ được tính theo công thức :

P₀ = 10.C_p.D^q.S^y.k_p , N.                           (1.2)

 Tra các số liệu trong bảng 5-32, 5-9 [1] ta được :

C_p = 68; q = 1,0; y = 0,7; S = 0,3 mm/vg; D = 13 mm, k_p = (750/750)^0,75.

Thay số vào (1.2) ta được : P₀ = 10.68.13^1,0.0,2^0,7. (750/750)^0,75= 2865 N.

 - Công suất cắt được tính theo công thức :

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đếna các điều kiện cắt thỵưc tế :

k_v = k_MV.k_uv.k_lv                                              (1.6)

Tra bảng 5-1, 5-2, 5-6; 5-31 [1] ta có :

k_uv = 1,0.

k_lv = 1,0.

Thay vào công thức (1.6) ta có : k_v = 1.1,0.1,0 = 1.

Tra bảng 5-28; 5-30 [1] ta có : C_V = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2; T = 45, ph.

Vậy theo các số liệu tính toán ta chọn máy như sau :

+ Loại máy : Máy khoan đứng 2H125 của Nga.

+ Đường kính lớn  nhất khoan được : 25 mm.

+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy, mm :

400x450, D = 14, E= 200.

+ Phạm vi bước tiến, mm/ vòng : 0,1 ¸ 1,6.

+ Lực tiến dao, KG : 900.

+ Mô men xoắn, KGcm : 2500.

+ Khối lượng máy, kg : 1000.

+ Công suất động cơ chính : 2,2 KW.

2.Tính lực kẹp.

Ta có sơ đồ lực tác dụng nên chi tiết như hình 1.2.

Gọi f là hệ số ma sát giữa chi tiết với đồ định vị, f = 0,13. 

l - Khoảng cách từ tâm lỗ khoan đến tâm lỗ 20, l = 98 mm..

M_c - Mômen cắt khi khoan.

K - Hệ số an toàn chung.

d - Đường kính mũi khoan.

r - Bán kính trung bình của mặt tiếp xúc giữa chi tiết và đồ định vị, r = 20,2 mm.

Để gia công được thì lực kẹp phải thắng được mômen cắt M_c. Tức là :

Trong đó :

K - Hệ số an toàn chung.

                K = K₀.K₁. K₂. K₃. K₄. K₅. K₆ .                                              (1.8)

K₀ = 1,5 : Là hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp.

K₁ = 1,2 : Là hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi cấp độ nhám thay đổi.

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

K₃ = 1 : Là hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn.

K₄ = 1,3 : Là hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt.

K₅ = 1 : Là hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp thủ công.

K₆ = 1 : Là hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết.

Thay các giá trị vào (1.8) ta có : K = 1,5. 1,2. 1. 1. 1,3. 1.1 = 2,34.

   PHẦN II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN LỰC VÀ KIỂM BỀN CHO CHI TIẾT CHỊU LỰC CHÍNH

I - Tính toán cơ cấu truyền lực.

Ta dùng bulông và tai hồng để kẹp chặt chi tiết, theo tính toán ở trên ta chọn bulông M10 và tai hồng có đường kính danh nghĩa d = 10mm để kẹp chặt chi tiết.

- Phiến tỳ định vị chi tiết có kích thước : 100x90x10, mm.

- Tấm tỳ kẹp trên chi tiết có kích thước như sau : 62 mm; dày 8 mm.

- Hai bulông điều chỉnh : M5.

- Tấm kẹp có thể lật và tháo được có kích thước : dày 10mm, khoảng cách hai tâm lỗ : 100mm.

- Kích thước khối V chọn theo tiêu chuẩn bảng 8-4, [1] như sau :

-  Kích thước chốt trụ ngắn chọn theo tiêu chuẩn bảng 8-9, [1] với các kích thước như sau :

 - Kích thước chốt tỳ phụ chọn theo TCVN 1229 - 71 [2] như sau :

Sau khi đã định vị được chi tiết ta kẹp chặt chi tiết để khi gia công, dưới tác dụng của lực cắt chi tiết không bị xê dịch, rung động hoặc bị biến dạng.

+ Phương lực kẹp vuông góc với mặt định vị

+ Chiều hướng từ trên xuống.

+ Điểm đặt biểu diễn trên sơ đồ.

Do lực kẹp tương đối lớn nên ta chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu ren vít, cơ cấu ren vít có ưu điểm kết cấu đơn giản, tính linh hoạt cao, làm việc chắc chắn, tính tự hãm tốt.

II - Chọn nguồn sinh lực.

Do ta chọn cơ cấu truyền lực kẹp là cơ cấu ren vít, mặt khác lực kẹp không lớn lắm nên ta chọn nguồn sinh lực là cơ năng.

Theo tính toán ở trên ta có lực kẹp cần thiết W = 215 N nên lực kẹp tác dụng nên tai hồng Q = W/2 = 107,5 N. Theo bảng 8-51 [1] chọn tai hồng có các thông số như sau :

Trong đó :

d - Đường kính tiêu chuẩn, mm.

r - Bán kính trung bình, mm.

L - Chiều dàig tay vặn, mm.

P - Lực tác động vào tay vặn, N.

Q - Lực kẹp, N.

Như vậy ta thấy lực tác dùng vào tay vặn không đến 40 N nên công nhân có thể thao tác dễ dàng, có thể cho năng suất cao.

III -  Kiểm bền cho chi tiết chịu lực chính.

Ở đây ta tiến hành kiểm bền cho bulông tai hồng dùng để kẹp chặt chi tiết. Vì dưới tác dụng của lực khi gia công chi tiết thì bulông tai hồng chịu lực lớn, dễ bị phá huỷ, ảnh  hưởng đến chất lượng gia công và an toàn cho công nhân, vì thế chọn bulông tai hồng kẹp phải đủ độ bền, ta kiểm nghiệm bền cho bulông tai hồng kẹp.

1. Kiểm nghiệm bền theo ứng suất tương đương.

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

- ứng suất cho phép của vật liệu làm bu lông, tra sổ tay thiết kế chi tiết máy ta có e =75 = 80 Mpa.

Như vậy, bu lông thoả mãn điều kiện bền tĩnh.

2. 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 F_v, 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 bulông cũng thoả mãn điều kiện bền mỏi.

KẾT LUẬN

Thông qua quá trình tính toán căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật đề ra ta nhận thấy rằng quá trình thiết kế là hợp lí, kết cấu máy gọn nhẹ, đảm bảo được chỉ tiêu kinh tế và tính sử dụng cao. Quá trình thiết kế đã ch‎ú ý đến sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật các chi tiết đảm bảo có thể thực hiên được trong nền công nghiệp nước ta làm cho đồ án có tính thực thi cao. Thông qua việc làm đồ án môn học “Thiết kế đồ gá” đã giúp cho học viên nắm được 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 phương 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.Trong quá trình thực hiện tôi đã hết sức cố gắng song trong quá trình thiết kế không thể tránh được các sai sót trong tính toán thiết kế, rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.  Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt.

Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1, 2, 3.

Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật - Hà Nội 2001.

2. Tiêu chuẩn nhà nước Đồ Gá - Hà Nội 1976 - Tập 1, 2, 3, 4.

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

Đồ gá cơ khí hoá 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.

   "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"