MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ.............................................................................................................................................2

DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................................................................3

DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT................................................................................................................................4

LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................5

Phần I. PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ  TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ................6

1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công...................................................................................................6

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá.......................................................................................................................................6

Phần II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUYÊN CÔNG........................................................................................7

2.1. Phương án I......................................................................................................................................................7

2.2. Phương án II....................................................................................................................................................9

Phần III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA  ĐỒ GÁ...................................................11

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị..................................................................................................................................11

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt..........................................................................................................12

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực.....................................................................................................................................12

3.2.2. Tính lực kẹp.................................................................................................................................................13

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp................................................................................................................20

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá..............................................................................................................22

Phần IV. TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ......25

4.1. Tính sai số chế tạo cho phép..........................................................................................................................25

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá............................................................................................................................27

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................28

LỜI NÓI ĐẦU

Trong lĩnh vực cơ khí nói chung và mảng công nghệ chế tạo máy nói riêng thì đồ gá là một thiết bị vô cùng quan trọng. Đồ gá là thiết bị được dùng để gá đặt chi tiết gia công trên máy gia công, đảm bảo độ chính xác của các kích thước cần gia công, nâng cao năng suất gia công. Đối với sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy, học phần “Đồ gá” là một học phần chuyên ngành quan trọng, giúp cho sinh viên có cái nhìn cơ bản nhất về đồ gá. Học phần đồ gá là cơ sở cho sinh viên để học các học phần phía sau trong đó có “Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy”.

Với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy : TS……………, em đã hoàn thành bài tập lớn môn học này với đề tài : “Thiết kế đồ gá gia công khoan 4 lỗ ϕ10 và 6 lỗ ϕ8”. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                      Hà Nội, ngày … tháng … năm 20….

                                                                                                                                                   Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                   ……………….

Phần I. PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công

- Yêu cầu đề bài: Khoan 4 lỗ φ10 và 6 lỗ φ8.

- Yêu cầu kỹ thuật:

+ Khoan lỗ φ10 và lỗ φ8.

+ Các bề mặt lắp ghép phải đảm bảo yêu cầu về độ song song, vuông góc và độ nhám bề mặt.

+ Độ nhám bề mặt lỗ đạt Ra = 2,5(mm).

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá

- Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật của nguyên công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia công, độ chính xác về kích thước hình dạng, số lượng chi tiết gia công và vị trí của cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.

- Bước 2: Xác định lựa cắt và mô men cắt, Phương chiều và điểm đặt lực kẹp, và các lực cùng tác động vào chi tiết như trọng lực chi tiết G, phản lực tại các điểm N, lực ma sát Fms…trong quá trình gia công. Xác định các điểm nguy hiểm mà lực cắt hoặc mô men cắt có thể gây ra. Sau đó viết phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị kẹp cần thiết.

- Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép - của đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật của từng nguyên công.

- Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (Chiều dài, chiều rộng, chiều cao). Đánh số các vị trí của chi tiết trên đồ gá.

Phần II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUYÊN CÔNG

2.1.Phương án I

* Sơ đồ gá đặt:

Sơ đồ gá đặt theo phương án I như hình 1.

* Phân tích định vị:

+ Tịnh tiến theo phương OZ

+ Quay quanh phương OX

- Tại vị trí 2 lỗ ở đáy hộp giảm tốc định vị bằng 2 chốt trụ dùng 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trụ trám định vị 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OY

+ Quay quanh phương OZ

* Phân tích kẹp chặt:

- Phương của lực kẹp theo trục OZ.

- Kẹp chặt bằng mỏ kẹp liên động từ trên xuống vuông góc với mặt đáy.

2.2.Phương án II

* Sơ đồ gá đặt:

Sơ đồ gá đặt theo phương án II như hình 2.2.

* Phân tích định vị:

+ Quay quanh phương OX

- Một chốt tỳ cố định định vị mặt B hạn chế 1 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OX

- Hai chốt tỳ cố định định vị mặt C hạn chế 2 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OY

+ Quay quanh phương OZ

=> Vậy chi tiết đã được khống chế 6 bậc tự do.

* Phân tích kẹp chặt:

- Phương lực kẹp song song với phương OZ.

- Chiều lực kẹp trùng với chiều lực cắt và trọng lực nên lực kẹp sẽ nhỏ nhất.

Kết luận: Chọn phương án gá đặt chi tiết là phương án I.

Phần III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ

3.1.Lựa chọn cơ cấu định vị

+ Yêu cầu của cơ cấu định vị:

- Đơn giản, dễ chế tạo hoặc đã được tiêu chuẩn hóa.

- Kích thước chi tiết định vị phù hợp và có đủ khả năng tham gia định vị cho chi tiết gia công.

+ Lựa chọn cơ cấu định vị:

- Phiến tỳ:

+ Hai phiến tỳ dùng để hạn chế 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OZ

+ Quay quanh phương OX

- Chốt trụ ngắn:

+ Dùng để hạn chế 2 bậc tự do của chi tiết:  Tịnh tiến theo Ox, Oy

+ Vật liệu: thép Y8A

+ Độ cứng: HRC = 55-60

- Chốt trụ trám:

+ Dùng để hạn chế 1 bậc tự do của chi tiết: xoay theo OZ

+ Vật liệu: thép Y8A

+ Độ cứng: HRC = 55-60

3.2.Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực

Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm:

- P: Lực cắt chiều trục.

- M_x: Momen xoắn do lực cắt gây ra.

- F_ms1 và F_ms2: Lực ma sát do W tác dụng lên chi tiết sinh ra.

- F_ms3 và F_ms4: Lực ma sát giữa chi tiết tác dụng lên phiến tỳ.

- N1: Phản lực do chi tiết tác dụng lên phiến tỳ.

3.2.2. Tính lực kẹp

* Tính toán chế độ cắt:

- Chọn máy: Căn cứ vào hình dạng và kích thước của chi tiết, ta chọn máy: 2H53.

- Chọn dao: Mũi khoan φ10, vật liệu thép gió P18. Mũi khoan φ8, vật liệu thép gió P18.

- Chiều sâu cắt t (mm)

+ Khoan lỗ đạt kích thước ϕ10: t₁ = 5 mm

+ Khoan lỗ đạt kích thước ϕ8: t₂ = 5 mm

- Lượng chạy dao S (mm/vg):

+ Tra bảng 5-25 [2] trang 21, ta chọn S₁ = 0, 45(mm / vg); S₂ = 0,36(mm / vg)

- Tốc độ cắt V (m/ph) được xác định theo công thức:

V = Vbang .Vmk .Ktv.KTv.Klv.Kdv

Thay số vào ta được:

V = 22.1.1.1.0,84.1 = 18, 48(m / ph)

- Tốc độ trục chính:

Ta chọn tốc độ trục chính là: n₁ = 550(vòng / phút) ; n₂ = 750(vòng / phút)

- Lực chiều trục P₀: 

Thay số ta được:

P₀₁= 10.42,7.10^1,2.0, 45^0,8.1 = 2254, 23(N).

P₀₂ = 10.42,7.8^1,2.0,36^0,8.1 = 1508,55(N)

- Momen xoắn M_x

Thay số ta được:

M_x1= 10.0,021.10².0, 45^0,8.1 = 11,09(N.m)

M_x2= 10.0,021.8².0,36^0,8.1 = 5,94(N.m) .

* Tính toán lực kẹp:

- Dựa vào sơ đồ phân tích lực ở trên, ta thấy:

+ Lực P₀ có hướng đẩy chi tiết xuống phiến tỳ, cùng chiều với lực kẹp.

+ Momen M_x có xu hướng làm quay chi tiết tại điểm E.

Ta thấy trường hợp momen M_x là trường hợp nguy hiểm nên ta sẽ tính lực kẹp theo M_x.

Phương trình cân bằng momen:

Mms = Mx

Để tăng tính chất an toàn khi kẹp ta thêm hệ số an toàn K

Mms ³ K.Mx

Với sơ đồ lực kẹp như hình vẽ ta có:

Mms = 2.Fms .L; Fms = (W + P0 ).f

=> Mms = 2.L.(W + P₀ ).f

Từ đó ta có: W ≥(K.Mx)/(2.L.f)-P₀

Trong thực tế, để đảm bảo độ an toàn trong quá trình gia công thì ta thêm hệ số an toàn K:

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

Thay vào ta được:

K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 = 1,5.1, 2.1.1.1,3.1.1 = 2,34

Vậy ta có: W₁ = 217,26(N)   ;  W₂ = 962,94(N)

=> Chọn lực kẹp: W = W₂ = 962,94(N)

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

Ta chọn cơ cấu kẹp bằng ren vít:

Với thép cacbon thông thường như CT3 thì s_ch= 240 N/mm²

hệ số an toàn s = 3 với thép cacbon chịu tải trọng tĩnh.

Nên [σ_k ]=240/3 = 80 (N/mm²)

Phương trình cân bằng các mômen lực đối với điểm tỳ cố định được viết như sau:

Q.L₁.h = W.(L₁ + L₂ )

Ta chọn: D = 2751,26 N

 Vậy D = 11,26 mm. Theo tiêu chuẩn, ta chọn kích thước bulong là M12.

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

+ Bạc dẫn hướng:

- Tra bảng 8-78 trang 527 [2], ta chọn bạc tháo nhanh phù hợp. Kích thước thể hiện trên hình vẽ.

Phần IV. TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ

4.1. Tính sai số chế tạo cho phép

- Sai số gá đặt: egd = 0,06(mm)

- Sai số mòn đồ gá:

ε_m =  β.√N (um)

Vơi:

b : Hệ số mòn. b = 0,2

N: Số lần gá đặt. N = 15000

- Sai số kẹp chặt: Phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước gia công, nên e_kc = 0 (mm)

- Sai số chuẩn:

Vì gốc kích thước trùng với chuẩn định vị. Nên ec = 0 (mm)

Thay số vào ta được: [ε_ct]= √(0,06²-(0²+ (0,02²+ (0,0²) = 0,056 (mm)

+ Dung sai độ không song song giữa bề mặt phiến tỳ và bề mặt thân đồ gá không vượt quá 0,056 mm.

+ Dung sai độ không vuông góc giữa bề mặt phiến tỳ và bề mặt thân đồ gá không vượt quá 0,056 mm.

+ Dung sai tổng đồ gá không vượt quá 0,056 mm.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PSG.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 1, Hà Nội: NXBKHKT, 2007.

[2]. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PSG.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2, Hà Nội: NXBKHKT, 2005.

[3]. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PSG.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 3, Hà Nội: NXBKHKT, 2006.

[4]. PGS.TS Trần Văn Địch, Aslat Đồ Gá, Hà Nội:NXBKHKT, 2000

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"