MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................................................4
DANH MỤC HÌNH ẢNH..............................................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG BIỂU...........................................................................................................................7
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................................8
PHẦN 1:PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ....9
1.1. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công khoan và taro lỗ M12....................................................9
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá..........................................................................................................................9
PHẦN 2: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG……........................................................10
2.1. Phương án 1......................................................................................................................................10
2.1.1. Sơ đồ định vị...................................................................................................................................10
2.1.2. Ưu, nhược điểm của phương án 1..................................................................................................11
2.2. Phương án 2.......................................................................................................................................11
2.2.1. Sơ đồ định vị....................................................................................................................................11
2.2.2. Ưu, nhược điểm của phương án 2..................................................................................................13
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIÊT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ .....................................14
3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị.....................................................................................................................14
3.1.1. Chốt trụ ngắn...................................................................................................................................14
3.1.2. Chốt trám.........................................................................................................................................17
3.1.3. Phiến tỳ...........................................................................................................................................19
3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt .............................................................................................21
3.2.1. Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết.........................................................................................21
3.2.2. Tính lực cắt và lực kẹp....................................................................................................................22
3.2.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt................................................................................................................24
3.3. Cơ cấu khác của đồ gá.......................................................................................................................25
3.3.1. Bạc...................................................................................................................................................25
3.3.2. Đế đồ gá..........................................................................................................................................27
PHẦN 4: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ ................29
4.1. Tính sai số chế tạo của đồ gá............................................................................................................29
4.2. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá................................................................................................................29
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................................31
LỜI NÓI ĐẦU
Trong lĩnh vực cơ khí nói chung và mảng công nghệ chế tạo máy nói riêng thì đồ gá là thiết bị vô cùng quan trọng. Đồ gá là chi tiết dùng để gá đặt chi tiết trên máy gia công, đảm bảo độ chính xác của chi tiết 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 học học phần sau.
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 khoan và taro lỗ M12 trên chi tiết đế hộp giảm tốc”. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô.
Em xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………..
PHẦN 1: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1.2. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công khoan và taro lỗ M12
- Lỗ được gia công đạt độ nhám Rz= 40÷10 hay Ra= 10÷2,5.
- Lỗ được gia công cách mặt đáy một khoảng 17 với dung sai ±021mm
- Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ so với mặt đáy và mặt đầu trong khoảng 0,01÷0,03mm.
- Lỗ được gia công đạt cấp chính xác 6÷8 với dung sai +0.025mm.
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá
- Bước 1. Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kĩ 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 tiêt gia công và vị trí của cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.
- Bước 2. Xác định lực cắt và momen cắt, phương chiều và điểm đặt lực kẹp và các lực cùng tác động vào chi tiết như trọng lực của 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 momen 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 [𝜀𝑐𝑡] của đồ gá theo yêu cầu kĩ 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.
PHÂN 2: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG
2.1. Phương án 1
2.1.1. Sơ đồ định vị
Ở phương án 1, ta có theo nguyên tắc định vị thì chi tiết định vị 6 bậc tự do, cụ thể:
- Ta dùng hai phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do:
+ Tịnh tiến Oz
+ Xoay quanh Ox
- Ta dùng chốt trụ ngắn định vị mặt lỗ 10 hạn chế hai bậc tự do:
+ Tịnh tiến Ox
+ Tịnh tiến Oy
- Kẹp chặt: Để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết ta chọn lực kẹp như sau:
+ Phương của lực kẹp hướng theo trục Oz.
+ Chiều của lực kẹp hướng vào mặt phẳng phiến tỳ
2.2. Phương án 2
2.2.1. Sơ đồ định vị
Ở phương án 2, ta có theo nguyên tắc định vị thì chi tiết định vị 6 bậc tự do, cụ thể:
- Ta dùng phiến tỳ định vị mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do:
+ Tịnh tiến Oz
+ Xoay quanh Ox
- Ta dùng hai chốt tỳ định vị mặt cạnh hạn chế hai bậc tự do:
+ Tịnh tiến Ox
+ Tịnh tiến Oy
- Kẹp chặt: Để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết ta chọn lực kẹp như sau:
+ Phương của lực kẹp hướng theo trục Oz.
+ Chiều của lực kẹp hướng vào mặt phẳng phiến tỳ
Kết luận: Từ hai phương án đã đưa ra ta chọn phương án gia công số 1 bởi vì thiết kế đồ gá đơn giản, phù hợp với phương án gia công tinh, đảm bảo được kích thước chính xác. Đồ gá dễ tháo lắp và gá đặt. Chi tiết không bị trượt và biến dạng bởi lực kẹp.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIÊT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ
3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị
3.1.1. Chốt trụ ngắn
Do chốt trụ ngắn định vị bề mặt lỗ nên chốt trụ ngắn có đường kính .
- Vật liệu của chốt trụ ngắn là: thép Y8A
- Bề mặt làm việc của chốt trụ được nhiệt luyện đạt 50 -55 HRC.
3.1.2. Chốt trám
Do chốt trám định vị bề mặt lỗ nên chốt trụ ngắn có đường kính .
- Vật liệu của chốt trám là: thép Y8A
- Bề mặt làm việc của chốt trám được nhiệt luyện đạt 50 -55 HRC.
3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt
3.2.1. Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết
Ta có sơ đồ phần tích lực là:
Sơ đồ lực thể hiện như hình 3.4.
Từ hình 3.4 ta thấy:
+ Mc : momen xoắn của dao khoan do lực cắt Pz gây ra, Pz theo phương Ox chiều hướng từ trái sang phải.
+ W : lực kẹp theo phương Oz chiều hướng từ trên xuống dưới.
+ N : phản lực phiến tỳ theo phương Oz chiều hướng từ dưới lên trên.
+ Fms : lực ma sát sinh ra tại chốt trụ và chốt trám chống lại momen xoắn của dao.
3.2.2. Tính lực cắt và lực kẹp
* Chọn máy:
- Chọn máy phay ngang 6H82
- Một số thông số cơ bản của máy.
* Chọn dao:
- Chọn dao khoan: P18, dao taro : T15K6
- Một số đặc tính của P18.
* Chọn chế độ cắt:
Lượng dư gia công R=5.625 (mm)
Chiều sâu cắt t = D/2 = 5.625 (mm)
Lượng chạy dao S0 = 0.23 (mm/vòng)
Tốc độ cắt V = 14 (m/phút)
* Tính lực cắt:
Ta có lực cắt là: Pz = 62.11,251.0,230,8.190/190.0,6 = 129 (kg)
Momen cắt là: M = Pz. d/2 = 129.11,25/2 = 726(kg.mm)
* Tính lực kẹp:
Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết sau khi gia công thì lực kẹp chặt và lực căt phải đảm bảo các yêu cầu tối thiểu sau:
Đối với lực kẹp chặt:
+ Không phá hỏng vị trí định vị của phôi.
+ Lực kẹp chặt phải đủ để chi tiết không bị xê dịch dưới tác dụng của lực cắt nhưng không được quá lớn so với giá trị cần thiết làm biến dạng phôi.
+ Không làm hỏng bề mặt do lực kẹp tác dụng vào.
+ Cố gắng làm cho phương chiều không đi ngược chiều với lực cắt mà cần vuông góc và hướng vào bề mặt định vị.
Ta có phương trình cân bằng theo phương Z:
W – N = 0 => N = W (1)
Ta có phương trình cân bằng momen tại trục tâm của dao:
Fms.51 + Fms.51
<=> Fms.2.51= Mc
<=> f. 102. N = Mc (2)
Từ (1) và (2) ó f.W.102 = Mc
Ta có lực kẹp cần thiết:
f.W. 102 = Mc
=> 40,8. W = 726
=>W = 18 (kg)
Vậy: Lực kẹp cần tính là:
W0 = W.K
K: hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công.
Ta có: K = K0 .K1 .K2 .K3 .K4 .K5 .K6
Vậy ta có: K = 1,5 . 1,2 .1 . 1,2 . 1,3 .1 . 1,5 = 4,212
Vậy W0 = 4,212.18 = 76 (kg)
3.2.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt
Ta chọn cơ cấu kẹp chặt trục vít. Trục vít nhờ đai ốc siết chặt mỏ kẹp giúp cố định chi tiết ở vị trí định vị.
Cơ cấu kẹp chặt thể hiện như hình 3.5.
Ta có:
D=√(Q/(0,5.[δ]k))=√(43/0,5.60) = 8,99 (mm) [2]
Với: [δ]k: ứng suất kéo nằm trong khoảng 58-98KG/cm2 chọn bằng 60 KG/cm2
Chọn theo tiêu chuẩn D = 10 mm
3.3. Cơ cấu khác của đồ gá
3.3.1. Bạc
Bạc giúp dẫn hướng mũi khoan để khoan lỗ trên chi tiết.
- Vật liệu bạc là thép Y10.
- Bề mặt làm việc của bạc được nhiệt luyện đạt 60 HRC.
3.3.2. Đế đồ gá
Đế đồ gá là chi tiết lắp ghép mọi chi tiết các của đồ gá lên đế đồ gá để tạo thành bộ đồ gá chế tạo hoàn chỉnh.
- Vật liệu của đế đồ gá là: Gang xám 15-32.
PHÂN 4: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ
4.1. Tính sai số chế tạo của đồ gá
- εgd ∶sai số gá đặt
=> εgd = 2/3.0,035 = 0,03
- εm : sai số mòn:
Ta có :
εm= β√N
=> εm = 0,22.√15000 = 19,68 ( μm) = 0,02 mm
- εk ∶ ssai số kẹp chặt
Ta có: εk = 0 (vì lực kẹp vuông góc với phương chi tiết)
- εc ∶ Sai số chuẩn
Ta có : εc=0 (vì gốc kích thước trùng với chuẩn định vị).
Vậy ta có: [εct ] = √(0.032-(02+02+ 0 .022+ 0 .0052) = 0,02mm)
Vậy sai số chế tạo bằng: 0,02 (mm)
4.2. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá
Từ kết quả giá trị sai số chế tạo cho phép của đồ gá ta có những yêu cầu kĩ thuật của đồ gá như sau:
- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và đáy đồ gá .
- Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị hình trụ với mặt đáy đế đồ gá .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Chế độ cắt gia công cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội.
[2]. Atlat đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[3]. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Pgs-Pts - Trần Văn Địch. - NXB KH&KT-1999.
[4]. Sổ tay công nghệ chế tạo máy. 3 tập, Nguyễn Đắc Lộc; Lê Văn Tiến; Ninh Đức Tốn - NXB KH&KT - 2001.
[5]. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá, Lê Văn Tiến; Trần Văn Địch; Trần Xuân Việt. - NXB KH&KT - 2000.
[6]. Hướng Dẫn làm bài tập dung sai, Ninh Đức Tốn. - 2000.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"