MỤC LỤC

MỤC LỤC................................................................................................................................................................1

DANH MỤC HÌNH VẼ.............................................................................................................................................3

DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................................................................4

DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT................................................................................................................................5

LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................6

PHẦN I. PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ...............7

1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công...................................................................................................7

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá.......................................................................................................................................7

PHẦN II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUYÊN CÔNG......................................................................................8

2.1. Phương án I......................................................................................................................................................8

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...........................................................................................................14

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực......................................................................................................................................14

3.2.2. Tính lực kẹp.................................................................................................................................................16

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

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

3.3.1. Đế đồ gá.......................................................................................................................................................22

3.3.2. Cữ so dao.....................................................................................................................................................23

3.3.3. Giá đỡ khối V cố định...................................................................................................................................24

3.3.4. Bạc ren M10.................................................................................................................................................25

PHẦN IV. TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ.....27

4.1. Tính sai số chế tạo cho phép..........................................................................................................................27

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

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................................29

LỜI NÓI ĐẦU

Để góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lượng và năng suất chế tạo, vì đó là một trong các ngành trọng điểm của nền công nghiệp quốc gia đặc biệt là chế tạo thiết bị và phụ tùng, cung cấp cho các ngành 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. 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.

Bài tập lớn môn học: Cơ sở 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 quá trình thực hiện bài tập lớn, em đã được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Việt Hùng và các thầy giáo trong bộ môn, giúp em hoàn thành đồ án môn học. Tuy nhiên do khả năng và trình độ còn hạn chế nên đồ án còn nhiều thiết sót, em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy và sự đóng góp chân tình của các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : TS................... cùng các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành bài tập lớn này.

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

Với nguyên công phay thì ta cần đạt được các yêu cầu kĩ thuật:

+ Độ không vuông góc mặt phay và tâm trục trong khoảng 0,02-0,04.

+ Dung sai độ song song 2 bề mặt đáy là 0,03.

+ Dung sai kích thước đạt độ chính xác H7.

+ Độ nhám bề mặt gia công đạt Rz20

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá

- Bước 1: Nghiên cứu đồ gá đặt phôi và yêu cầu kĩ thuật của nguyên công, kiểm tra lại các bề mặt chuẩn về độ chính xác và độ nhám bề mặt; xác định kích thước, hình dạng, số lượng và ví trí của cơ cấu định vị phôi trên đồ gá.

- Bước 2: Xác định lực cắt, mômen cắt, phương chiều 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 F_ms…

- Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép [ε_ct] 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 vi trí của chi tiết 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 2.1.

* Phân tích định vị:

Cơ cấu định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do gồm:

+ Phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Oz, xoay quanh Ox và Oy)

+ Khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo Ox và Oy.

* Phân tích kẹp chặt:

Cơ cấu kẹp chặt:   

+ Chi tiết được kẹp chặt nhờ cơ cấu ren vít do khối V di động tạo ra.

+ Lực kẹp hướng từ trước ra sau và có phương song song 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:

Cơ cấu định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do gồm:

+ Phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Oz, xoay quanh Ox và Oy)

+ Khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo Ox và Oy.

* Phân tích kẹp chặt:

Cơ cấu kẹp chặt:   

+ Chi tiết được kẹp chặt nhờ cơ cấu ren vít do khối V di động tạo ra.

+ Lực kẹp hướng từ trước ra sau và có phương song song với mặt đáy.

Kết luận: Chọn phương án gá đặt chi tiết là phương án I, bởi vì thiết kế đồ gá đơn giản, phù hợp với phương án gia công, đảm bảo được kích thước chính xác, sai số đồ gá và gá lắp nhỏ.

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

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị

- Cơ cấu định vị phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gá đặt về mặt hình dáng và kích thước.

- Cơ cấu định vị phải đảm bảo về độ chính xác (IT6 ÷ IT7)

- Cơ cấu định vị phải có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt.

- Vật liệu làm cơ cấu định vị có thể sử dụng các loại thép 20X, 40X, thép 20X thấp C hoặc thép C45... nhiệt luyện đạt độ cứng vững 50÷60 HRC.

a, Phiến tỳ.

Phiến tỳ phẳng như hình 3.1.

b, Khối V.

Khối V cố định như hình 3.2.

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt

3.2.1.Sơ đồ phân tích lực

Các lực tác dụng lên chi tiết:

- N₁, N₂: là các phản lực khối V ngắn

- N₃: là các phản lực của phiến tỳ.

- Fms1, Fms2: lực ma sát giữ chi tiết và khối V

- Fms3: lực ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ.

- P:  Trọng lượng của chi tiết. (do khối lượng của chi tiết nhỏ nên có thể bỏ qua)

3.2.2. Tính lực kẹp

a, Chọn máy, dao và tính toán chế độ cắt:

* Chọn máy: Tra bảng 9-38, [4]

- Chọn máy phay đứng vạn năng: 6H12

- Phạm vi tốc độ trục chính: 30 ÷ 1500 vòng/phút.

- Công suất động cơ chính là 7 kw.

* Chọn dao: Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đường kính dao lấy là D = (1,25 ÷ 1,5). B

Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng

Bảng 4-94[4] thông số dao:

- Đường kính dao: D = 100 mm.

- Số răng: Z = 8 răng

* Chế độ cắt:

Lượng dư gia công: t= 1,5 mm.

Lượng chạy dao răng S_z = 0,13 mm/răng (bảng 5-126, [4]).

Lượng chạy dao vòng S₀ = S_z. Z = 0,13. 8 = 1,04 mm/vòng.

Tốc độ tính toán:       

V_t = V_b.k₁.k₂.k₃.k₄.k₅

=> V_t = 316. 0,8. 1 .1.1 = 252,8 m/phút.

Số vòng quay trục chính tính theo tính toán là:

n_t = (1000. Vt)/(3,14.D)=(1000.  225,6)/(3,14.  100)=805,1 vòng/phút

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m = 950 vòng/phút. Như vậy tốc độ cắt thực tế sẽ là:

V_tt =(3,14.  100.  950)/1000=298,3 m/phút

b, Tính lực kẹp

* Tính lực cắt P_z:

Theo bảng 5-42[1]

Px = 367,72 N

Py = 459,65 N

* Momen trên trục chính của máy:

Ta có Mx = 45665 Nmm.

- Trường hợp 1: Xét chi tiết quay quanh tâm dao

Thay số ta được: W = 2018 N.

- Trường hợp 2: Chi tiết lật tại điểm F.

Phương trình cân bằng:

H. P_X = L₁. F_ms1 – L₂. F_ms2

<=> H.P_X = L₁. .cos45  + L₂. .cos45 .

Suy ra Px =W = 1136,57 N.

Kết luận: Ta thấy trường hợp 1 có lực W lớn hơn nên ta lấy W=  (N) để tính lực kẹp cần thiết cho đồ gá. 

Ta có lực kẹp cần thiết:

W_ct =k.W

Suy ra: k= (1,5.1,1.1.1.1,2.1.1) = 1,98

=> W_ct = 2018,1.1,98= 3995,8(N)

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ.

+ Không làm biến dạng phôi.

+ Kết cấu nhỏ gọn.

- Ta sử ta sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng khối V. Phương pháp kẹp này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn, có tính tự hãm tốt.

- Đường kính ngoài danh nghĩa của ren vít:

Thay số được: D = 9,87 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn vít kẹp M10

- Xác định lực kẹp Q của cơ cấu kẹp để tạo ra được giá trị lực W:

Vì W_ct và Q cùng phương, cùng chiều nên ta có Q = W_ct = 3995,8 (N)

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

3.3.1. Đế đồ gá

Đế đồ gá như hình 3.7.

3.3.2. Cữ so dao

Cữ so dao như hình 3.8.

3.3.4. Bạc ren M10

Bạc ren M10 như hình 3.10.

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: 

=> Thay số được: ε_gđ = 67 μm

- Sai số chuẩn ε_c do gốc kích thước và chuẩn định vị trùng nhau nên sai số chuẩn ε_c= 0

- Sai số mòn:

ε_m = β.N²

Với:

N: Số chi tiết gá đặt N = 15000chi tiết/năm

β : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị phiến tì β = 0,22

=> Thay số ta được: ε_m = 26,94 (𝜇𝑚)

Sai số điều chỉnh ε_dc = 10μm

Thay vào công thức ta có: ]ε_ct] = 60,52 μm

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Độ không song song giữa mặt đáy đồ gá và mặt phiến tỳ ≤ 0,19 mm.

- Độ cứng của các phiến tỳ 50-55 HRC.

- Độ không vuông góc giữa đường tâm khối V và mặt đế đồ gá ≤ 0,096 mm.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Trần Văn Địch, Sổ tay Atlas đồ gá, Hà Nội: Nhà xuất bản Khoa học và Công nghệ, 2000.

[2]. Nguyễn Ngọc Đào, Chế độ cắt gia công cơ khí, Đà Nẵng: Nhà xuất bản Đà Nẵng, 2002.

[3]. Phạm Văn Bổng, Giáo trình Đồ Gá, Hà Nội: Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kĩ Thuật, 2015.

[4]. GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy 1,2 và 3, Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật, 2007.

[5]. Ninh Đức Tốn, Sổ tay Dung sai lắp ghép, Hà Nội: NXB Giáo Dục, 2003.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"