MỤC LỤC
MỤC LỤC……………………………………………………………....................................................................…....1
Phần I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ...............2
1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công.................................................................................................2
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá.....................................................................................................................................2
Phần II: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT NGUYÊN CÔNG......................................................................................3
2.1. Phương án I....................................................................................................................................................3
2.2. Phương án II...................................................................................................................................................4
Phần III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ ..................................................5
3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị..................................................................................................................................6
3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt...........................................................................................................6
3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá.............................................................................................................14
Phần IV: TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ.....15
4.1. Tính sai số chế tạo cho phép.........................................................................................................................15
4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá............................................................................................................................16
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................17
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 phay rãnh then L30 trên trục” . 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 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 kỹ thuật của nguyên công gồm:
- Mặt bên của rãnh then yêu cầu độ nhám đạt Ra = 2.5
- Độ không song song rãnh then và tâm trục không vượt quá 0.035 mm
- Kích thước rãnh then đạt : bề rộng B = 6-0.018+0.018 , L = 30±0,033 và về độ sâu của rãnh t1 đảm bảo ∅20±0,021 – t1 = 16,5±0,027
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 … 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 [ ] 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.
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:
Theo nguyên tắc định vị thì chi tiết bị hạn chế tối đa 5 bậc tự do
Hai mặt trụ ngoài hạn chế 4 bậc tự do :
+ Chống tịnh tiến theo Oz
+ Chống quay quanh Oz
+ Chống tịnh tiến theo Oy
Mặt đầu trục hạn chế 1 bậc tự do :
+ Chống tịnh tiến theo Ox
=> Sử dụng 1 chốt tỳ cố định
* Phân tích kẹp chặt:
Để đảm bảo độ cứng vững ta 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 khối V
+ Điểm đặt lực kẹp là điểm cao nhất của hai trụ tròn Æ30
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:
Theo nguyên tắc định vị thì chi tiết bị hạn chế tối đa 5 bậc tự do
Hai mặt trụ ngoài hạn chế 4 bậc tự do :
+ Chống tịnh tiến theo Oz
+ Chống quay quanh Oz
+ Chống tịnh tiến theo Oy
Þ Sử dụng 2 khối V ngắn
Mặt bậc của Æ40 hạn chế 1 bậc tự do :
+ Chống tịnh tiến theo Ox
=> Sử dụng chốt tì đầu phẳng
* Phân tích 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 khối V.
Kết luận: Từ hai phương án đã đưa ra ta chọn phương án gia công số 2 bởi vì 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 uốn và biến dạng bởi lực kẹp.
Phần III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ
3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị.
Vật liệu thép 20C1, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,8 ÷ 1,2 mm, nhiệt luyện đạt HRC 55 ÷ 60
Tra bảng 8-5 ta xác định được kích thước của khối V như bảng 3.1.
3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt.
- Chọn máy : Chọn máy : 6H12
- Một số thông số cơ bản của máy :
Một số thông số cơ bản của máy 6H12 như bảng 3.2.
- Chọn dao: Chọn dao: P18
3.2.1. Sơ đồ phân tích lực
Sơ đồ phân tích lực như hình 3.2.
Giải thích kí hiệu các lực :
W : lực kẹp tác dụng lên chi tiết
Px, Py, Pz : lần lượt là các lực cắt sinh ra trong quá trình cắt gọt theo phương Ox, Oy, Oz
G : trọng lực (do khối lượng chi tiết bé và là lực có lợi nên ta có thể bỏ qua)
Mc : mô men cắt
Fms : sinh ra khi chi tiết có xu hướng xoay quanh Ox
Fms1 : lực ma sát sinh ra khi chi tiết có xu hướng trượt theo phương Ox và xoay quanh Ox
3.2.2. Tính lực kẹp
* Chọn chế độ cắt :
Chiều sâu cắt thô T = 3.5 mm
Ta dùng dao phay ngón có D = 6, Z = 3 tra bảng 12-5 Sz = 0.02 0.015 Þ Chọn Sz = 0.02 (mm/răng)
Vận tốc cắt:
Thay vào (3.1) ta được: V = 23,5 (m/ph)
Số vòng quay trong một phút của dao:
n = (1000.V)/(π.D)=1000.23,5/3,14.6=1247,35 (vg/ph)
Theo thuyết minh máy ta chọn n = 1500 (vg/ph)
Vận tốc máy theo thực tế là :
V = (n.π.D)/1000=1500.3,14.6/1000=28,26 (mm/ph)
Tính lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng theo thực tế :
SM = Sz(bảng).Z.n = 0,02.3.1500 = 90
Lực cắt Py:
Thay vào công thức (3.6) tính Py ta được Py =47,83 (KG) = 478,3 N
Px= (0,3÷0,4).Py = 191,32 N
* Tính lực kẹp:
- Trường hợp 1 : Tính lực kẹp W để chi tiết không bị quay quanh Oz
Dao đang ở vị trí đầu rãnh then
Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 1 như hình 3.3.
2Fms.l1 + 2Fms.l2 + Fms1.l0 = Py.D/2
=> w = 28,7N
Dao ở cuối vị trí rãnh then
Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 2 như hình 3.4.
Để chi tiết không bị quay quanh Oz
2Fms.l1 + 2Fms.l2 + Fms1.l0 = Py.D/2
=> w = 23,5 N
- Trường hợp 2 : Tính lực kẹp để chi tiết không bị trượt theo phương Ox
Sơ đồ lực tác dụng trường hợp 3 như hình 3.4.
Để chi tiết không bị trượt trên Ox thì:
4Fms + Fms1 = Px
<=> 4.N.f + w.f = Px
=> W = 249,87 N
Vậy lực kẹp cần tính là:
W0 = W.k = 249,87.3,51 =877,04 N
Trong đó :
𝑘: hệ số an toàn khi cắt gọt.
𝑘 = 𝑘0. 𝑘1. 𝑘2. 𝑘3. 𝑘4. 𝑘5. 𝑘6
=> 𝑘 = 1,5.1.1.1,2.1,3.1.1,5 = 3.51
3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp
Ta chọn kẹp chặt chi tiết bằng mỏ kẹp
Ta có : Q = W.(l2-l1)/l1 =1818,64.(56-34)/68=588,38 N
Đường kính bulong :
=> Thay số ta được: d = 1.√(588,38/0,5.18) = 8,1
Theo tiêu chuẩn ta chọn M10x2
3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá
* Then dẫn hướng: để đảm bảo độ chính xác ta nên dùng then dẫn hướng.
Vật liệu thép 40X, độ cứng HRC 40 ÷ 45.
* Cữ so dao:
Vật liệu : Thép C45; độ cứng : 23 HRC
* Thân đồ gá:
Với đề bài cho gia công chi tiết N=15000 lần/năm là gia công chi tiết loạt lớn.Vì vậy, ta phải lựa chọn thân đồ gá có độ cứng vững cao. Ta chọn thân đồ gá dạng đúc
Vật liệu: GX 15 - 32, độ cứng: 190 HB
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.
- Trường hợp 1: Tính sai số chế tạo cho kích thước chiều sâu rãnh then
[εgd ]=(1/3÷1/5)δ=(1/3÷1/5).0,054=0,018
εc=|δD/2.(1-1/sin(45o ) )|| = 0,0043
εk= 0 vì lực kẹp vuông góc với phương gia công chi tiết
εlr = 0,01 (mm) (εlr= 10 ÷ 15 μm
=> [εct ]=√(0,0182-0,00432+02+0,00362+0,012) = 0,014 (mm)
- Trường hợp 2: Tính sai số chế tạo cho kích thước chiều dài rãnh then
[εgd ]=(1/3÷1/5)δ=(1/3÷1/5).0,066=0,022
εc=|0,039-0,033-0,018| = 0,012
εm= β.√N= 0,3.√15000 = 36,74 (μm) = 0,0036 (mm)
=>[εct ]=√(0,0222-(0,00122+02+0,00362+0,012 ) = 0,02 (mm
4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.
- Độ không song song giữa mặt khối V ngắn và mặt đế đồ gá ≤ 0,02 mm.
- Độ không song song giữa mặt khối V ngắn và mặt rãnh then T ≤ 0.02 mm.
- Độ không vuông góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá ≤ 0.02 mm.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình (2002); Chế độ cắt gia công cơ khí; Nhà xuất bản Đà Nẵng, Đà Nẵng.
[2]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2003); Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, 3; Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
[3]. Trần Văn Dịch (2000); Sổ tay và Alat đồ gá; Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"