MỤC LỤC

MỤC LỤC................................................................................................................................................................. i

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

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị.................................................................................................................................... 6

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt............................................................................................................. 6

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực...................................................................................................................................... 10

3.2.2. Tính lực kẹp...................................................................................................................................................11

Phần IV. TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ........18

4.1. Tính sai số chế tạo cho phép...........................................................................................................................18

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá..............................................................................................................................20

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………...........................................................................……25

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới nói chung và ngành Cơ khí nói riêng. Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp khác. Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành Cơ khí phải tích lũy đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời không ngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn. Nhằm cụ thể hóa những kiến thức đã học thì môn học Đồ gá nhằm mục đích đó.

Trong quá trình thiết kế đồ gá môn học sinh viên được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể. Do tính quan trọng của Đồ án mà môn bắt buộc đối với sinh viên chuyên ngành Cơ khí và một số ngành có liên quan.

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy: TS………….., em đã hoàn thành Đồ án môn học Đồ gá được giao. Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế. Tuy nhiên, sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế. Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong Bộ môn Công Nghệ và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án của mình.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS………….. người đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này.

                                                                                                                              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

- Độ nhám cần đạt là Ra = 2,5

- Kích thước cần đạt là ∅10 + 0,035

- Dung sai vị trí:

Khoảng cách 2 lỗ là 180 ± 0,1

- Kích thước vát mép là 1 (mm) lệch góc 45^o

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 gia công, độ chính xác về kích thước hình dạng, số lượng chi tiết gia công và vị trí của các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.

- Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt lực kẹp và các lực cùng tác động vào chi tiết G, phản lực tại các điểm N, lực ma sát F_ms…trong quá trình gia công. Sau đó viết các phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết.

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

- Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, rộng, 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:

- Chi tiết được định vị 6 bậc tự do

- Định vị 3 bậc tự do qua mặt đáy nhờ phiến tì.

Tịnh tiến Oz, xoay Ox và Oy

- Ba bậc tự do còn lại được định vị bởi 1 khối V di động và 1 khối V cố định

Khối V cố định bên trái tịnh tiến Oy và xoay quanh Oz

Khối V di động bên phải tịnh tiến Ox

* Phân tích kẹp chặt:

- Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít

- Hai chốt tỳ phụ để đảm bảo độ cứng vững

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:

- Chi tiết được định vị 6 bậc tự do

- Định vị 3 bậc tự do 2 mặt đáy ở 2 bên

Tịnh tiến Oz, xoay quanh Ox vào Oy

- Ba bậc tự do còn lại được định vị bởi 1 khối V di động và 1 khối V cố định

Khối V cố định bên trái tịnh tiến Oy và xoay quanh Oz

* Phân tích kẹp chặt:

- Khối V chống  xoay chi tiết

- Khối V di động tác dụng lực kẹp vào chi tiết kẹp chặt

Kết luận: Chọn phương án gá đặt chi tiết là phương án 1. Vì:

- Cơ cấu kẹp chặt đơn giản không tốn kém

- Dễ lắp đặt và định vị

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 kỹ thuật của 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

- Độ nhám bề mặt làm việc của cơ cấu định vị dạt Ra

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

* Lựa chọn cơ cấu định vị:

- Phiến tỳ: hạn chế 3 bậc tự do ở mặt phẳng D (tịnh tiến Oz, quay quanh Oy và quay quanh Ox)

- Hai khối V: một khối V cố định hạn chế hai bậc tự do (tịnh tiến Ox và tịnh tiến Oy), một khối V di động (vừa định vị vừa kẹp chặt) hạn chế một bậc tự do (quay quanh Oz)

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt

Cơ cấu kẹp phải đảm bảo các yêu cầu như: khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi, lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận lợi an toàn.

Vậy lựa chọn cơ cấu kẹp chặt chính là mỏ kẹp ren vít.

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực

* Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết: dựa vào sơ đồ định vị và kẹp chặt phân tích các thành phần lực tác dụng lên chi tiết gia công.

* Trong quá trình gia công:

- Momen xoắn M của dụng cụ cắt do lực cắt gây ra: P₀ hướng theo chiều cắt

- Lực kẹp W đối xứng với N theo phương Oz chiều từ trên xuống

- Lực Fms sinh ra tại vị trí kẹp theo phương Oy chiều ngược với lực cắt P₀

* Từ sơ đồ phân tích lực trên ta có thể thấy:

Lực P₀ có xu hướng đẩy chi tiết xuống cùng chiều với lực kẹp

Lực Mx có xu hướng làm quay chi tiết quanh tâm lỗ ∅10

⟹ Trong 2 lực ta thấy M_x nguy hiểm nhất nên ta tính lực kẹp theo M_x

3.2.2. Tính lực kẹp

- Khi khoan xuất hiện hai lực thành phần là Momen xoắn Mx và lực chiều trục P Momen xoắn có xu hướng làm cho chi tiết bị xoay khỏi vị trí định vị làm di chuyển chi tiết. Do vậy để đảm bảo lực kẹp phải thắng được ảnh hưởng của Momen xoắn.

- Lực chiều dọc trục khi khoan

P₀ = 10.C_p.D^q.S^y.K_p (N.m)

⇒ P₀ = 10.68.9,8¹.0,24^0,7.1 = 2664,95 (N)

- Lực momen xoắn khi khoan:

M_x = 10.C_M.D^q.S^y.K_p (N.m)

⇒ M_x = 10.0,0345.9,8².0,24^0,8.1 = 10,58 (N.m)

- Lực kẹp:

+ Trong quá trình khoan thì đã xuất hiện các lực như ở trên phân tích để chi tiết được giữ ổn định khi gia công thì lực kẹp W phải thắng được lực cắt gây ra.

+ Ta có phương trình cân bằng lực:

F_ms . L₁ + F_ms’ . L₁ – M_x = 0

Thay vào phương trình trên ta có:

W . 0,09 . 0,25 + W . 0.09 . 0,2 – M_x = 0

⟹ W=261,23

+ Để an toàn thực tế người ta cần phải nhận lực kẹp với hệ số an toàn K

K = k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6

⇒ k =  1,5.1,2.1.1.1,3.1.1,5 = 3,15

⇒ W_ct = W.K = 822,9 (N)

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

Kẹp chặt bằng mỏ kẹp ren vít:

Cơ cấu kẹp chặt như hình 3.2.

Phương trình cân bằng các momen lực đối với điểm tỳ được viết như sau:

Q.L₁.η = W.(L₁+L₂)

Trong đó:

Q :  lực do bulong tạo ra (kg)

η : hệ số ma sát có ích tính đến mất ma sát giữa đòn kẹp và phiến tỳ

Ta chọn L₁=L₂, η=1

Ta có Q=2W=2.822,9=1645,8 (N)

Đường kính bulong:

Chọn [σ]_k=60 (Mpa)

Thay số ta được: D = 7,4 mm

Theo kích thước chi tiết ta chọn bulong M10

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

- Để đảm bảo vị trí của dụng cụ cắt và tang độ cứng vũng trong quá trình gia công, đảm bảo hướng tiến dao, giảm sai số gia công ta dùng cơ cấu dẫn hướng dao

- Cơ cấu dẫn hướng dao gồm hai bộ phận chính là bạc dẫn và phiến dẫn

- Cơ cấu thân đồ gá.

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

- Tính sai số mòn (ε_m) do đồ gá mòn gây ra: Sai số mòn được tính theo công thức sau đây:

e_m = β.N²

Với:

β : hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị. Với:

Đối với chốt tỳ đầu chỏm cầu: β=0,5÷2

Đối với các khối V: β=0,2÷0,8

Đối với các phiến tỳ: β=0,2÷0,4

Đối với các chốt trụ: β=0,05÷0,1

N : số lượng chi tiết gá đặt trên đồ gá.

Ta chọn: β=0,2; N=12500 chi tiết

=> Thay số ta được: e_m = 0,02223 mm

- Sai số kẹp chặt (ε_k)≈0,002 mm

Sai số kẹp chặt do lực gây ra được xác định bởi lượng chuyển vị của gốc kích thước do lực kẹp thay đổi chiều cao theo phương kích thước thực hiện gây ra.

ε_k= y_m.cosα

- Tính sai số gá đặt (ε_gd)

Với: δ : dung sai kích thước nguyên công, δ=0,44

Vậy: [ε_gd]=0,146 (mm)

- Sai số chuẩn ε_c(H):

Bề mặt gia công O₁

Chuẩn định vị: I

Gốc kích thước: O₂

Ta có:

O₂I-IO₁-O₁O₂=0

↔ O₂I-IO₁-H=0

→ H=C - IO₁

=> Thay số ta được: ε_c(H) = 0,07 mm

Vậy sai số chế tạo đồ gá: ε_ct = 0,124 mm

4.2.Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Độ vuông góc giữa tâm bạc dẫn so với mặt đáy đồ gá ≤ 0,124 mm

- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ so với mạt đáy đồ gá ≤ 0,124 mm

- Độ không trùng tâm của hai khối V ≤ 0,124 mm

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

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

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

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

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

[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"