MỤC LỤC

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

DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................................................................................................................1

LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................................................................................................................2

PHẦN 1: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.............................................................3

1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công.................................................................................................................................................3

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá.....................................................................................................................................................................................3

PHẦN 2: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG............................................................................................................................5

2.1. Phương án 1...................................................................................................................................................................................................5

2.2 Phương án 2....................................................................................................................................................................................................7

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN ĐÚNG CƠ CẤU ĐỊNH VỊ, CƠ CẤU KẸP CHẶT VÀ CÁC CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ....9

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị.................................................................................................................................................................................9

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp.................................................................................................................................................................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..............................................................................................................................................................16

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá............................................................................................................................................................19

PHẦN 4: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ.................................................................22

4.1. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá.......................................................................................................................................................22

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:.........................................................................................................................................................................23

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................................................................................25

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 phay mặt D chi tiết càng”. 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 quý thầy cô.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                           Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                           Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                         ……………….

PHẦN 1: 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

- Dung sai độ không song song giữa bề mặt gia công với bề mặt đáy không được vượt quá 0.015 mm.

- Dung sai độ không phẳng của bề mặt gia công không vượt quá 0.015 mm.

- Độ nhám bề mặt H là R_a = 1.25, tương đương với cấp độ nhẵn bóng là cấp 6.

- Dung sai kích thước giữa bề mặt trên chi tiết và bề mặt gia công là 10±0.1mm.

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 2: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA NGUYÊN CÔNG

2.1. Phương án 1

* Sơ đồ gá đặt :

Sơ đồ phương án 1 như hình 2.1.

* Định vị :

- Sử dụng phiến tỳ định vị 3 bậc tự do, 1 khối V định vị 2 bậc tự do và 1 khối V di động sẽ hạn chế 6 bậc tự do.

- Phiến tỳ định vị 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OZ

+ Quay quanh phương OX

- 1 khối V ngắn định vị 2 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OY

+ Tịnh tiến theo phương OX

* Kẹp chặt:

Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít dùng khối V di động.

2.2 Phương án 2

* Sơ đồ gá đặt :

Sơ đồ phương án 2 như hình 2.2.

* Định vị :

- Sử dụng phiến tỳ định vị 3 bậc tự do, 1 khối V định vị 2 bậc tự do và 1 khối V di động sẽ hạn chế 6 bậc tự do.

- Phiến tỳ định vị 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OZ

+ Quay quanh phương OX

- 1 khối V ngắn định vị 2 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo phương OY

+ Tịnh tiến theo phương OX

* Kẹp chặt:

Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít dùng khối V di động.

Kết luận: Khi ta so sánh 2 phương án trên ta thấy phương án 1 đảm bảo độ cứng vững khi gia công. Còn phương án 2 khi kẹp chặt với lực mạnh dễ làm hỏng chi tiết gia công. Do đó ta sẽ chọn phương án 1 để ta thiết kế đồ gá.

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN ĐÚNG CƠ CẤU ĐỊNH VỊ, CƠ CẤU KẸP CHẶT VÀ CÁC

CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị

- Tra bảng 8-3 trang 395 , để chọn phiến tỳ. Kích thước thể hiện trên hình 3.1:

Vật liệu: thép 20Cr , thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5÷0,8mm; nhiệt luyện đạt 50÷60HRC. Dung sai kích thước H,  = 0,2÷0,3.

- Khối V, kích thước được thể hiện trên hình 3.2:

Vật liệu: thép Cr thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,8÷1,2mm; nhiệt luyện đạt 55÷60HRC.

- Phiến tỳ như hình 3.1.

- Khối V như hình 3.2.

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực

Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm:

+ G : Trọng lực chi tiết

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

+ W : Lực tác dụng lên chi tiết

+ F_ms1: Lực ma sát do lực W tác dụng lên chi tiết

Phân tích lực như hình 3.3.

3.2.2. Tính lực kẹp

- Căn cứ vào hình dạng và kích thước của chi tiết, ta chọn máy: 6H13

- Dụng cụ cắt : P18

- Chế độ cắt:

+ Lượng chạy dao: Tra bảng 5-125  được: S_Z =0,15 (mm/răng).

Suy ra: k_v = k_MV . k_nv . k_uv  = 1.1.1 =1

Thay số ta được: V = 82,42 (m/phút)

+ Tốc độ quay:

n = (1000.V)/(π.D) = (1000.158,42)/(π.18) = 1450 (vòng/phút)

Tra bảng theo thông số máy t có: n= 1500 (vòng/phút)

Lượng chạy dao:

S = S_z .Z.n = 0,15 .8 .1500 = 1400 (mm/ phút)

Tra theo bảng thông số máy ta có: S=1500 (mm/phút).

Tính lực cắt Pz:

Vậy lực cắt Pz có giá trị là: Pz = 318 (N)

Theo bảng 5.42 , ta có:

Px = (0,3~0,4).Pz = 90 N                                                (3.6)

Py = (0,5~0,55).Pz = 130 N                                           (3.7)

Momen cắt trên trục chính: M_cắt = P_z.20 = 6360 N.m                              

3.3. Tính lực kẹp chi tiết

Lực ma sát do chi tiết và phiến tỳ gây ra:

F_ms3 = N₃  .  f₃                                                              (4.2)

* Trường hợp 1: Chi tiết quay quanh tâm dao

Phương trình cân bằng momen quay quanh Oz:

M_xoay = M_cắt                                                                (4.3)

<=> L.G + 2.F_ms1.L₁ + 2.F_ms2.L₂ + F_ms3.L₃ = M_cắt

<=> L.G + 2. .cos45 .L₁ + 2. .cos45 .L₂ + f₃.N₃.L₃ = M_cắt

* Trường hợp 2: Chi tiết lật tại điểm F

M_lật = H.P₀                                                                     (4.4)

M_giữ = L.G + L₁.F_ms1 – L₂.F_ms2                                                

Phương trình cân bằng:

H.P₀ = L.G + L₁.F_ms1 – L₂.F_ms2

<=> H.P₀ = L.G + L₁. .cos45  + L₂. .cos45 .  

Giải hệ phương trình, ta được:

W = 907 (N)

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                                 (4.5)

K₆: hệ số tính momem làm quay chi tiết, định vị trên phiến tỳ, (K₆=1,5)

Suy ra:  K= 1,5.1.1.1,2.1.1.1,5 = 2,9

Vậy ta có: W = 907. 2,7 = 2633 (N)

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

Ta chọn cơ cấu kẹp chặt ren vít:

Lực kẹp chi tiết thể hiện như hình 3.4.

- Đường kính bulong:

Vậy D = √(W/(0,5 .80))= √(2633/(0,5 .80))=8,3 mm

Theo tiêu chuẩn, ta chọn kích thước bulong là M10

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

Vì W và Q cùng phương, cùng chiều nên: Q = W=2633 N

Tra bảng 8-4 trang 396 , ta chọn khối V di động có kích thước như hình 3.5:

 Vật liệu: thép Cr thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,8÷1,2mm, nhiệt luyện đạt 55÷60HRC.

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

- Then dẫn hướng: Để đảm bảo độ chính xáckhi lắp đặt đồ gá lên máy thì ta dùng then dẫn hướng.

Tra bảng 8-19 trang 416 , ta chọn then dẫn hướng phù hợp. Kích thước thể hiện trên hình 3.6:

Vật liệu: Thép 40X, độ cứng HRC 40-45.

- Cữ so dao: Đối với đồ gá phay thì để tăng năng suất cắt gọt thì ta dùng cữ so dao để xác định vị trí cần gia công. Khi dao cứ chạm vào miếng căn trên cữ so dao thì dao đã đến vị trí gia công.

PHẦN 4: TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ

4.1. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá.

-  Sai số gá đặt:

ε_gd = 1/5 . 0,1 = 0,03 (mm)

-  Sai số mòn đồ gá:

ε_m = β .√N (μm)                                         (4.3)

Với:

β : hệ số phụ thuộc vào kết cấu địnhvì phiến tỳ β = 0,2

N :  số lần gá đặt, N = 4000

Suy ra: εm = √N = 0,2 . √4000 = 12,65 ( μm) = 0,013 (mm).

- Sai số kẹp chặt: Phương lực kẹp vuống góc phương kích thước gia công. Nên ε_kc = 0 (mm)

- Sai số chuẩn: ε_kc = 0 (mm)

Vì gốc kích thước trùng với chuẩn định vị.

Thay số, ta được: [ε_ct ] = √(0,03²-0²+ 0²+0,013²+0,005² ) = 0,027 (mm)

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

- Dung sai độ không vuông góc giữa khối V với bề mặt thân đồ gá không vượt quá 0,027 mm.

- Dung sai độ không song song giữa bề mặt phiến tỳ và bề mặt thân đồ gá không vượt quá 0,027 mm.

- Dung sai độ không vuông góc giữa phiến tỳ và bề mặt thân đồ gá không vượt quá 0,027 mm.

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.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"