Mục lục

Lời nói đầu.......................................................................................................................................1

Chương 1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và trình tự thiết kế đồ gá ...............2

1.1. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công..............................................................................2

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá.................................................................................................................2

Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công..................................................................3

2.1. Phương án 1...............................................................................................................................3

2.2. Phương án 2...............................................................................................................................6

Chương 3. Tính toán thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá...............................................8

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị.............................................................................................................8

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt.....................................................................................10

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

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

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp..........................................................................................16

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá.........................................................................................17

Chương 4. Tính toán sai số chế tạo cho phép và đề ra các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá........19

4.1. Tính toán sai số chế tạo cho phép.............................................................................................19

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

Tài liệu tham khảo...........................................................................................................................21

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 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……………… đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                    Hà Nội, ngày … tháng… năm 20…

                                                                                                                                                        Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                          ……………..

Chương 1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và trình tự thiết kế đồ gá

1.1. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công

Độ nhám cần đạt là Ra =2,5.

Kích thước cần đạt : .

Khoảng cách từ tâm lỗ đến 2 lỗ nhỏ: .

Độ không tròn không vượt quá 0,05.

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá

Thiết kế đồ gá gia công cắt gọt bao gồm các bước cơ bản sau:

* 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 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 như trọng lực 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.

* Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiều cao). Đánh số vị trí của các chi tiết trên đồ gá. Nét vẽ đường bao của chi tiết gia công nên để nét chấm gạch màu đỏ.

Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công

2.1. Phương án 1

Sơ đồ gá đặt phương án 1 như hình 2.1.

* Phân tích định vị:

Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.

Phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do: chống tịnh tiến theo phương Oz và chống quay quanh phương Oy, Ox.

Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do: chống tịnh tiến theo Ox, Oy.

* Phân tích kẹp chặt:

- Phương lực kẹp: lực W có phương thẳng đứng và song song với bề mặt gia công.

- Chiều lực kẹp:

+ Hướng từ trên xuống bề mặt định vị.

+ Chiều song song với lực dọc

2.2. Phương án 2

Sơ đồ gá đặt phương án 2 như hình 2.2.

* Phân tích định vị:

Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.

Phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do: chống tịnh tiến theo phương Oz và chống quay quanh phương Oy, Ox.

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

* Phân tích kẹp chặt:

Phương lực kẹp: lực W có phương ngang và vuông với bề mặt gia công.

Chiều lực kẹp:

+ Hướng từ phải sang trái bề mặt định vị.

+ Chiều vuông góc với lực dọc trục.

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 không cồng kênh như phương án 2, 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.

Chương 3.  Tính toán thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị

Ở chương 2 ta đã lựa chọn được phương án định vị. Nên ta chọn

* Phiến tỳ theo bảng 8-3 - [1]

Vật liệu: thép 20X

Độ cứng: 55~60 HRC

* Chốt trám theo bảng 8-9- [1]

Vật liệu : thép Y7A

Độ cứng 55~60 HRC

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt

3.2.1. Sơ đồ phân tích lực

Phân tích lực vào chi tiết như hình 3.4.

3.2.2. Tính toán lực kẹp

*  Chọn máy:

Chọn máy : máy khoan đứng 2H118 công suất P = 4kW [2]

+ Tốc độ trục chính (vg/ph) 180-2800

+ Số cấp tốc độ : 9

+ Công suất động cơ hộp tốc độ N = 2.2kW,

+Bước tiến dao (mm/v): 0,1-1,6

*  Chọn dao:

Chọn dao: mũi khoan, khoét , doa

Vật liệu: T15k6

Chế độ cắt:

- Chiều sâu cắt : t = 10 mm

- Lượng chạy dao   :  s = 0.4 mm/vòng       (bảng 3.15 -[5])

Vận tốc cắt tính toán V = 95 m/phút

- Số vòng quay trục chính:

n_t = (1000⋅v_t)/πD= 1515 vg/phút

 Vận tốc thực tế máy là:

v_m=(π⋅D⋅n_m)/1000=89 m/ph

- Lực chiều dọc trục:

P₀=10.C_P.D^q⋅S^y⋅k_P

=> P₀ = 5769 N

- Lực momen xoắn :

Mx=10.C_M⋅D^q.S^y⋅k_P

=> Mx = 31,5 N.m

- Kiểm tra công suất cắt:

Sau khi đã xác định được các thông số của chế độ cắt s,v,t ta cần xác định công suất cắt đối với từng nguyên công N_o theo [1]

Sau đó ta so sánh công suất cắt với công suất của máy Nm:

N_o ≤ N_m.n

Ở đây: N_m: công suất động cơ của máy; n - hiệu suất của máy (n = 0,80 – 0,85).

Công suất khi cắt  No=(Mx⋅n)/9750=1,25 kW < Nm.n

- Lực kẹp:

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

Giải hệ ta được W = 2447 N

Kết luận: Qua 2 trường hợp ta  W =2447N (có lực W lớn nhất). Vậy: Lực kẹp cần tính là:

W₀ = W.K

Ta có:

K=k₀.k₁.k₂.k₃.k₄.k₅.k₆

=> K= 1,5 *1,2 * 1,2* 1,3 * 1* 1 * 1 =  2,5

=> Lực kẹp thực tế cần thiết là: W_ct =W.K= 6118 N

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

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

Khi kẹp phải đúng vị trí cần kẹp trên chi tiết.

Lực kẹp tạo ra phải đủ lớn (nghĩa là không quá nhỏ- gây mất an toàn hoặc quá lớn gây biến dạng phôi).

Kết cấu nhỏ gọn thao tác an toàn thuận lợi.

Các chi tiết trên đồ gá trừ đòn kẹp đều chịu ứng xuất nén với lực cắt , lực kẹp không lớn nên không phải tính cho các chi tiết đó, chỉ tính cho đòn kẹp chịu momen uốn.

Ta có: Q=W.l₂-l₁/l₁ = 6118.120/80= 9177 N

Tính đường kính ngoài danh nghĩa của ren vít có thể là

d ≥ √(Q/(0.5*[σ]k) (mm) = 11,5mm

Trong đó : [σ]_k: độ bền kéo của vật liệu làm vít,[σ]_k=100MPa

Vậy chọn vít kẹp M12.

3.3. Xác định các cơ cấu khác của đồ gá

* Bạc dẫn hướng:

Vật liệu: thép 9XC

Độ cứng : 60 HRC

* Thân đồ gá:

Vật liệu: GX 15-32

Độ cứng : 60 HRC

Chương 4. Tính toán sai số chế tạo cho phép và đề ra các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

4.1. Tính toán sai số chế tạo cho phép

[𝜀𝑔𝑑] : sai só gá đặt cho phép = (1/5 ~ 1/2  ) 𝛿 = 0.2*1/2  = 0,1mm=100 um

Với:  𝛿: dung sai kích thước nguyên công, 𝛿 = 0.2 mm

e_m : sai số do mòn đồ gá . e_m= B√N =0,25. √10000=25 um

N :  số chi tiết gia công trên đồ gá. Theo thuyết minh ta có N =  chi tiết

b : hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị. b = 0,25

e_dc : sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. chọn e_dc = 10mm

e_c : sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra.

Nhận thấy sai số chuẩn sinh ra chủ yếu do sự sai lệch ở mối ghép của chốt trụ ngắn . Do sử dụng mối ghép trung gian H7/m6 nên ta có:

Smax = Dmax - dmin = 0,011 (mm)

Nmax = dmax – Dmin = 0,018 (mm)

Sai số xuất hiện khi mối ghép bị lệch về 1 phía do đó:

e_c =0,007 mm =7mm

Vậy sai số chế tạo là e_ct= 0,096 mm

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

Độ bóng của các bề mặt lắp ráp và định vị: cấp 7  

Độ không song song của mặt phiếm tỳ và mặt thân đồ gá £ 0,096 (mm).

Độ không vuông góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá £ 0,096 (mm).

Độ không vuông góc giữa đường tâm chốt trụ ngắn và đế đồ gá ≤0,096 (mm)

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 1999.

2. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2001.

3. Trần Đức Quý, Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2015.

4. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2001.

5. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 1999.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"