MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH..........................................................................................................................................5

DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................................................................6

DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT................................................................................................................................8

LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................8

1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công..................................................................................................9

1.2. Trình tự thiết kế đồ gá......................................................................................................................................9

Phần III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ...................................................13

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị.................................................................................................................................13

3.1.1. Phiến tỳ tròn (vành khăn)............................................................................................................................13

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 cắt và lực kẹp................................................................................................................................15

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp...............................................................................................................19

3.3. Lựa chọn cơ cấu khác của đồ gá...................................................................................................................20

3.3.1 Thân đế........................................................................................................................................................20

Phần IV. TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ.....22

4.1 Tính sai số chế tạo..........................................................................................................................................22

4.2 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.............................................................................................................................25

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................30

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 gia công khoét, doa 2 lỗ Ø76, Ø50”. 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 cám 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

- Độ nhám cần đạt là Ra = 2,5

- Dung sai của lỗ Ø76 là 0.02mm

- Dung sai của lỗ Ø50 là 0.02mm

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 tiết 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 Fms … trong quá trình gia công. 

-  Bước 5. Xác định sai số chế tạo cho phép [𝜀𝑐𝑡] 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:

- Định vị trên mặt B hạn chế được 3 bậc tự do (Sử dụng phiến tỳ):

+ Tịnh tiến theo Oy

+ Quay quanh Oz

- Định vị tại mặt trụ trong lỗ Ø9 bằng chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do

+ Tịnh tiến theo Oz

+ Xoay quanh Oy

* Phân tích kẹp chặt:

Để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết ta lựa chọn kẹp như sau:

- Phương của lực kẹp hướng theo trục Oz

- Chiều của lực kẹp hướng vào phiến tỳ vành khăn

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:

- Mặt trụ trong của 2 lỗ Ø9 hạn chế 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo Ox.

+ Tịnh tiến theo Oz.

- Bề mặt B hạn chế 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo Oy.

+ Xoay quanh Oz.

* Phân tích kẹp chặt: Để đảm bảo độ cứng vững cho chi tiết gia công ta chọn lực kẹp chặt như sau:

Sử dụng lực kẹp W:

- Phương của lực kẹp hướng theo trục Oz

- Chiều hướng vào bề mặt B

- Điểm đặt: trên 2 lỗ Ø9

* Kết luận: Chọn phương án gá đặt chi tiết là phương án 2 vì đảm bảo độ chính xác gia công tốt hơn phương án 1 (chuẩn tinh thống nhất và đảm bảo độ cứng vững khi gia công)

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

3.1. Lựa chọn cơ cấu định vị

3.1.1. Phiến tỳ tròn (vành khăn)

- Phiến tỳ tròn  hạn chế 3 bậc tự do:

+ Tịnh tiến theo Oy.

+ Xoay quanh Oz.

3.1.2. Chốt trụ ngắn

Tra bảng 8-9 trang 400[1], để chọn chốt trụ ngắn có thông số như bảng 3.1.

- Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do

3.1.3. Chốt trám

Tra bảng 8-9 trang 400[1], để chọn chốt trám có thông số như bảng 3.2.

- Chốt trám hạn chế 1 bậc tự do

- Vật liệu của chốt trám: thép dụng cụ Y7A, Y10A, 9XC,... thấm cacbon đạt chiều dày lớp thấm 0.8 - 1.2 mm, sau đó tôi đạt độ cứng HRC = 50 - 55

3.2. Tính toán và lựa chọn cơ cấu kẹp chặt

3.2.1 Sơ đồ phân tích lực

Lực tác dụng nên chi tiết bao gồm: 

+ Lực momen xoắn Mx do dụng cụ cắt gây ra, Po hướng theo chiều khoan lỗ

+ Lực kẹp W hướng theo phương Oz từ trên xuống

- F_ms1 lực ma sát giữa phiến tì với chi tiết

- F_ms2 lực ma sát giữa mỏ kẹp với chi tiết

- F_ms3 lực ma sát giữa mỏ kẹp với chi tiết

- M_x momen xoắn

- Py lực cắt hướng kính

- Pz  lực cắt

3.2.2. Tính lực cắt và lực kẹp

Lực cắt P0 khi khoan được tính theo công thức trong bảng 41 trang 43 [1]

P₀ = 10. C_p. D^q. S^y. k_p     [3.1]

Thay vào công thức (3.1) ta được:

P₀ = 10. 23,5. 75. 0,17^0,8 = 4270,59(N)

Momen xoắn được tính theo công thức trong bảng 41 trang 43[1]:

M = 10. C_M. D^q. S^y. k_p  [3.2]

Thay vào công thức (3.2) ta được:

M_z = 10. 0,021. 75². 0,17^0,8 = 286,22(N.m)

Số vòng quay trục chính là :n=(1000.v)/(π.D)=1000.24/(π.75)=101.9 (vòng/ phút)

Chọn số vòng quay theo máy: n_máy=118(vòng/ phút)

So với công suất máy theo thuyết minh thì đảm bảo an toàn. 

* Tính lực kẹp:

- Lực ma sát trên phiến tì :

F_ms1 = N₁.f₁

=> N₁ =W₁ + W₂

=> F_ms1 = (W₁ + W₂).f₁

Lực ma sát do mỏ kẹp gây ra khi tiếp xúc với chi tiết:

F_ms2 = W₁.f₂

F_ms3 = W₂.f₂

+ Trường hợp 1: Chi tiết bị xoay quanh trục oz

Phương trình cân bằng momen khi chi tiết quay quanh trục oz:

M_Z = 65.F_ms2 + 65.F_ms3

M_Z = 65.W₁.f₂ + 65.W₂.f₂

=> 13.W₁ + 13.W₂ =286,22

+ Trường hợp 2: Chi tiết bị tịnh tiến theo trục oy

- Xét phương trình cân bằng lực:

P_z = N - W

=> (N₁ + 2N₂ ) - W₁ - W₂ = 7759,76

=> 2.W₁ = 4270,59

=>W₁  = 2135,29

- Để đảm bảo an toàn ta cần nhân thêm hệ số an toàn K theo công thức:

W_CT = K. W                                  (3.3)

Trong đó:  

K : hệ số an toàn:

k = k₀ . k₁ . k₂ . k₃ . k₄ . k₅ . k₆

Suy ra: K = 1,5.1,2.1.1.1.3.1.1= 2,34

Vậy:

W_CT > k.W

W_CT = 2,34. 2135,29=4996,57 (N)

3.2.3. Lựa chọn và xác định cơ cấu kẹp

Ta chọn cơ cấu kẹp bằng ren vít:

- Kích thước cơ cấu kẹp:

Lực tác dụng lên cần của cơ cấu được xác định bằng công thức

𝑄.𝐿1.η = 𝑊𝑐𝑡.(𝐿1.𝐿2)

=> Thay số ta được: 𝑄 = 9993,15 N

- Đường kính của bulong:

d = √(Q/(0,5.[σ]k))  = √(9993,15/0,5.80) = 15,8 (mm)

=> Theo tiêu chuẩn ta chọn bu lông M16

3.3. Lựa chọn cơ cấu khác của đồ gá

3.3.1 Thân đế

+ Đế đồ gá là chi tiết lắp ghép mọi chi tiết của các đồ gá lên đế đồ gá để tạo thành bộ đồ gá chế tạo hoàn chỉnh

+ Với số lần gá đặt là 15000 (chi tiết/năm) là gia công chi tiết hàng loạt lớn. Vì
vậy ta phải lựa chọn thân đồ gá có độ cứng vững cao. Thân đồ gá nên chọn là đồ gá dạng đúc.

3.3.3. Bạc thay nhanh

- Bạc thay nhanh giúp dẫn hướng mũi khoan lỗ trên chi tiết

- Vật liệu bạc thay nhanh là Y10

- Tra ta có bảng thông số như bảng 3.6.   

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 :

ε_gd= 2/3.0,1 = 0,067

- Sai số mòn:

ε_m= 0,3.√4565 = 20,26  (μm) =0,020 (mm)

- Sai số kẹp chặt bằng 0 vì lực kẹp vuông góc với phương gia công chi tiết.

- Sai số điều chỉnh: ε_đc= 0,005(mm)

- Sai số chuẩn :

Sai số chuẩn phát sinh khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định vị. Giả sử, lỗ lắp chốt trụ không có khe hở ta có : ε_c=δ/2  (Với : δ : dung sai của kích thước từ tâm chi tiết đến tâm lỗ cần gia công, ta có δ = 0.1. Do đó ε_c = 0.05.

Vậy ta có:

[ε_ct ]= √(0.067²-0.005²+0 .02²+ 0 .05²) = 0.039 (mm)

Vậy sai số chế tạo bằng : 0,039 (mm)

4.2. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

Từ đó ta đề ra được những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau :

+ Độ không vuông góc giữa mặt phẳng phiến tỳ và đế đồ gá không vượt quá 0,039/100 (mm) chiều dài

+ Độ không vuông góc giữa tâm chốt trụ và mặt định vị không vượt quá 0.039/100 (mm) chiều dài

+ Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn hướng và phiến tỳ vị không vượt quá 0.039/100 (mm) chiều dài

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trân Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 1: NXBKHTN, Hà Nội 2007.

[2]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trân Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 2: NXBKHTN, Hà Nội 2007.

[3]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trân Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 3: NXBKHTN, Hà Nội 2007.

[4]. Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.

[5]. Trần Văn Địch, Đồ gá: NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội 2006.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"