MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH VẼ....................................................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU............................................................................................................................. iii
DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT...................................................................................................................... iv
PHẦN I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ....... 1
1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công phay mặt đáy.................................................................... 1
1.2 Trình tự thiết kế đồ gá............................................................................................................................. 1
PHẦN II: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT CỦA CÁC NGUYÊN CÔNG............................................................2
2.1 Phương án 1........................................................................................................................................... 2
2.2 Phương án 2........................................................................................................................................... 3
PHẦN III: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CƠ CẤU KẸP CHẶT....................................................................... 5
3.1 Lựa chọn cơ cấu định vị.......................................................................................................................... 5
3.2 Tính lực cắt và lực kẹp............................................................................................................................ 8
3.3 Tính toán chế độ cắt................................................................................................................................ 8
3.4 Chọn cơ cấu kẹp chặt chi tiết................................................................................................................. 11
3.5 Xác định cơ cấu khác của đồ gá............................................................................................................ 12
PHẦN IV: SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA CƠ CẤU ĐỒ GÁ................................................................................... 17
4.1 Tính sai số chế tạo đồ gá....................................................................................................................... 17
4.2 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá........................................................................................................................... 18
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................ 19
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và hoàn thiện, nền kinh tế nước ta đang đổi mới chuyển mình theo nhịp độ chung của toàn thế giới, nó đòi hỏi phải vận dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật mới nhất, một cách linh hoạt. Trong đó có ngành Cơ Khí đóng vai trò then chốt, có tính chất quyết định đến công cuộc cải cách đất nước. Chúng ta không thể phát triển một cách toàn diện nếu thiếu vắng sự lớn mạnh, vững chắc của ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng. Đây là một lĩnh vực rất rộng, phức tạp và không ít khó khăn khi chúng ta đi sâu nghiên cứu nó, nhưng bằng trí sáng tạo, trí thông minh và tính cần cù của người Việt Nam đã có một số bước phát triển vượt bậc trong thời gian gần đây. Để đáp ứng yêu cầu của xã hội, có thể dễ dàng hoà nhập với công nghệ mới đòi hỏi mỗi kỹ sư ngành công nghệ chế tạo máy phải biết tận dụng mọi kiến thức được trang bị trong nhà trường áp dụng vào thực tế một cách hiệu quả.
Trong thời gian làm bài tập lớn, em đã cố gắng tận dụng kiến thức đã học vào thực tế với nỗ lực của bản thân cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS………………. Em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao với đầy đủ khối lượng và đúng thời gian. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn nên bản bài tập lớn không tránh khỏi thiếu xót, em mong được các thầy trong bộ môn chỉ bảo giúp em hoàn thiện hơn.
Cuối cùng với tấm lòng thành kính và sự biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn đến thầy : TS………………. - người đã tận tình chỉ bảo em bằng tất cả tâm huyết của người thầy, các thầy trong khoa, chuyên ngành và các bạn đã đóng góp ý kiến giúp đỡ em hoàn thành bản bài tập lớn này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………….
PHẦN I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1.1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công phay mặt đáy
Vật liệu: GX 18 - 36
Theo yêu cầu đề bài đưa ra: Gia công mặt đáy của chi tiết
* Yêu cầu kĩ thuật:
- Độ nhám yêu cầu Rz20, đảm bảo độ nhám của chi tiết, có thể làm chuẩn để gia công các bước tiếp theo
- Gia công xong làm sạch bavia cạnh sắc.
- Đạt được khoảng cách 60±0.05 về chiều cao theo yêu cầu của bản vẽ.
- Đảm bảo bề mặt gia công vuông góc với đường tâm của 2 lỗ chính với sai số cho phép 0.02mm trên 100mm bề mặt.
1.1 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 Fms … 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 CỦA CÁC NGUYÊN CÔNG
2.1. Phương án 1
* Sơ đồ gá đặt:
Phương 1 án gá đặt chi tiết thể hiện như hình 2.1.
* Định vị:
Xét mặt phẳng A, chi tiết được định vị 3 bậc tự do của mặt phẳng A bằng phiến tì:
- Tịnh tiến theo Oz
- Xoay quanh Ox
- Xoay quanh Oy
Xét mặt phẳng B, chi tiết được định vị 2 bậc tự do bằng hai chốt tì:
- Xoay quanh Oz
- Tịnh tiến theo Oy
- Tịnh tiến theo Ox
=> Chi tiết được định vị 6 bậc tự do
* Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bằng ren vít. Lực kẹp hướng từ ngoài vào trong.
2.2 Phương án 2
* Sơ đồ gá đặt:
Phương án 2 gá đặt chi tiết thể hiện như hình 2.2.
* Định vị:
Xét mặt phẳng A, chi tiết được định vị 3 bậc tự do của mặt phẳng A bằng phiến tì:
- Tịnh tiến theo Oz
- Xoay quanh Ox
- Xoay quanh Oy
Xét mặt phẳng ngoài đường tròn, chi tiết được định vị 2 bậc tự do bằng khối V ngắn:
- Tịnh tiến theo Ox
- Tịnh tiến theo Oy
* Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt qua 1 ren vít đồng thời là chốt tì. Lực kẹp hướng phải sang trái.
Kết luận :
- Cơ cấu định vị và kẹp chặt ở phương án 1 đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí và thời gian gia công đồ gá.
- Lực kẹp W nằm gần mặt gia công nên lực kẹp rất tốt, chi tiết ít cong vênh và tăng độ cứng vứng.
Do đó ta sẽ chọn phương án 1 để đảm bảo độ chính xác của chi tiết gia công trên đồ gá khi thiết kế.
PHẦN III: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CƠ CẤU KẸP CHẶT
3.1 Lựa chọn cơ cấu định vị:
* Chốt tì đầu phẳng:
Yêu cầu kĩ thuật:
- Vật liệu: Thép CD80A
- Nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC
- Độ nhám bề mặt phần định vị và bề mặt lắp ghép đạt Ra 1.6
Kích thước chốt tì đầu phẳng như hình vẽ theo bảng 8-1[2]
* Phiến tì:
Yêu cầu kĩ thuật:
- Vật liệu: Thép 20Cr
- Nhiệt luyện đạt 50-60 HRC
- Độ nhám bề mặt làm việc và bề mặt lắp ghép đạt Ra 1.6.
3.2 Tính lực cắt và lực kẹp.
* Máy:
Máy gia công máy phay vạn năng 6H12 (bảng 9-38 [3])
- Công suất động cơ: 7 Kw
- Công suất động cơ chạy dao: 1.7 kW
- Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 320 x 1250
* Dụng cụ:
- Dao phay mặt đầu ∅63 (Tra bảng 4 - 92 [1]) chọn chiều dài dao L = 40 (mm) ; đường kính lỗ trong d=27; số răng Z=14
- Vật liệu dao là thép gió P18.
3.3 Tính toán chế độ cắt.
- Chiều sâu cắt: t=1.5 mm
- Lượng chạy dao: tra bảng 5-34 [2] ta có Sz= 0.2 ÷0.4 (mm/răng). Chọn Sz=0,2 mm/răng
=> S= 𝑆𝑍 × 𝑍 = 0.2 × 14 = 2.8 (mm/vòng)
Hệ số điều chỉnh chung:
𝑘𝑣 = 𝑘𝑀𝑉 × 𝑘𝑛𝑣 × 𝑘𝑢𝑣 (3.3)[2]
Thay số được: V=42.85 (m/ph)
n = (1000.V)/(π.D)= 247(vòng/phút
Theo máy ta chọn nm= 235 vòng/phút
- Lực cắt Pz (N):
Pz = 1885,5 (N)
Tra bảng 5-42[2] ta có tỉ số giữa Pz và các thành phần lực khác:
𝑃z = 0,4 × 𝑃𝑧 = 0,4 × 1885.5= 754.2 (𝑁)
𝑃𝑦= 0,9 × 𝑃𝑧 = 0,9 × 1885.5 = 1697 (𝑁)
𝑃𝑣= 0,4 × 𝑃𝑧 = 0,4 × 1885.5 = 754.2 (𝑁)
𝑃𝑥= 0,5 × 𝑃𝑧 = 0,5 × 1885.5 = 942.7 (𝑁)
- Công suất cắt Ne (kW)
Ne = (Pz.V)/1020.60= 1885,5.41,5/1020.60=1,3 (kW) (3.7) [2]
Ta thấy Ne = 1.3 ≤ 𝑁𝑚. 𝜂 = 7 × 0,8 = 5,6 kW (thỏa mãn)
Từ sơ đồ phân tích lực ta có thể thấy:
- Lực Px có xu hướng đẩy chi tiết xuống phiền tỳ
- Lực Py có xu hướng đẩy chi tiết trượt sang phía bên trái
- Lực Pz có xu hướng làm quay chi tiết về phía 2 chốt tỳ
Trong các lực ta thấy lực Py nguy hiểm nhất nên ta sẽ tính lực kẹp theo Py
* Lập phương trình cân bằng:
Ta có phương trình cân bằng theo phương Oy
Fms + Fms1 + Fms2 - Py = 0 (3.8)
=> 𝑊 × 0.6 + 2 × 𝑊 × 0.5 = 1697
Vậy 𝑊 = 1060.6 (𝑁)
Ta có lực kẹp cần thiết :
W’ = K × W (3.9)[4]
Với: K - hệ số an toàn được tính theo công thức (1-17)[4]
K= K0 × K1 × K2 × K3 × K4 × K5 × K6 (3.10)[4]
=> W’ = 1,5 × 1,2 × 1, 4× 1,2 × 1,3 × 1060.6 = 4169 (N)
3.4 Chọn cơ cấu kẹp chặt chi tiết
Chọn: [σk] = 75 (Mpa)
=> D= √(4169/(0,5 75)) = 10.5 (mm)
Theo tiêu chuẩn Bulong ta chọn bulong M12.
PHẦN IV: SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA ĐỒ GÁ
4.1 Tính sai số chế tạo đồ gá
Khi chế tạo đồ gá sẽ có sai số đồ gá, làm cho việc gia công chi tiết không chính xác, do đó khi chế tạo đồ gá ta phải chế tạo nó đạt tới một độ chính xác nhất định để không ảnh hưởng đến các yếu tố khác thì sai số gia công sẽ không vượt quá yêu cầu kỹ thuật cho phép.
Ta cần xác định độ chính xác của đồ gá.
Sai số gá đặt là sai số vị trí của phôi khi nó bị lệch so với vị trí yêu cầu trong đồ gá. sai số gá đặt [𝜀]𝑔𝑑 được tính theo công thức sau [4]:
[ε]gđ= √(εc^2+εk^2+εct^2+εm^2+εđc^2 ) (4.1)[5]
* Sai số chuẩn 𝜺𝒄:
- Bề mặt gia công : mặt A
- Chuẩn định vị là mặt phẳng B
- Gốc kích thước là mặt phẳng N
Ta có chuỗi kích thước : AB=BN+NA
=> Thay số 𝜀𝑐= 𝛿.𝐵𝑁= 0.04 =40 (𝜇𝑚)
* Sai số điều chỉnh 𝗌đ𝒄:
Ta chọn 𝜀đ𝑐= 10 (𝜇𝑚)
* Sai số mòn dao 𝗌𝒎:
Ta có: εm= β.N^(1/2) (4.3) [5]
Với số chi tiết gia công N = 12500, hệ số mòn 𝛽 = 0,2
=> εm= 0,2.150001/2 =24.5(μm)
Từ đó ta xác định được độ chính xác cần chế tạo của đồ gá là: [𝜀𝑐𝑡] = 46 (𝜇𝑚)
4.2 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
- Độ không song song giữa mặt tỳ và mặt thân đồ gá <= 0,046.
- Độ không vuông góc giữa đường tâm trục gá và đế đồ gá là <= 0,046.
- Độ không vuông góc giữa các mặt thân đồ gá <= 0.046.
- Độ bóng của các bề mặt lắp ráp và định vị: cấp 7 .
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Đắc Lộc-Lê Văn Tiến-Ninh Đức Tốn-Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 2004
[2]. Nguyễn Đắc Lộc-Lê Văn Tiến-Ninh Đức Tốn-Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 2005
[3]. Nguyễn Đắc Lộc-Lê Văn Tiến-Ninh Đức Tốn-Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 2006
[4]. Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt, Đồ gá cơ khí và tự động hoá, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 2005
[5]. Trần Văn Địch Sổ tay và Atlas đồ gá, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 2000
[6]. Ninh Đức Tốn, Giáo trình dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường, Nhà Xuất Bản Giáo dục, Hà Nội. 2001
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ BÀI TẬP LỚN"