Các tài liệu ban đầu làm cơ sở cho quá trình thiết kế : + Bản vẽ chi tiết gia công + Bản tiến trình công nghệ gia công chi tiết . Nội dung các công việc cần thực hiện : ã Phân tích chức năng làm việc nói chung của chi tiết , kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật cho trên bản vẽ . ã Phân tích yêu cầu của nguyên công được giao nhiệm vụ thiết kế , mối tương quan giữa các nguyên công trong quá trình công nghệ . ã Chọn và tính toán các thông số công nghệ khi gia công : Máy , Dụng cụ , Chế độ cắt , Lực cắt khi gia công … ã Phân tích cơ cấu định vị , chọn cơ cấu định vị phù hợp . ã Xây dựng sơ đồ gá đặt , xác định phương chiều và điểm đặt cảu các ngoại lực tác dụng lên phôi . ã Lập phương trình cân bằng tĩnh để xác định lực kẹp . ã Chọn cơ cấu kẹp để thoả mãn các yêu cầu công nghệ ,năng suất,dễ thao tác . ã Chọn cơ cấu dẫn hướng hoặc so dao (nếu cần) . ã Chọn cơ cấu phân độ (nếu cần) . ã Thiết kế hoặc chọn thân đồ gá cho phù hợp . ã Tính toán độ chính xác chế tạo đồ gá , ưu ,nhược điểm của đồ gá thiết kế . ã Vẽ bản vẽ lên giấy vẽ khổ A3 và tập thuyết minh .
Trang 1Trờng Đ.h.b.k.hà nội Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt namã hội chủ nghĩa việt nam
Bộ môn : Công nghệ C.T.M Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Bài tập lớn
Đồ gá
Họ và tên sinh viên : lê quang đặng
Lớp : ctm6 – k46
Nhiệm vụ : Tính toán thiết kế đồ gá chuyên dùng gia công chi tiết cần lắc ở nguyên công 2 – gia công mặt B
Các tài liệu ban đầu làm cơ sở cho quá trình thiết kế :
+ Bản vẽ chi tiết gia công
+ Bản tiến trình công nghệ gia công chi tiết
Nội dung các công việc cần thực hiện :
Phân tích chức năng làm việc nói chung của chi tiết , kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật cho trên bản vẽ
Phân tích yêu cầu của nguyên công đợc giao nhiệm vụ thiết kế , mối tơng quan giữa các nguyên công trong quá trình công nghệ
Chọn và tính toán các thông số công nghệ khi gia công : Máy , Dụng cụ , Chế độ cắt , Lực cắt khi gia công …
Phân tích cơ cấu định vị , chọn cơ cấu định vị phù hợp
Xây dựng sơ đồ gá đặt , xác định phơng chiều và điểm đặt cảu các ngoại lực tác dụng lên phôi
Lập phơng trình cân bằng tĩnh để xác định lực kẹp
Chọn cơ cấu kẹp để thoả mãn các yêu cầu công nghệ ,năng suất,dễ thao tác
Chọn cơ cấu dẫn hớng hoặc so dao (nếu cần)
Chọn cơ cấu phân độ (nếu cần)
Thiết kế hoặc chọn thân đồ gá cho phù hợp
Tính toán độ chính xác chế tạo đồ gá , u ,nhợc điểm của đồ gá thiết kế
Vẽ bản vẽ lên giấy vẽ khổ A3 và tập thuyết minh
Ngày … tháng …năm 2005
Giáo viên hỡng dẫn
Trang 2TiÕn tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt cÇn l¾c
1) Nguyªn c«ng 1 : Gia c«ng mÆt A
ChuÈn : MÆt I
KÝch thíc : 3mm, Rz20
2) Nguyªn c«ng 2 : Gia c«ng mÆt B
ChuÈn : MÆt A
KÝch thíc : 26-0,16 , 18+0,1
3) Nguyªn c«ng3 : Gia c«ng lç 15
ChuÈn : mÆt A,mÆt trô ngoµi 30
KÝch thíc : 15+0,018 ,Rz2,5
4) Nguyªn c«ng 4 : Gia c«ng lç 12
ChuÈn : mÆt A , lç 15,mÆt trô ngoµi 22
KÝch thíc : 12+0,018 , Rz2,5
5) Nguyªn c«ng5 : Gia c«ng hai mÆt ®Çu C
ChuÈn : mÆt A, lç 15, 12
KÝch thíc : 15-0,1 , Rz40
6)Nguyªn c«ng 6 : Gia c«ng lç 10
ChuÈn : mÆt A,lç 15, 12
KÝch thíc : 10+0,015 , Ra2,5
Trang 3Bài tập lớn đồ gá
I – Phân tích chức năng làm việc nói chung của chi tiết (đòn quay gạt số).
Đòn quay gạt số là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó
Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (nh là trục khuỷu) hoặc ngợc lại Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ)
Điều kiện làm việc của càng gạt đòi hỏi khá cao:
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ
+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập
II – Phân tích tính công nghệ của chi tiết
Bề mặt làm việc chủ yếu là ba bề mặt trong làm việc của 3 lỗ Chi tiết mà ta cần gia công (càng gạt) là các mặt gia công A,B,C và các bề mặt trong của ba lỗ 15,
12, 10 (các lỗ để lắp) Cụ thể ta cần đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật sau đây :
- Lỗ 15, 12, 10 dùng để lắp với chi tiết khác
Hai đờng tâm của hai lỗ 15, 12 phải song song với nhau và cùng vuông góc với
lỗ 10 ,vuông góc với các mặt đầu A,B
Qua một số điều kiện kĩ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết càng gạt nh sau :
+ Kết cấu của càng gạt phải đảm bảo độ cứng vững
+ Với càng gạt các kích thớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm bảo điều kiẹn làm việc khắc nghiệt của càng
+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất
+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó Đối với tay biên các
lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ
+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất
Nguyên công đợc giao là nguyên công 2 :
gia công mặt đầu B với :
- chuẩn đợc chọn là mặt đầu A
-kích thớc là 26-0,16 , 18+0,1
Mối quan hệ giữa các nguyên công : nguyên công đầu là gia công mặt A với chuẩn
đợc chọn là mặt I sau đó dể gia công mặt B ta lấy chuẩn là mặt A vừa gia công để gia công mặt B cần thiết Do đó mặt B cần gia công phải dựa vào A để xác định chuẩn định vị và tìm cơ cấu định vị phù hợp
III- Chọn và tính toán các thông số công nghệ khi gia công :
1) Chọn máy : Chọn máy phụ thuộc vào độ chính xác và độ bóng bề mặt gia công Với chi tiết gia công mặt B có độ nhám bề mặt là Rz = 20 va 40 ta chọn máy phay vạn năng phay thô Maý mà ta chọn là máy phay đứng mà cụ thể là ta lấy máy 6H82 của Liên Xô với các đặc tính và thông số kĩ thuật nh sau :
+Công suất động cơ chính của máy : 7KW
+Công suất động cơ chạy dao : 1,7KW
+Khối lợng máy : 2700KG
+Phạm vi tốc độ điểu chỉnh : 30-1500vòng /phút
+Số cấp tốc độ chính :18
Các đặc tính này đợc tra từ bảng 9-38 sách STCNCTM
2) Chọn dụng cụ : Dụng cụ cắt đợc chọn theo kết cấu của bề mặt gia công , vật liệu ,độ chính xác và năng suất yêu cầu Chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió P18 để đảm bảo dộ cứng vững của dao Chọn dao phay mặt đầu thép gió răng nhỏ (mịn ) có các thông số sau (các kích thớc đợc tra trong bảng)
Đờng kính dao phay : D = 40 mm
Các kích thớc khác : L = 2 , d = 16 , Z = 10
Trang 43) Chọn chế độ cắt :
Trớc hết ta tra lợng d của bề mặt cần gia công Theo bảng 4-13 khi phay mặt phẳng kích thớc bề mặt gia công lớn nhất là 30 mm (cũng là bề rộng phay) nên lợng d đợc chọn là 0,9 mm (chọn gia công thô khi phôi đúc bằng khuôn cát có
độ chính xác cấp 2,3)
Theo bảng 5-35 với dao phay mặt đầu răng nhỏ ta chọn chiều sâu cắt là
t = 1 mm thì ta có lợng chạy dao trên một răng là
Sz = 0,09 - 0,05 (mm/răng) lấy Sz = 0,05 mm
Lúc đó ta tính đợc lợng chạy dao vòng là :
Sv = Sz.Z = 0,05.10 = 0,5 (mm/vòng)
với Z là số răng của dao phay
4) Tính tốc độ cắt :
Tốc độ cắt của dao phay nói chung đợc tính theo công thức sau :
p u y x m
q
Z B Sz t T
D C
.
.
Trong đó tra bảng 5-39 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy II ta có các số liệu sau : Khi B = 30 mm thì Cv = 41 , q = 0,25 , x = 0,1,y=0,4,u=0,15,p=0 , m=0,2 Tra bảng 5-40 có T = 120 phút là tuổi bền của dao
Các hệ số k tra ở các bảng 5-1 đến 5-6
Với kv = kMv.knv.kuv
kMv = kv(
B
750
)nv = 1,93 với B = 500 Mpa và nv = 0,9 , kv = 1,34
knv = 0,8
kuv = 0,4
thay số ta có kv = 1,93.0,8.0, 4= 0,62
Vậy tốc độ cắt là :
10 30 1 , 0 1 120
30 41
0 15 , 0 4 , 0 1 , 0 2 , 0
25 , 0
= 48,83(m/phút) 5) Vận tốc vòng quay của máy sẽ là :
n = 1000. . 10003,14.48.40,83
D
v
= 388,57 (vòng/phút) lấy theo tiêu chuẩn số vòng quay của máy phay ta chọn n = 375 (vòng/phút)
Lúc đó tính lại ta có v = 47,12 ta lấy là 47(m/phút)
6) Lực cắt khi gia công :
Ta có công thức tính nh sau :
Pz = x q w y n k Mp
n D
Z B Sz t Cp
.
.
10
Tra bảng 5-41 có Cp =82,5 ,x=0,95;y=0,8; n = 1,1 , q=1,1và w=0
Tra bảng 5-9 ta có kMp = B )n
750 ( = 0,885
Từ đó ta tính ra đợc Pz = 485 N
7) Mômen xoắn Mx trên trục chính của máy
Mx =
200
40 485 100
.
2
.
D Pz
= 97 Nm 8) Công suất cắt Ne
Ne =
60 1020
47 485 60
1020
.
v Pz
= 0,37 kW
Tỷ số giữa các lực cắt thành phần khi phay : Bảng 5-24 cho ta
Ph/Pz = 0,3 – 0,4
Pv/Pz = 0,85 – 0,95
Py/Pz = 0,3 – 0,4
Px/Pz = 0,5 – 0,55
Từ đó ta tính ra : Ph =180 N – lực ngang
Trang 5Pv = 430 N – lực thẳng đứng
Py = 180 N – lực hớng kính
Px = 250 N – lực hớng trục
IV- Phân tích sơ đồ định vị và chọn cơ cấu định vị
Nh yêu cầu của nguyên công phay mặt B là chọn mặt A làm chuẩn nên ta chọn sơ đồ định vị nh sau : Trớc hết dùng hai phiến tỳ phẳng tì ở hai mặt A và lấy một khối Vđịnh vị mặt trụ 22 Nh thế vẫn cha đủ để chi tiết vững (sẽ bị xoay quanh theo khối V) tuy nhiên do ta dùng dao phay mặt đầu và chỉ chú trọng đến chiều cao của các khoảng cách 26-0,15 và 18+0,1 nên không cần giữ thêm bậc nào nữa.Ngoài ra
để cho càng không bị cong hoặc uốn thì ta cho thêm một chốt tỳ phụ phía dới điểm
đặt lực kẹp Chốt tì này không hạn chế bậc tự do và không đóng vai trò định vị ( có hay không có là không quan trọng )
V- Xây dựng sơ đồ gá đặt
Các hệ số kể đến khi tính đến lực kẹp :
K0 – hệ số an toàn trong mọi trờng hợp lấy = 1,5
K1 – hệ số kể đến lợng d không đều
K2 – hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt
K3 – hệ số kể đến cắt không liên tục
K4 – hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định
K5 – hệ số kể đến vị trí tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay không thuận tiện
K6 – hệ số kể đến mômen làm lật phôi quay quanh điểm tựa
Ta lấy các hệ số nh sau và hệ số điều chỉnh chung K để bảo đảm an toàn :
K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 =1,5 1,2.1,5.1.1,3.1,2.1,5 = 6,32
Do dùng cơ cấu kẹp chặt là nh hình vẽ , lực kẹp vuông góc với mặt định vị và cùng chiều với lực chiều trục Pv của dao nên nh ta thấy lực chiều trục tạo với lực kẹp cùng chiều làm tăng thêm lực kẹp Do ta đa vào một khối V nên lực kẹp lúc này chỉ còn làm nhiệm vụ giữ cho chi tiết khỏi quay và trợt khỏi bề mặt định vị (chốt tỳ lớn hơn) Trên sơ đồ gá đặt ta có các lực tác dụng vào chi tiết gồm : Lực chạy ngang Ph do bị chặn bởi khối V nên đợc hạn chế , lực dọc trục dao làm giảm đI lực kẹp , mômen xoắn Mx của dao ,các lực masát tại các phiến tỳ phẳng có hệ số ma sát lấy đều bằng f
= 0,1- 0,15 (vì phiến tỳ là phẳng ) và lực ma sát tại chỗ kẹp lấy
f = 0,1- 0,15
Ta có phơng trình tính lực kẹp nh sau :
Trên hình ta lấy khoảng cách giữa điểm kẹp đến tâm O1 là 50mm Ta có lực kẹp sẽ
Trang 6cho ta 2 thành phần áp lực N trên các phiến tỳ phẳng là 80W/130 + Pv và 50W/130 (đơn vị là N)
Phơng trình chống trợt :
Pz(130-15) ≤ f(Pv + 80W/130).130 – 2.11.f.50W/130
→ W ≥ K f115(80Pz100 f..11Pv/.130130)
Thay số vào biểu thức tính toán ta có : W ≈ 4416 N ≈442kG
VI- Chọn cơ cấu kẹp :
Để thoả mãn yêu cầu về công nghệ ,năng suất và dễ thao tác ta chọn cơ cấu kẹp dao là cơ cấu tay đòn nh hình vẽ.Cơ cấu này dùng ren vít để kẹp chặt Khi dùng cờlê vặn đai ốc thì kẹp chặt chi tiết lại nhờ ren kẹp chặt Cơ cấu kẹp chặt kiểu này
đợc tiêu chuẩn hoá (các số liệu kết cấu của cơ cấu đợc cho trong Sổ tay Công nghệ chế tạo máy –Phần đồ gá trên máy công cụ – Tập II) Ta chọn cơ cấu kẹp nh hình vẽ :
Trang 7Với cơ cấu kẹp này ta tính đợc lực xiết bulông nh sau :
Q = W
1
2
l l
và với l2/l1 = 1.5 ta có Q = 442 1,5 = 662 kG
VII- Chọn cơ cấu so dao và cơ cấu dẫn hớng
Cơ cấu so dao là một bộ phận của đồ gá dùng để xác định vị trí chính xác của dụng cụ so với đồ gá Ta dùng ở đây cơ cấu so dao đơn giản nh trên bản vẽ đồ gá Cơ cấu dẫn hớng cũng đợc cho trên bản vẽ
VIII- Chọn thân đồ gá
Ta chọn thân đồ gá nh mọi thân đồ gá phay khác Nó đợc mô tả nh trên bản vẽ kết cấu đồ gá.Vật liệu của thân đồ gá ta lấy là thép CT
IX- Tính độ chính xác chế tạo đồ gá ,u nhợc điểm của đồ gá đang thiết kế
Đồ gá có u điểm là có kết cấu đơn giản Nó chỉ là đồ gá phay mặt phẳng đầu chỉ yêu cầu đảm bảo khoảng cách kích thớc song song nên không cần phải định vị dủ cả 6 bậc tự do Cơ cấu kẹp ở đây cung là cơ cấu không phức tạp , chỉ là cơ cáu cơ khí kẹp dùng tay
Sai số của đồ gá đợc tính nh sau :
dg ct m ld
Trong đó ct là sai số do chế tạo của đồ gá
m là sai số do mòn của đồ gá
ld là sai số do gá đặt đồ gá lên máy
Khi chế tạo đồ gá ngời ta thờng lấy độ chính xác của nó cao hơn so với của chi tiết gia công trên đồ gá đó
Khi dùng chốt tỳ để định vị một bề mặt của phôi trong quá trình gia công thì
độ mòn của chốt tỳ xác dịnh theo công thức sau :
u = N (m) trong đó N là số lần tiếp xúc của phôi với chốt tỳ Sai số của đồ gá thờng là rát khó xác định và nhỏ nên có thể bỏ qua trong trờng hợp không yêu cầu cao về độ chính xác cao
Trang 8
Tµi liÖu tham kh¶o :
1 Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y – TËp I – II – III Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc & Kü thuËt
2 §å g¸
T¸c gi¶ : TrÇn V¨n §Þch
3 C¬ së c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y
Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt