Bài tập lớn Đồ Gá Thiết kế Đồ Gá Khoan và Taro lỗ thăm dầu.

Tài liệu tham khảo về cách thiết kế Đồ Gá cho nguyên công Khoan và Taro lỗ thăm dầu. Trong tài liệu có 4 phần chính: Xây dựng sơ đồ gá đặt, Xác định lực kẹp cần thiết, Xác định các cơ cấu của đồ gá và Tính sai số của đồ gá. Các bạn có thể tải file về và tham khảo (Trong file bao gồm cả bản vẽ chi tiết của Đồ Gá và bản vẽ 3D phân rã của Đồ gá)

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ gá trong sản xuất cơ khí là một trong những nhân tố quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao động cũng như trong hiện đại hóa quá trình sản xuất Nó là một bộ phận quan tọng cấu thành hệ thống công nghệ Máy – Đồ

gá – Dụng cụ cắt, chúng như những cầu nối của các quá trình sản xuất Nếu thiếu chúng thì quá trình sản xuất không thể đạt được những thành tựu như ngày nay

Ngày nay, đồ gá không những quyết định chất lượng cũng như số lượng sản phẩm mà chúng còn quyết định sự thành bại trong kinh doanh của một doanh nghiệp sản xuất không kể lớn hay nhỏ Nó tạo điều kiện cho nâng cao khả năng cạnh tranh, giúp đạt lợi thế tuyệt đối trong cạnh tranh về giá cả cũng như chất lượng sản phẩm sản xuất ra

Bài tập lớn môn học Đồ gá không chỉ giúp sinh viên tiếp cận kiến thức môn học mà còn giúp sinh viên hiểu những vấn đề liên quan đến những môn học khác, làm đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp cũng như sau này khi ra trường đi làm việc

Để hoàn thành tốt bài tập lớn môn học này, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trọng Mai đã chỉ bảo và giảng dạy tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập

Em xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

PHẦN 1 THUYẾT MINH 3

1 Xây dựng sơ đồ gá đặt 3

1.1 Phân tích 3

1.2 Chọn máy và chọn dao và chế độ cắt 4

2 Xác định lực kẹp cần thiết 5

2.1 Sơ đồ phân tích lực 5

2.2 Tính lực cắt 6

2.3 Tính lực kẹp 6

2.4 Xác định lực kẹp cần thiết 7

3 Xác định cơ cấu của đồ gá 8

3.1 Cơ cấu định vị 8

3.2 Bạc dẫn hướng 10

3.3 Cơ cấu kẹp 11

3.4 Đế đồ gá 12

4 Tính sai số của đồ gá và yêu cầu kỹ thuật 12

4.1 Tính sai số của đồ gá 12

4.2 Yêu cầu kỹ thuật 13

KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

PHẦN 1 THUYẾT MINH

1 Xây dựng sơ đồ gá đặt

1.1 Phân tích

Trong nguyên công này, ta cần phải thực hiện lần lượt qua hai bước là khoan và taro lỗ thăm dầu M12×1,75 Nhưng ta có thể dễ dàng nhận ra rằng, bước đầu tiên là khoan sẽ sinh ra lực cắt lớn hơn Do vậy, trong trường hợp này ta chỉ cần tính toán thiết kế đồ gá, tính lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu kẹp chặt cho bước khoan là đủ

a Chọn chuẩn tinh.

Do trước đó ở nguyên công số 8, mặt đáy đã được gia công nên ta chọn chuẩn tinh là mặt đáy

b Định vị

Bề mặt A: Dùng phiến tỳ để định vị mặt đáy, để khống chế 3 bậc tự do: tịnh tiến theo Oz, quay quanh Ox và Oy

Bề mặt B: Dùng chốt trụ ngắn để để khống chế 2 bậc tự do: tịnh tiến theo

Ox, Oy

Bề mặt C: Dùng chốt trám để hạn chế 1 bậc tự do quay quanh Oz

Hình 1: Sơ đồ gá đặt

c Kẹp chặt.

Chọn cơ cấu kẹp:

Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn các yêu cầu: khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận lợi và an toàn

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít Phương: Có phương vuông góc với bề mặt định vị

Chiều: Lực kẹp hướng từ trên xuống dưới thông qua mỏ kẹp

Điểm đặt: Đặt đối xướng hai bên của hộp giảm tốc

1.2 Chọn máy và chọn dao và chế độ cắt.

Đối với nguyên công khoan

Bước

V (mm/

p)

n (vg/

p)

S (mm/vg )

t (mm) Khoan ∅

10,5

Máy khoan cần

Mũi khoan hợp kim cứng

49,5 1500 0,28 5,25

Đối với nguyên công taro

Bước

V (mm/

p)

n (vg/

p)

S (mm/vg )

T (mm)

Taro

M12×1,5

Máy khoan cần 2A55

2 Xác định lực kẹp cần thiết

2.1 Sơ đồ phân tích lực

Khi khoan mũi khoan tác dụng vào phôi một momen xoắn Mx và một lực

P hướng trên xuống Để chống lại ảnh hưởng của momen này tới yêu cầu gia công ta cần cân bằng cách tạo ra một momen ma sát

Hình 2: Sơ đồ phân tích lực

2.2 Tính lực cắt.

Momen xoắn khi khoan:

Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp

Theo bảng 5-9 STCNCTM 2 ta có kp = 0,6

Theo bảng 5-32 STCNCTM 2: CM = 0,012 ; q = 2,2 ; y = 0,8

Thay vào ta được:

=> Mx=10×0,012×10,52,2×0,280,8×0,6 = 38,36 (N.m) Lực chiều trục khi khoan:

P0=10.Cp.Dq.Sy.kp

Theo bảng 5-9 STCNCTM 2 ta có kp = 0,6

Theo bảng 5-32 STCNCTM 2: Cp = 42 ; q = 1,2 ; y = 0,75

Thay vào ta được:

=> P0=10×42×10,51,2×0,280,75×0,6=1630,03(N) = 163,003(kG)

2.3 Tính lực kẹp

Với sơ đồ lực kẹp ta có:

Phương của lực kẹp vuông góc với bề mặt định vị chính Chiều của lực kẹp hướng từ trên vào bề mặt định vị

Điều kiện cân bằng

Mms = Mx

Ta cần tính lực kẹp sao cho lực kẹp đó sẽ sinh ra lực ma sát đủ lớn để thỏa mãn Mms ≥ k.Mx, đồng thời không quá lớn để làm chi tiết của ta bị biến dạng

Để tăng tính chất an toàn khi kẹp ta thêm hệ số an toàn k

Mms ≥ k.Mx

Với sơ đồ như hình vẽ ta có:

Mms = 2(Fms1 + Fms2).L

Fms1 = (W + P0).f1

Fms2 = (W + P0).f2

f: là hệ số ma sát của mặt tinh trên phiến tỳ: f1 = 0,12

f2: là hệ số ma sát của phiến tỳ và đồ gá: f2 = 0,4

L: khoảng cách cánh tay đòn từ vị trí kẹp đến vị trí khoan, L = 120 mm

Ta có: Mms = 2[(W + P0).f1 + (W + P0).f2)].L

Mms = 2.L.(W + P0).(f1 + f2)

W ≥ k M x

2 L.(f1 +f2)−P0

k: hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công

k = k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6

k0: hệ số an toàn cho tất cả cá trường hợp, k0 = 1,5

k1: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn, k1 = 1,0

k2: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, khi gia công thô, k2 = 1,2

k3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k3 = 1

k4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi kẹp bằng tay, k4 = 1,3

k5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay, k5 = 1

k6: Hệ số an toàn tính đến moomen làm quay chi tiết, k6 = 1,6

=> k = 1,5.1,2.1,0.1.1,3.1.1,5 = 2,5

Suy ra:

W ≥ 2,5 38,36.1000

2.120 (0,12+0,4 )−163,003=605,4 (N)

2.4 Xác định lực kẹp cần thiết

Chọn cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp hướng

từ trên xuống thông qua mỏ kẹp

Hình 3: Mỏ kẹp đồ gá

Từ sơ đồ cơ cấu kẹp ta có phương trình cân bằng lực:

Với: l1 = 51 mm và l2 = 44 mm

W (l1+l2)=Q l2

¿ >Q= W (l1+l2)

l2 =

605,4 (51+44 )

Khi xiết chặt bu lông với lực lớn như vậy thì cần đảm bảo điều kiện bền của bu lông Đường kính bu lông phải thỏa mãn

Tính đường kính bu lông:

Có: Q = 1307 (N), σb = 300 N/mm2

d ≥√π 4 W[σ k]=√4 1307π 300 =2,3 (cm)=23(mm)

Chọn bu lông: M24

3 Xác định cơ cấu của đồ gá

1.1 Cơ cấu định vị

a Chốt định vị

Chọn chốt trụ ngắn có khả năng hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo Ox và

Oy và chốt trám có khả năng khống chế 1 bậc tự do quay quanh Oz

Dựa vào đường kính lỗ định

vị trên hộp giảm tốc là D = 22 mm

Ta chọn chốt trụ ngắn có D = 22

mm Tra bảng 8-10 Sổ tay Công

nghệ CTM tập 2 ta có:

D = 22 mm

L = 47 mm

l1 = 20 mm

d1 = 16 mm

Hình 4: Chốt trụ ngắn

Dựa vào đường kính lỗ định vị

trên hộp giảm tốc là D = 22 mm Ta

chọn chốt trám có D = 22 mm Tra

bảng 8-10 Sổ tay Công nghệ CTM tập

2 ta có:

D = 22 mm

L = 47 mm

l1 = 20 mm

d1 = 16 mm

Hình 5: Chốt trám

a Phiến tỳ

Chọn phiến tỳ có rãnh nghiêng Phần xẻ rãnh để bắt vít thấp hơn bề mặt làm việc Phiến tỳ có rãnh nghiêng cho phép dễ dàng quét sạch phoi và dễ di chuyển chi tiết gia công khi cần thiết

Tra bảng 8-3 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2 ta có phiến tỳ có kích thước như sau:

Hình 6: Phiến tỳ

3.2 Bạc dẫn hướng

Với đồ gá khoan thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó xác định trực tiếp vị trí của mũi khoan và đồng thời tăng độ cứng vững của mũi khoan

Chọn loại bạc dẫn hướng là bạc thay nhanh Vít hãm không cần tháo rời khi thay thế bạc, bạc được thay khi xoay nó tới phần khuyết trên vai bạc Tra bảng 8-78 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2 ta có bạc dẫn hướng với kích thước như sau:

d = 26 mm.

d1 = 12 mm

b = 5mm

Hình 7: Bạc dẫn hướng

3.3 Cơ cấu kẹp

Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn các yêu cầu: Khi kẹp phải giữ đúng vị trí của chi tiết, lực kẹp phải đủ đồng thời không làm biến dạng phôi, kết cấu phải nhỏ gọn và dễ dàng thao tác

Khi đó, ta sử dụng cơ cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp hướng từ trên xuống thông qua mỏ kẹp

1.Đai ốc; 2 Đòn kẹp; 3 Lò xo chịu nén; 4 Bu lông kẹp; 5 Chốt tựa; 6.

Vít tựa; 7 Chốt hãm; 8 Đòn liên động; 9 Đệm

3.4 Đế đồ gá

Dựa vào kích thước của chi tiết gia công, vị trí gia công có góc nghiêng

là 45º so với mặt phẳng nằm ngang, cơ cấu kẹp liên động và vị trí đặt bạc dẫn hướng Ta có kích thước của đế Đồ gá như sau:

Hình 9: Đế đồ gá

4 Tính sai số của đồ gá và yêu cầu kỹ thuật

4.1 Tính sai số của đồ gá

Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng phần lớn nó ảnh hưởng tới sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn

Sai số gá đặt được tính theo công thức:

ε gđ=√ε c2+ε k2+ε m2+ε đc2 +ε ct2

Trong đó:

Sai số chuẩn c : do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên c = 0 Sai số kẹp chặt k: do lực kẹp gây ra k = 0

Sai số mòn m: do đồ gá bị mòn gây ra Sai số mòn được xác định theo công thức:

ε m=β √N

Với β - hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc Chọn β = 0,3

N: số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá N = 5000 chi tiết

ε m=β √N=¿ε m=0,3.√5000=21,21 ( μmm)

Sai số điều chỉnh đc: là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ

để điều chỉnh khi lắp ráp Trong thực thế khi tính toán đồ gá chọn đc = 10 μm

Sai số gá đặt gđ : Sai số gá đặt được chọn gđ = 1/3 [δ] với δ là dung sai nguyên công δ

ε gđ= 1

3.0,2=0,067 ( μmm)

Sai số chế tạo của đồ gá ct: sai số này được xác định khi thiết kế đồ gá

Do sai số này phân bố theo quy luật chuẩn và khó xác định phương của chúng nên được xác định theo công thức:

ε ct=√ε gđ2

−(ε k2 +ε m2 +ε2đc +ε c2

)=√0,067 2

−(0+0+ 0,021 2 +0,01 2)=0,064 (mm )=64 ( μmm)

4.2 Yêu cầu kỹ thuật

- Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá ≤ [εct] = 0,064

mm trên 100mm chiều dài

- Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị và đáy đồ gá ≤ [εct] = 0,064

mm trên 100mm chiều dài

- Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn hướng và đáy đồ gá ≤ [εct] = 0,064 mm

KẾT LUẬN

Sau thời gian thực hiện bài tập lớn môn Đồ Gá, dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ hết sức nhiệt tình của thầy Nguyễn Trọng Mai, em đã thu được những kết quả sau:

- Biết cách xây dựng sơ đồ gá đặt, xác định lực kẹp cần thiết

- Đã biết xác định những cơ cấu của đồ gá

- Đã biết tính sai số chế tạo của đồ gá

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trần Văn Địch, Sổ tay và Atlas đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2000

2 Phạm Văn Bổng, Giáo trình Đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

3 Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2005