BTL môn học Đồ gá: Tính toán thiết kế đồ gá nguyên công khoan cho tiết càng

Đây là Bài tập lớn cho học phần Đồ gá và các học phần liên quan, còn có thể sử dụng trong các đồ án bộ môn, đồ án tốt nghiệp dành cho sinh viên các ngành kỹ thuật, đã được thông duyệt và thông qua bởi hội đồng chấm thi, giành cho các bạn sinh viên đang gặp khó khăn trong quá trình làm bài tập lớn, đồ án môn học hay trong quá trình tính toán thiết kế đồ gá cho chi tiết và nguyên công được giao để gia công

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO: BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ CHỦ ĐỀ: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN

CÔNG KHOAN LỖ Ø12 CHI TIẾT DẠNG CÀNG

GVHD:

SVTH:

MSV:

Lớp:

Hà Nội, 18 Tháng 5 năm 2021

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

BÀI TẬP LỚN Học phần Đồ gá (ME6020)

Số: ……

Họ và tên: MSSV: Lớp:

Khoá: Khoa:

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hùng

Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để gia công lỗ của chi tiết như hình 1.

Biết:

Số lần gá đặt: N = 15000

Vật liệu: Thép C45

Máy: 2A135

Dụng cụ cắt: Dao khoan

Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn):  = 0.2 <phiến tỳ>; phiến tỳ>; >;  = 0.4 <phiến tỳ>; chốt định vị>

Chế độ cắt: V = 350 (vg/ph); S = 0.1(mm/vg); t = 6(mm)

Yêu cầu thực hiện:

I Phần thuyết minh:

1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công.

2) Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công (phân tích tối thiểu 02 phương án và chọn phương

án hợp lý).

3) Tính toán, thiết kế và lựa chọn cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt và các cơ cấu khác của

đồ gá.

4) Tính sai số chế tạo cho phép và xác định các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

II Phần bản vẽ:

Một số lưu ý:

1 Thuyết minh trình bày theo quy định số 815/QĐ-ĐHCN ban hành ngày 15/08/2019.

2 Bản vẽ trình bày theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7283; TCVN 0008).

3 Giảng viên hướng dẫn định kỳ>; sinh viên 01 buổi/ tuần/ 5 tuần theo thời khóa biểu.

4 Kết thúc 2 tuần đầu, giảng viên hướng dẫn sẽ đánh giá và thu các tài liệu mà sinh viên

đã thực hiện về: Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công

5 Sinh viên nộp thuyết minh và bản vẽ cho giảng viên hướng dẫn trước ít nhất 5 ngày

khi thực hiện thi kết thúc học kỳ>;

Thời gian thực hiện: từ ngày 5/4/2021 đến ngày 7/5/202

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 5

I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 6

1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật chung của chi tiết: 6

2 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công 6

3 Trình tự thiết kế đồ gá 7

II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT, PHÂN TÍCH LỰC, TÍNH TOÁN BU LÔNG VÀ SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA ĐỒ GÁ 8

1 Lựa chọn phương án gá đặt 8

2 Tính toán chế độ cắt 8

3 Phân tích lực 9

4 Tính đường kính bu lông 11

5 Xác định sai số chế tạo của đồ gá 12

6 Các chi tiết định vị 14

III PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ gá trong sản xuất cơ khí là một trong những nhân tố quan trọng trong việc nâng cao năng xuất cũng như trong hiện đại hóa quá trình sản xuất Chúng như nhịp 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 không kể lớn hay nhỏ Nó tạo điều kiện cho kinh doanh nâng cao khả năng cạnh tranh, và giúp đạt lợi thế trong cạnh tranh

Chi tiết càng chỉ là một chi tiết mà trong khi gia công chúng thể hiện đầy đủ tầm quan trọng trong vai trò của đồ gá Chi tiết càng có những yêu cầu riêng về cả điều kiện kỹ thuật cũng như tính khoa học hay thẩm mỹ của một sản phẩm cơ khí Nguyên công khoan

lỗ là một trong những nguyên công trong tiến trình công nghệ gia công chi tiết dạng càng.

Nó là một nguyên công quan trọng bởi tính chính xác của nó sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác của các nguyên công sau cũng như độ chính xác của chi tiết sau khi gia công Vì thế trong nhiệm vụ của mình em đã cố gắng thể hiện những ý tưởng của mình trong việc thiết kế đồ

gá cho nguyên công Song, vì lĩnh vực thiết kế là lĩnh vực không những khó mà còn đòi hỏi kinh nghiệm thật sâu sắc, nên trong quá trình thiết kế có thể còn nhiều thiếu xót.

Mong thầy thông cảm và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành nhiệm vụ của mình Em xin chân thành cảm ơn thầy!

Sinh viên thực hiện

I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUYÊN CÔNG VÀ TRÌNH

TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật chung của chi tiết:

 Chi tiết dạng càng: là chi tiết có hình khối, có nhiều lỗ, thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp (nhóm cụm bộ phận) của những chi tiết khác nhau lên nó tạo thành

 Công dụng của chi tiết: Dùng để nối cho các chi tiết, hệ thống trục vuông góc nhau, truyền động không gian

 Điều kiện làm việc: Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu tác dụng bởi nhiều lực theo các phương khác nhau Các trục truyền lực được lắp vào giá đỡ thông qua ổ bi

 Yêu cầu kĩ thuật chung cho chi tiết:

 Vật đúc không rỗ, không ngậm xỉ, các cạnh sắc phải được làm cùn

 Bề mặt làm việc chính của chi tiết là lỗ 12 không yêu cầu

độ nhám

 Độ không song song của các lỗ nhỏ hơn 0.02mm.

 Độ nhám cho phép của các bề mặt là Rz20.

 Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu cho phép nhỏ

hơn 0.02mm.

2 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công

Theo nhiệm vụ nhận được: Nguyên công khoan và doa lỗ 12

Yêu cầu kĩ thuật của nguyên công:

 Bề mặt làm việc chính của chi tiết là lỗ 12 không yêu cầu độ nhám.

0.02mm.

 Làm cùn các cạnh sắc.

Tính công nghệ trong kết cấu:

 Là bề mặt làm việc chính nên yêu cầu độ chính xác cao.

 Độ nhám yêu cầu không cao, chỉ ở mức bán tinh nên khi gia công có thể

chỉ cần máy khoan

 Với yêu cầu kĩ thuật được thể hiện trên bản vẽ và chi tiết làm việc trong

điều kiện không quá phức tạp nên ta có thể gia công bằng máy khoan 2A135 vẫn có thể đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật của nguyên công.

3 Trình tự thiết kế đồ gá

 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, mômen 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 Fms… trong quá trình gia công Xác định các điểm nguy hiểm mà lực cắt hoặc mômen cắt gây ra Sau đó viết các phương trình cân bằng về lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết

 Bước 3: Xác định kết cấu và các bộ phận khác của đồ gá (cơ cấu định vị, kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá…)

 Bước 4: Xác định kết cấu và các bộ phận phụ của đồ gá (chốt tì phụ, cơ cấu phân độ, quay, …)

 Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật của từng nguyên công

 Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiều dài) Đánh số vị trí của chi tiết trên đồ gá

II PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT, PHÂN TÍCH LỰC, TÍNH TOÁN BU LÔNG

VÀ SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA ĐỒ GÁ

1 Lựa chọn phương án gá đặt

Phương pháp gá đặt 1:

- Bề mặt C sử dụng chốt tỳ>; điều chỉnh

- Bề mặt B sử dụng phiến tỳ>; Tịnh tiến theo

⃗

O z; Quay quanh Ox và Oy

- 2 bề mặt tròn 2 đầu dùng 2 khối V

Phương pháp gá đặt 2:

- Bề mặt C sử dụng chốt tỳ>; điều chỉnh

- Bề mặt B sử dụng phiến tỳ>; Tịnh tiến theo

⃗

O z; Quay quanh Ox và Oy

- Bề mặt N sử dụng khối V ngắn Tịnh tiến theo ⃗O y

- Lỗ ∅25 dùng chốt trụ ngắn Tịnh tiến theo ⃗O x ;Quay quanh Oz

*) Sử dụng phương pháp gá đặt 1 do khối V trong quá trình gia công có lực ma sát lớn, làm giảm bớt được lực kẹp khi gá, ít ảnh hưởng đến sai số khi gia công.

2 Tính toán chế độ cắt

Vật liệu: thép C45

Độ cứng HB = 240

σ b=750 (MPa)

Xác định t:

Ta có t = 0.5 D mà lại có D = 12 mm

=> t = 0,5.12 = 6 (mm)

Vậy t là 6 mm

Xác định S:

Theo bảng 5.25 - Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, với D = 12 ta có S thuộc (0,2 – 0,23)

=>Ta chọn S = 0,2 (mm/vòng)

Ta chọn chế độ cắt:

3 Phân tích lực

Tính mô men xoắn

Mx = 10.Cm.Dq.Sy.kp

Theo bảng 5.32 ta có: Cm = 0,0345 q = 2

y = 0,8 kp = kmp = 1

⇒ M x = 10.0,0345.12 2 0,12 0,8 1 = 9,1

Lực chiều trục:

Po = 10.Cp.Dq.Sy.kp

Theo bảng 5.32 – STCNCTM Tập 2 ta có: Cp = 68 q = 1

y = 0,7 kp = km = 1

⇒ P o = 10.68.12.0,12 0,7 1 ≈ 1849,767

PTCB mô men đối với tâm O:

∑m(O)=−M x+2 F ms 2 . D2

2 +2 Fms 1 L1=0

⇔ −M x+2 N2 f2. D2

2 +2 N1 f1 L1=0 (1)

Với: N2 = W

2 sin∝2

2

2 sin55o=0,61.W

(Xét khối V cân bằng)

N1.sin ∝1

2=N2 sin ∝2

2 (Xét chi tiết cân bằng)

⇒ N1=

N2sin∝2

2

2 sin∝1

2

2.sin∝1

2

2.sin 51o=0,64 W

Tra bảng 34.4 – TVTKĐG ta chọn:

f1 = 0,5

f2 = 0,4

+) L 1 = (70+ R1

sin∝1

2 ).sin ∝1

2 =(70+ 18,5

sin 51o).sin 51 o=72,9(mm)

Thay vào (1) ta được:

−M x+2.0,61 W 0,4 10 10−3+2.0,64 W 72,9 10−3=0

⇒ 0,05.W = Mx

⇒ W = M x

0,05=

9,1 0,05=182(N )

*) Lực kẹp cần thiết:

W’ = K.W Với hệ số điều chỉnh chung an toàn:

K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6

Trong đó:

+) K0 = 1,5 (Hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công)

+) K1 = 1,2 (Gia công thô - Hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám

bề mặt không đồng đều)

+) K2 = 1,4 (Hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn) +) K3 = 1 (Hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn)

+) K4 = 1,3 (Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt – Kẹp chặt bằng tay)

+) K5 = 1 (Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay – Kẹp thuận lợi) +) K6 = 1,5 (Hệ số tính mô men làm quay chi tiết – Định vị các phiến tỳ>; )

⇒ K = 1,5.1,2.1,4.1.1,3.1.1,5 = 4,9

⇒ W’ = 182.4,9 ¿ 891,8 (N)

4 Tính đường kính bu lông

Phương trình cân bằng các mômen lực đối điểm tỳ>; cố định được viết như sau:

Q l1 η=W (l1+l2)

Trong đó: - Q là lực do bu lông tạo ra (kG)

- 𝜂 là hệ số có ích tính đến mất ma sát giữa đòn kẹp và chốt tỳ>; điều chỉnh Đường kính bu lông được tính theo công thức:

D = √0,5.W[σ k]

Chọn [σ k] = 60 MPa

D ≥√0,5.W[σ k]=√0,5.60891,8 ≈ 5,5 mm

Theo kích thước chi tiết ta chọn Bulong M6

5 Xác định sai số chế tạo của đồ gá

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính bằng công thức

[ε ct]2=[ε gđ]2−(ε c2

+ε k2 +ε m2 +ε dc2 )

Trong đó:

+) [ε gđ]: sai số gá đặt được lấy bằng δ3, với δ là dung sai nguyên công

+) [ε c]: sai số chuẩn

Ta có chuỗi kích thước:

OO1 = O1I – OI

=> H = ε c(O O1)=0,1=100(μmm)

=> ε c=100(μmm)

+) Sai số kẹp chặt: ε k=(y max ÷ y min).cos α

α :là góc hợp giữa phương của lực kẹp và phương kíchthước

→ Chọn ε k=0

+) Sai số do mòn đồ gá: ε m=β √N

Trong đó: - β là hệ số phụ thuộc kết cấu đồ gá

- N là số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá

Chọn {N=15000 β=0,5

=> εm=0,5.√15000=61,24 (μmm)

+) Sai số điều chỉnh: ε đc=10(μmm)

=> Ta tính được sai số chế tạo cho phép của đồ gá:

[ε ct]=√1262−(100 ¿¿ 2+ 02+61,242+102)=45,01(μmm)¿

6 Các chi tiết định vị

Thiết kế đồ gá bao gồm các chi tiết sau:

 Khối V cố định:

 Khối V di động:

 Phiến tỳ>; :

 Chốt tỳ>; phụ:

 Phiến đỡ:

 Ngàm:

 Phiến đỡ bạc thay nhanh:

 Bạc lót và bạc thay nhanh:

 Thân đồ gá:

III PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 PGS.TS Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học kỹ thuật

2 Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2; NXB Khoa học kỹ thuật

3 Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Trần Thế San, Chế độ cắt gia công cơ khí

4 PGS.TS Trần Văn Địch, Át lát đồ gá