Bài tập lớn - Thiết kế đồ gá phay - Công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284


THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT ĐẦU





Hình ảnh 3D của đồ gá
Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

I. Chọn nguyên công và định vị.
1. Ý nghĩa, mục đính, tác dụng của đồ gá
- Đồ gá có ý nghĩa rất to lớn trong việc nâng cao năng suất lao động.
- Đồ gá đảm bảo độ chính các yêu cầu của chi tiết gia công.
- Đồ gá còn có tác dụng rất lớn trong việc giảm nhẹ cường độ lao động của
người công nhân và không đồi hỏi trình độ thợ bậc cao và công tác định mức
chính xác hơn.
- Trong nhiều trường hợp đồ gá còn có tác dụng mở rộng khả năng công nghệ
của một số máy công cụ
2. Bản vẽ chi tiết



Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

3. Thiết kế nguyên công công nghệ
3.1. Bề mặt gia công
Thực hiện nguyên công: Phay mặt phẳng số 1.

3.2. Xác định số bậc tự do khống chế và phương án định vị
- Với nguyên công phay này ta xác định hạn chế 6 bậc tự do.
+ Định vị: Dùng 3 chốt tỳ chỏm cầu, 1 khối V ngắn cố định.
+ Kẹp chặt: Dùng khối V ngắn di động.
- Theo nguyên công gia công chi tiết, ta dùng 3 chốt tỳ hạn chế 3 bậc tự do
định vị vào mặt 6, 1 khối v ngắn hạn chế 2 bậc tự do định vị mặt 8 và một
khối v di động dùng đê kẹp chặt tại vị trí 5.


Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

Trong đó:
 Sử dụng 3 chốt tỳ ta hạn chế 3 bậc tự do là:
- Tịnh tiến theo Y
- Quay quanh Z
- Quay quanh X
 Sử dụng 2 khối V ta hạn chế 3 bậc tự do là:
- Tịnh tiến theo X
- Tịnh tiến theo Z
- Quay theo Y
II. Cấu tạo các chi tiết gá đặt.
1. Chốt tỳ

- Dùng thép 20Cr, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5ൊ0.8mm, nhiệt
luyện đạt HRC 50ൊ60.



Trong đó:
D=32mm,

d=20mm,
H=30mm,
L=45mm,
C=1.6mm,
b=3,
R=D=32mm.

Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

2. Khối V

- Dùng thép 20Cr, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0,5ൊ0.8mm, nhiệt
luyện đạt HRC 50ൊ60.


Trong đó:

B
1
=100mm,
B=120mm,
H=65mm,
b=20mm,
ߙ
=120
0

Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

II. Tính lực cắt và lực kẹp

1. Các thông số của dao
Dao phay mặt đầu làm bằng hợp kim cứng.
- Đường kính dao: D=80 mm
- Đường kính cán dao: d=50 mm
- Số răng: Z=10 mm
- Bề rộng phay: B= 80 mm
2. Tính lực cắt.
Lực cắt tác dụng lên chi tiết gia công có các lực sau:
- P
y
: lực hướng kính
- P
s
: lực chạy dao
- P
z
: lực cắt tiếp tuyến





Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

Ta có sơ đồ giản lực khi phay:


Phân tích lực cắt:

Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

Lực cắt tiếp tuyến R
z
được xác định theo công thức ([1] theo công thức 4.20
trang 57).
ܲ
௭
ൌ
ܥ.ݐ
௫
.ܵ
௭
௬
.ܼ.ܤ
௨
.ܭ
ெ
ܦ
௤
.݊
௪

Với:
- S
z
: là lượng chạy dao răng của dao phay. Với công suất của máy phay là
4Kw,) ta chọn được giá trị S
z
= 0,07 ([4] theo bảng 5.34 trang 29).

- K
M
: là hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công (K
M
= 1 ൊ 1,3)
chọn K=1.
- n = 127 (vg/ph): số vòng quay của dao trong một phút.
- t = 1(mm): chiều sâu cắt.
- Với Cp và các hệ số ([4] theo bảng 5-41 trang 34). Ta được: C
p
= 825, x=1;
y=0.75; u=1,1; q=1,3; w=0,2.
Vậy lực cắt được tính là:
ܲ
௭
ൌ
஼.௧
ೣ
.ௌ
೥
೤
.௓.஻
ೠ
.௄
ಾ
஽
೜
.௡
ೢ

=
଼ଶହ.ଵ
భ
.଴,଴଻
బ,ళఱ
.ଵ଴.଼଴
భ,భ
.ଵ
଼଴
భ,య
.ଵଶ଻
బ,మ
= 1071,4 (N)
Để đơn giản hóa quá trình tính lực kẹp, ta có thể cho rằng chỉ có lực P
s
tác dụng
lên chi tiết gia công.
Vậy P
s
= 0,4. P
z
= 0,4. 1071,4 = 428,55 (N)
P
v
= 0,85.P
z
= 0,85. 1071,4 = 910,7 (N)
P
y
= 0,35.P

z
= 0,35. 1071,4 = 374,98 (N)


Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

3. Tính lực kẹp
- Để tính lực kẹp của chi tiết trên ta cần phải xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến
lực kẹp chặt.
- Trong trường hợp này ta xét tới các lực khi cắt làm xoay chi tiết quanh tâm
của chi tiết do 2 lức P
z
và P
y
gây ra, vậy cơ cấu kẹp chặt cần tạo ra một mômen
quay tại tâm chi tiết lớn hơn lực do lực cắt gây ra.
 Lực ma sát do 2 khối V gây ra.
- Lực ma sát do khối V di động tạo ra:
F
ms1
= (W
1
+ W
2
).f =
√
3.f.W =
√
3.0,25W (N).
- Lực ma sát do khối V cố định tạo ra:

F
ms2
= (W
3
+ W
4
).f =
√
3.f.W =
√
3.0,25W (N).
 Mômen do lực ma sát tạo ra:
M
ms
= F
ms
. l = F
ms1
.l
1
+ F
ms2
.l
2
=
√
3 .0,25.W (l
1
+l
2

)
=
√
3 .0,25.W(90+90) = 45
√
3 .W (N)
 Mômen do lưỡi cắt tạo ra:
M
c
= P
z
.l
3
=
1071,4
.100 = 107140 (N)
Vậy để chi tiết được cố định trong quá trình gia công thì:
M
ms
≥ K.M
c
 45
√
3 .W ൒ K. M
c

=>
ܹ ൌܭ.
ெ
೎

ସହ.√ଷ


Trong đó:
W: lực kẹp chặt.
ߙ: góc của khối V, ߙ = 120
0
f : hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và khối V, chọn f = 0,25
K: hệ số an toàn. Chọn K = 2.5
Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

Vậy lực kẹp tính được là:
ܹ ൌ 2.5
107140
ସହ.√ଷ
ൌ 3436,571 ሺܰሻ

4. Chọn vít kẹp chặt

Để đảm bảo cho vít làm viêc bền hơn ta có thể lựa chọn d = 20(mm).
Mômen xiết bulông M
x
, được tính:
M
x
= 0,1.d.w = 0,1.20.
3436,571
= 6873,142 N.mm

III. Tính toán sai số của đồ gá.

1. Tính sai số chuẩn
Sai số chuẩn ε
c
xuất hiện trong quá trình định vị phôi trên đồ gá và có giá trị
bằng khoảng dao động kích thước gia công là 15േ0.05. Trong trường hợp này,
gốc kích thước 15േ0.05 trùng với chuẩn định vị nên ε
c
=0.
2. Tính sai số kẹp chặt.
Sai số kẹp chặt là sai số do lực kẹp gây ra. Vì phương của lực kẹp là phương
ngang vuông góc với phương của kích thước gia công là phương dọc nên nó
không ảnh hưởng tối độ chính xác của bề mặt gia công, vì thế, sai số kẹp chặt
ε
kc
=0.
3. Sai số mòn.
Trong quá trình tháo lắp chi tiết nhiều lần bề mặt định vị bị mòn do đó gây ra
sai số mòn ε
m
. Sai số mòn được xác định theo công thức:
ε
୫
ൌ ߚ
√
ܰ (
[1]
theo công thức 2.26 trang 21).
Trong đó :
• ߚ là hệ số đến kết cấu định vị của chốt tỳ chỏm cầu, ߚ = 0,5ൊ2, ta chọn
ߚ=0.5.

• ܰ là số lượng chi tiết gia công trên một đồ gá. N = 1000.
Thay số ta được :
ε
୫
ൌ0,5
√
1000 = 15.8 m = 0.0158(mm)
Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

4. Tính sai số điều chỉnh.
Sai số điều chỉnh là sai số phát sinh trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá.
Trong thực tế thường lấy ε
ୢୡ
ൌ5 െ 10,ܥ݄ ọ݊ ε
ୢୡ
ൌ5µm = 0,005 (mm)
(
[1]
theo công thức 2.28 trang 22).
5. Tính sai số gá đặt.
Ta có :
ε
௚ௗ
ൌ ሺ
ଵ
ହ
ൊ
ଵ
ଷ
ሻߜ

Với ߜ là dung sai kích thước gia công, ߜ = 0,1 (mm)
Thay số ta có: ε
௚đ
ൌ 0,02 ൊ 0,03
Lấy ε
௚đ
ൌ0,02 ሺ݉݉ሻ
6. Tính sai số chế tạo đồ gá.
ε
௖௧
ൌ
ට
ε
௚ௗ
ଶ
െ ሺε
௖
ଶ
൅ ε
௞௖
ଶ
൅ ε
௠
ଶ
൅ ε
đ௖
ଶ
ሻ
(

[1] theo công thức 2.29 trang 22)
Thay số ta có:
ε
௖௧
ൌ
ඥ
0,02
ଶ
െ ሺ0 ൅0 ൅ 0.0158
ଶ
൅ 0,005
ଶ
ሻ = 0,01
(mm)


Vậy sai số chế tạo của đồ gá là :
ε
௖௧
= 0,01
(mm).
Nguyễn Đức Phương _Lớp 52CT_MSSV:52130284

VI. Tài liệu tham khảo.
[1] Trần Văn Địch - Đồ Gá – Nhà Xuất Bản Khoa học và Kỹ thuật 2006.
[2] Trần Văn Địch - Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy – Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật 2004.
[3] Nguyễn Đắc Lộc – Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 1 – Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật 1999.
[4] Nguyễn Đắc Lộc – Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 2 – Nhà xuất bản

Khoa học và Kỹ thuật 2000.