Tính toán thiết kế đồ gá thiết kế đồ gá phay 2 rãnh chữ nhật

Lời núi đầu. Để giúp phần vào cụng cuộc cụng nghiệp hoỏ hiện đại hoỏ đất nước, ngành sản xuất cơ khớ cần phải nhanh chúng nõng cao chất lượng và năng suất chế tạo, vỡ đú là một trong cỏc ngành trọng điểm của nền kinh tế quốc dõn đặc biệt là chế tạo thiết bị và phụ tựng, cung cấp cho cỏc nghành cụng nghiệp khỏc thiết bị sản xuất. Đồ gỏ gia cụng cơ gúp phần khụng nhỏ vào nhiệm vụ đú, bởi mỏy múc,thiết bị đều phải dựng đến đồ gỏ mới cú thể gia cụng được. Một trong những nhiệm vụ chớnh của chuẩn bị sản xuất là thiết kế và chế tạo cỏc trang bị cụng nghệ, cú thể chiếm tới 80% khối lượng chuẩn bị sản xuất và 10-15% giỏ thành sản phẩm (giỏ thành mỏy). Chi phớ cho thiết kế và chế tạo đồ gỏ chiếm một tỉ lệ lớn trong tổng chi phớ cho trang bị cụng nghệ. Vỡ vậy việc thiết kế và tiờu chuẩn đồ gỏ cho phộp giảm thời gian sản xuất, tăng năng suất lao động một cỏch đỏng kể. Đồ ỏn mụn học: Thiết kế đồ gỏ là hết sức cần thiết đối với sinh viờn khoa cơ khớ, giỳp cho sinh viờn nắm được những kiến thức cơ bản về đồ gỏ gia cụng cơ và cỏch thức thiết kế đồ gỏ để gia cụng một chi tiết nhất định. Trong thời gian làm đồ ỏn, được sự giỳp đỡ chỉ bảo tận tỡnh của thầy giỏo Trần Hữu Quang và cỏc thầy giỏo trong bộ mụn Chế Tạo Mỏy em đó hoàn thành đồ ỏn mụn học, tuy nhiờn do khả năng và trỡnh độ cũn hạn chế, do thời gian học tập mụn học chưa cú nhiều nờn đồ ỏn cũn nhiều thiếu sút, em mong nhận được sự chỉ bảo tận tỡnh của cỏc thầy và sự đúng gúp chõn tỡnh của cỏc bạn để giỳp em hoàn thành đồ ỏn một cỏch tốt nhất. Em xin chõn thành cảm ơn thầy giỏo Trần Hữu Quang cựng cỏc thầy giỏo trong bộ mụn Chế Tạo Mỏy đó tận tỡnh giỳp đỡ em trong quỏ trỡnh làm đồ ỏn. Học viờn thực hiện. Trần Đăng Ninh TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY 2 RÃNH CHỮ NHẬT I.Chọn mỏy để gia cụng chi tiết 1.Yờu cầu khi chọn mỏy Kiểu loại mỏy chọn phải đảm bảo thực hiện phương phỏp gia cụng đó xỏc định cho chi tiết đú. Kớch thước mỏy phải đảm bảo quỏ trỡnh gia cụng thuận tiện, an toàn. Mỏy chọn phải đảm bảo yờu cầu chất lượng gia cụng theo trỡnh tự chung của chi tiết gia cụng. 2.Chọn mỏy: Từ cỏc yờu cầu trờn và thực tế trong sản xuất hiện nay cựng với yờu cầu dạng sản xuất loạt lớn, theo bảng 9-38 trang 72 STCNCTM Tập 3 Chọn mỏy phay ngang của Nga, kiểu 6H81 cú cỏc thụng số sau Bước tiến bàn mỏy thẳng đứng,mm/ph: 12 - 380 Số cấp tốc độ trục chớnh: 16 Phạm vi tốc độ trục chớnh,vg/ph: 65 - 1800 Cụng suất động cơ chớnh: 4,5 kW Cụng suất động cơ chạy dao: 1,7 kW Số cấp bước tiến bàn mỏy: 16 Bước tiến bàn mỏy dọc, mm/ph : 35-980 Bước tiến bàn mỏy ngang, mm/ph: 25-765 II .Chọn dụng cụ cắt. Từ yờu cầu gia cụng, kớch thước, hỡnh dạng chọn dụng cụ cắt là dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thộp giú cú cỏc thụng số sau: (bảng 4-84 trang 367 STCTM Tập 1) Đường kớnh dao phay D=80mm Chiều rộng dao B=12mm Số răng dao Z=10 III. Tớnh toỏn thiết kế nguyờn lý làm việc 1.Loại đồ gỏ. Chi tiết sản xuất loạt lớn, tiến hành trờn mỏy phay vạn năng chọn đồ gỏ chuyờn dựng 2.Xỏc định chuẩn và sơ đồ định vị a/Chọn chuẩn : Bề mặt đầu của phần trụ lớn f90 tiếp giỏp với phần trụ nhỏ f23, mặt trụ ngoài f23 và lỗ khụng chớnh tõm f12 b/ Chọn đồ định vị: Chi tiết được định vị bằng một khối V hạn chế 2 bậc tự do và 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trỏm hạn chế 1 bậc tự do c/Sơ đồ định vị, hỡnh vẽ. Cỏc chi tiết tham gia định vị được chọn như sau: +Phiến tỳ :Theo bảng 8-3 trang 395 STCNCTM Tập 2 ta cú cỏc kớch thước của phiến tỳ B L H b l l1 d d1 h h1 số lỗ 16 60 10 14 15 35 6,6 12 4,5 1.6 2 + Khối V: Chọn khối V phi tiờu chuẩn cú dạng như hỡnh vẽ: D H L B B1 d d1 d2 A A1 A2 l h h1 b r c 23 10 25 55 24 6,5 11 5 40 9 12 8 6,5 11 8 1 1,6 +Chốt trỏm: Theo bảng 8-9 trang 400 STCNCTM Tập 2 ta cú cỏc kớch thước của chốt: D d D1 L l h c b B 12 12 16 32 16 5 3 3 10 3.Xỏc định phương ỏn kẹp chặt, tớnh lực kẹp cần thiết a. Để đảm bảo chi tiết khụng bị dịch chuyển dọc và lật trong quỏ trỡnh gia cụng chọn phương ỏn đảm bảo phụi tiếp xỳc vững chắc với phiến tỳ : Khi đú lực kẹp cú +Phương vuụng gúc với mặt định vị +Chiều hướng từ trờn xuống. +Điểm đặt sử dụng 4 vấu :điểm đặt biểu diễn trờn sơ đồ. Đồng thời chọn phương ỏn gia cụng phay thuận, lợi dụng thành phần lực cắt hướng từ trờn xuống vuụng gúc mặt tỳ của chi tiết lờn đồ gỏ. b. Tớnh lực kẹp cần thiết. Sơ đồ lực kẹp và cỏc lực tỏc dụng lờn chi tiết gia cụng(hỡnh vẽ trang bờn). Lực tỏc dụng lờn chi tiết gồm: Lực kẹp : 2 lực W1=W2= W(cựng phương chiều) Lực cắt PZ, PY (coi thành phần PX khụng tỏc dụng) Thành phần lực tiếp tuyến xỏc định theo cụng thức sau: PZ=(STCNCTM 2) Trong đú Z: số răng dao phay Z=10 KMV:hệ số phụ thuộc vào vật liệu, KMV=0,3(bảng 5-6 sổ tay CNCTM2) n: số vũng quay của dao . Được xỏc định theo tốc độ cắt V: n = = = 100 vũng/phỳt. D:đường kớnh dao phay D=80mm t : chiều sõu cắt t=2,5mm. SZ :lượng chạy dao được xỏc định theo cụng thức sau: Sz = = = 0,025 mm/vũng. B:chiều rộng dao(hay chiều rộng rónh gia cụng B=12mm) CP, x,y,u,q,tra bảng 5-41 STCNCTM Tập2, với dao phay thộp giú. CP=30; x=0,83; y=0,63; u=1; q=0,83; =0 PZ= (N) Thành phần lực PY= Thành phần lực chạy dao PS=(N) Thành phần lực vuụng gúc phương chạy dao PV =(N) Cú phương trỡnh cõn bằng lực tỏc dụng lờn chi tiết gia cụng. Trong đú : W :lực kẹp K :hệ số an toàn chung K=K0. K1. K2. K3. K4. K5. K6 Với: K0:hệ số an toàn trong mọi trường hợp, K0=1,5 K1:hệ số kể đến lượng dư khụng đều, K1=1,2(vỡ gia cụng thụ) K2:hệ số tăng lực cắt khi dao mũn,K2=1,1 K3:hệ số kể đến vỡ cắt khụng liờn tục, K3=1,2 K4:hệ số đến nguồn sinh lực khụng ổn định, K4=1,3 K5:hệ số kể đến vị trớ của tay quay của cơ cấu kẹp thuận tiện hay khụng D, K5=1 K6:hệ số tớnh đến mụ men làm lật phụi quanh điểm tựa, K6=1,5 àK=4,56 f1:hệ số ma sỏt giữa mặt trờn và tấm kẹp, f1=0,3 f2:hệ số ma sỏt giữa mặt chuẩn của chi tiết và đồ định vị, f2=0,1(vỡ mặt tinh) Vậy lực kẹp cần thiết 2W=537,8(N) 4. Chọn cơ cấu sinh lực. Do lực kẹp tương đối nhỏ đồng thời yờu cầu kẹp nhanh nờn ta chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu thanh truyền,cơ cấu thanh truyền cú ưu điểm kết cấu đơn giản, tớnh linh hoạt cao,làm việc chắc chắn do cú lực kẹp lớn.Để kẹp chặt chi tiết ta chọn cỏc phần tử kẹp chặt như sau: Đũn kẹp cú thõn dạng ống trụ , phi tiờu chuẩn để kẹp chặt hai đầu của chi tiết. Để truyền lực kẹp đến cỏc mỏ kẹp ta dựng hệ thống thanh truyền phi tiờu chuẩn. Sơ đồ kẹp (hỡnh vẽ) Giả sử chọn đũn kẹp của cơ cấu kẹp liờn động cú đường kớnh là 10mm để kẹp chặt: Theo bảng 8-30 trang 434 STCNCTM Tập 2 ta chọn mỏ kẹp với cỏc kớch thước như sau: M10 ; L=63 ; B= 28 ; H=12 ; l = A = 28 ; d= 12 ; d2= M8 ; l1=l2=6 ; h1=4 5.Tớnh toỏn thiết kế truyền lực Do ta chọn cơ cấu truyền lực kẹp là cơ cấu thanh truyền, đồng thời để đảm bảo kẹp nhanh, mặt khỏc giải phúng sức lao động của con người, nờn ta chọn nguồn sinh lực là thuỷ lực. Sơ đồ tớnh như hỡnh vẽ Lấy mụmen tại điểm O ta cú Trong đú Q:lực do nguồn thuỷ lực sinh ra W1 :lực kẹp W1=268,9 N L,L1 là cỏc cỏnh tay đũn của mỏ kẹp L=16,25(mm) L1=18,65(mm) Thay cỏc giỏ trị vào cụng thức tớnh lực Q ta cú Q=247(N) Chọn đường kớnh của pớt tụng theo tiờu chuẩn D=40 (mm) Từ đú ta xỏc định được ỏp suất của dầu lờn pớt tụng theo cụng thức ®p===19,7 N/cm2 Năng suất(lớt/phỳt) của mỏy bơm V= Trong đú: Q- lực ở cỏn pớt tụng(kG) L- chiều dài hành trỡnh cụng tỏc của pit tụng(cm) L=2 cm t- thời gian hành trỡnh của cỏn(phỳt) t=1/30(phỳt) p- ỏp suất của dầu(kG/cm2) h1- hệ số cú ớch của dầu h1=0,9 V= =0,836(lớt/phỳt) Vậy cụng suất tiờu thụ của mỏy N= =31,7 (W) 6. Tớnh bền cho một số chi tiết chịu lực chớnh Trong quỏ trỡnh làm việc cỏc đũn kẹp của kẹp liờn động tham gia kẹp cú thể chịu kộo, nộn, uốn , xoắn từ đú sinh ra cỏc dạng hư hỏng thường gặp :cong ,đứt thõn bu lụng, đứt cỏc đường ren do vậy phải tiến hành tớnh toỏn bền cho nú. 6.1/ Kiểm nghiệm theo ứng suất tương đương Trong quỏ trỡnh làm việc đũn kẹp chịu nộn xoắn, dựa vào sức bền vật liệu Trong đú trong đú P: lực nộn tỏc lờn đũn kẹp. Lấy mụmen đối với điểm O1 ta xỏc định được P. P= Thay số :P= W= 268,9(N) L= 16,25mm ; l1= 18,65mm. q= 300 (giả sử lũ so bị nộn 5mm và độ cứng của lũ xo k=100N/mm) P= 803(N) : ứng suất cho phộp lấy =340MPa >5,32 vậy bu lụng đảm bảo bền 6.2 Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn Trong quỏ trỡnh làm việc bu lụng chịu uốn do vậy phải tiến hành kiểm nghiệm bu lụng khi thõn bulụng chịu uốn dọc Điều kiện bền uốn. n= Trong đú :tải trọng tớnh toỏn P E:mụ đun đàn hồi của vật liệu chế tạo bu lụng kẹp E= 2.5 Jmin:mụ men quỏn tớnh nhỏ nhất theo tiết diện ngang của bu lụng Jmin= =4,9s : hệ số tớnh đến hỡnh thức chịu uốn L:chiều dài làm việc [n]=2.5 :hệ số an toàn cho phộp Từ cỏc cụng thức tớnh toỏn trờn ta cú nhận xột chiều dài phần làm việc của cỏc bu lụng khụng lớn, lực tỏc dụng khụng lớn lắm do vậy điều kiện bền tớnh theo hệ số an toàn cú thể coi thoả món. III.4. Tớnh sai số cho phộp của đồ gỏ Sai số chế tạo cho phộp của đồ gỏ theo Hướng dẫn thiết kế đồ ỏn cụng nghệ chế tạo mỏy trang 111 ta cú: Trong đú: ect – sai số cho phộp của đồ gỏ. egđ– sai số gỏ đặt, egđ = ; d- dung sai của nguyờn cụng phay rónh chữ nhật. Theo bảng 3-91 trang248 STCNCTM Tập 3 cú d = 18 mm. Þ egd = 6 mm ec – sai số chuẩn do chuẩn định vị khụng trựng với gốc kớch thước gõy ra Trong kết cấu đồ gỏ này coi chuẩn định vị trựng với gốc kớch thước nờn ec = 0. ek – sai số kẹp chặt do lực kẹp gõy ra, ek = 0 do trong kết cấu đồ gỏ này dựng cơ cấu kẹp liờn động nờn lực kẹp phõn bố đều trờn mặt chuẩn. em – sai số do đồ gỏ bị mũn gõy ra: em= b.. Với : b - hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị. Khi chuẩn tinh là phiến tỳ phẳng thỡ b = 0,2 ¸ 0,4; chọn b = 0,3 N - số chi tiết được gia cụng trờn đồ gỏ, ta cũng chọn N = 100chi tiết. Vậy cú em = mm. eđc – sai số điều chỉnh, Lấy eđc= 10 (mm). Như vậy: [mm]. III.5. Yờu cầu kỹ thuật của đồ gỏ: Từ kết cấu của đồ gỏ đó thiết kế, sai số gỏ đặt cho phộp được đảm bảo khi: Độ vuụng gúc giữa tõm chốt trụ và mặt đế gỏ phải nhỏ hơn 0,0014mm Độ khụng song song giữa mặt trờn phiến tỳ và đế gỏ phải nhỏ hơn 0,0014mm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Cụng nghệ chế tạo mỏy tập 1 Nguyễn Đức Lộc – NXBKHKT 92 [2]. Cụng nghệ chế tạo mỏy tập 2 Nguyễn Đức Lộc – NXBKHKT 92 [3]. Sổ tay cụng nghệ chế tạo mỏy tập 1 Nguyễn Đức Lộc-NXBKHKT 2000 [4]. Sổ tay cụng nghệ chế tạo mỏy tập 2 Nguyễn Đức Lộc-NXBKHKT 2001 [5]. Sổ tay cụng nghệ chế tạo mỏy tập 3 Nguyễn Đức Lộc-NXBKHKT 2001 [6]. Hướng dẫn thiết kế đồ ỏn CNCTM HVKTQS - 2003 [7]. Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khớ HVKTQS – 2001 [8]. Sổ tay & Atlas đồ gỏ PGS.TS Trần Văn Địch - NXBKHKT 2000 [9].Đồ gỏ cơ khớ hoỏ và tự động hoỏ PGS.TS Trần Văn Địch – NXBKHKT 2000 [10]. Sổ tay gia cụng cơ NXBKHKT 2000