Thiết kế đồ gá phay chi tiết dạng càng (có bản vẽ) contact: sp.doga.sp@gmail.com để nhận file cad bản vẽ

BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN

Đồ Gá
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY CHO CHI TIẾT CÀNG


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

BÀI TẬP LỚN
Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để phay 2 mặt trên (mặt phẳng A) của chi tiết như hình vẽ.
Biết:
Số lần gá đặt: N = 8000
Vật liệu: GX 15-32
Máy: 6H12
Dụng cụ cắt: BK6
Đặc tính tiếp xúc (hệ số mịn):  = 0.22
Chế độ cắt: V = 94,2 m/ph;
S = 0,2 mm/vg;
t = 3 mm
Yêu cầu thực hiện:
I. Phần thuyết minh:
1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của ngun cơng.
2) Phân tích sơ đồ gá đặt của ngun cơng (phân tích tối thiểu 02 phương án và chọn phương án
hợp lý).
3) Tính tốn, 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:
TT

Tên bản vẽ

Khổ giấy

Số lượng

1

Bản vẽ lắp đồ gá 2D và 3D

A0

01

2

Bản vẽ 3D phân rã của đồ gá

A0

01


Hình 1 Sơ đồ định vị


Nội dung
Nội dung ............................................................................................................ 4
Lời nói đầu ........................................................................................................ 5

Chương 1. Phân tích u cầu kỹ thuật của ngun cơng và trình tự thiết kế đồ
gá ....................................................................................................................... 6
1.1. Phân tích u cầu kỹ thuật của ngun cơng ............................................. 6
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá ................................................................................ 6
Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công ......................................... 7
2.1. Phương án 1: .............................................................................................. 7
2.2. Phương án 2: .............................................................................................. 7
Chương 3. Tính toán thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá ...................... 9
3.1. Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết .................................................... 9
3.2. Tính lực cắt và lực kẹp ............................................................................... 9
3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt: ........................................................................ 12
3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị ........................................................................... 12
3.5. Chọn cơ cấu khác của đồ gá ..................................................................... 14
Chương 4. Tính sai số chế tạo cho phép và các yêu cầu kĩ thuật của đồ gá ... 15
4.1. Tính sai số chế tạo .................................................................................... 15
4.2. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá ....................................................................... 16
Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 17


Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ
của các ngành công nghiệp mới nói chung và ngành Cơ khí nói riêng. Là một
ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho
các ngành cơng nghiệp khác. Do vậy địi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành Cơ khí phải
tích lũy đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời
không ngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó để giải quyết những vấn đề
cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn.
Nhằm cụ thể hóa những kiến thức đã học thì mơn học Đồ gá nhằm mục đích
đó. Trong q trình thiết kế đồ gá môn học sinh viên được làm quen với cách sử
dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những

kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có
dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một
vấn đề công nghệ cụ thể. Do tính quan trọng của Đồ án mà mơn bắt buộc đối với
sinh viên chuyên ngành Cơ khí và một số ngành có liên quan.
Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy, em
đã hồn thành Đồ án mơn học Đồ gá được giao. Với kiến thức được trang bị và
quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế. Tuy nhiên, sẽ không
tránh khỏi những sai sót ngồi ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết
kế. Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong Bộ môn Công
Nghệ và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hồn thiện hơn đồ án của mình.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy người đã tận tình
hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này.


Chương 1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên cơng và trình
tự thiết kế đồ gá
1.1. Phân tích u cầu kỹ thuật của nguyên công
 Độ không phẳng của bề mặt A so với B là 0,05 mm
 Độ không đồng tâm giữa 2 lỗ ∅18+0,01 , ∅35+0,01 là ≤0,03
 Độ nhám bề mặt phẳng gia công đạt Rz = 20
 Độ nhám bề mặt lỗ gia công đạt Rz = 3.2
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá
Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kĩ thuật của nguyên công,
xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia cơng, độ chính xác về kích thước hình
dáng, số lượng chi tiết gia cơng và vị trí các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.
Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt của lực kẹp, và các
lực cùng tác động vào chi tiết trong quá trình gia công. Xác định các lực nguy hiểm mà
lực cắt hoặc momen cắt gây ra. Sau đó viết 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 tỳ phụ, cơ cấu phân
độ, quay, ......)
Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo u cầu kỹ thuật của từng
ngun cơng.
Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá( chiều dài, rộng, cao,...). Đánh số các
vị trí của chi tiết trên đồ gá.


Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên cơng
2.1. Phương án 1:

Hình 2.1. Sơ đồ định vị theo phương án 1

Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.
Bề mặt đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Ox, quay
quanh Oy, quay quanh Oz)
Mặt trụ ngoài, sử dụng khối V di động vừa định vị vừa kẹp chặt hạn chế 1
bậc tự do ( tịnh tiến Oy)
Mặt phẳng ngoài, sử dụng 2 chốt tròn hạn chế 2 bậc tự do ( quay quanh Ox
và tịnh tiến theo Oz)
Thêm độ cứng vững cho đồ gá ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ
Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng
Nhược điểm: Đồ gá phải được lắp rắp chuẩn xác vì đây là nguyên công tạo
chuẩn tinh để làm chuẩn tinh ban đầu cho các nguyên công tiếp theo.
2.2. Phương án 2:
Mặt lỗ ∅25 đã được gia cơng ta có :


Hình 2.2. Sơ đồ định vị theo phương án 2

Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.
Bề mặt đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Oz, quay
quanh Oy, quay quanh Oz)
Mặt phẳng cạnh bên, sử dụng chốt chỏm cầu hạn chế 1 bậc tự do (quay
quanh Oz)
Mặt lỗ trong, sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do (tịnh tiến theo Oy,
Ox)
Thêm độ cứng vững cho đồ gá ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ.
Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng
Nhược điểm: lỗ ∅25 phải được gia công từ trước
So sánh: như 2 phương án trên để tối ưu bài tốn thì ta thấy phương án 2
khả thi và dễ sàng thực hiện trong sản xuất thực tế vì vậy ta lựa chọn phương án
2 làm sơ đồ gá đặt cho nguyên công phay mặt trên A.


Chương 3. Tính tốn thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá
3.1. Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết

Hình 3.1. Sơ đồ phân tích lực

Phân tích lực :
-

Lực cắt Pz
Lực chạy dao ngang Ph
Lực hướng kính Py
Lực thẳng đứng Pv

3.2. Tính lực cắt và lực kẹp

Phay thơ
Cơng thức tính lực cắt:
𝐶𝑝 ⋅ 𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆 𝑦 ⋅ 𝐵𝑢 ⋅ 𝑍
PZ =
⋅ 𝐾𝑚𝑝
𝐷 𝑞 ⋅ 𝑛𝜔
Tra bảng 5-41 [1] có:


Bảng 3.1. Bảng thơng số tính chế độ cắt

Cp=54,5

x=0,9

y=0,74

u=1,0

q=1,0

w=0.

Tra bảng 5-9 [1] Gang Xám:
K mp = (

𝐻𝐵 𝑛

190

) với n = 1

Vật liệu có độ cứng HB=190
⇒ K mp

𝐻𝐵 𝑛
190 1
=(
) =(
) =1
190
190

Thay vào cơng thức tính lực cắt:
54,5 ⋅ 30,9 ⋅ 0, 1580,74 ⋅ 651 ⋅ 8
Pz =
⋅ 1 = 243(Kg)
801 ⋅ 3750
Tính cơng suất cắt:
𝑃𝑧 ⋅ 𝑣
60.102
𝑃𝑧 ⋅ 𝑣
243.94,2
N=
=
= 3,74(kw)
60.102
60.102
N=3,74kw < Nm=7 . 0,75 = 5,25(kw)
N=

 Máy hoạt động an tồn
Momen xoắn trên trục chính:
Phay thơ: M =

𝑃𝑧 ⋅𝐷
2⋅1000

M=

𝑃𝑧 ⋅ 𝐷
243 ⋅ 80
=
= 9,72(Kg. m)
2 ⋅ 1000 2 ⋅ 1000

Mặt khác :
Py = (0,2-0,4).Pz = 72 KG
Ps = (0,3-0,4).Pz = 97 KG
Px = (0,5-0,55).Pz = 121.5KG
Lực cắt Pz làm chi tiết có xu hướng trượt dọc trục Ox. Vì vậy lực kẹp W
sinh ra phải lớn hơn lực cắt Pz. Từ đó xác định được phương trình sau dựa vào hệ
phương trình cân bằng lực:
Theo các phương ta có hệ phương trính sau :


∑𝐹(𝑥) = 0
𝑃ℎ − 𝐹𝑚𝑠𝑘 + 2𝐹𝑚𝑠1 cos(45) = 0
𝑊 − 2𝑁. sin(45) = 0
{∑𝐹(𝑦) = 0 <=> {

𝑀𝑥 + 𝑅 ⋅ 𝑃𝑧 − 𝑅 ⋅ (𝐹𝑚𝑠1 + 𝐹𝑚𝑠2 ) − 𝑅 ⋅ 𝐹𝑚𝑠𝑘 = 0 (1)
∑𝑀𝑧 = 0
Phương trình cân bằng momen (1) là: ( chọn hệ số ma sát 𝜇 = 0,4)
∑ 𝑀𝑧 = 0 = (100) ∗ 𝑃𝑧 − (100) ∗ (𝐹𝑚𝑠2 + 𝐹𝑚𝑠1) − (

100
) ∗ 𝐹𝑚𝑠k
2

Mà Fms1 = Fms2= 𝜇. 𝑁 = 𝜇. 𝐹𝑘. sin(45)
Fmsk= 𝜇. 𝐹𝑘=

Fms1 =

2.𝐹𝑚𝑠1
sin(45)

=>

Mx+R.Pz
1
2R.(1+
)
sin(45)

=

9.72+100.243
2.100.(1+

2.𝐹𝑚𝑠1

1
)
sin(45)

= 50.34 (N)

2.50.34

=> Fmsk= 𝜇. 𝐹𝑘= sin(45) =sin(45)= 142 N
=>Fk =

𝐹𝑚𝑠k
𝜇

= 356 N

Thực tế để đảm bảo an toàn cho chi tiết cũng như người lao động ta phải
nhân thêm hệ số an toàn K :
Suy ra ta có hệ số an tồn là :
K=K0.K1. K2 . K3. K4. K5. K6
K0-Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp K0=1.5
K1-Hệ số phụ thuộc vào lượng dư không đều K1=1,2
K2-Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn K2=1
K3-Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3=1
K4-Hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực không ổn định K4=1,3
K5-Hệ số phụ thuộc vào vị trí tay quay của cơ cấu kẹp chặt bằng tay K5=1,0
K6-Hệ số tính đến mơ men làm lật chi tiết K6=1
K=1,5.1,2.1.1,4.1.1.1=2,52

Ta có lực kẹp chặt cần thiết là :
Wct = W.K = Fk.K = 356.2,52 = 897 N (1)


Phương án hạn chế di chuyển dọc trục để lực kẹp có thể kẹp chặt chi tiết thì
cơ cấu kẹp phải sinh ra lực ma sát lớn hơn lực Ps tránh chi tiết di chuyển dọc trục
ta có hệ số ma sát f1=0.15, f2=0.25
Phương trình cân bằng để đảm bảo không trượt dọc trục là :
𝑎. (2 ⋅ 𝑓2 ⋅
 W=

𝐾⋅𝑃𝑠
𝛼
𝑎⋅(2𝑓2 ⋅sin 2 +𝑓1 )

𝑊
+ 𝑊 ⋅ 𝑓1 ) ≥ 𝐾 ⋅ 𝑃𝑠
sin 𝛼/2
=

2,52∗97
2⋅(2.0,15⋅sin(450 )+0,25)

= 528 (kG) (2)

Với a = 1 : số vị trí đặt lực kẹp.
3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt:
Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu :
+Khi kẹp phải đúng vị trí cần kẹp trên chi tiết.
+Lực kẹp tạo ra phải đủ lớn (nghĩa là khơng q nhỏ- gây mất an tồn hoặc

q lớn gây biến dạng phôi)
Với các yêu cầu trên ta chọn cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít
Tính đường kính ngồi danh nghĩa của ren vít có thể là
Đường kính bulong :
𝑊

d ≥ C.√ 𝛿 (mm)
Trong đó :
C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,4)
d :đường kính ngồi của ren (mm).
W :lực kẹp chặt được tính từ momen cắt
𝜹: ứng suất bền của vật liệu ; 𝜹 = 8 -10 kg/mm2.
d ≥ 1,4. √

528
10

= 10.17 mm.

Theo tiêu chuẩn ta chọn Bu lông M12x1.5
3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị
Phiến tỳ


Sử dụng phiến tỳ định vị mặt đáy như trên bản vẽ ta có như sau:

Hình 3.2. Phiến tỳ

Khối V
Ta chọn khối V theo [2] như sau :

Hình 3.3. Khối V


3.5. Chọn cơ cấu khác của đồ gá
Then dẫn hướng

Hình 3.4. Then dẫn hướng

Thân đồ gá
Thân đồ gá có thể chế tạo bằng hàn, đúc, rèn hoặc lắp ghép các các tấm thép
tiêu chuẩn bằng bulông - đai ốc.
Thông thường người ta dùng thân đồ gá đúc bằng gang hoặc thép. Thân đồ
gá đúc có độ cứng vững cao và có thể đúc được các kết cấu phức tạp, tuy nhiên
thời gian chế tạo lâu và đắt tiền.
Thần đồ gá hàn có độ cứng vững thấp, khó tạo thành kết cấu phức tạp, nhưng
nó lại có ưu điểm là nhẹ, thời gian chế tạo nhanh và rẻ tiền.

Hình 3.5. Thân đồ gá


Chương 4. Tính sai số chế tạo cho phép và các yêu cầu kĩ thuật
của đồ gá
4.1. Tính sai số chế tạo
2 + 𝜀 2 + 𝜀 2 [5]
𝜀gd = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑐𝑡
𝑑𝑐
2

2 + 𝜀 2 + 𝜀 2)
𝑠𝑢𝑦 𝑟𝑎 ∶ 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − (𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑐
𝑑𝑐

Trong đó ta có :
+Sai số gá đặt :
1
3

2
3

( ÷ ) . δ ( Trong đó 𝛿 là dung sai nguyên công : 𝛿 = 0.7
2

𝜀𝑔𝑑 = 3 . 0,7 = 0,46
+Sai số mòn:
𝛽: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị𝛽 =0,3
N số chi tiết trên đồ gá N = 5280 ( chi tiết)
𝜀𝑚 = 𝛽. √𝑁 𝜇𝑚 = 0,3.√5280 = 22 ( 𝜇𝑚) =0.022 mm
+Sai số kẹp chặt bằng 0 vì lực kẹp vng góc với phương chi tiết.
+Sai số điều chỉnh:
𝜀𝑑𝑐 = 0,005 mm (sai số điều chỉnh)
+Sai số chuẩn :
𝜀𝑐 : sai số chuẩn . Sai số chuẩn phát sinh khi gốc kích thước trùng với chuẩn
định vị
Do đó 𝜀𝑐 = 0
Vậy ta có:
2

[𝜀𝑐𝑡 ] = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐 2 + 𝜀𝑘 2 + 𝜀𝑚 2 + 𝜀𝑑𝑐 2 ]

= √0.462 − (0.0222 + 0 .352 ) = 0,3 (mm)
Vậy sai số chế tạo bằng : 0,3 (mm)


4.2. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá
+ Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và đế đồ gá khơng vượt q
0,3/100 mm chiều dài
+ Độ khơng vng góc giữa tâm chốt và mặt định vị không vượt quá 0,3/100
mm chiều dài
+ Bề mặt làm việc của các chốt định vị được nhiệt luyện đạt độ cứng HRC
40.45
+ Độ bóng của các bề mặt lắp ráp và định vị: cấp 7
 Yêu cầu đối với thân đồ gá:
 Tất cả thân đồ gá và đế đồ gá phải được ủ để khử ứng suất
 Kiểm tra đồ gá
 Phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn
 Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết
 Kiểm tra độ cứng vững của đồ gá


Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2001), Sổ tay
công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
[2] Trần Văn Địch (2007), Atlas đồ gá, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.


3

4

5

6

7

8

9

10

11

H7
Ø9 js6

2

1

12

YÊU CẦU KỸ THUẬT:
+Độ không song song giữa phiến tỳ
so với đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.
+Độ không vuông góc giữa tâm chốt

định vị và đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.

12

Chốt định vị

2

C45

11

Chốt chỏm cầu

1

C45

10

So dao

1

C45

9

Bulong M5

1

C45

8

Phiến tỳ

1

C45

7

Bulong M12

1

C45

6

Đai ốc

1

C45

5

Vòng đệm

1

C45

4

Chốt tỳ phụ

1

C45

3

Chi tiết

1

GX 15 -32

2

Thân đồ gá

1

C45

1

Bulong ghép

1

C45
Đơn vị

Số
Vật liệu
Lượng

Đ. Vị Tên gọi

Số lượng

Tổng số

Ghi chú

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY
TR. Nhiệm

Họ Và Tên

H. Dẫn

Dương Văn Đức

Duyệt

Dương Văn Đức

Th. Kế

Lê Tiến Anh

Ký

Ngày

BẢN VẼ LẮP
Vật Liệu : C45

Tỷ lệ 1:1

Khối lượng :

Tờ : 1

Số tờ : 1

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa : Cơ Khí
Lớp : ĐH Cơ Khí


7

5

3
12
6
10

4
9

11

8

2

1

YÊU CẦU KỸ THUẬT:
+Độ không song song giữa phiến tỳ
so với đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.
+Độ khơng vng góc giữa tâm chốt
định vị và đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.

12

Chốt định vị

2

C45

11

Chốt chỏm cầu

1

C45

10

So dao

1

C45

9

Bulong M5

1

C45

8

Phiến tỳ

1

C45

7

Bulong M12

1

C45

6

Đai ốc

1

C45

5

Vòng đệm

1

C45

4

Chốt tỳ phụ

1

C45

3

Chi tiết

1

GX 15 -32

2

Thân đồ gá

1

C45

1

Bulong ghép

1

C45

Đơn vị

Số
Vật liệu
Lượng

Đ. Vị Tên gọi

Số lượng

Tổng số

Ghi chú

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT DOA
TR. Nhiệm

Họ Và Tên

H. Dẫn

Dương Văn Đức

Duyệt

Dương Văn Đức

Th. Kế

Lê Tiến Anh

Ký

Ngày

BẢN VẼ PHÂN GIÃ
Vật Liệu : C45

Tỷ lệ 1:1

Khối lượng :

Tờ : 1

Số tờ : 1

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa : Cơ Khí
Lớp : ĐH Cơ Khí