Thiết kế đồ gá phay chi tiết dạng hộp (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 MẶT ĐÁY

1


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 đáy 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 mòn):  = 0.22
Chế độ cắt: V = 94,2 m/ph;
S = 0.2 mm/vg;
t = 2 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

2


3

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 bài tập lớn mơn học Đồ gá được giao. Với kiến thức được trang bị và q 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 Cơng
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 bài tập lớn này.

Sinh viên thực hiện

4

Mục lục
Lời nói đầu .....................................................................................................................3
Mục lục ...........................................................................................................................5
Chương 1. Phân tích u cầu kỹ thuật của ngun cơng và trình tự thiết kế đồ gá6
1.1. Phân tích yêu 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 ..........................................................................................................9
Chương 3. Tính tốn thiết kế đồ gá ...........................................................................11
3.1. Chọn máy gia công.............................................. Error! Bookmark not defined.
3.2. Chọn dao ............................................................. Error! Bookmark not defined.
3.3. Chế độ cắt ............................................................ Error! Bookmark not defined.
3.4. Các lực tác dụng lên chi tiết ................................................................................11
3.5. Tính lực cắt và lực kẹp ........................................................................................12
3.5.1. Tính lực cắt và momen cắt ............................................................................12
3.5.2. Tính lực kẹp ..................................................................................................12
3.6. Xác định cơ cấu kẹp chặt ....................................................................................13
3.7. Lựa chọn cơ cấu định vị ......................................................................................14
3.7.1. Chốt tỳ...........................................................................................................14
3.7.2. Phiến tỳ .........................................................................................................15
3.8. Các cơ cấu khác của đồ gá ..................................................................................15
3.8.1. Thân đồ gá ....................................................................................................15
3.8.2. Then dẫn hướng ............................................................................................16
Chương 4. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá ...........................................................18
4.1. Sai số gá đặt: .......................................................................................................18
4.2. Sai số chuẩn: .......................................................................................................18
4.3. Sai số kẹp chặt k : .............................................................................................18
4.4. Sai số mòn m : ..................................................................................................18
4.5. Sai số điều chỉnh dc ............................................................................................18

4.6. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá ct ...............................................................18
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................19

5


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
Nguyên công phay mặt đáy của chi tiết. Đây là bề mặt để lắp ghép chi tiết này với
các chi tiết khác.
Độ nhám yêu cầu đạt Ra = 1,25
Kích thước giữa mặt đáy và mặt đầu yêu cầu đạt 26 ± 0.1 mm
Đây là bề mặt đáy cần gia công để làm chuẩn cho các ngun cơng sau của chi tiết.

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 công, 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 q trình gia cơng. 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 yêu cầu kỹ thuật của từng
nguyên công.
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.

6


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
- Chống tịnh tiến theo OZ
- Chống quay quanh OY
- Chống quay quanh OX
7


Mặt phẳng A, sử dụng 2 chốt tỳ: hạn chế 2 bậc tự do
- Chống tịnh tiến theo OX
- Chống quay quanh OZ
Mặt phẳng B, sử dụng 1 chốt tỳ: hạn chế 1 bậc tự do
- Chống tịnh tiến theo OY
Lực kẹp: theo phương ngang, hướng từ phải qua trái, trong diện tích định vị
Ưu điểm: Hạn chế được đủ 6 bậc tự do
Nhược điểm: Đồ gá phức tạp

8


2.2. Phương án 2

Hình 2.2. Sơ đồ dịnh vị theo phương án 2
Sử dụng eto để kẹp chi tiết
Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do:
Mặt phẳng đáy áp vào mặt đáy của eto: hạn chế 3 bậc tự do
- Chống tịnh tiến theo OZ
- Chống quay quanh OY
- Chống quay quanh OX
Mặt phẳn bên áp vào mỏ tĩnh của eto: hạn chế 2 bậc tự do
9


- Chống tịnh tiến theo OX
- Chống quay quanh OZ
Ưu điểm: eto có thể mua sẵn trên thị trường nên chỉ cần chọn phù hợp, không cần thiết
kế đồ gá
Nhược điểm: Chỉ hạn chế được 5 bậc tự do
Eto thuộc đồ gá vạn năng
=> Chọn phương án 1 để tính tốn, thiết kế đồ gá cho ngun cơng phay mặt đáy của
chi tiết

10


Chương 3. Tính tốn thiết kế đồ gá
3.1. Các lực tác dụng lên chi tiết

Hình 3.1. Sơ đồ phân tích lực
Khi phay xuất hiện các lực:
Lực kẹp W

Lực cắt chiều trục Px
Lực cắt chính Pz
Các thành phần lực Py Ph khác
Các phản lực N1 N2 và các lực ma sát Fms1 Fms2 của phiến tỳ
Các phản lực N4 N5 và các lực ma sát Fms4 Fms5 của các vị trí chốt tỳ

11


3.2. Tính lực cắt và lực kẹp
3.2.1. Tính lực cắt và momen cắt
Lực cắt chính Pz
𝐶𝑝 ⋅ 𝑡 𝑥 ⋅ 𝑆 𝑦 𝑧 ⋅ 𝐵 𝑢 . 𝑍
Cơng thức tính lực cắt P𝑧 : P𝑧 =
⋅ 𝐾𝑚𝑝
𝐷 𝑞 ⋅ 𝑛𝜔
Tra bảng 5 − 41 [1] có:
Bảng 3.1. bảng thơng số tính lực cắt
Cp

x

y

u

q

w

54,5

0,9

0,74

1,0

1,0

0

Tra bảng 5-9 [1]
Thay vào cơng thức tính lực cắt.
Pz =

54, 5.30,9 ⋅ 0, 1580,74 ⋅ 801 . 10
⋅ 1 = 299( kg)
1001 . 3750

Tính cơng suất cắt.
Cơng xuất cắt được tính theo cơng thức sau.
𝑃𝑧 ⋅𝑣

N=
N=

60.102

𝑃𝑧 ⋅ 𝑣

299.94,2
=
= 4,6(kw)
60.102
60.102

N = 4,6 kw < Nm = 7.0,75 = 5,25(kw)
⇒ Máy hoạt động an tồn.
Mơ men xoắn trên trục chính.
Phay: M =
M=

𝑃𝑧 ⋅𝐷
2.1000

𝑃𝑧 ⋅ 𝐷
2990.100
=
= 149,5(N. m)
2.1000
2.1000

3.2.2. Tính lực kẹp
Lực cắt chính: Pz = 299 (Kg) = 2990 (N)
Py = 0,35Pz = 0,35.2990 = 1046,5 (N)
Ph = 0,35Pz = 0,35.2990 = 1046,5 (N)
Px = 0,5Pz = 0,5.2990 = 1495 (N)
12

Tổ hợp 2 lực Py và Pz ta được lực tổng hợp Pyz
Pyz = √1046,52 + 29902 = 3167,84 (N)
Trường hợp 1: chi tiết bị quay quanh OY
Ta có: N1 + N2 = Px
=> N1 + N2 = 1495 (N)
Trường hợp 2: chi tiết bị quay quanh OZ
50.Ph + 50.Pyz + Mx = 25.N4 + 25.N5
N4 + N 5 =

50.Ph + 50.Pyz + Mx
25

=

50.1046,5+50.3167,84+149,5
25

= 8434,66 (N)

Trường hợp 3: chi tiết bị tịnh tiến theo phương OX
Fms1 + Fms2 + N4 + N5 - Pyz - Ph - W = 0
 f.N1 + f.N2 + N4 + N5 - Pyz - Ph – W = 0
Với f là hệ số ma sát. Lấy f = 0.4
=> 0,4. (N1 + N2) + N4 + N5 – 3167,84 – 1046,5 = W
W = 4818,34 (N)

3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt
Sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít thơng qua mỏ kẹp

Hình 3.2. Cơ cấu kẹp chặt

Đường kính bulong được xác định thông qua lực kẹp cần thiết
13


Wct = W.k
với k là hệ số an toàn
k=𝑘1 . 𝑘2 . 𝑘3 . 𝑘4 . 𝑘5 . 𝑘6
𝑘0 : an toàn cho tất cả các trường hợp 𝑘0 = 1,5
𝑘1 : hệ số tính đến trường hợp độ bóng thay đổi
Trong trường hơp này đã gia công tinh => 𝑘1 =1
𝑘2 : hệ số tăng lực khi dao mòn 𝑘2 = 1,2
𝑘3 : hệ số tăng lực khi gián đoạn gia cơng 𝑘3 = 1,2
𝑘4 : hệ số tính đến sai số cơ cấu kẹp chặt 𝑘4 =1,2
𝑘5 : hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấu kẹp k5 =1
𝑘6 : hệ số tính đến momen quay của chi tiết 𝑘6 =1
=>k= 1,5. 1. 1,2. 1,2. 1,2. 1. 1 = 2,592
Lực kẹp cần thiết: Wct = 4818,34.2,592 = 12489,13 (N)
Đường kính bulong kẹp:
D ≥ 1,4√

𝑊𝑐𝑡
[𝜎]

12489,13

= 1,4√

80

= 17,49 mm

Chọn bulong M18

3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị
3.4.1. Chốt tỳ
Các chốt tỳ được làm bằng thép 20X, được nhiệt luyện đạt 55 – 60 HRC
Các chốt tỳ được lắp chặt vào thân đồ gá. Phần diện tích tiếp xúc với thân đồ gá
được làm gờ vai, nhô lên một chút để dễ dàng gia công đồng thời phần diện tích tiếp xúc
này nằm trong một mặt phẳng
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế chốt tỳ khi chúng bị mòn, tiến hành
lắp chốt tỳ với bạc trung gian. Bạc trung gian được lắp chặt với thân đồ gá, còn chốt tỳ
được lắp với bạc theo chế độ lắp trung gian hoặc lỏng nhẹ.

14


Hình 3.3. Chốt tỳ
Để đảm bảo độ đồng phẳng của các chốt tỳ, sau khi lắp người ta cần mài lại tất cả
các bặt đầu của chốt tỳ trên máy mài phẳng
3.4.2. Phiến tỳ
Sử dụng phiến tỳ có kích thước: B = 14 mm; L = 50 mm; C1 = 26 mm; C = 12 mm

Hình 3.4. Phiến tỳ
Phiến tỳ được làm bằng thép 20X, được nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60 HRC

3.5. Các cơ cấu khác của đồ gá
3.5.1. 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.
Thân 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. Thân đồ gá cũng có thể được
làm từ nhôm và đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm).
15


Chọn thân đồ gá được làm bằng phương pháp đúc.

Hình 3.5. Thân đồ gá
Thân đồ gá được làm bằng gang xám GX 15-32, được gia công chế tạo đạt các yêu
cầu kỹ thuật.
3.5.2. Then dẫn hướng
Then dẫn hướng được làm bằng thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC

Hình 3.6. Then dẫn hướng
16


Hai then dẫn hướng phải bằng nhau, cùng được lắp trên một rãnh chữ T của bàn
máy và có khoảng cách hợp lý. Then dẫn hướng thường có các loại then bắt chặt với
then đồ gá và then rời đầu vuông đi kèm theo máy.

17


Chương 4. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá
4.1. Sai số gá đặt:
1

1

3

3

gd = . 𝛿 = . 300 = 100 (m)
Với 𝛿 là dung sai nguyên công (lấy 𝛿 = 0.3 𝑚𝑚)

4.2. Sai số chuẩn:
c = 0 (mm)
Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước

4.3. Sai số kẹp chặt k :
Do lực kẹp gây ra sai số kẹp chặt được xác định:
k = C . Q0,5 = 0,3 .12489,13 0,5 = 33,52 (m)

4.4. Sai số mòn m :
Do đồ gá bị gây ra sai số mòn được tính theo cơng thức sau:
m =  . N (m) chọn =0,22
m = 0,22 . √8000 = 19,67 (m).

4.5. Sai số điều chỉnh dc
dc = 510 (m)
Lấy dc = 5(m)

4.6. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá ct [2]
2

2 + 𝜀2 ]
𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑑𝑐

0,3 2

[𝜀ct ] = √( ) − (02 + 0,033522 + 0, 019672 + 0,0052 ) = 0.092(mm)
3

Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá :
Độ không song song của mặt phiến tỳ và mặt thân đồ gá  0,092 (mm).
Độ khơng vng góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá  0,092 (mm).
Độ không vuông góc giữa mặt chốt tỳ và mặt đế đồ gá  0,092 (mm).

18


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.

19


2

5

6

7

8

9

Ø9H7/n6

3

Ø12H7/k6

4

1

Ø8H7/js6

Ø8H7/js6

Ø4H7/js6

Ø4H7/js6

Ø4H7/js6

10

12

13

14

15

16

420±0.2

11

Ø4H7/js6

16

Phiếm tỳ

2

20X

15

Chốt định vị
Bulong M4

4
3

CT3
C45

Cữ so dao

1

C45

2

C45

3

C45
CT3

14

M4

13
12
11

M6

10

Yêu cầu kỹ thuật:

Độ không song song giữa mặt phiếm tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0.092 (mm)
Độ khơng vng góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá ≤ 0.092 (mm)

2

9

chốt định vị
Vít kẹp có tay quay

8

Bạc lót

7
6

Phiếm giữ
Mỏ kẹp

5

Bạc lót

3

4

Chốt tỳ
Bulong M4

3

3

M4

2

Độ khơng vng góc giữa mặt chốt tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0.092 (mm)

Then dẫn hương
Bulong M6

TT

1

Mặt bắt chốt tỳ
Thân đồ gá

1

Tên gọi

Kí hiệu

1
1
1

C45
Y7A
C45
C45
Y7A

8
3

Y7A
C45
C45

1

GX 15-52

S.L K.L

Vật liệu

Tờ Ghi chú

BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ

135±0.1

Chức năng
Thiết kế

Họ và tên
Đỗ Thị Giang

280±0.15
Hướng dẫn
Duyệt

Chữ ký

Ngày

BẢN VẼ LẮP ĐỒ GÁ
PHAY MẶT ĐẦU

Số lượng

Khối lượng

1

Tỷ lệ
1:1

Dương Văn Đức
Dương Văn Đức

Tờ 1

Số tờ 1

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI


11

10

9
14

13

5

4
15

16

6
7

8

3

2

12

1

16

Phiếm tỳ

2

20X

15

Chốt định vị
Bulong M4

4
3

CT3
C45

Cữ so dao

1

C45

2

C45

3

C45
CT3

14

M4

13
12
11

M6

10

Then dẫn hương
Bulong M6

2

9

chốt định vị
Vít kẹp có tay quay

8

Bạc lót

7
6

Phiếm giữ
Mỏ kẹp

5

Bạc lót

3

4

Chốt tỳ
Bulong M4

3

3

M4

2

Mặt bắt chốt tỳ
Thân đồ gá

1

TT

Tên gọi

Kí hiệu

1
1
1

C45
Y7A
C45

1

C45
Y7A

8
3

Y7A
C45
C45

1

GX 15-52

S.L K.L

Vật liệu

Tờ Ghi chú

BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ
Chức năng
Thiết kế

Hướng dẫn
Duyệt

Họ và tên
Đỗ Thị Giang

Chữ ký

Ngày

BẢN VẼ PHÂN RÃ ĐỒ GÁ
PHAY MẶT ĐẦU

Số lượng

Khối lượng

1

Tỷ lệ
1:1

Dương Văn Đức
Dương Văn Đức

Tờ 1

Số tờ 1

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI