Thiết kế đồ gá phay mặt phẳng (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


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 đầu 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 .....................................................................................................................4

Mục lục ...........................................................................................................................5
Chương 1. Phân tích u cầu kĩ thuật của ngun cơng và trình tự thiết kế đồ gá 6
1.1. Phân tích yêu cầu kĩ 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 ..........................................................................................................8
Chương 3. Thiết kế đồ gá ............................................................................................10
3.1. Phân tích các lực tác dụng lên chi tiết .................................................................10
3.2. Tính lực kẹp ........................................................................................................10
3.2.1. Lực cắt chính ................................................................................................10
3.2.2. Tính lực kẹp ..................................................................................................11
3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt ....................................................................................12
3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị ......................................................................................14
3.4.1. Phiến tỳ .........................................................................................................14
3.4.2. Chốt trụ ngắn ................................................................................................14
3.5. Cơ cấu khác của đồ gá ........................................................................................15
3.5.1. Thân đồ gá ....................................................................................................15
3.5.2. Then dẫn hướng ............................................................................................15
Chương 4. Sai số chế tạo của đồ gá ............................................................................16
4.1. Sai số gá đặt: .......................................................................................................16
4.2. Sai số chuẩn: .......................................................................................................16
4.3. Sai số kẹp chặt k : .............................................................................................16
4.4. Sai số mòn m : ..................................................................................................16
4.5. Sai số điều chỉnh dc ............................................................................................16
4.6. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá ct ...............................................................16
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................17

5

Chương 1. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên cơng và trình tự
thiết kế đồ gá
1.1. Phân tích u cầu kĩ thuật của nguyên công
Theo yêu cầu đề bài đưa ra: Gia công phay mặt đầu của chi tiết
Yêu cầu kỹ thuật:
Độ nhám đạt Ra = 1.25
Kích thước so với mặt đáy bằng 26 ± 0.1 mm
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá
Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật của nguyên
công
Bước 2: Xác định các lực tác dụng lên chi tiết
Bước 3: Xác định kết cấu cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu đảm bảo
độ chính xác, thân đồ gá.
Bước 4: Xác định kết cấu cơ cấu phụ
Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép và các yêu cầu kỹ thuật
Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá, đánh só chi tiết và hồn thiện
bản vẽ.

6


Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên cơng
Đưa ra 2 phương án gồm
2.1. Phương án 1

Hình 2.1. Sơ đồ định vị theo phương án 1

Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do:
Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ: hạn chế 3 bậc tự do

- Chống tịnh tiến theo OZ
- Chống quay quanh OY
- Chống quay quanh OX
Mặt trụ trong, sử dụng chốt trụ ngắn: hạn chế 2 bậc tự do
- Chống tịnh tiến theo OX
- Chống tịnh tiến theo OY

7


Lực kẹp: theo phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới thơng qua mỏ kẹp,
trong diện tích định vị, khơng làm biến dạng chi tiết
Ưu điểm: Gá đặt nhanh chi tiết
Nhược điểm: Chỉ hạn chế được 5 bậc tự do
2.2. Phương án 2
Sử dụng eto để gá đặt chi tiết

Hình 2.2. Sơ đồ định 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
8


- Chống quay quanh OX
Mặt phẳng bên áp vào mỏ tĩnh của eto: hạn chế 2 bậc tự do
- Chống tịnh tiến theo OX

- Chống quay quanh OZ
Lực kẹp: theo phương ngang, hướng từ phải qua trái thông qua mỏ động của eto,
trong diện tích định vị và khơng làm biến dạng chi tiết
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 nguyên công phay mặt đầu
của chi tiết

9


Chương 3. Thiết kế đồ gá
3.1. Phân tích các lực tác dụng lên chi tiết

Hình 3.1. Sơ đồ phân tích lực

Trong quá trình phay, các lực tác dụng lên chi tiết gồm:
Lực kẹp W1 W2
Lực cắt dọc chiều trục Px
Phản lực N1 N2
Lực ma sát Fms1 Fms2
Lực cắt chính Pz
Lực vịng và lực hướng tâm Ph, Py
3.2. Tính lực kẹp
3.2.1. Lực cắt chính
Tính lực cắt.
+ Cơng thức tính lực cắt P𝑧 : P𝑧 =

𝐶𝑝 ⋅𝑡 𝑥 ⋅𝑆 𝑦 𝑧 ⋅𝐵𝑢 .𝑍
𝐷 𝑞 ⋅𝑛𝜔

⋅ 𝐾𝑚𝑝

Tra bảng 5 − 41 [1] có:
Bảng 3.1: Thơng số tính lực cắt khi phay thơ mặt đầu

10


Cp

x

y

u

q

w

54,5

0,9

0,74

1,0

1,0

0

Tra bảng 5-9 [1]Gang Xám:
K mp = (

𝐻𝐵 𝑛
190

)

và n = 1

Vật liệu của chi tiết là Gang Xám 15-32 có độ cứng HB = 190
⇒ K mp = (

𝐻𝐵 𝑛

190 1

190

190

) =(

) =1

Thay vào cơng thức tính lực cắt.
Pz =

54,5.1,50,9 ⋅0,20,74 ⋅421 .8
801 .6000

⋅ 1 = 88( kg)

Tính cơng suất cắt.
Cơng xuất cắt được tính theo cơng thức sau.
N=

𝑃𝑧 ⋅𝑣
60.102

N=

𝑃𝑧 ⋅ 𝑣
88.150,72
=
= 2,16 (kw)
60.102
60.102

N = 2,16 kw < Nm = 7.0,75 = 5,25(kw)
⇒ Máy hoạt động an tồn.
Mơ men xoắn trên trục chính.
M=
M=

𝑃𝑧 ⋅𝐷
2.1000

𝑃𝑧 ⋅𝐷
2.1000

=

88.80
2.1000

= 3,52 (kgm)

3.2.2. Tính lực kẹp

Lực cắt chính Pz = 88( kg) = 880 (N)
Momen M = 35,2 (N.m)
Py = 0,35Pz = 0,35.880 = 308 (N)
Ph = 0,35Pz = 0,35.880 = 308 (N)
Px = 0,5Pz = 0,5.880 = 440 (N)
Tổ hợp 2 lực Py và Pz ta được lực tổng hợp Pyz
11


Pyz = √3082 + 8802 = 932,34 (N)
Xét các khả năng chi tiết bị xảy ra trong quá trình gia công
Trường hợp 1: chi tiết bị quay quanh trục Oz
20.Fms1 + 40.Fms2 = M
Lực ma sát trong trường hợp này chủ yếu do lực kẹp W tạo ra
=> 20.N1.f + 40.N2.f = M

Với f là hệ số ma sát. Lấy f = 0.3
Sử dụng đòn kẹp liên động nên W1 ⁓ W2 = W
=> 20.W.0,3 + 40.W.0,3 = M
W=

𝑀
20.0,3+40.0,3

=

35,2
18

= 1,955 (N)

Trường hợp 2: Chi tiết bị quay quanh Oy
Xét phương trình cân bằng lực:
W1 + W2 + Px = N1 + N2
Do sử dụng đòn kẹp liên động nên coi W1 ⁓ W2 = W, N1 ⁓ N2 =N
Do đó: - 2W + 2N = Px (1)
Xét phương trình cân bằng momen tại vị trí phay. Giả sử vị trí phay như hình vẽ:
20 W – 40N = 0

(2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: W = 440 (N) và N = 220 (N)
Trường hợp 3: chi tiết bị tịnh tiến theo phương Ox
Pyz + Ph = Fms1 + Fms2
 Pyz + Ph = f.N1 + f.N2
 Pyz + Ph = 0,3.W + 0,3.W

=> W =

Pyz + Ph
0,3.2

=

932,34+308
0,6

= 2067,23 (N)

Chọn W lớn nhất để tính tốn thiết kế đồ gá cho chi tiết W = 2067,23 (N)
3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt
Sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít thơng qua mỏ kẹp
12


Hình 3.2. Cơ cấu kẹp chặt

Đường kính bulong được xác định thông qua lực kẹp cần thiết
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 công 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 = 2067,23.2,592 = 5358,26 (N)
13


Đường kính bulong kẹp:
𝑊𝑐𝑡

D ≥ 1,4√

[𝜎]

5358,26

= 1,4√

80

= 11,45 mm

Chọn bulong M12
3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị
3.4.1. Phiến tỳ

Sử dụng phiến tỳ có kích thước: B=14 mm; L = 50 mm; C1 = 26 mm; C=12 mm

Hình 3.3. Phiến tỳ

Phiến tỳ được làm bằng thép 20X, được nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60 HRC
3.4.2. Chốt trụ ngắn

Vật liệu: Y7A
Nhiệt luyện đạt độ cứng 55 - 60 HRC

Hình 3.4. Chốt trụ ngắn

14


3.5. 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).
Chọn thân đồ gá được làm bằng phương pháp đúc.

Hình 3.5. Thân đồ gá
3.5.2. Then dẫn hướng

Để kẹp chặt đồ gá lên trên bàn máy, công cụ thường là bulông - đai ốc. Các
rãnh chữ T trên bàn máy phay, máy dọa thơng thường có chiều rộng tiêu chuẩn.
Then dẫn hướng để định vị đồ gá trên bàn máy phải có bề rộng tương ứng.

Hình 3.6. Then dẫn hướng
15


Chương 4. Sai số chế tạo 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 .5358,26 0,5 = 21,96 (m)
4.4. Sai số mòn m :
Do đồ gá bị gây ra sai số mịn được tính theo công 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 + 𝜀2 ]
𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑑𝑐

0,3 2

[𝜀ct ] = √( ) − (02 + 0,021962 + 0, 019672 + 0,0052 ) = 0,0954(mm)
3
Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá :
Độ không song song của mặt phiến tỳ và mặt thân đồ gá  0,0954 (mm).
Độ khơng vng góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá  0,0954 (mm).
Độ khơng vng góc giữa mặt chốt tỳ và mặt đế đồ gá  0,0954 (mm).
16


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.

17


2

15

4

3

14

13

1

Ø4H7/js6

12

11

10

9

8

7

6

Ø4H7/js6

5

15
14

M4

Độ không song song giữa mặt phiếm tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0.0954 (mm)

Độ khơng vng góc giữa mặt chốt tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0.0954 (mm)

1

C45
C45

2

CT3

12

2

Y7A

11

Phiếm tỳ

2

10

1

9

Chốt trụ ngắn
Bulong M4

20X
Y7A

8

Đệm vênh

7

Chốt bẩy

6

Then dẫn hướng
Bulong M6

2

Đai ốc M12

5

2

Chốt giữ
Mỏ kẹp

2
2

C45
20X
C45

1

Thân đồ gá

1

GX 15-52

5
4

Độ khơng vng góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá ≤ 0.0954 (mm)

1

Chốt định vị
Lò xo

13

Yêu cầu kỹ thuật:

Cữ so dao
Bulong M4

M12

3

TT

Tên gọi

Kí hiệu

4
7
2
2

S.L K.L

C45
CT3
20X
40X
C45

Vật liệu

Tờ Ghi chú

BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ
Chức năng

Họ và tên

Thiết kế

Nguyễn Tùng Linh

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


4

2

3

12

11
10

13
8
14
7

9

1
15

6

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
5

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

Họ và tên

Thiết kế

Nguyễn Tùng Linh

Hướng dẫn
Duyệt

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