Thiết kế đồ gá khoan lỗ gối đỡ (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 KHOAN LỖ ϕ40


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 khoan lỗ của chi tiết như hình vẽ.
Biết:
Số lần gá đặt: N = 8000
Vật liệu: GX 15-32
Máy: 2A55
Dụng cụ cắt: P18
Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn):  = 0.22
Chế độ cắt: V = 18,84 m/ph;
S = 0.8 mm/vg;
t = 20 mm
Yêu cầu thực hiện:

I. Phần thuyết minh:
1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên 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



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


Mục lục
Lời nói đầu .....................................................................................................................4
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 chi tiết.............................................................7
2.1. Phương án 1 ..........................................................................................................7

2.2. Phương án 2 ..........................................................................................................8
Chương 3. Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng chi tiết ...............................................10
3.1. Phân tích các lực tác dụng khi khoan ..................................................................10
3.2. Tính lực kẹp ........................................................................................................10
3.2.1. Lực cắt và momen cắt ...................................................................................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 của đồ gá .....................................................................13
3.5. Các cơ cấu khác của đồ gá ..................................................................................14
Chương 4. Xác định sai số chế tạo cho phép 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 .......................................................................................................18


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 ngun cơng
Ngun cơng khoan lỗ chính cho chi tiết
Đây là lỗ làm việc chính của chi tiết nên cần độ chính xác cao
Yêu cầu kỹ thuật:
Độ nhám bề mặt đạt Ra = 1.25
Kích thước lỗ đạt ϕ 40+0.039 mm

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 yêu 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 chi tiết
2.1. Phương án 1

Hình 2.1. Sơ đồ định vị theo phương án 1
Sử dụng máy khoan ngang để gia công chi tiết. Chi tiết được định vị như hình vẽ
Chi tiết được hạn chế 6 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 thứ nhất, sử dụng chốt trụ ngắn: hạn chế 2 bậc tự do
- Chống tịnh tiến theo OX
- Chống tịnh tiến theo OY
Mặt trụ trong thứ 2, sử dụng chốt trám: hạn chế 1 bậc tự do

- Chống quay quanh OZ
Lực kẹp: theo phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới, trong diện tích định vị
Ưu điểm: Hạn chế đủ 6 bậc tự do của chi tiết
Nhược điểm: Máy khoan ngang chi phí cao


2.2. Phương án 2

Hình 2.2. Sơ đồ định vị theo phương án 2
Sử dụng máy khoan đứng để gia công chi tiết. Chi tiết được định vị như hình vẽ:
Chi tiết được hạn chế 6 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 thứ nhất, sử dụng chốt trụ ngắn: hạn chế 2 bậc tự do


- Chống tịnh tiến theo OX
- Chống tịnh tiến theo OY
Mặt trụ trong thứ 2, sử dụng chốt trám: hạn chế 1 bậc tự do
- Chống quay quanh OZ
Lực kẹp: theo phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới, trong diện tích định vị
Ưu điểm: Hạn chế đủ 6 bậc tự do
Chi phí máy khoan đứng thấp hơn máy khoan ngang
Nhược điểm: đồ gá phức tạp
=> Lựa chọn phương án 2 để thiết kế đồ gá gia công chi tiết


Chương 3. Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng chi tiết

3.1. Phân tích các lực tác dụng khi khoan

Hình 3.1. Sơ đồ phân tích lực
Khi khoan xuất hiện các lực và momen gồm:
Lực cắt chiều trục Po
Lực kẹp W1 W2
Phản lực N1 N2 và lực ma sát Fms1 Fms2 tại các vị trí phiến tỳ
Momen cắt Mx

3.2. Tính lực kẹp
3.2.1. Lực cắt và momen cắt
Tính momen cắt:
Momen xoắn Mx = 10 ⋅ CM ⋅ D𝑞 t 𝑥 ⋅ S 𝑦 ⋅ Kp
Tính lực cắt:
Lực chiều trục: P0 = 10. Cp ⋅ t x ⋅ Dq ⋅ S y ⋅ k p
Tra bảng 5 − 32 [1]có:


Bảng 3.1. Thơng số tính chế độ cắt
CM

x

y

Cp

x

y

0,085

0,75

0,8

23,5

1,2

0,4

q
0.2

𝐻𝐵 0,6
Kp = Kmp = (
) =1
190
Mx = 10.0,085. 400,2 . 200,75 ⋅ 0, 80,8 ⋅ 1 = 14( N ⋅ m)
P0 = 10.23,5. 400,2 ⋅ 201,2 ⋅ 0, 80,4 ⋅ 1 = 16366,35( N)

Công suất cắt
Ne =

𝑀𝑥. 𝑛 14.150
=
= 0,215( kW)
9750

9750

=> Máy gia cơng làm việc được
3.2.2. Tính lực kẹp
P0 = 16366,35( N)
Mx = 14( N ⋅ m)
Trường hợp 1: chi tiết bị quay quanh Oz
Lúc này lực ma sát sinh ra để thắng momen cắt
67,5.Fms1 + 67,5.Fms2 = Mx
67,5.f.N1 + 67,5.f.N2 = Mx
Với f là hệ số ma sát. Lấy f = 0,2
Phản lực sinh ra chủ yếu là do lực kẹp tạo lên. Do sử dụng đòn kẹp liên động nên
W1 ⁓ W2. Lấy W1 = W2 = N1 = N2 = W
Khi đó ta có:
67,5.0,2.W + 67,5.0,2.W = 14
=> W =

14
67,5.0,2.2

= 0,518 (N)

Trường hợp 2: Chi tiết bị tịnh tiến theo Oz
Ta có:
P0 = Fms1 +Fms2
 P0 = 67,5.0,2.W + 67,5.0,2.W


=> W =

𝑃𝑜
67,5.0,2.2

=

16366,35
67,5.0,2.2

= 606,16 (N)

Chọn W lớn hơn. W = 606,16 (N)

3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt

Hình 3.2. Cơ cấu kẹp chặt
Kẹp chặt bằng cơ cấu ren.
Đường kính bulong kẹp được xác định dựa vào lực kẹp cần thiết Wct
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 = 1,3


𝑘3 : hệ số tăng lực khi gián đoạn gia cơng 𝑘3 = 1,5
𝑘4 : hệ số tính đến sai số cơ cấu kẹp chặt 𝑘4 =1,3
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. 1,3. 1,5. 1,3. 1. 1 = 3,8
Lực kẹp cần thiết: Wct = 606,16.3,8 = 2303,408 (N)
Đường kính bulong kẹp:
D ≥ 1,4√

𝑊𝑐𝑡
[𝜎]

2303,408

= 1,4√

80

= 7,51 mm

Chọn bulong M8

3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị của đồ gá
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
Chốt trụ ngắn:
Vật liệu: Y8A


Được nhiệt luyện đạt độ cứng 55 -60HRC

Hình 3.4. Chốt trụ ngắn
Chốt trám:
Vật liệu: Y8A
Được nhiệt luyện đạt độ cứng 55 -60HRC

Hình 3.5. Chốt trám

3.5. Các cơ cấu khác của đồ gá
Bạc dẫn hướng:
Cơ cấu dẫn hướng thường ứng dụng trên đồ gá khoan, khoét, doa và tiện trong. Cơ
cấu dẫn hướng bao gồm hai bộ phận chính là bạc dẫn và phiến dẫn.

Hình 3.6. Bạc dẫn hướng


Lựa chọn bạc dẫn cố định được lắp với phiến dẫn. Bạc dẫn được làm bằng thép
9XC, sử dụng phiến dẫn bản lề để dễ dàng tháo lắp chi tiết.
Mỏ kẹp:
Mỏ kẹp được làm bằng thép C45, được nhiệt luyện đạt độ cứng 40÷45 HRC

Hình 3.7. Mỏ kẹp
Thân đồ gá:
Thơng 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 nhơm và đồng (khi độ cứng vững không cần cao lắm).
Ở đây ta chọn thân đồ gá được chế tạo theo phương pháp đúc. Vật liệu của thân đồ gá
là gang xám

Hình 3.8. Thân đồ gá


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

1

3

3

gd = . 𝛿 = . 200 = 66,67 (m)
Với 𝛿 là dung sai ngun cơng (theo đề có 𝛿 = 0.2 𝑚𝑚)

4.2. Sai số chuẩn:

Do sử dụng chốt trụ ngắn và chốt trám để định vị nên sai số chuẩn:
c = ẟ𝐷 + ẟ𝑑𝑛 +

𝑙1 +𝑙
𝑙

ẟ𝐷 là dung sai đường kính lỗ định vị. ẟ𝐷 = 0,018 mm
ẟ𝑑𝑛 là dung sai chốt trụ. ẟ𝑑𝑛 = 0,009 mm
c = 0,027

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 .2303,408 0,5 = 14,398 (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

𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀2𝑐 + 𝜀2𝑘 + 𝜀2𝑚 + 𝜀2𝑑𝑐 ]

[2]


0,2 2

[𝜀ct ] = √( ) − (0,0272 + 0,0143982 + 0, 019672 + 0,0052 ) = 0.05564(mm)
3
Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá :
Độ không song song của mặt phiến tỳ và mặt thân đồ gá  0,05564 (mm).
Độ khơng vng góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá  0,05564 (mm).


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.


7

8

9

6

Ø8H7/n6

5
4
3

Ø8H7/n6

200±0.1

2

1

ØH7/js68

14

13

12

11

10

430±0.2

16

17

18

19

20

190±0.1

15

16

M12

Đai ốc M12

2

C45

2
1

CT3
CT3

M16

Chốt bẩy
Chốt định vị
Bulong M16

2

C45

15
14
13
12

Phiếm tỳ
Đai ốc M10

2

40X

3

10

Chốt tỳ phụ

1

C45
Y7A

9
M8

Phiếm dẫn
Bạc dẫn hướng
Bulong M8

1
1
2
1

M4

Chốt trụ ngắn
Bulong M4

4

Đòn gánh

1

Độ không song song giữa mặt phiếm tỳ và mặt đế đồ gá ≤ 0.05564 (mm)

3

Chốt giữ

2

Độ khơng vng góc giữa thân đồ gá và mặt đế đồ gá ≤ 0.05564 (mm)

1

Chốt trám
Thân đồ gá

2
1

C45
C45
Y7A

1

GX 15-52

11

M10

8
7
6
5

Yêu cầu kỹ thuật:

TT

20

Lò xo

2

CT3

19

Đệm

18

Chốt định vị
Chốt giữa

6
2

Y7A
CT3

2

C45

17

TT

Kí hiệu

Tên gọi

S.L K.L

Vật liệu

Tên gọi

Kí hiệu

2

S.L K.L

C45
9XC
C45
Y7A
C45

Vật liệu

Tờ Ghi chú

BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ
Chức năng

Họ và tên

Thiết kế

Trần Duy Trường

Hướng dẫn
Duyệt

Tờ Ghi chú

Chữ ký

Ngày

BẢN VẼ LẮP ĐỒ GÁ
KHOAN LỖ Ø40

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


7

8

9

18

15

16

5
20
6
19

2

12

17

3

4

10

11

14

13

16

M12

Đai ốc M12

2

C45

2
1

CT3
CT3

M16

Chốt bẩy
Chốt định vị
Bulong M16

2

C45

15
1

14
13
12

Phiếm tỳ
Đai ốc M10

2

40X

3

10

Chốt tỳ phụ

1

C45
Y7A

9
M8

Phiếm dẫn
Bạc dẫn hướng
Bulong M8

1
1
2
1

M4

Chốt trụ ngắn
Bulong M4

4

Đòn gánh

1

3

Chốt giữ

2

Chốt trám
Thân đồ gá

2
1

C45
C45
Y7A

1

GX 15-52

11

M10

8
7
6
5

1

TT

20

Lị xo

2

CT3

19

Đệm

18

Chốt định vị

Chốt giữa

6
2

Y7A
CT3

2

C45

17

TT

Kí hiệu

Tên gọi

S.L K.L

Vật liệu

Tên gọi

Kí hiệu

C45
9XC

C45
Y7A
C45

2

S.L K.L

Vật liệu

Tờ Ghi chú

BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ
Chức năng

Họ và tên

Thiết kế

Trần Duy Trường

Hướng dẫn
Duyệt

Tờ Ghi chú

Chữ ký

Ngày

BẢN VẼ PHÂN RÃ ĐỒ GÁ
KHOAN LỖ Ø40

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