bài tập lớn môn học đồ gá

Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Lời nói đầu
Một chi tiết hay một sản phẩm cơ khí có chính xác, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật hay
không không chỉ phụ thuộc vào thiết kế, công nghệ chế tạo mà nó còn trực tiếp phụ
thuộc vào quá trình gá đặt lên máy gia công hay máy kiểm tra. Cho dù máy gia công
có chính xác nhưng chi tiết định vị không đúng vị trí, lực kẹp không đủ thì sau gia
công ta chỉ được sản phẩm kém chất lượng, phế phẩm.
Như vậy, ta thấy rằng việc thiết kế đồ gá là không thể thiếu trong quá trình sản xuất
chế tạo cơ khí. Đồ gá chính xác, kết cấu hợp lý thì sẽ cho sản phẩm chất lượng, nâng
cao năng suất.
Sau 12 tuần học, dưới sự giảng giải, hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn
Huyến em đã nhận được bài tập lớn môn học Đồ gá. Bài tập này sẽ giúp em hiểu hơn
những điều thầy đã giảng trên lớp, bước đầu làm quen với công việc thiết kế đồ gá,
tạo điều kiện thuận lợi để em làm đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy.
Em xin chân thành cám ơn !
Hà Nội, ngày 18 tháng 03 năm 2005
Sinh viên
Kiều Văn Thành
Bài tập lớn môn Đồ Gá 1
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
MỤC LỤC
L i nói uờ đầ 1
Phân tích ch c n ng l m vi c c a chi ti tứ ă à ệ ủ ế 3
Phân tích tính công ngh trong k t c u c a chi ti tệ ế ấ ủ ế 3
Thi t k gá cho nguyên công 6ế ế đồ 4
Tính ch c tế độ ắ 4
Tính l c k p ch t chi ti tự ẹ ặ ế 6
Tính chính xác c a gáđộ ủ đồ 7
Các c c u khác c a gáơ ấ ủ đồ 8
Yêu c u k thu t c a gáầ ỹ ậ ủ đồ 10
T i li u tham kh oà ệ ả 11

Bài tập lớn môn Đồ Gá 2
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Phân tích chức năng làm việc của chi tiết
Càng gạt C1 trong cơ khí có nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền của bánh răng bằng cách
gạt các bánh răng di trượt có số răng khác nhau vào ăn khớp
Điều kiện làm việc của càng gạt đòi hỏi khá cao:
 Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.
 Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Bề mặt làm việc chủ yếu của càng gạt là các bề mặt trong của các lỗ. Cụ thể ta cần
đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:
 Độ không song song giữa đường tâm của các lỗ.
 Độ vuông góc giữa các lỗ và các mặt đầu
 Khoảng cách giữa các đường tâm lỗ phai đảm bảo độ chính xác cấp 8
tới cấp 9
 Chi tiết dạng càng là chi tiết có dạng thanh dẹt, dài,yếu do vậy phải
đảm bảo kết cấu của càng phải đủ cững vững (thêm gân để tăng cứng,
các góc lượn để khắc phục sự chuyển tiếp đột ngột)
Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia
công chi tiết tay biên như sau:
 Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững.
 Với càng gạt, kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và
vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của càng.
 Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng
thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
 Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với
càng gạt các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ.
 Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng
một lúc.
 Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh

thống nhất.
Với càng C1, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ
song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau (gia công hai lỗ
chính) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân càng không gia công. Với nguyên công này
ta sẽ định vị chi tiết trên hai khối V và một mặt đầu của phôi. Khi đó ta sẽ tạo được
các mặt chuẩn vững chắc để gia công mặt chuẩn bên kia.(nguyên công 1 và 2).
Sau khi đã gia công hoàn thành các mặt đầu ta sẽ dùng một mặt đầu kết hợp với hai
mặt bên để làm chuẩn gia công các lỗ cơ bản (nguyên công 3,4).
Bài tập lớn môn Đồ Gá 3
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Nguyên công 5 là thực hiện kiểm tra các yêu cầu công nghệ của chi tiết gia công.
Công việc tiếp theo là ta cắt đôi chi tiết (nguyên công 6)
Trong nguyên công 1,2,3, Khi định vị chi tiết bằng khối V sai số định vị được xác
định bằng sự dịch chuyển tâm của lỗ so với mặt tròn ngoài. Do vậy ở đây ta có thể
dùng khối V tự định tâm.
Thiết kế đồ gá cho nguyên công 6
Khi cắt đôi chi tiết cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ Φ16 và Φ42. Bởi vậy ta
định vị nhờ một phiến tì hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một chốt trụ ngắn
định vị vào lỗ Φ42 hạn chế hai bậc tự do tịnh tiến và một chốt trám định vị vào lỗ
Φ16 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay
Ta chọn phương pháp định vị này vì nếu định vị bằng hai lỗ Φ16 và một mặt phẳng
thì khi đó, dưới tác dụng của lực cắt, chi tiết bị xoay quanh hai tâm lỗ với tay đòn
moment là 107 (mm) lớn hơn nhiều so với cách định vị trên đây (tay đòn là 52 mm).
Điều này dẫn đến lực kẹp lớn.
Chọn máy phay ngang 3H12
Γ
Thông số của máy
Bề mặt làm việc của bàn máy (mm)
3201250
Lượng dịch chuyển lớn nhất của bàn máy (mm)

Ngang
Đứng
700
260
370
Công suất động cơ (kW) 7,0
Hiệu suất 0,75
Lực chạy dao cho phep lớn nhất (N) 15.000
Số vòng quay của trục chính (vòng/phút) 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118;
150; 190; 235; 300; 375; 475; 600;
750; 950; 1080; 1500.
Lượng chạy dao (mm/phút) 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118;
150; 190; 235; 300; 375; 475; 600;
750; 900
Chọn dao: Dao phay đĩa ba mặt thép gió P18, đường kính dao D = 90 (mm), số răng Z
= 20 răng.
Tính chế độ cắt
Chiều sâu cắt: t = 12 (mm)
Lượng chạy dao: S
z
= 0,08 (mm/răng) (bảng 5.163 “Sổ tay công nghệ chế
tạo máy – tập 2”)
Vận tốc cắt: v = 38,5 (m/phút) (bảng 5.165 “Sổ tay công nghệ chế tạo máy
– tập 2”)
Bài tập lớn môn Đồ Gá 4
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Số vòng quay trục chính:
1000. 1000.38.5
136,23( / )
. 3,14.90

v
n v p
D
π
= = =
Như vậy, theo thông số máy ta chọn số vòng quay trục chính là 118
(vòng/phút)
Tính lực cắt P
z
theo công thức:
w
10. . . . .
.
.
x y u
p z
z MP
q
C t S B Z
P k
D n
=
Trong đó:
t: Chiều sâu cắt
S
z
: Lượng chạy dao tính theo một răng
B: Chiều rộng rãnh cắt
Z: Số răng tham gia cắt
D: Đường kính dao phay

n: Tốc độ quay trục chính
Các hệ số còn lại tra trong bảng 5.9 và 5.41 (“Sổ tay công nghệ chế tạo
máy – tập 2”, trang 9, 34) ta có:
0,55
190
1
190 190
n
MP
HB
k
   
= = =
 ÷  ÷
   
C
p
= 30
x = 0,83
y = 0,63
u = 1
q = 0,83
w = 0
Thay vào công thức ta có:
0,83 0,63
0,83
10.30.12 .0,08 .10.4
.1 450( )
90 .1
z

P N= =
Bài tập lớn môn Đồ Gá 5
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Tính lực kẹp chặt chi tiết
Ta chọn cơ cấu kẹp là đòn kẹp (hình vẽ trên bản vẽ đồ gá), cơ cấu sinh
lực kẹp là ren vít vừa nhỏ gọn vừa dễ thao tác. Sau khi định vị chi tiết vào
hai chốt, đòn kẹp được đẩy vào và xiết chặt nhờ đai ốc M12; khi chi tiết
gia công xong, nới lỏng ren vít để kéo đòn kẹp ra và lấy chi tiết ra một
cách dễ dàng.
Lò xo lồng vào vít cấy M12 có tác dụng luôn đẩy đòn kẹp áp sát vào đai
ốc M12 để đòn kẹp luôn ở vị trí cân bằng (tức là không bị “rơi xuống”)
khi tháo lắp chi tiết ra.
Sơ đồ đặt lực:
Dưới tác dụng của lực P
z
thì chi tiết có thể bị xoay quanh chốt trụ ngắn
Φ42 khi chi tiết sắp đứt. Lực kẹp W có tác dụng chống chi tiết xoay và
làm chi tiết không bị rung động trong suốt quá trình cắt đứt.
Phương trình cân bằng moment:
1
. . 2. . .
2
z
B
K P W f l≤
Trong đó K là hệ số an toàn phụ thuộc vào điều kiện gia công:
K = K
0
.K
1

.K
2
.K
3
.K
4
.K
5
.K
6

K
0
= 1,5
K
1
Hệ số tính đến tăng lực cắt do nhấp nhô bề mặt của
phôi thô. Ở đây ta lấy K
1
= 1
K
2
Hệ số tính đến tăng lực cắt do dao mòn. Ta lấy cho
điều kiện tiêu chuẩn nên K
2
= 1
K
3
Xét đến tính liên tục của quá trình cắt K
3

= 1,2
K
4
Lực kẹp bằng vít có tính ổn định nên K
4
= 1
K
5
Vị trí tay vặn trên cơ cấu kẹp thuận lợi nên K
5
= 1
K
6
Hệ số kể đến chi tiết có thể bị xoay, lật khi kẹp
Bài tập lớn môn Đồ Gá 6
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
chặt K
6
= 1,2
 K = 1,5111,2111,22,16
Lực kẹp nhỏ nhất:
1
. . 2,16.450.10
467( )
4. . 4.0,1.52
z
K P B
W N
f l
= = =

(hệ số ma sát giứa chi tiết với phiến tỳ, chi tiết với mỏ kẹp f = 0,1)
Lực kẹp tính cho nửa chi tiết còn lại hoàn toàn tương tự.
Tính độ chính xác của đồ gá
Sai số chế tạo đồ gá được tính theo công thức:
( )
2 2 2 2 2
ct gd c k m ld
ε ε ε ε ε ε
= − + + +
uuur uur uur uur uur
(*)
Trong đó:
ct
ε
Sai số chế tạo đồ gá
gd
ε
Sai số gá đặt
c
ε
Sai số do chuẩn
k
ε
Sai số do lực kẹp làm biến dạng
m
ε
Sai số do mòn đồ gá gây ra
ld
ε
Sai số do lắp đặt đồ gá

Ở nguyên công cắt đôi này cần đảm bảo kính thước thẳng
0,1
107
o
l
±
=
tức
là phải đảm bảo dung sai là δ = 200 µm
Ta có:
1 1
. .200 67( )
3 3
gd
m
ε δ µ
= = ≈
Sai số do lực kẹp tính theo:
. . os
n
k
c Q c
ε α
=
Vì phương lực kẹp vuông góc với kính thước l
o
nên
k
ε
=0

Thường lấy
ld
ε
=10 µm
Sai số do mòn:
. 0,3. 400 6( )
m
N m
ε β µ
= = =
Bài tập lớn môn Đồ Gá 7
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Theo (*) ta phải đảm bảo:
67( )
c gd
m
ε ε µ
< =
Theo sơ đồ định vị đã phân tích ở trên sai số chuẩn của kính thước l
0
chính
là bằng lượng dịch chuyển gốc kính thước chiêu lên phương l
0
. Lượng
dịch chuyển gốc kích thước là do mối ghép có khe hở giữa chốt trụ ngắn
và lỗ Φ42 hay chính là khe hở ∆
max
giữa chốt và lỗ.
0
( ) max minc l

ES ei
ε
= ∆ = − + ∆
Vừa đảm bảo khe hở nhỏ nhất giữa chốt và lỗ và điều kiện
67( )
c gd
m
ε ε µ
< =
ta chọn mối lắp ghép:
8
42
7
H
h
Φ
Có
39
8
0
ES m
H
EI m
µ
µ
=


=


và
0
7
25
es m
h
ei m
µ
µ
=


= −

0
( )
39 ( 25) 0 64( )
c l
m
ε µ
⇒ = − − + =
Tóm lại, sai số đồ gá:
( )
2 2 2 2
67 64 0 6 10 16( )
ct
m
ε µ
= − + + + =
Các cơ cấu khác của đồ gá

Cơ cấu dẫn hướng: Đối với đồ gá phay thì cơ cấu dẫn hướng là bắt buộc, có thể nói
nó gần như là yếu tố cuối cùng ảnh hưởng tới độ chính xác gia công. Cơ cấu dẫn
hướng định vị đồ gá để khi cắt thì mạch cắt vuông góc với hai đường tâm.
Các kính thước của then dẫn hướng được tra trong “Sổ tay công nghệ chế tạo máy –
tập 2” trang 416:
Cơ cấu so dao: Xác định vị trí tương đối của dao với đồ gá. Kích thước trong “Atlas
đồ gá” trang 16
Bài tập lớn môn Đồ Gá 8
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Cơ cấu kẹp chặt:
Ta dụng đòn kẹp kiểu này thay vì dùng hai đòn kẹp. Lý do:
 Thao tác xiết chặt và nới lỏng thực hiện nhanh chóng (Lực kẹp do một
bulông sinh ra)
 Lực kẹp tác dụng lên chi tiết đều giúp chi tiết không bị kênh nghiêng.
Nếu dùng hai đòn kẹp thì có thể dùng đòn kẹp liên động nhưng trong
trường hợp này vị trí không thuận lợi.
Từ phương trình cân bằng moment ta tính được lực xiết bulông V:
40. 467.130 3036( )
2
V
V N
 
= ⇔ =
 ÷
 
Đường kính bulông tính theo công thức:
[ ]
1,3.4.
.
k

V
d
π σ
≥
Ở đây, [s
k
] = 50 (Mpa) là ứng suất bền kéo cho phép đối với vật liệu làm bulông là
CT3
1,3.4.3036
10,2( )
3,14.50
d mm⇒ ≥ =
Ta lấy theo tiêu chuẩn là d = 12 (mm)
Bài tập lớn môn Đồ Gá 9
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
 Các kích thước nhận được bằng phương pháp cắt hơi hoặc bằng kéo có
độ chính xác cấp 9
 Các kích thước của các chi tiết sau gia công tinh có độ chính xác cấp 7
 Tất cả các kích thước tự do khác có độ chính xác cấp 5
 Thân đồ gá phải được ủ để khử ứng suất.
 Kiểm tra các kích thước chuẩn: Kích thước của cơ cấu kẹp, kiểm tra
các chế đọ lắp ghép của chi tiết, đặc biệt là các kích thước thay đổi của
đồ gá.
 Đồ gá được sơn bằng sơn dầu có màu ghi.
 Đóng nhãn mác của nơi chế tạo.
Bài tập lớn môn Đồ Gá 10
Kiều Văn Thành – CTM3 – K50
Tài liệu tham khảo
[1] PGS. TS Trần Văn Địch, PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS. TS Trần Xuân Việt

Đồ gá, cơ khí hóa và tự động hóa – NXB Khoa học kỹ thuật © 2003
[2] PGS. TS Nguyễn Đắc Lộc, TGS. TS Lê Văn Tiến, TGS. TS Ninh Đức Tốn,
TGS. TS Trần Xuân Việt
Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập 1, 2. NXB Khoa học kỹ thuật © 2003
[3] GS. TS Nguyễn Đắc Lộc, ThS. Lưu Văn Nhang
Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy – NXB Khoa học kỹ thuật © 2004
[4] PGS. TS Trần Văn Địch
Sổ tay và Atlas đồ gá – NXB Khoa học kỹ thuật © 2004
[5] Nguyễn Thế Lưỡng
Máy cắt kim loại
Bài tập lớn môn Đồ Gá 11