đồ gá và thiết kế đồ gá gia công cơ khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
BM CHẾ TẠO MÁY














Biên soạn:
Đặng Xuân Phương


(Lưu hành nội bộ)




Nha Trang,10/2013
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Chương1: Tổng quan về đồ gá

1.1 Khái niệm về trang bò đồ gá 2
1.2 Khái niệm về đồ gá trên máy công cụ 2
1.3 Cấu tạo chung (các bộ phận của đồ gá) 2
1.4 Vai trò và tác dụng của đồ gá 2
1.5 Yêu cầu đối với đồ gá 3
1.6 Phân loại đồ gá 3
Chương 2: Gá đặt chi tiết trên đồ gá
2.1 Nguyên tắc gá đặt chi tiết trên đồ gá 4
2.2 Sai số gá đặt 8
Chương 3: Cơ cấu đònh vò của đồ gá
3.1 Đồ đònh vò bề mặt phẳng 15
3.2 Các chi tiết đònh vò mặt trụ ngoài 19
3.3 Các chi tiết đònh vò mặt trụ trong 22
3.4 Mũi tâm 29
Chương 4: Kẹp chặt và các cơ cấu kẹp chặt
4.1 Khái niệm về kẹp chặt 31
4.2 Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt 32
4.3 Phương và chiều của lực kẹp 32
4.4 Điểm đặt của lực kẹp 33
4.5 Phương pháp tính lựckẹp 33
4.6 Các cơ cấu kẹp chặt 39
4.6.1 Phân loại 39
4.6.2 Kẹp chặt bằng chêm 40
4.6.2b Kẹp chặt bằng ren vít 43
4.6.3 Kẹp chặt bằng ren vít và đòn kẹp 46
4.6.4 Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm 47
4.6.5 Kẹp chặt bằng thanh truyền 49
4.6.6 Kẹp chặt bằng trụ trượt thanh răng và bánh răng 50
4.6.7 Kẹp chặt nhờ lực chạy dao 52
4.6.8 Kẹp chặt nhờ cắt 52

4.6.9 Kẹp chặt nhờ lực quán tính li tâm 53
4.6.10 Kẹp chặt nhờ ống kẹp đàn hồi 54
4.6.11 Kẹp chặt nhờ mâm cặp đàn hồi 55
4.6.12 Kẹp chặt bằng lò xo đóa 55
4.6.13 Kẹp chặt nhờ chất dẻo 56
4.6.14 Kẹp chặt bằng chân không 58
4.6.15 Kẹp chặt bằng lực điện từ 59
4.7 Sử dụng truyền động cơ – thuỷ lực – khí nén
trong các cơ cấu kẹp chặt của đồ gá 60
4.7.1 Cơ cấu kẹp chặt bằng khí nén 60
4.7.2 Cơ cấu kẹp chặt bằng thuỷ lực 63
4.7.3 Cơ cấu kẹp chặt kết hợp khí nén và thuỷ lực 66
4.7.4. Cơ cấu kẹp chặt kiểu khí nén – thuỷ lực 66
Chương 5: Các cơ cấu khác của đồ gá
5.1 Cơ cấu dẫn hướng 70
5.2 Cơ cấu so dao 72
5.3 Cơ cấu phân độ 73
5.4 Cơ cấu chép hình 74
Chương 6: Một số đồ gá gia công cơ điển hình
6.1 Đồ gá gia công trên máy tiện 80
6.2 Đồ gá gia công trên máy khoan - khoét 84
6.3 Đồ gá gia công trên máy phay 95
6.3.1 Đồ gá phay các chi tiết dạng càng 95
6.3.2 Đồ gá phay các chi tiết dạng hộp 101
6.3.3 Đồ gá phay các chi tiết dạng trục 106
6.3.4 Đồ gá phay các chi tiết dạng bạc 109
6.4 Đồ gá doa trên máy doa ngang 111
6.5 Đồ gá chuốt 113
6.6 Đồ gá gia công răng 116
Chương 7: Thiết kế đồ gá gia công cơ chuyên dùng

7.1 Tài liệu cần thiết để thiết kể đồ gá 119
7.2 Các công việc cần thực hiện khi thiết kế đồ gá 119
7.3 Trình tự thiết kế đồ gá 119
7.4 Ghi yêu cầu kỹ thuật cho bản vẽ đồ gá 120
7.5 Đặc điểm chế tạo và kiểm tra đồ gá 121
7.6 Dung sai chế tạo đồ gá 122
7.7 Tính công nghệ của đồ gá 132
7.8 Hiệu quả kinh tế khi sử dụng đồ gá 133
7.9 Các ví dụ về tính toán lực kẹp và cơ cấu kẹp chặt 134
7.10 Các ví dụ về tính toán sai số chế tao đồ gá 141
7.11 Thí dụ về quy trình xây dựng bản vẽ lắp 144
Tài liệu tham khảo 149

2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ

1.1 Khái niệm về trang bò công nghệ
Trong toàn bộ các trang thiết bò máy móc trong ngành cơ khí chế tạo, ngoài các
máy công cụ ra thì toàn bộ các phụ tùng kèm theo máy gia công để trợ giúp cho quá trình
gia công một cách nhanh chóng và hiệu quả thì được gọi là trang bò công nghệ.
Thực tế mà nói, các trang thiết bò công nghệ trên bao gồm:
- Đồ gá trên các máy công cụ
- Đồ gá lắp ráp
- Đồ gá đo lường, kiểm tra
- Các dụng cụ phụ
- Các loại khuôn
- Các cơ cấu vận chuyển cung cấp phôi
Trong quá trình chuẩn bò công nghệ cho sản xuất, việc thiết kế toàn bộ các trang bò
công nghệ để sản xuất một sản phẩm có thể chiếm tới 80% khối lượng lao động, giá

thành chế tạo có thể chiếm tới 15-20% giá thành các thiết bò.
1.2 Khái niệm về đồ gá trên máy công cụ.
Đồ gá là các trang bò phụ tùng dùng để xác đònh chính xác vò trí tương đối của chi
tiết gia công đối với máy và dụng cụ cắt một cách nhanh chóng và kẹp chặt chúng lại để
cho chi tiết gia công không bò xê dòch khỏi vò trí đònh vò ban đầu dưới tác dụng của lực
cắt.
1.3 Cấu tạo chung (các bộ phận chính) của đồ gá.
- Bộ phận đònh vò
- Bộ phận kẹp chặt
- Các cơ cấu truyền lực từ bộ phận tác động đến cơ cấu chấp hành kẹp chặt
- Các cơ cấu dẫn hướng dẫn hướng dụng cụ cắt và so dao
- Các cơ cấu quay và phân độ
- Thân (đế ) đồ gá
- Cơ cấu đònh vò và kẹp chặt đồ gá vào bàn máy
1.4 Vai trò và tác dụng của đồ gá
- Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công vì vò trí của chi tiết so với máy và
dụng cụ cắt được xác đònh một cách nhanh chóng bằng các bộ phận đònh vò của
đồ gá mà công cần phải vạch dấu hay rà gá mất thời gian.
- Mở rộng khả năng công nghệ của các máy công cụ cho phép gia công các bề
mặt phức tạp hay các nguyên công khác nhau trên các máy thông thường.
- Nhiều nguyên công đòi hỏi bắt buộc phải có đồ gá mới có thể gia công nhanh
chóng và đạt được độ chính xác yêu cầu.

3
- Giảm nhẹ điều kiện lao động của công nhân (do được cơ khí hoá), không cần sử
dụng thợ bậc cao trong quá trình gia công.
1.5 Yêu cầu đối với đồ gá
Đồ gá trên máy công cụ phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Kết cấu phải đơn giản, gọn nhẹ, giá thành chế tạo thấp nhưng vẫn đảm bảo
được vai trò của nó trong gá đặt và gia công.

- Đảm bảo được độ chính xác gia công đã cho. Sai số gia công của chi tiết được
gia công trên đồ gá phụ thược vào nhiều yếu tố của trong đồ gá do vậy người
thiết kế phải hiểu được các sai số nào ảnh hưởng nhiều đến sai số gia công để
khống chế nó.
- Thao tác và sử dụng dễ dàng, an toàn khi làm việc. Cụ thể là phải dễ dàng thực
hiện việc gá đặt chi tiết, kẹp chặt thuận thiện, dễ quét sạch phôi, các chi tiết
quay, các cạnh sắc và các bộ phận nhô ra phải được che chắn…
1.6 Phân loại đồ gá
Đồ gá nói chung được chia làm các loại sau:
- Đồ gá gia công
- Đồ gá lắp ráp
- Đồ gá đo lường, kiểm tra
Trong phạm vi 2 ĐVHT của môn học chỉ tập trung và đồ gá gia công cơ.
Đồ gá gia công cơ được phân loại như sau:
1.6.1 Phân loại theo nhóm máy:
Bao gồm đồ gá trên máy tiện, máy phay, máy khoan, máy khoan, máy doa, máy
phay, máy chuốt, máy mài….
1.6.2 Phân loại theo mực độ chuyên môn hoá:
a) Đồ gá vạn năng thông dụng
Loại đồ gá này dùng để đònh vò và kẹp chặt các chi tiết có kích thước và hình dáng
khác nhau trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Các loại đồ gá này thường được
chế tạo kèm theo các máy công cụ ví dụ như mâm cặp vạn năng, êtô vạn năng, đầu
phân độ vạn năng, bàn xoay…
b) Đồ gá vạn năng điều chỉnh
Đồ gá vạn năng điều chỉnh được sử dụng trong sản xuất hàng loạt vừa khi việc sử
dụng đồ gá vạn năng thông dụng không mang lại hiệu quả kinh tế. Đồ gá vạn năng điều
chỉnh bao gồm bộ phận cố đònh và bộ phận thay đổi hoặc điều chỉnh lắp ghép lại với
nhau. Bộ phận cố đònh thường là thân đồ gá và các cơ cấu truyền động, bộ phận thay đổi
là các chi tiết của đồ gá sử dụng tuỳ theo hình dáng và kích thước của chi tiết cần gia
công.

c) Đồ gá chuyên môn hoá điều chỉnh (có thể gọi là đồ gá gia công nhóm)
Dùng để gá đặt các nhóm các chi tiết có kích thước và hình dáng, bề mặt đònh vò và
phương pháp gia công gần tương tự nhau. Đồ gá chuyên môn hoá vạn cũng năng gồm hai
bộ phận: bộ phận vạn năng cố đònh và bộ phận thay đổi. Bộ phận thay đổi được chế tạo
phù hợp với hình dáng và kích thước nhóm các chi tiết khác nhau và nó dễ dàng lắp ghép
lên thân đồ gá (bộ phận vạn năng)

4


d) Đồ gá chuyên dùng
Là đồ gá chỉ dùng cho một nguyên công nhất đònh và nó được thiết kế để gia công
một chi tiết nhất đònh. Các loại đồ gá này cho phép gá đặt nhanh và đạt được độ chính
xác gá đặt cao. Do chỉ dùng để chế tạo một chi tiết nhất đònh nên cần phải giảm giá
thành chế tạo xuống đến mức thấp nhất bằng cách sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn. Nếu
sản lượng chi tiết cần gia công nhiều thì giá thành chế tạo đồ gá trên một đơn vò sản
phẩm chi tiết gia công sẽ giảm xuống. Thời gian sử dụng đồ gá chuyên dùng từ 3 – 5
năm và trong từng loạt chi tiết nhất đònh một số chi tiết của đồ gá bò mòn sẽ được thay
thế bằng các chi tiết tiêu chuẩn mới.



5
CHƯƠNG 2

GÁ ĐẶT CHI TIẾT TRÊN ĐỒ GÁ

Gá đặt là quá trình đònh vò
chi tiết so với dụng cụ cắt rồi sau
đó kẹp chặt chi tiết lại để đònh vò

không bò phá hỏng dưới tác dụng
của lực cắt. Khi gá đặt, quá trình
đònh vò thực hiện trước và quá
trình kẹp chặt xảy ra sau, không
có trường hợp ngược lại hay xảy
ra đồng thời. Có 2 phương pháp
gá đặt chi tiết đó là:
- Rà gá (bao gồm rà gá
theo bề mặt hoặc rà gá
theo dấu đã vạch sẵn)
- Gá đặt chi tiết trên đồ
gá (việc đònh vò được
thực hiện một cách
nhanh chóng nhờ các đồ
đònh vò có trên đồ gá)
Phương pháp rà gá dùng
trong sản xuất đơn chiếc hoặc
loạt nhỏ, không cần phải chế tạo
đồ gá vì nếu chế tạo đồ gá sẽ làm
tăng giá thành chế tạo sản phẩm.
Phương pháp gá đặt trên đồ
gá cho phép đạt độ chính xác vò
trí của chi tiết cao hơn phương
pháp rà gá, không cần trình độ
tay nghề công nhân cao tuy nhiên
cần phải chế tạo đồ gá và nó
được áp dụng trong sản xuất hàng
loạt lớn hoặc hàng khối.
2.1 Nguyên tắc gá đặt (đònh vò
và kẹp chặt) chi tiết trên đồ gá

Một vật rắn trong không gian sẽ có vò trí cố
đònh khi 6 bậc tự do chuyển động của nó trong hệ
toạ độ Đề các bò khống chế (3 bậc tự do chuyển
động tònh tiến dọc các trục và 3 bậc tự do chuyển
động xoay quanh các trục)
Lấy một chi tiết hình hộp chữ nhật đặt trong
hệ toạ độ Oxyz làm ví dụ (hình 2.2), nếu dưới mặt
Hình 2.1: Các phương pháp gá đặt
a)
b)
c)
Dấu
vạch
Rà mặt
trái song
song với
bàn máy
Đồ
gá
Phiến
tì 2
BTD
Cữ so dao để
đạt được đúng
độ cao
2 Phiến
tì 3 BTD

Hình 2.2: Nguyên tắc đònh vò 6 điểm

6
đáy có 3 chốt tì (hay nói cách khác là 3 điểm tì) không thẳng hàng thì sẽ khống chế được
3 bậc tự do (tònh tiến theo Oz và quay theo Ox, Oy). Nếu dùng thêm hay chốt tì ở mặt trái
thì lúc này chi tiết sẽ bò khống chế thêm 2 bậc tự do nữa đó là tònh tiến theo Ox và quay
theo Oz. Còn một bậc tự do nữa là tònh tiến theo Oy, nếu muốn khống chế nốt ta dùng
thêm một chốt tì nữa ở mặt sau như hình vẽ. Chú ý rằng không nhất thiết mặt đáy khống
chế một bậc tự do, mặt trái 2 bậc tự do, mặt sau 1 bậc tự do mà vai trò đònh vò của các
mặt có thể thay đổi tuỳ điều kiện gá đặt. Điều này có nghiã là mặt trái, mặt sau hay mặt
trên đều có thể khống chế 3 bậc tự do, mặt dưới hay mặt sau có thể khống chế 2 bậc tự
do v.v… miễn là đủ 6 bậc tự do thì chi tiết gia công sẽ được xác đònh cố đònh.
Để cho vò trí của chi tiết gia công không bò thay đổi trong quá trình gia công do lực
cắt và rung động thì ta phải dùng lực kẹp để giữ chi tiết lại. Trên hình vẽ dùng 3 lực kẹp
w
1
, w
2
, w
3
theo hướng đối diện với các điểm đònh vò. Tuy nhiên không nhất thiết phải
dùng cả 3 hướng kẹp này mà chỉ dùng 1 hoặc hai lực cũng được vì lực ma sát sẽ giữ cho
chi tiết không tách khỏi vò trí đònh vò ban đầu theo các hướng còn lại.
Chú ý rằng khi kẹp chặt ta hay dùng các thanh kẹp hay đòn kẹp đè vào chi tiết thì
các điểm tiếp xúc của thanh kẹp hay đòn kẹp lên chi tiết không phải là các bậc tự do
khống chế mà nó là nhân tố tạo lực kẹp nên không được xem là yếu tố khống chế bậc tự
do. Ví dụ khi kẹp chi tiết hình hộp trên êtô thì má tónh là tham gia khống chế bậc tự do
còn má động không than gia đònh vò mà là chi tiết tạo lực kẹp.
Ta sử dụng nguyên tắc đònh vò 6 điểm để đònh vò chi tiết gia công nhưng không nhất
thiết lúc nào cũng phải khống chế đủ 6 bậc tự do mà tuỳ vào từng trường hợp gia công
cụ thể (hình 2.3) Khống chế thừa số bậc tự do cần thiết là không nên.
Trên hình 2.3 a, để gia công mặt phẳng trên một viên bi cầu thì về nguyên tắc chỉ

cần khống chế 1 bậc tự do là đạt được kích thước h.
Trên hình 2.3 b, để gia công mặt phẳng trên hình trụ, về nguyên tắc chỉ cần khống
chế 2 bậc tự do là đạt được kích thước h (nhưng trong thực tế người ta dùng 1 khối V 4
bậc tự do để dễ dàng gá đặt và kẹp chặt).
Trên hình 2.3 c, khi phay mặt trên của hình hộp chỉ cần khống chế 3 bậc tự do
(dùng 1 mặt phẳng tì) là đạt được kích thước h.
Trên hình 2.3 d, để phay rãnh không thông có chiều dài và chiều sâu xác đònh phải
cần khống chế đủ 6 bậc tự do.
Trên hình 2.3 e, để phay rãnh bậc thông hai đầu thì không cần không chế đủ 6 bậc
tự do mà chỉ cần khống chế 5 bậc tự do vì bậc tự do tònh tiến dọc theo theo chiều dài
rãnh.
Trên hình 2.3 f, với chi tiết hình trụ tròn thì nên dùng khối V đònh vò vào mặt ngoài
khống chế đủ 4 bậc tự do để phay được rãnh thông suốt song song với đường tâm của
hình trụ.
Trên hình 2.3 g, nếu phay thêm rãnh thứ hai thông suốt hai đầu và chia chu vi
đường tròn ra 90
0
thì phải thêm một bậc tự do chống xoay nữa.
Trên hình 2.3 h, nếu rãnh thứ hai không thông suốt hai đầu thì phải khống chế thêm
một bậc tự do tònh tiến theo rãnh để xác đònh chiều dài rãnh.
Trên hình 2.3 k, để khoan lỗ như hình vẽ thì phải lật đế chi tiết 90
0
để lỗ cần khoan
theo phương thẳng đứng mới khoan được và đồng thời để khoan lỗ này phải khống chế
đủ 6 bậc tự do mới khoan được lỗ đúng vò trí và chiều sâu xác đònh. Trong 6 bậc tự do
này ta dùng 2 phiến tì kết hợp với nhau khống chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ khống chế 2
bậc tự do, 1 chốt trám khống chế 1 bậc tự do.

7

3 BTD

2 BTD

1 BTD

h
h
h
Bi cầu

1 BTD
2 BTD
3 BTD

h
a
1 BTD

3 BTD

2 BTD

h
b
2 BTD

3 BTD

h

a
4 BTD

h
a
4 BTD

1 BTD

h
b
1 BTD

1 BTD

4 BTD

a) b) c)
d)
e)
f)
g)
k)
h)
Hình 2.3: Các ví dụ về số bậc tự do cần hạn chế khi gia công

8

Khi đònh vò cũng cần phải chú ý không được để xảy ra trường hợp siêu đònh vò (siêu
đònh vò là trường hợp một bậc tự do nào đó bò khống chế đến hơn 1 lần, điều này có nghóa

là nếu khống chế 7 bậc tự do thì chắc chắn xảy ta siêu đònh vò và khống chế ít hơn hoặc
bằng 6 bậc tự do cũng có thể xảy ra siêu đònh vò). Ví dụ: khi tiện một trục dài trên máy
tiện với cách gá đặt một đầu cặp trên mâm cặp và một
đầu chống tâm thì đầu cặp trên mâm cặp phải cặp với
chiều dài ngắn (2 bậc tự do), nếu cặp dài thì xảy ra
siêu đònh vò có thể làm cong trục cần gia công.
Khi gia công các chi tiết có độ cứng vững thấp thì
phải tìm cách nâng cao độ cứng vững của chi tiết bằng
cách bố trí thêm một số chốt tì phụ, lúc đó số điểm tì
có thể lớn hơn 6. Trên hình 2.4 là một ví dụ, khi khoét
lỗ ngang trên phần đầu càng nhô ra thì càng dễ bò biến
dạng dưới tác dụng của lực cắt. Để tránh điều này ta
dùng một chốt tì phụ ở phía thân gần đầu càng.
Các chốt tì phụ được điều chỉnh chiều dài bằng
đai ốc hoặc có khả năng tự điều chỉnh chiều dài của mình bằng các lò xo sao cho đầu
chốt tì tiếp xúc với chi tiết cần đònh vò; để cố đònh chốt tì lại người ta dùng vít hãm vặn
chặt lại.
2.2 Sai số gá đặt
Trong quá trình gá đặt chi tiết gia công có phát sinh ra sai số và nó là một trong
những thành phần gây ra sai số gia công. Sai số gá đặt 
gđ
được tính bằng công thức:
dgkccgd




trong đó: 
c
– sai số chuẩn


kc
– sai số kẹp chặt

đg
– sai số của bản thân đồ gá
Các số số hạng trong công thức 2.1 là các đại lượng véctơ, để tính trò số của sai số
gá đặt ta phải lấy căn bậc hai

222
dgkccgd



Sau đây sẽ xét từng thành phần trong sai số gá đặt.
2.2.1 Sai số chuẩn
Đònh nghóa: sai số chuẩn là lượng dao động của gốc kích thước chiếu lên phương
kích thước thực hiện khi chuẩn đònh vò không trùng với gốc kích thước. Để rõ hơn ta xét
các ví dụ sau:
a) Khi phay mặt phẳng song song với đường sinh của một chi tiết dạng bạc bằng
phương pháp tự động đạt kích thước, ta sử dụng trục gá để làm chuẩn đònh vò và tiến
hành gia công đạt kích thước A. như vậy chuẩn đònh vò là bề mặt lỗ trong (tâm của lỗ) khi
đó gốc kích thước A là bề mặt trụ ngoài do vậy sẽ gây ra sai số chuẩn và sai số này được
tính như sau:



2
)A(c
với  là dung sai đường kính ngoài chi tiết và  là khe hở

đường kính. (hình 2.5)
Hình 2.4: Sơ đồ gá đặt có dùng
chốt tì phụ

9
Nếu sử dụng trục gá bung tức là không có khe hở giữa lỗ
và trục gá thì lúc đó sao số chuẩn bằng dung sai của kích thước
đường kính mặt trụ ngoài /2. (
c
=/2 )
Nếu sử dụng trục gá lắp có khe hở với lỗ của chi tiết
đang gia công thì trong quá trình gá đặ, lực kẹp sẽ làm cho khe
hở lệch về một hướng nào đó và nó sẽ ảnh hưởng lớn nhấât khi
khe hở lệch theo phương song song với kích thước (phương
thẳng đứng), lúc đó sai số chuẩn phải cộng thêm một lượng 
là khe hở đường kính.
(
c
=/2 + )
b) Cũng với dạng chi tiết hình trụ trên, nếu gá đặt
trên khối V để phay mặt đặt được các kích thước H
i
như trên
hình vẽ 2.6, vì chuẩn đònh vò là điểm tiếp xúc giữa chi tiết
và khối V không trùng với các gốc kích thước đã ghi nên
gây ra các sai số chuẩn và ta dễ dàng chứng minh được bằng
hình học phẳng các sai số chuẩn trên với kết quả như sau:

c(H1)
= =/2(1/sin(/2)-1)


c(H2)
= =/2(1/sin(/2)+1)

c(H3)
= =/2(1/sin(/2))
c) Trên hình 2.7 c khi gia công kích
thước H
2
, gia công mặt A trước, mặt B sau để
đạt kích thước H
2
(tức là chọn gốc kích thước
là mặt A); lúc này gốc kích thước không
trùng với chuẩn đònh vò là mặt đáy nên sẽ có
sai số chuẩn và 
c
= 
H1
(
H1
là dung sai của
kích thước H
1
khi gia công mặt A trước ).
Còn để gia công kích thước H
1
ngay
sau khi đã gia công mặt chuẩn C thì không
có sai số chuẩn (

c
= 0) vì chuẩn đònh vò trùng
với gốc kích thước.
Bảng 2.1 là sơ đồ gá đặt của một số trường hợp và sai số chuẩn của nó
Sơ đồ gá đặt
Sai số chuẩn








c(L1)
= ’ + 2rtg









c(H1)
=

c(H2)
=


/2+2e+

1
+

2
+2

-2ltg


Hình 2.5
Hình 2.6
A

H
H
1
H
1
B
C
H
2
Hình 2.7

10


c(H1)
=

c(H2)
=

/2+2e+

1
/2+

2
/2

+ltg








)2/sin(2

)1H(c















 1
)2/sin(
1
2
)2H(c













 1
)2/sin(
1
2
)3H(c








c(H1)
= 0

c(H2)
= /2

c(H3)
= /2

c(H4)
= 0


c(H1)
= 
c(H2)
= /2 + 2e

c(H3)
= 2e

c(H4)
= 0








c(H1)
= 
c(H2)
= /2 + 2e + 
1
+ 
2
+ 2

c(H3)
= 2e - 

1
+ 
2
+ 2

c(H4)
= 
1
+ 
2
+ 2









c(H1)
= 
c(H2)
= /2 + 2e + 
1
+ 
2


c(H3)

= 
1
/2 + 
2
/2+ 2e

c(H4)
= 
1
/2 + 
2
/2










c(L1)
=

+

t



c(L2)
= 
t

c(L3)
= 
t

c(L4)
= 0







c(L1)
=



c(L2)
= 0


c(L3)
= 0



c(L4)
= 0


11

2.2.2 Sai số do kẹp chặt
Đònh nghóa: sai số do kẹp chặt là lượng dòch chuyển của chuẩn gốc chiếu lên
phương kích thước thực hiện do lực kẹp thay đổi gây nên. Sai số kẹp chặt được tính bằng
công thức:

k
= (y
max
- y
min
)cos (2.1)
trong đó  - góc hợp bởi gữa phương kích thước thực hiện và phương dòch chuyển
của gốc chuẩn
y
max
và y
min
là lượng dòch chuyển gốc kích thước tương ứng với lực kẹp P
max
và
P
min

Theo công thức trên, nếu  = 90

0
(tức là lực kẹp vuông góc với phương kích thước
thực hiện ) thì sai số kẹp chặt 
k
=0
Nguyên nhân gây ra sự dòch chuyển gốc chuẩn khi kẹp chặt là do biến dạng tiếp
của chi tiết gia công và đồ đònh vò. Quan hệ biến dạng và lực kẹp theo luật của hàm số
mũ: Y = C.W
n
(2.2)
Trong đó C – hệ số phụ thuộc vào tính chất
tiếp xúc, vật liệu chi tiết gia công, vật liệu của chi
tiết làm đồ đònh vò, độ nhám và độ cứng lớp bề mặt.
W – lực kẹp
n – số mũ (n < 1)
Thay (2.2) vào công thức (2.1) ta được:

k
= C(W
n

max
- W
n

min
)cos (2.3)
Trên thực tế tính toán sai số kẹp chặt người ta
không dùng công thức (**) mà sử dụng công thức:


k
= (y
tn
)cos (2.4)
trong đó y
tn
là biến dạng do tiếp xúc được xác
đònh bằng các công thức thực nghiệm tuỳ vào từng
trường hợp cụ thể sau đây:


Vật liệu
gia công

Loại đồ
đònh vò

Thép


Gang


Chốt tì đầu
chỏm cầu

y
tn
= (0,67-0,003HB+6,23/R)W
0,8

trong đó:
HB – độ cứng Brinel của vật liệu (kG/mm
2
)
R – bán kính chỏm cầu
W – lực kẹp (kG)
y
tn
tính bằng

m
y
tn
= (2,7-
0,008HB+9,23/R)W
0,6


Hình 2.8: Quan hệ giữa biến
dạng tiếp xúc và lực kẹp

12


Chốt tì đầu
khía nhám

y
tn

= (0,38-0,004HB+0,003D)W
0,6

trong đó:
HB – độ cứng Brinel của vật liệu (kG/mm
2
)
D –đường kính chốt tì
W – lực kẹp (kG)
y
tn
tính bằng

m
y
tn
= (1,76-
0,008HB+0,03D)W
0,6



Phiến tì
phẳng

y
tn
=(0,4+0,012F+0,004Rz-0,0016HB)q
0,7

trong đó:
F – diện tích phiến tì (cm
2
)
Rz – chiều cao nhấp nhô của bề mặt chi tiết
(

m)
q – áp lực riêng tại bề mặt tiếp xúc (kG/cm
2
)
và q=W/F

y
tn

=(0,776+0,053F+0,016Rz-
0,0045HB)q
0,5



Khối V

D
)R03,022(2
.
)2/2/cos(2
cosW
)2/sin(

1
y
2
a






trong đó:

- góc ma sát giữa phôi và chi tiết
D- đường kính phôi
W – lực kẹp
Ra – độ nhám bề mặt phôi










Để giảm sai số do kẹp chặt ta phải tăng cường độ cứng vững của đồ gá mà đặc
biệt quan trọng là độ cứng của các chi tiết làm đồ đònh vò bằng việc chọn thép cácbon kết
cấu có thành phần cácbon cao (C30-C45) sau đó nhiệt luyện. Tăng cường sự tiếp xúc
đồng đều của bề mặt làm chuẩn đònh vò, tăng diện tích tiếp xúc và tìm biện pháp tạo lực

kẹp ổn đònh.
Chú ý: sai số kẹp chặt không ảnh hưởng đến kích thước đường kính và không ảnh
hưởng đến kích thước dài giữa hai bề mặt gia công đồng thời bằng một dao.
W
Hình 2.9: Gá đặt chi tiết trên một số đồ đònh vò

13


2.2.3 Sai số của đồ gá
Sai số đồ gá do ba thành phần tạo thành là sai số chế tạo, sai số mòn và sai số do
việc điều chỉnh đồ gá.

dcmctdg




Trong đó: 
ct
= sai số chế tạo đồ gá

m
= sai số mòn của đồ gá

đc
= sai số điều chỉnh đồ gá
Các đại lượng trong công thức trên là các đại lượng véc tơ, khó xác đònh và phân
bố theo quy luật chuẩn nên độ lớn của 
đg

được xác đònh bằng công thức sau:

222
dcmctdg



Sai số chế tạo 
ct
là độ không chính xác do chế tạo của bản thân của đồ gá cũng
như bao chi tiết bộ phận khác. Nếu ta chỉ sử dụng một đồ gá để gia công một loạt chi tiết
thì sai 
ct
là sai số hệ thống không đổi do đó có thể khử được bằng cách điều chỉnh máy.
Nói chung sai số chế tạo đồ gá phải khá bé mới đảm bảo sai số chế tạo cho chi tiết, do
vậy mà theo thống kê, độ chính xác chế tạo của đồ gá cao hơn độ chính xác của chi tiết
gia công một cấp.
Sai số mòn 
m
của đồ gá trong quá trình làm việc của nó được xác đònh bằng công
thức gần đúng sau:

N
m



trong đó : N – số lượng chi tiết được gá trên đồ gá
 - hệ số phụ thuộc vào cơ cấu đònh vò và điều kiện tiếp xúc

Loại đồ đònh vò Khoảng giá trò của  Vật liệu
Chốt tì đầu chỏm cầu 0,5  2 45
Khối V 0,2  0,8 20X, 20 thấm C
Phiến tì, chốt tì phẳng 0,2  0,4 40
Chốt trụ 0,05  0,1 45
Chốt trám 0,2  0,6 45
Giá trò lớn lấy khi điều kiện làm việc nặng
Bảng này xét khi vật liệu như trên, khi tăng chất lượng vật liệu (thay bằng
thép các bon dụng cụ hay hợp kim) thì độ mòn có thể lấy giảm đi 7 – 15 %

Sai số điều chỉnh của đồ gá 
đc
là sai số đo điều chỉnh các chi tiết lắp ghép thành đồ
gá và việc điều chỉnh đồ gá khi lắp đồ gá lên máy. Khi lắp đồ gá lên máy ta phải dùng
phương pháp rà gá để căn chỉnh thật kỹ để giảm sai số 
đc
đến mức nhỏ nhất có thể. Khi

14
dùng nhiều đồ gá khác nhau trong loạt chi tiết lớn thì sai số điều chỉnh là đại lượng ngẫu
nhiên.
Sai số điều chỉnh còn phụ thuộc vào tình trạng mòn và trạng thái bề mặt của đồ gá,
tình trạng và độ mòn của bàn máy.
Khi tính toán đồ gá, sai số điều chỉnh 
đc
có thể lấy từ 10 15 m
2.2.4 Tính toán sai số chế tạo cho phép của đồ gá
Khi thiết kế đồ gá, điều cần thiết là phải xác đònh sai số chế tạo cho phép của đồ
gá để chế tạo ra đồ gá.
Từ công thức:

)(
22222
dcmctkccgd



Ta rút ra sai sai số chế tạo cho phép của đồ gá :
)(][][
22222
dcmkccgdct



Để tính được sai số chế tạo của đồ gá ta phải xác đònh trước sai số gá đặt.
Sai số gá đặt được lấy như sau:
[
gđ
]=








5
1
3
1

trong đó  là dung sai của nguyên công mà ta cần thiết kế đồ gá.
Chú ý: biểu thức dưới căn bậc hai phải > 0. Nếu
)(][
22222
dcmkccgd


< 0 ta
phải tìm cách giảm 
c
, 
kc
, 
m
, 
đc


15
CHƯƠNG 3

CƠ CẤU ĐỊNH VỊ CỦA ĐỒ GÁ

Cơ cấu đònh vò (hay còn gọi là chi tiết đònh vò, đồ đònh vò) của đồ gá dùng để xác
đònh vò trí của chi tiết gia công trên đồ gá một cách nhanh chóng. Cơ cấu đònh vò yêu cầu
cần phải có độ chính xác, độ cứng vững và độ chống mài mòn cao.
Các chi tiết đònh vò bao gồm các loại chính sau:

Dạng bề mặt cần đònh vò
Đònh vò mặt phẳng Đònh vò mặt trụ
ngoài
Đònh vò mặt trụ
trong
Đònh vò theo lỗ
tâm
Loại đồ đònh vò
1) Chốt tì:
+ Chốt tì cố đònh
+ Chốt tì điều chỉnh
+ Chốt tì tự lựa
+ Chốt tì phụ
2) Phiến tì
1) Khối V
2) Ống kẹp đàn
hồi
3) Bạc đònh vò
4) Mâm cặp
1) Chốt đònh vò
2)Trục gá:
+ trục gá cứng
+ Trục gá bung
1) Mũi tâm:
+ Mũi tâm
thường
+ Mũi tâm khía
nhám
+ Mũi tâm

ngược
+ Mũi tâm tuỳ
động
Sau đây sẽ xét kỹ từng loại đồ đònh vò theo từng dạng bề mặt cần đònh vò.
3.1 Đồ đònh vò bề mặt phẳng
3.1.1 Chốt tì
a) Chốt tì cố đònh
Chốt tì cố đònh bao gồm: chốt tì đầu phẳng, chốt tì đầu chỏm cầu, chốt tì đầu có
khía nhám (hình 3.1)

Hình 3.1: Các loại chốt tì cố đònh

16

Vật liệu chế tạo: từ thép 20,40,45 đến 20X hoặc Y7A, thấm C và nhiệt luyện đạt độ
cứng 50-55HRC
Công dụng của từng loại như sau:
Chốt tì đầu phẳng: đònh vò mặt phẳng đã qua gia công tinh
Chốt tì đầu chỏm cầu: đònh vò mặt phẳng còn thô
Chốt tì đầu có khía nhám: đònh vò các bề mặt thô, nhất là các mặt bên (mặt theo
phương thẳng đứng), ma sát giữa đầu chốt và chi tiết gia công lớn nên đảm bảo tiếp xúc
ổn đònh  lực kẹp cần thiết nhỏ (tuy nhiên có nhược điểm là khó quét sạch phoi).
Để giúp cho việc thay thế chốt tì được dễ dàng khi nó bò mòn người ta sử dụng
thêm bạc trung gian (hình 3.1d)
Chế độ lắp ghép chốt tì với thân đồ gá: theo chế độ lắp chặt hoặc trung gian gần
chặt: H7/r6, H7/n6
Bạc trung gian lắp với thân đồ gá bằng chế độ lắp chặt H7/r6 còn mặt trong bạc lắp
với cuống chốt đònh vò bằng chế độ lắp trung gian hoặc lỏng nhẹ (H7/h6, H7/h6).
Chốt tì phải được vát mép để dễ dàng dòch chuyển chi tiết khi gá lắp và đảm bảo
an toàn cho công nhân khi dùng tay gạt phoi. Phần cuống hay đuôi chốt tì cũng phải vát

mép để dễ dàng lắp vào lỗ của thân đồ gá. Lỗ lắp ghép đuôi chốt tì nên thông suốt để dễ
dàng đóng chốt tì ra thi cần thay thế.
Kích thước chốt tì đã được tiêu chuẩn hoá như trong bảng 3.1





















17

b) Chốt tì điều chỉnh
Chốt tì điều chỉnh (hình 3.2)
được sử dụng trong các trường hợp
sau:

- Lượng dư phôi không
đồng đều
- Dung sai phôi thay đổi
nhiều
- Bề mặt chuẩn có sai số
hình dáng
Để điều chỉnh chiều cao hay
chiều dài của chốt tì tuỳ từng loại
ta có thể dùng tay vặn các đai ốc
có khiá nhám, dùng cờlê vặn các
đai ốc sau cạnh hay dùng tuốc-nơ-
vít.
Chốt tì điều chỉnh thường
được lắp với thân đồ gá bằng
ren vì bản thân chốt tì là các
kiểu bulông.
Vật liệu chế tạo: thường
là thép 45, nhiệt luyện đạt độ
cứng 35-40HRC
c) Chốt tì tự lựa
Công dụng của chốt tì tự
lựa cũng giống như chốt tì điều
chỉnh nhưng chốt tì tự lựa có
khả năng tự điều chỉnh sau cho
các chốt tì luôn tiếp xúc tốt với
chi tiết gia công mà không cần
phải dùng tay điều chỉnh (hình 3.3). Ở chốt
tì tự lựa có sự kết nối liên động giữa các
chốt (thường là hai chốt) trong quá trình đònh
vò. Nói chung chốt tì tự lựa có kết cấu phức

tạp nên chỉ dùng trong các trường hợp cần
thiết.
d) Chốt tì phụ
Chốt tì phụ không tham gia khống chế
bậc tự do (không tham gia đònh vò) mà chỉ có
tác dụng làm tăng độ cứng vững cho chi tiết
gia công. Nói chung nguyên lý làm việc của
chốt tì phụ gần giống như chốt tì điều chỉnh,
chỉ khác là chốt tì điều chỉnh có kết cấu
Hình 3.2: Các loại chốt tì điều chỉnh
Hình 3.3: Chốt tì tự lựa
Hình 3.4: Chốt tì phụ

18
phức tạp hơn và thường có lò xo để tự đẩy chốt tì tiếp xúc với chi tiết cần đònh vò sau đó
dùng vít , đai ốc hay tay vặn để hãm chặt vò trí của chốt. Hình 3.4 là ví dụ về một loại
chốt tì phụ
3.1.2. Phiến tì
Phiến tì gồm có 3 loại: phiến tì phẳng, phiến tì có bậc và phiến tì có rãnh nghiêng
(hình 3.4t).
Các phiến tì được bắt chặt với thân đồ gá bằng các vít M6, M8, M10, M12 tuỳ
thuộc vào bề rộng của mặt phiến tì. Bốn cạnh trên của phiến tì được vát mép để tạo điều
kiện thuận lợi cho việc đẩy chi tiết và quét sạch phôi.
Phiến tì phẳng (hình 3.4t.a) có nhược điểm là khó quét sạch phôi chỗ lõm xuống ngay
chỗ lắp vít. Do vậy phiến tì phẳng thích hợp hơn cho việc đònh vò vào mặt đứng của chi
tiết gia công (phiến tì được lắp trên mặt đứng của thân đồ gá).
Phiến tì có bậc (hình 3.4t.b) có ưu điểm là dễ quét sạch phôi vì chỗ bắt vít thấp hơn
bề mặt của phiến tì. Tuy vậy bề rộng của phiến tì tăng lên do đó hao tốn kim loại và kết
cấu cồng kềnh.
Phiến tì có rãnh nghiêng (hình 3.4t.c) được sử dụng trong thực tế. Phần bắt vít nằm

chỗ ránh sẻ thấp hơn bề mặt đònh vò nên dễ quét sạch phôi và dễ dòch chuyển chi tiết gia
công khi cần.
Kích thước của phiến tì được tiêu chuẩn như bảng.


Bảng : Tiêu chuẩn kết cấu của các loại phiến tì

19















3.2. Các chi tiết đònh vò bề mặt trụ ngoài
3.3.1. Khối V
Khối V dùng để
dònh vò mặt trụ ngoài,
mặt làm việc của khối
V là hai mặt nghiêng
với góc nghiêng  có

thể là 60
0
, 90
0
hoặc
120
0
. Khối V có hai
loại là khối V ngắn
(khống chế 2 bậc tự do )
và khối V dài (khống
chế 4 bậc tự do) (hình
3.5). Để đònh vò và bắt
chặt khối V lên thân đồ
gá ta phải sử dụng 2 lỗ
đònh vò để lắp chốt với
chế độ lắp dôi nhẹ
H7/r6 và 2 lỗ để lắp vít
hoặc bulông. Bề mặt
đònh vò của khối V được mài phẳng nên cần phải có rãnh thoát đá mài giữa hai mặt
nghiêng này. Khi lắp ráp hai khối V ngắn để có tác dụng như khối V dài thì cần đảm bảo
độ đồng tâm của hai khối V. Các kích thước của khối V đã được tiêu chuẩn hoá như trong
bảng 3.2.
Vật liệu chế tạo khối V: thép 20X, bề mặt đònh vò thấm cácbon đạt độ sâu > 0,8
mm, tôi đạt độ cứng 55-60 HRC.

Hình 3.5: Khối V
Hình 3.4(t): Phiến tì
a)
b)

20

Bảng 3.2: Các kích thước tiêu chuẩn của khối V

21

Bảng 3.2: Các kích thước tiêu chuẩn của khối V (tiếp theo)

22

3.2.2. Ống cặp đàn hồi
Ống kẹp đàn hồi có khả năng tự đònh tâm tốt hơn so với mâm cặp 3 chấu. Khi
chuẩn cần đònh là là mặt trụ đã qua gia công tinh và đạt được độ chính xác nhất đònh thì
mới sử dụng ống kẹp đàn hồi. Ống kẹp đàn hồi thường được sử dụng trên máy tiện. Trên
hình 3.6, nếu là cấu tạo của một loại ống kẹp đàn hồi. Khi vặn chặt đai ốc bao 1 thì ống
kẹp 2 có xẻ rãnh sẽ bò bóp lại và ép chặt vào phôi. Nói chung có rất nhiều cách tạo lực
xiết để bóp chặt hay nới lỏng ống kẹp đàn hồi tuỳ vào từng kết cấu cụ thể của các chi
tiết đi kèm.
Vật liệu chế tạo ống kẹp đàn hồi: ống kẹp đàn hồi phải có khả năng đàn hồi tốt và
có độ cứng cao nên thường được chế tạo bằng các loại thép sau: 45, 20X, 40X, Y10A. Bề
mặt làm việc cần tôi cứng đến 45-50HRC.
Kết cấu của ống kẹp đàn hồi hay dùng như hình 3.7 và kích thước của nó cũng
được tiêu chuẩn hoá. (xem ở sổ tay công nghệ chế tạo máy)
3.2.3. Bạc đònh vò
Khi gia công các chi tiết có nguyên công mà bề
mặt đònh vò là mặt trụ ngoài kết hợp với gờ phẳng hình
vành khăn (ví dụ các chi tiết dạng ống nối) người ta
dùng bạc đònh vò như hình 3.8. Bạc đònh vò cho phép
hạn chế 5 bậc tự do vì nó đóng vai trò như một chốt trụ

ngắn và một mặt phẳng.
3.3. Các chi tiết đònh vò mặt trụ trong
3.3.1. Chốt đònh vò
a)
b) c)
Hình 3.6: Ống kẹp đàn hồi
Hình 3.7 Kết cấu thường gặp của ống kẹp đàn hồi
Hình 3.8: Bạc đònh vò

23
Chốt đònh vò gồm có 4 loại: chốt trụ dài, chốt trụ ngắn, chốt trám (chốt vát) và chốt
côn (hình 39). Đầu chốt được vát côn để dễ dàng gá lắp chi tiết. Về mặt lắp ghép chốt
với thân đồ gá còn chia ra 2 loại: chốt trụ cố đònh và chốt trụ thay thế nhằm mục đích dễ
dàng thay thế chốt khi nó bò mòn (hình 3.6c,d)
a) Chốt trụ dài (hình 3.9a): Hạn chế được 4 bậc tự do. Tỉ lệ L/D  1,5 mới gọi là
chốt trụ dài. Khi đònh vò nếu mặt gờ vai của chốt (hình vành khăn) tiếp xúc với phôi và
cũng tham gia vào quá trình đònh vò thì mặt này chỉ tính 1 bậc tự do (như vậy tổng cộng
tối đa 5 bậc tự do).
b) Chốt trụ ngắn (hình 3.9b,c,d): Chốt trụ ngắn có tỉ lệ L/D  0,30,5 và chỉ khống
chế 2 bậc tự do. Nếu dùng cả mặt gờ vai để đònh vò thì được tính thêm 1 bậc tự do nữa.
c) Chốt trám (còn gọi là chốt vát) (hình 3.9e): Chốt trám chỉ hạn chế 1 bậc tự do và
đóng vai trò chính là chống xoay khi kết hợp với 1 chốt trụ ngắn. Đôi khi nhiều trường
hợp ta dùng chốt trám để khống chế bậc tự
do tònh tiến (hình 3.10). Về mặt kết cấu
chốt trám giống chốt trụ ngắn nhưng được
vát bớt đi phần mặt trụ để giảm số bậc tự
do khống chế từ 2 xuống 1.
d) Chốt côn (hình 3.9g,h): Chốt côn
cứng hạn chế 3 bậc tự do tònh tiến (hình
3.9g) và chốt côn tuỳ động khống chế 2 bậc

tự do tònh tiến vuông góc với tâm lỗ. Chốt
côn thường được sử dụng khi bề mặt lỗ
đònh vò còn thô.
Vật liệu chế tạo chốt đònh vò:45, Y7A,
Y10A, 9XC, 20X, thấm cácbon đạt chiều sâu 0,81,2mm, tôi cứng 50  55 HRC.
Hình 3.10: chốt trám khống chế bậc tự do
tònh tiến
Hình 3.9: Các loại chốt trụ
e)
g)
h)