Thiết kế đồ gá phay mặt đầu trụ tròn

Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

65

Thiết kế một đồ gá
Chọn một đồ gá để tính toán cụ thể đó là đồ gá phay mặt đầu trụ tròn
0,2
45 .
Khi thiết kế đồ gá ta cần phải tuân theo các bớc sau :
1. Xác định kích thớc của bàn máy.
+ Kích thớc của bàn máy.
Dùng máy phay 6H12 có mặt làm việc của bàn là : 400x1600 (mm)
2. Xác định phơng pháp định vị.
Vì ta đã phay tinh mặt phẳng A (Gốc kích thớc), Vậy ta sẽ dùng mặt
phẳng này làm chuẩn định vị để tránh sai số chuẩn, do vậy phiến tỳ phải làm
tinh (bề mặt không khía nhám) mặt phẳng này định vị 3 bậc tự do, ta dùng
thêm 1 chốt trụ ngắn 25 để định vị 2 bậc tự do cho chi tiết.
Để phay chi tiết với số lợng gia công 5000 ta định vị 5 bậc tự do.
3. Vẽ đờng bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá (theo tỷ lệ
1:1). Đờng bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch, việc thể hiện 2 hoặc 3
hình chiếu này tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của chi tiết, ở chi tiết này
không quá phức tạp nên chỉ cần biểu diễn bằng 2 hình chiếu.
4. Xác định phay chiều điểm đặt của lực cắt, lực kẹp.
Vì chi tiết đợc phay trên máy phay đứng và đợc định vị trên phiến tỳ.
Vậy lực kẹp chi tiết có phơng từ trên xuống dới (xuống bàn máy), điểm đặt
của lực trên chi tiết nh hình vẽ lực kẹp tác dụng vuông góc với bàn máy.
5. Xác định vị trí và vẽ kết cấu
đồ định vị.

S
2,5
(Cần đảm bảo cho lực cắt, lực
kẹp hớng vuông góc vào đồ định vị,
vuông góc với chúng).
6. Tính lực kẹp cần thiết khi
phay.
Xác định phơng chiều và điểm W
đặt của lực cắt, lực kẹp.
Lực kẹp có phơng, chiều, điểm
đặt nh hình vẽ
Để phay mặt A này, chi tiết đợc
định vị 5 bậc tự do, lực cắt tiếp tuyến
W
đợc xác định theo công thức sau :
y

Pz =

C.t x .S z .B u
D q .n w

Trong đó :

.Z.K


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

C : Hệ số ảnh hởng của vật liệu.
T : Chiều sâu cắt (mm).
S : Lợng chạy dao răng (mm/răng).
Z : Số răng dao phay.
B : Bề rộng dao phay.
D : Đờng kính dao phay (mm).
N : Số vòng quay của dao (vòng/phút).
K : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu.
X,y,u,q, là các số mũ. Hệ số và số mũ lấy trong STCNCTM T2.
Theo mục 7, tính chế độ cắt cho 1 bề mặt ta đã có :
Lực cắt tiếp tuyến : Pz = 588,6(N).
Lực chạy dao Px = 294,3 (N).
Lực hớng kính Py = 0,4Pz = 235,44 (N).
Lực vuông góc với lực chạy dao : Pv = 529,74 (N).
Vậy trong trờng hợp này cơ cấu kẹp phải tạo ra 1 lực ma sát lớn hơn lực

Px
Ta có : Pkẹp = W.f > PS
Gọi K là hệ số an toàn.
Vậy : W = K.

PS
f

Theo bảng 34 TKĐACNCTM, ta có hệ số ma sát f =0,15.
K : Hệ số an toàn K = (1,5 ữ 2).
W = 2.

294,3
= 3924( N )
0,15

7. Chọn cơ cấu kẹp chặt.
Kết cấu đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liên động theo nguyên lý đòn
bẩy tự cân bằng.
Cơ cấu kẹp chặt đợc chọn theo bảng (8-30) (STCNTCM II)
8. Vẽ cơ cấu dẫn hớng, so dao.
9. Vẽ thân đồ gá.
Vẽ đầy đủ thân đồ gá có thể vẽ trích những phần không nhìn thấy đợc,
nh các vít, lò xo, đồng thời chú ý đến phơng pháp gá đặt chi tiết, tháo chi tiết
sau khi gia công, tính công nghệ khi tháo lắp đồ gá.
10. Tính sai số chế tạo đồ gá.
10.1 Các thành phần của sai số gá đặt.
Khi thiết kế đồ gá cần chú ý đến một số điểm sau :


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

- Sai số của đồ gá ảnh hởng đến sai số của kích thớc gia công nhng
phần lớn nó ảnh hởng đến sai số vị trí tơng quan giữa bề mặt gia công và bề
mặt chuẩn.
- Nếu chi tiết gia công bằng dao định hình và dao định kích thớc thì sai
số của đồ gá không ảnh hởng đến kích thớc và sai số hình dáng của bề mặt
gia công.
- Khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hởng đến

khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ bề mặt định vị tới lỗ
tâm.
- Sai số của đồ gá phân độ ảnh hởng đến sai số của bề mặt gia công.
- Khi phay, bào, chuốt trên các đồ gá nhiều vị trí thì độ chính xác kích
thớc và độ chính xác vị trí giữa bề mặt gia công phụ thuộc vào vị trí tơng quan
giữa các chi tiết định vị của đồ gá.
Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây
sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.
Sai số của đồ gá đợc tính theo công thức sau. (Do phơng của sai số khó
xác định, ta dùng công thức vectơ).
dg = c + k + dcg = c + k + m + dc

Trong đó
c : Sai số chuẩn do định vị không trùng với gốc kích thớc gây ra c =
0.

k : Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra sai số kẹp chặt đợc xác định theo

công thức trong bảng 20-24 (Chú ý rằng khi phơng của các lực kẹp vuông góc
với phơng của kích thớc cần thực hiện thì k = 0), bảng 21 sách
TKĐACNCTM, ta có k = 0(àm).
m :Sai số mòn, đợc xác định theo công thức sau :
m = N (àm) = 0,3. 5.000 = 21,21 (àm)
đc : Sai số điều chỉnh đợc sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh
đồ gá sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều
chỉnh khi lắp ráp trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lắp đc = 5 ữ
10(àm).
gđ : Sai số gá đặt. Khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho
phép [gđ] =/3.
Với là dung sai nguyên công vì ta đạt kích thớc 65 0,1, =0,2

[gđ] = 0,2/3 = 0,067(mm).
ct : Sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] sai số này cần đợc xác định khi
thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo quy luật phân phối chuẩn và


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

phơng của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá
đặt cho phép :
2

2

2

2

[ ct ] = [ gd ] 2 [ c + k + m + dc ]
= 66,67 2 [21,212 + 10 2 ] = 62,41 (àm) = 0,062 (mm)

10.2. Nêu 1 số yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.
Từ giá trị sai số gá đặt cho phép ta có thể nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ
gá trên.
- Độ không song song giữa mặt đáy đồ gá và mặt tỳ B là < 0,062mm).
- Độ không vuông góc giữa đờng tâm lỗ 25 với mặt đáy đồ gá là <
0,062 (mm).

Bảng thống kê chi tiết đồ gá phay
Thứ tự
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tên Chi tiết
Thân đồ ga
Vít
Then
Bạc
Kẹp ren vít
Chi tiết gia công
Khối V
Mặt phẳng định vị
Cữ so dao

Số lợng
1
2
2
1
2
2

2
2
1

Vật liệu
Gang xám
CT3
Thép 45
Thép 45
CT3
Gang xám
Thép 30
CT3
Thép 45


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

65

Thiết kế một đồ gá
Chọn một đồ gá để tính toán cụ thể đó là đồ gá phay mặt đầu trụ tròn
0,2
45 .
Khi thiết kế đồ gá ta cần phải tuân theo các bớc sau :
1. Xác định kích thớc của bàn máy.
+ Kích thớc của bàn máy.

Dùng máy phay 6H12 có mặt làm việc của bàn là : 400x1600 (mm)
2. Xác định phơng pháp định vị.
Vì ta đã phay tinh mặt phẳng A (Gốc kích thớc), Vậy ta sẽ dùng mặt
phẳng này làm chuẩn định vị để tránh sai số chuẩn, do vậy phiến tỳ phải làm
tinh (bề mặt không khía nhám) mặt phẳng này định vị 3 bậc tự do, ta dùng
thêm 1 chốt trụ ngắn 25 để định vị 2 bậc tự do cho chi tiết.
Để phay chi tiết với số lợng gia công 5000 ta định vị 5 bậc tự do.
3. Vẽ đờng bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá (theo tỷ lệ
1:1). Đờng bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch, việc thể hiện 2 hoặc 3
hình chiếu này tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của chi tiết, ở chi tiết này
không quá phức tạp nên chỉ cần biểu diễn bằng 2 hình chiếu.
4. Xác định phay chiều điểm đặt của lực cắt, lực kẹp.
Vì chi tiết đợc phay trên máy phay đứng và đợc định vị trên phiến tỳ.
Vậy lực kẹp chi tiết có phơng từ trên xuống dới (xuống bàn máy), điểm đặt
của lực trên chi tiết nh hình vẽ lực kẹp tác dụng vuông góc với bàn máy.
5. Xác định vị trí và vẽ kết cấu
đồ định vị.
S
2,5
(Cần đảm bảo cho lực cắt, lực
kẹp hớng vuông góc vào đồ định vị,
vuông góc với chúng).
6. Tính lực kẹp cần thiết khi
phay.
Xác định phơng chiều và điểm W
đặt của lực cắt, lực kẹp.
Lực kẹp có phơng, chiều, điểm
đặt nh hình vẽ
Để phay mặt A này, chi tiết đợc
định vị 5 bậc tự do, lực cắt tiếp tuyến

W
đợc xác định theo công thức sau :
y

Pz =

C.t x .S z .B u
D q .n w

Trong đó :

.Z.K


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

C : Hệ số ảnh hởng của vật liệu.
T : Chiều sâu cắt (mm).
S : Lợng chạy dao răng (mm/răng).
Z : Số răng dao phay.
B : Bề rộng dao phay.
D : Đờng kính dao phay (mm).
N : Số vòng quay của dao (vòng/phút).
K : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu.
X,y,u,q, là các số mũ. Hệ số và số mũ lấy trong STCNCTM T2.
Theo mục 7, tính chế độ cắt cho 1 bề mặt ta đã có :
Lực cắt tiếp tuyến : Pz = 588,6(N).

Lực chạy dao Px = 294,3 (N).
Lực hớng kính Py = 0,4Pz = 235,44 (N).
Lực vuông góc với lực chạy dao : Pv = 529,74 (N).
Vậy trong trờng hợp này cơ cấu kẹp phải tạo ra 1 lực ma sát lớn hơn lực

Px
Ta có : Pkẹp = W.f > PS
Gọi K là hệ số an toàn.
Vậy : W = K.

PS
f

Theo bảng 34 TKĐACNCTM, ta có hệ số ma sát f =0,15.
K : Hệ số an toàn K = (1,5 ữ 2).
W = 2.

294,3
= 3924( N )
0,15

7. Chọn cơ cấu kẹp chặt.
Kết cấu đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liên động theo nguyên lý đòn
bẩy tự cân bằng.
Cơ cấu kẹp chặt đợc chọn theo bảng (8-30) (STCNTCM II)
8. Vẽ cơ cấu dẫn hớng, so dao.
9. Vẽ thân đồ gá.
Vẽ đầy đủ thân đồ gá có thể vẽ trích những phần không nhìn thấy đợc,
nh các vít, lò xo, đồng thời chú ý đến phơng pháp gá đặt chi tiết, tháo chi tiết
sau khi gia công, tính công nghệ khi tháo lắp đồ gá.

10. Tính sai số chế tạo đồ gá.
10.1 Các thành phần của sai số gá đặt.
Khi thiết kế đồ gá cần chú ý đến một số điểm sau :


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

- Sai số của đồ gá ảnh hởng đến sai số của kích thớc gia công nhng
phần lớn nó ảnh hởng đến sai số vị trí tơng quan giữa bề mặt gia công và bề
mặt chuẩn.
- Nếu chi tiết gia công bằng dao định hình và dao định kích thớc thì sai
số của đồ gá không ảnh hởng đến kích thớc và sai số hình dáng của bề mặt
gia công.
- Khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hởng đến
khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ bề mặt định vị tới lỗ
tâm.
- Sai số của đồ gá phân độ ảnh hởng đến sai số của bề mặt gia công.
- Khi phay, bào, chuốt trên các đồ gá nhiều vị trí thì độ chính xác kích
thớc và độ chính xác vị trí giữa bề mặt gia công phụ thuộc vào vị trí tơng quan
giữa các chi tiết định vị của đồ gá.
Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây
sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.
Sai số của đồ gá đợc tính theo công thức sau. (Do phơng của sai số khó
xác định, ta dùng công thức vectơ).
dg = c + k + dcg = c + k + m + dc

Trong đó

c : Sai số chuẩn do định vị không trùng với gốc kích thớc gây ra c =
0.

k : Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra sai số kẹp chặt đợc xác định theo

công thức trong bảng 20-24 (Chú ý rằng khi phơng của các lực kẹp vuông góc
với phơng của kích thớc cần thực hiện thì k = 0), bảng 21 sách
TKĐACNCTM, ta có k = 0(àm).
m :Sai số mòn, đợc xác định theo công thức sau :
m = N (àm) = 0,3. 5.000 = 21,21 (àm)
đc : Sai số điều chỉnh đợc sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh
đồ gá sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều
chỉnh khi lắp ráp trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lắp đc = 5 ữ
10(àm).
gđ : Sai số gá đặt. Khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho
phép [gđ] =/3.
Với là dung sai nguyên công vì ta đạt kích thớc 65 0,1, =0,2
[gđ] = 0,2/3 = 0,067(mm).
ct : Sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] sai số này cần đợc xác định khi
thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo quy luật phân phối chuẩn và


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

phơng của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá
đặt cho phép :
2

2

2

2

[ ct ] = [ gd ] 2 [ c + k + m + dc ]
= 66,67 2 [21,212 + 10 2 ] = 62,41 (àm) = 0,062 (mm)

10.2. Nêu 1 số yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.
Từ giá trị sai số gá đặt cho phép ta có thể nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ
gá trên.
- Độ không song song giữa mặt đáy đồ gá và mặt tỳ B là < 0,062mm).
- Độ không vuông góc giữa đờng tâm lỗ 25 với mặt đáy đồ gá là <
0,062 (mm).

Bảng thống kê chi tiết đồ gá phay
Thứ tự
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tên Chi tiết

Thân đồ ga
Vít
Then
Bạc
Kẹp ren vít
Chi tiết gia công
Khối V
Mặt phẳng định vị
Cữ so dao

Số lợng
1
2
2
1
2
2
2
2
1

Vật liệu
Gang xám
CT3
Thép 45
Thép 45
CT3
Gang xám
Thép 30
CT3

Thép 45


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

Nguyên công 3 (Phay mặt đầu 45).
Phay mặt đầu trụ tròn để đạt kích thớc 650,1.
Định vị và kẹp chặt.
Lấy mặt A (đối diện) đã đợc gia công làm chuẩn tinh. Chi tiết đợc định
vị trên 2 phiến từ (định vị 3 bậc tự do), khối V ngắn (hạn chế 2 bậc tự do) và
đợc kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít.
Vị trí của dao đợc xác định bằng cữ xo dao, nguyên công đợc thực hiện
trên máy phay đứng bằng dao phay mặt
đầu.
2,5

65

Tính toán và tra lợng d.
Kích thớc cần đạt ở nguyên công
này là 650,1 với độ nhám Ra =2,5 àm.
Tra theo bảng (3-91) STCNCTM
T1, tơng ứng với cấp chính xác IT10.
Nguyên công này đợc chia làm 2
bớc :
+ Phay thô.
+ Phay tinh.

Lợng d nhỏ nhất đợc tính nh sau :
Zimin = RZi-1 + Ti-1 + Si-1 + i.

W

W


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

Với phôi đúng trong khuôn vỏ mỏng, làm khuôn bằng máy, theo bảng
(3-15) STCNCTM T1, cấp chính xác của phôi đúng đạt IT14.
Theo bảng 8 TKĐACNCTM, với kích thớc lớn nhất của vật đúng nhỏ
hơn 1250 (mm) thì : RZ + T = 600 (àm)
(1)
- Sai lệch không gian của vật đúc :
+ Sai lệch do độ cong vênh của mặt vật đúc :
(Bề mặt đang thực hiện gia công) đợc xác định là :
C1 = K.L
K : Độ cong vênh trên 1mm chiều dài (àm/mm).
L : Kích thớc lớn nhất của mặt phẳng L = 75 (mm).
Theo bảng (4-40) STCNCTM ĐHBK. Lấy K = 1 C1 = 1.75 = 75
(àm).
+ Sai lệch về độ không song song giữa mặt phẳng chuẩn và mặt phẳng
gia công.
ở bớc phay thô đạt cấp chính xác IT12, sau bớc phay thô theo bảng (311) ứng với kích thớc danh nghĩa 10 ữ 100 và cấp chính xác IT14
Dung sai của vật đúc là 740 (àm).

Sai lệch về độ không song song là :
KS2 = 1/2 dung sai phôi = 1/2. 740 = 370 (àm).
+ Vì sai lệch do độ cong vênh và độ không song khong là cùng hớng
nên tổng sai lệch không gian cuả phôi là :
= ci + ks = 75 + 370 = 445 (àm)
(2)
Từ (1) và (2) ta có lợng d nhỏ nhất ở bớc phay thô là :
Zbmin = 445 + 600 = 1045 (àm) = 1,045 (mm).
- Lợng d nhỏ nhất ở bớc phay tinh.
Theo bảng (3-69) STCNCTM T1 có :
+ ở bớc phay thô đạt cấp chính xác IT12, sau bớc phay thô.
Rz = 50, T = 50
Rz + T = 50 + 50 = 100 (àm)
+ Sau bớc phay thô, sai lệch không gian còn lại là :
= 0,06phôi = 0,06.445 = 26,7 (àm)
Lợng d nhỏ nhất ở bớc phay tinh là :
Zbmin = 100 +26,7 = 126,7 (àm)
Zbmin = 0,127 (mm).
Kích thớc khi phay thô : 64,9 + 0,127 = 65,027 (mm).
Kích thớc của phôi : 65,027 + 1,045 = 66,072 (mm).
Dung sai của từng nguyên công tra theo bảng (3-18) STCNCTM T1.
- Phay tinh : 100 àm.
- Phay thô : 180 àm.
- Của phôi : 740 àm.
- Kích thớc giới hạn đợc tính là :
2


Đồ án CNCTM
-K42

Đỗ Xuân Thành Lớp CTM2

Lấy kích thớc tính toán và làm tròn theo hàng số có nghĩa của dung sai
ta đợc kĩch thớc min . Sau đó lấy kích thớc min cộng trừ dung sai trên dới đợc
kích thớc max.
Sau phay tinh: Lmin = 64,9 (mm)
Lmax = 64,9 + 0,2 + 0,1 = 65,1 (mm)
Sau phay thô:
Lmin = 65,03
Lmax = 65,03 + 0,18 + 0,18 = 65,39 (mm)
Kích thớc của phôi :
Lmin = 66,07
L max= 66,07 + 1,48=67,55 (mm)
- Lợng d giới hạn đợc xác định nh sau :
+ Khi phay tinh :
Z min=65,03 - 64,9 = 0,13
Zmax=65,39 - 65,1 = 0,29
+ Khi phay thô:
Zmin =66,07 - 65,03 = 1,04 (mm) = 1040 (àm)
Zmax= 67,55 - 65,39 - 2,16=2160àm
Kết quả tính toán đợc ghi trong bảng
- Lợng d tổng cộng đợc tính theo công thức :
Zo min =130 + 1040 = 1170 (àm) = 1,17mm
Zo max= 290 + 2160 = 2450 (àm) = 2,45 (mm)
-Kiểm tra kết quả tính toán :
+ Sau khi tinh :
Zmax - Zmin= 290 - 130=160 (àm)
2 - 1 =180. 2-100. 2=2,45 àm
+ Sau phay thô:

Zmax-Zmin= 2160 - 1040 = 1040(àm)
3 - 2 = 2.240 - 2. 180 = 1040(àm)