Bài tập lớn đồ gá BKHN

Lời nói đầu
Đồ gá là môn học không thể thiếu đối với sinh viên ngành công nghệ chế tạo
máy. Đồ gá không chỉ tăng khả năng gá đặt chi tiết gia công mà còn tăng khả năng
công nghệ của máy . Vậy nên môn đồ gá rất quan trọng.
Bài tập lớn không chỉ giúp sinh viên hiểu sâu thêm kiến thức môn học mà còn
giúp học một số môn học khác và làm đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp cũng như
khi làm việc.
Để hoàn thành bài tập môn học em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thành
Nhân dã chỉ bảo tận tình và giúp đỡ em trong quá trình học tập và làm bài tập lớn.

Em xin chần thành cảm ơn thầy
Hà nội ngày 20 tháng 8 năm 2016


TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ

ĐỘC LẬP-TỰ DO- HẠNH PHÚC

Họ và tên : Nguyễn Tiến Dũng
MSSV:20130680
Lớp:kt-cđt 03-k58
1.Đề tài bài tập lớn :tính toán và thiết kế đồ gá chuyên dung khoét, doa lỗ đường
kính ∅40 của chi tiết gối đỡ.
2.Các tài liệu ban đầu để thiết kế.
-Bản vẽ chi tiết gia công.
-Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết.
-Bản vẽ sơ đồ nguyên công cần tính toán thiết kế đồ gá

3.Nội dung tính toán và thiết kế đồ gá khoét, doa
-Nêu nhiệm vụ của đồ gá phay
-Vẽ sơ đồ gá đặt
-Tính lực kẹp W
-Chọn cơ cấu sinh lực Q
-Nghiệm bền cơ cấu
-Tính sai số chế tạo đồ gá
-Nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
-Chọn, vẽ cữ so dao và các cơ cấu khác
-Thao tác đồ gá
4.Vẽ bản vẽ đồ gá trên khổ giấy A3


I.Tài liệu thiết kế
Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết
Stt

Tên nguyên công

1

Phay mặt phẳng đáy

Kích thước
cần đạt
B100

Bề mặt lầm Loại máy
chuẩn
Mặt trên đế Máy phay

6H12
Mặt phẳng Máy bào
đáy
B665
Mặt trên đế Máy khoan
K125

Dao

2

Bào mặt đầu 4 lỗ ∅16

B32

3

D16

5

Khoan 4 lỗ ∅16, doa
2 lỗ chéo nhau làm
chuẩn tinh
Phay 2 mặt phẳng đầu
lỗ ∅40
Gia công lỗ ∅40

B120

Mặt đáy

D40

Mặt đáy

Dao phay đĩa
P18
Dao phay P18

6

Phay mặt đầu lỗ ∅ 6

B145

Mặt đáy

7

Gia công lỗ ∅6

D6

Mặt đáy

8

Kiểm tra

4

Máy phay
ngang6H82
Máy khoan
đứng K135
Máy phay
đứng 6H12
Máy khoan
đứng K125

Dao BK8
Dao BK8
Dao P18

Dao phay P18
Dao phay P18


II. Nội dung tính toán và thiết kế của chi tiết gối đỡ đồ gá
chuyên dùng khoét , doa lỗ ∅40
•
•
•
•
•

a. .Nêu nhiệm vụ của đồ gá phay:
Thiết kế đồ gá cho Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu
Đảm bảo định vị đủ số bậc tự do cần thiết và đúng chuẩn

Đảm bảo đồ gá dễ tháo lắp, phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn
Đảm bảo tính toán đủ lực kẹp chặt
Đảm bảo tính đơn giản của đồ gá, dễ dàng lắp ráp lên máy công cụ

2.Sơ đồ gá đặt chi tiết
Sau khi có chuẩn tinh ta tiến hành định vị như sau :
- Định vị mặt đáy lên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do
- Sử dụng chốt trụ ngắn cho lỗ ∅16 hạn chế 2 bậc tự do
- Dùng một chốt trám vào lỗ ∅16 còn lại hạn chế 1 bậc tự do còn lại
Sơ đồ định vị cụ thể như sau :


Po
Mx

Fms1

Fms2

N1

W
N2


3.Tính lực kẹp
Xác định mô men cắt Mx và lực dọc trục Po
Tính mô men xoắn Mx
Mx=10.CM.Dq.tx.Sy.Kp
CM=0.085; q=0; x=0.75; y=0.8 Bảng 5-32 sổ tay cnctm II

Kp=KLV=1 bảng 5-9
 Mx=10.0,85.39,10.1,30.75.1,50.8.1= 14,31 Nm
Tính lực chiều trục Po
P0=10.Cp.Dq.tx.Sy.Kp
Cp=23,5; q=0 ; x=1,2 ; y=0,4 Bangr 5-32 sổ tay cnctm II
P0=10.23,5.1,31,2.39,10.1,50,4.1=378,65 N

Công suất cắt Ne=

MxV
.
14,31.168
=
= 0.25 Kw
9750
9750

+Tính lực kẹp:
Tính mô men gây lật do lực dọc trục Po và mô men xoắn Mx gây ra:
Do Po gây ra :
M1=Po.100=378,65.100=37865 Nmm
Do Mx gây ra :

M2=

2Mx
2.14,31.1000
.160 =
.160 = 117115,1Nmm
D

39,1

Vậy lực kẹp cần thiết W là :

W=

M1 + M 2
37865 + 117115,1
.K =
.K = 1549,8.K
100
100

(N)

K : là hệ số an toàn tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình
gia công.


K = K 0 .K1.K 2 .K3 .K 4 .K5 .K 6

K0: Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp. K0 = 1,5.
K1: Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, đối
với gia công thô: K1= 1,2.
K2: Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn:
K2 = 1÷1,8. Ta chọn K2 = 1.
K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công: K3 = 1.
K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt.
Trường hợp kẹp bằng tay: K4 = 1,3.
K5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay.

Trường hợp thuận lợi: K5 = 1.
K6: Hệ số tính đến momen làm quay chi tiết.
K6 = 1,5
Thay vào công thức tính :

K = 1,5.1, 2.1.1.1,3.1.1,5 = 3,5

Thay vào công thức tính lực kẹp ta có :
W=1549,8. 3,5 = 5424,3 N= 542,43 kgf
4.Chọn cơ cấu sinh lực Q
Ta chọn cơ cấu sinh lực là ren vít với tay quay để truyền lực. Được sử như
trên cơ cấu ở bản vẽ trên đồ gá
Phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện nên không
tồn tại sai số kẹp chặt

(ε k = 0)


Lực Q đặt lên tay quay của ren vít có mặt kẹp thong qua miếng đệm được
xác định theo công thức:

Q=

β
W[r0 tan ( α + ϕ 0 ) + f .R cot( )]
2
l

- Đường kính Bulong kẹp chặt :

W
5424,3
=
= 16,5
0,5 [ σ ] k
0,5.40

D≥
 Chọn Bu long M 18

mm

r0- bán kính ngoài trung bình của ren vít, mm
α
ϕ0

- góc nâng của ren vít

α

2030’ – 3030’

- góc ma sát trong cặp ren vít-đai ốc:

ϕ0

=6040’

f- hệ số ma sát ở chỗ tiếp xúc phẳng của ren vít với chi tiết gia công
hoặc của đai ốc với vòng đệm, f=0,1-0,15

R-bán kính mặt cầu của đâu ren vít, mm… R=10mm
β

- góc giữa 2 đường tiếp tuyến của mặt cầu ở đầu ren vít,

Thay số =>Q=46,9 N

5.Nghiệm bền cơ cấu
Các phương trình cân bằng momen :
Q.l=M1+M2=Q1.r0+F2.R
M1-là mô men ma sát giữa mặt tiếp xúc của ren

β

1200


M2-là momen ma sát giữa mặt phẳng kẹp và mặt bị kẹp
Q1=2W.

ϕ1

tan ( α + ϕ0 )

F2=2W.tan

ϕ1

là góc ma sát giữa mặt phẳng kẹp với bề mặt kẹp

2W tan ( α + ϕ0 ) + 2W .R tan ϕ1 ]
l

=>Q=
=> Vậy cơ cấu đủ bền.

=52,22 N > 46,9 N

6.Tính sai số chế tạo đồ gá
Ta có :
uuuur

uur

uur

uuuur

ε gd = ε c + ε k + ε dg

=>

ε gd = ε 2c + ε 2k + ε 2dg

; εdg =

ε ct 2 + ε m2 + ε

dc

2

Trong đó:

ε gd

: sai số gá đặt, được xác định [

ε gd

]=

1 1
( ÷ )
2 5

δ, với δ là dung sai kích thước

35±0,1 ,
=>δ=0,2mm = 200µm
1

Ta lấy:

[εgd]=

4

δ

= 50µm

- εc: sai số chuẩn: Do quá trình định vị bằng Ê tô vào tâm kẹp, cũng
như việc xác định khoảng cách giữa 2 con dao đĩa 3 mặt khi phay
nên sai số chuẩn bằng 0
- εk : sai số kẹp chặt, ở đây phương lực kẹp vuông góc với phương
kích thước thực hiện nên:
- εdg: sai số đồ gá
- εm : sai số do mòn đồ gá

εk=0.


εm = β. N

β : hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị, β = 0,3.
N : s.lg chi tiết được gia công trên đồ gá,chọn N= 2000
ε m = 0,3. 2000 = 13, 4( µ m)

⇒
-

-

Vậy :

ε ct
: sai số chế tạo đồ gá

ε dc

: sai số điều chỉnh,

ε dc

= 10 µm.

ε gd = ε 2 c + ε 2 k + ε 2 dg + ε ct 2 + ε m 2 + ε dc 2

Với [εgd] = 50µm
Từ đó ta xác định được độ chính xác cần chế tạo đồ gá là:
ε ct = [ε gd ]2 − [ε c 2 + ε k 2 + ε m 2 + ε dc 2 ]
= 502 − (02 + 02 + 17, 22 + 102 )
≈ 46(μm)

Vậy cần phải chế tạo Đồ gá phay có sai số chế tạo là

ε ct ≤ 46μm

7.Nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
ε ct ≤ 46μm

Từ sai số chế tạo đồ gá đã tính
, và yêu cầu thiết kế , ta xác định được
các điều kiện kỹ thuật của đồ gá như sau :
• Độ không song song giữa mặt định vị và mặt đáy đồ gá nhỏ hơn 0,03/100 (mm)


• Độ không vuông góc giữa tâm các chốt và mặt đáy đồ gá nhỏ hơn 0,03/100
(mm)

• Bề mặt làm việc của chốt định vị, và phiến tì, chốt trụ ngắn, chốt trám sau khi
nhiệt luyện đạt từ 50 ÷ 55 HRC
8.Các cơ cấu khác
a. Cơ cấu định vị và kẹp chặt
- Cơ cấu định vị : Phiến tì, chốt trụ ngắn, chốt trám

b. Cơ cấu then dẫn hướng
- Để tránh việc ngoại lực làm chệch vị trí đồ gá với bàn máy trong quá
trình định vị, người ta thiết kế những then dẫn hướng lắp dưới đáy thân
đồ gá để có thể tận dụng rãnh trên bàn máy giúp quá trình định vị chính


xác, ít xảy ra va chạm đáng tiếc trước khi phay cũng như trong quá trình
phay do ngoại lực

9.Thao tác với đồ gá
a.Gá

đặt Đồ gá lên bàn máy

- Đưa đồ gá lên bàn máy và lựa sao cho then dẫn hướng ăn vào rãnh
trên bàn máy
- Bắt bu lông và cố định với bàn máy
b.Gá đặt chi tiết lên đồ gá
Định vị
- Dùng Cờ lê vặn đai ốc đơn cho mở kẹp rồi xoay mỏ kẹp ra ngoài
vị trí kẹp chặt. Sau đó cho chi tiết vào, một lỗ lồng vào chốt trụ
ngắn, một lỗ lồng vào chốt trám
Kẹp chặt
- Sau khi định vị xong ta xoay mỏ kẹp vào vị trí kẹp, quay cờ lê từ

từ đai ốc đơn cho đến khi khá chặt
- Tiếp tục vặn chặt hơn cho đến khi cảm thấy lực kẹp đủ lớn
c.Quá trình tháo kẹp và lấy chi tiết ra
Thực hiện ngược lại