BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ. ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ khí

GVC.NGUYỄN LUYẾN
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
Họ và tên sinh viên: Hoàng Thế Cường
Lớp : CN CTM Khóa:59
I.
II.

III.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
IV.
1.
2.
3.

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Nhiệm vụ: Tính toán và thiết kế đồ gá phay 2 mặt đầu chi tiết tay biên
liền
Các số liệu ban đầu
Bản vẽ chi tiết
Sản lượng hàng năm:10000 chiếc/năm
Điều kiện sản xuất: Tự chọn
Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
Lập thứ tự các nguyên công
Nêu nhiệm vụ của đồ gá Phay và vẽ sơ đồ gá đặt
Tính lực kẹp W
Chọn cơ cấu sinh lực Q
Ngiệm bền cơ cấu
Tính sai số chế tạo đồ gá εct
Nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
Chọn,vẽ cữ so dao và các cơ cấu khác
Thao tác với đô gá
Bản vẽ
Bản vẽ chi tiết: 1 bản ( khổ giấy A3 )
Bản vẽ lồng phôi: 1 bản ( khổ giấy A3 )
Bản vẽ đồ gá: 1 bản ( khổ giấy A3 )

Người nhận

Hà Nội, Ngày 20 tháng 10 năm 2016
Cán bộ hướng dẫn
GVC.Nguyễn Luyến

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59

Trang 1


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn :
...................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
..............................

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 2


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
I.
1.

GVC.NGUYỄN LUYẾN

PHÂN TÍCH CHI TIẾT
Nhận xét về chi tiết

- Tay biên liền là chi tiết có chức năng làm việc chuyển động song phẳng, biến
chuyển động thẳng của chi tiết này (thường là piston của động cơ) thành chuyển
động quay của chi tiết khác như trục khuỷu và ngược lại.
-

Dựa vào bản vẽ ta thấy rằng :

+ Đây là chi tiết bao gồm có hai lỗ cơ bản mà đường tâm của chúng song song
với nhau.
+ Có chức năng biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay
của trục khuỷu (trong động cơ đốt trong).
+Tay biên ngoài hai lỗ cơ bản cần được gia công chính xác, còn có lỗ dầu,rãnh
then,các mặt cắt đầu của lỗ và những yếu tố khác cần được gia công.
-

Vật liệu dùng để chế tạo tay biên là thép C45 với thành phần hóa học như sau:

C

Si

Mn

S

P

Ni

Cr

0,4

0,17/0,37

0,5/0,8

0,045

0,045

0,03

0,03

- Vì tay biên làm việc với tải trọng lớn, để tăng độ bền nên dùng vật liệu thép 45
có nhiệt luyện. Cùng với đó là chi tiết có kết cấu khá đơn giản, ít có sự chênh lệch
kích thước đáng kể cũng như bề mặt đơn giản, ít hốc và rãnh nên dạng phôi để chế
tạo nên chi tiết biên nên chọn là dạng phôi Dập.
- Với điều kiện sản xuất là tự chọn và sản lượng 10000 chiếc/năm. Ta xác định
dạng sản xuất là Hàng loạt lớn.
2. Phương pháp chế tạo phôi
Ta chọn phương pháp chế tạo phôi là dạng phôi dập nóng, dập qua 2 lần lòng
khuôn.

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 3


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 4


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 5


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
II.

GVC.NGUYỄN LUYẾN

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY

Đây là chi tiết dạng càng cơ bản, đối xứng nên ta chọn các chuẩn như sau :
-

TT
NC I
NC II
NC III
NC IV

NC V
NC VI
NC VII
NC VIII
NC IX
NC X
NC XI

Chuẩn thô : mặt đối xứng qua thân tay biên và bề mặt ngoài của 2 đầu.
Chuẩn tinh : 2 mặt đầu tinh và 2 lỗ tinh.
1. Lập thứ tự các nguyên công
Tên nguyên công
Phay 2 mặt đầu
Khoét doa lỗ
Vát mép lỗ
Khoét doa lỗ
Vát mép lỗ
Phay vấu đầu nhỏ
Khoan lỗ bậc ;
Phay vấu đầu to
Taro ren 2 lỗ M8
Taro ren 2 lỗ M8
Tổng kiểm tra

2.

Máy
6H82
2A135
2A135

2A150
2A150
6H12
2A125
6H12
2A125
Bằng tay

Đồ gá
Đồ gá phay
Đồ gá khoan
Đồ gá khoan
Đồ gá khoan
Đồ gá khoan
Đồ gá phay
Đồ gá khoan
Đồ gá phay
Đồ gá khoan
Ê tô
Đồ gá k.tra

Dao
Dao phay đĩa 3 mặt P18
Mũi khoét,doa T15K6
Dao vát mép T15K6
Mũi khoét, doa T15K6
Dao vát mép T15K6
Dao phay ngón P18
Mũi khoan P18
Dao phay ngón P18

Mũi khoan P18
Dao taro ren

Nhiệm vụ của đồ gá phay và vẽ sơ đồ gá đặt
a. Nhiệm vụ của đồ gá
+ Thiết kế đồ gá cho Nguyên công I: 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

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 6


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

+ Đảm bảo tính đơn giản của đồ gá, dễ dàng lắp ráp lên máy công cụb. Vẽ
sơ đồ gá đặt
Với chuẩn thô đã chọn là mặt phẳng đối xứng qua chi tiết, ta sử dụng Ê-tô
tự định tâm kẹp vào phần thân tay biên. Tay biên khi đó chỉ có thể chuyển
động tịnh tiến theo phương kích thước thực hiện và xoay trên mặt phẳng
Do vậy ta sẽ sử dụng thêm 1 chốt tì có tác dụng chống xoay. Trong khi phay
định vị như vậy là đã đủ hạn chế số bậc tự do cần thiết.
Sơ đồ định vị cụ thể như sau:

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 7

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 8


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

- Định vị :
+ 4 bậc tự do: Ê tô tự định tâm
+ 1 bậc tự do: Chốt tì
- Kẹp chặt: Ê tô
Chọn máy: Máy phay 6H82,công suất N= 7kW
- Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răn gắn mảnh thép gió, tra bảng
4.84 Sổ tay CN CTM tập 1 có các kích thước sau:

D=200mm, d=50mm, B=20mm, số răng Z=20
- Chế độ cắt : Phay thô và phay tinh
Bước
T(mm)
Phay thô
2,5
Phay tinh
0,5
3. Tính lực kẹp W:

S(mm/răng)
0,15
0,1

V(m/phút)
43,2
62,83

N(vòng/phút)
75
118

Lực kẹp càng lớn khi lực cắt sinh ra càng lớn. Do vậy ta chỉ cần tính cho bước
phay thô.
Sơ đồ lực cắt khi phay:

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 9


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ



GVC.NGUYỄN LUYẾN

Trong trường hợp phay thô ta ưu tiên cho phương pháp phay nghịch. Khi đó
hướng tiến của bàn máy đi vào trong. Do sự va chạm từ dụng cụ và bề mặt
chi tiết nên thành phần lực Pr có xu hướng làm chi tiết lệch khỏi vị trí gá đặt.

Lực cắt vòng trung bình khi phay tính cho 2 bề mặt lượng dư:

2.Pz = 2.

10.C px .K .B.Z .S zyp .t xp

θ qp .n w

Tra bảng 5-41 sổ tay CN-CTM:
Z = 20;

Sz = 0,15;

Cp = 68,2;

t = 2,5;

xp = 0,86;

yp = 0,72.

qp = 0.86;

N = 36;

B = 70.

K = 0,98.

Thay vào công thức tính ta có: 2.Pz = 9960 (N).

Mặt khác: Pr = (0,6 0,8) Pz 2Pr = 0,8 . 9960 = 7968(N)
Đặt vào hệ số K với Fms là lực ma sát do tác dụng của mỏ kẹp có tác dụng

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 10


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

chống lại Pr: Fms = K . Pr
Trong đó:
K: Là hệ số an toàn tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình
gia công.
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
K0 là hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp. K0 = 1,5
K1 là 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. 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
Fms = K.Pr = 3,5.7968 = 27888(N).

Mà Fms =

W
2 f ⇒ W = Fms .2. f = 27888.2.0,3 = 16732,8 (N)

Vậy mỗi mỏ kẹp phải đảm bảo lực kẹp sấp xỉ:

W1 = W2 =

W 16732,8
=
= 8, 4(kN )
2
2

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 11


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

4. Chọn cơ cấu sinh lực Q:
Cơ cấu sinh lực trên ê tô tự định tâm là bu lông ren trái chiều với đai ốc. Phương
của lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện nên không tồn tại sai số
kẹp chặt.(εk=0)
Tính chiều dài cánh tay đòn kẹp:

Trong đó:

Q: Lực tác dụng đồng thời để quay tay quay
: Bán kính trung bình của bu lông
R: Bán kính trung bình của miếng kẹp
: Góc nâng ren
: Góc ma sát giữa bu lông và đai ốc
: Góc ma sát giữa miếng kẹp và bề mặt kẹp.

5. Nghiệm bền cơ cấu:
Ê tô là cơ cấu đã được tiêu chuẩn hóa, lực kẹp tạo ra luôn là rất lớn. Xét trên
khía cạnh thực tế, ê tô là cơ cấu kẹp đa năng nên người ta luôn cân nhắc thiết kế để
tạo ra lực kẹp lớn nhất có thể cùng với tối ưu kích thước và khối lượng sao cho nhỏ
nhất. Vậy nên những cơ cấu, cụm chi tiết như vật gần như là an toàn tuyệt đối, khả
năng bị phá hủy là cực kỳ thấp, cũng như tuổi thọ là vô cùng cao.
Mặt khác, xét trên phương diện của môn học là chỉ đi tính toán thiết kế đồ
gá, nên ta không đặt mối quan tâm nhiều lên mảng này.
6. Tính sai số chế tạo đồ gá
Ta có:
Sai số chế tạo đồ gá cho phép:

=εc+εk+εdg=>εgd=

εdg=
SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 12


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

Trong đó:
: sai số gá đặt, được xác định [εgd] =( ÷ ) , với là dung sai kích 35±0,1


=0,2mm = 200µm
Ta lấy: [εgd]= = 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 εk=0
εdg: sai số đồ gá
εm : sai số do mòn đồ gá
εm=β.
β: hệ số phụ thuộc kết cấu đò định vị, β = 0,3; N: số lượng chi tiết được gia

công trên đồ gá, chọn N= 2000


εm = 0,3. =13,4(µm)
- εct : sai số chế tạo đồ gá
- εdc : sai số điều chỉnh, εdc = 10µm
Vậy εgd= Với[εgd]= 50µm
Từ đó ta xác định được độ chính xác cần chế tạo đồ gá:

=
= ≈46(µm)
Vậy cần phải chế tạo Đồ gá phay có sai số chế tạo là εct ≤ 46µm
7. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 13


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

Từ sai số chế tạo đồ gá đã tính ≤ 46µm 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 chốt và mặt đáy đồ gá nhỏ hơn 0.03/100mm
Bề mặt làm việc của mỏ động ê tô, chốt tì sau khi nhiệt luyện đạt từ 50 ÷ 55
HRC

•
•
•

8. Chọn cữ so dao và các cơ cấu khác
a. Cữ so dao:
-

-

Là cơ cấu dùng để xác định vị trí chính xác của dao phay với đồ gá. Ứng
dụng nhiều trong sản xuất hàng loạt, hàng khối.
Cữ dao dùng trong đồ gá là loại cữ dùng cho dao phay đĩa 3 mặt. Mặt cạnh
của cữ so dao giúp xác định lưỡi cắt cạnh, và mặt phẳng giữa giúp xác định
được lưỡi cắt giữa của dao. Định vị cữ so dao lên đồ gá bằng 2 chốt định vị
trụ và cố định bằng vít.
Khi dao mòn thì dùng thêm miếng căn

b.

Cơ cấu định vị và kẹp chặt:

+Ê tô tự định tâm

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 14


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

+Chốt tì
c. 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.

d. Chốt tì
Định vị vào mặt ngoài tay biên, giúp chống xoay.

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 15


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN

9. Thao tác với đồ gá:
a. Gá đặt đồ gá lên bàn máy:
- Đưa ê tô lên bàn máy và lựa sao cho then dẫn hướng ăn vào rãnh trên bàn
máy.
- Bắt bu lông và cố định ê tô với bàn máy.
b. Gá đặt chi tiết lên đồ gá
Định vị: Dùng tay vặn tay quay cho ê tô mở rộng. Sau đó cho chi tiết vào,
một đầu tì vào chốt tì, một tay giữ chi tiết, 1 tay để kẹp chặt.
Kẹp chặt:
- Sau khi định vị xong ta quay tay – quay từ từ, điều chỉnh sao cho chi tiết tì
lên cả chốt tì và sao cho vị trí kẹp nằm chính giữa thân.
- 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.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 16

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
1.
2.
3.
4.
5.
6.

GVC.NGUYỄN LUYẾN

Sỏ tay công nghệ chế tạo máy: GS.TS Trần Văn Địch( chủ biên)
NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Sổ tay công nghệ chế tạo máy (3 tập): GS.Ts Nguyễn Đắc Lộc( chủ biên)
NXB Khoa học và Kỹ thuật – 2005
Atlas Đồ Gá: GS.TS Trần Văn Địch( chủ biên)
NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Đồ gá: GS.TS Trần Văn Địch
NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội
Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: GS.TS Trần Văn Địch
NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 2000
Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: GS.TS Nguyễn Đắc
Lộc,Lưu Văn Nhang.
NXB Khoa học và kỹ thuật

LỜI KẾT
Thông qua bài tập lớn môn học đồ gá em cảm thấy mình đã củng cố tích lũy
thêm rất nhiều kiến thức bổ ích, giúp em hoàn thiện hơn, xâu chuỗi được các kiến
thức như : Công nghệ chế tạo máy, Đồ gá, Máy công cụ, Dụng cụ cắt...
Tuy nhiên do kinh nghiệm còn thiếu, kiến thức các môn học chưa được sâu sắc
nên chắc chắn sẽ còn rất nhiều thiếu sót và chưa thật sự tỉ mỉ. Em rất mong nhận

được sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Luyến đã tận tình hướng dẫn
chỉ bảo nhiệt tình và giải đáp mọi thắc mắc mà em gặp phải trong quá trình làm bài
tập!

Em xin chân thành cảm ơn thầy!
Hà Nội, Ngày 20 tháng 10 năm 2016

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 17


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

GVC.NGUYỄN LUYẾN
Sinh viên

SVTH: HOÀNG THẾ CƯỜNG MSSV: 20146101 Lớp CNCTM K59
Trang 18