BTL Đồ gá ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành chế tạo máy chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng đối với sự phát
triển của nền kinh tế quốc dân. Vì vậy phải đẩy mạnh việc cải tiến kỹ thuật trong
ngành chế tạo máy, đặc biệt là vấn đề cơ khí hóa và tự động hóa, mà trong đó
trang bị công nghệ còn đóng vai trò hết sức quan trọng. Đồ gá chiếm một tỷ lệ rất
lớn trong trang bị công nghệ. Vì vậy môn học đồ gá là môn không thể thiếu đối
với sinh viên ngành 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.
Bài tập lớn không chỉ giúp sinh viên hiểu sâu thêm về kiến thức môn học
mà còn giúp ích cho các môn học tiếp theo, làm đồ án tốt nghiệp cũng như khi
làm việc sau này.
Để hoàn thành bài tập lớn môn học này em xin chân thành cảm ơn thầy
Nguyễn Thành Nhân đã chỉ bảo tận tình và giúp đỡ em trong quá trình học tập
cũng như trong quá trình làm bài tập lớn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy!
Hà Nội ngày 03 tháng 12 năm 2018

1


TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIÊN CƠ KHÍ

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CTM

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ

Họ và tên sinh viên: Bạch Sỹ Hưng
Lớp: KT CĐT 04 - K61

MSSV: 20162000

Khóa: K61

Đề tài bài tập lớn: tính toán và thiết kế đồ gá chuyên dùng khoét, doa lỗ
Ø40 của chi tiết gối đỡ.
I.
Các tài liệu ban đầu của thiết kế.
- Bản vẽ chi tiết gia công
- Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết
Dao

1

Dao BK8

2
3

4

5
6
7
8

-

Kích thước Bề mặt làm Loại máy
cần đạt
chuẩn
Phay mặt đáy
B100
Mặt trên đế Máy phay
đứng 6H12
Bào mặt đầu 4 lỗ Ø 16 B32
Mặt phẳng Máy bào
đáy
B665
Khoan 4 lỗ Ø 16 doa D16
Mặt trên đế Máy khoan
2 lỗ chéo nhau làm
đứng K125
chuẩn tinh
Phay 2 mặt phẳng đầu B120
Mặt đáy
Máy phay
lỗ Ø 40
ngang
6H82
Gia công lỗ Ø 40
D40
Mặt đáy
Máy khoan
K135
Phay mặt đầu lỗ Ø 6 B145

Mặt đáy
Máy phay
đứng 6H12
Gia công lỗ Ø 6
D6
Mặt đáy
Máy khoan
đứng K125
Kiểm tra

STT Tên nguyên công

Dao BK8
Dao P18

Dao phay
đĩa P18
Dao P18
Dao P18
Dao P18

Bản vẽ sơ đồ nguyên công cần tính toán thiết kế đồ gá
2


II.

Nội dung tính toán và thiết kế đồ gá khoét, doa.

2.1 Nêu nhiệm vụ của đồ gá phay.

Nhiệm vụ của đồ gá phay gồm:
-

Thiết kế đồ gá cho nguyên công 5: Gia công lỗ Ø 40
Đảm bảo định vị đủ số bậc tự do cần thiết và đúng chuẩn
Đảm bảo đồ gá dễ tháo lắp, phù hợp với việc sản xuất hang loạt
Đảm bảo tính toán đủ lực kẹp chặt
Đảm bảo tính đơn giản của đồ gá, dễ dàng lắp ráp trên máy công cụ
2.2 Vẽ sơ đồ gá đặt.

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 Ø16 hạn chế 2 bậc tự do
- Dùng một chốt trám vào lỗ Ø16 còn lại để hạn chế bậc tự do còn lại
Sơ đồ định vị cụ thể như sau:

3


Po
Mx

Fms1

Fms2

N1

W
N2

• Định vị:
- 3 bậc tự do: dùng phiến tì
- 2 bậc tự do: dùng chốt trụ ngắn
- 1 bậc tự do: dùng chốt trám
• Kẹp chặt: kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít
• Chọn máy: dùng máy khoan đứng K135, công suất N = 6 (kw)
• Chế độ cắt: khoét thô, khoét tinh và doa

4


2.3 Tính lực kẹp W
Xác định mômen cắt Mx và lực dọc trục Po
a. Tính mômen xoắn Mx
𝑀𝑥 = 10. 𝐶𝑀 . 𝐷𝑞 . 𝑡 𝑥 . 𝑆 𝑦 . 𝑘𝑝
Trong đó: 𝐶𝑀 =0,085; q=0; x=0,75; y=0,8 (tra bảng 5-32 sổ tay công nghệ chế
tạo máy II)
Kp=1 (tra bảng 5-9)
 Mx=10.0,85.39,10 .1,30,75 .1,50,8 .1=14,31 (Nm)
b. Tính lực dọc trục Po
𝑃𝑜 = 10. 𝐶𝑝 . 𝐷𝑞 . 𝑡 𝑥 . 𝑆 𝑦 . 𝑘𝑝
𝐶𝑝 =23,5; q=0; x=1,2; y=0,4 (tra bảng 5-32 sổ tay công nghệ chế tạo máy II)
Po=10.23,5.1,31,2 . 39,10. 1,50,8 .1=378,65 (N)
Công suất cắt Ne=

𝑀𝑥.𝑉
9750

=

14,31.168
9750

= 0,25 (Kw)

c. Tính lực kẹp
Tính mômen gây lật do lực dọc trục Po và mômen xoắn Mx gây ra:
- Do Po gây ra: 𝑀1 =Po.100 = 378,65.100 = 37865 (Nmm)
- Do Mx gây ra:
𝑀𝑥
2.14,31.1000
𝑀2 = 2 .160 =
. 160= 117115,1 Nmm
D

39,1

- Vậy lực kẹp cần thiết W là:
W=

𝑀1 +𝑀2
100

.𝐾 =

37865+117115,1
100

.K=1549,8K (N)

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

-

K = 𝐾0 . 𝐾1 . 𝐾2 . 𝐾3 . 𝐾4 . 𝐾5 . 𝐾6
𝐾0 : hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp Ko = 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 mòn dao 𝐾2 =1
𝐾3 : hệ số tăng lực cắt khi gia công 𝐾3 =1
𝐾4 : hệ số tính đến sai số trong 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.
5


Trường hợp thuận lợi 𝐾5 = 1
- 𝐾6 : hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết 𝐾6 = 1,5
Thay vào công thức ta có K=1,5.1,2.1.1.1,3.1.1,5=3,5
Thay vào ông thức tính lực kẹp ta có: W=1549,8.3,5=5424,3 (N) = 542,43 (Kg)
2.4 Chọn cơ cấu sinh lực Q
Ta chọn cơ cấu sinh lực là ren vít với tay quay để truyền lực. Được sử
dụng như trên cơ cấu ở trên bản vẽ đồ gá.
Phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước nên không tồn tại
sai số kẹp chặt (𝜀𝑘 = 0).
Lực Q đặt lên tay quay của ren vít có mặt kẹp thông qua miếng đệm được
xác định theo công thức:
Q=

𝛽
2

W .[𝑟0 .tan(α + 𝜑0 )+f.R.cot( )]
𝑙

- Đường kính Bulông kẹp chặt:
d≥ √

-

W
0,5[𝜎𝑘]

=√

5424,3
0,5.40

= 16,5 (mm)

 Chọn Bulông M18
𝑟0 là bán kính ngoài trung bình của ren vít, mm.
𝑙 là khoảng cách từ tâm ren vít đến điểm đặt lực Q.
𝛼 là góc nâng của ren vít 𝛼 ( 20 30′ − 30 30′ )
𝜑0 là góc ma sát trong cặp ren vít- đai ốc 𝜑0 = 60 40′
F là 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 là bán kính mặt cầu của đầu ren vít, R=10mm
β là góc giữa hai đường tiếp tuyến của mặt cầu ở đầu ren vít, β= 1200

 Thay số vào công thức tính Q ta có: Q=46,9 (N)
2.5 Nghiệm bền cơ cấu

Các phương trình cân bằng mômen:
Q.l = 𝑀1 +𝑀2 = Q1 . 𝑟0 + F2 .R
Trong đó: - 𝑀1 là mômen ma sát giữa mặt tiếp xúc của ren
- 𝑀2 là mômen ma sát giữa mặt phẳng kẹp và mặt phẳng bị kẹp
- Q1 =2W.tan(α + 𝜑0 )
6


- F2 = 2W.tan𝜑1
- 𝜑1 là góc ma sát giữa mặt phẳng kẹp với bề mặt kẹp
=> Q =

2W .tan(α + 𝜑0 )+2.W.R.tan𝜑1
𝑙

= 52,22(N) > 46,9 (N)

=> Vậy cơ cấu là đủ bền.
2.6 Tính sai số chế tạo đồ gá ℇct
2
2 + 𝜀2
Ta có: ℇ𝑔𝑑 = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑐𝑡
+ 𝜀𝑚
𝑙𝑑
1

1

2

5

Trong đó: - ℇ𝑔𝑑 là sai số gá đặt, được xác định [ℇ𝑔𝑑 ]= .√ .𝛿 với 𝛿 = 200 (∝ 𝑚)
1

 [ℇ𝑔𝑑 ]= .200=50 (∝ 𝑚)
4

- ℇ𝑐 là sai số chuẩn, do quá trình định vị bằng Ê to vào tâm kẹp, cũng
như việc xác định khoảng cánh giữa 2 con dao đĩa 3 mặt khi phay nên ℇ𝑐 = 0
- ℇ𝑘 là sai số kẹp chặt, ở đây phương lực kẹp vuông góc với phương
kích thước thực hiện nên: ℇ𝑘 = 0
- ℇ𝑚 sai số do mòn đồ gá:
ℇ𝑚 =𝛽. √N
𝛽 = 0,3 hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị
N = 2000 là số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá
 ℇ𝑚 =0,3. √2000 =13,4 (∝ 𝑚)
- ℇ𝑐𝑡 là sai số chế tạo đồ gá
- ℇ𝑑𝑐 là sai số điều chỉnh ℇ𝑑𝑐 = 10(∝ 𝑚)
2
2 + 𝜀2 + 𝜀2
Vậy: ℇ𝑔𝑑 = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑐𝑡
+ 𝜀𝑚
𝑑𝑔
𝑑𝑐

Với [ℇ𝑔𝑑 ]=50 (∝ 𝑚)

Từ đó ta xác định được độ chính xác cần chế tạo đồ gá là:
2 + 𝜀 2 ] =√502 − (02 + 02 + 13,42 102 )
ℇ𝑐𝑡 =√[ℇ𝑔𝑑 ]2 − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑑𝑐

ℇ𝑐𝑡 =47 (𝜇𝑚)
Vậy cần phải chế tạo đồ gá có sai số chế tạo là: ℇ𝑐𝑡 =47 (𝜇𝑚)
7


2.7 Nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
Từ sai số chế tạo đồ gá đã tính ℇ𝑐𝑡 =47 (𝜇𝑚), 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 0,047 (mm)
- Độ không vuông góc giữa tâm các chốt và mặt đáy đồ gá nhỏ hơn 0,047 (mm)
- Bề mặt làm việc của chốt định vị, phiến tì, chốt trụ ngắn, chốt trám sau khi
nhiệt luyện đạt từ 50 – 55 HRC

2.8 Chọn, vẽ cứ so dao và các cơ cấu khác
a. Cơ cấu dẫn hướng:
Để thuận tiện cho quá trình gia công ta sử dụng bạc dẫn thay thế nhanh.

b. Cơ cấu định vị:
Cơ cấu định vị gồm: chốt trám, chốt trụ ngắn, phiến tỳ.

8


2.9 Thao tác đồ gá
a. Gá đặt Đồ gá lên bàn máy

- Đưa đồ gá lên bàn máy.
- Bắt bu lông và cố định đồ gá với bàn máy.
b. Gá đặt chi tiết lên đồ gá
Định vị:
-

Dùng Cờ lê vặn đai ốc đơn cho mỏ 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 các bước gá đặt.

9


III.

Vẽ bản vẽ đồ gá trên giấy A3

Để đảm bảo tính thẩm mỹ cho bản báo cáo nên bản vẽ đồ gá trên khổ giấy A3 sẽ
được để ở cuối tài liệu.

10

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy…………….GS.TS Trần Văn Địch (chủ
biên ) NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội
2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy. (3 tập) …..GS.TS Nguyễn Đắc Lộc (chủ
biên)NXB Khoa học và Kỹ thuật - 2005
3. Atlas Đồ Gá……………………………….GS.TS Trần Văn Địch (chủ biên )
NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội
4. Đồ gá…………………………………………....GS.TS Trần Văn Địch, NXB
Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội
5. Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy…………GS.TS Trần Văn Địch
NXB Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội 2000
6. 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

11


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Các tài liệu ban đầu của thiết kế.
Nội dung tính toán và thiết kế đồ gá khoét, doa.
2.1 Nêu nhiệm vụ của đồ gá phay.
2.2 Vẽ sơ đồ gá đặt.
2.3 Tính lực kẹp W.
2.4 Chọn cơ cấu sinh lực Q
2.5 Nghiệm bền cơ cấu.
2.6 Tính sai số chế tạo đồ gá ℇct
2.7 Nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

2.8 Chọn, vẽ cữ so dao và các cơ cấu khác
2.9 Thao tác đồ gá
III. Vẽ bản vẽ đồ gá trên giấy A3
I.
II.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1
2
3
3
3
5
6
6
7
8
8
9
10
11

12


13


14

15


16


17