THIẾT kế đồ gá NGUYÊN CÔNG PHAY mặt a

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG PHAY MẶT A
1. Yêu cầu kỹ thuật cho nguyên công.
- Phay mặt A đạt kích thước yêu cầu, phay đạt độ nhám Rz20 làm chuẩn tinh để làm chuẩn
định vị cho các nguyên công còn lại.
- Cơ cấu kẹp chặt,chốt tỳ phải đảm bảo độ cứng vững khi gá đặt và đảm bảo khi kẹp chi
tiết không bị biến dạng bởi lực kẹp.
-Cơ cấu và hệ thống gá đặt phải đủ điều kiện làm việc là cứng vững,đồng thời cũng phải
đảm bảo một số tiêu chí:
1.
2.
3.

Đơn giản về hệ thống.
Tiết kiệm chi phí làm đồ gá.
Tháo lắp nhanh gọn ,rút ngắn thời giam gia công.

Hình 1:Bản vẽ lắp gá đặt chi tiết .
1


2. Thành phần của đồ gá
• Cơ cấu định vị và xây dựng sơ đồ gá đặt
- Dùng phiến tỳ vào mặt đáy chi tiết hạn chế 3 bậc tự do.
- Dùng chốt trụ tỳ vào mặt bên và mặt cạnh hạn chế 3 bậc tự do còn lại.

Hình 2:Sơ đồ định vị gá đặt gia công phay .
o

Định vị mặt phẳng đáy.
a) Các chi tiết định vị chính:
Các chi tiết định vị chính gồm 4 loại: chốt đỡ cố định, phiến tì cố định, chốt

đỡ điều chỉnh và chốt tự lựa.
* Chốt đỡ cố định (hình 3):

2


Hình 3:Các loại trốt đỡ cố định .
Chốt đỡ cố định dùng để đỡ các mặt của chi tiết gia công, gồm 4 loại và
được tiêu chuẩn hoá về kích thước và hình dáng.
+ Chốt đỡ đầu phẳng (hình 3.a): Dùng dể định vị các mặt phẳng đã dược
gia công.
+ Chốt đỡ đầu chỏm cầu (hình 3.b): Dùng để đỡ các mặt chưa gia công.
+ Chốt đỡ đầu khía nhám (hình 3.c): Dùng để định vị mặt phẳng thô, loại
này có diện tích tiếp xúc lớn nên lâu mòn.
Để thay thế chốt khi mòn, người ta sử dụng chốt đỡ cuống chốt có bạc lót
(hình 3.c).
Chốt đỡ lắp với thân đồ gá theo lắp ghép H7/p6 hoặc H7/n6 , chốt đỡ có
bạc lót thì mặt ngoài của bạc lắp với thân đồ gá theo H7/p6 còn lổ bạc lắp
với chốt theo H7/js6 hoặc H7/h6
Để bề mặt của chốt nằm trên một mặt phẳng khi lắp chốt xong phải mài tất
cả các mặt làm việc của chốt cùng một lúc.
*Phiến tì cố định (Hình4)
Phiến tì cố định dùng để định vị các mặt phẳng của chi tiết lớn, gồm 3
loại:
+ Phiến tì phẳng: Thường đặt trên các mặt phẳng đứng của đồ gá, nhược
điểm khó làm sạch phôi (hình 4 a).
+ Phiến tì bậc: Loại này có chỗ bắt vít thấp hơn mặt định vị 2 đến 4 mm,
phiến tì bậc có chiều rộng lớn ít được sử dụng (hình 4b).
+ Phiến tì xẻ rãnh: Loại này có lỗ bắt vít nằm trên các rãnh sâu từ 1 đến 3
mm, thường được sử dụng nhiều (hình 4c).

3


Hình 4:Các loại phiến tỳ cố định .
*Chốt đỡ điều chỉnh (hình 5):
Chốt đỡ điều chỉnh dùng khi dung sai của phôi thay đổi nhiều, chuẩn định
vị là mặt thô, có sai số về hình dáng, gồm các loại sau:
Chốt đỡ điều chỉnh đầu 6 cạnh (hình 5a).
Chốt đỡ điều chỉnh đầu tròn (hình 5b).
Chốt đỡ điều chỉnh vát 4 cạnh (hình 5c).
Chốt đỡ điều chỉnh lắp trên mặt đứng của đồ gá (hình 5d).

4


Hình 5:Các loại trốt đỡ điều chỉnh .
*Chốt tự lựa (Hình 6):

5


Hình 6:Sơ đồ gá đặt chi tiết trên trốt tự lựa .
Chốt lự lựa dùng khi chuẩn định vị có sai số hoặc các mặt định vị là mặt
bậc thì ta dùng chốt để tự lựa, thay 1; 2 hoặc 3 điểm định vị bằng một chốt
tự lựa có 2 hoặc 3 điểm đỡ, như vậy độ cứng vững của chi tiết gia công
tăng lên và áp lực trên từng điểm tì giảm đi.
Chốt tự lựa gồm các loại sau:

Hình 7:Kết cấu các loại trốt tự lựa .

– Chốt tì 3 điểm (hình 7a).
– Chối tì 2 điểm (hình7b, hình 7c).
6


– Chốt tì 2 điểm dùng khi các điểm tựa cách xa nhau (hình 7d).
b) Các chi tiết định vị phụ :
*Chốt tì tự định vị (hình 8a).

Hình 8a:Kết cấu chốt tỳ tự định vị .
Chốt tự định vị dùng để tăng độ cứng vững của chi tiết gia công, không có
tác dụng tham gia định vị, Dưới tác dụng của lò xo (1) chốt tì (2) luôn luôn
tiếp xúc với mặt gia công khi siết vít (3) thông qua hai chốt trượt (4) và (5)
sẽ làm cố định chốt (2) lại, góc dốc của mặt vát trên chốt tì (2) phải đảm
bảo độ tự hãm (α= 5 ÷60) nếu không chi tiết sẽ bị đẩy lên đầu chốt tì có lắp
mũ ốc (7). Khi đặt chi tiết vào đồ gá phải nới lỏng vít (3), nếu chi tiết gia
công nhẹ quá phải dùng lực tay ép chi tiết xuống trước khi hãm chốt.
*Bộ phận điểu chỉnh (hình 8b).

Hình 8a:Kết cấu chốt tỳ tự định vị
Khi dùng bộ phận đỡ điều chỉnh phải điều chỉnh cho nó tiếp xúc với chi tiết
gia công sau khi định vị chi tiết gia công trên các chi tiết định vị chính.
7


Do mặt phẳng định vị của chi tiết nàm cùng trên 1 mặt phẳng nên ta sử
dụng hai phiến tỳ phẳng để làm định vị mặt đáy cho chi tiết hạn chế 3 bậc
tự do.
o Định vị các mặt bên sử dụng trốt tỳ.
Trốt trụ tròn có đường kính 12 mm,phần chiều cao phần định vị là 15 mm,phần trụ lắp với



đồ gá là 12mm, đường kính 10mm.

Hình 9:Trốt trụ tròn.
•

Cơ cấu kẹp chặt
o

Kẹp chặt bằng bu-lông,đai ốc

Hình 9:Cơ cấu kẹp chặt bằng bu-lông.
o

Kẹp chặt bằng báng lệch tâm
8


Hình 10:Cơ cấu kẹp chặt bằng báng lệch tâm.
o

Kẹp chặt bằng e-to

Hình 11:Cơ cấu kẹp chặt bằng e-to.

9

o

Kẹp chặt bằng cơ cấu liên động

Hình 12:Cơ cấu kẹp chặt bằng e-to.


Nguyên công đồ gá sử dụng là phay nên ta sử dụng cơ cấu bu-lông đai ốc để kẹp chặt mặt bên
của cbih tiết vào coe cấu trốt tỳ mặt bên đảm bảo cứng vững hệ trống và đủ điều kiện gia công
mặt đầu.
•

Cơ cấu so dao

Hình 13: Các loại cơ cấu so dao phay.


Do bề mặt gia công là mặt phẳng nên ta sử dụng cơ cấu so dao (hình 13a)

10


-Cơ cấu so dao là một bộ phận của đồ gá đợc dùng để xác
định chính xác vị trí của dụng cụ cắt so với đồ gá . Cơ cấu
này đợc dùng ở đồ gá phay , bào , tiện và chuốt mặt ngoài. Cơ
cấu so dao rất quan trọng vì trong sản xuất hàng loạt và hàng
khối khi dao bị mòn phải mài lại , kích thớc làm việc của dao
thay đổi , do đó cần phải điều chỉnh lại vị trí của dao so với
đồ gá , việc điều chỉnh đó phải nhờ vào cơ cấu so dao để đỡ
tốn thời gian . Đối với dạng sản xuất hàng loạt nhỏ cũng cần cơ

cấu so dao nhằm điều chỉnh nhanh khi lắp đồ gá lên máy để
gia công từng loạt chi tiết . Ngoài ra cữ so dao cũng rất cần khi
phay các mặt định hình .
-Trong cơ cấu so dao , chi tiét tiếp xúc với dao đợc gọi là căn ,
chúng thờng đợc làm bằng thép dụng cụ và thép hợp kim , nhiệt
luyện đạt độ cứng HRC 55 - 60 . Các bề mặt làm việc của nó
phải đợc mài đạt Ra0,32 (mm).
-Sau khi so dao xong , cất bỏ miếng căn để khi gia công dao
không tiếp xúc với cữ so dao , tránh đợc hiện tợng mòn của cữ so
dao và đảm bảo vị trí tơng đối của nó cho những lần so dao
tiếp theo.
3. Tớnh lc kp
Lực kẹp là cơ sở để thiết kế các cơ cấu kẹp chặt . Việc
tính lực kẹp đợc coi là gần đúng trong điều kiện chi tiết



gia công ở trạng thái cân bằng tĩnh dới tác dụng của các
ngoại lực : lực kẹp , phản lực của mặt tỳ , lực ma sát ở các
bề mặt tiếp xúc , lực cắt và trọng lợng của chi tiết . Trong
thực tế lực cắt không ổn định , lực ma sát cũng không ổn
định do đó lực kẹp cũng không ổn .
Trị số của lực kẹp : trị số của lực kẹp phôi trên đồ gá phải
đảm bảo sao cho phôi cân bằng, ổn định, không bị xô
lệch trong suốt quá trình gia công dới tác dụng của ngoại lực,
trong đó chủ yếu là lực cắt, mômen xoắn, trọng lợng của
bản thân phôi và các lực loại 2 sinh ra trong qua trình gia
công nghĩa là có thể xác định đợc lực kẹp gần đúng bằng
cách giải bài toán cân bằng tĩnh tuỳ theo sơ đồ gá đặt cụ
thể với quan hệ :

M = F(k, Mc , f...)
11


∑P

= F(k, Pc , f...)

Trong quá trình phay mặt chi tiết chịu tác dụng của các các lực sau :
+ Lực cắt Pz,Py,Pr.
+ Lực kẹp W
+ Lực ma sát Fms1, Fms2, Fms3
+ Các phản lực N1 N2 N3


Xác định lực cắt tác dụng vào phôi .

Chọn máy : máy phay nằm đứng 6H12, công suất máy
Nm = 7 KW. Phạm vi tốc độ trục chính là 30 -1500 vòng/phút (18 cấp),phạm vi
bước tiến bàn máy 23,5-1180 (18 cấp), ([3], bảng 9-38, trang 74).
Chọn dao : dao phay phay ngón 4 me
D = 18mm,hợp kim Bk8
Tuổi bền dao : T = 180 ph
S= 0,18 mm/răng
•

Lực Pz ( N )

=> Pz = 186,44( N )
+ Sơ đồ lực :

12


Hình 14:Sơ đồ đặt lực khi phay .



Tính momen chống xoay:
•

Khi phay dưới tác dụng của momen xoắn Mx làm cho chi tiết có thể bị xoay
tròn còn dưới tác dụng của lực chiều trục Pz làm cho chi tiết có thể bị trượt.



Muốn cho chi tiết không bị xoay và bị trượt thì mômen do lực kẹp gây ra phải thắng
mômen Mx và lực cắt Pz.
Dưới tác dụng của lực kẹp W thì xuất hiện lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa chi tiết và mặt
phẳng định vị sẽ không cho chi tiết bị trượt và bị xoay.
Lùc PY = 0,3. PZ = 0,3. 186,44 = 55,9 (N) .
Tõ hai lùc PZ vµ PY ta tæng hîp thµnh lùc PR cã trÞ sè
PR = ==194,64N
13


Có pt cân bằng lực cắt khi có lực kẹp

K.Ptd ≤ W.(f1 + f2)

(1)
Với f1 là hệ số ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ, f1 = 0,15
f2 là hệ số ma sát giữa đòn kẹp và phiến dẫn f2 = 0,1
Trong đó:
W – lực kẹp của cơ cấu kẹp vào phôi cần tính (N)
Ptd - là lực cắt tương đương (N )

K – hệ số an toàn đảm bảo trong quá trình gia

công
K = K0 . K1 . K2 . K3 . K4 . K5 . K6
K0 – hệ số an toàn định mức K0 = 1,5
K1 – hệ số an toàn kể đến lượng dư không đều gia công thô K1=1,2
K2 – hệ số an toàn kể đến dao cùn làm tăng lực cắt K2 = 1,2
K3 – hệ số an toàn kể đến quá trình cắt K3 = 1,2
K4 – hệ số an toàn kể đến nguồn sinh lực không ổn định với cơ cấu kẹp bằng tay
K4 = 1,3
K5 – hệ số kể đến góc quay của cơ cấu cần sinh ra lực kẹp thuận tiện K5 =1
K6 – hệ số tính đến mômen làm lật quanh điểm tựa ( Khi định vị trên các phiến tỳ)
K6 = 1,5
Vậy

K = 1,5 . 1,2 . 1,2 . 1,3. 1 . 1,5 = 4,212

⇒

Lực kẹp chống trượt theo phương trình 1
N

Lực kẹp cần thiết là W = 4000 N=400 Kg

4. Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực.
- Cơ cấu sinh lực là tay công nhân.
- Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ.
14


+ Không làm biến dạng phôi.
+ Kết cấu nhỏ gọn.
+ Thao tác thuận lợi và an toàn.
⇒ Với các yêu cầu như vậy ta chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu đòn kẹp.
⇒Ta chọn cơ cấu kẹp bằng ren vì dễ chế tạo đơn giản và đảm bảo được yêu cầu, thao tác dễ
dàng nhanh chóng .
Đường kính bulông được xác định theo độ bền kéo của bulông :

+ Đường kính bu lông :d = C.

W
δ

(mm)

Trong đó :
C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,4)
d :đường kính ngoài của ren (mm).
W :lực kẹp chặt được tính từ momen cắt
δ

: ứng suất bền của vật liệu ;

δ

= 8 -10 kg/mm2.

d = mm.
Chọn bulông M10 theo tiêu chuẩn .


Các cơ cấu khác.
1. Cơ cấu dẫn hướng gồm cữ so dao,
2. Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc.
3. Thân đồ gá được chọn theo kết cấu như bản vẽ lắp, thân đồ gá được chế tạo bằng
gang.

5. Tính độ chính xác của đồ gá.
Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy định điều kiện kỹ thuật
chế tạo và lắp ráp đồ gá.
Ta phải so sai số gá đặt đạt yêu cầu
⇒ Sai số chế tạo lắp ráp đồ gá phải thoả mãn yêu cầu của nguyên công
15


εđg =

2
ε m2 + ε ld2 + ε CTLR

εCTLR ≤
•

[ε gd ] 2 − ε c2 − ε K2 − ε m2 − ε ld2

Sai số gá đặt cho phép: [εgđ]

[εgđ] =

1 1
 ÷ 
5 2

.δ

δ: Dung sai kích thước cần đạt của nguyên công là: δ = 200µm = 0,2 ( mm )
Lấy
•

1
1
[εgđ] = 5 . δ = 5 . 200 = 40 (µm)

Sai số chuẩn: εc
Trường hợp này sai số chuẩn εc = 0. Do kích thước cần đạt chỉ phụ thuộc và độ
chính xác của việc chế tạo phiến dẫn.

•

Sai số lắp đặt đồ gá trên máy: εlđ
Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá.
Sai số lắp đặt [εlđ] phụ thuộc quá trình gá đặt (lắp) đồ gá trên máy gia công.
Thường lấy εlđ = 10 µm ( 5 ÷ 10 )

•

Sai số mòn: εm
Là sai số do đồ gá bị mòn gây ra εm = β .

N

( µm )

β: Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị.
Với đồ định vị là phiến tỳ β = 0,3 ( 0,2 ÷ 0,4 )
N: Số lần định vị chi tiết lên đồ gá. N = 8000 ( chi tiết )
⇒
•

εm = 0,3 . = 26,8 ( µm )

Sai số kẹp chặt: εK

16


Trong trng hp ny phng ca lc kp vuụng gúc vi phng ca kớch thc
thc hin nờn k = 0
Thay vo cụng thc tớnh sai s ch to lp rỏp gỏ ta cú:
CTLR =

[ gd ] 2 c2 K2 m2 ld2

= = 28,7( àm )
Vy CTLR = 30 ( àm )


Yờu cu k thut ca gỏ.

Hỡnh 14:Bn v lp nguyờn cụng phay .
1.
2.
3.
4.
5.

khụng vuụng gúc gia mt t v mt gỏ 0,03/100 ( mm )
khụng vuụng gúc gia cỏc mt thõn gỏ 0,03 ( mm )
búng ca cỏc b mt lp rỏp v nh v : cp 7
cng ca cỏc cht t v cht nh v 5055 HR
Yêu cầu đối với thân đồ gá:

Tất cả thân đồ gá và đế đồ gá phải đc ủ để khử ứng suất


Kiểm tra đồ gá :
17


Phải kiểm tra tất cả các kích thớc chuẩn
Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết
Kiểm tra độ cứng vững của đồ gá
Sơn đồ gá :

Sau khi đồ gá đợc kiểm tra tất cả các bề mặt không
gia công cần phải đợc sơn dầu. Màu sơn có thể tuỳ ý,
lớp sơn phải kh
+ Các chi tiết nh tay quay, chi tiết khoá, bulông, đai ốc
đợc nhuộm lấy màu bằng phơng pháp hóa học.
Những yêu cầu an toàn về đồ gá :
+ Những chi tiết ngoài không đc có cạnh sắc.
+ Không đợc làm xê dịch vị trí của đồ gá khi thay đổi
điều chỉnh trên máy.
+ Đồ gá cần đợc cân bằng tĩnh và cân bằng động.
+ Kết cấu của đồ gá thuận tiện cho việc quét dọn phoi
và dung dịch trơn nguội trong quá trình gia công.
+ Khi lắp các chi tiết trên đồ gá phải có dụng cụ chuyên

+
+
+

+

dùng.

18


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đại học công nghiệp Hà Nội khoa cơ khí
Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ
[2] Đặng Văn Nghìn – Lê Trung Thực.
Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy tập 1,2và 3 . ĐHBK Hà Nội 1970

[3] Nguyễn Đắc Lộc – Ninh Đức Tốn – Lê Văn Tiến - Trần Xuân Việt.
Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 và 2 NXB KHKT-2000
[4] Đặng Vũ Giao.
Tính và thiết kế đồ gá ĐHBK Hà Nội-1969
[5] Nguyễn Ngọc Anh - Phạm Đình Thuyên - Nguyễn Ngọc Thư – Hà Văn Vui.
Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, III, IV.
[6] Nguyễn Ngọc Đào - Hồ Viết Bình.
Chế độ cắt khi gia công cơ ĐHSPKT.TPHCM
[7] Hồ Viết Bình – Lê Đăng Hoành - Nguyễn Ngọc Đào.
Đồ gá gia công cơ khí tiện phay bào mài ĐHSPKT.TPHCM
[8] Trần Văn Địch .
Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy NXB KHKT-1999
[9] Văn Giáp – Thái Thị Thu Hà.
Các phương pháp gia công kim loại NXB ĐHQG TPHCM-2001
[10] Bộ môn công nghệ chế tạo máy.
Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy tập 1 và 2 ĐHBK HN-1997

19


-------------Hết-------------

20