Giáo trình Đồ gá trên máy công cụ: Phần 1 ĐH Phạm Văn Đồng

Đại học Phạm Văn Đồng

GIÁO TRÌNH
ĐỒ GÁ TRÊN MÁY CÔNG CỤ

PGS.TS. Phạm Đăng Phước
ThS. Phạm Văn Trung
ThS. Trương Quang Dũng

5/2017


U N T N QUẢN N
TRƯỜN ĐẠ ỌC P ẠM VĂN ĐỒN
----------

PGS.TS. Phạm Đăng Phước (chủ biên)
ThS. Phạm Văn Trung
ThS. Trương Quang Dũng

GIÁO TRÌNH

ĐỒ GÁ TRÊN MÁY CÔNG CỤ
(Dùng cho bậc ĐH)

Quảng Ngãi, tháng 12/2018


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ ......................................................................... 2

1.1. Khái niệm chung về các loại đồ gá và trang bị công nghệ ................................... 2
1.2. Định nghĩa và công dụng của đồ gá trên máy cắt kim loại .................................. 3
1.2.1. Định nghĩa đồ gá máy cắt kim loại: ............................................................... 3
1.2.2. Công dụng của đồ gá máy cắt kim loại: ........................................................ 3
1.3. Phân loại đồ gá trên máy công cụ ......................................................................... 3
1.3.1 Phân loại theo nhóm máy ............................................................................... 3
1.3.2 Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa ......................................................... 4
1.3.3 Phân loại theo nguồn động lực ....................................................................... 8
1.4. Các thành phần chính của đồ gá ........................................................................... 8
1.5. Yêu cầu đối với đồ gá trên máy cắt kim loại ........................................................ 9
Chương 2: ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ ..................................................................... 11
2.1. Quá trình gá đặt chi tiết ...................................................................................... 11
2.1.1. Khái niệm về định vị ................................................................................... 11
2.1.2. Yêu cầu đối với đồ định vị .......................................................................... 12
2.1.3. Nguyên tắc định vị 6 điểm........................................................................... 12
2.2. Sai số gá đặt ........................................................................................................ 16
2.2.1. Sai số chuẩn ................................................................................................. 17
2.2.2. Sai số kẹp chặt ............................................................................................. 25
2.2.3. Sai số đồ gá .................................................................................................. 28
2.3. Các chi tiết định vị của đồ gá ............................................................................. 30
2.4. Các chi tiết định vị mặt phẳng ............................................................................ 31
2.4.1. Các chi tiết định vị chính ............................................................................. 31
2.4.2. Các chi tiết định vị phụ ................................................................................ 36
2.5. Các chi tiết định vị mặt trụ ngoài ....................................................................... 38
2.6. Các chi tiết định vị mặt trụ trong ........................................................................ 38
2.6.1. Chốt gá (chốt trụ)......................................................................................... 39
2.6.2. Chốt côn định vị .......................................................................................... 40
2.6.3. Trục gá (chốt tâm) ....................................................................................... 40
2.6.4. Tính sai số định vị khi định vị bằng mặt trong ............................................ 42
i

2.6.5. Mũi tâm ....................................................................................................... 44
2.7. Định vị kết hợp ................................................................................................... 46
Chương 3: KẸP CHẶT VÀ CÁC CƠ CẤU KẸP CHẶT ........................................ 54
3.1. Khái niệm về kẹp chặt ........................................................................................ 54
3.2. Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt. ........................................................................ 54
3.3. Phương pháp xác định lực kẹp ........................................................................... 55
3.3.1. Phương và chiều của lực kẹp ....................................................................... 55
3.3.2. Điểm đặt của lực kẹp ................................................................................... 56
3.3.3 Phân loại cơ cấu kẹp chặt ............................................................................. 57
3.3.4. Trình tự tính lực kẹp .................................................................................... 58
3.4. Kẹp chặt bằng chêm ........................................................................................... 63
3.4.1. Tính lực kẹp của chêm ................................................................................ 63
3.4.2. Tính tự hãm khi kẹp bằng chêm .................................................................. 65
3.4.3. Lực cần thiết để tháo chêm ra ...................................................................... 66
3.4.4.Tính chêm có con lăn ................................................................................... 67
3.4.5. Tính chêm có chốt trượt .............................................................................. 68
3.5. Kẹp chặt bằng ren vít .......................................................................................... 70
3.5.1. Khái niệm .................................................................................................... 70
3.5.2. Kết cấu ......................................................................................................... 70
3.5.3. Tính toán lực kẹp của cơ cấu kẹp ren vít ..................................................... 72
3.5.4. Kẹp bằng ren vít - đòn ................................................................................. 76
3.6. Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm.............................................................................. 77
3.7. Cơ cấu phóng đại lực kẹp ................................................................................... 80
3.7.1. Cơ cấu phóng đại bằng thanh truyền ........................................................... 81
3.7.2. Cơ cấu phóng đại lực bằng khí nén – dầu thủy lực ..................................... 82
3.8. Các cơ cấu sinh lực ............................................................................................. 84
3.8.1. Cơ cấu sinh lực khí nén ............................................................................... 84
3.8.2. Truyền động bằng dầu ép ............................................................................ 89

3.8.3. Cơ cấu sinh lực nhờ lực hút điện từ ............................................................ 92
3.8.4. Cơ cấu sinh lực nhờ lực ly tâm .................................................................... 95
3.9. Kẹp chặt nhiều chi tiết đồng thời........................................................................ 96
3.10. Các cơ cấu kẹp nhanh bằng tay ........................................................................ 98
Chương 4 : CÁC CƠ CẤU TỰ ĐỊNH TÂM ...........................................................102
4.1. Khái niệm .........................................................................................................102
4.2. Tự định tâm bằng ren vít trái chiều ..................................................................103
4.3. Tự định tâm bằng khối V..................................................................................103

ii


4.4. Tự định tâm bằng đòn bẩy ................................................................................105
4.5. Tự định tâm bằng đường cong..........................................................................105
4.6. Tự định tâm bằng ống kẹp đàn hồi. ..................................................................106
4.7. Tự định tâm bằng khe chêm. ............................................................................109
4.8. Tự định tâm bằng lò xo đĩa. ..............................................................................109
4.9. Tự định tâm bằng chêm. ...................................................................................110
4.10. Tự định tâm bằng chất dẻo. ............................................................................111
Chương 5 : CÁC CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ ...................................................113
5.1. Cơ cấu dẫn hướng .............................................................................................113
5.1.1. ạc dẫn hướng ...........................................................................................113
5.1.2. Phiến dẫn ...................................................................................................118
5.1.3. Cơ cấu dẫn hướng dao khi chuốt ...............................................................120
5.2. Cơ cấu so dao ...................................................................................................121
5.3. Cơ cấu định vị đồ gá .........................................................................................122
5.4. Cơ cấu phân độ .................................................................................................124
5.5. Cơ cấu chép hình. .............................................................................................129
5.6. Thân đồ gá ........................................................................................................130
Chương 6: TỰ ĐỘNG HÓA ĐỒ GÁ VÀ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY TỰ ĐỘNG .......132

6.1. Tự động hóa đồ gá ............................................................................................132
6.1.1. Tự động hóa đồ gá bằng khí nén ...............................................................132
6.1.2. Tự động hóa bằng dầu ép...........................................................................134
6.1.3. Tự động hóa bằng điện từ ..........................................................................134
6.1.4. Một số cơ cấu kẹp chặt tự động .................................................................136
6.2. Đồ gá trên máy tự động ....................................................................................137
Chương 7: TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ...........................................................142
7.1. Yêu cầu .............................................................................................................142
7.2. Các bước thực hiện ...........................................................................................142
PHỤ LỤC 1: ĐỒ GÁ SỬ DỤNG TRÊN MÁY TIỆN ............................................146
PHỤ LỤC 2: ĐỒ GÁ SỬ DỤNG TRÊN MÁY PHAY...........................................161
PHỤ LỤC 3: ĐỒ GÁ SỬ DỤNG TRÊN MÁY KHOAN – KHOÉT – DOA .......173
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................190

iii


LỜI NÓI ĐẦU
Trong ngành Cơ khí, trang bị công nghệ có vai trò quan trọng và góp phần
mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật tốt cho quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí. Xác
định, lựa chọn, thiết kế và tính toán trang thiết bị hợp lý là một nội dung chuyên môn
trong khâu chuẩn bị công nghệ cho quá trình sản xuất sản phẩm.
Giáo trình Đồ gá trên máy công cụ được biên soạn theo nội dung phân phối
chương trình do Trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng. Nội dung được xây dựng
theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu và trên cơ sở kế thừa những nội dung được giảng dạy
ở các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất
lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa.
Nội dung của giáo trình Đồ gá trên máy công cụ bao gồm 7 chương với thời
lượng 30 tiết, sẽ giới thiệu cho sinh viên các kiến thức tổng quát về đồ gá, bao gồm:
cấu tạo tổng quát của đồ gá, tác dụng và yêu cầu của đồ gá,… cơ sở phân loại và lựa

chọn đồ gá trên máy cắt kim loại. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các chi tiết và cơ
cấu định vị, các cơ cấu kẹp chặt thông dụng, cơ cấu dẫn hướng, cữ so dao… Phương
pháp lựa chọn các chi tiết và cơ cấu định vị phù hợp để định vị. Phương pháp tính lực
kẹp, cách tính lực kẹp cho từng phương pháp kẹp chặt cụ thể đồng thời lựa chọn cơ
cấu kẹp chặt phù hợp. Các kiến thức cơ bản để thiết kế một đồ gá trên máy cắt kim
loại.
Tuy nhóm tác giả có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc không
tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm tác giả mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp, xây
dựng của bạn đọc và đồng nghiệp để nội dung giáo trình được hoàn thiện hơn. Chúng
tôi xin chân thành cảm ơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ qua email: ;
; .
Quảng Ngãi, tháng 12/2018
Nhóm biên soạn

1


Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ
1.1. Khái niệm chung về các loại đồ gá và trang bị công nghệ
Trong quá trình sản xuất của ngành cơ khí chế tạo máy, toàn bộ các phụ tùng
kèm theo máy gia công để giúp cho máy đó thực hiện có hiệu quả quá trình công nghệ
gia công các đối tượng sản xuất, đều được gọi là các trang bị công nghệ.
Như vậy trang bị công nghệ nói chung bao gồm các loại đồ gá trên máy cắt, đồ
gá lắp ráp, đồ gá kiểm tra, các dụng cụ cắt, các dụng cụ phụ, các cơ cấu cấp phôi, tháo
phôi, đồ gá gia công nóng,….
Theo kết cấu và công dụng, trang bị công nghệ được phân thành hai loại: trang
bị công nghệ vạn năng và trang bị công nghệ chuyên dùng.
Đặc điểm của trang bị công nghệ vạn năng là không phụ thuộc vào đối tượng
gia công nhất định và được sử dụng chủ yếu vào dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.

Trang bị công nghệ chuyên dùng có kết cấu và tính năng của nó phụ thuộc vào một
hoặc một nhóm đối tượng gia công nhất định, nó được dùng chủ yếu trong sản xuất
hàng khối và loạt lớn, cá biệt trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc yêu cầu có độ chính xác
cao hoặc đối với những chi tiết bắt buộc phải dùng đồ gá chuyên dùng mới gia công
được.
Đối với máy cắt kim loại, người ta thường sử dụng các loại trang bị công nghệ
là đồ gá gia công cơ, dụng cụ phụ và dụng cụ cắt.
- Đồ gá gia công cơ hay còn gọi là đồ gá chi tiết (hoặc gọi tắt là đồ gá) dùng để
định vị và kẹp chặt chi tiết gia công.
-

ụng cụ phụ (đồ gá dao): là một loại trang bị công nghệ dùng để gá đặt dụng cụ

cắt trong quá trình gia công. Tùy theo yêu cầu sử dụng mà kết cấu các loại dụng cụ
phụ có thể là vạn năng hoặc chuyên dùng.
 Đồ gá chi tiết cùng với dụng cụ phụ và dụng cụ cắt gọi chung là trang bị công
nghệ.
 Hệ thống công nghệ gồm Máy – Đồ gá – Dao – Chi tiết.

2


Đồ gá gia công cơ chiếm từ 80%÷90% trong tổng số đồ gá nói chung. Trong
giáo trình này chủ yếu ta nghiên cứu các đồ gá trên máy cắt kim loại, bên cạnh đó ta
nghiên cứu một số đồ gá khác.

1.2. Định nghĩa và công dụng của đồ gá trên máy cắt kim loại
1.2.1. Định nghĩa đồ gá máy cắt kim loại
Đồ gá máy cắt kim loại là một loại trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí
chính xác của chi tiết gia công so với dụng cụ cắt, đồng thời giữ vững vị trí đó trong

suốt quá trình gia công.
1.2.2. Công dụng của đồ gá máy cắt kim loại
- Đảm bảo độ chính xác vị trí của các bề mặt gia công. Nhờ đồ gá có thể xác
định một cách chính xác vị trí tương đối của chi tiết gia công đối với máy và dao cắt
một cách nhanh chóng, ổn định và tin cậy.
- Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công vì vị trí của chi tiết so với máy,
dao được xác định bằng các đồ định vị, không phải rà gá mất nhiều thời gian.
- Có thể mở rộng khả năng công nghệ của thiết bị: nhờ đồ gá mà một số máy có
thể đảm nhận công việc của máy khác chủng loại. Ví dụ, có thể mài trên máy tiện, có
thể tiện trên máy phay hoặc phay trên máy tiện.
- Đồ gá giúp cho việc thực hiện các nguyên công được dễ dàng hơn, nếu không
có đồ gá thì có thể không gia công được. Ví dụ, khoan lỗ nghiêng, khoan trên mặt trụ,
đồ gá phân độ để phay bánh răng,…
- iảm nhẹ sự căng thẳng và cải thiện điều kiện làm việc của công nhân; không
cần sử dụng bậc thợ cao.
Nhờ những tác dụng trên mà việc sử dụng đồ gá đúng loại, đúng lúc, sẽ mang
lại hiệu quả kinh tế cao.
1.3. Phân loại đồ gá trên máy công cụ
1.3.1 Phân loại theo nhóm máy
- Đồ gá tiện.
- Đồ gá phay.
- Đồ gá bào.

3


- Đồ gá mài.
- Đồ gá xọc.
- Đồ gá chuốt.
- Đồ gá khoan. ….

1.3.2 Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa
a) Đồ gá vạn năng: là những đồ gá đã được tiêu chuẩn, có thể gia công được
những chi tiết khác nhau mà không cần thiết có những điều chỉnh đặc biệt. Đồ gá vạn
năng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất loạt nhỏ - đơn chiếc.
Ví dụ: mâm cặp 3 chấu, mâm cặp 4 chấu, êtô, đầu phân độ vạn năng, bàn từ…

a)

b)

c)

Hình 1.1. a) Mâm cặp bốn chấu; b) Mâm cặp ba chấu; c) Êtô
b) Đồ gá chuyên dùng: là loại đồ gá được thiết kế và chế tạo cho một nguyên
công gia công nào đó của chi tiết. Vì vậy, khi sản phẩm thay đổi hoặc nội dung nguyên
công thay đổi thì đồ gá này không được sử dụng lại được.

o đó loại đồ gá này được

sử dụng khi sản phẩm và công nghệ tương đối ổn định trong sản xuất loạt lớn, hàng
khối.
Ví dụ: đồ gá gia công lỗ ắc pittong, đồ gá phay biên dạng cam…
c) Đồ gá vạn năng lắp ghép (đồ gá tổ hợp):
Theo yêu cầu gia công của một nguyên công nào đó, chọn một bộ các chi tiết
tiêu chuẩn hoặc bộ phận đã được chuẩn bị trước để tổ hợp thành các đồ gá. Loại đồ gá
này sau khi dùng xong có thể tháo ra, lau chùi sạch sẽ và có thể cất vào kho để tiếp tục
sử dụng.

4

Sử dụng loại đồ gá này có ưu điểm là giảm chu kỳ thiết kế và chế tạo đồ gá, làm
giảm thời gian chuẩn bị sản xuất; đồng thời với một bộ các chi tiết của đồ gá đã được
tiêu chuẩn hóa có thể được sử dụng nhiều lần, tiết kiệm vật liệu chế tạo đồ gá; giảm
công lao động và giảm giá thành sản phẩm.
Nhược điểm: cần đầu tư vốn khá lớn để chế tạo hàng vạn chi tiết tiêu chuẩn với
độ chính xác và độ bóng cao, vật liệu các chi tiết này thường là thép hợp kim, thép
crôm, thép niken; độ cứng vững kém hơn đồ gá thông dụng; nặng và cồng kềnh hơn so
với đồ gá vạn năng.
Ứng dụng: loại đồ gá này dùng thích hợp trong dạng sản xuất loạt nhỏ, chủng
loại chi tiết nhiều, đặc biệt đối với những sản phẩm mới.

5


Hình 1.2a. Đồ gá vạn năng lắp ghép (khi gá đặt chi tiết dạng trụ)
1-Chi tiết gia công, 2- Cơ cấu định vị, 3- Vít, 4- Tấm đế, 5- Cơ cấu kẹp

6


Hình 1.2b. Đồ gá vạn năng lắp ghép (khi gá đặt chi tiết dạng hộp)
1-Chi tiết gia công, 2- Cơ cấu định vị, 3- Vít, 4- Tấm đế, 5- Cơ cấu kẹp
d) Đồ gá vạn năng điều chỉnh
Đồ gá này gồm có bộ phận cố định và bộ phận thay đổi.

ộ phận cố định là

phần cơ sở dùng cho các chi tiết khác nhau. ộ phận thay đổi là những chi tiết của đồ
gá được sử dụng tùy theo hình dạng và kích thước của chi tiết gia công.

Ví dụ, mâm cặp hoa mai dùng trên máy tiện; các loại êtô khí nén dùng trên máy
phay có má êtô thay đổi còn đế êtô là phần cố định,…

7


Hình 1.3 Đồ gá vạn năng điều chỉnh
1.3.3 Phân loại theo nguồn động lực
-

Đồ gá tác động bằng tay.

-

Đồ gá tác động bằng cơ khí.

-

Đồ gá tác động bằng khí nén, dầu ép, điện từ, chân không...

-

Đồ gá phối hợp: phối hợp các nguồn động lực ở trên.

Ngoài ra người ta còn phân theo mức độ tự động, gồm các đồ gá tác động bằng
tay, bán tự động và tự động; hoặc trong sản xuất dây chuyền tự động có loại đồ gá cố
định và đồ gá vệ tinh,….
1.4. Các thành phần chính của đồ gá
Chủng loại và kết cấu đồ gá gia công tuy có khác nhau, nhưng nguyên lý làm
việc của nó trên cơ bản giống nhau. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, trước hết

chúng ta căn cứ vào tính năng giống nhau của các chi tiết và cơ cấu trong đồ gá để
phân loại. Các thành phần chủ yếu của đồ gá gia công gồm:
- ộ phận định vị: dùng để xác định vị trí tương đối của chi tiết so với máy hoặc
dụng cụ cắt.
- ộ phận kẹp chặt: dùng để giữ không cho chi tiết bị xê dịch khi gia công.
- Các cơ cấu truyền lực từ nơi tác động đến vị trí kẹp chặt
- Các cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt như: phiến dẫn, bạc dẫn, then dẫn, dưỡng
so dao…
- Các cơ cấu quay và phân độ
8


- Thân đồ gá và đế đồ gá để lắp ráp các bộ phận trên tạo thành một bộ đồ gá
hoàn chỉnh.
- Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá vào bàn máy của máy cắt kim loại.

1
2

3
7

4

6
5

Hình 1.4 Các thành phần của đồ gá khoan – khoét – doa
1-Bạc dẫn hướng; 2-Phiến dẫn; 3-Khối V ngắn cố định;
4-Phiến tỳ; 5-Thân đồ gá; 6-Khối V ngắn di động; 7-Cơ cấu kẹp chặt

1.5. Yêu cầu đối với đồ gá trên máy cắt kim loại
Đồ gá trên máy cắt kim loại phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Kết cấu phải phù hợp với yêu cầu sử dụng, dạng sản xuất, điều kiện cụ thể của
nhà máy về trang thiết bị, trình độ kỹ thuật của người công nhân…
- Đảm bảo được độ chính xác qui định: nguyên lý làm việc phải đúng, chi tiết
định vị và dẫn hướng phải có cấu tạo hợp lý và có độ chính xác cần thiết, chi tiết kẹp
chặt phải đủ độ cứng vững, đồ gá phải được định vị và kẹp chặt một cách chính xác
trên máy.

9


- Sử dụng thuận tiện và an toàn khi làm việc: gá và tháo chi tiết gia công dễ
dàng, dễ quét dọn phoi, dễ lắp trên máy, dễ thay thế những chi tiết bị mòn và hư
hỏng,…
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Đồ gá là gì? Phân biệt đồ gá gia công cơ với dụng cụ phụ? Lấy ví dụ?
Câu 2: Trình bày công dụng của đồ gá?
Câu 3: Trình bày yêu cầu của đồ gá?
Câu 4: Trình bày các thành phần chính của đồ gá?

10


Chương 2: ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ
2.1. Quá trình gá đặt chi tiết
Khi tiến hành gia công một bề mặt nào đó của chi tiết, trước tiên cần phải thực
hiện hai quá trình sau:
- Xác định vị trí của chi tiết gia công so với máy hoặc dụng cụ cắt. Đó là quá
trình định vị.

-

iữ chặt chi tiết không cho ngoại lực làm thay đổi vị trí đã định vị (ngoại lực

chủ yếu là: lực cắt, lực ly tâm, trọng lực,…). Đó là quá trình kẹp chặt.
Ví dụ khi tiện chi tiết hình trụ, dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm để gá đặt,
quá trình này tiến hành như sau: đưa chi tiết vào mâm cặp, vặn cho ba chấu tiếp xúc
với chi tiết, điều chỉnh cho tâm chi tiết trùng với tâm máy – đó là quá trình định vị.
Sau khi định vị xong ta xiết mâm cặp để giữ chặt chi tiết, không cho chi tiết trượt hoặc
xoay khi cắt – đó là quá trình kẹp chặt. Trong quá trình gá đặt, thông thường quá trình
định vị diễn ra trước quá trình kẹp chặt.
Quá trình gá đặt chi tiết bao gồm quá trình định vị và quá trình kẹp chặt.
2.1.1. Khái niệm về định vị
Trong môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy ta đã đề cập đến vấn đề định vị. Đối
với đồ gá thì định vị lại trở thành vấn đề cụ thể hơn nữa và không thể tách khỏi đồ gá
được. Đồ gá là trang bị công nghệ trực tiếp làm nhiệm vụ định vị chi tiết trong quá
trình gia công, cho nên vấn đề định vị là một trong những vấn đề chính của đồ gá.
Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết gia công cần phải xác định chính xác vị trí
tương đối giữa chi tiết gia công với dao cắt thông qua đồ gá bắt chặt trên bàn máy và
các đồ định vị của đồ gá. Đồ định vị là các chi tiết hoặc cơ cấu của đồ gá mà mặt làm
việc tiếp xúc với mặt chuẩn định vị của chi tiết gia công, theo đó vị trí của chi tiết sẽ
được xác định chính xác so với máy hoặc dao.
Như vậy, định vị là xác định chính xác vị trí tương đối của chi tiết so với dụng cụ
cắt trước khi gia công, nhằm mục đích sau khi dao cắt đi lớp kim loại bề mặt sẽ tạo ra
một bề mặt mới có vị trí chính xác tương đối so với chuẩn khởi xuất.

11


2.1.2. Yêu cầu đối với đồ định vị

Sử dụng hợp lý đồ định vị sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực vì có thể xác
định chính xác vị trí của chi tiết một cách nhanh chóng, giảm được thời gian phụ và
nâng cao năng suất lao động.
Để đảm bảo được chức năng đó, đồ định vị phải thỏa mãn những yêu cầu sau
đây:
- Đồ định vị cần phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gia
công về mặt hình dáng và kích thước
- Đồ định vị cần phải đảm bảo độ chính xác lâu dài về kích thước và vị trí tương
quan, do đó đồ định vị phải đảm bảo độ bền, có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi
thọ qua nhiều lần gá đặt.
2.1.3. Nguyên tắc định vị 6 điểm
Về phương diện hình học đơn thuần thì bậc tự do theo một phương nào đó của
một vật rắn tuyệt đối là khả năng di chuyển của vật rắn theo phương đó mà không bị
bất kỳ một cản trở nào. Tuy nhiên trong phạm vi môn học, cần được hiểu rằng nếu vật
rắn tuyệt đối có thể dịch chuyển trong một giới hạn nào đó theo một phương, cũng có
nghĩa là vật rắn tuyệt đối đó có bậc tự do theo phương đó.

Z
oz
III

oz

'
y 6

II
5
4'

'

6

1

2
3

4

X

z

0

oy

5

1'

ox

X

2'
3'''

Y

I

ox

oy

Hình 2.1 Nguyên tắc định vị 6 điểm
Trong hệ tọa độ Đề các, một vật rắn tuyệt đối có 6 bậc tự do. 6 bậc tự do đó là:
3 bậc tịnh tiến dọc trục Ox , Oy , Oz và 3 bậc quay quanh ba trục Ox, Oy, Oz.

12


Chẳng hạn khi đặt một khối lập phương trong hệ tọa độ Đề các (hình 2.1), có
thể thấy các chuyển động trên được khống chế như sau:
- Điểm 1 khống chế bậc tịnh tiến theo Oz
- Điểm 2 khống chế bậc quay quanh Ox.
- Điểm 3 khống chế bậc quay quanh Oy.
- Điểm 4 khống chế bậc tịnh tiến theo Ox
- Điểm 5 khống chế bậc quay quanh Oz.
- Điểm 6 khống chế bậc tịnh tiến theo Oy
Người ta dùng nguyên tắc 6 điểm này để định vị các chi tiết khi gia công.
Chú ý:
- Trong quá trình định vị chi tiết, không phải lúc nào cũng khống chế cả 6 bậc tự
do, mà tùy theo yêu cầu gia công ở từng nguyên công, số bậc tự do có thể được khống
chế từ 3 đến 6. Số bậc tự do được khống chế phụ thuộc vào hình dáng và kích thước
của bề mặt gia công.
- Số bậc tự do khống chế không lớn hơn 6, nếu có 1 bậc tự do nào đó được khống

chế quá 1 lần thì gọi là siêu định vị. Siêu định vị sẽ làm cho phôi gia công bị kênh
hoặc lệch, không đảm bảo được vị trí chính xác, gây ra sai số gá đặt phôi, ảnh hưởng
đến độ chính xác gia công.

o đó, trong quá trình gia công không nên để xảy ra hiện

tượng siêu định vị.
Ví dụ về các chi tiết định vị:
+ Một mặt phẳng tương đương 3 điểm (khống chế 3 bậc tự do).
+ Một khối V dài tương đương 4 điểm (khống chế 4 bậc tự do).
+ Một khối V ngắn tương đương 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do).
+ Một chốt trụ dài tương đương với 4 điểm (khống chế 4 bậc tự do).
+ Một chốt trụ ngắn tương đương với 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do).
+ Một chốt trám tương đương 1 điểm
(khống chế 1 bậc tự do).
Ví dụ 2.1: Yêu cầu gia công chi tiết đảm
bảo kích thước , ta cần giải quyết 2 vấn đề sau:

13


+ Xác định số bậc tự do cần thiết ảnh hưởng đến kích thước .
+ Chọn chuẩn định vị và lập sơ đồ định vị.
- Xác định số bậc tự do cần khống chế như sau: lập hệ trục tọa độ Oxyz.
Hình 2.2
Ta thấy:
- Tịnh tiến theo trục Oz
Ảnh hưởng đến kích thước

- Quay quanh trục Ox

- Quay quanh trục Oy

Các bậc tự do Ox , Oy , Oz không ảnh hưởng đến kích thước .
Như vậy để đảm bảo kích thước

cần định vị 3 bậc tự do.

- Chọn chuẩn: theo nguyên tắc chọn chuẩn trong công nghệ chế tạo máy. Ở đây ta
chọn mặt đáy làm chuẩn định vị, khống chế 3 bậc tự do theo yêu cầu, kẹp chặt, xác
định vị trí dao và vẽ thành sơ đồ như trên, gọi là sơ đồ định vị chi tiết.
Ví dụ 2.2: Xác định số bậc tự do cần khống chế và vẽ sơ đồ định vị để gia công
rãnh then đảm bảo kích thước , C,

và L

Hình 2.3
Xác định số bậc tự do cần khống chế như sau: lập hệ trục tọa độ Oxyz.
- Đối với kích thước , ta thấy:
+ Tịnh tiến theo trục Oz
+ Quay quanh trục Ox

Ảnh hưởng đến kích thước

Các bậc tự do Ox , Oy , Oz, Oy không ảnh hưởng đến kích thước .
- Đối với kích thước : do dao xác định.
- Đối với kích C, ta thấy:
+ Tịnh tiến theo trục Ox
+ Quay quanh trục Oz

Ảnh hưởng đến kích thước C

14


Các bậc tự do Oz , Oy , Oy, Ox không ảnh hưởng đến kích thước C.
- Đối với kích L, ta thấy:
+ Tịnh tiến theo trục Oy : ảnh hưởng đến L
+ Còn lại không ảnh hưởng đến kích thước L.
Tổng hợp lại, để đạt các kích thước , C, , L cần khống chế 5 bậc tự do, trừ bậc
tự do Oy không cần định vị.
Định chuẩn và lập sơ đồ định vị:
Nếu chọn mặt trụ của chi tiết làm chuẩn, định vị trên khối V dài sẽ khống chế các
bậc tự do Oz , Oz , Ox , Ox, còn bậc tự do Oy chưa được khống chế theo yêu cầu,
muốn vậy ta phải dùng thêm chuẩn chắn ở mặt đầu chi tiết.
Sơ đồ định vị như sau:

Hình 2.4
Ví dụ 2.3:

Hình 2.5
Khi tiện trơn một trục dài, người ta dùng chuẩn tinh phụ là hai lỗ tâm, định vị 5
bậc tự do (mũi tâm trước định vị 3 bậc tự do, mũi tâm sau định vị 2 bậc tự do), còn bậc

15


tự do xoay quanh trục Ox không cần khống chế. Đồng thời để tăng độ cứng vững cho
chi tiết trong quá trình gia công người ta dùng luy nét, luy nét là vấu tỳ phụ không có
tác dụng định vị.
Ví dụ 2.4: về siêu định vị:

Khi định vị bằng chốt trụ dài, nếu mặt tỳ ở dưới cũng
định vị 3 điểm, như vậy chi tiết có 2 điểm định vị của chốt
(Quay quanh Ox, quay quanh Oy) trùng với hai điểm định
vị của mặt tỳ dưới (cũng quay quanh Ox, quay quanh Oy).
Trường hợp như vậy gọi là siêu định vị (hình 2.6). Khi đó
có thể xảy ra hai trường hợp: chi tiết có thể bị kênh (hình

Hình 2.6. Siêu định vị

2.7a) hay chốt định vị có thể bị cong (hình 2.7b) là do sai
số độ không vuông góc của lỗ chi tiết với mặt đầu của chốt định vị với mặt tỳ dưới của
chốt không bằng nhau.

Hình 2.7. Sai lệch do siêu định vị
a) Chi tiết bị kênh; b) Chốt định vị bị cong
2.2. Sai số gá đặt
Trong gia công cơ khí, khi thực hiện các nguyên công, vấn đề cơ bản là đảm
bảo được kích thước khởi xuất của nguyên công đó. Sai số tổng cộng của kích thước
khởi xuất gồm ba thành phần cơ bản sau:
(1) Sai số điều chỉnh máy (εđc).
(2) Sai số gia công (εgc).
(3) Sai số gá đặt chi tiết (εg).
Sai số điều chỉnh (εđc) sinh ra bởi sự gá đặt dao cắt sai, điều chỉnh các cữ tỳ
không chính xác,….

16


Sai số gia công (εgc) sinh ra trong quá trình gia công gồm: sai số về hình dáng
hình học của máy cắt trong trạng thái không có phụ tải, biến dạng đàn hồi của hệ thống

công nghệ (máy – dao – đồ gá – chi tiết) khi có tải trọng, biến dạng nhiệt và sự mòn
của dao,…
Sai số điều chỉnh và sai số gia công đã được nghiên cứu kỹ trong giáo trình
Công nghệ chế tạo máy, trong giáo trình này ta chủ yếu nghiên cứu kỹ về sai số gá đặt
chi tiết.
Sai số gá đặt (εg) sinh ra trong quá trình gá đặt chi tiết trong đồ gá và bao gồm
sai số chuẩn εc, sai số kẹp chặt εk và sai số đồ gá εđg (do đồ gá chế tạo không chính
xác, đồ gá định vị trên máy không chính xác, các đồ định vị bị mòn,…). Mỗi thành
phần của sai số gá đặt đều có trường phân tán của nó và đều có những trị số ngẫu
nhiên tạo ra các trường phân tán đó. Cho nên khi tổng hợp sai số gá đặt, không cộng
theo số học mà cộng theo qui luật phân bố xác suất (tính chất của đường cong Gauss)
và ta có:
√

(2.1)

2.2.1. Sai số chuẩn
Xét ví dụ như hình 2.8, một vật bất kỳ cần gia công mặt 2, lấy mặt cung tròn 1
(tâm O) làm chuẩn định vị. Chuẩn khởi xuất là C và kích thước khởi xuất là L. Như
vậy chuẩn khởi xuất (C) và chuẩn định vị (O) không trùng nhau. o mặt định vị (1) có
dung sai là δ nên chuẩn định vị có khả năng xê dịch lớn nhất từ tâm O đến O’ theo
chiều thẳng đứng.
o đó: Δmđv = OO’= CC3 là sai số mặt định vị.
Nếu giả thiết khi chi tiết có kích thước nhỏ nhất và ta giữ nguyên vị trí tâm O
thì mặt (1)  (1’), ta thấy điểm C sẽ dịch đến C1.
Ta thấy chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị không trùng nhau nên sinh ra đoạn
CC1. CC1 gọi là sai số không trùng chuẩn:

CC1 = Δktc

Thực tế mặt 1’ phải tụt xuống để tiếp xúc với đồ định vị, lúc đó O dịch chuyển
xuống O’ và C1 cũng tụt xuống C3' ( OO '  C1C3'  CC3 ). Tóm lại chuẩn khởi xuất C có
hai sự di chuyển:

17


1) Từ C đến C1:

CC1 = Δktc

2) Từ C đến C3:

CC3 = Δmđv

ai sai số Δktc và Δmđv đưa về phương của kích thước khởi xuất L sẽ được sai số
chuẩn:
εc = Δmđv.cosβ ± Δktc.cosθ
Trong đó:

(2.2)

β là góc giữa phương của sai số mặt định vị và phương của kích

thước khởi xuất.
θ là góc giữa phương của sai số không trùng chuẩn và phương của
kích thước khởi xuất.
ấu “+” khi Δmđv.cosβ cùng hướng với Δktc.cosθ
ấu “-” khi Δmđv.cosβ ngược hướng với Δktc.cosθ

Hình 2.8 Sự hình thành sai số chuẩn
Vậy sai số chuẩn là sai số của kích thước khởi xuất do sai số mặt định vị và sai
số không trùng chuẩn gây nên, có trị số bằng lượng biến động của chuẩn khởi xuất
chiếu lên phương kích thước thực hiện.
Sai số mặt định vị là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn định vị theo một
phương nào đó do dung sai của bề mặt định vị đối với các chi tiết trong một loạt.
Sai số không trùng chuẩn là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn khởi xuất theo
phương hướng kính của nó do dung sai của khoảng cách từ chuẩn định vị đến chuẩn

18


khởi xuất gây ra, làm cho chuẩn khởi xuất bị xê dịch một đoạn tương đối với chuẩn
định vị. Nếu hai chuẩn này trùng nhau thì sai số không trùng chuẩn bằng không.
Có thể tóm tắt sai số chuẩn theo sơ đồ sau:
Sai số mặt
định vị ∆mdv
Sai số không
trùng chuẩn
∆ktc
Ví dụ 2.5:

Làm chuẩn định vị tự
xê dịch một đoạn so
với dao cắt
Làm chuẩn khởi xuất
xê dịch một đoạn tương
đối với chuẩn định vị

Sai số chuẩn εc (tức

sai số của kích
thước khởi xuất)

ùng dao phay đĩa 3 mặt cắt để gia công đạt hai kích thước khởi xuất là A và
. Chi tiết được định vị 5 bậc tự do như hình 2.9. Tính sai số chuẩn của A và .

Hình 2.9 Gia công phay
Đối với kích thước , chuẩn định vị là mặt 2 không trùng với chuẩn khởi xuất
3, nên ta có sai số không trùng chuẩn: Δktc = C = δh
Ta có sai số mặt định vị: Δmđv = 0
Vậy: εc(B) = δh.cos00 + 0.cos00
εc(B) = δh
Đối với kích thước A, chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị trùng nhau, đều là mặt
bên 1, nên sai số không trùng chuẩn bằng không: Δktc = 0; Δmđv = 0
Vậy: εc(A) = 0.cos00 + 0.cos00
εc(A) = 0

19


Khi chi tiết có hai chuẩn định vị thì phải xét chuẩn khởi xuất là chuẩn chung
hay có quan hệ riêng với từng chuẩn định vị. Nếu chuẩn khởi xuất có quan hệ chung
với cả hai chuẩn định vị thì vẫn có thể dùng công thức trên để tính sai số chuẩn:
εc = Δmđv.cosβ ± Δktc.cosθ

(2.3)

Nhưng trong đó Δmđv sẽ là sai số mặt định vị tổng hợp của hai chuẩn định vị,
tức là tổng hợp hai sai số mặt định vị trên cùng một phương chuyển về phương của
chuẩn khởi xuất.

Δktc là sai số không trùng chuẩn khi ta xem như hai chuẩn định vị tổng hợp lại
thành một chuẩn định vị, tức là giả thiết chuẩn định vị không đổi, lúc đó chuẩn khởi
xuất xê dịch một đoạn lớn nhất tương đối với chuẩn định vị.
Nếu chi tiết có nhiều chuẩn định vị (nhiều hơn 2) thì phải dùng cách vi phân.
Thực chất kích thước cần đạt được khi gia công là khâu khép kín của chuỗi kích
thước công nghệ, chuỗi đó được hình thành trong một nguyên công hay một số nguyên
công.
Các khâu của kích thước có thể là những kích thước thay đổi (ảnh hưởng đến sự
biến động của khâu khép kín) hoặc là những kích thước không thay đổi (chẳng hạn,
kích thước từ lưỡi dao đến bề mặt bàn máy hay đồ gá,..).
Nếu gọi L là kích thước cần đạt khi gia công, thì nó phụ thuộc vào các kích
thước thay đổi và những kích thước không thay đổi trong một chuỗi kích thước liên
quan khi gia công:
L = φ(a1, a2, … an; x1, x2, … xn)
Trong đó:
x1, x2, … xn – những kích thước thay đổi (có dung sai).
a1, a2, … an – những kích thước không thay đổi (không có dung sai).
Khi tính sai số chuẩn cho một kích thước L nào đó (εc(L)) có nghĩa là phải xác
định lượng biến động của kích thước đó khi những kích thước liên quan thay đổi.
Nếu gọi lượng biến động của kích thước L là ∆L thì nó được xác định bằng
tổng các lượng biến động của các kích thước liên quan:

20