Bài tập lớn Đồ Gá Thiết kế Đồ Gá Khoan và Taro lỗ thăm dầu.

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ gá trong sản xuất cơ khí là một trong những nhân tố quan trọng trong
việc nâng cao năng suất lao động cũng như trong hiện đại hóa quá trình sản
xuất. Nó là một bộ phận quan tọng cấu thành hệ thống công nghệ Máy – Đồ
gá – Dụng cụ cắt, chúng như những cầu nối của các quá trình sản xuất. Nếu
thiếu chúng thì quá trình sản xuất không thể đạt được những thành tựu như
ngày nay.
Ngày nay, đồ gá không những quyết định chất lượng cũng như số lượng
sản phẩm mà chúng còn quyết định sự thành bại trong kinh doanh của một
doanh nghiệp sản xuất không kể lớn hay nhỏ. Nó tạo điều kiện cho nâng cao
khả năng cạnh tranh, giúp đạt lợi thế tuyệt đối trong cạnh tranh về giá cả cũng
như chất lượng sản phẩm sản xuất ra.
Bài tập lớn môn học Đồ gá không chỉ giúp sinh viên tiếp cận kiến thức
môn học mà còn giúp sinh viên hiểu những vấn đề liên quan đến những môn
học khác, làm đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp cũng như sau này khi ra
trường đi làm việc.
Để hoàn thành tốt bài tập lớn môn học này, em xin chân thành cảm ơn
thầy Nguyễn Trọng Mai đã chỉ bảo và giảng dạy tận tình giúp đỡ chúng em
trong quá trình học tập.
Em xin chân thành cảm ơn.

1


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................1
MỤC LỤC.................................................................................................2
PHẦN 1. THUYẾT MINH.......................................................................3
1. Xây dựng sơ đồ gá đặt.......................................................................3
1.1. Phân tích.....................................................................................3
1.2. Chọn máy và chọn dao và chế độ cắt.........................................4

2. Xác định lực kẹp cần thiết.................................................................5
2.1. Sơ đồ phân tích lực.....................................................................5
2.2. Tính lực cắt.................................................................................6
2.3. Tính lực kẹp...............................................................................6
2.4. Xác định lực kẹp cần thiết..........................................................7
3. Xác định cơ cấu của đồ gá................................................................8
3.1. Cơ cấu định vị............................................................................8
3.2. Bạc dẫn hướng..........................................................................10
3.3. Cơ cấu kẹp................................................................................11
3.4. Đế đồ gá...................................................................................12
4. Tính sai số của đồ gá và yêu cầu kỹ thuật.......................................12
4.1. Tính sai số của đồ gá................................................................12
4.2. Yêu cầu kỹ thuật.......................................................................13
KẾT LUẬN.............................................................................................15
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................16

2


PHẦN 1. THUYẾT MINH
1.

Xây dựng sơ đồ gá đặt

1.1. Phân tích
Trong nguyên công này, ta cần phải thực hiện lần lượt qua hai bước là
khoan và taro lỗ thăm dầu M12×1,75. Nhưng ta có thể dễ dàng nhận ra rằng,
bước đầu tiên là khoan sẽ sinh ra lực cắt lớn hơn. Do vậy, trong trường hợp
này ta chỉ cần tính toán thiết kế đồ gá, tính lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu kẹp
chặt cho bước khoan là đủ.

a. Chọn chuẩn tinh.
Do trước đó ở nguyên công số 8, mặt đáy đã được gia công nên ta chọn
chuẩn tinh là mặt đáy.
b. Định vị
Bề mặt A: Dùng phiến tỳ để định vị mặt đáy, để khống chế 3 bậc tự do:
tịnh tiến theo Oz, quay quanh Ox và Oy.
Bề mặt B: Dùng chốt trụ ngắn để để khống chế 2 bậc tự do: tịnh tiến theo
Ox, Oy.
Bề mặt C: Dùng chốt trám để hạn chế 1 bậc tự do quay quanh Oz.

3


Hình 1: Sơ đồ gá đặt
c. Kẹp chặt.
Chọn cơ cấu kẹp:
Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn các yêu cầu: khi kẹp phải giữ đúng vị trí
phôi lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao
tác thuận lợi và an toàn.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít..
Phương: Có phương vuông góc với bề mặt định vị.
Chiều: Lực kẹp hướng từ trên xuống dưới thông qua mỏ kẹp.
Điểm đặt: Đặt đối xướng hai bên của hộp giảm tốc.
1.2. Chọn máy và chọn dao và chế độ cắt.
Đối với nguyên công khoan
Bước
công nghệ
Khoan
10,5

Máy

Dao

Máy
Mũi khoan
khoan cần hợp kim cứng

S
V
n
(mm/vg
(mm/p) (vg/p)
)
49,5
1500
0,28
4

t
(mm)
5,25


2A55
Đối với nguyên công taro
Bước
công nghệ

Máy

Dao

Taro
M12×1,5

Máy
khoan cần
2A55

Taro P6M5

S
V
n
(mm/vg
(mm/p) (vg/p)
)
4,45

118

1,5

T
(mm)
0,75

2. Xác định lực kẹp cần thiết
2.1. Sơ đồ phân tích lực

Khi khoan mũi khoan tác dụng vào phôi một momen xoắn Mx và một lực
P hướng trên xuống. Để chống lại ảnh hưởng của momen này tới yêu cầu gia
công ta cần cân bằng cách tạo ra một momen ma sát.

5


Hình 2: Sơ đồ phân tích lực
2.2. Tính lực cắt.
Momen xoắn khi khoan:
Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp
Theo bảng 5-9 STCNCTM 2 ta có kp = 0,6
Theo bảng 5-32 STCNCTM 2: CM = 0,012 ; q = 2,2 ; y = 0,8
Thay vào ta được:
=> Mx=10×0,012×10,52,2×0,280,8×0,6 = 38,36 (N.m)
Lực chiều trục khi khoan:
P0=10.Cp.Dq.Sy.kp
Theo bảng 5-9 STCNCTM 2 ta có kp = 0,6
Theo bảng 5-32 STCNCTM 2: Cp = 42 ; q = 1,2 ; y = 0,75
Thay vào ta được:
=> P0=10×42×10,51,2×0,280,75×0,6=1630,03(N) = 163,003(kG)
2.3. Tính lực kẹp
Với sơ đồ lực kẹp ta có:
Phương của lực kẹp vuông góc với bề mặt định vị chính. Chiều của lực
kẹp hướng từ trên vào bề mặt định vị.
Điều kiện cân bằng.
Mms = Mx
Ta cần tính lực kẹp sao cho lực kẹp đó sẽ sinh ra lực ma sát đủ lớn để
thỏa mãn Mms ≥ k.Mx, đồng thời không quá lớn để làm chi tiết của ta bị biến
dạng.

Để tăng tính chất an toàn khi kẹp ta thêm hệ số an toàn k.
Mms ≥ k.Mx
Với sơ đồ như hình vẽ ta có:
Mms = 2(Fms1 + Fms2).L
6


Fms1 = (W + P0).f1
Fms2 = (W + P0).f2
f: là hệ số ma sát của mặt tinh trên phiến tỳ: f1 = 0,12
f2: là hệ số ma sát của phiến tỳ và đồ gá: f2 = 0,4
L: khoảng cách cánh tay đòn từ vị trí kẹp đến vị trí khoan, L = 120 mm
Ta có: Mms = 2[(W + P0).f1 + (W + P0).f2)].L
Mms = 2.L.(W + P0).(f1 + f2)

k: hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia
công.
k = k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6
k0: hệ số an toàn cho tất cả cá trường hợp, k0 = 1,5
k1: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn, k1 = 1,0
k2: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, khi gia
công thô, k2 = 1,2
k3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k3 = 1
k4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi kẹp bằng tay, k4 = 1,3
k5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay, k5 = 1.
k6: Hệ số an toàn tính đến moomen làm quay chi tiết, k6 = 1,6.
=> k = 1,5.1,2.1,0.1.1,3.1.1,5 = 2,5
Suy ra:

2.4. Xác định lực kẹp cần thiết

Chọn cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp hướng
từ trên xuống thông qua mỏ kẹp.

7


Hình 3: Mỏ kẹp đồ gá
Từ sơ đồ cơ cấu kẹp ta có phương trình cân bằng lực:
Với: l1 = 51 mm và l2 = 44 mm.

Khi xiết chặt bu lông với lực lớn như vậy thì cần đảm bảo điều kiện bền
của bu lông. Đường kính bu lông phải thỏa mãn.
Tính đường kính bu lông:
Có: Q = 1307 (N), σb = 300 N/mm2

Chọn bu lông: M24.
3. Xác định cơ cấu của đồ gá
1.1.

Cơ cấu định vị
a.

Chốt định vị

Chọn chốt trụ ngắn có khả năng hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo Ox và
Oy và chốt trám có khả năng khống chế 1 bậc tự do quay quanh Oz.

8

Dựa vào đường kính lỗ định
vị trên hộp giảm tốc là D = 22 mm.
Ta chọn chốt trụ ngắn có D = 22
mm. Tra bảng 8-10 Sổ tay Công
nghệ CTM tập 2 ta có:
D = 22 mm.
L = 47 mm.
l1 = 20 mm.
d1 = 16 mm.

Hình 4: Chốt trụ ngắn
Dựa vào đường kính lỗ định vị
trên hộp giảm tốc là D = 22 mm. Ta
chọn chốt trám có D = 22 mm. Tra
bảng 8-10 Sổ tay Công nghệ CTM tập
2 ta có:
D = 22 mm.
L = 47 mm.
l1 = 20 mm.
d1 = 16 mm.

Hình 5: Chốt trám

9


a. Phiến tỳ
Chọn phiến tỳ có rãnh nghiêng. Phần xẻ rãnh để bắt vít thấp hơn bề mặt
làm việc. Phiến tỳ có rãnh nghiêng cho phép dễ dàng quét sạch phoi và dễ di
chuyển chi tiết gia công khi cần thiết.

Tra bảng 8-3 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2 ta có phiến tỳ có kích
thước như sau:
H = 20 mm.

L = 220 mm.

b = 20 mm.

B = 40mm.

d = 10 mm.

d1 = 17 mm.

Hình 6: Phiến tỳ
3.2. Bạc dẫn hướng
Với đồ gá khoan thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó xác
định trực tiếp vị trí của mũi khoan và đồng thời tăng độ cứng vững của mũi
khoan.
Chọn loại bạc dẫn hướng là bạc thay nhanh. Vít hãm không cần tháo rời
khi thay thế bạc, bạc được thay khi xoay nó tới phần khuyết trên vai bạc.
Tra bảng 8-78 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2 ta có bạc dẫn hướng
với kích thước như sau:
10


d = 26 mm.
d1 = 12 mm.
b = 5mm.

Hình 7: Bạc dẫn hướng
3.3. Cơ cấu kẹp
Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn các yêu cầu: Khi kẹp phải giữ đúng vị trí
của chi tiết, lực kẹp phải đủ đồng thời không làm biến dạng phôi, kết cấu phải
nhỏ gọn và dễ dàng thao tác.
Khi đó, ta sử dụng cơ cấu kẹp chặt liên động, kẹp chặt bằng mối ghép
ren, lực kẹp hướng từ trên xuống thông qua mỏ kẹp.

Hình 8: Đòn kẹp liên động
11


1.Đai ốc; 2. Đòn kẹp; 3. Lò xo chịu nén; 4. Bu lông kẹp; 5. Chốt tựa; 6.
Vít tựa; 7. Chốt hãm; 8. Đòn liên động; 9. Đệm
3.4. Đế đồ gá
Dựa vào kích thước của chi tiết gia công, vị trí gia công có góc nghiêng
là 45º so với mặt phẳng nằm ngang, cơ cấu kẹp liên động và vị trí đặt bạc dẫn
hướng. Ta có kích thước của đế Đồ gá như sau:

Hình 9: Đế đồ gá
4. Tính sai số của đồ gá và yêu cầu kỹ thuật
4.1. Tính sai số của đồ gá
Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng
phần lớn nó ảnh hưởng tới sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề
mặt chuẩn.
Sai số gá đặt được tính theo công thức:
12


Trong đó:

Sai số chuẩn c : do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên c = 0.
Sai số kẹp chặt k: do lực kẹp gây ra. k = 0.
Sai số mòn m: do đồ gá bị mòn gây ra. Sai số mòn được xác định theo
công thức:
Với β - hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc.
Chọn β = 0,3.
N: số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá. N = 5000 chi tiết.
Sai số điều chỉnh đc: là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều
chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ
để điều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực thế khi tính toán đồ gá chọn đc = 10 μm.
Sai số gá đặt gđ : Sai số gá đặt được chọn gđ = 1/3 [δ] với δ là dung sai
nguyên công δ

Sai số chế tạo của đồ gá ct: sai số này được xác định khi thiết kế đồ gá.
Do sai số này phân bố theo quy luật chuẩn và khó xác định phương của chúng
nên được xác định theo công thức:

4.2. Yêu cầu kỹ thuật
- Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá ≤ [εct] = 0,064
mm trên 100mm chiều dài.
- Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị và đáy đồ gá ≤ [εct] = 0,064
mm trên 100mm chiều dài.
- Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn hướng và đáy đồ gá ≤ [εct] =
0,064 mm.
13


14

KẾT LUẬN
Sau thời gian thực hiện bài tập lớn môn Đồ Gá, dưới sự hướng dẫn và
giúp đỡ hết sức nhiệt tình của thầy Nguyễn Trọng Mai, em đã thu được những
kết quả sau:
- Biết cách xây dựng sơ đồ gá đặt, xác định lực kẹp cần thiết.
- Đã biết xác định những cơ cấu của đồ gá.
- Đã biết tính sai số chế tạo của đồ gá.

15


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Văn Địch, Sổ tay và Atlas đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ
thuật, 2000.
2. Phạm Văn Bổng, Giáo trình Đồ gá, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ
thuật.
3. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2, Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật, 2005.

16