Bài tập lớn Đồ Gá Thiết kế Đồ Gá cho nguyên công Phay mặt lỗ thăm dầu.

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: ĐỒ GÁ

Đề tài:Tính toán thiết kế cơ cấu đồ gá phay mặt lỗ thăm dầu
Sinh viên:Nguyễn Khắc Hiếu
Lớp:Cơ khí 7

Khóa:12

Khoa:Cơ Khí

Chuyên ngành: Chế tạo máy
Giảng viên hướng dẫn:Nguyễn Trọng Mai


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành chế tạo máy chiếm một vị trí 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 đóng một vai trò hết sức quan trọng. Đồ gá chiếm một tỷ lệ rất lớn trong
trang bị công nghệ. Sử dụng đồ gá cho phép giải quyết được ba vấn đề cơ bản
sau:
1. Làm tăng nhanh quá trình định vị chi tiết trên máy cắt kim loại.
2. Tăng năng suất lao động và giảm nhẹ điều kiện lao động (do cơ khí hóa đồ
gá, sử dụng đồ gá nhiều vị trí,..)

3. Mở rộng khả năng công nghệ của các máy, cho phép gia công những bề mặt
phức tạp trên các máy thông thường.
Như vậy, đồ gá có ảnh hưởng lớn đến quá trình sản xuất. trong sản xuất lớn,
mỗi chi tiết gia công trung bình cần có 10 đồ gá. Giá thành chế tạo chúng
thường chiếm 15÷20% giá thành của thiết bị.
Bài tập lớn môn đồ gá là chỉ tiêu quan trọng đánh giá năng lực của sinh viên
trong việc tiếp thu và học tập môn học chuyên ngành này. Đây cũng là bước


đệm để sinh viên tìm hiểu sâu hơn về thiết kế đồ gá chuyên dùng và tiến tới
thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máymột cách hiệu quả nhất. trong quá trình
thực hiện bài tập lớn này sẽ không thể tránh khỏi những sai sót về các mặt,
mong nhận được lời phê bình, đóng góp của thầy cô để có thể hoàn thiện môn
học một cách có hiệu quả nhất. Xin chân thành cảm ơn!


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Khái niệm:
Đồ gá máy cắt kim loại là một trang bị công nghệ đi kèm với máy cắt kim
loại, nhằm để 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 Vai trò của đồ gá trong gia công cơ khí:
-

dùng để xác định nhanh chóng và chính xác vị trí của chi tiết gia công
trên máy

-

Dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt trong máy Khoan , Khoét , Doa

-

Có thể tạo ra những chuyển động mà trên máy công cụ không có hoặc
làm việc không hiệu quả.

-

Đảm bảo yêu cầu năng suất và giảm nhẹ sức lao động.

-

Nâng cao tốc độ cơ khí hoá , tự động hoá của sản xuất.

-

Mở rộng năng suất công nghệ cảu máy công cụ

1.3 Phân loại
Tủy vào mục đích sử dụng và cách thức phân loại mà ta có thể chia ra thành
các loại đồ gá khác nhau ,và theo cách phân loại đó chúng ta cũng có cách sử
dụng cũng khác nhau nhưng chủ yếu đồ gá được phân loại theo các cách như
sau:
* Phân loại theo quá trình công nghệ
VD:
Tạo Phôi Khuân
Gia công cơ- Đồ gá gia công cơ -Dùng để gá đặt các mâm cặp
– Đồ gá đo

– Đồ gá lắp ráp
– Phân loạ theo phương pháp công nghệ
+ Đồ gá tiện,


+ Đồ gá phay
+ Đồ gá chuốt
…
*Phân loại theo mức độ vạn năng
(Trang bị công nghệ dùng để gia công các chi tiết có hình dạng , kích thước khác
nhau)
VD: Mâm cặp 3 trấu , ETO
Đặc điểm: – là loại trang bị công nghệ được chế tạo cung cấp kèm theo máy
công cụ
– Kế cấu của đồ gá vạn năng nói chung là phức tạp
– Năng suất của đồ gá vạn năng thấp
– giá thành thấp nên thường dùng trong sản xuất đơn chiếc
* Đồ gá chuyên dùng dùng để gia công 1 loại nguyên công
Đặc điểm:
-được thiết kể và chế tạo trong qui trình sản xuât , và trong qui trình chuẩn công
nghệ kết cấu đơn giản
-có thể có cơ cấu kẹp cơ khí hoá , tự động hoá
-Qúa trình kẹp phải nhanh
-Năng suất lao đông cao, cường độ lao động của công nhân giảm . Thời gian
chuẩn bị sản xuất lớn, giá thành chế tạo chuyên dùng nằm trong giá thành sản
xuất nói chung là lớn . Dùng số lượng chi tiết lớn sản xuất hàng loạt hoặc hàng
khối.
* Đồ gá vạn năng hoá là 1 loại đồ gá chuyên dùng được lắp ráp từ các cụm chi
tiêu chuẩn có sẵn tính vạn năng của nó : các chi tiết và cụm chi tiết có thể lắp
ghép thành nhiều loại đồ gá chuyên dùng khác nhau . Do đó hay gọi là đồ gá

chuyên dùng lắp ghép


VD: Êtô

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

2.1 Mô tả nguyên công thiết kế đồ gá.
Chi tiết gia công là thân hộp giảm tốc, chi tiết được gia công theo trình tự các
nguyên công sau:
-

Đúc phôi.
Gia công phay mặt đáy.
Khoan và doa 6 lỗ bu ông nền ở mặt đáy
Gia công phay mặt đầu.
Khoan lỗ bu lông ghép mặt bích và thân.
Phay mặt lỗ thăm dầu.
Khoan và taro lỗ thăm dầu.
Phay mặt lỗ tháo dầu.
Khoan vầ taro lỗ tháo dầu.
Khoan và doa 2 lỗ chốt côn định vị.
Gia công phay 2 mặt bên.
Khoan và taro 6 lỗ mặt bên.
Gia công lỗ .
Kiểm tra.
Đồ gá thiết kế là đồ gá phay mặt lỗ thăm dầu của chi tiết thân hộp giảm tốc,

thuộc nguyên công thứ 6 trong quy trình công nghệ gia công chi tiết thân hộp
giảm tốc.

2.2Xây dựng sơ đồ gá đặt.

Đối với nguyên công phaymặt lỗ thăm dầu,ta lựa chọn phương án định vị
và kẹp chặt như sau:
lựa chọn phương án định vị:
- Đặt 2 phiến tỳ tại bề mặt A khống chế 3 bậc tự do: quay quanh Ox, Oy, tịnh
tiến theo phương Oz
- Chốt trụ ngắn đặt tại mặt B khống chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo 2 phương
Ox, Oy
- Chốt trám đặt tại mặt C khống chế 1 bậc tự do quay quanh Oz
Lựa chọn phương án kẹp chặt:
- chi tiết được kẹp chặt ở hai đầubởi hai cơ cấu kẹp ren vít
Phương: vuông góc với mặt đáy hộp


Chiều: hướng vào mặt đáy (bề mặt định vị của hộp)
Điểm đặt: tại vị trí đặt 2 phiến tỳ của mặt đáy chi tiết
Như vậy, chi tiết đã được định vị và kẹp chặt trên đồ gá.
2.1.2.Chọn máy
- Đối với nguyên công phay mặt lỗ thăm dầu thân hộp giảm tốc, ta sử dụng máy
phay nằm vạn năng 6H12 để tiến hành gia công.
- Đặc tính kỹ thuật máy:
+Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính: 30 -1500 (vòng/phút).
+ Phạm vi điều chỉnh bước tiến: 23.5 – 1180 (mm/phút)
+ Góc quay lớn nhất của bàn máy: ± 45o
+ Kích thước bàn máy 1250 x 320 (mm)
+ Số rãnh chữ T: 3

+Bề rộng rãnh chữ T: 18mm
+Khoảng cách giữa 2 rãnh chữ: 70mm
+ Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy:
o Dọc: 700 mm
o Ngang: 260 mm
o Thẳng đứng: 370 mm
2.1.3 Chọn dụng cụ cắt
Theo bảng 4.95 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy _Tập 1), ta chọn dụng cụ:
Tên dụng cụ

Kích
thước
(mm)

Số răng

Tuổi bền
(phút)

Dao phay ngón
chuôi côn

D = 36

Z=6

120


2.1.4Lượng dư gia công

Lượng dư gia công là lớp kim loại được cắt gọt thành phoi trong quá trình gia
công cơ khí. Dựa vào bảng 3.95 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy _Tập 1), ta xác
định được lượng dư gia công của chi tiết là t= 3.5mm.

2.3. Xác định lực kẹp
2.3.1 Phân tích các lực tác dụng lên chi tiết
Ta có sơ đồ lực tác dụng:

Để xác định được lực kẹp cần thiết, ta phải tính toán lựa chọn các thông số
cơ bản sau
• Chọn máy
- Đối với nguyên công phay mặt lỗ thăm dầu thân hộp giảm tốc, ta sử dụng máy
phay nằm vạn năng 6H12 để tiến hành gia công.
- Đặc tính kỹ thuật máy:
+Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính: 30 -1500 (vòng/phút).


+ Phạm vi điều chỉnh bước tiến: 23.5 – 1180 (mm/phút)
+ Góc quay lớn nhất của bàn máy: ± 45o
+ Kích thước bàn máy 1250 x 320 (mm)
+ Số rãnh chữ T: 3
+Bề rộng rãnh chữ T: 18mm
+Khoảng cách giữa 2 rãnh chữ: 70mm
+ Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy:
- Dọc: 700 mm
- Ngang: 260 mm
- Thẳng đứng: 370 mm
• Chọn dụng cụ cắt
Theo bảng 4.95 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy _Tập 1), ta chọn dụng cụ:
Tên dụng cụ

Kích
thước
(mm)

Số răng

Tuổi bền
(phút)

Dao phay ngón
chuôi côn

D = 36

Z=6

120

• Lượng dư gia công
Lượng dư gia công là lớp kim loại được cắt gọt thành phoi trong quá trình gia
công cơ khí. Dựa vào bảng 3.95 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy _Tập 1), ta xác
định được lượng dư gia công của chi tiết là t= 3.5mm.
• tính toán chế độ cắt:
-Tốc độ cắt:
Tốc độ cắt V khi phay được tính theo công thức:

V=

Trong đó:
CV, m, x, y, u, q và P : Hệ số và các số mũ cho ở bảng 5.39 (Sổ tay công nghệ
chế tạo máy _ tập 2)
Cv

m

x

y

u

q

p

72

0.25

0.5

0.2

0.3

0.7

0.3

D = 36 mm: Đường kính dao
T= 120 phút: Tuổi bền dao phay
t1= 3mm, t2= 0.5mm: Chiều sâu phay
Sz: lượng chạy dao trên 1 răng (mm/răng)
Sz= 0.1 mm/răng;
Z = 6: Số răng dao phay
B= 34 mm: Chiều rộng phay
Kv= kMV.kuv.knv: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều
kiện cắt cụ thể:
kMV= 1: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công
knv= 0.: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi (Bảng 5.5 Sổ tay công
nghệ chế tạo máy tập 2)
kuv = 1; Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt (Bảng 5.6 Sổ tay công
nghệ chế tạo máy tập 2)
Vậy vận tốc tính được:
V= 36.75 mm/phút => n= 324.9 vòng/phút
Số vòng quay hiệu chỉnh được trên máy: nm= 375 vòng /phút
Như vậy tốc độ cắt thực tế là:


Vtt =

π .D.n 3,14.36.375
=
= 42.39m / phút
1000
1000

-Lực cắt chính khi phay:

Tại một điểm trên lưỡi cắt chính, lực
cắt xuất hiện khi phay:
- Px: lực chiều trục
- Py: Lực hướng kính
- Pz: lực tiếp tuyến, tạo nên
mômen xoắn cắt chính tiếp tuyến
với đường tròn tại điểm lực cắt
tác dụng.

Lực cắt chính Pz được tính theo công thức:

Trong đó:
Z: số răng dao phay
n: Số vòng quay của dao (vòng /phút)
Cp và các số mũ- tra trong bảng 5.41(sổ tay công nghệ gia công cơ khí)
- Chiều sâu cắt(t): Để đạt năng suất cao trong quá trình gia công, ta tiến hành
phay thô với chiều sâu cắt 3mm và phay tinh với chiều sâu cắt 0.5mm.
- Lượng chạy dao: lượng chạy dao S (mm/vòng) là:
S= 0.098 mm/vòng (Bảng 5.33 Sổ tay công nghệ chế tạo máy _ Tập 2)
 Từ đó thay vào công thức ta tính được Pz= 2073 N= 207.3 (kG)
- moment xoắn trên trục chính của máy:

Mx=


 Mx= 37.3 (N.m)
Công suất cắt khi phay:

Nc=
 Nc= 0.00027kW < nm. ɳ= 7.0,8 kW

Vậy máy phay 6H12 đủ công suất để gia công.

2.3.2Phương trình cân bằng lực:
Theo bảng 5.42 sổ tay CNCTM tập 2/T35 ta có:
- Px=0.55Pz=114 (KG)
- Py=0.3Pz=62(KG)
Phương trình cân bằng lực chiếu theo phương Px ta có:
-

Ta có phương trình cân bằng lực chiếu theo Py:
-

W tính toán được:

2.3.3 Lực kẹp cần thiết
Ta có lực kẹp cần thiết: Wct=K.W
Trong đó: K là hệ số an toàn có giá trị bằng:
K=k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6 =3.51 (hệ số an toàn)
f1 = 0.1: hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết


f2 = 0.25:hệ số ma sát giữa mặt chuẩn tinh chi tiết và chi tiết định vị
k0=1.5: hệ số an toàn chung
k1= 1.2: hệ số kể đến lượng dư không đều khi gia công thô
k2=1: Hệ số kể đến dao cùn làm lực cắt tăng
k3=1: Hệ số kể đến độ không liên tục làm lực cắt tăng
k4=1.3: Hệ số kể đến nguồn sinh lực (kẹp tay)
k5=1: Vị trí tay quay thuận tiện hay không (góc quay < 900)
k6= 1.5 Hệ số tính đến sự lật phôi khi định vị bằng phiến tỳ

→W =3.51.262= 919.62 kG
- Do ta dùng cơ cấu kẹp bằng ren vít kẹp không trực tiếp lên vật gia công
mà thông qua đòn kẹp trung gian để chuyển lực ban đầu thành lực kẹp nên lực
kẹp thực tế tại vị trí tác dụng lực bằng lực Q.
Ta có phương trình cân bằng:

2.4 xác định kết cấu đồ gá
2.4.1Lựa chọn cơ cấu định vị
a. Phiến tỳ
mặt định vị của chi tiết là mặt phẳng đáy của chi tiết có chiều rộng là
240mm, do đó ta lựa chon 2 phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do quay quanh Ox, Oy,
tịnh tiến theo phương Oz
-Dựa theo bảng 8.3 Sổ tay công nghệ chế tạo máy _tập 2 ta có:


B

L

H

b

l

l1

d

d1

h

h1

C

40

220

25

20

30

80 ±0.25

11

18

7

2.5

1.6

Số

lỗ
3


b, Chốt gá
với việc sử dụng 2 phiến tỳ ta đã khống chế được 3 bậc tự do, còn 3 bâc tự
do còn lại ta sử dựng 1 chốt trụ ngắn khống chế hai bậc tự do tịnh tiến theo hai
phương Ox và Oy và 1 chốt trám khống chế quay theo phương Oz.
lỗ để lắp chốt trụ của ta là do đó theo bảng 8.9 Sổ tay công nghệ chế tạo
máy _tập 2 ta lựa chọn thông số của hai chốt trụ như sau:

D(g6,t7
)
22

t
22

d(j6
)
16

D1

L

h

h1

c

c1

b

b1

B

-

40

-

2

4

1

3

5

19

2.4.2 Lựa chon cơ cấu kẹp chặt
Sử dụng cơ cấu kẹp ren vít:
1-đai ốc, 2- Vít,
3- tấm kẹp, 4- vòng đệm,
5- đai ốc, 6- chi tiết, 7phiến tỳ, 8- thân đồ gá,
9- lò xo.

Cơ cấu kẹp phải thỏa mãn các yêu cầu; khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi, lực
kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạo phôi, khết cấu nỏ gọn, thao tác thuận lợi
và an toàn Theo công thức,ta tính được đường kính của bu lông kẹp chặt
D=C.=1,4=19,64mm
Theo tiêu chuẩn ta chọn bu lông M20

2.4.3 các cơ cấu khác
a. Cơ cấu định vị đồ gá trên rãnh chữ T của bàn máy
Sử dụng then bắt chặt với đồ gá với tỷ lệ lắp với đồ gá và với bàn máy.

B

H

L

d

d1

h

18

11

30

6.6

11

4

b. Cơ cấu so dao


Cơ cấu so dao dùng để điều chỉnh dụng cụ cắt có vị trí tương đối với bàn
máy, đồ gá hoặc chi tiết gia công. Cơ cấu so dao được dùng trên các máy phay
và được gọi là cữ so dao, cơ cấu so dao khi phay là cơ cấu so dao tĩnh, sử sụng
miếng căn để so với bề mặt gia công.
Căn được sử dụng trong cơ cấu so dao được làm từ vật liệu thép hợp kim,
nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60 HRC, các bề mặt phải được mài đạt Ra ≤ 0.32
µm
Độ dày của miếng căn S= 10mm.
Thông số cữ so dao

c. đế đồ gá

- Thân đế đồ gá là chi tiết cơ bản để nối các cơ cấu khác nhau thành một đồ gá
hoàn chỉnh. Thân đồ gá cần có những tính chất sau:
- Đủ độ cứng vững, chịu tải trọng, chịu lực cắt… mà không bị biến dạng.

- Kết cấu đơn giản, nhẹ, dễ chế tạo, dễ thao tác, dễ quét dọn phoi, dễ tháo
lắp chi tiết gia công.
- Vững chắc, ăn toàn, nhất là đồ gá phay.
Qua các tính chất tính chất trên ta nên sử dụng đồ gá lắp ghép.
Vật liệu gang
B=100÷500mm
H=18÷60mm
L=200÷800mm

3.4. sai số chế tạo của đồ gá
- Sai số gá đặt là sai số vị trí của phôi khi nó bị lệch so với vị trí yêu cầu
trong đồ gá. Sai số gá đặt (gđ) xuất hiện khi chuẩn định vị không trùng với gốc


kích thước: khi biến dạng bề mặt chi tiết do lực kẹp gâp ra và do sai số của đồ
gá. Sai số đồ gá đặt được xác định theo công thưc sau đây:
=

gđ

Ở đây:
– sai số gá đặt;

gđ

k

– sai số kẹp chặt;

c

– sai số chuẩn;

ct

– sai số chế tạo đồ gá;

m

– sai số mòn đồ gá;

đc

– sai số điều chỉnh đồ gá;

a. Sai số chuẩn.
sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra:
với đò gá phay mặt lỗ thăm dầu vì mặt định vị không cùng phương với gốc kích
thước
Ta có: c = 0
b. Sai số kẹp chặt.
Do lực kẹp gây ra sai số kẹp chặt được xác đính.
Theo bảng 4.19 trang 43 (thiết kế dồ án CNCTM)
(mm)

c. Sai số mòn.
m

= β. (µm) chọn β = 0,2 (µm); N là chi tiết gia công trên đồ gá.


m

= 0,2. = 14.1(µm)=0.0141 mm

d. Sai số điều chỉnh.
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 được dùng để điều chỉnh
khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy εdc = 5÷10 (µm), lấy
εdc = 5(µm).
e. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá.
=
εgd = (1/2 ÷1/5).δ
gđ

= = = 0,05mm

= = 0.0462mm
Từ sai số chế tạo cho phép của đồ gá, ta suy ra yêu cầu kỹ thuật của đồ gá phay
mặt lỗ thăm dầu:
- Độ không vuông góc giữa đường tâm chốt trụ ngắn và chốt trụ trám so
với mặt đáy≤ 0.0462 mm trên 100mm chiều dài.
- Độ không song song giữa mặt trên của phiến tì và mặt đế của đổ gá phải ≤
0.0462 mm trên 100mm chiều dài.

Chuong 3:KẾT LUẬN

Qua quá trình làm Bài Tập Lớn em nhận thấy được tầm quan trọng của
nghành chế tạo máy trong nền cơ khí nói riêng và trong nền kinh tế nói chung.
Môn học Đồ Gá tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng hiệu quả
các phương pháp thiết kế,xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ
khí về kỹ thuật và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế theo yêu
cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể,môn học còn truyền đạt những
yêu cầu về công nghệ cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả tạo ra chúng.
Trong quá trình làm đồ án môn, em đã nhận được sự chỉ bảo tận tình của
các thầy cô trong khoa và đặc biệt là thầy “Nguyễn Trọng Mai” đã chỉ bảo tận
tình trong suốt quá trình làm đồ án,điều đó đươc khảng định rõ hơn trong quá
tring lám đồ án tốt nghiệp, tuy nhiên đồ án của em còn rất nhiều thiếu sót do
kinh nghiệm thực tế và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế như:bố trí nguyên
công,thiết kế đồ gá...
Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô và ý kiến của các bạn
sinh viên cùng nghành để em nhận thức được rõ hơn về đường lối công nghệ sản
xuất.

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Khắc Hiếu