BTL môn học Đồ gá: Tính toán thiết kế đồ gá nguyên công khoan cho tiết càng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO: BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ
CHỦ ĐỀ: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN
CÔNG KHOAN LỖ Ø12 CHI TIẾT DẠNG CÀNG

GVHD:
SVTH:
MSV:
Lớp:

Hà Nội, 18 Tháng 5 năm 2021


BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI

Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

BÀI TẬP LỚN
Học phần Đồ gá (ME6020)
Số: ……
Họ và tên:
MSSV:
Khoá:
Khoa:
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Việt Hùng

Lớp:

Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để gia công lỗ của chi tiết như hình 1.
Biết:
Số lần gá đặt: N = 15000
Vật liệu: Thép C45
Máy: 2A135
Dụng cụ cắt: Dao khoan
Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn): β = 0.2 ; β = 0.4 <chốt định vị>
Chế độ cắt: V = 350 (vg/ph); S = 0.1(mm/vg); t = 6(mm)
Yêu cầu thực hiện:
I. Phần thuyết minh:
1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của ngun cơng.
2) Phân tích sơ đồ gá đặt của ngun cơng (phân tích tối thiểu 02 phương án và chọn phương
án hợp lý).
3) Tính tốn, thiết kế và lựa chọn cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt và các cơ cấu khác của
đồ gá.
4) Tính sai số chế tạo cho phép và xác định các yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.
II. Phần bản vẽ:
TT
1
2

Tên bản vẽ
Bản vẽ lắp đồ gá 2D và 3D
Bản vẽ 3D phân rã của đồ gá

Khổ giấy
A0

Số lượng
01

A0

01

Một số lưu ý:
1 Thuyết minh trình bày theo quy định số 815/QĐ-ĐHCN ban hành ngày 15/08/2019.
2 Bản vẽ trình bày theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7283; TCVN 0008).
3 Giảng viên hướng dẫn định kỳ sinh viên 01 buổi/ tuần/ 5 tuần theo thời khóa biểu.
4 Kết thúc 2 tuần đầu, giảng viên hướng dẫn sẽ đánh giá và thu các tài liệu mà sinh viên
đã thực hiện về: Phân tích yêu cầu kỹ thuật của ngun cơng và phân tích sơ đồ gá đặt
của nguyên công.
5 Sinh viên nộp thuyết minh và bản vẽ cho giảng viên hướng dẫn trước ít nhất 5 ngày
khi thực hiện thi kết thúc học kỳ.


Thời gian thực hiện: từ ngày 5/4/2021 đến ngày 7/5/202
Khoa Cơ khí

Giảng viên hướng dẫn


MỤC LỤC


LỜI NĨI ĐẦU
Đồ gá trong sản xuất cơ khí là một trong những nhân tố quan trọng trong việc
nâng cao năng xuất cũng như trong hiện đại hóa q trình sản xuất. Chúng như nhịp

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 không kể lớn hay nhỏ. Nó tạo điều kiện cho kinh
doanh nâng cao khả năng cạnh tranh, và giúp đạt lợi thế trong cạnh tranh.
Chi tiết càng chỉ là một chi tiết mà trong khi gia công chúng thể hiện đầy đủ tầm
quan trọng trong vai trò của đồ gá. Chi tiết càng có những yêu cầu riêng về cả điều kiện kỹ
thuật cũng như tính khoa học hay thẩm mỹ của một sản phẩm cơ khí. Ngun cơng khoan
lỗ là một trong những ngun cơng trong tiến trình cơng nghệ gia cơng chi tiết dạng càng.
Nó là một ngun cơng quan trọng bởi tính chính xác của nó sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác
của các ngun cơng sau cũng như độ chính xác của chi tiết sau khi gia cơng. Vì thế trong
nhiệm vụ của mình em đã cố gắng thể hiện những ý tưởng của mình trong việc thiết kế đồ
gá cho ngun cơng. Song, vì lĩnh vực thiết kế là lĩnh vực khơng những khó mà cịn địi hỏi
kinh nghiệm thật sâu sắc, nên trong quá trình thiết kế có thể cịn nhiều thiếu xót.
Mong thầy thơng cảm và giúp đỡ em trong q trình hồn thành nhiệm vụ của
mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy!

Sinh viên thực hiện


I

PHÂN TÍCH U CẦU KĨ THUẬT CỦA NGUN CƠNG VÀ TRÌNH
TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1 Phân tích u cầu kĩ thuật chung của chi tiết:
 Chi tiết dạng càng: là chi tiết có hình khối, có nhiều lỗ, thường làm
nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp (nhóm cụm bộ phận)


của những chi tiết khác nhau lên nó tạo thành.

Cơng dụng của chi tiết: Dùng để nối cho các chi tiết, hệ thống trục



vng góc nhau, truyền động không gian.
Điều kiện làm việc: Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu tác dụng bởi
nhiều lực theo các phương khác nhau. Các trục truyền lực được lắp
vào giá đỡ thông qua ổ bi.
⇒ Yêu cầu kĩ thuật chung cho chi tiết:
• Vật đúc khơng rỗ, khơng ngậm xỉ, các cạnh sắc phải được làm cùn
• Bề mặt làm việc chính của chi tiết là lỗ φ 12 khơng u cầu
•
•
•

độ nhám
Độ khơng song song của các lỗ nhỏ hơn 0.02mm.
Độ nhám cho phép của các bề mặt là Rz20.
Độ khơng vng góc giữa tâm lỗ và mặt đầu cho phép nhỏ
hơn 0.02mm.

2 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của nguyên công
Theo nhiệm vụ nhận được: Nguyên công khoan và doa lỗ φ12
Yêu cầu kĩ thuật của ngun cơng:
•

Bề mặt làm việc chính của chi tiết là lỗ φ12 khơng u cầu độ

•

nhám.
Độ khơng song song giữa các lỗ φ12 và φ25 nhỏ hơn 0.02mm.
Độ không vuông góc giữa bề mặt và tâm các lỗ φ12 và φ25 nhỏ hơn

•

0.02mm.
• Làm cùn các cạnh sắc.
Tính cơng nghệ trong kết cấu:
• Là bề mặt làm việc chính nên yêu cầu độ chính xác cao.


•

Độ nhám yêu cầu không cao, chỉ ở mức bán tinh nên khi gia cơng có thể

•

chỉ cần máy khoan.
Với yêu cầu kĩ thuật được thể hiện trên bản vẽ và chi tiết làm việc trong
điều kiện không quá phức tạp nên ta có thể gia cơng bằng máy khoan
2A135 vẫn có thể đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật của ngun cơng.

3 Trình tự thiết kế đồ gá
 Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kỹ thuật của nguyên
công, xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia cơng, độ chính xác
về kích thước hình dạng, số lượng chi tiết gia cơng và vị trí của các cơ cấu


định vị và kẹp chặt trên đồ gá

Bước 2: Xác định lực cắt, mômen cắt, phương chiều điểm đặt lực kẹp, và
các lực cùng tác động vào chi tiết như trọng lực chi tiết G, phản lực tại các
điểm N, lực ma sát Fms… trong q trình gia cơng. Xác định các điểm
nguy hiểm mà lực cắt hoặc mômen cắt gây ra. Sau đó viết các phương



trình cân bằng về lực để xác định giá trị lực kẹp cần thiết.
Bước 3: Xác định kết cấu và các bộ phận khác của đồ gá (cơ cấu định vị,



kẹp chặt, dẫn hướng, so dao, thân đồ gá…)
Bước 4: Xác định kết cấu và các bộ phận phụ của đồ gá (chốt tì phụ, cơ



cấu phân độ, quay, …)
Bước 5: Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá theo yêu cầu kỹ thuật



của từng ngun cơng.
Bước 6: Ghi kích thước giới hạn của đồ gá (chiều dài, chiều rộng, chiều
dài). Đánh số vị trí của chi tiết trên đồ gá.

II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GÁ ĐẶT, PHÂN TÍCH LỰC, TÍNH TỐN BU LƠNG
VÀ SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA ĐỒ GÁ
1 Lựa chọn phương án gá đặt
Phương pháp gá đặt 1:

Cách gá đặt

Số bậc tự do hạn chế


- Bề mặt C sử dụng chốt tỳ điều chỉnh
- Bề mặt B sử dụng phiến tỳ
- 2 bề mặt tròn 2 đầu dùng 2 khối V
ngắn
Tổng

Tịnh tiến theo ; Quay quanh Ox và Oy
Tịnh tiến theo ; Quay quanh Oz
6 bậc tự do

Phương pháp gá đặt 2:
Cách gá đặt
- Bề mặt C sử dụng chốt tỳ điều chỉnh
- Bề mặt B sử dụng phiến tỳ
- Bề mặt N sử dụng khối V ngắn
- Lỗ 25 dùng chốt trụ ngắn
Tổng

Số bậc tự do hạn chế
Tịnh tiến theo ; Quay quanh Ox và Oy
Tịnh tiến theo
Tịnh tiến theo Quay quanh Oz
6 bậc tự do

*) Sử dụng phương pháp gá đặt 1 do khối V trong q trình gia cơng có lực ma sát

lớn, làm giảm bớt được lực kẹp khi gá, ít ảnh hưởng đến sai số khi gia công.
2 Tính toán chế độ cắt
Vật liệu: thép C45
Độ cứng HB = 240
(MPa)
Xác định t:
Ta có t = 0.5 D mà lại có D = 12 mm
=> t = 0,5.12 = 6 (mm)
Vậy t là 6 mm
Xác định S:


Theo bảng 5.25 - Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, với D = 12 ta có S thuộc (0,2 –
0,23)
=>Ta chọn S = 0,2 (mm/vòng)
Ta chọn chế độ cắt:
Máy cơng cụ

Dao

t (mm)

S (mm/vg)

n (vịng/ph)

2A125

P18

6

0,1

1360


3 Phân tích lực

Tính mơ men xoắn
Mx = 10.Cm.Dq.Sy.kp
Theo bảng 5.32 ta có: Cm = 0,0345
y = 0,8

q=2
kp = kmp = 1


⇒ Mx = 10.0,0345.122.0,120,8.1 = 9,1

Lực chiều trục:
Po = 10.Cp.Dq.Sy.kp
Theo bảng 5.32 – STCNCTM Tập 2 ta có: Cp = 68
y = 0,7
⇒ Po = 10.68.12.0,120,7.1 1849,767

PTCB mô men đối với tâm O:
⇔
Với:

(1)

(Xét khối V cân bằng)
(Xét chi tiết cân bằng)
⇒

Tra bảng 34.4 – TVTKĐG ta chọn:
f1 = 0,5
f2 = 0,4
+) L1 =
Thay vào (1) ta được:
⇒ 0,05.W = Mx
⇒W=

q=1
kp = km = 1


*) Lực kẹp cần thiết:
W’ = K.W
Với hệ số điều chỉnh chung an tồn:
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
Trong đó:
+) K0 = 1,5 (Hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công)
+) K1 = 1,2 (Gia công thô - Hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám
bề mặt không đồng đều)
+) K2 = 1,4 (Hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn)
+) K3 = 1 (Hệ số làm tăng lực cắt khi gia cơng gián đoạn)
+) K4 = 1,3 (Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt – Kẹp chặt bằng tay)
+) K5 = 1 (Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay – Kẹp thuận lợi)

+) K6 = 1,5 (Hệ số tính mô men làm quay chi tiết – Định vị các phiến tỳ)
⇒ K = 1,5.1,2.1,4.1.1,3.1.1,5 = 4,9
⇒ W’ = 182.4,9 891,8 (N)
4 Tính đường kính bu lơng
Phương trình cân bằng các mômen lực đối điểm tỳ cố định được viết như sau:
Trong đó: - Q là lực do bu lơng tạo ra (kG)
- � là hệ số có ích tính đến mất ma sát giữa đòn kẹp và chốt tỳ điều chỉnh
Đường kính bu lơng được tính theo cơng thức:
D=
Chọn = 60 MPa
D
Theo kích thước chi tiết ta chọn Bulong M6


5 Xác định sai số chế tạo của đồ gá

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính bằng cơng thức

Trong đó:
+) : sai số gá đặt được lấy bằng , với là dung sai nguyên công

+) : sai số chuẩn


Ta có chuỗi kích thước:
OO1 = O1I – OI
=> H =
=>
+) Sai số kẹp chặt:

→ Chọn
+) Sai số do mòn đồ gá:
Trong đó: - là hệ số phụ thuộc kết cấu đồ gá
- N là số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá
Chọn
=>
+) Sai số điều chỉnh:
=> Ta tính được sai số chế tạo cho phép của đồ gá:

6 Các chi tiết định vị
Thiết kế đồ gá bao gồm các chi tiết sau:


Khối V cố định:




Khối V di động:



Phiến tỳ:



Chốt tỳ phụ:




Phiến đỡ:



Ngàm:




Phiến đỡ bạc thay nhanh:



Bạc lót và bạc thay nhanh:



Thân đồ gá:


III. PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1
2
3
4

PGS.TS. Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa
học kỹ thuật.
Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2; NXB
Khoa học kỹ thuật.
Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Trần Thế San, Chế độ cắt gia cơng cơ
khí.
PGS.TS. Trần Văn Địch, Át lát đồ gá.