BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN

Đồ Gá
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY CHO CHI TIẾT ĐĨA GÁ


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

BÀI TẬP LỚN
Đề bài: Cho sơ đồ gá đặt để phay mặt trên C của chi tiết như hình vẽ.
Biết:
Số lần gá đặt: N = 8000
Vật liệu: 45Cr
Máy: 6H12
Dụng cụ cắt: BK6
Đặc tính tiếp xúc (hệ số mòn):  = 0.22
Chế độ cắt: V =94,2 m/ph;
S = 0.2 mm/ph;
t = 3 mm
Yêu cầu thực hiện:
I. Phần thuyết minh:
1) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên 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

Tên bản vẽ

Khổ giấy

Số lượng

1

Bản vẽ lắp đồ gá 2D và 3D

A0

01

2

Bản vẽ 3D phân rã của đồ gá

A0

01


Hình 1 Sơ đồ gá đặt


Mục lục

Mục lục ............................................................................................................ 3

Lời nói đầu ........................................................................................................ 5
Chương 1. Phân tích u cầu kỹ thuật của ngun cơng và trình tự thiết kế đồ
gá ....................................................................................................................... 6
1.1. Phân tích u cầu kỹ thuật của ngun cơng ............................................. 6
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá ................................................................................ 6
Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên công ......................................... 8
2.1. Phương án 1: .............................................................................................. 8
2.2. Phương án 2: .............................................................................................. 9
Chương 3. Tính toán thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá .................... 11
3.1. Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết .................................................. 11
3.2. Tính lực cắt và lực kẹp ............................................................................. 11
3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt: ........................................................................ 12
3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị ........................................................................... 15
3.5. Chọn cơ cấu khác của đồ gá ..................................................................... 15
Chương 4. Tính sai số chế tạo cho phép và các yêu cầu kĩ thuật của đồ gá ... 17
4.1. Tính sai số chế tạo .................................................................................... 17
4.2. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá ....................................................................... 18
Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 19


Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ
của các ngành công nghiệp mới nói chung và ngành Cơ khí nói riêng. Là một
ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho
các ngành cơng nghiệp khác. Do vậy địi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành Cơ khí phải
tích lũy đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời
không ngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó để giải quyết những vấn đề
cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn.
Nhằm cụ thể hóa những kiến thức đã học thì mơn học Đồ gá nhằm mục đích
đó. Trong q trình thiết kế đồ gá môn học sinh viên được làm quen với cách sử

dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những
kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có
dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một
vấn đề công nghệ cụ thể. Do tính quan trọng của Đồ án mà mơn bắt buộc đối với
sinh viên chuyên ngành Cơ khí và một số ngành có liên quan.
Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy, em
đã hồn thành Đồ án mơn học Đồ gá được giao. Với kiến thức được trang bị và
quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế. Tuy nhiên, sẽ không
tránh khỏi những sai sót ngồi ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết
kế. Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong Bộ môn Công
Nghệ và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hồn thiện hơn đồ án của mình.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy người đã tận tình
hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án này.


Chương 1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên cơng và trình
tự thiết kế đồ gá
1.1. Phân tích u cầu kỹ thuật của nguyên công
Đĩa gá là một chi tiết dạng đĩa nó gần giống như là những chi tiết dạng bạc,
chỉ do tỉ lệ chiều dài và đường kính nên quy định chi tiết dạng đĩa hay bạc.Chi tiết
đía gá trong bài thì 2 bề mặt A, B là 2 bề mặt làm việc chủ yếu.chi tiết đĩa gá hiện
nay cũng đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Vì 2 bề mặt A, B là 2 bề mặt
làm việc chính nên phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật như :
+ Độ phẳng lớn.
+ Độ thẳng cao.
+ Độ song song giữa 2 mặt A,B phải cao.
Như vậy với đạt được năng suất và hiệu quả làm việc cao.Vì chi tiết làm
việc quan trọng ở 2 mặt A,B nên:
- Độ không phẳng và độ không song song của 2 bề mặt chính (A,B) nằm
trong khoảng 0,02-0,06 mm trên toàn bộ chiều dài và độ nhám của chúng là Rz20.

- Độ nhám bề mặt của các lỗ nằm trong khoảng Rz20 .
- Dung sai độ đồng tâm của các lỗ nằm trong khoảng từ 0,02-0,05 mm.
1.2. Trình tự thiết kế đồ gá
Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ gá đặt phôi và các yêu cầu kĩ thuật của nguyên công,
xác định bề mặt chuẩn, chất lượng bề mặt cần gia cơng, độ chính xác về kích thước hình
dáng, số lượng chi tiết gia cơng và vị trí các cơ cấu định vị và kẹp chặt trên đồ gá.
Bước 2: Xác định lực cắt, momen cắt, phương chiều điểm đặt của lực kẹp, và các
lực cùng tác động vào chi tiết trong q trình gia cơng. Xác định các lực nguy hiểm mà
lực cắt hoặc momen cắt gây ra. Sau đó viết 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 tỳ 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, rộng, cao,...). Đánh số các
vị trí của chi tiết trên đồ gá.


Chương 2. Phân tích sơ đồ gá đặt của nguyên cơng
2.1. Phương án 1:

Hình 2.1. Sơ đồ định vị theo phương án 1

Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.
Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Oz,
quay quanh Oy, quay quanh Ox)

Mặt trụ ngoài, sử dụng khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do (tịnh tiến Ox,
Oy)
Mặt trụ trong, sử dụng chốt trám hạn chế 1 bậc tự do ( quay quanh Oz)
Kẹp chặt sử dụng cơ cấu vít kẹp tại mặt A
Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng
Nhược điểm: Đồ gá khá cồng kềnh do phay đứng


2.2. Phương án 2:

Hình 2.2. Sơ đồ định vị theo phương án 2

Chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.
Chi tiết đặt trên máy phay ngang.
Mặt phẳng đáy, sử dụng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Oy,
quay quanh Ox, quay quanh Oz)
Mặt trụ trong, sử dụng chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do (tịnh tiến theo
Ox,Oz)
Mặt trụ trong, sử dụng chốt trám hạn chế 1 bậc tự do ( quay quanh Oy)
Kẹp chặt từ trên xuống vng góc so với mặt A


Ưu điểm: dễ dàng thao tác, gá kẹp chi tiết nhanh chóng và chi tiết được hạn
chế đủ 6 bậc tự do, chi tiết rất gọn gàng khi thao tác.
Nhược điểm: 2 lỗ định vị phải được doa từ nguyên công trước.
So sánh: như 2 phương án trên để tối ưu bài tốn thì ta thấy phương án 2
khả thi và dễ sàng thực hiện trong sản xuất thực tế vì vậy ta lựa chọn phương án
2 làm sơ đồ gá đặt cho nguyên công phay mặt trên C.



Chương 3. Tính tốn thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá
3.1. Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết

Hình 3.1. Sơ đồ phân tích lực

-

Lực cắt Pz
Lực chạy dao ngang Ph
Lực hướng kính Py
Lực thẳng đứng Pv
Lực ma sát tiếp tuyết theo mặt trụ ngồi Fms

- Phản lực N hướng lên Oz
3.2. Tính lực cắt và lực kẹp
Lực cắt PZ:


10 . 𝐶𝑃 . 𝑡 𝑥 . 𝑆𝑍 𝑦 . 𝐵𝑢 . 𝑍
𝑃𝑍 =
. 𝑘𝑀𝑉
𝐷 𝑞 . 𝑛𝑤
Tra bảng 5.41 – [1] ta có:
Bảng 3.1. Thơng số tính lực cắt

Cp

x

y


u

q

w

825

1

0,75

1,1

1.3

0.2

Tra bảng 5.9 – [1], ta có hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia
công đối với thép và 45Cr => kMP:
𝜎𝐵 𝑛
𝑘𝑀𝑃 = (
) = 0,94
750
Suy ra:
10 . 825 . 31 . 0,20,75 . 651,1 . 8
𝑃𝑍 =
. 0,94
801.3 . 3750.2

= 5635.6 (𝑁) = 563.5 kG
Mặt khác :
Py = (0,2-0,4).Pz = 112.7 kG
Ps = (0,3-0,4).Pz = 169.1 kG
Px = (0,5-0,55).Pz = 281.8 kG
Momen xoắn trên trục chính của máy:
𝑀𝑥 =

𝑃𝑍 . 𝐷
563.5 ∗ 80
=
= 225.4 (𝐾𝐺. 𝑚)
2 . 100
2 . 100

3.3. Xác định cơ cấu kẹp chặt:
Sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít để kẹp chi tiết.
Giả sử các khoảng cách đặt lực như hình vẽ, lấy tâm momen quay tại tâm
lỗ ở giữa chi tiết. Lực cắt chính PZ có xu hướng làm quay chi tiết theo tâm nhưng
có phản lực N3 từ chốt tì cản lại. Khi kẹp bằng 2 mỏ kẹp của cơ cấu liên động thì
W1=W2=Wct. Ngồi ra cịn lực Px có xu hướng kéo phơi lật lên trên, nên lực kẹp
cần thiết Wct phải lớn hơn hoặc bằng lực này.


Hình 3.2. Sơ đồ kẹp chặt

Giả sử khi chi tiết bị lật thì tâm quay đặt tại điểm A, ta được phương trình
cân bằng momen như sau:
88 . 𝑊𝑐𝑡 = 120. 𝑃𝑧 . 𝐾
hệ số an toàn K :

Suy ra ta có hệ số an tồn là :
K=K0.K1. K2 . K3. K4. K5. K6
K0-Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp K0=1.5
K1-Hệ số phụ thuộc vào lượng dư khơng đều K1=1,2
K2-Hệ số tăng lực cắt khi dao mịn K2=1
K3-Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3=1
K4-Hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực không ổn định K4=1,3
K5-Hệ số phụ thuộc vào vị trí tay quay của cơ cấu kẹp chặt bằng tay K5=1,0


K6-Hệ số tính đến mơ men làm lật chi tiết K6=1
K=1,5.1,2.1.1,4.1.1.1=2,52
Suy ra, lực kẹp cần thiết là:
𝑊𝑐𝑡 =

120 . 𝑃𝑧 . 2,52
120 . 563,5 . 2,52
=
= 1936.4(𝑘𝐺)
88
88

Hình 3.3. Cơ cấu kẹp chặt

Tính chọn bulong:
Từ hình vẽ, ta lấy: l = 54,5 (mm); l1 = 46 (mm); l2 = 120 (mm).
Công thức tính lực xiết bulong bên phải là:
𝑄=

𝑊 . (𝑙 + 𝑙1 )

1936 . (54,5 + 46)
.𝜂 =
. 1,5 = 6344 (𝑘𝐺)
𝑙1
46

Trong đó: η là hệ số hiệu dụng của cơ cấu (mất mát do ma sát).
Đường kính của ren bulong:
4 .𝑄
4 . 6344
𝑑≥ √
= √
= 11.26 (𝑚𝑚)
0,5 . [𝜎]𝑘
0,5 . 400
→ lấy d = 16 (mm)


3.4. Lựa chọn cơ cấu định vị
Phiến tỳ
Sử dụng phiến tỳ định vị mặt đáy như trên bản vẽ ta có như

Hình 3-1 Phiến tỳ

3.5. Chọn cơ cấu khác của đồ gá
Mỏ kẹp

Hình 3.4. Mỏ kẹp

Then dẫn hướng

Tra bảng 8-15 [1] ta được như sau

Hình 3.5. Then dẫn hướng


Đế đồ gá
Thân đồ gá có thể chế tạo bằng hàn, đúc, rèn hoặc lắp ghép các các tấm thép
tiêu chuẩn bằng bulông - đai ốc.
Thông thường người ta dùng thân đồ gá đúc bằng gang hoặc thép. Thân đồ
gá đúc có độ cứng vững cao và có thể đúc được các kết cấu phức tạp, tuy nhiên
thời gian chế tạo lâu và đắt tiền.
Thần đồ gá hàn có độ cứng vững thấp, khó tạo thành kết cấu phức tạp, nhưng
nó lại có ưu điểm là nhẹ, thời gian chế tạo nhanh và rẻ tiền.

Hình 3.6. Thân đồ gá


Chương 4. Tính sai số chế tạo cho phép và các yêu cầu kĩ thuật
của đồ gá
4.1. Tính sai số chế tạo
2 + 𝜀2 + 𝜀2
𝜀gd = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑐𝑡 [2]
𝑑𝑐
2

2 + 𝜀 2 + 𝜀 2)
𝑠𝑢𝑦 𝑟𝑎 ∶ 𝜀ct = √[𝜀𝑔𝑑 ] − (𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚
𝑐
𝑑𝑐


Trong đó ta có :
+Sai số gá đặt :
1
3

2
3

( ÷ ) . δ ( Trong đó 𝛿 là dung sai ngun cơng : 𝛿 = 0.7
2

𝜀𝑔𝑑 = 3 . 0,7 = 0,46
+Sai số mòn:
𝛽: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị𝛽 =0,3
N số chi tiết trên đồ gá N = 5280 ( chi tiết)
𝜀𝑚 = 𝛽. √𝑁 𝜇𝑚 = 0,3.√5280 = 22 ( 𝜇𝑚) =0.022 mm
+Sai số kẹp chặt bằng 0 vì lực kẹp vng góc với phương chi tiết.
+Sai số điều chỉnh:
𝜀𝑑𝑐 = 0,005 mm (sai số điều chỉnh)
+Sai số chuẩn :
𝜀𝑐 : sai số chuẩn . Sai số chuẩn phát sinh khi gốc kích thước trùng với chuẩn
định vị
Do đó 𝜀𝑐 = 0
Vậy ta có:
2

[𝜀𝑐𝑡 ] = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐 2 + 𝜀𝑘 2 + 𝜀𝑚 2 + 𝜀𝑑𝑐 2 ]

= √0.462 − (0.0222 + 0 .352 ) = 0,3 (mm)

Vậy sai số chế tạo bằng : 0,3 (mm)


4.2. Yêu cầu kĩ thuật của đồ gá
+ Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và đế đồ gá không vượt quá
0,3/100 mm chiều dài
+ Độ không song song giữa mặt khối V và đế đồ gá không vượt q 0,3/100
mm chiều dài
+ Độ khơng vng góc giữa tâm chốt và mặt định vị không vượt quá 0,3/100
mm chiều dài
+ Bề mặt làm việc của các chốt định vị được nhiệt luyện đạt độ cứng HRC
40.45
+ Độ bóng của các bề mặt lắp ráp và định vị: cấp 7
 Yêu cầu đối với thân đồ gá:
 Tất cả thân đồ gá và đế đồ gá phải được ủ để khử ứng suất
 Kiểm tra đồ gá
 Phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn
 Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết
 Kiểm tra độ cứng vững của đồ gá


Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2001), Sổ tay
công nghệ chế tạo máy tập II, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
[2] Trần Văn Địch (2007), Atlas đồ gá, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.


3

4


5

6

7

8

9

10

11

13

12

14

2

194

1

H7
Ø5 js6


H7
Ø13js6

H7
Ø13js6
H7
Ø13 js6

418

254

YÊU CẦU KỸ THUẬT:
+Độ không song song giữa phiến tỳ
so với đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.
+Độ không vng góc giữa tâm chốt
định vị và đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.

14

Phiến tỳ

2

C45

13

Chốt trám


1

C45

12

Bulong M6

2

45Cr

11

Mỏ kẹp

2

C45

10

Chốt tỳ phụ

2

45Cr

9


Lò xo

2

C45

8

Bulong M16

1

C45

7

Chốt trụ ngắn

1

C45

6

Đai ốc M16

1

C45


5

Chi tiết

1

45Cr

4

So dao

1

C45

3

Chốt định vị

1

C45

2

Thân đồ gá

1


C45

1

Bulong ghép

1

C45
Đơn vị

Số
Vật liệu
Lượng

Đ. Vị Tên gọi

Số lượng

Tổng số

Ghi chú

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY
TR. Nhiệm

Họ Và Tên

H. Dẫn


Dương Văn Đức

Duyệt

Dương Văn Đức

Th. Kế

Nguyễn Đăng Quốc

Ký

Ngày

BẢN VẼ LẮP
Vật Liệu : C45

Tỷ lệ 1:1

Khối lượng :

Tờ : 1

Số tờ : 1

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa : Cơ Khí
Lớp : ĐH Cơ Khí



11

10

5

8

9
3

4

13

12
7
14

2

1

6

YÊU CẦU KỸ THUẬT:
+Độ không song song giữa phiến tỳ
so với đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.
+Độ khơng vng góc giữa tâm chốt

định vị và đáy đồ gá ≤ 0,016 mm.

14

Phiến tỳ

2

C45

13

Chốt trám

1

C45

12

Bulong M6

2

45Cr

11

Mỏ kẹp


2

C45

10

Chốt tỳ phụ

2

45Cr

9

Lò xo

2

C45

8

Bulong M16

1

C45

7


Chốt trụ ngắn

1

C45

6

Đai ốc M16

1

C45

5

Chi tiết

1

45Cr

4

So dao

1

C45


3

Chốt định vị

1

C45

2

Thân đồ gá

1

C45

1

Bulong ghép

1

C45
Đơn vị

Số
Vật liệu
Lượng

Đ. Vị Tên gọi


Số lượng

Tổng số

Ghi chú

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỒ GÁ
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY
TR. Nhiệm

Họ Và Tên

H. Dẫn

Dương Văn Đức

Duyệt

Dương Văn Đức

Th. Kế

Nguyễn Đăng Quốc

Ký

Ngày

BẢN VẼ PHÂN GIÃ

Vật Liệu : C45

Tỷ lệ 1:1

Khối lượng :

Tờ : 1

Số tờ : 1

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa : Cơ Khí
Lớp : ĐH Cơ Khí