BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

ĐÀOăĐỨCăTHÙY

ĐÀO ĐỨC THÙY

CƠNGăNGHỆăHÀNă

NGHIÊNăCỨUăTHIẾTăKẾăVÀăĐIỀUăKHIỂNăĐỒăGÁăQUAYăHAIăTRỤCă
KẾTăNỐIăV IăROBOTăHÀNăHỒăQUANG

LUẬNăV NăTHẠCăSĨăăKHOAăHỌCă
KỸăTHUẬTăCƠăKHÍ

KHỐ 2017A
HàăN iăă– N m 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------ĐÀOăĐỨCăTHÙY

NGHIÊNăCỨUăTHIẾTăKẾăVÀăĐIỀUăKHIỂNăĐỒăGÁăQUAYăHAIăTRỤCăKẾTăNỐIă
V IăROBOTăHÀNăHỒăQUANG

Chun ngành : CƠNGăNGHỆăHÀN

LUẬNăV NăTHẠCăSĨăăKHOAăHỌCă
KỸăTHUẬTăCƠăKHÍ

NGƯỜIăHƯ NGăDẪNăKHOAăHỌCă:
1. PGS.TS. NGUYỄNăTIẾNăDƯƠNG

HàăN iă– N m 2019


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..........................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................
PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................................
2. Mục đích nghiên cứu ...........................................................................................
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ...........................................................................................
4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................
5. Cấu trúc luận văn ................................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ TRONG LĨNH VỰC HÀN ................ 1
1.1. Khái niệm về đồ gá hàn .................................................................................. 1
1.2. Yêu cầu của đồ gá trong lĩnh vực hàn............................................................ 1
1.3. Tầm quan trọng của đồ gá ............................................................................. 2
1.4. Phân loại đồ gá hàn: ....................................................................................... 3
1.5. Các thành phần của đồ gá .............................................................................. 8
1.6.Vật liệu làm đồ gá: ........................................................................................... 8
1.7. Các chi tiết định vị: ......................................................................................... 9
1.7.1 Khái niệm – phân loại – yêu cầu ................................................................. 9



Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

7.1. 2. Các chi tiết định vị để gia công mặt phẳng .............................................. 10
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG KHI HÀN HỒ QUANG VÀ
ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG MỎ HÀN ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỐI
HÀN ..................................................................................................................... 15
2.1. Phân tích chuyển động khi hàn hồ quang.................................................... 15
2.1.1. Các chuyển động chính của que hàn, mỏ hàn ........................................... 15
2.1.2. Các phương pháp dao động của mỏ hàn, que hàn ..................................... 16
2.2. Phân tích ảnh hưởng của góc nghiêng mỏ hàn đến chất lượng mối hàn .... 19
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU CƠ KHÍ
CỦA ĐỒ GÁ HÀN HAI TRỤC QUAY .............................................................. 26
3.1. Sơ đồ nguyên lý của đồ hàn hai trục quay ................................................... 26
3.2. Tính tốn kết cấu cơ khí của đồ gá hàn hai trục quay ................................ 28
3.2.1. Lựa chọn mâm quay ................................................................................. 28
3.2.3. Tính tốn trục đỡ: .................................................................................... 34
3.2.4. Tính tốn lựa chọn thanh V đỡ máy: ........................................................ 36
3.2.5. Tính tốn kết cấu khung đỡ máy .............................................................. 37
3.2.6. Tính tốn thiết kế mối ghép giữa trục mang mâm quay và động cơ. ......... 37
3.2.7. Bản thiết kế trước khi chế tạo:.................................................................. 39
3.3. Chế tạo kết cấu cơ khí của đồ gá hàn hai trục quay ................................... 41
3.3.1: Khung đồ gá: ........................................................................................... 41
3.3.3. Chế tạo mâm quay: .................................................................................. 43
3.3.4: Chế tạo thanh đỡ máy: ............................................................................. 44
3.3.5: Chế tạo hộp đỡ máy: ................................................................................ 45



Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

3.3.6: Chế tạo tấm bảo vệ máy: .......................................................................... 46
3.3.7: Chế tạo hệ thống điều chỉnh trục quay + mâm quay nghiêng một góc α ... 47
3.4. Sơn hồn thiện các chi tiết: .......................................................................... 47
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ GÁ50
4.1. Thiết kế hệ thống điều khiển đồ gá .............................................................. 50
4.1.1 Tính tốn chọn tốc độ quay khi vận hành: ................................................. 50
4.1.2 Tính năng kỹ thuật của biến tần ................................................................ 51
4.2. Chế tạo hệ thống điều khiển đồ gá ............................................................... 57
CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN, VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN VÀ KẾT NỐI ROBOT HÀN................................................................. 58
5.1. Xây dựng thuật tốn ..................................................................................... 58
5.2. Viết chương trình điều khiển: ...................................................................... 58
5.3. Kết nối robot hàn .......................................................................................... 64
5.3.1. Lựa chọn nguồn, rơ le điều khiển ............................................................. 64
5.3.2 Kết nối nguồn, rơ le điều khiển. ................................................................ 65
CHƯƠNG 6: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH SỬ DỤNG ĐỒ GÁ XOAY QUANH
HAI TRỤC KẾT NỐI ROBOT HÀN ................................................................. 71
6.1. Các quy tắc an toàn khi sử dụng đồ gá hàn xoay quanh hai trục kết robot
hàn ........................................................................................................................ 71
6.2. Hướng dẫn vận hành sử dụng đồ gá xoay quanh hai trục có kết nối robot
hàn ........................................................................................................................ 72


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 78
1. Kết luận:........................................................................................................... 78
2. Kiến nghị .......................................................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 80
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 81


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

MỤC CÁC KỸ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tên tiếng anh

Tên tiếng việt

SMAW

Shield Metal Arc Welding

Hàn hồ quang que hàn
có lớp thuốc bọc
Hàn hồ quang điện cực
nóng chảy trong mơi

MAG Welding Metal Active Gas


trường khí bảo vệ là khí
hoạt tính (khí CO 2 )
Hàn hồ quang điện cực

TIG Welding

Tungsten Inert Gas Welding

không nóng chảy trong
mơi trường khí bảo vệ,
khí trơ (Ar)

CNC

CTWD

Computer Numerical
Control
Contact

Tip

to

Điều khiển với sự trợ
giúp của máy tính

Work Tầm với điện cực

Distance)

Hàn hồ quang điện cực

GTAW

Gas Tungsten Arc Welding

khơng nóng chảy trong
mơi trường khí bảo vệ
Hàn hồ quang kim loại

GMAW

Gas Metal Arc Welding

nóng chảy trong mơi
trường khí bảo vệ

Ghi chú


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

DANH MỤC HÌNH VẼ
STT

Nội dung của hình

Hình 1.1:


Đồ gá dùng để hàn các chi tiết dạng trục

Hình 1.2:

Tăng đơ thủy lực – đồ gá hàn tôn đáy và đà ngang
trong chế tạo tàu thủy

Hình 1.3:

Quy cách và sơ đồ hàn mã răng lược

Hình 1.4:

Đồ gá hàn - Vam từ dùng để ép các dầm dọc với tơn
đáy trong chế tạo tàu thủy

Hình 1.5:

Đồ gá vạn năng -lắp ghép

Hình 1.6:

Đồ gá vạn năng - điều chỉnh

Hình 1.7:

Đồ gá chuyên dụng để hàn thùng đựng dầu – cơng ty
TNHH Thành Long


Hình 1.8:

Đồ gá hàn trong lĩnh vực ơ tơ kết nối với robot.

Hình 1.9:

Phiến tỳ cố định

Hình 1.10:

Phiến tỳ cố định loại có rãnh nghiêng

Hình 1.11:

Chốt tỳ điều chỉnh

Hình 2.1:

Các chuyển động của que hàn

Hình 2.2:

Di chuyển que hàn theo đường thẳng

Hình 2.3:

Di chuyển que hàn theo đường thẳng đi lại

Hình 2.4:


Di chuyển que hàn theo hình răng cưa

Hình 2.5:

Di chuyển que hàn theo hình bán nguyệt

Hình 2.6:

Di chuyển que hàn theo hình tam giác xếp nghiêng

Hình 2.7:

Di chuyển que hàn theo hình tam giác cân

Hình 2.8:

Di chuyển que hàn theo hình trịn

Hình 2.9:

Di chuyển que hàn theo hình vịng trịn lệch

Ghi chú


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

Hình 2.10:


Tầm với điện cực (Contact tip to work Distance)

Hình 2.11:

Sự thay đổi hình dạng mối hàn khi thay đổi tầm với điện
cực

Hình 2.12:

Chiều dài điện cực phía bên ngồi mỏ hàn

Hình 2.13:

Khoảng cách làm việc tính từ đầu chụp khí phụ thuộc
vào dịng điện hàn

Hình 2.14:

Góc độ mỏ hàn khi hàn đẩy

Hình 3.1:

Đồ gá hàn quay quanh hai trục

Hình 3.2:

Sơ đồ nguyên lý của đồ gá hàn hai trục quay

Hình 3.3:


Sơ đồ tác dụng lực lên trục quay

Hình 3.4:

Động cơ giảm tốc cốt âm mitsubishi 100w

Hình 3.5:

Sơ đồ tác dụng mơ men xoắn lên trục quay

Hình 3.6:

Động cơ Giảm Tốc Cốt Âm TL4070

Hình 3.6:

Sơ đồ chịu lực trục đỡ

Hình 3.7:

Bảng thơng số tiêu chuẩn gối đỡ.

Hình 3.8:

Sơ đồ chịu lựctrục quay

Hình 3.9:

Sơ đồ chịu lực thanh đỡ máy


Hình 3.10:

Mặt cắt ngang của lắp ghép then bằng

Hình 3.11:

Sơ đồ kiểu lắp ghép then cố định trên trục (a)- then dẫn
hướng (b)

Hình 3.12:

Sơ đồ kiểu lắp ghép then có chiều dài then lớn

Hình 3.13:

Bản vẽ tổng thể của đồ gá xoay.

Hình 3.14:

Gá lắp và hàn đính.

Hình 3.15:

Mài sửa hồn thiện.

Hình 3.16:

Đường kính ban đầu của trục



Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Hình 3.17:

Luận văn thạc sỹ

Gia công chi tiết trục trên máy tiện vạn năng tại
Trường cao đẳng nghề cơng nghệ cao Hà Nội

Hình 3.18:

Phơi trên máy cắt CNC laser fiber.

Hình 3.19:

Mâm quay hồn thiện

Hình 3.20:

Khoan lỗ trên thanh bắt máy.

Hình 3.21:

Hàn chi tiết bảo vệ máy.

Hình 3.22:

Phơi trên máy cắt CNC laser fiber.


Hình 3.23:

Tấm bảo vệ khi hồn thiện.

Hình 3.24:

Hệ thống điều khiển góc nghiêng

Hình 3.25:

Sơn khung đồ gá.

Hình 3.26:

Mâm quay lớn.

Hình 3.27:

Mâm quay nhỏ.

Hình 3.28:

Sản phẩm hồn thiện.

Hình 4.1:

Biến tần OMRON SYSDRIVE 3G3MV

Hình 4.2:


Bộ giao diện hiển thị

Hình 4.3:

Cấu tạo chung của biến tần

Hình 4.4:

Khối đầu nối dây của biến tần

Hình 4.5:

Các đầu dây

Hình 4.6:

Các đầu dây mạch chính

Hình 4.7:

Các đầu kết nối mạch điều khiển

Hình 4.8:

Vị trí các bộ phận trên hộp điều khiển

Hình 4.9:

Hộp điều khiển chuyển động quay của động cơ


Hình 5.1:

Sơ đồ các bước lập trình điều khiển hàn robot kết nối
với hệ thống đồ gá xoay


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

Hình 5.2:

Thuật tốn điều khiển

Hình 5.3:

Nguồn OMRON

Hình 5.4:

Các vị trí đầu nối dây trên nguồn OMRON

Hình 5.5:

Sơ đồ điều khiển

Hình 5.6:

Đấu nối các đầu dây vào nguồn OMRON


Hình 5.7:

Đấu dây cấp điện vào nguồn OMRON

Hình 5.8:

Đấu dây đầu vào của 2 rơ le

Hình 5.9:

Đấu dây điều khiển chiều quay của động cơ

Hình 5.10:

Đấu dây điều khiển với biến tần OMRON

Hình 5.11:

Kết nối đầu dây vào bộ điều khiển của robot

Hình 6.1:

Kiểm tra sự hoạt động bình thường của các vị trí kết nối
nguồn điện cơ

Hình 6.2:

Lắp dây hàn lên hệ thống hàn robot

Hình 6.3:


Nút điều chỉnh khoảng cách từ đầu bép hàn đến bề mặt
vật hàn

Hình 6.4:

Kết nối khí bảo vệ CO 2 với hệ thống hàn robot

Hình 6.5:

Nút điều chỉnh lượng khí bảo vệ

Hình 6.6:

Vị trí tay quay trên trục vít me

Hình 6.7:

Chương trình điều khiển robot thực hiện hàn

Hình 6.8:

Chuyển công tắc sang chế độ hàn liên tục


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các q thầy, cơ đã giảng dạy
trong chương trình học cao học ngành cơng nghệ hàn, Viện cơ khí- Trường Đại học
bách khoa Hà Nội. Những người đã truyền đạt cho tơi những kiến thức vơ cùng hữu
ích về chuyên ngành Công nghệ Hàn để làm cơ sở cho tôi thực hiện luận văn này.
Đặc biệt tôi cũng xin chân thành cảm ơn PGS. TS Nguyễn Tiến Dương.
Thầy đã tận tình hướng dẫn cho tơi trong thời gian thực hiện luận văn. Mặc dù trong
thời gian làm luận văn cũng có lúc khơng được thuận lợi, nhưng với sự nhiệt tình và
kinh nghiệm của các Thầy đã tạo điều kiện thúc đẩy giúp đỡ tôi trong thời gian thực
hiện đề tài.
Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô đang giảng dạy tại
Viện Cơ Khí- Trường Đại học bách khoa Hà Nội, đã tận tình giúp đỡ tơi trong q
trình học tập, nghiên cứu và xưởng thực hành hàn đã tạo điều kiện cho tôi thiết kế
và chế tạo đồ gá xoay quanh hai trục kết nối robot hàn của đề tài luận văn. Đồng
thời tôi cũng xin trân thành cảm ơn các thầy cơ trong Khoa cơ khí trường Cao đẳng
nghề cơng nghệ cao Hà Nội đã tạo điều kiện để tôi hồn thành đề tài.
Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận
văn tôi thực hiện cịn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến của quý thầy/ cô
và các bạn đồng nghiệp góp ý.
Hà Nội, Ngày ……tháng …...năm 2019
Học viên


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Đào Đức Thùy, học viên lớp cao học 17ACNH.KH. Sau 2 năm học
tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà nội, được sự hướng dẫn và giúp
đỡ của các thầy cô giáo, đặc biệt là sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn tốt nghiệp

PGS.TS. Nguyễn Tiến Dương tôi đã đi đến cuối chặng đường để kết thúc khóa
học.
Với đề tài Luận văn tốt nghiệp là: "Nghiên cứu thiết kế và điều khiển đồ gá
quay hai trục kết nối với robot hàn hồ quang". Tôi xin cam đoan đây là cơng trình
nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Tiến Dương
và chỉ tham khảo các tài liệu được liệt kê, tơi khơng sao chép cơng trình của các cá
nhân khác dưới bất kì hình thức nào. Nếu có tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Hà Nội, Ngày ….. tháng …. năm 2019
Học viên


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trên thực tế có rất nhiều dạng kết cấu, chi tiết với những đường hàn phức tạp,
biên dạng đặc biệt mà nếu đơn thuần người cơng nhân dù tay nghề rất cao cũng rất
khó hoặc không thực hiện được. Vấn đề này sẽ được đồ gá hàn thực hiện với nhiệm
vụ: “Luôn đưa chi tiết hàn về vị trí thuận lợi nhất để thực hiện hàn”. Dùng đồ gá,
không những nâng cao chất lượng sản phẩm mà nó cịn mang lại năng suất lao động
rất cao.
Thiết kế được đồ gá hàn hai trục quay kết nối với robot hàn sẽ trở thành một
hệ thống hàn tự động, các đường hàn được thực hiện với chất lượng và năng suất rất
cao.
Ở nước ta hiện nay, hầu hết tại các cơng ty, xí nghiệp vẫn đang sử dụng đồ gá
hàn có kết cấu đơn giản. Đồ gá hiện đại có tính tự động đều nằm trong các nhà máy,
cơng ty nước ngồi hoặc liên doanh với nước ngồi. Bởi vì cho đến nay, đồ gá hiện

đại có đơn giá rất cao, đôi khi tương đương với thiết bị (robot). Không những vậy
đồ gá lại không đễ dàng mua ngay được. Để giải quyết vấn đề này chúng ta rất cần
có sự đầu tư đáng kể cho cơng việc nghiên cứu, chế tạo và sử dụng đồ gá hàn nội
địa.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài là: Nghiên cứu thiết kế và điều khiển đồ gá
quay hai trục kết nối với robot hàn hồ quang góp phần nâng cao chất lượng và tăng
năng suất khi chế tạo các sản phẩm hàn.
Hiện nay, ở một số cao đẳng nghề và trung cấp nghề có đào tạo nghề Hàn, Chế
tạo thiết bị cơ khí được học các mơn đồ gá cơ khí, hàn robot,… cũng cần phải có hệ
thống đồ gá xoay quanh hai trục để giúp các em có mơ hình thiết kế, chế tạo. Đề tài
cịn được thực hiện với mục đích để đào tạo và nghiên cứu khoa học.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Làm chủ thiết kế và chế tạo mơ hình đồ gá hàn hai trục quay kết nối với robot
hàn.


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

4. Phương pháp nghiên cứu
- Phân tích, tổng hợp các tài liệu đã có trên thế giới về hướng nghiên cứu của
đề tài
- Nghiên cứu thử nghiệm trên thiết bị được chế tạo
5. Cấu trúc luận văn
Luận văn được chia thành 3 phần:
PHẦN MỞ ĐẦU: Trình bày về mục đích, lý do, tính cấp thiết của đề tài, nội dung,
phương pháp nghiên cứu...
PHẦN NỘI DUNG:

- Tổng quan về đồ gá trong lĩnh vực hàn
- Phân tích các chuyển động khi hàn hồ quang
- Phân tích ảnh hưởng của góc nghiêng mỏ hàn đến chất lượng mối hàn
- Tính tốn, thiết kế kết cấu cơ khí của đồ gá hàn hai trục quay
- Thiết kế hệ thống điều khiển đồ gá
- Xây dựng thuật tốn, viết chương trình điều khiển và kết nối với robot hàn
- Viết bài báo, viết luận văn và chuẩn bị thủ tục bảo vệ
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ TRONG LĨNH VỰC
HÀN
1.1. Khái niệm về đồ gá hàn
Đồ gá là một thiết bị dùng để hỗ trợ và giải phỏng sức lao động của con người.
Nó giúp cho cơng việc của người cơng nhân được nhẹ nhàng và hồn thành một
cách nhanh chóng bởi vì khi có đồ gá thì các chi tiết cần gia cơng được định vị và
kẹp chặt một cách chính xác và nhanh chóng.
Đồ gá hàn là một thiết bị đồ gá chuyên dụng, dùng để lắp ráp và hàn các chi
tiết với nhau. Đồ gá hàn đảm bảo cho các chi tiết cần hàn được định vị, kẹp chặt
một cách nhanh chóng và chính xác làm cho năng suất sản xuất được nâng cao,
giảm giá thành sản phẩm
1.2. Yêu cầu của đồ gá trong lĩnh vực hàn
Bộ đồ gá được chế tạo giúp cho quá trình gá lắp các chi tiết cần hàn nhanh hơn
và dễ dàng hơn với độ chính xác cao. Do đó khi thiết kế, chế tạo đồ gá cần đảm bảo

các yêu cầu sau:
- Đảm bảo độ chính xác, khơng gây ra biến dạng cong vênh trong qúa trình
hàn cũng như sau khi hàn xong. Cơ cấu định vị cũng như kẹp chặt phải đảm bảo
không làm biến dạng hay làm giảm chất lượng bề mặt của các chi tiết cần hàn
- Có thể điều chỉnh được kích thước của đồ gá trong phạm vi cho phép để có
thể áp dụng gá lắp cho nhiều loại sản phẩm trên cùng một bộ đồ gá.
- Đồ gá phải đảm bảo cứng vững.
- Dễ dàng tiến hành thay thế một bộ phận nào đó bị hỏng hóc trong toàn bộ hệ
thống, tức là dễ dàng tháo dời từng bộ phận trong tổng thành chung.
- Quá trình điều khiển phải thuận lợi, số lượng người điều khiển hệ thống
không quá nhiều.
- Việc đưa sản phẩm vào gá lắp cũng như khi đưa sản phẩm ra ngoài phải đảm
bảo nhanh và dễ dàng.

1


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

- Sai số trong q trình gá lắp khơng được vượt q giới hạn cho phép cùa quá
trình gá lắp.
- Năng suất mà bộ đồ gá mang lại phải cao hơn khi không dùng bộ đồ gá, đồng
nghĩa với chất lượng sản phẩm được nâng lên.
- Bộ đồ gá gọn nhẹ, thuận tiện trong việc vận chuyển.
- Kết cấu của đồ gá đơn giản, dễ chế tạo.
- Giá thành không quá cao khi chế tạo một bộ đồ gá.
- Vật liệu chế tạo đồ gá dễ kiếm, giẻ tiền.
1.3. Tầm quan trọng của đồ gá

Nâng cao năng suất để giảm chi phí là một trong những mục tiêu của nền sản
xuất hiện đại. Việc sử dụng đồ gá đã làm giảm thời gian chu kỳ gia công sản phẩm.
Việc sử dụng đồ gá trong gia cơng mang lại nhiều lợi ích như sau:
- Nâng cao năng suất:
Nhờ sử dụng đồ gá mà đã loại trừ việc vạch dấu, định vị bằng tay (rà gá) và
kiểm tra thường xuyên vị trí tương đối giữa chi tiết gia công. Điều này đã làm giảm
thời gian phụ. Bằng cách sử dụng đồ gá có kết cấu cứng vững cũng cho phép cắt vơi
tốc độ cao vì thế giảm được thời gian gia cơng cơ bản. Việc giảm thời gian phụ và
thời gian gia công cơ bản đã nâng cao năng suất gia công.
- Nâng cao độ chính xác:
Khi chi tiết được gá trong đồ gá vị trí của chi tiết so với máy và dụng cụ cắt
được xác định một cách chính xác.
- Khơng cần sử dụng thợ bậc cao:
Nhờ vào đồ gá mà việc định vị và kẹp chặt chi tiết trở nên dễ dàng và đơn
giản. Do đó, khơng cần nhiều đến kỹ năng gá lắp và điều chỉnh. Bất cứ người bình
thường nào cũng có thể được huấn luyện để sử dụng đồ gá thay cho thợ bậc cao.
Điều này cũng góp phần giảm chi phí gia cơng.
- Mở rộng khả năng cơng nghệ của máy:
Có thể thiết kế những đồ gá thích hợp cho các u cầu cơng nghệ khác nhau.
2


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

Điều này có thể cho phép gia cơng các bề mặt phức tạp hay các nguyên công
khác nhau trên các máy thông thường.
- Đảm bảo tính đồng đều của chi tiết được gia công:
Nhờ đồ gá mà loạt chi tiết được gia cơng đồng nhất về chất lượng chế tạo vì

thế đảm bảo tính đổi lẫn khi lắp ráp. Bất kỳ chi tiết nào trong loạt cũng phù hợp với
yêu cầu lắp ráp và tất cả các chi tiết đều có thể thay thế cho nhau.
- Giảm chi phí:
Như đã nói ở trên, việc sử dụng đồ gá đã nâng cao năng suất gia cơng và giảm
chi phí nhân cơng. Bên cạnh đó, việc sử dụng đồ gá cịn làm giảm phế phẩm khi gia
công. Kết quả là làm giảm đáng kể chi phí gia cơng.
1.4. Phân loại đồ gá hàn:
- Đồ gá hàn ống, trục: Là loại đồ gá chuyên dụng để gá kẹp các loại chi tiết
dạng ống, trục

Hình 1.1: Đồ gá dùng để hàn các chi tiết dạng trục
- Đồ gá hàn tấm

Hình 1.2: Tăng đơ thủy lực – đồ gá hàn tôn đáy và đà ngang trong chế tạo tàu thủy
3


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

Hình 1.3: Quy cách và sơ đồ hàn mã răng lược
- Đồ gá hàn các loại thép hình:

Hình 1.4: Đồ gá hàn - Vam từ dùng để ép các dầm dọc với tôn đáy trong chế tạo
tàu thủy
Phân loại theo nguyên công:
- Đồ gá gia công cơ, đồ gá gia công nhiệt, đồ gá hàn…
- Đồ gá lắp ráp.
- Đồ gá đo lường, kiểm tra.

Phân loại theo nhóm máy:
4


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

- Đồ gá trên máy gia công cơ: tiện, phay, khoan,…
- Đồ gá trên thiết bị đo kiểm.
- Đồ gá trên thiết bị phục vụ lắp ráp.
Phân loại theo mức độ chuyên mơn hố:
- Đồ gá vạn năng
Đồ gá vạn năng được dùng trong sản xuất đơn chiếc, chế thử, trong các phân
xưởng dụng cụ và sửa chữa. Loại đồ gá này cho phép gá đặt nhiều loại chi tiết có
kích thước và hình dáng khác nhau. Các đồ gá vạn năng thông dụng là: mâm cặp,
êtô, đầu phân độ, bàn xoay … Đồ gá vạn năng có độ chính xác thấp và thời gian gá
đặt lớn hơn so với các loại đồ gá khác.
+ Đồ gá vạn năng – lắp ghép:
Đồ gá vạn năng – lắp ghép được sử dụng trong sản xuất đơn chiếc hoặc hàng
loạt nhỏ. Đồ gá này được lắp ghép từ những chi tiết được chế tạo sẵn và được lưu
giữ trong kho. Độ chính xác gia công chi tiết trên đồ gá vạn năng – lắp ghép phụ
thuộc vàochất lượng lắp ráp, độ mòn và trạng thái của các chi tiết định vị.

5


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ


Hình 1.5: Đồ gá vạn năng -lắp ghép
a) kết cấu; b) sơ đồ; c) các chi tiết:
1 – cơ cấu tỳ với chốt định vị; 2- cơ cấu định vị; 3- mỏ kẹp; 4- đai ốc kẹp;
5- phiến tỳ mặt bên; 6- phiến tỳ mặt đáy; 7- phiến tỳ mặt đầu.
+ Đồ gá vạn năng - điều chỉnh:

Hình 1.6: Đồ gá vạn năng - điều chỉnh
Đồ gá vạn năng - điều chỉnh được sử dụng trong sản xuất hàng loạt vừa khi
việc sử dụng đồ gá vạn năng không mang lại hiệu quả kinh tế. Đồ gá vạn năng điều
6


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

chỉnh gồm các chi tiết được lắp với nhau có điều chỉnh thay đổi. Khi thay đổi chi
tiết điều chỉnh thì thân đồ gá và các cơ cấu truyền động được giữ nguyên.
Hệ lỗ trên đế đồ gá lắp ghép điều chỉnh đảm bảo độ chính xác, độ cứng vững và độ
ổn định cao hơn hệ rãnh trên đồ gá vạn năng – lắp ghép.
+ Đồ gá chuyên dùng:
Đồ gá chuyên dùng chỉ được sử dụng cho một nguyên công nhất định vì vậy
nó chỉ được thiết kế để gia cơng một chi tiết nhất định. Các loại đồ gá này cho phép
gá đặt nhanh và đạt được độ chính xác gá đặt cao. Để giảm giá thành chế tạo đồ gá
người ta sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn. Thời gian sử dụng đồ gá chun dùng từ 3
÷ 5 năm.
Thơng thường loại đồ gá này được sử dụng trong sản xuất hàng loạt lớn và
hàng khối. Kết cấu của đổ gá chỉ được dùng để gia công một loại chi tiết nhất định.


Hình 1.7: Đồ gá chuyên dụng để hàn thùng đựng dầu – công ty TNHH Thành Long
+ Trong sản xuất ơ tơ thì đồ gá giữ kẹp chặt khung ơ tơ để cho robot hàn có vai
trị cực kì quan trọng. Góp phần tăng năng suất, hiểu quả làm việc.

7


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

Hình 1.8: Đồ gá hàn trong lĩnh vực ô tô kết nối với robot.
1.5. Các thành phần của đồ gá
Nói chung một đồ gá bao gồm những chi tiết, cơ cấu thành phần sau:
- Các cơ cấu định vị:
Cơ cấu định vị thường được cố định trong đồ gá. Nó được dùng để thiết lập
và duy trì vị trí của chi tiết gia công trong đồ gá bằng cách ràng buột các chuyển
động của chi tiết. Đối với những chi tiết có sự thay đổi nhiều về hình dáng cũng như
điều kiện bề mặt thì người ta thường dùng cơ cấu định vị điều chỉnh được.
- Các cơ cấu kẹp chặt:
Cơ cấu kẹp chặt dùng để kẹp chặt chi tiết gia công, đảm bảo giữ nguyên vị
trí của chi tiết dưới tác dụng của ngoại lực.
- Thân đồ gá:
Thân đồ gá là phần tử kết cấu chính của đồ gá. Các cơ cấu khác của đồ gá
sẽ được lắp trên thân đồ gá và thân đồ gá duy trì mối quan hệ không gian giữa các
phần tử đồ gá với nhau.
1.6.Vật liệu làm đồ gá:
Đồ gá được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau tùy theo mục đích sử
dụng. Có loại được tơi cứng đạt độ cứng (58 ÷ 63) HRC nhằm tăng tính chống mịn,
có loại được giữ ngun tính chất ban đầu của nó. Đơi khi người ta sử dụng vật liệu

không chứa sắt như đồng đỏ pha phốt pho để giảm mài mòn bề mặt của cặp lắp
8


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

ghép. Hoặc người ta sử dụng nylon hay vật liệu sợi để ngăn cản sự hư hỏng chi tiết
gia công. Sau đây là một số vật liệu thường dùng để chế tạo đồ gá gá đặt chi tiết
cũng như đồ gá gá dao:
- Thép gió (High Speed Steel –HSS)
- Thép làm khn.
- Thép các bon.
- Thép lò xo.
- Thép dụng cụ.
- Thép có độ bền cao.
1.7. Các chi tiết định vị:
1.7.1 Khái niệm – phân loại – yêu cầu
- Khái niệm:
Các cơ cấu của đồ gá có tác dụng để xác định chính xác vị trí u cầu của chi
tiết gia cơng đối với các dụng cụ cắt gọt gọi là các chi tiết định vị của đồ gá.
Phân loại:
+ Các chi tiết định vị chính: là các chi tiết có thể khử được một số hoặc toàn
bộ bậc tự do của chi tiết gia cơng. Loại này có thể điều chỉnh được.
+ Các chi tiết định vị phụ: Là các chi tiết dùng để tăng thêm độ cứng vững
của chi tiết gia công mà không tác dụng khử bậc tự do.
Yêu cầu đối với chi tiết định vị:
- Số lượng và sự phân bố các chi tiết định vị chính được phân bố sao cho phôi
dễ dàng định vị tại vị trí cần thiết trong đồ gá và vị trí đó không bị thay đổi trọng

lượng bản thân.
- Các chi tiết định vị cần đủ độ cứng vững để không bị biến dạng bởi lực cắt
hay lực kẹp.
- Các chi tiết định vị cần được phân bố sao cho phương tác dụng của lực cắt
hay lực kẹp không tách rời hoặc làm dịch phôi với các chi tiết định vị. Muốn vậy thì
9


Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ

các chi tiết định vị cần được phân bố sao cho lực cắt hay lực kẹp hướng vào nó hoặc
gần một chi tiết nào đó.
- Độ bền mịn bề mặt làm việc của chi tiết định vị phải nằm trong phạm vi
cho phép vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới độ chính xác định vị của phơi trong đồ gá.
Do đó, các chi tiết định vị được làm bằng thép thấm các bon trên bề mặt để đạt được
độ cứng (58 ÷ 62) HRC.
- Để đảm bảo chi tiết định vị của đồ gá tiếp xúc tốt với bề mặt chuẩn của phơi
thì các bề mặt làm việc của các chi tiết định vị phải gia cơng đạt độ chính xác cấp 7
÷8, độ nhẵn bề mặt cao nhất là Ra = 2,5 µm.
7.1. 2. Các chi tiết định vị để gia công mặt phẳng
- Chốt tỳ cố định
- Chốt tỳ đầu phẳng dùng để định vị mặt phẳng đã qua gia cơng.
Chốt tỳ chỏm cầu, chốt tỳ đầu có khía nhám dùng để định vị mặt phẳng thợ.
- Để dễ thay thế chốt khi bị mòn người ta dùng chốt tỳ cuống có bạc lót.
Các chốt tỳ cố định được lắp với thân đồ gá theo mối ghép H7/r6; H7/n6. Bạc lắp
với cuống theo mối ghép H7/j6 hoặc H7/h6.
- Phiến tỳ cố định
Phiến tỳ cố định thường dùng để định vị bằng mặt phẳng những chi tiết lớn.

Có ba loại sau:
- Phiến tỳ phẳng đơn giản loại này có chổ bắt vít lõm xuống nên khó qt sạch
phoi. Loại này thường được lắp lên các mặt phẳng thẳng đứng của đồ gá.
- Phiến tỳ có bậc dễ thốt phoi hơn nhưng bề rộng B lớn nên ít dùng.

10