BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CAD/CAE TRONG TÍNH TỐN
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG BÀN GÁ RÃNH CHỨ T VÀ LẬP QUY
TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT TRÊN ĐỒ GÁ

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Việt Hùng
Sinh viên thực hiện : Hồng Cơng Hiệp
Bùi Huy Minh
Nguyễn Tuấn Quang
Ngơ Văn Tiến
Trần Việt Đức
Lớp
: ĐH CK5
Khóa
: 12


Hà Nội – 2021
BỘ CƠNG THƯƠNG
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Hà nội, ngày……tháng…….năm………
BẢN ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP
I. THÔNG TIN CHUNG
Họ tên:………………………….......….. Học hàm, học vị:…………....................…………

Đơn vị công tác:………….......................……………………………………………………
Hướng dẫn sinh viên:………......................………………………………………………….
Mã số sinh viên: ……………...........…………Ngành:……………………............………....
Tên đề tài hướng dẫn:……………………….......................…………………………………
…………………………………………………......................………………………………
II. NHẬN XÉT
1. Ưu điểm:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………
2. Hạn chế:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………
III. ĐÁNH GIÁ (Các đánh giá có điểm lẻ đến 0.1; điểm cuối cùng làm trịn đến 1 chữ số thập phân)
Stt
Nội dung đánh giá
Điể
Điểm
m tối đánh
đa
giá
1
2
3
4
5
6

Hình thức trình bày quyển thuyết minh và bản vẽ (Theo quy định của nhà
trường, khơng có lỗi chính tả, ngắn gọn, mạch lạc, xúc tích ...)
Ý thức và thái độ trong thực hiện đề tài.


2.0

Khả năng và bản lĩnh xử lý, giải quyết vấn đề của sinh viên trong thực hiện
đề tài.
Thực hiện các nội dung của đề tài (Về nội dung chuyên môn và khoa học
cũng như về phương pháp nghiên cứu, xử lý vấn đề của ĐA, KLTN có gì
đúng, sai, có gì mới, mức độ sáng tạo)
Mối liên hệ với những vấn đề liên quan ( cơ sở lý thuyết và các hướng
nghiên cứu khác có liên quan)
Tính ứng dụng thực tiễn (phạm vi và mức độ ứng dụng, triển vọng của đề
tài, tính mới, tính sáng tạo ...)
Tổng số

1.0

1.0

3.0
1.0
2.0
10

IV. KẾT LUẬN:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)



BỘ CƠNG THƯƠNG
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Hà nội, ngày……tháng…….năm………
BẢN ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
I. THÔNG TIN CHUNG
Họ tên:………………………….......….. Học hàm, học vị:…………....................…………
Đơn vị công tác:………….......................……………………………………………………
Hướng dẫn sinh viên:………......................………………………………………………….
Mã số sinh viên: ……………...........…………Ngành:……………………............………....
Tên đề tài hướng dẫn:……………………….......................…………………………………
…………………………………………………......................………………………………
II. NHẬN XÉT
1. Ưu điểm:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………
2. Hạn chế:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………
III. ĐÁNH GIÁ (Các đánh giá có điểm lẻ đến 0.1; điểm cuối cùng làm tròn đến 1 chữ số thập phân)
Stt
Nội dung đánh giá
Điể
Điểm
m tối đánh
đa
giá
1 Hình thức trình bày quyển thuyết minh và bản vẽ (Theo quy định của nhà
2.0

trường, khơng có lỗi chính tả, ngắn gọn, mạch lạc, xúc tích ...)
2 Ý thức và thái độ trong thực hiện đề tài.
1.0
3 Khả năng và bản lĩnh xử lý, giải quyết vấn đề của sinh viên trong thực hiện
1.0
đề tài.
4 Thực hiện các nội dung của đề tài (Về nội dung chuyên môn và khoa học
3.0
cũng như về phương pháp nghiên cứu, xử lý vấn đề của ĐA, KLTN có gì
đúng, sai, có gì mới, mức độ sáng tạo)
5 Mối liên hệ với những vấn đề liên quan ( cơ sở lý thuyết và các hướng
1.0
nghiên cứu khác có liên quan)
6 Tính ứng dụng thực tiễn (phạm vi và mức độ ứng dụng, triển vọng của đề
2.0
tài, tính mới, tính sáng tạo ...)
Tổng số
10
IV. CÂU HỎI PHẢN BIỆN:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………
NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)

4


BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI


CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Hà nội, ngày……tháng…….năm………

BẢN ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
I. THÔNG TIN CHUNG
Họ tên:………………………….......….. Học hàm, học vị:…………....................…………
Đơn vị công tác:………….......................……………………………………………………
Hướng dẫn sinh viên:………......................………………………………………………….
Mã số sinh viên: ……………...........…………Ngành:……………………............………....
Tên đề tài hướng dẫn:……………………….......................…………………………………
…………………………………………………......................………………………………
II. ĐÁNH GIÁ (Các đánh giá có điểm lẻ đến 0.1; điểm cuối cùng làm tròn đến 1 chữ số thập
phân)
Stt
Nội dung đánh giá
Điể
Điể
m tối
m
đa
đánh
giá
1 Trình bày nội dung (slide rõ ràng, ngắn gọn, đầy đủ, đúng giờ)
1.0
2 Trả lời câu hỏi của người phản biện
2.0
3 Trả lời các câu hỏi của thành viên hội đồng
2.0
4 Tinh thần, thái độ và cách ứng xử

1.0
5 Thực hiện các nội dung của đề tài (Về nội dung chuyên môn và khoa 2.0
học cũng như về phương pháp nghiên cứu, xử lý vấn đề của ĐA,
KLTN có gì đúng, sai, có gì mới, mức độ sáng tạo)
6 Mối liên hệ với những vấn đề liên quan ( cơ sở lý thuyết và các 1.0
hướng nghiên cứu khác có liên quan)
7 Tính ứng dụng thực tiễn (phạm vi và mức độ ứng dụng, triển vọng 1.0
của đề tài, tính mới, tính sáng tạo ...)
Tổng số
10

III. NHẬN XÉT VÀ ĐỀ XUẤT:
………………………………………......................…………………………………………
………………………………………......................…………………………………………

NGƯỜI ĐÁNH GIÁ
(Ký và ghi rõ họ tên)

5


BỘ CƠNG THƯƠNG

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BIÊN BẢN CHẤM BẢO VỆ TỐT NGHIỆP

I. Thời gian và địa điểm
1. Thời gian:……h…..’ ngày…../……./……..
2. Địa điểm:………………………………………………………………
II. Thành phần
1. …………………………………….…….

Chủ tịch.

2. …………………………………………..

UV Thư ký

3. …………………………………………..

Ủy viên.

4. …………………………………………..

Ủy viên.

5. …………………………………………..

Ủy viên.

III. Kết quả đánh giá hội đồng
Stt

Mã
SV*


Sinh viên

Điểm
chấm
của
CBHD

Điểm
chấm
của
PB

ĐTB
của
HĐBV

Điểm học
phần

Điểm học
phần

(thang
điểm 10)

(thang điểm
chữ)

* Có phiếu chấm của các ủy viên hội đồng kèm theo.
* Mã SV: Sử dụng khi có sinh viên trùng họ và tên.

CHỦ TỊCH

THƯ KÝ

6


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

MỤC LỤC

MỤC LỤC........................................................................................................................ 6
MỤC LỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................................4
MỤC LỤC BẢNG.............................................................................................................6
LỜI NĨI ĐẦU.................................................................................................................. 7
GIỚI THIỆU.................................................................................................................... 8
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ GIA CÔNG.....................................................10
1.1. Tổng quan về đồ gá gia công................................................................................10
1.1.1. Khai niêm phân loại đồ gá..............................................................................10
1.1.2. Vai trò cấu tạo chung của đồ gá gia công........................................................13
1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật của các loại đồ gá gia cơng điển hình.................................15
1.2 Mục tiêu của đề tài................................................................................................17
1.3. Phương pháp thực hiện đề tài...............................................................................17
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG MẶT PHẲNG VÀ MẶT
RÃNH CHỮ T CỦA BÀN GÁ RÃNH CHỮ T...............................................................19
2.1.Tính tốn thiết kế đồ gá gia công mặt phẳng của bàn gá rãnh chữ T.....................19
2.1.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý hoạt động của đồ gá................................................19
2.1.2. Tính tốn thiết kế các cơ cấu của đồ gá..........................................................20

2.1.3 Tính tốn độ chính xác gia cơng......................................................................30
2.1.4. Mơ hình hóa mơ phỏng thiết kế trên phần mềm Inventor...............................31
2.2.Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng rãnh chữ T của bàn gá rãnh chữ T....................39
2.2.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý hoạt động của đồ gá................................................39
2.2.2. Tính tốn thiết kế các cơ cấu của đồ gá..........................................................41
2.2.3 Tính tốn độ chính xác gia cơng......................................................................49
2.2.4. Mơ hình hóa mơ phỏng thiết kế trên phần mềm Inventor...............................51
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT
......................................................................................................................................... 58
3.1.Lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết thân đồ gá phay mặt phẳng..................58
3.1.1.Phân tích chức năng điều kiện làm việc của chi tiết thân đồ gá.......................58
7


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

3.1.2.Xác định dạng sản xuất...................................................................................58
3.1.3.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.........................................................60
3.1.4.Lập quy trình cơng nghệ..................................................................................62
3.1.5. Tính tốn chế độ cơng nghệ cho các bề mặt gia cơng.....................................80
3.1.6. Tính tốn thiết kế đồ gá nguyên công phay khoa taro lỗ M12x1.5.................83
3.2.Lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết cữ so dao phay rãnh chữ T..................91
3.2.1.Phân tích chức năng điều kiện làm việc của chi tiết cữ so dao........................91
3.2.2.Xác định dạng sản xuất...................................................................................91
3.2.3.Chọn phơi và phương pháp chế tạo phơi.........................................................92
3.2.4.Lập quy trình cơng nghệ..................................................................................96
3.2.5. Tính tốn chế độ cơng nghệ cho các bề mặt gia cơng...................................108
3.2.6. Tính tốn thiết kế đồ gá nguyên công phay mặt C........................................111

KẾT LUẬN.................................................................................................................... 122
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................123

8


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Đồ gá hàn..........................................................................................................12
Hình 1.2 Đồ gá lắp..........................................................................................................13
Hình 1.3 Đồ gá kiểm tra..................................................................................................13
Hình 1.4 Đồ gá phay.......................................................................................................14
Hình 1.5 Đồ gá khoan.....................................................................................................14
Hình 2.1 Sơ đồ định vị phay mặt phẳng..........................................................................20
Hình 2.2 Chốt tỳ chỏm cầu..............................................................................................21
Hình 2.3 Sơ đồ phân tích lực...........................................................................................23
Hình 2.4 Cơ cấu kẹp........................................................................................................27
Hình 2.5 Phiến dẫn chốt tỳ..............................................................................................28
Hình 2.6 Cữ so dao.........................................................................................................29
Hình 2.7 Chốt định vị......................................................................................................30
Hình 2.8 Thân đồ gá.........................................................................................................30
Hình 2.9 Mơ hình 3D đồ gá gia cơng mặt phẳng.............................................................32
Hình 2.10 Chi tiết và bộ đồ gá trong mơi trường CAE....................................................34
Hình 2.11 Chọn vật liệu cho chi tiết................................................................................35
Hình 2.12. Đặt các bậc tự do được hạn chế cho chi tiết...................................................35
Hình 2.13. Cụm đồ gá và chi tiết sau khi chi lưới ...........................................................36
Hình 2.14. Đặt lực kẹp W................................................................................................37

Hình 2.15. Đặt lực dọc trục Px.........................................................................................38
Hình 2.16. Lực chạy dao Ps............................................................................................38
Hình 2.17. Đặt momen cắt Mx........................................................................................39
Hình 2.18. Sơ đồ biến dạng dẻo của chi tiết.....................................................................39
Hình 2.19. Sơ đồ chuyển vị của chi tiết............................................................................40
Hình 2.20 Sơ đồ định vị phay mặt phẳng........................................................................41
Hình 2.21 Chốt tỳ chỏm cầu............................................................................................42
Hình 2.22 Sơ đồ phân tích lực.........................................................................................44
Hình 2.23 Cơ cấu kẹp......................................................................................................48
Hình 2.24 Phiến dẫn chốt tỳ............................................................................................48
Hình 2.25 Cữ so dao........................................................................................................49
9


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội

Hình 2.26 Chốt định vị....................................................................................................49
Hình 2.27 Thân đồ gá.......................................................................................................50
Hình 2.28 Chi tiết trong mơi trường CAE.......................................................................53
Hình 2.29 Chọn vật liệu cho chi tiết................................................................................54
Hình 2.30. Đặt các bậc tự do được hạn chế cho chi tiết...................................................54
Hình 2.31. Chi tiết sau khi chi lưới .................................................................................55
Hình 2.32. Đặt lực kẹp W................................................................................................56
Hình 2.33. Đặt lực cắt Pz.................................................................................................56
Hình 2.34. Lực hướng kính Py.........................................................................................57
Hình 2.35. Sơ đồ biến dạng dẻo của chi tiết.....................................................................57
Hình 2.36. Sơ đồ chuyển vị của chi tiết............................................................................58
Hình 3.1 Trọng lượng thân đồ gá....................................................................................60

Hình 3.2. Bản vẽ chi tiết gia cơng....................................................................................65
Hình 3.3. Sơ đồ gia cơng ngun cơng I..........................................................................68
Hình 3.4. Sơ đồ gia cơng ngun cơng II.........................................................................69
Hình 3.5. Sơ đồ gia cơng ngun cơng III........................................................................70
Hình 3.6. Sơ đồ gia cơng ngun cơng IV........................................................................72
Hình 3.7. Sơ đồ gia cơng ngun cơng V.........................................................................73
Hình 3.8. Sơ đồ gia cơng ngun cơng VI.......................................................................74
Hình 3.9. Sơ đồ gia cơng ngun cơng VII......................................................................76
Hình 3.10. Sơ đồ gia cơng ngun cơng VIII...................................................................77
Hình 3.11. Sơ đồ gia cơng ngun cơng IX......................................................................79
Hình 3.12. Sơ đồ gia cơng ngun cơng X.......................................................................80
Hình 3.13 Sơ đồ định vị khoan taro lỗ M12x1.5.............................................................85
Hình 3.14 Chốt tỳ chỏm cầu............................................................................................86
Hình 3.15 Phiến tỳ..........................................................................................................86
Hình 3.16 Sơ đồ phân tích lực.........................................................................................87
Hình 3.17 Cơ cấu địn kẹp...............................................................................................89
Hình 3.18 Cơ cấu bạc thay nhanh...................................................................................91
Hình 3.19 Trọng lượng thân đồ gá..................................................................................93
Hình 3.20. Bản vẽ đánh dấu bề mặt gia cơng...................................................................98
Hình 3.21. Sơ đồ gia cơng nguyên công I......................................................................101
10


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội

Hình 3.22. Sơ đồ gia cơng ngun cơng II.....................................................................102
Hình 3.23. Sơ đồ gia cơng ngun cơng III....................................................................103
Hình 3.24. Sơ đồ gia cơng ngun cơng IV....................................................................104

Hình 3.25. Sơ đồ gia cơng ngun cơng V.....................................................................105
Hình 3.26. Sơ đồ gia cơng ngun cơng VI....................................................................106
Hình 3.27. Sơ đồ gia cơng ngun cơng VII..................................................................108
Hình 3.28. Sơ đồ gia cơng ngun cơng VIII.................................................................108
Hình 3.29 Sơ đồ định vị phay mặt C.............................................................................113
Hình 3.30 Chốt tỳ chỏm cầu..........................................................................................114
Hình 3.31 Phiến tỳ.........................................................................................................114
Hình 3.32 Sơ đồ phân tích lực.......................................................................................116
Hình 3.33 Cơ cấu kẹp.....................................................................................................119
Hình 3.34 Phiến dẫn chốt tỳ..........................................................................................119
Hình 3.35 Cữ so dao......................................................................................................120
Hình 3.36 Chốt định vị..................................................................................................120
Hình 3.37 Thân đồ gá.....................................................................................................121

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 3.1: Thành phần hóa học GX 15-32........................................................................60
Bảng 3.2. Tính cơ tính của GX 15-32..............................................................................60
Bảng 3.3. Các hệ số trong cơng thức tính tốc độ cắt........................................................80
Bảng 3.4. Các hệ số trong cơng thức tính lực cắt.............................................................81
Bảng 3.5. Chế độ cơng nghệ............................................................................................82
Bảng 3.6: Thành phần hóa học thép C45:........................................................................93
Bảng 3.7. Tính cơ tính của thép C45................................................................................94
Bảng 3.8. Các hệ số trong cơng thức tính tốc độ cắt......................................................108
Bảng 3.9. Các hệ số trong cơng thức tính lực cắt...........................................................109
Bảng 3.10. Chế độ cơng nghệ.........................................................................................110

LỜI NÓI ĐẦU
11



Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Trong thời kỳ đất nước ta đang cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, một người kỹ
sư tương lai cần phải nắm vững kiến thức cơ bản, chuyên môn được giảng dạy ở
trường và cần phải bám sát thực tiễn sản xuất. Trong bốn năm học tập tại khoa Cơ
khí, trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội, chúng em đã dần hình thành nên những
kiến thức khoa học kỹ thuật đầu tiên và đến ngày hôm nay chúng em đã được áp
dụng những kiến thức đó để thực hiện đề tài tốt nghiệp
Được sự phân cơng của khoa Cơ khí, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
chúng em được giao đề tài tốt nghiệp: “ứng dụng phần mềm cad/cae trong tính
tốn thiết kế đồ gá gia công bàn gá rãnh chứ t và lập quy trình cơng nghệ gia
cơng một số chi tiết trên đồ gá” do thầy Nguyễn Việt Hùng hướng dẫn. Trong q
trình thực hiện, chúng em gặp nhiều khó khăn trong bước đầu tìm tài liệu, đọc lại
các sách của các môn học liên quan từ năm nhất đến cuối năm và các tài liệu tham
khảo ngồi. Bên cạnh đó là những thuận lợi khi chúng em được các thầy cô trang
bị cho những kiến thức của các môn: Chi tiết máy, Công nghệ Chế tạo máy, Vẽ kỹ
thuật, Tự động hóa q trình sản xuất,… kỹ năng sử dụng các phần mềm Word,
Excel, Power Point, Solidwork, Abaqus … Trong q trình hồn thiện đồ án cịn
nhiều kiến thức mới mẻ, thực tiễn chưa có nhiều nên chúng em khó tránh khỏi
những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn và góp ý
của các thầy cô cùng các bạn để đồ án của chúng em có thể được hồn thiện hơn
nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Việt Hùng đã luôn theo sát, tận
tình chỉ bảo, hướng dẫn, đồng thời chúng em xin cảm ơn các anh chị tại
.................................................đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong suốt quá trình
thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày 14 tháng 11năm 2021
Nhóm sinh viên thực hiện

Hồng Cơng Hiệp
Bùi Huy Minh
Nguyễn Tuấn Quang
Ngơ Văn Tiến
Trần Việt Đức
12


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

GIỚI THIỆU
Chương này giới thiệu các cơ sở lý luận và tính cần thiết của để tài nghiên
cứu, các mục tiêu, kết quả cần đạt được.
1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong nền sản xuất cơ khí ngày nay việc sử dụng máy vi tính như cơng cụ hỗ
trợ rất phổ biến và ngày càng chứng minh được sự ưu việt so với các phương
pháp sản xuất truyền thống. Việc sử dụng máy vi tính hỗ trợ con người từ thiết kế,
mơ phỏng đến điều khiển chính xác máy móc trong gia cơng. Trong quy trình sản
xuất cơ khí ngày nay việc kiểm nghiệm các bài toán ảo dưới sự trợ giúp của máy vi
tính (CAE) được sử dụng khá rộng rãi trước khi được mang ra thực tế sản xuất. Vì
vậy việc thực hiện dự án áp dụng những công cụ hỗ trợ trong tính tốn thiết kế
phân tích gia cơng được coi là nhiệm vụ trong tâm phát triển của ngành
Việc ứng dụng các công cụ CAE vào sản xuất và gia cơng cơ khí sẽ giúp giảm
thiểu đáng kể thời gian cũng như chi phí cho các khâu từ thiết kế tới sản xuất gia
công. Các công cụ CAE giúp các nhà thiết kế kiểm nghiệm được thiết kế của người
thiết kế cũng như đưa ra phương án tối ưu hóa cho thiết kế nhờ vào các công cụ
đánh giá cũng như là tinh chỉnh thiết kế. Việc sử dụng CAE như một công đoạn
trong thiết kế và sản xuất về lâu dài sẽ cải thiện thiết kế sâu rộng nhờ vào cơ sở dữ

liệu thiết kế. CAE cũng có khả năng kiểm nghiệm trước khi đưa ra sản xuất thực tế
nên góp phần to lớn đảm bảo tồn cho bộ phận kỹ thuật.
Chính vì những lợi ích và tầm quan trong đó chúng em đã lựa chọn đề tài
“ứng dụng phần mềm cad/cae trong tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng bàn gá
rãnh chứ t và lập quy trình công nghệ gia công một số chi tiết trên đồ gá ’’
2.NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
Nhiệm vụ của đề tài được chia làm ba phần chính:

13


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Tổng hợp kiến thức lý thuyết về tính tốn thiết kế và lập quy trình cơng nghệ
chế tạo
Nghiên cứu , thiết kế đồ gá gia công ứng dụng phần mềm CAD/CAE của bàn
gá rãnh chữ T
Lập quy trình chế tạo mộ số chi tiết trên đồ gá
3.CÁC KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC
Đề tài đã thu được các kết quả:
Tính tốn, thiết kế, vẽ hồn thành đồ gá gia cơng bàn gá chữ T có sự trợ giúp
của phần mềm Inventor và AutoCAD.
Khai thác triệt để phần mềm trợ giúp thiết kế và tính tốn, thiết kế phân tích
ứng suất khi gia cơng …
Tạo bản vẽ chế tạo các chi tiết trên đồ gá nhanh chóng
4.CẤU TRÚC CỦA THUYẾT MINH
Cấu trúc của thuyết minh được chia ra làm 3 chương với những nội dung
chính của từng chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về đồ gá gia cơng
Chương 2: Tính tốn thiết kế đồ gá gia công mặt phẳng và rãnh chữ T
Chương 3: Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng một số chi tiết

14


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

1.1.1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ GIA CÔNG
1.1.1.1. 1.1. Tổng quan về đồ gá gia công

1.1.1. Khai niêm phân loại đồ gá
Đồ gá là trang bị công nghệ cần thiết trong q trình gia cơng cơ khí , kiểm
tra và lắp ráp sản phẩm cơ khí, dùng để xác định vị trí của phơi so với dụng cụ cắt
và giữ chặt phơi ở vị trí dưới tác dụng của lực cắt trong khi gia cơng
Đồ gá góp phần nâng cao mức độ cơ khí hóa và tự động hóa của q trình
sản xuất cơ khí chính xác. Trên các máy công cụ để cắt gọt được đểu phải tiến
hành quá trình gá lắp chi tiết. Do đó đồ gá là một trang bị cơng nghệ khơng thể
thiếu trong q trình gia cơng trên máy cắt kim loại. Cần phải có đồ gá đạt tiêu
chuẩn: định vị và kẹp chặt tốt.
-Đồ gá dùng các chi tiết dùng định vị, kẹp chặt để đảm bảo thông số kỹ thuật
của sản phẩm.
- Tùy theo công dụng của từng loại đồ gá được phân chia thành 3 loại chủ
yếu:
 Đồ gá lắp ráp: Dùng để lắp ráp chi tiết thành sản phẩm hoàn thiện.
 Đồ gá kiểm tra: Kiểm tra thông số kỹ thuật sản phẩm theo yêu cầu đề ra
hay không.

 Đồ gá gia công: Dùng để định vị kẹp chặt chi tiết trong q trình gia
cơng.
Một số loại đồ gá điển hình :
 Đồ gá hàn

15


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1.1 Đồ gá hàn

Đồ gá hàn là công nghệ gia công cơ khí, lắp ráp và kiểm tra sản phẩm. Giúp
xác định vị trí phơi so với dụng cụ hàn, cơng dụng giữ chặt sản phẩm ở vị trí cần
gia cơng, đảm bảo độ chính xác và an tồn.
 Đồ gá lắp ráp

16


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Hình 1.2 Đồ gá lắp

Đồ gá lắp ráp được sử dụng trong lắp ghép các chi tiết lại với nhau để liên kết
các cụm sản phẩm. Giúp sản phẩm đạt độ chính xác cao và đảm bảo những yêu
cầu kỹ thuật.

 Đồ gá kiểm tra:

Hình 1.3 Đồ gá kiểm tra

Đồ gá kiểm tradùng kiểm tra các chi tiết sản phẩm ở các quá trình đầu, cuối
trong sản xuất.
Cố định sản phẩm và kiểm tra kích thước, độ dày,.. đảm bảo các sản phẩm
sản xuất ra đúng theo yêu cầu kỹ thuật.


Đồ gá phay :

17


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1.4 Đồ gá phay

Kết cấu đồ gá phay gồm: cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu so dao, cơ
cấu phân độ, cơ cấu chép hình, cơ cấu gá đặt đồ gá với bàn máy (then dẫn hướng
và bu lông kẹp chặt đồ gá với rãnh chữ T của bàn máy).


Đồ gá khoan :

Hình 1.5 Đồ gá khoan


Đồ gá khoan được dùng trên máy khoan để xác định vị trí tương quan giữa
phơi và dụng cụ cắt, đồng thời kẹp chặt phôi để gia công lỗ như khoan, khoét
hoặc doa.
Ngồi đồ gá cịn có các loại dụng cụ phụ để kẹp chặt dao như mang ranh, đầu
kẹp nhanh, đầu kẹp ta rô. Đồ gá khoan thường hạn chế cả 6 bậc tự do của chi tiết
để xác định đúng lỗ tâm của chi tiết gia cơng.
1.1.2. Vai trị cấu tạo chung của đồ gá gia cơng
Vai trị của đồ gá trong gia cơng cơ khí :
18


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

 Đồ gá gia công là trang bị công nghệ cần thiết trong q trình gia cơng
cơ khí, dung để xác định vị trí của phơi so với dụng cụ cắt và giữ chặt
phơi ở vị trí dưới tác dụng của lực cắt trong khi gia cơng .


Bảo đảm vị trí chính xác giữa phơi và dụng cụ cắt.



Cố định vị trí chi tiết đã định vị , khơng có ngoại lực làm xê dịch hay rung
động ( kẹp chặt)



Xác định vị trí và dẫn hướng dụng cụ cắt.




Tạo thêm một số chuyển động để gia công các bề mặt phức tạp.

Cấu tạo chung của đồ gá :
Cơ cấu, chi tiết định vị : Cơ cấu định vị dùng để xác định vị trí tương đối của
chi tiết so với máy hoặc dụng cụ cắt. Cơ cấu này bao gồm các loại chốt tỳ, chốt trụ
ngắn, chốt trụ dài, chốt trám, khối V, trục gá v.v…
Cơ cấu kẹp chặt : Cơ cấu kẹp chặt có tác dụng giữ cho chi tiết khơng bị xê
dịch khi gia công. Cơ cấu kẹp chặt được chia ra nhiều loại.
- Phân theo cấu trúc:
 Cơ cấu kẹp đơn giản (do một chi tiết thực hiện).
 Cơ cấu kẹp tổ hợp (do hai hay nhiều chi tiết thực hiện, ví dụ như:
ren ốc – địn bẩy, địn bẩy – bánh lệch tâm, v.v…).
- Phân theo nguồn lực :
 Cơ cấu kẹp ren vít
 Cơ cấu kẹp cơ khí (hơi ép, kẹp bằng chân khơng, kẹp bằng điện tử
và ghép các loại này với nhau)
 Cơ cấu kẹp tự động
- Phân theo phương pháp kẹp
 Kẹp một chi tiết hoặc nhiều chi tiết
 Kẹp một lần hoặc nhiều lần tách rời
Cơ cấu dẫn hướng : Đây là cơ cấu giữ cho hướng tiến dao không bị xê dịch vì
19


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội


lực cắt, lực kẹp, rung động. Cơ cấu này có hai loại bạc dẫn và phiến dẫn và thường
được dùng trên các máy khoan, máy doa.
Cơ cấu so dao : Cơ cấu so dao dùng để điều chỉnh dụng cụ cắt có vị trí tương
đối so 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 phân độ : Cơ cấu phân độ hay được dùng trên máy khoan và máy
phay để quay mâm quay (trên có gá vật gia cơng) đi một góc để khoan các lỗ hoặc
phay các bề mặt cách nhau một góc bằng góc quay.
Thân gá, đế gá : Thân gá, đế gá có tên gọi khác là các chi tiết cơ sở. Các chi
tiết cơ sở thường gọi là các đế hình vng, hình trịn có răng hoặc có lỗ ren để các
chi tiết khác bắt chặt lên nó. Chi tiết cơ sở là chi tiết gốc để nối liền các bộ phận
khác nhau thành đồ gá.
Các chi tiết nối ghép : Đây là các bu lông, đai ốc… dùng để lắp ghép các bộ
phận của đồ gá lại với nhau. Các chi tiết này thường được chế tạo theo tiêu
chuẩn.
Cơ cấu định vị kẹp chặt đồ gá trên bàn máy : Cơ cấu này thường là các then
dẫn hướng (ở đồ gá phay, khoan) và rãnh chữ U trên thân đế đồ gá để kẹp chặt đồ
gá trên bàn máy.
1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật của các loại đồ gá gia cơng điển hình
Khi thiết kế đồ gá gia cơng đặt chuẩn cần đạt yêu cầu: Đảm bảo yêu cầu định
vị và kẹp chặt, yêu cầu kỹ thuật của chung bộ đồ gá .
Phải đảm bảo xác định vị trí chính xác của chi tiết và những dụng cụ hàn khác
nhau, cố định vị trí để tránh những ngoại lực xung quanh tác động làm ảnh hưởng
đến quá trình sản xuất.
Q trình kẹp chặt khơng được gây hư hại cho chi tiết, trong trường hợp lực
kẹp quá lớn, phải thiết kế thêm các cơ cấu an toàn để đảm bảo lực kẹp không làm
biến dạng chi tiết hàn.
20



Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Đảm bảo độ an tồn trong q trình hoạt động đối với người thao tác.,
Sau đây là những yêu cầu của từng loại đồ gá gia công :
Đồ gá tiện:
Theo chức năng đồ gá tiện có thể là:
 Phơi có chuyển động quay (đồ gá mâm cặp, đồ gá nối với trục chính
của máy tiện thơng qua lỗ cơn của trục chính).
 Phôi cố định, dao quay (đồ gá lắp trên sống trượt của bàn máy tiện).
 Đồ gá dao (cơ cấu chép hình, cơ cấu rút dao nhanh).
 Đồ gá lắp trên hai mũi tâm của máy tiện như trục gá.
Đối với các đồ gá lắp chặt vào trục chính của máy tiện và có chuyển động
quay thì khi thiết kế chú ý biện pháp bảo vệ máy, biện pháp an tồn cho cơng
nhân. Cụ thể cần chú ý lực ly tâm, đảm bảo cân bằng động và các chi tiết của đồ
gá khơng có cạnh sắc.
Kết cấu cụ thể của đồ gá trên như sau:
Đồ gá nối với trục chính của máy gồm cơ cấu định vị phôi, cơ cấu kẹp chặt
phôi, thân gá, bộ phận lắp với máy tiện, cơ cấu phân độ.
Đồ gá dao gồm bàn dao vạn năng, đầu rơvolve, bàn dao chép hình, cơ cấu rút
dao nhanh khi tiện ren.
Đồ gá khoan :
Đồ gá khoan được dùng trên máy khoan để xác định vị trí tương quan giữa
phôi và dụng cụ cắt, đồng thời kẹp chặt phơi để gia cơng lỗ như khoan, kht
hoặc doa. Ngồi đồ gá cịn có các loại dụng cụ phụ để kẹp chặt dao như mang
ranh, đầu kẹp nhanh, đầu kẹp ta rô.
Đồ gá khoan thường hạn chế cả 6 bậc tự do của chi tiết để xác định đúng lỗ
tâm của chi tiết gia công.

Yêu cầu quan trong bạc dẫn trục bạc dẫn hướng vng góc với thân đồ gá
Phiến dẫn khoan phải đảm bảo cững vững khi khoan .
21


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Đồ gá phay :
Khi phay, lực cắt lớn, cắt gián đoạn nên rung động lớn, vì thế đồ gá phay phải
đủ độ cứng vững.
Kết cấu đồ gá phay gồm: cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu so dao, cơ
cấu phân độ, cơ cấu chép hình, cơ cấu gá đặt đồ gá với bàn máy (then dẫn hướng
và bu lông kẹp chặt đồ gá với rãnh chữ T của bàn máy).
Phần mặt tỳ của các phần tử định vị phải đảm bảo song song so với mặt đế
đồ gá
Đồ gá mài :
– Mài phẳng: chi tiết phẳng có thể gá trực tiếp trên bàn từ. Chi tiết trục, chi
tiết phức tạp thì dùng đồ gá đặt trên bàn từ.
– Mài tròn trong: trong trường hợp này ta dùng mũi tâm kẹp tốc.
Đồ gá chuốt :
– Do lực chuốt lớn, chi tiết gia công được lẹp chặt nhờ lực chuốt, đồ gá chuốt
không cần cơ cấu kẹp chặt.
– Sự định tâm và dẫn hướng đều do bộ phận dẫn hướng của dao chuốt thực
hiện. Kết cấu đồ gá chuốt đơn giản, thường là một chi tiết dạng bạc, dạng bích để
định vị phơi. Khi chuốt rãnh cần có cơ cấu phân độ
1.1.1.2. 1.2 Mục tiêu của đề tài

Tổng hợp kiến thức lý thuyết về tính tốn thiết kế và lập quy trình cơng nghệ

chế tạo
Nghiên cứu , thiết kế đồ gá gia công ứng dụng phần mềm CAD/CAE của bàn
gá rãnh chữ T
Lập quy trình cơng nghệ chế tạo mộ số chi tiết trên đồ gá
1.1.1.3. 1.3. Phương pháp thực hiện đề tài

Để Nghiên cứu , thiết kế đồ gá gia công ứng dụng phần mềm CAD/CAE của
bàn gá rãnh chữ T ta cần thực hiện các bước sau:

22


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội

Phân tích lựa chọn phương án thiết kế: Cần phân tích yêu cầu kỹ thuật xác
định kết cấu ,dạng chi tiết điển hình ( dạng hộp ) phân tích bề mặt gia công của chi
tiết , xác định loại đồ gá gia công ( đồ gá phay bề mặt , đồ gá phay rãnh ) .Ngoài
những yêu cầu kỹ thuật cơ bản của chi tiết cần có yêu cầu chung của dạng chi tiết
điển hình ( dạng hộp )
Thiết kế sơ đồ nguyên lý hoạt động của đồ gá : Xác định các phần tử định vị,
vị trí định vị , bề mặt định vị , phân tích lựa chọn cơ cấu kẹp . Khi lựa chọn vị trí
bề mặt định vị cần lựa chọn về mặt định vị trùng với gốc kích thước để khi gia
cơng khơng xuất hiện sai số chuẩn ở bước gia công . Lựa chọn cơ cấu kẹp để giảm
sai số kẹp tránh biến dạng bề mặt gia công cần chọn cơ cấu sao cho phương lực
kẹp vng góc với phương kích thước ở bước cơng nghệ đang thực hiện mục đích
đưa sai số kẹp về bằng khơng ngồi ra khi lựa chọn cơ cấu kẹp thao tác thuận lợi
khi gá đặt gia công nhằm giảm thời gian gá đặt gia cơng .
Tính tốn thiết kế các cơ cấu đồ giá gia công :

Xác định sơ đồ định vị và kẹp phôi, xác định phương, chiều, điểm đặt của lực
ma sát, lực kẹp, lực cắt, lực ly tâm và phản lực của mặt tiếp xúc.
Xác định phương trình cân bằng của các lực được tạo ra: lực ma sát, lực kẹp,
lực cắt, lực ly tâm với lực phản của mặt tiếp xúc.
Tính tốn lực kẹp và cơ cấu kẹp ( kích thước địn kẹp , kích cỡ bulong đai ốc
, …)
Tính tốn độ chính xác gia cơng : Tính tốn sai số chế tạo đồ gá bao gồm tính
tốn các sai số gá đặt , sai số chuẩn , sai số kẹp chặt , sai số mòn và sai số điều
chỉnh đồ gá . Thông thường sai số chế tạo đồ gá về cấp chính xác và cấp độ nhám
phải lớn hơn một cấp so với cấp chính xác và độ nhám của ngun cơng đang
thực hiện
Thực hiện thiết kế và phân tích trên phần mềm CAD/CAM ( autocad ,
inventor , ….) từ đó kiểm tra nhận định cơ cấu có phù hợp các lực kẹp khi gia
cơng có đảm bảo chất lượng của chi tiết gia công
Cuối cùng xuất bản vẽ gia công đưa ra yêu cầu cụ thể của đồ gá của từng chi
tiết trên đồ gá .
23


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

24


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội


1.1.2. CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CƠNG MẶT
PHẲNG VÀ MẶT RÃNH CHỮ T CỦA BÀN GÁ RÃNH CHỮ T
1.1.2.1. 2.1.Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng mặt phẳng của bàn gá rãnh chữ T

2.1.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý hoạt động của đồ gá
- Lựa chọn sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật mặt gia công

Hình 2.1 Sơ đồ định vị phay mặt phẳng

- Định vị :
Chi tiết được định vị mặt đầu đáy bằng 4 chốt tỳ chỏm cầu hạn chế ba bậc
tự do là tịnh tiến theo OZ, quay quanh OX và OY; 3 chốt tỳ chỏm cầu ở 2 mặt bên
hạn chế 2 bậc tự do là tịnh tiến theo phương OX, OY và 1 bậc quay quanh OZ
Như vậy chi tiết đã hạn chế đủ 6 bậc tự do đảm bảo yêu cầu đối với nguyên
phay gá đặt phôi nhanh chóng , Chuẩn thơ được chọn mặt đáy trùng với gốc kích
thước chi tiết , phương lực kẹp vng góc với phương kích thước gia cơng đang
thực hiện giảm sai số khi gia công .
- Yêu cầu kỹ thuật mặt gia công :
Bề mặt gia công là mặt phẳng sai lệch kích thước 152.5 �0.08 mm. Độ
nhẵn bóng khơng cao vì cịn mài mặt phẳng ở ngun cơng sau .
- Nguyên lí làm việc của đồ gá:
Đồ gá thực hiện nguyên công phay mặt đầu đã thiết kế làm việc theo nguyên
lí như sau:
Đặt chi tiết lên chốt tỳ chỏm cầu
25


Đồ án tốt nghiệp

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội


Kẹp chặt bằng tay vặn
Đưa kết cấu lên bàn máy .
Khi gia công xong một nguyên công của chi tiết ta vặn tay vặn và tiếp tục đưa
chi tiết kế tiếp vào gia cơng.
2.1.2. Tính tốn thiết kế các cơ cấu của đồ gá
Xác định cơ cấu định vị
- Chốt tỳ chỏm cầu :
Sử dụng 6 chốt tỳ cố định loại chỏm cầu có kích thước tra theo Bảng P2.2 [4]
Vật liệu : Thép 20X

Hình 2.2 Chốt tỳ chỏm cầu

Xác định cơ cấu kẹp chặt
- Phân tích phương, chiều và các thành phần lực :
Chi tiết được kẹp chặt bằng tay vặn ren
Phương của lực kẹp trùng với phương của lực cắt nên lực kẹp cần thiết là
nhỏ nhất
26