BÀI TẬP LỚN ĐỒ GÁ
* * * * * * *
ĐỀ BÀI :

Phần I : NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
1. Cơ cấu so dao của đồ gá .
2. Cơ cấu kẹp dao trên máy tiện .
3. Phương pháp tính hiệu quả kinh tế của đồ gá.

Phần II : BÀI TẬP

1. Nhiệm vô:
Tính toán thiết kế đồ gá chuyên dùng gia công chi tiết càng C15 với nguyên
công phay đồng thời các mặt A , B và E.
2. Cơ sở thiết kế :
- Bản vẽ chi tiết .
- Bản tiến trình công nghệ gia công chi tiết .
- Bản vẽ sơ đồ nguyên công cần tính toán thiết kế đồ gá .
3. Nội dung các công việc cần làm :
- Lập sơ đồ gá đặt để gia công bề mặt A , B và E .
- Chọn chiều sâu cắt t hợp lý và tra lượng chạy dao S .
- Tính tốc độ cắt V .
- Tính lực cắt P hoặc mômen cắt M
C
.
- Viết phương trình tính lực kẹp cần thiết và tính lực kẹp W .
- Thiết kế đôg gá để gia công bề mặt A , B và E ( vẽ 3 hình chiếu trên
khổ A
3
).
- Tính sai số chuẩn , sai số kẹp chặt và sai số chế tạo cho phép của đồ

Sau khi so dao xong , cất bỏ miếng căn để khi gia công dao không tiếp xúc với cữ
so dao , tránh được hiện tượng mòn của cữ so dao và đảm bảo vị trí tương đối của
nó cho những lần so dao tiếp theo .
Dao
C¨n
s
C¨n
Dao
s
s
C¨n
Dao
s
a)
b)
c)
r
a
Dao
C¨n
d)
a
b

r
e)
Dao
C¨n
Dao
C¨n

tiết , nghĩa là giảm chi phí tiền lương của công nhân và giảm các chi phí của phân
xưởng .
Sử dụng đồ gá chỉ có lợi khi hiệu quả kinh tế hàng năm lớn hơn chi phí hàng
năm ( do sử dụng đồ gá ) . Hiệu quả kinh tế của đồ gá cũng được xác định bằng
thời gian hoàn vốn , có nghĩa là trong khoảng thời gian nào đó chi phí cho đồ gá
sẽ được hoàn lại do giảm giá thành gia công chi tiết .
Tuy nhiên , còng cần nhớ rằng trong một số trường hợp để đạt độ chính xác cao
của chi tiết gia công người ta sử dụng đồ gá mà không cần tính đến hiệu quả kinh
tế của nã .
Khi tính toán hiệu quả kinh tế cần phải so sánh các phương pháp đồ gá khác
nhau . Giả sử , chi phí cho : dụng cô , khấu hao máy , điện , nước của đồ gá là như
nhau thì giá thành gia công để so sánh hai phương án ( sử dụng hai đồ gá khác
nhau ) được xác định theo các công thức sau:
C
a
= L
a
(1)
C
b
= L
b
(2)
Trong đó :
S
a
– giá thành chế tạo đồ gá theo phương án a (đồng);
S
b
– giá thành chế tạo đồ gá theo phương án b (đồng) ;

so sánh hiệu quả kinh tế của đồ gá theo phương án a và b có thể thấy S
a
’ = S
b
’ = 0.
Vì vậy số lượng chi tiết n mà theo đó cả hai phương án sử dụng đồ gá có hiệu quả
kinh tế nh nhau được xác định theo công thức sau đây (khi giải hai phương trình 1
và 2) :
n = (3)
Nếu sản lượng hàng năm của chi tiết lứon hơn số lượng chi tiết được tính theo
công thức (3) thì hiệu quả kinh tế sẽ cao hơn khi sử dụng đồ gá phức tạp và ngược
lại (hình 4 ) .
Ca
Cb
K
n
1000 2000
3000
C
Hình 4 . Đồ thị thay đổi giá thành C phụ thuộc vào số lượng chi tiết.
C
a
– chi phí gia công khi sử dụng đồ gá theo phương án a;
C
b
– chi phí gia công khi sử dụng đồ gá theo phương án b;
Theo sơ đồ trên hình 4 thì điểm K là điểm mà theo hai phương án đồ gá có giá
thành như nhau (số lượng chi tiết gia công n = 1800) . Như vậy , nếu n > 1800 thì
nên chọn phương án a (phương án đồ gá phức tạp) còn nếu n < 1800 thì nên chọn
phương án b (phương án đồ gá đơn giản) .

đồ gá phức tạp : i = 4
÷
5 năm . Giá trị q = 20 % (công thức 3) .
Để xác định n phải biết thời gian từng chiếc T
tc
của nguyên công sử dụng đồ gá
và chi phí tiền lương trong một phót A . Như vậy , L được xác định theo công thức
sau :
L = T
tc
. A (5)
Các giá trị T
tc
và A phụ thuộc vò chất lượng của đồ gá . Khi sử dụng đồ gá tốt T
tc

và A giảm nhờ giảm thời gian cơ bản và thời gian phô , đồng thời cải thiện được
điều kiện làm việc của công nhân .
Tính số lượng chi tiết n theo công thức (3) cần được thực hiện với điều kiện S
a
>
S
b
và L
b
> L
a
hoặc S
a
< S

Z
20 . Để gia công được đồng thời cả 3 mặt ta sử dụng máy
phay ngang với yêu cầu đảm bảo gia công 3 mặt này song song với nhau và đảm
bảo song song với các mặt D , C và F đã được gia công ở nguyên công trước(có
nghĩa là vuông góc với đường tâm của các lỗ). Chi tiết làm bằng gang xám 15-32
được gia công trên máy phay ngang nên chi tiết được đặt trên đồ gá và lắp lên bàn
máy thông qua các rãnh chữ T . Ta thấy nguyên công là phay mặt phẳng nên ta lấy
mặt phẳng làm mặt chuẩn , chọn mặt D làm chuẩn vì mặt D đã được gia công ở
nguyên công trước nên chuẩn là tinh . Chuẩn định vị là mặt D và các mặt trụ
ngoài do đó ta chọn cơ cấu định vị là phiến tỳ cộng với hai chốt và khối V tự lùa :
- Phiến tỳ hàn chế hai bậc tự do của chi tiết là chuyển động tịnh tiến
dọc trục 0Z , xoay quanh 0X và quay quanh 0Y .
- Hai chốt hạn chế hai bậc tự do của chi tiết là chuyển động tịnh tiến
dọc trục 0X và 0Y .
- Khối V tự lùa hạn chế một bậc tự do của chi tiết là chuyển động quay
quanh trục 0Z.
Kẹp chặt chi tiết được thực hiện bằng bu lông . Các chốt tỳ phụ có tác dụng
tăng độ cứng vững của chi tiết gia công .
Vị trí của dao phay được xác định bằng cữ so dao . Đồ gá được định vị trên bàn
máy bằng các then dẫn hướng
Chuyển động cắt gọt là chuyển động quay tròn của dao và chuyển động chạy dao
là chuyển động tịnh tiến của bàn máy .
Cô thể các kích thước , độ chính xác và độ nhám bề mặt chuẩn định vị , mặt gia
công được thể hiện trên hình vẽ :
C
F
D
Rz20
Rz20
2

R3
R3
Ø
12
Ø
6
+0,03
+0,035
+0,035
+0,035
90
±
0,1
Ø
40
Ø
25
b. Các cơ cấu định vị .

•
Phiến tú.
Mặt D đã được gia công tinh có kích thước nh
ở hình trên là một mặt tròn bán kính R=20 (mm) .
Sử dụng một phiến tỳ có phần trên là một mặt
phẳng biên dạng tròn bán kính R = 20 (mm) để
định vị 3 bậc tự do của chi tiết . Phiến tỳ này được
lắp trên thân đồ gá bằng thân trụ của chính nó có
bán kính 10 (mm) chiều cao phần lắp với thân đồ
gá h = 22 (mm)với kiểu lắp ghép H7/js6
và kẹp chặt bằng vít M 4 .

2
9
.
5
8
1
1
8
°
9
0
°
2
4
8
A
A
R0.6
R1.5
1
6
7
7
1x45°
50
1
x
4
5
°

nhất) D = 125 (mm) ta ta theo bảng 5-40 được T = 180 .
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ
thể :
k
V
= k
MV
. K
nv
. k
uv
Trong đó :
k
MV
– hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công được tra
trong bảng 5-1 có k
MV
= với n
V
tr trong bảng 5-2 được
n
V
= 1,25
⇒
k
MV
=
≈
1,3
k

Trong đó :
Z – số răng dao phay (dao phay lớn) ; Z = 12 (răng).
n – số vòng quay của dao n = = = 619 (v/p).
C
P
và các số mũ khác cho trong bảng 5-41.
C
P
= 58 ; x = 0,9 ; y = 0,8 ; u = 1,0 ; q = 0,9 ; w = 0 .
k
MP
– hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công tra trong
bảng 5-9 ta có k
MP
= với n

= = 1,818
⇒ k
MP
=
≈
0,65 .
Thay sè ta tính được trị số của lực cắt:
P
Z
= = 12562 (N) .
4. Mômen xoắn M
X
(Nm):
Mômen xoắn trên trục chính của máy : M

sao cho độ cứng vững của phôi và đồ gá
lớn nhất để phôi Ýt bị biến dạng khi kẹp chặt
còng nh khi gia công. Trong đồ gá chuyên dùng
này ta sử dụng phương pháp kẹp chặt bằng ren vít
nên điểm đặt của lực kẹp có vị trí cách phiến tỳ từ
dưới lên khoảng 10(mm) có vị trí đối xứng với hai
cạnh tiếp xúc của hai chốt và mặt trụ của chi tiết .

•
Ngoài các cơ cấu trên ta còn sử dụng thêm hai
chốt tỳ phụ nó có tác dụng làm tăng độ cứng vững
cho chi tiết gia công .
•
Kẹp chặt bằng bu lông (dạng ren vít) có kết cấu
đơn giản , lực kẹp lớn đặc biệt có tính tự hãm tốt.
Tuy nhiên phải quay nhiều vòng khi kẹp chặt còng nh
khi tháo kẹp chi tiết gia công , cho nên năng suất thấp ,
lực kẹp không ổn định và vẫn có khả năng làm xê dịch
chi tiết do lựcma sát ở đầu ren vít
6.2 . Phương pháp tính lực kẹp

•
Lực kẹp là cơ sở để thiết kế các cơ cấu kẹp chặt . Việc tính lực kẹp được coi là
gần đúng trong điều kiện chi tiết gia công ở trạng thái cân bằng tĩnh dưới tác dụng
của các ngoại lực như : lực kẹp , phản lực của mặt tú , lực ma sát ở các bề mặt
tiếp xóc , lực cắt và trọng lượng của chi tiết . Trong thực tế lực cắt không ổn định ,
lực ma sát cũng không ổn định do đó lực kẹp cũng không ổn định .

•
Trị số của lực kẹp : trị số của lực kẹp phôi trên đồ gá phải đảm bảo sao cho

c
: mômen cắt
P
c
: lực cắt.
Sơ đồ tác dụng lực khi gia công :
Để tính lực kẹp chặt W , trước hết phải tính lực cắt P
Z
(theo phần trên ta tính được
P
Z
= 12562 (N) ) . Lực P
Y
= 0,3. P
Z
= 0,3. 12562 = 3768,6 (N) .
Từ hai lực P
Z
và P
Y
ta tổng hợp thành lực R có trị sè
R = = 13115 (N) .
Tổng hợp lực R tạo ra mômen R. l làm cho
chi tiết quay xung quanh điểm tỳ
(Trong trường hợp này thì điểm tỳ chính là
điểm giữa của hai chốt đối diện với lực kẹp).
α
Muốn chi tiết không bị lật thì lực ma sát P
ε
do cơ cấu kẹp chặt sinh ra phải tạo được các

Chiều dài đoạn l : l = cos
ε
. (14 + h ) = cos
ε
. (14 + 40.tg
ε
) = 19,97 (mm).
⇒ P = = = 6548 (N) .
Lực kẹp do mỏ kẹp sinh ra được tính theo công thức sau :
W =
Trong đó :
K – hệ số an toàn .
Hệ số an toàn K trong từng điều kiện gia công cụ thể được xác định nh
sau :
K = K
0
.( K
1
. K
2
. K
3
. K
4
. K
5
. K
6
)
Với

= 1
K
6
: hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết, định vị trên các chốt tỳ
K
6
= 1
Thay các trị số này vào công thức tính K ta có :
K = 1,5.1,2.1,4.1.1,3.1.1 = 3,276
P – lực ma sát do mỏ kẹp sinh ra P = 6548 (N)
f – hệ số ma sát giữa các mặt chuẩn định vị và cơ cấu định vị f = 0,25.
W = = 85805 (N)
7. Một số cơ cấu khác của đồ gá :
7.1. Chốt tỳ phụ
Khi chi tiết được phay thì độ cứng vững của
chính bản thân nó không đủ , nên trong trường hợp
phay trên ta dùng thêm hai chốt tỳ phụ để tăng
thêm độ cứng vững cho chi tiết trong quá trình
gia công không bị biến dạng . Vị trí đặt hai chốt tỳ
phô là tai bề mặt C và mặt F của chi tiết .
Kết cấu của chốt tỳ phô nh hình vẽ:
Nguyên lý làm việc của chốt : Chốt 1 được nâng lên và chạm vào chi tiết gia công
nhờ lò xo 4 > lò xo 4 có độ căng yếu , do đó nó không đủ lực làm cho chi tiết gia
công bị xê dịch . Sau khi gá đặt xong chi tiết gia công , vặn vít 3 và nhờ chốt 2 để
cố định chốt 1 .
7.2. Cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít .
Phần trên ta đã chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu ren vít . Cơ cấu kẹp chặt bằng ren
vít chọn cho trường hợp này có một số chi tiết chính sau :
- Bulông.
Bulông có đường kính tiêu chuẩn M8 , vật liệu chế tạo bulông là thép 45 ,

Hình vẽ cơ cấu so dao được thể hiện bản vẽ đồ gá phay.
7.4. Then dẫn hướng và một số cơ cấu phô .
Then dẫn hướng và một số cơ cấu phụ phục vụ cho kết cấu của đồ gá được thẻ
hiện trên bản vẽ đồ gá phay .
8 . Xác định các sai số của đồ gá :
+ Theo công thức (2.2) “Đồ gá gia công cơ” ta có :

ε
gđ
= (1)
Trong công thức trên phải tính sai số chế tạo đồ gá
ε
ct
. Tuy nhiên do chưa biết
sai số gá đặt
ε
gđ
nên để tính được sai số chế tạo đồ gá
ε
ct
phải chọn sai số gá đặt
ε
gđ
. Sai số gá đặt
ε
gđ
chọn trước được gọi là sai số gá đặt cho phép và nó được kí
hiệu là [
ε
gđ

ε
c
: sai số chuẩn, vì chi tiết được định vị trên phiến tú , gốc kích thước
trùng với chuẩn định vị nên ta có sai số chuẩn
ε
c
= 0

ε
k
: sai số kẹp chặt sinh ra do lực kẹp chặt của đồ gá và được xác định theo
công thức :
ε
k
= (y
max
- y
min
).cos
α
Với :
y
max
, y
min
: lượng chuyển vị lớn nhất và nhỏ nhất của chuẩn gốc
kích thước khi lực kẹp gây ra

α
: góc hợp bởi phương thực hiện kích thước và phương lực kẹp

. = 0,18. = 0,18
µ
m.

ε
đc
: sai số điều chỉnh đồ gá phụ thuộc vào khả năng của người lắp ráp đồ
gá và dụng cụ để điều chỉnh. Khi thiết kế đồ gá có thể lấy
ε
đc
= 10
µ
m.
Nh vậy chỉ còn lại một Èn số phải tìm là sai số chế tạo đồ gá
ε
ct
. Để đạt yêu
cầu kỹ thuật của đồ gá thay cho
ε
ct
ta có khái niệm “sai số chế tạo cho phép” kí
hiệu là [
ε
ct
] . Sai số này được xác định theo công thức :
[
ε
ct
] = = = 21,82
µ

10. Nguyên lý làm việc của đồ gá :
Sau khi thiết kế và gia công xong đồ gá , để gia công chi tiết càng (phay đồng
thời ba mặt A , B và E) thì nguyên lý làm việc của đồ gá nh sau:
- Lắp phiến tỳ lên trên thân đồ gá, dùng tuốcnơvít xiết các vít M4 lại. Điều
chỉnh độ đồng phẳng và độ vuông góc của phiến tỳ so với phương thẳng
đứng.
- Lắp hai chốt trô
φ
10 lên thân đồ gá, phần trô
φ
9 lắp xuống thân đồ gá
còn phần
φ
10 dùng để định vị , hạn chế hai bậc tự do của chi tiết.
- Lắp hai chốt tỳ phụ vào thân đồ gá không có tác dụnh định vị mà chỉ có
tác dụng làm tăng độ cứng vững cho chi tiết trong quá trình gia công.
- Lắp cụm khối V tự lùa để hạn chế bậc tự do thứ sáu đó là hạn chế bậc
quay chi tiết quanh trục thẳng đứng.
- Lắp cụm bulông kẹp chặt vào thân đồ gá
- Đưa chi tiết vào và kẹp chặt chi tiết bằng cách vặn bulông kẹp chặt
(dùng cà lê lực ).
Vị trí của dao được cơ cấu so dao xác định.
+
0
,
1
2
0
R
z

11. Tài liệu thiết kế đồ gá :
1) Giáo trình “Đồ gá gia công cơ” - PGS.TS.Trần Văn Địch - Nhà xuất bản
Khoa học và kỳ thuật.
2) “Atlas đồ gá” - PGS.TS.Trần Văn Địch - Nhà xuất bản Khoa học và kỳ
thuật.
3) “Sổ tay công nghệ chế tạo máy” - T2 - Nhà xuất bản Khoa học và kỳ thuật.