Bài giảng Đồ gá trên máy công cụ - ĐH Phạm Văn Đồng

Bài giảng Đồ gá trên máy công cụ được biên soạn theo nội dung phân phối chương trình do Trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng. Nội dung của bài giảng bao gồm 6 chương với thời lượng 30 tiết, sẽ giới thiệu cho sinh viên các kiến thức tổng quát về đồ gá, bao gồm: cấu tạo tổng quát của đồ gá, tác dụng và yêu cầu của đồ gá,...

ĐH Phạm Văn Đồng

ThS Phạm Văn Trung ThS Trần Văn Thùy

5/2017 BÀI GIẢNG ĐỒ GÁ

TRÊN MÁY CÔNG CỤ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG

KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

- -

ThS Phạm Văn Trung ThS Trần Văn Thùy

BÀI GIẢNG

ĐỒ GÁ TRÊN MÁY CÔNG CỤ

(Dùng cho bậc ĐH)

Quảng Ngãi, tháng 5/2017

M ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ 2

1.1 Khái niệm chung về trang bị công nghệ 2

1.2 Định nghĩa và công dụng của đồ gá gia công cơ 2

1.2.1. Định nghĩa đồ gá: 2

1.2.2 Công dụng của đồ gá: 3

1.3 Phân loại đồ gá gia công cơ 3

1.3.1 Phân loại theo nhóm máy 3

1.3.2 Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa 3

1.4 Các thành phần chính của đồ gá 6

1.5 Yêu cầu đối với đồ gá 7

Ch ương 2: ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ 8

2.1 Quá trình gá đặt chi tiết 8

2.1.1 Khái niệm về định vị 8

2.1.2 Yêu cầu đối với đồ định vị 8

2.2 Sai số gá đặt 9

2.2.1 Sai số chuẩn 10

2.2.2 Sai số kẹp chặt 13

2.2.3 Sai số đồ gá 15

2.3 Các chi tiết định vị của đồ gá 15

2.4 Các chi tiết định vị mặt phẳng 16

2.4.1 Các chi tiết định vị chính 16

2.4.2 Các chi tiết định vị phụ 20

2.5 Các chi tiết định vị mặt trụ ngoài 21

2.6 Các chi tiết định vị mặt trụ trong 23

2.6.1 Chốt định vị 23

2.6.2 Chốt côn định vị 24

2.6.3 Trục gá 24

2.7 Định vị kết hợp 26

Chương 3: KẸP CHẶT VÀ CÁC CƠ CẤU KẸP CHẶT 28

3.1 Khái niệm về kẹp chặt 28

3.2 Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt 28

3.3 Phương pháp xác định lực kẹp 29

3.3.1 Phương và chiều của lực kẹp 29

3.3.2 Điểm đặt của lực kẹp 30

3.3.3 Phân loại cơ cấu kẹp chặt 31

3.3.4 Trình tự tính lực kẹp 32

3.4 Kẹp chặt bằng chêm 38

3.4.1 Tính lực kẹp của chêm 38

3.4.4.Tính chêm có con lăn: 42

3.4.5 Tính chêm có chốt trượt 43

3.5 Kẹp chặt bằng ren ốc 45

3.5.1 Khái niệm 45

3.5.2 Kết cấu 45

3.6 Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm 48

3.7 Cơ cấu phóng đại lực kẹp 49

3.7.1 Cơ cấu phóng đại bằng thanh truyền 50

3.7.2 Cơ cấu phóng đại lực bằng hơi ép – dầu ép 51

3.8 Các cơ cấu sinh lực 51

3.8.1 Cơ cấu sinh lực khí nén 52

3.8.2 Truyền động bằng dầu ép 56

3.8.3 Cơ cấu sinh lực nhờ lực hút điện từ 56

3.8.4 Cơ cấu sinh lực nhờ lực ly tâm 57

Chương 4 : CÁC CƠ CẤU TỰ ĐỊNH TÂM 59

4.1 Khái niệm 59

4.2 Tự định tâm bằng khối V 60

4.3 Tự định tâm bằng đòn bẩy 61

4.4 Tự định tâm bằng đường cong 62

4.5 Tự định tâm bằng ống kẹp đàn hồi 63

4.6 Tự định tâm bằng khe chêm 64

4.7 Tự định tâm bằng lò xo đĩa 64

4.8 Tự định tâm bằng chêm 65

Chương 5 : CÁC CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ 67

5.1 Cơ cấu dẫn hướng 67

5.1.1 Bạc dẫn hướng 67

5.1.2 Phiến dẫn 71

5.1.3 Cơ cấu dẫn hướng dao khi chuốt 73

5.2 Cơ cấu so dao 74

5.3 Cơ cấu định vị đồ gá 74

5.4 Cơ cấu phân độ 77

5.5 Cơ cấu chép hình 82

5.6 Thân đồ gá 83

Chương 6: TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 85

6.1 Yêu cầu 85

6.2 Các bước thực hiện 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

LỜI NÓI ĐẦU

Trong ngành Cơ khí, trang bị công nghệ có vai trò quan trọng và góp phần mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật tốt cho quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí Xác định, lựa chọn, thiết kế và tính toán trang thiết bị hợp lý là một nội dung chuyên môn trong khâu chuẩn bị công nghệ cho quá trình sản xuất sản phẩm

Bài giảng Đồ gá trên máy công cụ được biên soạn theo nội dung phân phối

chương trình do Trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng Nội dung được xây dựng theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu và trên cơ sở kế thừa những nội dung được giảng dạy

ở các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiêp hóa, hiện đại hóa

Nội dung của bài giảng Đồ gá đồ gá trên máy công cụ bao gồm 6 chương với

thời lượng 30 tiết, sẽ giới thiệu cho sinh viên các kiến thức tổng quát về đồ gá, bao gồm: cấu tạo tổng quát của đồ gá, tác dụng và yêu cầu của đồ gá,… cơ sở phân loại và lựa chọn đồ gá trên máy cắt kim loại Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các chi tiết và

cơ cấu định vị, các cơ cấu kẹp chặt thông dụng, cơ cấu dẫn hướng, cữ so dao… Phương pháp lựa chọn các chi tiết và cơ cấu định vị phù hợp để định vị Phương pháp tính lực kẹp, cách tính lực kẹp cho từng phương pháp kẹp chặt cụ thể đồng thời lựa chọn cơ cấu kẹp chặt phù hợp Các kiến thức cơ bản để thiết kế một đồ gá trên máy cắt

kim loại

Tuy nhóm tác giả có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng bài giảng chắc không tránh khỏi những thiếu sót Nhóm tác giả mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp, xây dựng của bạn đọc và đồng nghiệp để nội dung bài giảng được hoàn thiện hơn Chúng tôi xin chân thành cảm ơn

Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ qua email: phamvantrung@pdu.edu.vn

Quảng Ngãi, tháng 5/2017

Nhóm biên soạn

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ

1.1 Khái niệm chung về trang bị công nghệ

Trong quá trình sản xuất của ngành cơ khí chế tạo máy, toàn bộ các phụ tùng kèm theo máy gia công để giúp cho máy đó thực hiện có hiệu quả quá trình công nghệ gia công các đối tượng sản xuất, đều được gọi là các trang bị công nghệ

Như vậy trang bị công nghệ nói chung bao gồm các loại đồ gá trên máy cắt, đồ

gá lắp ráp, đồ gá đo lường, các dụng cụ cắt, các dụng cụ phụ, các cơ cấu cấp phôi, gỡ phôi, các loại khuôn đúc, rèn…

Việc thiết kế toàn bộ các trang thiết bị công nghệ để sản xuất một sản phẩm có thể chiếm đến 80 -90% khối lượng lao động trong công tác chuẩn bị sản xuất Giá thành chế tạo trang bị công nghệ chiếm đến 15 -20% giá thành các thiết bị Do đó muốn đạt được hiệu quả kinh tế cao thì việc nghiên cứu các phương pháp trang bị cho sản xuất là điều rất cần thiết

Với các máy công cụ thì trang bị công nghệ cơ khí là các phụ tùng kèm theo máy nhằm mở rộng khả năng công nghệ, tạo điều kiện thực hiện thuận lợi cho quá trình gia công với hiệu quả kinh tế cao

Ưu điểm: Sử dụng trang bị công nghệ có những lợi ích sau:

- Dễ đạt được độ chính xác yêu cầu do vị trí của chi tiết gia công và dao được điều chỉnh chính xác

- Độ chính xác gia công ít phụ thuộc vào tay nghề của công nhân

- Nâng cao năng suất lao động

- Giảm nhẹ được cường độ lao động của người công nhân

- Mở rộng được khả năng làm việc của thiết bị

- Rút ngắn được thời gian sản suất mặt hàng mới

1.2 Định nghĩa và công dụng của đồ gá gia công cơ

1.2.1 Định nghĩa đồ gá:

Đồ gá là một loại trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí chính xác của chi tiết gia công so với dụng cụ cắt, đồng thời giữ vững vị trí đó trong suốt quá trình gia công

1.2.2 Công dụng của đồ gá:

- Đảm bảo độ chính xác vị trí của các bề mặt gia công

- Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công vì vị trí của chi tiết so với máy, dao được xác định bằng các đồ gá định vị, không phải rà gá mất nhiều thời gian

- Mở rộng khả năng công nghệ của thiết bị: nhờ đồ gá mà một số máy có thể đảm nhận công việc của máy khác chủng loại Ví dụ, có thể mài trên máy tiện, có thể tiện trên máy phay hoặc phay trên máy tiện

- Đồ gá giúp cho việc gia công nguyên công khó mà nếu không có đồ gá thì không thể gia công được Ví dụ, khoan lỗ nghiêng trên mặt trụ, đồ gá phân độ để phay bánh răng,…

- Giảm nhẹ sự căng thẳng và cải thiện điều kiện làm việc của công nhân; không cần sử dụng bậc thợ cao

Nhờ những tác dụng trên mà việc sử dụng đồ gá đúng loại, đúng lúc, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao

1.3 Phân loại đồ gá gia công cơ

1.3.1 Phân loại theo nhóm máy

- Đồ gá trên máy tiện

- Đồ gá trên máy phay

- Đồ gá trên máy bào

- Đồ gá trên máy mài

- Đồ gá trên máy khoan

- …

1.3.2 Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa

a) Đồ gá vạn năng: là những đồ gá đã được tiêu chuẩn, có thể gia công được những chi tiết khác nhau mà không cần thiết có những điều chỉnh đặc biệt Đồ gá vạn năng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất loạt nhỏ - đơn chiếc

Ví dụ: mâm cặp 3 chấu, mâm cặp 4 chấu, êtô, đầu phân độ vạn năng, bàn từ…

a) b) c)

Hình 1.1 a) Mâm cặp bốn chấu; b) Mâm cặp ba chấu; c) Etô

b) Đồ gá chuyên dùng: là loại đồ gá được thiết kế và chế tạo cho một nguyên công gia công nào đó của chi tiết Vì vậy, khi sản phẩm thay đổi hoặc nội dung nguyên công thay đổi thì đồ gá này không được sử dụng lại được Do đó loại đồ gá này được

sử dụng khi sản phẩm và công nghệ tương đối ổn định trong sản xuất loạt lớn, hàng khối

Ví dụ: đồ gá gia công lỗ piston, đồ gá phay biên dạng cam…

c) Đồ gá vạn năng lắp ghép (đồ gá tổ hợp):

Theo yêu cầu gia công của một nguyên công nào đó, chọn một bộ các chi tiết tiêu chuẩn hoặc bộ phận đã được chủng bị trước để tổ hợp thành các đồ gá Loại đồ gá này sau khi dùng xong có thể tháo ra, lau chùi sạch sẽ và có thể cất vào kho để tiếp tục

sử dụng

Sử dụng loại đồ gá này có ưu điểm là giảm chu kỳ thiết kế và chế tạo đồ gá, làm giảm thời gian chuẩn bị sản xuất; đồng thời với một bộ các chi tiết của đồ gá đã được tiêu chuẩn hóa có thể được sử dụng nhiều lần, tiết kiệm vật liệu chế tạo đồ gá; giảm công lao động và giảm giá thành sản phẩm

Nhược điểm: cần đầu tư vốn khá lớn để chế tạo hàng vạn chi tiết tiêu chuẩn với

độ chính xác và độ bóng cao, vật liệu các chi tiết này thường là thép hợp kim, thép crôm, thép Niken; độ cứng vững kém hơn đồ gá thông dụng; nặng và cồng kềnh hơn

so với đồ gá vạn năng

Ứng dụng: loại đồ gá này dùng thích hợp trong dạng sản xuất loạt nhỏ, chủng loại chi tiết nhiều, đặc biệt đối với những sản phẩm mới

Hình 1.2 Đồ gá tổ hợp 1-chi tiết gia công, 2- cơ cấu định vị, 3- vít, 4- tấm đế, 5- cơ cấu kẹp

d) Đồ gá điều chỉnh và đồ gá gia công nhóm: hai loại đồ gá này có chung một đặc điểm là sau khi thay đổi hoặc điều chỉnh một số chi tiết cá biệt của đồ gá thì có thể gia công những chi tiết có hình dáng, kích thước và công nghệ gần giống nhau Nhưng đối tượng gia công của đồ gá vạn năng điều chỉnh không rõ ràng và phạm vi sử dụng tương đối rộng, ví dụ mâm cặp hoa mai dùng trên máy tiện, đồ gá khoan trụ mượt thanh răng… Đồ gá gia công nhóm được thiết kế và chế tạo cho một nhóm chi tiết nào

đó nhất định Đối tượng gia công và phạm vi sử dụng tương đối rõ ràng

Sử dụng các loại đồ gá này có thể đạt được hiệu quả như nhau trong dạng sản xuất loạt nhỏ cũng như dạng sản xuất loạt lớn, là một biện pháp có thể ứng dụng để cải cách thiết kế trang bị công nghệ

Hình 1.3 Đồ gá vạn năng điều chỉnh

1.4 Các thành phần chính của đồ gá

Chủng loại và kết cấu đồ gá gia công tuy có khác nhau, nhưng nguyên lý làm việc của nó trên cơ bản giống nhau Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, trước hết chúng ta căn cứ vào tính năng giống nhau của các chi tiết và cơ cấu trong đồ gá để phân loại Các thành phần chủ yếu của đồ gá gia công gồm:

- Bộ phận định vị: Dùng để xác định vị trí tương đối của chi tiết so với máy hoặc dụng cụ cắt

- Bộ phận kẹp chặt: Dùng để giữ không cho chi tiết bị xê dịch khi gia công

- Các cơ cấu truyền lực từ nơi tác động đến vị trí kẹp chặt

- Các cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt như: phiến dẫn, bạc dẫn, then dẫn, dưỡng

so dao…

- Các cơ cấu quay và phân độ

- Thân đồ gá và đế đồ gá để lắp ráp các bộ phận trên tạo thành một bộ đồ gá hoàn chỉnh

- Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá vào bàn máy của máy cắt kim loại

- Cơ cấu so dao

Hình 1.4 Đồ gá khoan – khoét - doa

1.5 Yêu cầu đối với đồ gá

Đồ gá trên máy cắt kim loại phải có yêu cầu sau

- Kết cấu phải phù hợp với yêu cầu sử dụng, dạng sản xuất, điều kiện cụ thể của nhà máy về trang thiết bị, trình độ kỹ thuật của người công nhân…

- Đảm bảo được độ chính xác qui định: nguyên lý làm việc phải đúng, chi tiết định vị và dẫn hướng phải có cấu tạo hợp lý và có độ chính xác cần thiết, chi tiết kẹp chặt phải đủ độ cứng vững, đồ gá phải được kẹp chặt và định vị một cách chính xác trên máy

- Sử dụng thuận tiện và an toàn khi làm việc: gá và tháo chi tiết gia công dễ dàng, dễ quét dọn phoi, dễ lắp trên máy, dễ thay thế những chi tiết bị mòn và hư hỏng,…

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1: Đồ gá là gì? Phân biệt đồ gá với dụng cụ phụ? Lấy ví dụ?

Câu 2: Trình bày công dụng của đồ gá?

Câu 3: Trình bày yêu cầu của đồ gá?

Câu 4: Trình bày cấu tạo tổng quát của đồ gá?

Chương 2: ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ

2.1 Quá trình gá đặt chi tiết

Khi tiến hành gia công một bề mặt nào đó của chi tiết, trước tiên cần phải thực hiện hai việc:

- Xác định vị trí của chi tiết gia công so với máy hoặc dụng cụ cắt Đó là quá trình định vị

- Giữ chặt chi tiết không cho ngoại lực làm thay đổi vị trí đã định vị (ngoại lực chủ yếu là: lực cắt, lực ly tâm, trọng lực,…) Đó là quá trình kẹp chặt

2.1.1 Khái niệm về định vị

Trong môn học công nghệ chế tạo máy ta đã đề cập đến vấn đề định vị Đối với

đồ gá thì định vị lại trở thành vấn đề cụ thể hơn nữa và không thể tách khỏi đồ gá được Đồ gá là trang bị công nghệ trực tiếp làm nhiệm vụ định vị chi tiết trong quá trình gia công, cho nên vấn đề định vị là một trong những vấn đề chính của đồ gá

Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết gia công cần phải xác định chính xác vị trí tương đối giữa chi tiết gia công với dao cắt Thông qua đồ gá bắt chặt trên bàn máy và

các đồ định vị của đồ gá Đồ định vị là các chi tiết hoặc cơ cấu của đồ gá mà mặt làm việc tiếp xúc với mặt chuẩn thì vị trí của chi tiết được xác định chính xác so với máy hoặc dao

Vì thế định vị là sự xác định vị trí chính xác tương đối của chi tiết so với dụng cụ cắt trước khi gia công nhằm mục đích sau khi dao cắt hớt đi lớp kim loại bề mặt sẽ tạo

ra một bề mặt mới gia công có vị trí chính xác tương đối với chuẩn khởi xuất

2.1.2 Yêu cầu đối với đồ định vị

Khi định vị chi tiết trên đồ gá, người ta dùng các chi tiết hay các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với bề mặt dùng làm chuẩn của chi tiết, nhằm đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa bề mặt gia công của chi tiết với dụng cụ cắt

Các chi tiết và bộ phận đó được gọi là đồ định vị (cơ cấu định vị, chi tiết định vị)

Sử dụng hợp lý cơ cấu định vị sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực vì có thể xác định chính xác vị trí của chi tiết một cách nhanh chóng, giảm được thời gian phụ

và nâng cao năng suất lao động

Để đảm bảo được chức năng đó, cơ cấu định vị phải thỏa mãn những yêu cầu sau đây:

- Cơ cấu định vị cần phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gia công về mặt hình dáng và kích thước

- Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ chính xác lâu dài về kích thước và vị trí tương quan

- Cơ cấu định vị chi tiết có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt

2.2 Sai số gá đặt

Trong mỗi nguyên công vấn đề cơ bản là đảm bảo được kích thước khởi xuất của nguyên công đó Sai số tổng cộng của kích thước khởi xuất gồm ba thành phần cơ bản sau:

(1) Sai số gá đặt chi tiết

(2) Sai số điều chỉnh máy

(3) Sai số gia công

Sai số gá đặt (εg) sinh ra trong quá trình gá đặt chi tiết trong đồ gá và bao gồm sai số chuẩn εc (sai số do chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị không trùng nhau sinh ra), sai số kẹp chặt εk và sai số đồ gá εđg(do đồ gá chế tạo không chính xác, đồ gá định vị trên máy không chính xác, các đồ định vị bị mòn,…) Vì mỗi thành phần của sai số gá đặt đều có trường phân tán của nó và đều có những trị số ngẫu nhiên tạo ra các trường phân tán đó, nên khi tổng hợp lại sai số gá đặt εg cũng có nhân tố ngẫu nhiên Cho nên khi tổng hợp sai số không cộng theo số học mà mà cộng theo định luật phân bố bình thường (tính chất của đường cong Gauss) và ta có:

của hệ thống công nghệ (máy – dao – đồ gá – chi tiết) khi có tải trọng, biến dạng nhiệt

và sự mòn của dao,…

Muốn đảm bảo kích thước khởi xuất của nguyên công cần có điều kiện sau:

εg+ Δđc+ Δgc≤ δ (2.2) Trong đó δ là dung sai kích thước khởi xuất

Trong ba loại sai số đó thì sai số gá đặt có ảnh hưởng lớn và trong nhiều trường hợp nó đóng vai trò quyết định Đối với đồ gá thì Δđc và Δgc ít tác dụng, nhưng εg có ảnh hưởng lớn Sau đây εglà đối tượng chủ yếu mà chúng ta sẽ nghiên cứu

2.2.1 Sai số chuẩn

Xét ví dụ như hình 2.1, một vật bất kỳ cần gia công mặt 2, lấy mặt cung tròn 1 (tâm O) làm chuẩn định vị Chuẩn khởi xuất là C và kích thước khởi xuất là L Như vậy chuẩn khởi xuất (C) và chuẩn định vị (O) không trùng nhau Do chuẩn định vị có dung sai là δ nên chuẩn định vị có khả năng xê dịch lớn nhất từ tâm O đến O’ theo chiều thẳng đứng Do đó: Δmđv = OO’ là sai số mặt định vị theo phương thẳng đứng Nếu giả thiết sau khi tâm O dịch đến O’ rồi đứng yên ở O’ (nghĩa là bề mặt định vị 1 dịch chuyển đến 1’ và đứng nguyên ở đó không tiếp xúc với đồ định vị) thì điểm C dịch đến C1, lúc đó đoạn CC1 = Δktc là sai số không trùng chuẩn Thực tế mặt 1’ phải tụt xuống để tiếp xúc với đồ định vị, lúc đó O’ tụt xuống O và C cũng tụt xuống C3 Tóm lại chuẩn khởi xuất C có hai sự di chuyển:

θ là góc giữa phương của sai số không trùng chuẩn và phương của kích thước khởi xuất

Hình 2.1 Sự hình thành sai số chuẩn

Vậy sai số chuẩn là phạm vi phân bố của kích thước khởi xuất sinh ra bởi sự xê dịch của chuẩn khởi xuất Sai số chuẩn bao gồm hai thành phần tổng hợp tạo ra: sai số mặt định vị Δmđv, và sai số không trùng chuẩn Δktc (chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị không trùng nhau)

Sai số mặt định vị là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn định vị theo một phương nào đó do dung sai của chuẩn định vị, sai số của bề mặt đồ định vị và kết cấu khác nhau của đồ định vị gây ra đối với các chi tiết trong một loại

Sai số không trùng chuẩn là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn khởi xuất theo phương hướng kính của nó do dung sai của khoảng cách từ chuẩn định vị đến chuẩn khởi xuất gây ra, làm cho chuẩn khởi xuất bị xê dịch một đoạn tương đối với chuần định vị Nếu hai chuẩn này trùng nhau thì sai số không trùng chuẩn bằng không

Ta có định nghĩa: sai số chuẩn là sai số của kích thước khởi xuất do sai số mặt định vị và sai số không trùng chuẩn gây ra

Ví dụ 2.1:

Dùng dao phay đĩa 3 mặt cắt để gia công đạt hai kích thước khởi xuất là A và

B Chi tiết được định vị 5 bậc tự do như hình 2.2 Tính sai số chuẩn của A và B

Hình 2.2

Đối với kích thước B, chuẩn định vị là mặt 2 không trùng với chuẩn khởi xuất

3, nên ta có sai số chuẩn:

εcB = δh.cos00

+ 0.cos00

εcB = δh ( Do: Δmđv = 0; Δktc = δh; β = 00; θ = 00

) Đối với kích thước A, chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị trùng nhau, đều là mặt bên 1, nên sai số chuẩn bằng không:

εcA = 0.cos00 + 0.cos00

εcA = 0 ( Do: Δmđv = 0; Δktc = 0; β = 00; θ = 00

) Khi chi tiết có hai chuẩn định vị thì phải xét chuẩn khởi xuất là chuẩn chung hay có quan hệ riêng với từng chuẩn định vị Nếu chuẩn khởi xuất có quan hệ chung với cả hai chuẩn định vị thì vẫn có thể dùng công thức trên để tính sai số chuẩn:

εc= Δmđv.cosβ ± Δktc.cosθ (2.4) Nhưng trong đó Δmđv sẽ là sai số mặt định vị tổng hợp của hai chuẩn định vị, tức là tổng hợp hai sai số mặt định vị trên cùng một phương chuyển về phương của chuẩn khởi xuất

Δktc là sai số không trùng chuẩn khi ta xem như hai chuẩn định vị tổng hợp lại thành một chuẩn định vị, tức là giả thiết chuẩn định vị không đổi, lúc đó chuẩn khởi xuất xê dịch một đoạn lớn nhất tương đối với chuẩn định vị

Nếu chi tiết có nhiều chuẩn định vị (nhiều hơn 2) thì phải dùng cách vi phân Giả thiết x1, x2, x3,…, xn là quan hệ kích thước giữa chuẩn khởi xuất và các chuẩn định vị a, b, c, …., n là các kích thước của đồ gá ảnh hưởng đến vị trí của chuẩn khởi xuất thì hình chiếu L của các kích thước đó lên phương kích thước là một hàm số:

L = φ (x1, x2, x3,…, xn, a, b, c, …, n)

Các kích thước x1, x2, x3,…, xn có dung sai nên coi là các biến số; còn a, b, c,

…, n là hằng số, nên khi vi phân ta có:

n n

Hình 2.3 Quan hệ giữa lực kẹp và chuyển vị

Hình 2.3 là một vật bất kỳ được gia công mặt 2, kích thước khởi xuất là L, chuẩn khởi xuất là C Dưới tác dụng của lực kẹp Q và do biến dạng dàn hồi của đồ định vị chuẩn khởi xuất C bị lún xuống Lực kẹp Q thường dao động trong một phạm

vi nhất định Lực kẹp bé nhất thường ứng với độ lún bé nhất ymin(mặt của đồ định vị lún xuống vị trí m’n’) Lực kẹp lớn nhất tương ứng với độ lún lớn nhất ymax (mặt của

đồ định vị lún xuống vị trí m”n”) Chuẩn khởi xuất C lún xuống đến vị trí C’ (CC’=ymax – ymin) Khi chiếu CC’ lên phương kích thước khởi xuất ta được CC”

Khi đó: εk= CC” = CC’.cosα

εk = (ymax – ymin).cosα (2.6) Với α là góc kẹp giữa phương của kích thước khởi xuất và phương di chuyển y của chuẩn khởi xuất

Sự xê dịch của chuẩn khởi xuất ở đây là do biến dạng đàn hồi truyền qua xích chi tiết – đồ định vị - vỏ đồ gá dưới tác dụng của lực kẹp Nếu vỏ đồ gá đủ độ cứng vững thì sự xê dịch đó chỉ truyền qua chi tiết – đồ định vị

Quan hệ giữa độ biến dạng của chi tiết – đồ định vị với lực kẹp Q là một đường cong như hình 2.4

Muốn vậy ta thực hiện các giải pháp sau:

- Nâng cao độ chính xác của đồ gá so với kích thước chi tiết gia công trên đồ gá

đó Thường chọn dung sai kích thước đối với đồ gá nhỏ hơn 2 đến 3 lần dung sai chi tiết cần gia công trên đồ gá đó Trong trường hợp đặc biệt thì dung sai đồ gá nhỏ hơn

từ 8 đến 10 lần

- Đồ định vị đảm bảo độ cứng để đảm bảo độ bền mòn Độ mòn của đồ định vị

có thể tính theo công thức: 𝑢 = 𝛽√𝑁 (μm) (2.9)

Trong đó: N là số lần tiếp xúc của chi tiết với đồ định vị

β là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị và điều kiện tiếp xúc Đối với chốt định vị chỏm cầu β = 0,5÷2; đối với khối V dùng chuẩn tinh β = 0,3÷0,8; đối với phiến định vị phẳng β = 0,2÷0,4; với chốt cắm vào lỗ β = 0,05÷0,1

Để nâng cao tính chống mài mòn, các đồ định vị cần làm bằng thép tôi đến độ cứng HRC = 50÷60 và đôi khi còn làm bằng hợp kim cứng hoặc mạ crôm hoặc ni-tơ hóa

- Cố gắng điều chỉnh và lắp ráp chính xác đồ gá trên máy Muốn vậy ta cần phải

sử dụng các chi tiết định vị của đồ gá lên bàn máy

2.3 Các chi ti ết định vị của đồ gá

Các chi tiết dùng để đỡ chuẩn định vị của chi tiết gia công thay thế các điểm định vị đều gọi là chi tiết định vị Vật liệu làm các chi tiết định vị thường là: 20X; Y7A; thép 20 nhiệt luyện với độ cứng (58-62)HRC, bề mặt thấm cacbon sâu 0,8 – 1,2mm Chi tiết gia công nói chung không được tiếp xúc với vỏ đồ gá vì vỏ đồ gá bằng

gang dễ mòn, mà phải đặt trên các chi tiết định vị làm bằng vật liệu tốt và lắp vào đồ

gá để khi thay đổi, sửa chữa thuận tiện

Các chi tiết định vị chia thành hai loại:

Chi tiết định vị chính: Là những chi tiết có thể tiêu trừ được một số hoặc toàn

bộ bậc tự do của vật gia công, đảm bảo cho vật gia công có vị trí nhất định trong đồ

gá

Chi tiết định vị phụ: Là những chi tiết dùng để tăng thêm độ cứng vững của vật gia công, mà không có tác dụng tiêu trừ bậc tự do Chi tiết định vị phụ không làm thay đổi vị trí của vật gia công do các chi tiết định vị chính đã xác định Chi tiết định vị phụ thường là điều chỉnh, di động được

- Hình 2.5a: Chốt tỳ đầu phẳng, dùng để định vị khi chuẩn là mặt phẳng tinh

- Hình 2.5b: Chốt tỳ đầu chỏm cầu, dùng để định vị mặt phẳng thô

- Hình 2.5c: Chốt tỳ đầu phẳng có khía nhám để định vị mặt phẳng thô

- Hình 2.5d: Loại cuốn chốt có bạc lót để khi chốt mòn hỏng thay đổi dễ

Chốt tỳ có đường kính D ≤ 12mm, được chế tạo bằng thép cacbon dụng cụ có hàm lượng C = 0,7 ÷ 0,8% và tôi đạt độ cứng HRC = 50 ÷60

Khi D > 12mm, có thể chế tạo bằng thép cacbon có hàm lượng C = 0,15 ÷0,2%, tôi sau khi thấm than đạt độ cứng HRC = 55 ÷ 60

Các kích thước của chốt tỳ cố định nằm trong giới hạn sau:

Hình 2.6a: Đầu 6 cạnh, dùng cờ lê điều chỉnh

Chốt tỳ tự lựa được dùng khi mặt phẳng định vị là chuẩn thô hoặc mặt bậc Do đặc điểm kết cấu của chốt tỳ tự lựa, nên mặt làm việc của chốt tỳ tự lựa luôn luôn tiếp xúc với mặt chuẩn, đồng thời tăng độ cứng vững của chi tiết và làm giảm áp lực trên

bề mặt của các điểm tỳ

Ví dụ chốt tỳ tự lựa 3 và 4 trên hình 2.7 Tuy loại chốt tỳ này tiếp xúc với phôi

ở hai hay nhiều điểm nhưng nó chỉ hạn chế một bậc tự do

(1) Phiến tỳ phẳng đơn giản (hình 2.9): những chỗ bắt vít lõm xuống, khó

quét sạch phoi nên loại này đặt trên các mặt thẳng đứng của đồ gá

Hình 2.9 Phiến tỳ phẳng đơn giản

(2) Phiến tỳ có bậc (hình 2.10): vị trí bắt vít lõm xuống thấp hơn mặt định vị

1-2mm, nên dễ quét sạch phoi, nhưng vì bề mặt B lớn, khó đặt trong đồ

Các kích thước của phiến tỳ nằm trong khoảng: B = 12÷35mm; L = 40÷210mm;

H = 8÷25mm; h = 4÷13mm; h1 = 0,8÷3mm; b = 9÷22mm; d = 6÷13mm; D = 8,5÷20mm; C (l1) = 10÷35mm; C1 (l) = 20÷60mm Khoảng cách giữa các lỗ có dung sai ±0,1mm

Người ta sử dụng 2 phiến tỳ hay 3 phiến tỳ tạo thành mộ mặt phẳng định vị (chú ý nếu dùng 2 phiến tì, thì 1 phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do; nếu dùng 3 phiến tì, thì mỗi phiến tì hạn chế 1 bậc tự do) Các phiến tì được lắp vào thân đồ gá bằng các vít kẹp và được mài lại cho đồng phẳng và đảm bảo độ

song song (hay vuông góc với đế đồ gá) sau khi lắp

2.4.2 Các chi tiết định vị phụ

a) Chốt tỳ tự định vị:

Hình 2.12 Chốt tỳ phụ

Chốt tỳ tự định vị không có tác dụng định vị chi tiết (không tham gia hạn chế bậc

tự do) mà chỉ có tác dụng nâng cao độ cứng vững của chi tiết khi gá đặt Chốt tỳ tự định vị có cấu tạo và nguyên tắc làm việc như sau: dưới tác dụng của lò xo 1, chốt tỳ 2

a)

b)

luôn tiếp xúc với vật gia công đặt trên các chi tiết định vị chính Khi xiết vít 5, thông qua hai chốt trượt 6 sẽ hãm cố định chốt đỡ 2 lại

Góc dốc của mặt vát trên chốt 2 phải đảm bảo tự hãm (α=50

÷60) nếu không vật gia công sẽ bị đẩy lên khi hãm chốt

Để đảm bảo cho chốt tỳ 2 trượt được tốt, không bị ảnh hưởng của phoi, trên thân

đồ gá lắp một ống lót 3 và đầu chốt đỡ lắp mũ 4

Nếu trong gá lắp có dùng nhiều chốt tỳ tự định vị thì nên bố trí một cơ cấu hãm chung, để giảm thời gian phụ và tránh quên nới lỏng hoặc hãm chặt một chốt tỳ nào như hình 2.12b

2.5 Các chi tiết định vị mặt trụ ngoài

Khi chuẩn là mặt trụ ngoài, đồ định vị thường dùng là khối V Một khối V có thể dùng định vị được những phôi trụ có đường kính khác nhau Khối V có góc hợp giữa hai mặt định vị α = 600

, 900, 1200

Khối V ngắn (L/D < 1) hạn chế 2 bậc tự do (H.2.14a)

Khối V dài (L/D > 1,5) hạn chế 4 bậc tự do ( H.2.14b)

Khối V định vị được chế tạo bằng thép 20X, 20 mặt định vị thấm cacbon sâu 0,8÷1,2mm, tôi đạt độ cứng 58÷62HRC Khối V dùng để định vị các trục có đường kính D>120 mm được đúc bằng gang hoặc hàn, trên mặt định vị được lắp các tấm thép tôi cứng, khi mòn có thể thay thế được

Khi thiết kế khối V, trước hết xác định kích thước C, suy ra kích thước H và ghi lên bản vẽ

Quan hệ giữa H, D và C như sau:

Khi α = 900

, thì H = h + 0,7D – 0,5C Khi α = 1200

, thì H = h + 0,578D – 0,289C

a)

b) Hình 2.14 Các loại khối V

Ngoài khối V, mặt trụ ngoài còn được định vị bằng các cơ cấu tự định tâm như

ống kẹp đàn hồi được trình bày trong chương bốn

2.6 Các chi tiết định vị mặt trụ trong

2.6.1 Chốt định vị

Chốt trụ có nhiều loại, kết cấu khác nhau, thông thường chốt trụ có hai phần:

đầu chốt (làm bề mặt làm việc); thân chốt (cố định vào đồ gá) Có một số loại chốt như

Tương tự như chốt trụ ngắn, chốt trám có phần làm việc được vát bớt đi để bề

mặt vát đối xứng với nhau qua mặt phẳng tâm chốt

c)

Thân chốt được cố định vào đồ gá theo hai phương pháp sau:

- Cố định trực tiếp vào thân đồ gá: thường sử dụng mối lắp chặt theo hệ thống lỗ H7/p6 Trường hợp này thường sử dụng trong chế tạo loạt vừa và nhỏ, số lần dùng chốt ít do bị mòn

- Trong trường hợp chốt thường hư hỏng do mòn chủ yếu trong dạng sản xuất loạt lớn và khối thì người ta thường lắp lỏng chốt vào thân đồ gá, mối lắp thường dùng

là H7/h6 Chốt được cố định nhờ đai ốc và các cơ cấu hãm Ngoài ra người ta còn dùng bạc để dẽ thay thế chốt khi bị mòn

Chốt có đường kính d ≤ 16mm thường được chế tạo từ thép Y7A tôi đạt độ cứng 50÷55 HRC Khi chốt có đường kính > 16mm thì được chế tạo từ thép 20X, mặt định

vị thấm cacbon sâu 0,8÷1,2 mm, tôi đạt độ cứng 50÷55 HRC

2.6.2 Chốt côn định vị

Chốt côn dùng để định vị ở đầu các lỗ

+ Chốt côn cứng: tương ứng 3 điểm (Hình 2.16a), hạn chế 3 bậc tự do tịnh tiến + Chốt côn tùy động (chốt côn mềm): tương ứng 2 điểm (Hình 2.16b) hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến Chốt côn tùy động dùng khi chuẩn định vị là chuẩn thô nhằm mục đích để bề mặt côn làm việc của chốt luôn luôn tiếp xúc với lỗ trong một loạt phôi được chế tạo bằng cách đúc, rèn dập, đột lỗ…

Hình 2.16 Các loại chốt côn

2.6.3 Trục gá

Trục gá hình trụ là đồ định vị để gá đặt chi tiết khi gia công trên máy tiện, máy phay, máy mài…khi chuẩn là lỗ trụ đã gia công tinh Chiều dài bề mặt làm việc của trục gá L phải đảm bảo L/D > 1,5 và khống chế 4 bậc tự do

Hình 2.17 Trục gá

Về mặt kết cấu thì chốt tâm gồm có 3 phần (hình 2.17):

- Phần (1): Phần dẫn hướng được chế tạo cấp chính xác 7, 8 tạo điều kiện để

gá chi tiết được dễ dàng

- Phần (2): Phần làm việc dùng để gá đặt chi tiết, phần này thường có độ côn rất nhỏ Hay nói cách khác tại D1 lắp lỏng, D2 lắp trung gian, D3 lắp chặt

- Phần (3): dùng để truyền moment xoắn

Trên thực tế có nhiều loại trục gá khác nhau được dùng khá phổ biến trên các máy tiện, máy phay vạn năng, máy phay răng,…

Hình 2.18 Trục gá hình trụ Hình 2.19 Trục gá côn

- Trục gá hình trụ (hình 2.18) là đồ định vị để gá đặt chi tiết khi gia công trên

máy tiện, máy phay, máy mài,… khi chuẩn là lỗ trụ đã gia công tinh Lắp ghép giữa mặt chuẩn và mặt làm việc của trục gá phải có khe hở đủ nhỏ để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt gia công và mặt chuẩn thường dùng mối ghép H7/h7

- Trục gá côn (hình 2.19): khi sử dụng trục gá hình trụ như trên, dù khe hở trục

gá hình trụ và mặt chuẩn khá nhỏ, nhưng vẫn tồn tại lệch tâm giữa mặt gia công và mặt chuẩn Để khắc phục tình trạng đó có thể dùng trục gá côn với góc côn khoảng

30÷50 Trục gá côn có khả năng truyền tải moment xoắn khá lớn, tuy nhiên việc tháo chi tiết ra khỏi trục không dễ dàng

- Trục gá đàn hồi (trục gá bung) dùng gia công các loại bạc thành mỏng trên máy tiện, máy mài tròn ngoài… nhằm tránh biến dạng chi tiết do lực kẹp gây ra (hình 2.20) Lực kẹp phân bố đồng đều trên trục gá đàn hồi nên định tâm tốt

Hình 2.20 Trục gá đàn hồi

2.7 Định vị kết hợp

Định vị hai mặt trụ trong phức tạp hơn định vị bằng một mặt trụ trong rất nhiều,

vì khoảng cách giữa hai lỗ và hai chốt đều có dung sai

Khi lắp sẽ có sai số nên người ta nghĩ ra một cách để định vị tốt đó là vát đi phần thừa

Xét trường hợp xấu nhất khi khoảng cách giữa hai lỗ lớn nhất và khoảng cách giữa hai lỗ nhỏ nhất thì có thể xảy ra tình trạng lắp không được Lúc này người ta đưa

phương án một chốt trụ ngắn kết hợp với một chốt trám Khi định vị hai mặt trụ người

ta thường kết hợp với một mặt phẳng Mặt phẳng định vị 3 bậc tự do; chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do; chốt trám định vị 1 bậc tự do (Hình 2.21)

CÂU HỎI ÔN TẬP

1) Trình bày định nghĩa quá trình định vị? Yêu cầu đối với cơ cấu định vị? 2) Sai số gá đặt gồm những thành phần gì? Sai số chuẩn gồm những thành phần gì?

3) Tại sao khi chuẩn định vị và chuẩn khởi xuất không trùng nhau lại sinh ra sai

số chuẩn? Lấy ví dụ minh họa

4) Thế nào là chi tiết định vị chính? Chi tiết định vị phụ? Cho biết tác dụng khác nhau của hai loại trên

5) Kết cấu và phạm vi sử dụng của các chốt định vị, phiến định vị?

6) Tại sao phải dùng chốt trám?

7) Khối V có những đặc điểm gì khi định vị?

8) Trình bày cấu tạo của trục gá? Vẽ hình minh họa

Chương 3: KẸP CHẶT VÀ CÁC CƠ CẤU KẸP CHẶT

Định nghĩa về chi tiết, cơ cấu kẹp chặt: Những chi tiết hoặc cơ cấu nào trong đồ

gá dùng để tiêu trừ sự xê dịch hoặc rung động của vật gia công do lực cắt hoặc do trọng lượng bản thân của vật gia công gây ra, đều gọi là chi tiết kẹp chặt hoặc cơ cấu kẹp chặt

Khi thiết kế đồ gá, nên tách rời hai cơ cấu định vị và kẹp chặt riêng biệt vì mỗi loại có yêu cầu riêng Đôi khi một cơ cấu làm cả hai nhiệm vụ đó như cơ cấu tự định tâm

Khi thiết kế cơ cấu kẹp chặt cần chú ý đến các vấn đề sau:

- Phương và chiều của lực kẹp

- Điểm đặt của lực kẹp

- Trị số của lực kẹp

- Truyền động và tính tự hãm

- Kết cấu hợp lý

3.2 Yêu c ầu đối với cơ cấu kẹp chặt

Khi thiết kế các cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Khi kẹp không được phá hỏng vị trí chi tiết đã được định vị chính xác

Ví dụ hình 3.1 là sơ đồ kẹp chặt không hợp lý, khi quay bánh lệch tâm để kẹp chặt chi tiết cũng đồng thời gây ra lực T làm dịch chuyển chi tiết khỏi vị trí đã định vị chính xác

- Trị số lực kẹp vừa đủ để chi tiết không bị xê dịch và rung động dưới tác dụng của lực cắt và các ảnh hưởng trong quá trình gia công, nhưng lực kẹp không nên quá lớn khiến cho cơ cấu kẹp to, thô và làm biến dạng chi tiết gia công

Hình 3.1 Sơ đồ kẹp chặt không hợp lí

- Không làm hỏng bề mặt do lực kẹp tác dụng vào nó

- Cơ cấu kẹp chặt có thể điều chỉnh được lực kẹp

- Thao tác nhanh, thuận tiện, an toàn, kết cấu gọn, nhưng có đủ độ bền, không bị biến dạng khi chịu lực

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và sửa chữa

3.3 Phương pháp xác định lực kẹp

3.3.1 Phương và chiều của lực kẹp

Phương và chiều của lực kẹp có mối quan hệ mật thiết với vị trí của chuẩn định

vị chính, chiều của lực cắt và chiều của trọng lượng bản thân vật gia công

Nói chung phương của lực kẹp nên thẳng góc với mặt chuẩn định vị chính, vì như thế ta có diện tích tiếp xúc lớn nhất, giảm được áp lực và do đó ít bị biến dạng nhất Chiều của lực kẹp thì đi từ ngoài vào mặt định vị Chiều của lực kẹp không nên ngược chiều với lực cắt và chiều trọng lượng vật gia công, vì như thế lực kẹp sẽ rất lớn, cơ cấu kẹp cồng kềnh, to và thao tác tốn sức, nhất là khi gia công thô và trường hợp vật gia công rất lớn Lực kẹp nên cùng chiều với lực cắt và trọng lượng bản thân vật gia công là tốt nhất, nhưng đôi khi vì kết cấu không cho phép thì có thể chọn chúng thẳng góc với nhau

Hình 3.2a - Khoan lỗ trên một vật định vị thẳng đứng Lực kẹp W thẳng góc với chuẩn định vị chính (mặt đáy) đồng thời cùng chiều với lực cắt P và trọng lượng G Lực kẹp W sẽ không cần lớn lắm, đây là lực kẹp có phương và chiều tốt nhất

Hình 3.2b - Lực kẹp W thẳng góc với chuẩn định vị chính và thẳng góc với lực cắt P, cùng chiều với trọng lượng G Phương và chiều lực kẹp ở đây tương đối tốt

Hình 3.2c – Lực kẹp W cùng chiều với lực cắt P, rất tốt

Hình 3.2d – Lực kẹp W ngược chiều với lực cắt P, không tốt

Hình 3.2 Một số sơ đồ biểu diễn phương và chiều lực kẹp

3.3.2 Điểm đặt của lực kẹp

Điểm đặt của lực kẹp cần thỏa mãn hai điều kiện:

1) Khi kẹp vật gia công ít bị biến dạng nhất Muốn vậy điểm đặt phải tác dụng vào chỗ có độ cứng vững lớn

2) Khi kẹp không gây ra moment quay đối với vật gia công Muốn vậy điểm đặt lực kẹp nằm ngay trên đồ định vị hoặc nằm trong đa giác chân đế tạo nên bởi các đồ định vị tiếp xúc với mặt chuẩn

Hình 3.3a – Điểm đặt lực kẹp nằm ngoài diện tích định vị Khi kẹp sẽ gây biến dạng chi tiết, nên sơ đồ này không tốt Hình 3.3b điểm đặt lực kẹp nằm ngay trên diện tích định vị sẽ không gây biến dạng

Hình 3.3c điểm đặt lực kẹp tác dụng vào giữa đỉnh pittong sẽ làm đỉnh pittong biến dạng và lõm xuống Trường hợp này phải kẹp vào thành pittong như hình 3.3d mới đúng

Hình 3.3e điểm đặt lực chưa hợp lý làm vật gia công bị biến dạng, sau khi gia công do lực đàn hồi mặt gia công sẽ lõm xuống như hình dưới

Hình 3.3f điểm đặt lực kẹp như vậy sẽ gây ra moment quay, làm vật gia công đảo vị trí, không tốt Ở đây điểm đặt lực phải đặt thấp như hình 3.3g mới đúng

Hình 3.3 Một số sơ đồ biểu diễn điểm đặt của lực kẹp

3.3.3 Phân lo ại cơ cấu kẹp chặt

Có thể phân cơ cấu kẹp thành các loại sau:

a) Phân loại theo kết cấu:

- Loại cơ cấu kẹp có kết cấu đơn giản: là cơ cấu kẹp có một hoặc một vài chi tiết làm nhiệm vụ kẹp chặt Loại này chủ yếu dùng trong sản xuất đơn chiếc, lực kẹp nhỏ

- Loại có kết cấu phối hợp (hình 3.8): do hai hay nhiều chi tiết hợp thành: ren ốc + đòn; bánh lệch tâm + chêm;…

b) Phân loại theo nguồn tạo lực

- Tạo lực bằng tay: thường tạo lực kẹp bé (khi tính toán lực kẹp Q ≤ 8 kG), thao tác thường chậm và nặng nề

- Tạo lực bằng cơ khí: có thể sử dụng các nguồn lực khí nén, chân không (kẹp kính); kẹp bằng điện từ,… Khi kẹp bằng cơ khí thì có thể tự động hóa quá trình kẹp, tăng năng suất và giảm cường độ lao động cho người công nhân

c) Phân loại theo phương pháp kẹp: kẹp một chi tiết hoặc kẹp nhiều chi tiết đồng thời

Nội dung của việc tính toán lực kẹp gồm:

1 Quyết định phương án sử dụng cơ cấu kẹp chặt cho nguyên công;

2 Từ sơ đồ gá đặt đã chọn, xác định giá trị, phương chiều và điểm đặt của các lực tác động lên chi tiết

3 Lập phương trình cân bằng của chi tiết dưới tác động của các loại lực

4 Từ phương trình cân bằng, xác định lực kẹp cần thiết (lực kẹp lý thuyết Wlt)

ổn định của phương pháp kẹp, ảnh hưởng khi có moment quay hoặc lực quán tính đối với chi tiết

Hệ số an toàn k có thể tính:

Trong đó:

k0- hệ số an toàn cơ bản 1,5÷2; thường lấy k0 = 1,5

k1- hệ số tính đến lượng dư không đều (gia công thô K1 =1,2; gia công tinh

K1=1)

k2 – hệ số ảnh hưởng bởi độ mòn dao làm tăng lực cắt, K2 =1÷1,9

k3 – hệ số ảnh hưởng bởi sự cắt không liên tục (K3 = 1,3)

k4 – hệ số kể đến điều kiện kẹp chặt không ổn định

+ Kẹp chặt bằng tay k4 = 1,3 + Kẹp chặt bằng khí nén hay thủy lực k4 = 1,0

k5 – hệ số kể đến vị trí thuận tiện của tay quay khi kẹp chặt

+ Kẹp bằng tay, góc quay < 900

, k5 = 1 + Kẹp bằng tay, góc quay > 900

, k5 = 1,2

k6 – hệ số kể đến momen làm lật phôi quanh điểm tựa

+ Khi định vị trên chốt tỳ, k6 = 1 + Khi định vị trên phiến tỳ, k6 = 1,5

Ví dụ 3.1:

Hình 3.4 Sơ đồ tính lực kẹp khi tiện

Cho sơ đồ kẹp chặt trong quá trình tiện trụ ngắn như hình vẽ Chi tiết được gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm Biết thành phần lực chiều trục Px, lực tiếp tuyến Pz;

hệ số ma sát là f; hệ số an toàn là K Tính lực kẹp cần thiết W trên mỗi chấu kẹp để: a) Chi tiết trục không bị trượt theo phương dọc trục

b) Chi tiết trục không bị xoay quanh tâm

.3

c

P R W

f R

≥ Suy ra lực kẹp cần thiết trên mỗi chấu kẹp để chi tiết không bị quay quanh tâm:

3

z c

K P R W

Hình 3.5 Sơ đồ tính lực kẹp khi bào Bài giải:

Sơ đồ phân tích các lực tác dụng như sau:

Hình 3.6 Phân tích các lực

Dưới tác dụng của lực Pc chi tiết sẽ có xu hướng bị dịch chuyển về phía trái Lực kẹp W có nhiệm vụ giữ chi tiết đứng yên trong quá trình gia công Nghĩa là lực kẹp W cùng với trọng lực G phải làm phát sinh lực ma sát thắng lực cắt Pc

P G f W

f f

−

≥ +

Suy ra lực kẹp cần thiết để chi tiết không bị dịch chuyển sang trái:

Ví dụ 3.3: Xác định lực kẹp cần thiết trong các sơ đồ sau

Hình 3.7 Sơ đồ kẹp chặt khi chuẩn là mặt phẳng