Phần-5_-Đồ-gá-gia-công-cơ-khí

Trên đồ gá khoan và phay rất hay dùng cơ cấu phân độ để quay mâm quay có gá vật gia công đi một góc nào đó khi khoan các lỗ hoặc phay các bề mặt khác nhau cách nhau một góc bằng góc quay

Mục lục

Contents

PHẦN V

ĐỒ GÁ GIA CÔNG CƠ KHÍ

CHƯƠNG I KHÁI NIỆM VỀ DỤNG CỤ GÁ LẮP

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

1.1.1 Khái niệm về đồ gá

Đồ gá (ví dụ như hình 1.1) là một trang bị công nghệ không thể thiếu được trong quá trình gia công cơ khí, trong quá trình kiểm tra các thông số kỹ thuật của chi tiết, trong quá trình lắp ráp các chi tiết máy thành một cụm hoặc một tổng thành Nhờ có đồ gá mà người

ta có thể nâng cao được năng suất lao động, giảm bớt được rất nhiều thời gian phụ trong quá trình gia công, kim tra lắp ráp nhờ có đồ gá mà người ta có thể đạt được chất lượng gia công một cách dễ dàng, các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết máy trong quá trình gia công

cơ khí, quá trình lắp giáp được đảm bảo Trên mỗi một máy công cụ có thể thực hiện được một số công việc nhất định Khi thực hiện một qui trình công nghệ gia công một chi tiết máy nào đó, cần phải có các loại máy công cụ khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau theo yêu cầu cần chế tạo của chi tiết máy Nhưng trong thực tế sản xuất không phải ở

cơ sở sản xuất nào đó cũng có đầy đủ các loại máy công cụ theo yêu cầu Do đó để thực hiện được qui trình công nghệ người ta phải dùng đến các đồ gá Đồ gá có khả năng mở rộng phạm vi công nghệ của máy công cụ, làm cho nó có thể thực hiện được việc gia công một bề mặt nào đó mà bản thân nó không thực hiện được do cấu tạo nguyên thủy của nó

Ví dụ khi thực hiện qui trình công nghệ chế tạo piston của động cơ ô tô, người ta phải tiến hành gia công piston theo dạng ô van (đo theo tiết diện ngang) và hình côn (đo theo chiều dài piston) trên máy tiện vạn năng Để thực hiện nhiệm vụ này người ta dùng đồ gá chép hình trên máy tiện để gia công thân piston theo cấu tạo đặc biệt của nó

1.1.2 Phân loại đồ gá

Khi phân loại đồ gá người ta có nhiều cách phân loại khác nhau Có thể phân loại theo công dụng của đồ gá, theo mức độ chuyên môn hóa của đồ gá

a Phân lại theo công dụng

- Đồ gá dùng trên máy công cụ:

Đồ gá dùng trên máy công cụ là các loại đồ gá dùng để gá lắp chi tiết gia công, gá lắp dao trên máy công cụ Đồ gá dùng để gá chi tiết được gọi là chi tiết được gọi là đồ gá Trên các may công cụ có nhiều đồ gá để gá chi tiết: các loại mâm cặp, mũi tâm, trục gá, mâm hoa mai (dùng trên các loại máy tiện) ôtô (dùng trên các loại máy phay, máy bào, máy khoan…)

Đồ gá dùng để gá dao cắt được gọi là dụng cụ phụ

- Đồ gá dùng để lắp ráp:

Đồ gá dùng trong lắp ráp dùng để gá lắp sơ bộ các chi tiết nào trong cụm máy Khi lắp ráp các chi tiết có độ đàn hồi (vòng găng động cơ, các chi tiết lò xo) người ta thường

dùng các đồ gá để lắp chúng vào trong cụm máy nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong lắp ráp đồng thời đảm bảo được yêu cầu năng suất và an toàn trong quá trình làm việc

Ví dụ: Đồ gá gia công ô van vá côn thân piston động cơ ôtô, đồ gá tiện hoặc mái cổ

biên của trục khuỷu động cơ, đồ gá gia công các vấu cam của trục cam động cơ ôtô

- Đồ gá vạn năng lắp ghép:

Đồ gá vạn năng lắp ghép là loại đồ gá được cấu tạo từ nhiều bộ phận riệng biệt khác nyhau và được lắp ráp thành các đồ gá khác nhau theo yêu cầu gia công cụ thể Khi thay đổi nhiệm vụ gia công, người ta lại tháo rời ra và lắp ráp lại thành đồ ga khác tương ứng với công việc gia công khác

Loại đồ gá vạn năng lắp ghép này giá thành chế tạo cao, thường chỉ được sử dụng trong sản xuất hàng loạt

1.2 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

1.2.1 Yêu cầu khi thiết kế đồ gá

Nói chung phương hướng phát triển của đồ gá hiện nay là:

- Tiêu chuẩn hóa kết cấu toàn đồ gá hoặc từng bộ phận đồ gá

- Dùng các truyền động khi nén, dầu nén, điện tử… để giảm sức lao động

- Nửa tự động hoặc tự động hóa để tăng năng suất và giảm sức lao động

- Tăng cường sử dụng đồ gá điều chỉnh gia công nhóm

Mức độ áp dụng các phương hướng trên phụ thuộc vào điều kiện sản xuất

Sản xuất hàng loạt nhỏ thì yêu cầu chính là kết cấu đơn giản và có chú ý thích đáng đến năng suất lao động

Ở đây người ta sử dụng rộng rãi đồ gá nhiều vị trí, nửa tự động, tự động, đồ gá gia công liên tục, phân độ và kẹp chặt tự động, đầu nhiều trục, mâm quay v.v

Để thỏa mãn các yêu cầu trên người ta có thể áp dụng như sau: Để giảm sức lao động

có thể kẹp chặt bằng các cơ cấu cơ khí hóa (hơi nén đầu nén v.v ) hoặc cơ cấu phóng đại lực hẹp, để năng suất lao động có thể dùng phương pháp kẹp nhanh, dùng thời gian phụ trùng thời gian máy, cắt bằng nhiều dao, gia công cao tốc v.v để giảm giá thành nên dùng các kết cấu đồ gá được tiêu chuẩn hóa, dùng đồ gá gia công nhóm, chọn kết cấu đơn giản, hợp lý

Nói chung một đồ gá khi thiết kế cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Đảm bảo yêu cầu gia công (độ chính xác, độ bóng v.v ), nguyên lý đúng Nâng cao năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm An toàn Dễ sử dụng bảo quản - kết cấu đơn giản, có tính công nghệ cao

1.2.2 Phương pháp thiết kế đồ gá

a Tài liệu ban đầu để thiết kế đồ gá

- Bản vẽ chi tiết gia công với đầy đủ kích thước và yêu cầu kỹ thuật

- Sơ đồ gia công của nguyên công cần thiết đồ gá

- Phiếu qui trình công nghệ với các điều kiện đã cho Thiết bị, chế độ gia công v.v sản lượng hàng năm

b Các giai đoạn thiết kế đồ gá

+ Xác định cơ sở và nguyên tắc làm việc của đồ gá (định vị, kẹp chặt, truyền động )

+ Thiết kế kết cấu các bộ phận cụ thể của đồ gá

Khi thiết kế đồ gá cần chú ý qui trình chi tiết gia công coi như trong suốt nên che khuất các đường nét của đồ gá Chi tiết gia công được thể hiện bằng nét vẽ màu đỏ hoặc màu đen (nếu vẽ màu đen thì nết vẽ gạch chấm - - - - -)

Cần ghi các kích thước sau đây:

- Kích thước rộng nhất, cao nhất của đồ gá, khoảng cách giữa các đồ định vị và đồ dẫn hướng, khoảng cách giữa các bề mặt gia công

- Khoảng cách giữa các miếng gá dao đến mặt gia công (chiều dày căn)

- Khoảng cách các bạc dẫn hướng khoan

1.3 CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA ĐỒ GÁ

Đồ gá gia công cơ khí bao gồm nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận đều có nhiệm

vụ và yêu cầu nhất định Chúng được lắp ráp thành một khối trên thân đồ gá Phụ thuộc vào các công việc gia công cụ thể, đồ gá có nhiều bộ phận có mức độ đơn giản hoặc phức tạp không giống nhau, nhưng nói chung chúng bao gồm một số bộ phận chính sau đây:

1.3.2 Bộ phận kẹp chặt

Bộ phận kẹp chặt của đồ gá có tác dụng tạo ra lực kẹp chặt, giữ cho chi tiết không bị

xê dịch dưới tác dụng của trọng lượng bản thân chi tiết, dưới tác dụng của lực cắt, dưới tác

dụng của lực ly tâm v.v… tác dụng lên chi tiết gia công (chi tiết 5 hình 1.1)

Bộ phận kẹp chặt của đồ gá bao gồm các cơ cấu tạo lực bằng cơ khí (ren vít, chêm, bánh lệch tâm v.v ) bằng thủy lực, bằng khí nén, bằng điện từ… khi chọn các cơ cấu kẹp

Hình 1.1: Đồ gá khoan - doa chi tiết dạng hộp

chặt cần phải quan tâm đến phương, chiều, điểm đặt lực kẹp chặt, cũng như số lượng chi tiết cần gia công để chọn cơ cấu kẹp hợp lý

1.3.3 Bộ phận dẫn hướng

Là cơ cấu dùng để giữ cho hướng tiến của dao không thay đổi hoặc để tăng độ cứng vững của dao trong quá trình gia công , thường gặp là trong các đồ gá khoan hoặc doa Dưới tác dụng của lực cắt mũi khoan hoặc doa bị cong đi làm tâm lỗ gia công bị xiên, bạc dẫn hướng có tác dụng tăng độ cứng vững của mũi khoan làm cho đường tâm của lỗ gia

công vuông góc với mặt đầu của lỗ ( chi tiết 8 hình 1.1)

Các hình vẽ sau đây giới thiệu một số kết cấu của bạc dẫn hướng

Hình 1.2

Các bạc dẫn hướng là các chi tiết của đồ gá đã được tiêu chuẩn hóa

Hình 1.2a là bạc dẫn hướng cố định sử dụng trong sản xuất nhỏ cho một loại dụng cụ nhất định được lắp chặt với tấm dẫn hướng theo

6p

7H Hình 1.2b là bạc dẫn hướng có vai cũng được lắp như bạc không vai

Hình 1.2c là bạc dẫn hướng thay thế gồm 2 bạc, bạc ngoài lắp cố định với tấm dẫn hướng theo

6p

7

H , bạc trong lắp

6n

7Hvới lỗ bạc ngoài để dễ thay thế Bạc ngoài được chống xoay bằng vít kẹp chặt

Bạc dẫn hướng cần đảm bảo độ bền, chống mài mòn cao để có thể dẫn hướng chính xác Bạc dẫn hướng thường được chế tạo bằng thép 45 tôi cứng đến 45  60 HRC Bạc dẫn hướng thép Y10A hoặc 20, 20X thấm các bon và tôi đạt tới 62  64 HRC Độ bóng của bề mặt làm việc cần 7 8 Độ chính xác 2  3 (TCVN) nếu yêu cầu cao thì phải đạt chính xác cấp 1 hoặc thấp thì độ chính xác cấp 4 (TCVN)

Để đảm bảo bạc dẫn hướng làm việc tốt cần tuân theo tỷ lệ kích thước sau đây (xem hình 1.3)

d)25,1(

d13

Nếu b quá dài: tổn hao ma sát lớn

Nếu a nhỏ quá: phoi dễ lọt vào bạc làm mòn bạc dẫn

Bộ phận phân độ của đồ gá được dùng khi gia công các bề mặt khác nhau có mối liên

hệ bằng một góc quay nhất định

Trên đồ gá khoan và phay rất hay dùng cơ cấu phân độ để quay mâm quay (có gá vật gia công) đi một góc nào đó khi khoan các lỗ hoặc phay các bề mặt khác nhau cách nhau một góc bằng góc quay: Ví dụ khoan các lỗ lắp bu lông trên moay ở bánh xe, khoan các lỗ

bu lông trên bán trục ôtô, phay các rãnh then hoa, phay các rãnh răng bằng phương pháp phay định hình

Cơ cấu phân độ trên đồ gá có thể có nhiều loại khác nhau và được sử dụng rộng trong các điều kiện gia công khác nhau

- Cơ cấu phân độ bằng tay: gồm có bàn quay và chốt phân độ là loại phân độ đơn giản nhất

- Cơ cấu phân độ bằng cam

- Cơ cấu phân độ tự động

- Phân độ bằng cơ cấu Man-tít (được dùng rộng rãi trong tự động hóa)

- Phân độ cảm ứng: Phương pháp này dựa vào nguyên lý cảm ứng điện, loại này có

hình có nhiều đièu khác nhau Chép hình bằng cơ khí, chép hình bằng dầu ép và khi ép, chép hình bằng điện và cơ khí kết hợp

1.3.6 Thân đồ gá

Thân đồ gá là chi tiết cơ bản để nối liền các cơ cấu khác của đồ gá thành một đồ gá

hoàn chỉnh (chi tiết 7 hình 1.1) Thân đồ gá cần có các yêu cầu sau:

- Đủ độ cứng vững, không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực (lực cắt)

- Kết cấu đơn giản gọn nhẹ, tính công nghệ cao, dễ tháo lắp chi tiết gia công, dễ quét dọn phoi

- Vững chắc, an toàn (đối với các đồ gá quay với tốc độ cao)

Thân đồ gá có thể chế tạo bằng phương pháp đúc, rèn, hàn Thường thân đồ gá được đúc bằng gang vì có độ cứng vững cao, có thể chế tạo được các hình dạng phức tạp theo yêu cầu thiết kế, nhưng giá thành chế tạo cao

Để lắp các bộ phận khác lên thân đồ gá người ta dùng các loại vít hoặc bu lông đầu giác trong, đai ốc

1.3.7 Cơ cấu gá dao

Cơ cấu gá dao dùng để xác định vị trí của dao cắt đối với bàn máy và đồ gá Cơ cấu dao thường dùng là miếng gá của dao và căn Cơ cấu gá dao là bộ phận của dụng cụ phụ,

nó không thuộc vào phạm vi của đồ gá gá chi tiết gia công

CHƯƠNG II

BỘ PHẬN ĐỊNH VỊ CỦA ĐỒ GÁ

2.1 YÊU CẦU CỦA CHI TIẾT ĐỊNH VỊ

Các chi tiết của đồ gá dùng để đỡ chuẩn định vị của vật gia công, thay thế các điểm định vị được gọi là chi tiết định vị

Chi tiết định vị cần đảm bảo định vị chính xác vật gia công để đảm bảo chính xác các yếu tố gia công của vật theo yêu cầu kỹ thuật Chi tiết định vị cần có độ cứng vững cao để không bị biến dạng khi chịu các ngoại lực tác dụng Chi tiết định vị cần có khả năng chống mòn cao để không bị biến dạng khi chịu các ngoại lực tác dụng Ngoài các yêu cầu cơ bản nói trên chi tiết định vị phải có tính công nghệ cao, đồng thời dễ sửa chữa, thay thế khi cần thiết

Vật liệu của chi tiết định vị thường là thép 20X, thép 20 thấm các bon với chiều sâu thấm 0,8  1,2mm và tôi đến độ cứng 58  62 HRC, thép Y7A tôi đến độ cứng 58  62 HRC

Người ta chia chi tiết định vị ra làm hai loại: chi tiết định vị chính và phụ

Chi tiết định vị chính là những chi tiết có thể tiêu trừ một hoặc nhiều bậc tự do của vật gia công, đảm bảo cho vật gia công chỉ có một vị trí nhất định trong đồ gá

Chi tiết định vị phụ là những chi tiết dùng để tăng độ cứng vững của vật gia công mà không có tác dụng tiêu trừ bậc tự do của vật Chi tiết định vị phụ không được làm thay đổi

vị trí của vật gia công mà các chi tiết định vị chính xác đã định Các chi tiết định vị phụ đều có kết cấu điều chỉnh, di động được Trong quá trình sử dụng các chi tiết định vị phụ, người ta có thể biến chi tiết định vị phụ trở thành chi tiết định vị chính bằng một số động tác phụ khi gá lắp, lúc này chi tiết định vị phụ trở thành chi tiết định vị chính điều chỉnh dùng khi dung sai của phôi thay đồi nhiều, chuẩn định vị thô có sai số về hình dáng

2.2 KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ

2.2.1 Các chi tiết định vị bằng mặt phẳng

a Chốt tỳ

Chốt tỳ dùng để đỡ mặt phẳng, mỗi một chốt tỳ có tác dụng là một điểm định vị Các chốt tỳ là các chi tiết của đồ gá đã được tiêu chuẩn hóa Các chốt tỳ được lắp trên thân đồ

gá bằng mặt trụ theo mối ghép

6n

7H còn lỗ

bạc lắp với chốt theo

6g7H

Khi số chốt định vị tỳ được sử dụng nhiều hơn 1, các chốt tỳ này sau khi lắp trên thân đồ gá thường được mài lại lần cuối để đảm bảo chiều cao của chốt bằng nhau Các kích thước của chốt tỳ được cho trong các sổ tay đồ gá

Sau đây là một số loại chốt tỳ được sử dụng rộng rãi:

a )

Chi tiÕt

Hình 2.1

Hình 2.1a: Chốt tỳ phẳng dùng để định vị các bề mặt đã gia công tinh

Hình 2.1b: Chốt tỳ đầu chỏm cầu dùng định vị các bề mặt thô Dạng chỏm cầu có khả năng

tự lựa khi bề mặt định vị của vật gia công có sai số hình dạng lớn

Hình 2.1c: Chốt tỳ đầu phẳng có gia công nhám dùng để tăng ma sát khi định vị

Hình 2.1d: Là chốt tỳ phụ, loại chốt này có khả năng điều chỉnh chiểu cao theo kích thước của bề mặt gia công cần tỳ

b Phiến tỳ

Phiến tỳ để định vị bề mặt phẳng lớn của vật gia công Phiến tỳ được bắt chặt với thân đồ gá nhờ có các vít đầu chìm (M6  M12) Phiến tỳ được làm bằng thép 20 thấm các bon với chiều sâu thấm 0,8 1,2mm và tôi đạt 55  60HRC Khi kích thước các phiến tỳ nằm trong khoảng:

Khoảng cách giữa các lỗ bắt vít có dung sai  0,1

Sau đây là một số kết cấu của phiến tỳ thường gặp trong đồ gá

Phiến tỳ phẳng hình 2.2a để định vị các mặt phẳng thẳng đứng của các vật gia công

Hình 2.3 là cấu tạo của khối chữ V Khối V được dùng rất phổ biến khi định vị mặt

trụ ngoài của vật gia công

Bề mặt định vị của khối V là hai mặt nghiêng có góc vát  ( = 60o; 90o; 120o) Khi

dùng định vị các mặt trụ ngắn, người ta dùng khối V ngắn (chiều rộng B nhỏ) để loại trừ

hai bậc tự do của vật

Khi định vị các mặt trụ dài người ta dùng khối V có chiều rộng B lớn hoặc dùng 2

khối V ngắn để tiêu trừ bậc tự do của vật

Khi bề mặt định vị của vật chưa qua gia công (chuẩn thô) để định vị chính xác người

ta dùng khồi V có bề mặt định vị nhỏ, để tăng ma sát bề mặt định vị người ta dùng khối V

có khía nhám trên bề mặt định vị

Khối V được chế tạo thép 20X, 20 bề mặt làm việc được thấm các bon sâu 0,8 – 1,2mm và được tôi cứng đạt HRC = 58 – 62

Hình 2.3

Đối với các khối V có kích thước lớn (dùng để định vị các trục có D > 120mm) để tiết kiệm vật liệu, người ta đúc để V bằng gang xám hoặc hàn, trên bề mặt định vị của khối

V lắp các phiến thép tôi cứng và có thể thay thế khi mòn

Vị trí của khối V trên thân gá quyết định vị trí của vật gia công nên cần phải định vị chính xác khối V trên thân đồ gá; khối V được định vị trên thân gá bằng một mặt phẳng và

2 chốt định vị (chốt lắp ráp theo

6n

7H với khối V và thân đồ gá) sau đó dùng vít bắt chặt Khi lắp ráp bằng một mặt phẳng và hai chốt trụ dễ xẩy ra siêu định vị khi khoảng cách giữa các lỗ định vị và các chốt định vị có sai số lớn nếu khe hở lắp ghép cho phép nhỏ, vì vậy người ta có thể tăng khe hở lắp ghép của các chốt định vị sau đó bằng phương pháp gia công thông suốt lần cuối người ta mài lại các bề mặt định vị của 2 khối V thì sẽ đảm bảo vị trí chính xác của 2 khối V trên thân đồ gá

Khi thiết kế khối V, trước hết định kích thước C rồi tính H theo D và C

Quan hệ giữa H, D, C như sau:

Khi  = 90o; h = h + 0,707D  0,5C

 = 120o; H = h + 0,578D  0,289C

Ngoài khối V người ta còn định vị mặt trụ ngoài bằng bạc định vị

2.2.3 Các chi tiết định vị bằng mặt trụ trong

a Chốt định vị

Chốt định vị là chi tiết định vị ở mặt trụ trong của vật gia công, bề mặt làm việc của chốt là mặt trụ hoặc một phần mặt trụ Chốt định vị được lắp chặt trên thân đồ gá hoặc lắp lỏng và được bắt chặt bằng vít hoặc đai ốc

a ) b ) c )

Hình 2.4

Chốt định vị gồm các loại:

- Chốt không vai (hình 2.4a)

Loại này dùng cho lỗ có đường kính D > 16mm Mặt đáy vật gia công sẽ tỳ trực tiếp lên vỏ đỗ gá Loại này có được điểm vỏ đồ gá dễ bị mài mòn

- Chốt có vai (hình 2.4b)

Dùng cho lỗ có đường kính D  16mm Mặt đáy vật gia công tỳ lên vai chốt Phụ thuộc vào hình dạng bề mặt làm việc của chốt và phân ra loại chốt trụ định vị và chốt trám (hình 2.4c) số điểm định vị của chốt trám bằng nửa số điểm định vị của chốt trụ Theo nguyên lý định vị mặt trụ ngắn: chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do, chốt trám ngắn định vị 1 bậc Nếu là chốt trụ dài định vị 4 bậc thì chốt trám dài định vị 2 bậc tự do

Phân biệt chốt dài và ngắn là sự so sánh tương đối giữa chiều cao chốt với chiều dài định vị của vật gia công Để định vị 2 bậc tự do thì chiều cao của chốt trụ càng nhỏ càng tốt cho định vị nhưng lúc này bề mặt của chốt mau mòn trong quá trình sử dụng

Các đồ gá dùng trong quá trình sản xuất loạt nhỏ và trung bình chốt định vị được lắp với thân đồ gá theo mối ghép

6n

7H

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối để dễ thay chốt khi bị mòn người ta lắp chốt vào để gá gián tiếp qua một ống lót trung gian bằng thép tôi cứng Ống lót trung gian lắp với thân đồ gá theo mối ghép

6n

7H

và chốt lắp với ống lót trung gian theo mối ghép

6g

7H

Thực tế trong gá lắp người ta hay dùng hai chốt và 1 mặt phẳng để định vị Nếu dùng hai chốt định vị thì lắp ghép giữa lỗ vật gia công và chốt theo chế độ lắp

6h

7H

Nếu chỉ dùng 1 chốt định vị thì mối ghép có thể có khe hở nhỏ hơn

5h

6H

Nghiên cứu trường hợp gá lắp sau đây sẽ thấy rõ lý do chọn mối ghép định vị bằng mặt phẳng và 2 lỗ có đường tâm vuông góc với mặt phẳng ( hình 2 – 5 )

Gọi: L – khoảng cách tâm danh nghĩa giữa 2 lỗ và 2 chốt định vị



 – Sai lệch khoảng cách tâm 2 chốt

1min – Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ 1 và chốt

2min – Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ 2 và chốt

Xét trong trường hợp xấu nhất là khi khoảng cách 2 lỗ lớn nhất

2

L2

2

min 2 min 1 c



Vì vậy điều kiện để lắp được chi tiết vào 2 chốt là:

c 1 min 2 min

L 2

C +

Hình 2.5

b Trục gá (trục tâm)

Trục gá được dùng phổ biến khi gia công mặt trụ ngoài, dùng mặt trụ trong định vị đối với các chi tiết dạng ống Trục gá có nhiều loại, nhưng đơn giản nhất là trục gá cứng Loại này có nhược điểm chỉ định được cho 1 đường kính lỗ nhất định và độ đồng tâm

không cao do có khe hở giữa trục gá và bề mặt định vị Để loại sai số chuẩn này người ta thường dùng thao tác rà khi lắp chi tiết trên trục

Ngoài loại trục gá cứng người ta còn sử dụng các loại trục gá tự định tâm bằng ống đàn hồi, bằng chất dẻo v.v các loại trục gá này có độ chính xác định tâm rất cao

Dưới đây giới thiệu một loại trục gá cứng dùng để gia công mặt ngoài ống lót xi lanh động cơ ôtô (hình 2.6)

trôc g¸

Hình 2.6 2.3 SAI SỐ GÁ LẮP

2.3.1 Khái niệm về sai số gá lắp

Sai số gá lắp của một chi tiết trong quá trình gia công cơ được xác định bằng công thức sau :

đg kc c

gđ   

     Trong đó :

Sai số chuẩn bao gồm hai thành phần tổng hợp lại tạo ra: đó là sai số mặt định vị

mđv và sai số không trùng chuẩn KTC (chuẩn định vị không trùng chuẩn khởi xuất) Sai số mặt định vị là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn định vị theo một phương nào đó (thường là thẳng đứng hay nằm ngang) do dung sai của chuẩn đinh vị gây ra đối với các chi tiết trong một loạt

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 xê dịch một đoạn tương đối với chuẩn định vị Nếu hai chuẩn này trùng nhau thỡ sai số khụng trựng chuẩn bằng khụng

Vì vậy 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

Khi tính sai số chuẩn thường tính riêng biệt sai số mặt định vị và sai số không trùng chuẩn, sau đó tổng hợp lại bằng cách chiếu lên phương của kích thước khởi xuất theo quan

hệ hình học cụ thể của vật gia công

Hình 2.7 thể hiện phương pháp xác định sai số chuẩn

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 với kích thước khởi xuất L Như vậy chuẩn khởi xuất (C) khôngtrùng với chuẩn định vị (O) Chuẩn định vị (mặt 1) có dung sai  nên có khả năng xê dịch

từ điểm O đến O’ theo chiều thẳng đứng Do đó sai số mặt định vị mđv = OO’ theo phương thẳng đứng Nếu giả thiết sau khi tâm O dịch đến O’ (nghĩa là bề mặt định vị 1 dịch đến 1’ và đứng nguyên ở đó không tiếp xúc với đồ định vị) thì khi điểm C dịch đến C1

thì đoạn CC1 = KTC là sai số không trùng chuẩn Nhưng thực tế mặt định vị 1’ phải tụt xuống vị trí 1 dễ tiếp xúc với đồ định vị, do đó O’ tụt xuống O và C cũng tụt xuống C3

D

D'



m dv1'

KTC – Sai số không trùng chuẩn

 - Góc hợp giữa phương sai số không trùng chuẩn và phương kích thước khởi xuất

 - Góc hợp giữa phương sai số mặt định vị và phương kích thước khởi xuất Dấu + khi mđv và KTC cùng chiều

Dấu - khi mđv và KTC ngược chiều

Khi chi tiết có 2 chuẩn định vị thì phải xét chuẩn khởi xuất là 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 dùng công thức trên để tính sai số chuẩn Nhưng trong đó mđv sẽ là sai số mặt định vị tổng hợp của hai chuẩn định vị, tức là tổng hợp hai số mặt định vị trên cùng một phương chuyển về phương của chuẩn khởi xuất KTC 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 (lớn hơn 2) thì phải dùng phương pháp vi phân Giả thiết x1, x2, x3 xn là quan hệ kích thước giữa chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị a,

b, c n là các kích thước của đồ gá ảnh hưởng đến vị trí của chuẩn khởi xuất (hình 2.8) thì hình chiếu L của các kích thước đó lên phương của kích thước khởi xuất là một hàm số

L =  (x1, x2, x3 xn a, b, c, n) Các kích thước x1, x2, x3 xn có dung sai nên coi là biến số, còn a, b, c n là hằng

số, nên khi vi phân ta có:

n n 2

2 1 1

xx

xx

xx

2 2 2

2 2

2

2 1 2

x x

O1

O2

O3

OnC

x 2

x1 x n

x 3

Để hiểu rõ hơn về việc xác định sai số chuẩn, ta nghiên cứu một trường hợp cụ thể sau đây:

Xét một chi tiết hình trụ được gá trên khối V để gia công một bề mặt A trên máy phay Sai số chuẩn của kích thước khởi xuất chọn khác nhau Theo hình 2.9 ta có các trường hợp sau:

Nếu chuẩn khởi xuất là E1 thì kích thước khởi xuất là h1

Chuẩn khởi xuất là E3 thì kích thước khởi xuất là h2 Nếu chọn chuẩn khởi xuất là đường tâm của trục (O1) thì kích thước khởi xuất là h3

Xác định sai số chuẩn của kích thước khởi xuất trong các trường hợp trên ta có:

- Đối với kích thước h 3

Chuẩn khởi xuất là đường tâm O1, chuẩn định vị của mặt trụ (tâm O1) nên chuẩn khởi xuất trùng với chuẩn định vị vì thế sai số không trùng chuẩn KTC = 0

Khi định vị bằng mặt trụ, do bề mặt của chi tiết có dung sai (D) nên đường tâm O1

của chi tiết bị dao động theo phương thẳng đứng Giả thiết trong trường hợp kích thước của phôi nằm trong trường hợp D - D thì tâm của chi tiết sẽ từ vị trí O1 tụt xuống vị trí O2 Do

đó sai số mặt định vị sẽ là:

mđv = O1 O2

mđv = O1C – O2C

2sin2

2sin2D2sin2D2

sin

AO2sin

AO

dD mdv

dD 2

2 1 1 mdv

Xác định sai số không trùng chuẩn mdv Trường hợp này chuẩn khởi xuất là E1

không trùng với chuẩn định vị O1 do đó sai số không trùng sẽ là:

2E

2 1 KTC







Chiều của E1 E2 và O1O2 cùng chiều đi xuống do đó ta có:

Vậy:

sin22

D D

1 D

2sin2

112

O

2 1

Trường hợp này chuẩn khởi xuất là E3 cũng không trùng với chuẩn định vị O1 do đó

sẽ có sai số không trùng chuẩn

2E

4 3 KTC







Chiều của E3E4 ngược chiều với O1O2 do đó ta có:

D D

c 2

12sin

12

12

1,21 0,20 0,70

1,07 0,08 0,58

Sai số kẹp chặt xuất hiện do lực kẹp chặt thay đổi gây ra và giá trị của nó bằng lượng

di động của chuẩn gốc chiếu lên phương kích thước thực hiện

åkc = ( ymax – ymin )cos

Trong đó:

ymax , ymin- lượng dịch chuyển lớn nhất và nhỏ nhất của chuẩn gốc khi lực kẹp thay đổi tương ứng, - góc giữa phương của kích thước thực hiện và phương dịch chuyển y của chuẩn gốc

Sự dịch chuyển của chuẩn gốc dưới tác dụng của lực kẹp làm biến dạng bề mặt chi tiết dùng làm chuẩn định vị có tính bằng thực nghiệm ( theo Gs.Ts A P Xôcôlôpski):

Sai số của đồ gá sinh ra do việc chế tạo đồ gá không chính xác , do độ mòn của nó

và do gá đặt nó trên máy không chính xác Khi chế tạo đồ gá, người ta thường lấy độ chính xác của nó cao hơn so với chi tiết sẽ gia công trên đồ gá đó Nhưng hiện nay chưa có một nguyên tắc nào để xác định những sai số của đồ gá một cách tổng quát và chính xác

Độ mòn của đồ định vị của đồ gá phụ thuộc vào vật liệu và trọng lượng của phôi, vào tình trạng bề mặt tiếp xúc giữ phôi và đồ gá và vào điều kiện gá đặt phôi trên đồ gá

Chẳng hạn khi dùng các chốt tỳ để định vị một bề mặt của phôi trong quá trình gia công , thì độ mòn của những chốt tỳ đó có thể được xác định theo công thức thực nghiệm sau :

m N

Trong đó : N – Số lần tiếp xúc của phôi với chốt tỳ

b - Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt và điều kiện tiếp xúc

Sai số định vị của đồ gá trên máy không lớn lắm Khi định vị đồ gá trên bàn máy , phải điều chỉnh những khe hở ở mặt dẫn hướng hay độ đồng tâm trên các trục của máy

Sai số của đồ gá nhiều khi rất khó xác định và thường sai số đó nhỏ nên có những trường hợp yêu cầu độ chính xác không cao có thể bỏ qua sai số này

CHƯƠNG III

BỘ PHẬN KẸP CHẶT CỦA ĐỒ GÁ

3.1 YÊU CẦU CỦA CƠ CẤU KẸP CHẶT

Khi thiết kế đồ gá, tiếp theo việc tìm phương án định vị là phải tìm phương án kẹp chặt vật gia công Đó là 2 vấn đề quan trọng và liên quan mật thiết với nhau Việc chọn phương án kẹp chặt thường phải xét đồng thời với việc phải chọn phương án định vị và trong nhiều trường hợp giải quyết vấn đề kẹp chặt khó hơn định vị vì kết cấu đồ gá không cho phép cơ cấu kẹp chặt thỏa mãn những yêu cầu riêng của nó

Cơ cấu kẹp chặt tốt hay không tốt ảnh hưởng rất lớn đến thời gian gia công, nhất là làm ảnh hưởng đến thời gian phụ và sức lao động của công nhân, ngoài ra còn ảnh hưởng đến độ chính xác, độ bóng bề mặt của chi tiết gia công

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối việc chọn cơ cấu kẹp chặt rất squan trọng, cần phải cơ khí hóa và tự động hóa việc kẹp chặt nhằm rút ngắn thòi gian phụ, thao tác thuận tiện và giảm sức lao động của công nhân Đối với các chi tiết lớn, nặng cũng phải cơ khí hóa việc kẹp chặt để khỏi tốn sức

Khi thiết kế cơ cấu kẹp chặt cần chú ý mấy vấn đề chính sau:

Phương và chiều của lực kẹp, điểm đặt của lực kẹp, trị số của lực kẹp, tính tự hãm, truyền động và kết cấu hợp lý của cơ cấu kẹp chặt

Nói chung thiết kế cơ cấu kẹp chặt cần thỏa mãn những yêu cầu dưới đây:

- Không phá vỡ vị trí đã được định vị của vật gia công

- Lực kẹp vừa đủ, không nhỏ quá trị số cần thiết, cũng không lớn quá làm cho vật gia công bị biến dạng, kết cấu của cơ cấu kẹp chặt to, thô

- Biến dạng của lực kẹp gây ra không vượt quá giới hạn cho phép