Bài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdfBài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdfBài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdfBài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdf

Bài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdf Bài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdf Bài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdf Bài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdf Bài giảng Đồ Gá - 103 trang.pdf

1

ĐỒ GÁ

TS Nguyễn Văn Tình

Bm Công nghệ Chế tạo máy Viện Cơ khí – Đại học BKHN2

Tài liệu tham khảo

Giáo trình đồ gá – Trần Văn Địch

3

Nội dung

Chương I: Những khái niệm cơ bản

Chương II: Định vị và cơ cấu định vị

Chương III: Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

Chương IV: Các cơ cấu phụ của đồ gá.

Chương V: Phương pháp thiết kế đồ gá

4

Chương I: Những khái niệm cơ bản

- Cơ cấu cấp, tháo phôi.

Chiếm 15 – 20% giá thành toàn bộ các thiết bị đểgia công chi tiết máy

6

1.2 Đồ gá

Một phần của trang bị công nghệ

Xác định vị trí chính xác của chi tiết gia công

Giữ chặt chi tiết trong quá trình gia công

Tác dụng của đồ gá:

- Định vị và kẹp chặt chi tiết

- Không phải lấy dấu mặt gia công

- Giảm nhẹ cường độ lao động công nhân

- Nâng cao năng suất và ổn định độ chính

xác

Phân loại theo lực kẹp

- Đồ gá kẹp bằng tay: nguồn sinh lực kẹp do tay

3 Các cơ cấu cơ bản của đồ gá

Cơ cấu định vị: xác định vị trí chính xác của chi tiết

Cơ cấu kẹp chặt: giữ chặt chi tiết trong qua trìnhgia công

Cơ cấu truyền lực: truyền lực từ nguồn sinh lực

Cơ cấu bảo đảm vị trí đồ gá trên bàn máy: then

dẫn hướng

Thân đồ gá

11

Chương II: Định vị và cơ cấu định vị

Nội dung:

1 Nguyên lý định vị chi tiết gia công

2 Cơ cấu định vị

12

1 Nguyên lý định vị chi tiết gia công

13

Vật rắn trong không gian: 6 bậc tự do chuyển

2 Cơ cấu định vị

Chi tiết tiếp xúc với mặt định vị để khống chế cácbậc tự do cần thiết của chi tiết gia công

Các loại chi tiết định vị: 2 loại

Chi tiết định vị chính: tiếp xúc bề mặt định vị, thamgia khống chế các bậc tự do của chi tiết gia công

Chi tiết tăng cứng: tiếp xúc chi tiết gia công, khôngtham gia định vị, tác dụng tăng độ cứng vứng

15

2.1.Chi tiết định vị chính

Kết cấu phụ thuộc kết cấu mặt định vị của chi tiếtgia công: mặt phẳng, mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, mặt côn

Kết cấu chốt tỳ cố định

Đầu phẳng: Chuẩn định vị là chuẩn tinh

Đầu chỏm cầu: Chuẩn định vị là chuẩn thô

18

Chốt tỳ điều chỉnh

20

a.3 Chốt tỳ tự lựa

Bề mặt chuẩn của chi tiết gia công là chuẩn thô

Thay 1 điểm tỳ bằng 2, 3 điểm tỳ trên mặt định vịnhằm tăng độ cứng vững

21

Thường dùng để định vị vào mặt phẳng của nhữngchi tiết lớn

22

Các loại phiến tỳ

23

Kết cầu phiến tỳ

24

Chốt tỳ

25

2.1.2 Mặt định vị là mặt trụ ngoài

Chi tiết định vị: Khối V, mâm cặp, ống kẹp

a Dùng khối V

Phân loại: Khối V ngắn, khối V dài

Hai mặt phẳng làm việc tạo với nhau góc 60o

,(75o), 90o, 120o

Định vị vào mặt trụ ngoài của chi tiết dạng trục

Lắp ráp khôi V lên thân đồ gá:

- Định vị nhờ 2 chốt

- Kẹp chặt nhờ 2 vít kẹp đặt chéo nhau

26

Kết cấu khối V

27

Kết cấu khối V

28

Sơ đồ định vị dùng 2 khối V ngắn

Dùng 2 khối V ngắn thay cho 1 khối V dài

29

b Dùng mâm cặp

Sơ đồ định vị bằng mâm cặp

31

Hình a: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Hình b: Vừa định vị mặt ngoài, vừa định vị lỗ tâmHình c: Mâm cặp 4 chấu

32

Mâm cặp 3 chấu, 4 chấu

33

c Ống kẹp đàn hồi

35

Ông kẹp số 2 là ống bạc mỏng, một đầu trụ và mộtđầu côn, phía đầu côn được xẻ 1,2,3 rãnh dọc trục Đầu trụ được lắp vào lỗ của thân 4, đầu côn đượclắp với lỗ côn của đai ốc số 1

Khi văn đai ốc sẽ tiến sang trái, bóp ống kẹp số 2

và ống kẹp số 2 tiếp xúc với phôi 3 để định vị,

càng văn đai ốc thì sẽ tạo ra được lực kẹp lên phôi3

Bạc chặn 5 để khống chế sự dịch chuyển của phôitheo chiều trục

36

Ống kẹp đàn hồi

37

Ống kẹp đàn hồi

38

Đầu kẹp khoan (mang ranh)

40

2.1.3 Mặt định vị là mặt trụ trong

a Dùng chốt gá

Trường hợp 1: Chốt gá không có vai

Lắp ghép giữa chốt gá và thân đồ gá là mối lắp

Trường hợp 2: Chốt gá có vai

42

Sơ đồ gá chốt trụ và chốt trám

44

Với cách định vị này: Mặt đầu của chi tiết gia

công bị hạn chế 3 bậc tư do Chốt gá thứ nhất

đóng vai trò chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tư do, chốt gá thứ 2 đóng vai trò chốt trám hạn chế 1 bậc

b Trục gá

Sơ đồ gá đặt dùng trục

gá

Hình a: Trục gá trụPhần trụ để định vịvào lỗ trụ của chi tiếtgia công, chi tiết đượckẹp chặt với trục gánhờ đai ốc

46

Hình b: Trục gá cônĐịnh vị vào chi tiết

bằng đoạn côn với độcôn rất nhỏ

Triệt tiêu được khe hởgiữa trục gá và lỗ địnhvị

Đảm bảo độ đồng tâmcủa mặt ngoài và mặt

lỗ chi tiết gia công

47

Hình c: Trục gá bung

Nguyên lý: Vặn bu lôngcôn số 2, bu lông côn tiến

về bên trái và làm cho đầuphải của thân 1 được xẻrãnh bung ra, tiếp xúc vào

lỗ chi tiết gia công số 3

48

c Mũi tâm côn lớn

Sơ đồ định vị

Dùng mũi tâm côn lơn

có răng hoặc trơn gávào mép lỗ hở 2 đầuchi tiết

Định vị những chi tiếttrục rỗng, bạc lớn

Không cân dùng tốctruyền để truyền

momen quay

49

d Mặt định vị là 2 lỗ tâm Sơ đồ dùng chuẩn

thống nhất để gia côngcác chi tiết họ trục,

thực hiện qua cácnguyên công tiện, mài, phay rãnh then…

Sai sô chuẩn của cáckích thước đường kínhbằng 0

50

Mũi tâm

51

Mũi tâm

52

2.2 Chi tiết tăng cứng

Những chi tiết của đồ gá, tiếp xúc với chi tiết giacông, không tham gia vào việc khống chế các bậc

tự do của chi tiết, có tác dụng làm tăng độ cững

vững cho chi tiết gia công

55

Kết cấu chi tiết định vị phụ

đồ gá và được cố định vịtrí nhờ đai ốc

Khi đặt mặt A tiếp xúcchi tiết định vị chính, mặt

C chưa tiếp xúc chi tiếtđịnh vị phụ Tiếp theo ta nới đai ốc rồi văn bulôngsao cho đầu bu lông

chạm vào ctgc (mặt C) rồi xiết bu đai ốc để cố

Kiểu thứ hai: Khi đặt mặt định vị

lên chi tiết định vịchính thì lập tức chi tiết định vị phụ tiếpxúc ngay vào mặt C của ctgc nhờ lo xo

Sau đó ta vặn vít đểđẩy chốt vát áp vàomặt vát của chốt tỳ đểkhóa vị trí

57

Chương III: Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

1 Khái niệm về kẹp chặt

1.1 Khái niệm

- Chi tiết kẹp chặt: những chi tiết của đồ gá có tác

dụng giữ chặt chi tiết gia công, làm cho chi tiết

không bị xê dịch ra khỏi vị trí đã được định vị khi

chịu tác dụng của lực cắt và momen cắt

- Cơ cấu kẹp chặt: Tập hợp những chi tiết của đồ gá

để tạo ra được lực kẹp vào chi tiết gia công

59

1.2 Yêu cầu của quá trình kẹp chặt

- Không phá vỡ sự định vị của ctgc (không xê dịch rakhỏi vị trí đã định vị)

- Lực kẹp vừa đủ (không gây biến dạng chi tiết)

- Lực kẹp ổn định

- Thao tác nhanh chóng, nhẹ nhàng không tốn sức

lao động của công nhân

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ dễ sửa chữa, bảo dưỡng

60

1.3 Phương chiều của lực kẹp

- Ưu tiên vuông góc với mặt định vị chính (mặt

khống chế nhiều bậc tự do nhất)

- Chiều của lực kẹp nên hướng từ ngoài vào mặt định

vị, cùng chiều lực cắt

61

Một số sơ đồ kẹp chặt

Sơ đồ 1:

Sơ đồ 2:

Lực kẹp W cùng chiềulực cắt và trọng lượngctgc Tốt nhất

Lực kẹp W vuông gócvới lực cắt Tương đốitốt

62

Một số sơ đồ kẹp chặt

Sơ đồ 3:

Sơ đồ 4:

Lực kẹp W cùng chiềulực cắt Rất tốt

Lực kẹp W ngược chiều

63

64

1.4 Điểm đặt của lực kẹp

+ Không gây biến dạng cho chi tiết

Vị trí I: Gây biến dạngchi tiết gia công

Vị trí II: Đối diện vớiđiểm tỳ của chi tiếtHợp lý

65

+ Không gây ra momen lật đối với chi tiết gia công

Vị trí I: sinh ra momenlật:

2 Phương pháp tính lực kẹp

Đặt tất cả các lực và ngoại lực lên phôi bao

gồm:Lực cắt, momen cắt, phản lực, lực ma sát, lựckẹp, trọng lượng phôi

Trong quá trình cắt, chiều sâu cắt không đều, độcứng của vật liệu không đồng nhất, dao bị

mòn…Để xét tới các ảnh hưởng này, sau khi tínhđược lực kẹp W ta phải nhân thêm các hệ số ảnhhưởng sau:

Ko – Hệ số an toàn, ko =1,5-2

K1 – Hệ số do lượng dư cắt không đều

Gia công thô: K1 = 1,2

Gia công tinh: K1 = 1,0

K2 – Hệ số tính đến dao bị mòn, k2 =1,1-1,8

K3 - Hệ số tính đến do cắt không liên tục

68

K4 – Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp không ổn định

Hệ số ảnh hưởng tổng cộng:

KΣ = Ko (K1 K2 K3 K4 K5 K6)

70

71

Định hướng trong việc tính lực kẹp

Lực kẹp tạo ra do đồ gá để chống lại những khả năng

có thể gây nên cho chi tiết bị xê dịch Đó là nhữngkhả năng sau:

- Chi tiết bị trượt theo một mặt

- Chi tiết bị xoay quay một tâm hay một trục

- Chi tiết bị lật quanh một điểm hoặc một đường

- Nếu chưa biết chắc chắn khả năng xảy ra đối với chi tiết thì ta phải viết pt cân bằng cho cả 3 trường hợp rồichọn giá trị lực kẹp lớn nhất

72

3 Một số cơ cấu kẹp cơ bản

- Cơ cấu kẹp bằng chêm

- Cơ cấu kẹp bằng ren

- Cơ cấu kẹp bằng bánh lệch tâm

- Cơ cấu kẹp bằng trụ trượt-thanh răng

- Cơ cấu kẹp bằng khí nén

- Cơ cấu kẹp phối hợp giữa tay đòn và cơ cấu kẹpkhác

73

3.1 Cơ cấu kẹp bằng chêm

3.1.1 Nguyên lý làm việc

Khí nén đi vào khoang bên phải xylanh, đẩy Pistonsang trái, Piston được nối với chêm cũng sẽ bị đẩysang trái với lực đẩy Q, tạo ra lực kẹp W thông quađòn kẹp quay quanh chốt quay

74

3.1.2.Tính lực kẹp do chêm tạo ra

75

W=   

Nhận xét: Lực kẹp do chêm tạo ra phụ thuộc ngoàilực Q đóng chêm, góc chêm , góc ma sát trênmặt nghiêng  góc ma sát trên mặt ngang 

77

3.1.3 Điều kiện tự hãm của chêm

Sơ đồ tính:

78

3.2 Kẹp bằng ren

3.2.1 Nguyên lý làm việc

80

Một số kiểu bu lông kẹp

81

a Tính lực kẹp với quay bu lông

82

Khai triển bu lông như hình a

Cách tính lực kẹp giống cách tính lực kẹp của

chêm (hình b)

Phương trình cân bằng momen:

Ql = M1 + M2Trong đó:

M1 : Momen ở ren bu lông đai ốc

M1 : Momen ma sát ở miếng kẹp và vật

gia công

Ql = P.rtb + F1.R’

83

Trong đó:

P: Lực nằm ngang ở ren bu lông và đai ốc

P = W.tg( + )

: Góc nâng của ren

: Góc ma sát giữa ren của bu lông và đai ốc

: Bán kính trung bình của ren

=

= W.tg

 : Góc mà sát giữa miếng kẹp và vật gia công

84

: Bán kính ma sát giữa miếng kẹp và vật gia công.

Thay W vào phương trình (), xác định được Rtb từ

Tính lực kẹp với quay đai ốc

86

Lực kẹp do cơ cấu tạo ra giống như kẹp chặt bằngquay bu lông

W= tg(+) + R’ tg

Trong đó:

R’ =

87

3.3.Kẹp bằng ren phối hợp với tay đòn

88

Mục đích: Tăng giá trị lực kẹp từ nguồn sinh lựchoặc điểm đặt lực kẹp xa nguồn sinh lực kẹp

Tính lực kẹp:

Phương trình cân bằng momen tại O

.Q.l1 = W.l2Trong đó:

: Hệ số hiệu dụng của cơ cấu (mất mát do ma sát)Q: Lực tạo ra do cơ cấu Bu lông – Đai ốc

91

l1: Khoảng cánh từ điểm sinh lực kẹp đến chốt

quay

l2: Khoảng cách từ điểm kẹp tới chốt quay

W: Lực kẹp vào vật gia công

Công thức:

W=Q.

92

Bu lông kết hợp đòn kẹp

93

Bu lông kết hợp đòn kẹp

94

3.4 Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm

3.4.1 Nguyên lý làm việc của cơ cấu

96

3.4.2.Tính lực kẹp

97

Phương trình cân bằng Momen

Q.L = Q2.

Trong đó:

Q: Lực tác dụng vào tay quay

L: Khoảng cách từ điểm tác dụng lực Q đến tâmquay

Q2: Lực tương tự như lực đóng chêm

: Bán kinh quay tức thời của bánh lệch tâm

98

Cân bằng lực theo phương ngang:

Trong đó:

F: Lực ma sát giữa mặt ngoài bánh lệch tâm với vậtgia công

Q1: Lực ma sát giữa bánh lệch tâm và chốt quay

: Góc ma sát giữa mặt ngoài bánh lệch tâm và vậtgia công

: Góc nâng của bánh lệch tâm tại điểm tiếp xúc

 : Góc ma sát giữa chốt quay và lỗ của bánh lệchtâm

99

3.4.3 Điều kiện tự hãm của bánh lệch tâm

101

Để bánh lệch tâm tự hãm được thì các momen tác

dụng lên bánh lệch tâm phải cân bằng tại O1 (tâm chốtquay):

W.e ≤ F + Trong đó:

W: Lực kẹp

e: Độ lệch tâm của bánh lệch tâm

F: Lực ma sat giữa mặt ngoài của bánh lệch tâm vớivật gia công

D: Đường kính ngoài của bánh lệch tâm

F1: Lực ma sat giữa chốt quay và lỗ của bánh lệch tâm