Cơ cấu kẹp chặt của đồ gá

ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ Địa chỉ: Phòng 702, tầng th - nhà A6, 484 Lạch Tray – Ngô Quyền – Hải Phòng Điện thoại: (+84) 1382 9245, Fax: (+84) 1382 9245, E-mail: viencokhi@vimaru.edu.vn, Website: sme.vimaru.edu.vn BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: ĐỒ GÁ Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Hải Phòng, 25/03/2015 Chương 4: NỘI DUNG Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Khái niệm kẹp chặt Yêu cầu cấu kẹp chặt Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Chương 4: KHÁI NIỆM VỀ KẸP CHẶT Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Kẹp chặt cố định chi tiết định vị để: - Chi tiết không bị rung động, xê dịch - Không bị biến dạng lực cắt, lực ly tâm, trọng lượng chi tiết trình gia cơng gây Thơng thường, cấu định vị cấu kẹp chặt tách rời để tránh gây biến dạng cấu định vị tác dụng lực kẹp, đảm bảo độ xác phôi Chương 4: KHÁI NIỆM VỀ KẸP CHẶT Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Ý nghĩa vấn đề kẹp chặt - Giảm sức lao động thủ công - Giảm thời gian gia công - Nâng cao độ xác gia cơng - Nâng cao độ bóng gia cơng Chương 4: NỘI DUNG Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Khái niệm kẹp chặt Yêu cầu cấu kẹp chặt Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp YÊU CẦU ĐỐI VỚI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Yêu cầu cấu kẹp: Không phá vỡ vị trí định vị Lực kẹp phải vừa đủ tránh biến dạng chi tiết kẹp Hoặc biến dạng lực kẹp gây không vượt giới hạn cho phép Lực kẹp phải ổn định Đảm bảo thao tác phải nhanh, an tồn, tiết kiệm cơng sức Cơ cấu kẹp chặt phải nhỏ gọn, đơn giản, dễ sửa chữa Chương 4: NỘI DUNG Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Khái niệm kẹp chặt Yêu cầu cấu kẹp chặt Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 3.1 Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp Phương: - Phương lực kẹp nên vng góc với mặt định vị nhiều bậc tự (3 bậc trở lên) Chiều: - Chiều hướng vào mặt định vị (Lưu ý: Chiều lực kẹp không nên ngược chiều lực cắt chiều trọng lượng chi tiết.) Điểm đặt: - Điểm đặt phải đặt diện tích mặt định vị điểm đỡ (để giúp chi tiết gia cơng bị biến dạng chịu lực kẹp) phải gần mặt gia công ( để tránh gây momen quay) Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP 3.2 Một số ví dụ phương chiều kẹp chặt Kẹp theo phương nghiêng Có thêm định vị kẹp phụ Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP 3.2 Một số ví dụ phương chiều kẹp chặt Kẹp xuống Kẹp song song mặt định vị bậc CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 5.3 Lực kẹp phay Khi chuẩn định vị mặt phẳng (phay mặt phẳng dao phay trụ) Cân chống lật W l1 + W l2 ≥ K P l Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.1 Kẹp chặt chêm  Chêm chi tiết có hai mặt phẳng làm việc khơng song song với Khi đóng chêm vào, mặt làm việc tạo lực kẹp chặt  Trong trình cắt gọt tác dụng ngoại lực, chêm không bị tháo lỏng nhờ lực ma sát hai mặt làm việc => tính tự hãm chêm  Cơ cấu kẹp chêm sử dụng phổ biến kết hợp với cấu khác dùng nguồn sinh lực khí nén hay thủy lực NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: 6.1 Kẹp chặt chêm Cơ cấu kẹp chặt đồ gá LỰC KẸP DO CHÊM TẠO RA • Lực ma sát nghiêng: F = N tan ϕ • Lực ma sát ngang: F1 = W tan ϕ • Trên mặt nghiêng: Cân lực theo phương ngang: Q = F1 + P Trong đó: P = W tan( α+ ϕ) ⇒ Q = W tan ϕ + W tan( α+ ϕ) ⇒ Nhận xét: Lực kẹp chêm tạo phụ thuộc - Lực Q đóng chêm - Góc chêm α - Góc ma sát mặt nghiêng ϕ - Góc ma sát mặt ngang ϕ1 Sơ đồ tính lực kẹp chêm vát mặt CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 6.1 Kẹp chặt chêm ĐIỀU KIỆN TỰ HÃM CỦA CHÊM Trong q trình làm việc, chêm có xu hướng bị đẩy ra, có tính tự hãm nên khơng tụt mà ngun vị trí đóng vào ban đầu Lực tự hãm lực ma sát • Lực ma sát nghiêng: F = N tan ϕ = (W/ cos α) tan ϕ • Lực ma sát ngang: F’ = F cos α = W tan ϕ • Phân tích phản lực N: Cân lực theo phương thẳng đứng: W’ = W + F sin α = W (1 + tan α tan ϕ ) Thay vào cơng thức tính F1 ta được: F1 = W’ tan ϕ = W (1 + tan α tan ϕ ) tan ϕ Điều kiện tự hãm: F’ + F1 ≥ P với P = W tan α ⇒ W tan ϕ + W (1 + tan α tan ϕ ) tan ϕ ≥ W tan α ⇒ ϕ + ϕ1 ≥ α Do góc α nhỏ nên tan α tan ϕ tan ϕ1 ≈ 0; tan x ≈ x Sơ đồ tính điều kiện tự hãm chêm vát mặt Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.1 Kẹp chặt chêm LỰC THÁO CHÊM Qr = W tg ( ϕ − α ) + tgϕ1  CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 6.2 Kẹp chặt ren NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Ưu điểm: kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn, tự hãm tốt Nhược điểm: phải thao tác nhiều, lực kẹp không ổn định Kẹp chặt ren phương pháp dùng phổ biến sản xuất hàng loạt, loạt nhỏ đơn Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2 Kẹp chặt ren NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Một số kiểu bulong kẹp CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 6.2 Kẹp chặt ren TÍNH LỰC KẸP KHI QUAY BULONG Khai triển đường xoắn ren hình Khi ta tính lực kẹp ren tương tự tính lực kẹp chêm Phương trình cân momen: Trong đó: Q L=M1 + M2 M1 : Momen ren bu lông đai ốc M2 : Momen ma sát miếng kẹp vật gia công => Q L = P rtb + F1 R’ CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 6.2 Kẹp chặt ren Trong đó: + P: Lực nằm ngang ren bu lơng đai ốc: P = W.tg(α + ϕ ) + α : Góc nâng ren + ϕ : Góc ma sát ren bu lông đai ốc + rtb: Bán kính trung bình ren: rtb=���/2 + �1:Lực ma sát miếng kẹp vật gia công �1= W.tg ϕ1 Từ phương trình cân hệ lực tác dụng lên phơi ta tính giá trị W + ϕ 1: Góc ma sát miếng kẹp vật gia cơng Thay W vào phương trình (*), xác định Rtb từ + �′ : Bán kính ma sát miếng kẹp vật gia công R’ phụ thuộc vào đường kính ngồi miếng kẹp D tìm đường kính bu lơng d đường kính ngồi ren vít d Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2 Kẹp chặt ren TÍNH LỰC KẸP KHI QUAY ĐAI ỐC Lực kẹp cấu tạo giống kẹp chặt quay bu long: Trong đó: Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2 Kẹp chặt ren CHỌN ĐƯỜNG KÍNH NGỒI CỦA REN Sau tính lực kẹp cần thiết, đường kính ngồi ren tính theo cơng thức: d = Trong đó: W 0, 5.[σ ] K d: đường kính ngồi ren vít (cm) W: lực kẹp thân bulong (kG) (10N = 1kG) [σ]K ≈ 58÷98 (kG/cm ): ứng suất tới hạn vật liệu làm bulong CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: 6.8 Kẹp chặt khí nén Cơ cấu kẹp chặt đồ gá NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Các thiết bị hệ thống: 1.Bình lọc 2.Bình phun dầu 6.Van điều chỉnh tốc độ 7.Đồng hồ đo áp lực 3.Van điều chỉnh áp lực 8.Xy lanh – Piston 4.Van chiều 9.Đòn kẹp 5.Van phân phối Ưu điểm: tạo lực kẹp lớn, ổn định, đỡ tốn sức lao động công nhân Nhược điểm: Tốn chi phí đầu tư trang thiết bị, dễ sinh xê dịch chi tiết kẹp Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.8 Kẹp chặt khí nén NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Kẹp chặt thủy lực có nguyên lý hoạt động tương tự, với đặc điểm độ tin cậy hiệu suất cao CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá 6.8 Kẹp chặt khí nén TÍNH LỰC KẸP Xylanh piston chiều Lực kẹp Q: Trong đó: Xylanh piston chiều Lực đẩy Q (sinh lực kẹp): Lực giải phóng kẹp: + D: Đường kính Piston (cm) + P: Áp suất khí nén (kG/cm ≈ bar) + η: Hệ số hiệu dụng khí nén + q: Lực cản (độ cứng lò xo) (kG) Với d: Đường kính cần Piston (cm) Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.8 Kẹp chặt khí nén ... Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Khái niệm kẹp chặt Yêu cầu cấu kẹp chặt Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Chương 4: KHÁI NIỆM VỀ KẸP CHẶT Cơ cấu kẹp chặt đồ. .. vị kẹp phụ Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP 3.2 Một số ví dụ phương chiều kẹp chặt Kẹp xuống Kẹp song song mặt định vị bậc Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá PHƯƠNG,... DUNG Cơ cấu kẹp chặt đồ gá Khái niệm kẹp chặt Yêu cầu cấu kẹp chặt Phương, chiều, điểm đặt lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp PHƯƠNG PHÁP TÍNH LỰC KẸP Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt