Phần-5_-Đồ-gá-gia-công-cơ-khí

Mục lục Contents 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Khái niệm đồ gá 1.2 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.2.1 Yêu cầu thiết kế đồ gá 1.2.2 Phƣơng pháp thiết kế đồ gá 1.3 CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA ĐỒ GÁ 1.3.1 Bộ phận định vị 1.3.2 Bộ phận kẹp chặt 1.3.3 Bộ phận dẫn hƣớng 1.3.4 Bộ phận phân độ 1.3.5 Bộ phận truyền động 1.3.6 Thân đồ gá 2.1 YÊU CẦU CỦA CHI TIẾT ĐỊNH VỊ 2.2 KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ 2.2.1 Các chi tiết định vị mặt phẳng 2.2.2 Các chi tiết định vị mặt trụ 2.2.3 Các chi tiết định vị mặt trụ 2.3 SAI SỐ GÁ LẮP 2.3.1 Khái niệm sai số gá lắp 2.3.2 Sai số chuẩn 2.3.3 Sai số kẹp chặt kc 2.3.4 Sai số đồ gá đg 3.1 YÊU CẦU CỦA CƠ CẤU KẸP CHẶT 3.2 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰC KẸP CHẶT 3.3 HỆ SỐ AN TOÀN KHI KẸP CHẶT 4.1 KẸP CHẶT BẰNG CHÊM 4.1.1 Khái niệm chung kẹp chặt chêm 4.1.2 Tính lực kẹp chặt chêm 4.1.3 Xác định diều kiện tự hãm chêm 4.2 KẸP CHẶT BẰNG REN VÍT 4.2.1 Khái niệm kẹp chặt ren vít 4.2.2 Tính lực kẹp ren vít 4.2.3 Các loại đầu kẹp cấu ren vít 4.2.4 Xác định lực xiết tay đòn (clê) 4.3 KẸP CHẶT BẰNG CON LĂN LỆCH TÂM 4.3.1 Công dụng đặc điểm 4.3.2 Điều kiện tự hãm lăn lệch tâm trịn 4.3.3 Lực kẹp lăn lệch tâm (hình 4.14) 4.4 TRUYỀN ĐỘNG BẰNG HƠI ÉP TRONG ĐỒ GÁ 4.4.1 Khái niệm truyền động ép 4.4.2 Kẹp chặt xy lanh - piston 4.4.3 Kẹp chặt màng mỏng (xy lanh màng) 2 3 4 5 7 9 11 12 15 15 15 21 21 22 23 26 27 27 28 29 30 30 30 32 34 37 37 37 39 40 40 41 43 PHẦN V ĐỒ GÁ GIA CƠNG CƠ KHÍ CHƢƠNG I KHÁI NIỆM VỀ DỤNG CỤ GÁ LẮP 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Khái niệm đồ gá Đồ gá (ví dụ hình 1.1) trang bị công nghệ thiếu q trình gia cơng khí, q trình kiểm tra thơng số kỹ thuật chi tiết, trình lắp ráp chi tiết máy thành cụm tổng thành Nhờ có đồ gá mà người ta nâng cao suất lao động, giảm bớt nhiều thời gian phụ q trình gia cơng, kim tra lắp ráp nhờ có đồ gá mà người ta đạt chất lượng gia công cách dễ dàng, yêu cầu kỹ thuật chi tiết máy q trình gia cơng khí, q trình lắp giáp đảm bảo Trên máy cơng cụ thực số công việc định Khi thực qui trình cơng nghệ gia cơng chi tiết máy đó, cần phải có loại máy công cụ khác để thực nhiệm vụ khác theo yêu cầu cần chế tạo chi tiết máy Nhưng thực tế sản xuất khơng phải sở sản xuất có đầy đủ loại máy cơng cụ theo u cầu Do để thực qui trình cơng nghệ người ta phải dùng đến đồ gá Đồ gá có khả mở rộng phạm vi cơng nghệ máy cơng cụ, làm cho thực việc gia cơng bề mặt mà thân khơng thực cấu tạo ngun thủy Ví dụ thực qui trình cơng nghệ chế tạo piston động ô tô, người ta phải tiến hành gia công piston theo dạng ô van (đo theo tiết diện ngang) hình (đo theo chiều dài piston) máy tiện vạn Để thực nhiệm vụ người ta dùng đồ gá chép hình máy tiện để gia cơng thân piston theo cấu tạo đặc biệt 1.1.2 Phân loại đồ gá Khi phân loại đồ gá người ta có nhiều cách phân loại khác Có thể phân loại theo công dụng đồ gá, theo mức độ chun mơn hóa đồ gá a Phân lại theo công dụng - Đồ gá dùng máy công cụ: Đồ gá dùng máy công cụ loại đồ gá dùng để gá lắp chi tiết gia công, gá lắp dao máy công cụ Đồ gá dùng để gá chi tiết gọi chi tiết gọi đồ gá Trên may công cụ có nhiều đồ gá để gá chi tiết: loại mâm cặp, mũi tâm, trục gá, mâm hoa mai (dùng loại máy tiện) ôtô (dùng loại máy phay, máy bào, máy khoan…) Đồ gá dùng để gá dao cắt gọi dụng cụ phụ - Đồ gá dùng để lắp ráp: Đồ gá dùng lắp ráp dùng để gá lắp sơ chi tiết cụm máy Khi lắp ráp chi tiết có độ đàn hồi (vịng găng động cơ, chi tiết lò xo) người ta thường dùng đồ gá để lắp chúng vào cụm máy nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật lắp ráp đồng thời đảm bảo yêu cầu suất an tồn q trình làm việc - Đồ gá kiểm tra: Đồ gá kiểm tra loại đồ gá dùng để kiểm tra thông số kỹ thuật chi tiết máy q trình gia cơng q trình lắp ráp Khi gia cơng xong chi tiết máy để kiểm tra thông số: độ song song bề mặt gia công, độ vuông góc, độ đồng trục Người ta cần phải có đồ gá để kiểm tra thông số Trong q trình lắp ráp cần kiểm tra thơng số sau lắp ráp: độ song song trục, độ vng góc mặt đầu trục với đường tâm trục - Đồ gá gia cơng nóng: Đồ gá gia cơng nóng loại đồ gá dùng việc gia cơng chi tiết có dùng tác động nhiệt độ Đó q trình nhiệt luyện, chi tiết rèn, dập, hàn… b Phân loại theo mức độ chun mơn hóa đồ gá - Đồ gá vạn năng: Đồ gá vạn loại đồ gá có khả lắp chi tiết có cách hình dạng, kết cấu khác để thực nhiệm vụ gia công khác Đồ gá vạn áp dụng rộng rãi sản xuất đơn sản xuất loạt nhỏ Trên máy công cụ trạng bị nhiều đồ gá để thực nhiệm vụ gia công: mâm cặp vấu, vấu, vấu lệch tậm, mâm cặp hoa mai, mũi tâm, ê tô - Đồ gá chuyền dùng: Đồ gá chuyên dùng loại đồ gá dùng để gá lắp số chi tiết có hình dạng định - Đồ gá đặc biệt: Đồ gá đặc biệt loại đồ gá dùng để gá lắp chi tiết nhằm thực ngun cơng đặc biệt qui trình cơng nghệ Ví dụ: Đồ gá gia công ô van vá côn thân piston động ôtô, đồ gá tiện mái cổ biên trục khuỷu động cơ, đồ gá gia công vấu cam trục cam động ôtô - Đồ gá vạn lắp ghép: Đồ gá vạn lắp ghép loại đồ gá cấu tạo từ nhiều phận riệng biệt khác nyhau lắp ráp thành đồ gá khác theo yêu cầu gia công cụ thể Khi thay đổi nhiệm vụ gia công, người ta lại tháo rời lắp ráp lại thành đồ ga khác tương ứng với công việc gia công khác Loại đồ gá vạn lắp ghép giá thành chế tạo cao, thường sử dụng sản xuất hàng loạt 1.2 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1.2.1 Yêu cầu thiết kế đồ gá Nói chung phương hướng phát triển đồ gá là: - Tiêu chuẩn hóa kết cấu toàn đồ gá phận đồ gá - Dùng truyền động nén, dầu nén, điện tử… để giảm sức lao động - Nửa tự động tự động hóa để tăng suất giảm sức lao động - Tăng cường sử dụng đồ gá điều chỉnh gia cơng nhóm Mức độ áp dụng phương hướng phụ thuộc vào điều kiện sản xuất Sản xuất hàng loạt nhỏ u cầu kết cấu đơn giản có ý thích đáng đến suất lao động Ở người ta sử dụng rộng rãi đồ gá nhiều vị trí, nửa tự động, tự động, đồ gá gia công liên tục, phân độ kẹp chặt tự động, đầu nhiều trục, mâm quay v.v Để thỏa mãn yêu cầu người ta áp dụng sau: Để giảm sức lao động kẹp chặt cấu khí hóa (hơi nén đầu nén v.v ) cấu phóng đại lực hẹp, để suất lao động dùng phương pháp kẹp nhanh, dùng thời gian phụ trùng thời gian máy, cắt nhiều dao, gia công cao tốc v.v để giảm giá thành nên dùng kết cấu đồ gá tiêu chuẩn hóa, dùng đồ gá gia cơng nhóm, chọn kết cấu đơn giản, hợp lý Nói chung đồ gá thiết kế cần phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Đảm bảo u cầu gia cơng (độ xác, độ bóng v.v ), nguyên lý Nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phẩm An toàn Dễ sử dụng bảo quản - kết cấu đơn giản, có tính cơng nghệ cao 1.2.2 Phƣơng 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 yêu cầu kỹ thuật - Sơ đồ gia công nguyên công cần thiết đồ gá - Phiếu qui trình cơng nghệ với điều kiện cho Thiết bị, chế độ gia công v.v sản lượng hàng năm b Các giai đoạn thiết kế đồ gá + Xác định sở nguyên tắc làm việc đồ gá (định vị, kẹp chặt, truyền động ) + Thiết kế kết cấu phận cụ thể đồ gá Khi thiết kế đồ gá cần ý qui trình chi tiết gia công coi suốt nên che khuất đường nét đồ gá Chi tiết gia công thể nét vẽ màu đỏ màu đen (nếu vẽ màu đen nết vẽ gạch chấm - - - - -) Cần ghi kích thước sau đây: - Kích thước rộng nhất, cao đồ gá, khoảng cách đồ định vị đồ dẫn hướng, khoảng cách bề mặt gia công - Khoảng cách miếng gá dao đến mặt gia công (chiều dày căn) - Khoảng cách bạc dẫn hướng khoan 1.3 CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA ĐỒ GÁ Đồ gá gia cơng khí bao gồm nhiều phận khác nhau, phận có nhiệm vụ yêu cầu định Chúng lắp ráp thành khối thân đồ gá Phụ thuộc vào cơng việc gia cơng cụ thể, đồ gá có nhiều phận có mức độ đơn giản phức tạp khơng giống nhau, nói chung chúng bao gồm số phận sau đây: Hình 1.1: Đồ gá khoan - doa chi tiết dạng hộp chốt trụ ngắn định vị; 2.phiến tỳ định vị; chốt trám định vị; vít tỳ tăng độ cứng; bu lông kẹp chặt; chi tiết gia công; thân đồ gá; bạc dẫn hướng 1.3.1 Bộ phận định vị Bộ phận định vị đồ gá phần tử quan trọng đồ gá gia cơng khí Nó có nhiệm vụ xác định vị trí cần thiết vật gia cơng so với máy cơng cụ dao cắt Ví dụ chi tiết trụ ngắn 1, phiến tỳ 2, chốt trám ( hình 1.1) đồ gá khoan phận định vị chi tiết Phụ thuộc vào hình dạng hình học bề mặt định vị vật gia công mà phần tử định vị đồ gá có hình dạng khác Các phần định vị sử dụng phổ biến đồ gá là: Các loại chốt tỳ, loại phiến tỳ, khối chữ V, loại trục gá, loại chốt định vị v.v… Các phần tử định vị cần định vị xác gia cơng, đồng thời chúng phải có độ cứng vững cao, khả làm việc lâu dài thay dễ dàng q trình sử dụng 1.3.2 Bộ phận kẹp chặt Bộ phận kẹp chặt đồ gá có tác dụng tạo lực kẹp chặt, giữ cho chi tiết không bị xê dịch tác dụng trọng lượng thân chi tiết, tác dụng lực cắt, tác dụng lực ly tâm v.v… tác dụng lên chi tiết gia công (chi tiết hình 1.1) Bộ phận kẹp chặt đồ gá bao gồm cấu tạo lực khí (ren vít, chêm, bánh lệch tâm v.v ) thủy lực, khí nén, điện từ… chọn cấu kẹp chặt cần phải quan tâm đến phương, chiều, điểm đặt lực kẹp chặt, số lượng chi tiết cần gia công để chọn cấu kẹp hợp lý 1.3.3 Bộ phận dẫn hƣớng Là cấu dùng để giữ cho hướng tiến dao không thay đổi để tăng độ cứng vững dao q trình gia cơng , thường gặp đồ gá khoan doa Dưới tác dụng lực cắt mũi khoan doa bị cong làm tâm lỗ gia công bị xiên, bạc dẫn hướng có tác dụng tăng độ cứng vững mũi khoan làm cho đường tâm lỗ gia công vuông góc với mặt đầu lỗ ( chi tiết hình 1.1) Các hình vẽ sau giới thiệu số kết cấu bạc dẫn hướng a) c) b) Hình 1.2 Các bạc dẫn hướng chi tiết đồ gá tiêu chuẩn hóa Hình 1.2a bạc dẫn hướng cố định sử dụng sản xuất nhỏ cho loại dụng cụ H7 định lắp chặt với dẫn hướng theo p6 Hình 1.2b bạc dẫn hướng có vai lắp bạc khơng vai Hình 1.2c bạc dẫn hướng thay gồm bạc, bạc lắp cố định với dẫn H7 H7 hướng theo , bạc lắp với lỗ bạc để dễ thay Bạc ngồi chống n6 p6 xoay vít kẹp chặt Bạc dẫn hướng cần đảm bảo độ bền, chống mài mịn cao để dẫn hướng xác Bạc dẫn hướng thường chế tạo thép 45 cứng đến 45  60 HRC Bạc dẫn hướng thép Y10A 20, 20X thấm bon đạt tới 62  64 HRC Độ bóng bề mặt làm việc cần 7  8 Độ xác  (TCVN) yêu cầu cao phải đạt xác cấp thấp độ xác cấp (TCVN) Để đảm bảo bạc dẫn hướng làm việc tốt cần tuân theo tỷ lệ kích thước sau (xem hình 1.3) b  (1,5  2)d 1  a    d 3  Nếu b ngắn: không đảm bảo bạc dẫn hướng Nếu b dài: tổn hao ma sát lớn Nếu a nhỏ quá: phoi dễ lọt vào bạc làm mòn bạc dẫn a d - Khi khoan đồng, gang a = 1d - Khi khoan thép Nếu a lớn làm giảm độ cứng vững mũi khoan d b a bỊ mỈt khoan Hình 1.3 1.3.4 Bộ phận phân độ Bộ phận phân độ đồ gá dùng gia công bề mặt khác có mối liên hệ góc quay định Trên đồ gá khoan phay hay dùng cấu phân độ để quay mâm quay (có gá vật gia cơng) góc khoan lỗ phay bề mặt khác cách góc góc quay: Ví dụ khoan lỗ lắp bu lông moay bánh xe, khoan lỗ bu lông bán trục ôtô, phay rãnh then hoa, phay rãnh phương pháp phay định hình Cơ cấu phân độ đồ gá có nhiều loại khác sử dụng rộng điều kiện gia công khác - Cơ cấu phân độ tay: gồm có bàn quay chốt phân độ loại phân độ đơn giản - Cơ cấu phân độ cam - Cơ cấu phân độ tự động - Phân độ cấu Man-tít (được dùng rộng rãi tự động hóa) - Phân độ cảm ứng: Phương pháp dựa vào nguyên lý cảm ứng điện, loại có ưu điểm xác 1.3.5 Bộ phận truyền động Bộ phận truyền động đồ gá có tác dụng xác định vị trí tương đối dao cắt với vật gia công, đồng thời xác định hướng chuyển động dao cắt theo quỹ đạo gia cơng chép hình Khi gia cơng bề mặt định hình cấu chép hình có tác dụng lớn để đảm bảo thời gian gia công đảm bảo độ xác gia cơng Cơ cấu chép hình có nhiều đièu khác Chép hình khí, chép hình dầu ép ép, chép hình điện khí kết hợp 1.3.6 Thân đồ gá Thân đồ gá chi tiết để nối liền cấu khác đồ gá thành đồ gá hoàn chỉnh (chi tiết hình 1.1) Thân đồ gá cần có u cầu sau: - Đủ độ cứng vững, không bị biến dạng tác dụng ngoại lực (lực cắt) - Kết cấu đơn giản gọn nhẹ, tính cơng nghệ cao, dễ tháo lắp chi tiết gia công, dễ quét dọn phoi - Vững chắc, an toàn (đối với đồ gá quay với tốc độ cao) Thân đồ gá chế tạo phương pháp đúc, rèn, hàn Thường thân đồ gá đúc gang có độ cứng vững cao, chế tạo hình dạng phức tạp theo yêu cầu thiết kế, giá thành chế tạo cao Để lắp phận khác lên thân đồ gá người ta dùng loại vít bu lông đầu giác trong, đai ốc 1.3.7 Cơ cấu gá dao Cơ cấu gá dao dùng để xác định vị trí dao cắt bàn máy đồ gá Cơ cấu dao thường dùng miếng gá dao Cơ cấu gá dao phận dụng cụ phụ, khơng thuộc vào phạm vi đồ gá gá chi tiết gia công CHƢƠNG II BỘ PHẬN ĐỊNH VỊ CỦA ĐỒ GÁ 2.1 YÊU CẦU CỦA CHI TIẾT ĐỊNH VỊ Các chi tiết đồ gá dùng để đỡ chuẩn định vị vật gia công, thay điểm định vị gọi chi tiết định vị Chi tiết định vị cần đảm bảo định vị xác vật gia cơng để đảm bảo xác yếu tố gia công vật theo yêu cầu kỹ thuật Chi tiết định vị cần có độ cứng vững cao để khơng bị biến dạng chịu ngoại lực tác dụng Chi tiết định vị cần có khả chống mịn cao để không bị biến dạng chịu ngoại lực tác dụng Ngồi u cầu nói chi tiết định vị phải có tính cơng nghệ cao, đồng thời dễ sửa chữa, thay cần thiết Vật liệu chi tiết định vị thường thép 20X, thép 20 thấm bon với chiều sâu thấm 0,8  1,2mm đến độ cứng 58  62 HRC, thép Y7A đến độ cứng 58  62 HRC Người ta chia chi tiết định vị làm hai loại: chi tiết định vị phụ Chi tiết định vị chi tiết tiêu trừ nhiều bậc tự vật gia công, đảm bảo cho vật gia công có vị trí định đồ gá Chi tiết định vị phụ chi tiết dùng để tăng độ cứng vững vật gia công mà khơng có tác dụng tiêu trừ bậc tự vật Chi tiết định vị phụ không làm thay đổi vị trí vật gia cơng mà chi tiết định vị xác định Các chi tiết định vị phụ có kết cấu điều chỉnh, di động Trong trình sử dụng chi tiết định vị phụ, người ta biến chi tiết định vị phụ trở thành chi tiết định vị số động tác phụ gá lắp, lúc chi tiết định vị phụ trở thành chi tiết định vị điều chỉnh dùng dung sai phơi thay đồi nhiều, chuẩn định vị thơ có sai số hình dáng 2.2 KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ 2.2.1 Các chi tiết định vị mặt phẳng a Chốt tỳ Chốt tỳ dùng để đỡ mặt phẳng, chốt tỳ có tác dụng điểm định vị Các chốt tỳ chi tiết đồ gá tiêu chuẩn hóa Các chốt tỳ lắp thân đồ H7 gá mặt trụ theo mối ghép Khi người ta lắp chốt tỳ lên thân đồ gá thông qua n6 bạc trung gian để lỗ thân đồ gá không bị mau mòn sau nhiều lần thay chốt Chốt gá lắp kiểu mặt trụ ngồi bạc lắp với thân đồ gá theo bạc lắp với chốt theo H7 lỗ n6 H7 g6 Khi số chốt định vị tỳ sử dụng nhiều 1, chốt tỳ sau lắp thân đồ gá thường mài lại lần cuối để đảm bảo chiều cao chốt Các kích thước chốt tỳ cho sổ tay đồ gá Sau số loại chốt tỳ sử dụng rộng rãi: Chi tiÕt a) c) b) d) Hình 2.1 Hình 2.1a: Chốt tỳ phẳng dùng để định vị bề mặt gia cơng tinh Hình 2.1b: Chốt tỳ đầu chỏm cầu dùng định vị bề mặt thô Dạng chỏm cầu có khả tự lựa bề mặt định vị vật gia cơng có sai số hình dạng lớn Hình 2.1c: Chốt tỳ đầu phẳng có gia công nhám dùng để tăng ma sát định vị Hình 2.1d: Là chốt tỳ phụ, loại chốt có khả điều chỉnh chiểu cao theo kích thước bề mặt gia công cần tỳ b Phiến tỳ Phiến tỳ để định vị bề mặt phẳng lớn vật gia công Phiến tỳ bắt chặt với thân đồ gá nhờ có vít đầu chìm (M6  M12) Phiến tỳ làm thép 20 thấm bon với chiều sâu thấm 0,8 1,2mm đạt 55  60HRC Khi kích thước phiến tỳ nằm khoảng: B = 12  35mm; L = 40  210mm H =  25mm; h =  13mm h1 = 0,8  3mm; B =  22mm d =  13mm; d1 = 8,5  20mm c = 10  35mm; c1 = 20  60mm Khoảng cách lỗ bắt vít có dung sai  0,1 Sau số kết cấu phiến tỳ thường gặp đồ gá Phiến tỳ phẳng hình 2.2a để định vị mặt phẳng thẳng đứng vật gia công 10