Giáo trình Đồ gá

bộ lao động th-ơng binh xà hội tr-ờng đại học s- phạm kỹ thuật nam định Giáo trình đồ gá Mà số: Ngành đào tạo: Tác giả: GT2010-01-03 Công nghệ chế tạo máy ThS Lê Văn Tiến TS Trần Văn Khiêm nam định, năm 2011 Mục lục Trang Lời nói đầu Ch-ơng Đồ gá gia công 1.1 Kh¸i niƯm 1.2 C«ng dông 1.3 Yêu cầu đồ gá gia công 1.4 Phân loại đồ gá gia công 1.5 C¸c thành phần đồ gá 1.5.1 Định vị, chi tiết định vÞ Định vị Chi tiết định vÞ 35 1.5.2 Kẹp chặt cấu kẹp chặt 51 KĐp chỈt 51 Cơ cấu kẹp chặt 55 Cơ cấu phóng đại lực kẹp 70 C¬ cÊu kĐp chặt nhiều chi tiết đồng thời 74 C¬ cÊu kĐp nhanh b»ng tay 75 C¬ cÊu kẹp chặt tự động 76 C¸ch tÝnh lùc kĐp cđa mét số đồ gá hay dùng 77 1.5.3 Các cấu khác đồ gá 82 C¬ cÊu so dao 82 C¬ cÊu dÉn h-íng dơng c¾t 83 Cơ cấu định vị đồ gá máy 90 Cơ cấu phân ®é 92 Cơ cấu chép hình 94 Th©n ®å g¸ 96 1.6 Dông cô phô 97 1.6.1 Kh¸i niƯm 97 1.6.2 C¬ cÊu kĐp dơng cụ cắt máy khoan 97 1.6.3 Cơ cấu kẹp dao máy tiện 100 1.6.4 C¬ cÊu kẹp dao máy phay 101 1.7 Ph-ơng pháp thiết kế đồ gá vµ tÝnh kinh tÕ 102 1.7.1 Ph-ơng pháp thiết kế 103 1.7.2 TÝnh kinh tÕ 109 Ch-ơng Đồ gá kiểm tra 111 2.1 Kh¸i niÖm chung 111 2.2 Các thành phần đồ gá kiÓm tra 112 2.2.1 Cơ cấu định vị 112 2.2.2 C¬ cÊu kĐp chỈt 114 2.2.3 Cơ cấu đo 115 2.2.4 C¬ cÊu phô 116 2.2.5 Thân đồ gá 117 2.3 Mét số ví dụ đồ gá kiểm tra 117 Ch-ơng Đồ gá lắp ráp 121 3.1 Kh¸i niƯm 121 3.2 Phân loại 121 3.3 Các thành phần đồ gá lắp ráp 123 3.3.1 Chi tiết định vị 123 3.3.2 Chi tiÕt kĐp chỈt 123 3.3.3 C¬ cÊu phơ 124 3.4 §é xác lắp ráp 124 Tài liệu tham khảo 129 lời nói đầu Trong ngành công nghiệp khí nói chung ngành chế tạo máy nói riêng trang bị công nghệ có vai trò quan trọng góp phần mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật tốt cho trình chế tạo sản phẩm khí Việc xác định, lựa chọn, thiết kế tính toán trang bị công nghệ hợp lý không yếu tố định khâu chuẩn bị công nghệ cho trình sản xuất chế tạo sản phẩm khí mà nội dung chuyên môn trình đào tạo kỹ scơ khí chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Để nâng cao chất l-ợng đào tạo cần phải thực nhiều biện pháp, cung cấp giáo trình cho sinh viên học tập giữ vai trò quan trọng, ph-ơng thức đào tạo theo hệ thống tín Vì việc biên soạn giáo trình theo ch-ơng trình môn học cần thiết Tập giáo trình Đồ gá đ-ợc cấu trúc theo nội dung thời l-ợng ch-ơng trình môn học Đồ gá đà đ-ợc phê duyệt, dùng đào tạo trình độ cao đẳng, đại học chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy Tr-ờng Đại học S- phạm Kỹ thuật Nam Định Nội dung giáo trình Đồ gá đ-ợc trình bày sở tham khảo nội dung tài liệu tác giả có uy tín thuộc ngành khí chế tạo; tài liệu Đồ gá, Tính toán thiết kế đồ gá số Tr-ờng Đại học n-ớc chuyên ngành đào tạo kinh nghiệm thực tế Cuốn giáo trình Đồ gá trình bày vấn đề sau đây: Ch-ơng 1: Đồ gá gia công Ch-ơng 2: Đồ gá kiểm tra Ch-ơng 3: Đồ gá lắp ráp Tập giáo trình Đồ gá biên soạn với mục đích dùng làm tài liệu học tập cho môn học đồ gá để sinh viên học tập nghiên cứu, đồng thời tài liệu làm sở để thống nội dung trình giảng dạy giảng viên Rất mong nhận đ-ợc đóng góp cộng tác./ Ch-ơng Đồ gá gia công 1.1 Khái niệm Tất trang bị phụ theo yêu cầu quy trình công nghệ dùng để xác định xác vị trí chi tiết gia công, dụng cụ cắt kẹp chặt chúng nhanh chóng gọi đồ gá máy cắt kim loại (đồ gá gia công cơ) Đồ gá gia công loại trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí xác chi tiết gia công so với dụng cụ cắt, đồng thời giữ nguyên vị trí suốt trình gia công 1.2 Công dụng Bảo đảm độ xác vị trí bề mặt gia công Nhờ đồ gá để xác định xác vị trí t-ơng đối chi tiết gia công máy dao cắt cách ổn định, tin cậy nhanh chóng Nâng cao suất lao động Sau sử dụng đồ gá loại bỏ b-ớc vạch dấu so dao, nhờ giảm đáng kể thời gian phụ Ngoài ra, dùng đồ gá gá đặt chi tiết dễ dàng kẹp chặt đồng thời nhiều chi tiết, gia công nhiều vị trí làm cho thời gian trùng với thời gian phụ Khi dùng đồ gá khí hóa, tự động hóa mức ®é cao cã thĨ tiÕp tơc gi¶m thêi gian phơ, nâng cao suất lao động Sử dụng đồ gá chuyên dùng mở rộng khả công nghệ máy, ví dụ máy tiện vạn gá sử dụng đồ gá chuyên dùng tiện đ-ợc chi tiết nhiều cạnh Giảm nhẹ c-ờng độ lao động ng-ời thợ, không cần tay nghề bậc cao 1.3 Yêu cầu đồ gá gia công Phù hợp với yêu cầu sử dụng, dạng sản xuất, điều kiện cụ thể nhà máy trang thiết bị, trình độ kỹ thuật công nhân Bảo đảm độ xác, nguyên lý làm việc phải đúng, chi tiết định vị dẫn h-ớng phải có cấu tạo hợp lý có độ xác cần thiết, chi tiết kẹp chặt phải đủ độ cứng vững, đồ gá phải đ-ợc định vị kẹp chặt cách xác máy Sử dụng thuận tiện: gá tháo chi tiết gia công dễ dàng, dễ quét dọn phoi, dễ lắp máy, dễ thay chi tiết bị mòn h- hỏng, chi tiết nhỏ không bị rơi, vị trí tay quay thích hợp thuận tiện, thao tác nhẹ nhàng, đảm bảo an toàn lao động, kết cấu đơn giản có tính công nghệ cao 1.4 Phân loại đồ gá gia công Hiện đồ gá gia công máy cắt kim loại đ-ợc sử dụng sản xuất khí phong phú, vào đặc điểm khác để phân loại nó, cụ thể: a) Căn vào phạm vi sử dụng, phân loại nh- sau: - Đồ gá vạn đồ gá đà đ-ợc tiêu chuẩn hóa, gia công đ-ợc chi tiết khác mà không cần thiết có điều chỉnh đặc biệt Đồ gá vạn đ-ợc sử dụng rộng rÃi sản xuất loạt nhỏ đơn chiếc, ví dụ: mâm cặp chấu, chấu; êtô; đầu phân độ vạn năng; bàn từ - Đồ gá chuyên dùng loại đồ gá đ-ợc thiết kế chế tạo cho nguyên công gia công chi tiết Vì vậy, sản phẩm thay đổi nội dung nguyên công thay đổi đồ gá sử dụng lại đ-ợc Do loại đồ gá đ-ợc sử dụng sản phẩm công nghệ t-ơng đối ổn định sản xuất loạt lớn, hàng khối Ví dụ: đồ gá gia công lỗ ắc piston; đồ gá phay biên dạng cam - Đồ gá vạn lắp ghép (đồ gá tổ hợp): theo yêu cầu gia công nguyên công đó, chọn chi tiết tiêu chuẩn phận đà đ-ợc chuẩn bị tr-ớc để tổ hợp thành đồ gá Sử dụng loại đồ gá có -u điểm giảm chu kỳ thiết kế chế tạo đồ gá, giảm thời gian chuẩn bị sản xuất Đồng thời với chi tiết đồ gá đà đ-ợc tiêu chuẩn hoá đ-ợc sử dụng nhiều lần, tiết kiệm vật liệu chế tạo đồ gá, giảm công lao động giảm giá thành sản phẩm Loại có nh-ợc điểm: Độ cứng vững kém; nặng cồng kềnh so với đồ gá vạn năng, cần đầu t- vốn lớn để chế tạo hàng vạn chi tiết tiêu chuẩn với độ xác cao Tuy nhiên, loại đồ gá hay đ-ợc dùng dạng sản xuất loạt nhỏ, chủng loại chi tiết nhiều, đặc biệt sản phẩm - Đồ gá điều chỉnh đồ gá gia công nhóm: Hai loại đồ gá có chung đặc điểm sau thay đổi ®iỊu chØnh mét sè chi tiÕt c¸ biƯt cđa ®å gá gia công chi tiết có hình dáng, kích th-ớc công nghệ gần giống - Đồ gá vạn điều chỉnh: phạm vi sử dụng t-ơng đối rộng, ví dụ: mâm cặp then hoa dùng máy tiện; đồ gá khoan trụ tr-ợt - Đồ gá gia công nhóm đ-ợc thiết kế chế tạo cho nhóm chi tiết định Đối t-ợng gia công phạm vi sử dụng t-ơng đối rõ ràng Sử dụng loại đồ gá đạt đ-ợc hiệu nh- dạng sản xuất loạt nhỏ nh- dạng sản xuất loạt lớn, đồng thời biện pháp ứng dụng để cải cách thiết kế trang bị công nghệ b) Căn vào chủng loại máy sử dụng phân ra: Đồ gá tiện, đồ gá phay, đồ gá khoan, đồ gá mài c) Căn vào nguồn sinh lực để kẹp chặt phân ra: Đồ gá kẹp tay, kẹp khí nén, kẹp dầu ép, kẹp kết hợp khí nén- dầu ép, kẹp điện từ d) Căn vào số chi tiết đồng thời đ-ợc gia công có: Đồ gá kẹp chi tiết, đồ gá kẹp nhiều chi tiết lúc 1.5 Các thành phần đồ gá Chủng loại kết cấu đồ gá gia công có khác nhau, nh-ng nguyên lý làm việc giống §Ĩ thn tiƯn cho viƯc nghiªn cøu, tr-íc hÕt chóng ta vào tính giống chi tiết cấu đồ gá để xác định Các thành phần chủ yếu đồ gá gia công gồm: - Cơ cấu định vị (đồ định vị) dùng để xác định vị trí xác chi tiết đồ gá - Cơ cấu kẹp chặt (đồ kẹp chặt) dùng để thực việc kẹp chặt chi tiết gia công đồ gá, mà không bị chuyển vị suốt trình gia công - Cơ cấu so dao, dẫn h-ớng: dùng để xác định vị trí xác dao cắt đồ gá (vị trí dao so với bề mặt gia công) - Cơ cấu định vị đồ gá máy dùng để định vị đồ gá bàn máy - Thân đồ gá để chi tiết định vị, kẹp chặt chi tiết khác đ-ợc lắp tạo thành đồ gá hoàn chỉnh - Để đáp ứng yêu cầu gia công đồ gá có chi tiết cấu khác nh-: cấu phân độ, cấu định tâm, cấu phóng đại lực kẹp, cấu sinh lực 1.5.1 Định vị, chi tiết định vị đồ gá 1) Định vị a) Khái niệm Trong môn học công nghệ chế tạo máy đà đề cập đến vấn đề định vị, đồ gá định vị lại trở thành vấn đề cụ thể tách khỏi đồ gá Đồ gá trang bị công nghệ trực tiếp làm nhiệm vụ định vị chi tiết trình gia công, định vị đồ gá trở thành nhiệm vụ quan trọng Để đảm bảo độ xác chi tiết gia công cần phải xác định đ-ợc đắn vị trí t-ơng đối chi tiết gia công với dụng cụ cắt, thông qua đồ gá bàn máy đồ định vị đồ gá (chốt định vị, phiến tỳ, trục gá) Định vị cách cách khác xác định cách đắn vị trí t-ơng đối chi tiết gia công với dụng cụ cắt nhằm mục đích sau dao cắt hớt lớp kim loại bề mặt chi tiết gia công tạo bề mặt gia công có vị trí xác t-ơng ®èi víi chn gia c«ng b) Chun ®éng cđa vËt rắn nguyên tắc sáu điểm định vị Nh- ta đà biết học chất rắn, vật thể không gian có sáu khả chuyển động đ-ợc xác định hệ toạ độ đề ox; oy oz, khả bao gồm: (hình 1.1) y x o z Hình 1.1 Chuyển động thẳng theo ph-ơng ox, ký hiệu ox Chuyển động thẳng theo ph-ơng oy, ký hiệu oy Chuyển động thẳng theo ph-ơng oz, ký hiệu oz Quay quanh trơc ox, ký hiƯu lµ ox Quay quanh trơc oy, ký hiƯu lµ oy Quay quanh trơc oz, ký hiệu oz Vì thế, vật rắn muốn xác định vị trí cố định không gian phải xác định đ-ợc khả chuyển động sáu chuyển động nói trên, nghĩa sáu chuyển động tự vật thể bị hạn chế vị trí vật thể có đ-ợc vị trí không gian vị trí mà Nếu cần chuyển động đ-ợc tự chuyển động vật thể có vô số vị trí không gian vật thể không đ-ợc xác định vị trí cố định Đó nguyên tắc sáu điểm định vị Ví dụ: hình 1.2a sơ đồ định vị chi tiết hình hộp Chi tiết đ-ợc đặt ba toạ độ ox, oy, oz: z z • • • • • • • • • w1 • o x o • • • • y y • x • • • w2 w3 b/ a/ Hình 1.2 Mặt đáy song song với mặt phẳng xoy ta dùng ba điểm đỡ Diện tích hình tam giác nối ba điểm lớn chi tiết cứng vững Do ta th-ờng phải chọn mặt lớn chi tiết làm mặt định vị ba điểm (th-ờng mặt đáy) gọi mặt chuẩn Ba điểm mặt định vị khống chế ba bậc tự do: xê dịch thẳng theo trơc oz, quay quanh trơc ox vµ quay quanh trơc oy Mặt phẳng bên chi tiết song song với mặt phẳng yoz đ-ợc tựa vào hai điểm tựa, hạn chế đ-ợc hai bậc tự do: xê dịch thẳng theo trục ox quay quanh trục oz Mặt phẳng đ-ợc gọi mặt chuẩn định h-ớng th-ờng chọn mặt dài chi tiết làm mặt chuẩn h-ớng (th-ờng mặt bên) Mặt đầu chi tiết song song với mặt phẳng xoz đ-ợc tỳ vào điểm tựa, hạn chế đ-ợc bậc tự lại xê dịch theo trục oy Mặt đ-ợc gọi mặt chuẩn chặn th-ờng chọn mặt nhỏ chi tiết làm mặt chuẩn chuẩn chặn (th-ờng mặt đầu) Nhờ sáu điểm định vị mà vị trí chi tiết hoàn toàn đ-ợc xác định Hình 1.2b sơ đồ định vị chi tiết dạng hộp đồ gá, hạn chế đủ sáu bậc tự Những điểm định vị chốt định vị, sử dụng lực kẹp w1, w2, w3 để bảo đảm cho vị trí chi tiết đ-ợc cố định sau đà định vị không bị xê dịch lực cắt rung động sinh trình cắt Ghi nhớ: Không phải lúc chi tiết gia công phải hạn chế hết sáu bậc tự do, mà tuỳ theo yêu cầu bề mặt gia công có cần hạn chế năm bậc tự do, bốn bậc tự chí có tr-ờng hợp cần hạn chế ba bậc tự đủ, nh- tr-ờng hợp gia công mặt phẳng đơn Tuy nhiên tr-ờng hợp hạn chế ba bậc tự thấy, thực tế gá đặt chi tiết đồ gá vị trí chi tiết cần đ-ợc xác định nhanh chãng so víi dao c¾t VÝ dơ, phay mét mặt phẳng lý thuyết cần hạn chế ba bậc tự do, nh-ng thực tế cần thêm điểm tựa để xác định nhanh vị trí chi tiết Những điểm tựa mặt lý thuyết không cần thiết, nh-ng giúp cho việc gá đặt đ-ợc nhanh chóng Ngoài ra, tr-ờng hợp không đ-ợc định vị hạn chế sáu bậc tự bậc tự bị hạn chế lần, nh- gọi siêu định vị Cụ thể mặt phẳng không hạn chế ba bậc tự do, hai mặt phẳng thẳng góc không hạn chế năm bậc tự ba mặt phẳng vuông góc với hạn chế không sáu bậc tự Siêu định vị gây hậu xấu ảnh h-ởng đến độ xác vị trí chi tiết gia công nh- chi tiết bị vênh Mặt khác số điểm định vị v-ợt số điểm cần thiết kết cấu đồ gá trở nên phức tạp thêm Tóm lại, muốn định vị chi tiết gia công đ-ợc tốt cần phải: - Khống chế đủ số bậc tự cần thiết - Không dùng số điểm định vị cần thiết 10 Nếu lực kẹp không ổn định sai số đo không cố định sai số đo không tính đ-ợc điều chỉnh máy Chú ý: Tuỳ theo yêu cầu cụ thể trình đo mà có cấu kẹp chặt 2.2.3 Cơ cấu đo Cơ cấu đo có hai loại: - Loại cấu đo giới hạn (cữ cặp, ca líp, d-ỡng) - Loại cấu đo thị (đồng hồ so, chia vạch) Sản phẩm kiểm tra (chi tiết kiểm tra) đ-ợc đánh giá theo ba tiêu: - Đạt yêu cầu - Phế phẩm theo giới h¹n d-íi cđa dung sai - PhÕ phÈm theo giíi hạn dung sai Ví dụ: kiểm tra kích th-ớc H1, H2, H3 theo ph-ơng pháp giới hạn (hình 2.4a) tr-ờng hợp đầu đo lắp cố định, cấu kiểm tra di chuyển cấu định vị đồ gá Còn chi tiết cố định đầu đo di động Sơ đồ dùng để kiểm tra chi tiết mà dung sai kiểm tra lớn (độ xác cấp 9, cấp 10) a/ b/ Hình 2.4 Còn chi tiết có độ xác 0,2 mm ng-ời ta dùng ph-ơng pháp kiểm tra bậc thang (hình 2.4b) theo ph-ơng pháp chi tiết đạt yêu cầu nh- đầu chốt nằm bậc A B 116 Trong thực tế ng-ời ta dùng ph-ơng pháp đo kiểu cảm biến điện (hình 2.5) Nếu kích th-ớc D nằm phạm vi dung sai đèn số đèn số không sáng Nếu D nhỏ so với giới hạn d-ới đèn số sáng, D lớn giới hạn đèn số sáng Đèn số sáng công tắc đèn số số không tiếp xúc, nghĩa D nằm phạm vi dung sai Nh- tr-ờng hợp đèn sáng Ph-ơng pháp thuận tiện nâng cao suất lao động Hình 2.5 Ngoài kiểu đầu đo đây, sử dụng rộng rÃi đầu đo khí nén Ph-ơng pháp đo khí nén ph-ơng pháp đo có độ xác suất cao Dùng khí nén kiểm tra đ-ợc dạng sai số kích th-ớc, sai số hình dạng sai số vị trí t-ơng quan 2.2.4 Cơ cấu phụ Cơ cấu phụ đồ gá kiểm tra có nhiều chức khác nhau, đồ gá kiểm tra độ đảo h-ớng kính h-ớng trục sử dụng cấu quay, đồ gá kiểm tra độ phẳng dùng cấu tr-ợt Hình 2.6 số ví dụ cấu phụ th-ờng dùng Trên hình 2.6a sơ đồ mà dụng cụ đo đặt nơi thuận tiện để tránh bị va chạm gây hỏng hóc Trên hình 2.6b tr-ờng hợp cần thay đổi chiều dịch chuyển thẳng tỉ số truyền thông số kiểm tra Còn hình 2.6c sơ đồ sử dụng cấu tựa lò xo có chiều dày 0,2 0,3 mm, loại cấu không bị mòn trình làm việc không cần điều chỉnh 117 Nếu cấu đo không thuận tiện cho trình gá tháo chi tiết, dùng sơ đồ nh- hình 2.6d b/ c/ d/ Hình 2.6 2.2.5 Thân đồ gá Thân đồ gá chi tiết sở đ-ợc th-ờng chế tạo gang xám GX12-28 GX15- 32 Đối với đồ gá kiểm tra xác làm gang có độ bỊn cao, chèng cong vªnh nh- GX24-44, GX28-48 2.3 Mét số ví dụ đồ gá kiểm tra Ví dụ 1: hình 2.7 sơ đồ đồ gá kiểm tra độ đồng tâm hai lỗ (đồ gá kiểm tra thụ động) Chi tiết cần kiểm tra số đ-ợc định vị trục gá số Khi kiểm tra ng-ời ta dùng tay quay chi tiết vòng, có độ lệch tâm đầu đo số dịch chuyển làm cho tay đòn số quay Lúc chốt số dịch chuyển tác động lên kim ®ång hå sè Nh- vËy kho¶ng më cđa kim đồng hồ hai lần độ lệch tâm Hình 2.7 118 Ví dụ 2: hình 2.8 đồ gá kiĨm tra nhiỊu th«ng sè cđa piston cïng mét lóc Đồng hồ số kiểm tra khoảng cách từ tâm lỗ ắc tới mặt đầu của piston, đồng hồ số kiểm tra độ vuông góc đ-ờng tâm lỗ ắc đ-ờng tâm piston, đồng hồ số kiểm tra độ giao đ-ờng tâm lỗ ắc đ-ờng tâm piston Chỉ số đo đồng hồ số số hai lần số cần đo Hình 2.8 Ví dụ 3: hình 2.9 đồ gá kiểm tra mài, dạng đồ gá kiểm tra tích cực Chi tiết gia công đ-ợc tiếp xúc hai điểm cố định điểm đầu đo Ba điểm đ-ợc bố trí cung lớn 1800 để tránh sai số ô van ảnh h-ởng đến kết đo Khi gia công đ-ờng kính chi tiết nhỏ dần, lò xo số ®Èy chèt sè xng tiÕp xóc víi bỊ mặt gia công Chốt số gắn với chi tiết số 3, chi tiết số gắn với đầu đo cđa ®ång hå sè NhvËy kim ®ång hå sÏ di động theo chiều giảm dần kích th-ớc gia công Ng-ời công nhân nhìn kim đồng hồ đến kích th-ớc đạt yêu cầu Hình 2.9 dừng máy Cần nhớ điều chỉnh đồng hồ ng-ời ta phải dùng chi tiết mẫu Toàn đồ gá đ-ợc lắp đòn số có chốt quay số số Lò xo số để kéo đồ gá lên gắn liền nắp che đá mài Khi điều chỉnh đồng hồ ng-ời ta phải dùng th-ớc mẫu 119 Ví dụ 4: hình 2.10 sơ đồ đồ gá kiểm tra khí nén, sơ đồ nguyên lí làm việc nh- sau: 1- ống dẫn khí - ống ổn áp - Đầu phun vào (d1) - Buồng đo - áp kế thị - Đầu đo (d2) - Chi tiÕt kiĨm tra H×nh 2.10 - Thïng ỉn ¸p KhÝ nÐn cã ¸p suÊt H1 tõ nguån theo ống dẫn số vào ống ổn áp số ống số đ-ợc ngâm vào thùng ổn áp số với chiều sâu H (từ miệng ống đến mặt thoáng bình) Chiều sâu H tuỳ thuộc vào yêu cầu áp làm việc lấy 500 mm (nÕu H = 0,01kG/cm2) vµ 1000 mm (nÕu H = 0,1kG/cm2) L-ợng áp suất d- đ-ợc xả miệng ống thoát mặt thoáng thùng d-ới dạng bọt khí làm n-ớc thùng sôi lên Nhờ t-ợng thừa xả áp suất H đ-ợc trì ổn định èng sè KhÝ nÐn cã ¸p suÊt H ®i qua ®Çu phun sè víi ®-êng kÝnh d1 vào buồng đo số đầu đo với đ-ờng kính d thoát Tuỳ thuộc vào thay đổi d2 khe hở z, áp ®o buång ®o sè thay ®æi Tõ buång đo nhánh, thị đ-ợc nối với thùng ổn áp tạo thành áp kế chữ U cân Khi (h) thay ®ỉi, nã sÏ ®Èy cét n-íc tơt xng víi độ cao t-ơng ứng Chiều cao từ mặt thoáng thùng ổn áp đến mặt thoáng nhánh thị ¸p ®o (h) buång ®o Qua ¸p ®o (h), ta xác định đ-ợc kích th-ớc vật đo Kí hiệu: H- áp làm việc, H = P1 - Pa h - áp đo, h = P2 - Pa Trong đó: Pa- áp suất khí trời; H1- áp vµo lÊy tõ nguån (H1 > H, th-êng lÊy H = 1,1 H1), Ưu điểm: Thiết bị đo đơn giản, dễ chế tạo, dễ dàng thay đổi tỷ số truyền nhờ thay đổi d1, d2 H, thiết bị gọn nhẹ, rẻ tiền, thuận lợi sử dụng 120 Nh-ợc điểm: Khó đạt độ xác cao bị ảnh h-ởng yếu tố: xung dao động t-ợng sôi làm thị ổn định, làm n-ớc bay hơi, gây trôi điểm Để khắc phục nh-ợc điểm trên, ng-ời ta dùng hệ đo áp kế chữ U lệch (hình 2.11) - ống dẫn vào - ống ổn áp - Đầu phun vào - Buồng đo - áp kế thị - Đầu phun đo - Đầu đo Hình 2-11 - Chi tiết - Bộ thị 10 - Bình ổn áp áp suất H đ-ợc ổn định bình ổn áp n-ớc số 10, đ-ợc đ-a vào bình số qua đầu phun số thoát ¸p kÕ chØ thÞ sè t¸ch khái hƯ ỉn ¸p dïng ®Ĩ chØ sù thay ®ỉi ¸p st (h) buồng đo số so với áp suất làm việc (H) tác dụng lên bình mực Khi d2 = z = 0, h = H, cột n-ớc nhánh thị tụt xuống ngang mặt thoáng bình mực Khi d z tăng, h < H, cột n-ớc tăng lên ống thị Cơ cấu đo dùng áp kế n-ớc có -u điểm t-ợng sôi ảnh h-ởng đến thị, điểm bị trôi n-ớc bình mực bị bốc hơi, dùng chất màu làm chất thị nên dễ đọc, độ xác đạt đ-ợc cao loại chữ U cân Đồ gá đo áp kế n-ớc th-ờng dùng tr-ờng hợp áp suất sử dụng (H) thấp (nhỏ 0,1kG/cm2) Các loại đơn giản nh- trình bày có nh-ợc điểm dao động áp suất sử dụng (H) ảnh h-ởng đến kết đo 121 Ch-ơng Đồ gá lắp ráp 3.1 Khái niệm Đồ gá lắp ráp dùng để xác định vị trí kẹp chặt chi tiết (hoặc sản phẩm) trình lắp ráp 3.2 Phân loại Đồ gá lắp ráp có hai loại: đồ gá lắp ráp vạn đồ gá lắp ráp chuyên dùng 3.2.1 Đồ gá lắp ráp vạn Loại đồ gá th-ờng dùng sản xuất đơn hàng loạt nhỏ Đó bàn lắp ráp, khối V, ke gá, loại kích, loại chi tiết cấu phụ khác nh- lót, chêm, mỏ kẹp, ren vít - Bàn lắp ráp dùng để định vị, hiệu chỉnh kẹp chặt chi tiết, phận, cấu lắp ráp đ-ợc chế tạo gang, có rÃnh chữ T để gá đối t-ợng lắp Bàn lắp ráp đ-ợc đặt bệ cách mặt đất từ 100 200 mm phải đ-ợc điều chỉnh xác theo ph-ơng nằm ngang - Khối V ke gá đ-ợc dùng để định vị kẹp chặt cấu chi tiết sở lắp ráp Trên bề mặt định vị khối V ke gá ng-ời ta gia công lỗ thông suốt để lắp bu lông kẹp chặt - Các loại kích đ-ợc dùng để đỡ nâng chi tiết nặng cồng kềnh 3.2.2 Đồ gá lắp ráp chuyên dùng Đồ gá lắp ráp chuyên dùng đ-ợc sử dụng rộng rÃi dạng sản xuất loạt lớn hàng khối để thực việc lắp ráp nguyên công xác định Dựa vào chức sử dụng, ng-ời ta chia đồ gá lắp ráp chuyên dùng làm hai loại: đồ gá dùng để kẹp chặt chi tiết sở phận sản phẩm lắp đồ gá dùng để gá đặt xác đối t-ợng lắp ráp Đồ gá dùng để kẹp chặt chi tiết sở phận sản phẩm lắp ráp tức chi tiết sở (hoặc phận) không bị xê dịch d-ới tác dụng lực sinh trình lắp ráp Sử dụng loại đồ gá cho phép nâng cao suất lao động lắp ráp Cần ý loại đồ gá thuộc nhóm đ-ợc dùng 122 chủ yếu để cố định vị trí chi tiết dùng để định vị xác chi tiết Ví dụ, số kiểu đồ gá chuyên dùng để kẹp chặt chi tiết sở: - Đồ gá vị trí (hình 3.1) đồ gá dùng để kẹp chặt vỏ hộp giảm tốc cầu sau ô tô Hình 3.1 - Đồ gá dùng để kẹp chặt chi tiết sở nhiều vị trí (hình 3.2) giống nh- đồ gá gia công nhiều vị trí, tất chi tiết đồ gá phải đ-ợc kẹp chặt cách đặn Đồ gá lắp ráp nhiều vị trí có hai loại đồ gá cố định đồ gá di động Trong đồ gá cố định đ-ợc đặt bệ lắp, đồ gá di động đ-ợc đặt băng truyền Khi lắp ráp chi tiết nhỏ nhẹ ng-ời ta đ-a đồ gá di động khỏi băng truyền để thực nguyên công, sau lại đặt đồ gá lên băng truyền để di chuyển đến vị trí khác Hình 3.2 Đồ gá dùng để gá đặt xác đối t-ợng lắp ráp: sử dụng loại đồ gá này, ng-ời công nhân thời gian xác định vị trí xác đối t-ợng lắp ráp, chúng đà đ-ợc định vị đồ gá đủ số bậc tự cần thiết Các loại đồ gá th-ờng dùng để hàn, dán, nong, ép, lắp chặt, kiểu lắp ren, Đây loại đồ gá cần thiết để tự động hoá trình lắp ráp 123 Hình 3.3 loại đồ gá lắp ráp trục khuỷu, độ đồng tâm hai cổ trục trục khuỷu đ-ợc đảm bảo chi tiết đ-ợc định vị hai khối V (đà đ-ợc điều chỉnh xác) Hình 3.3 3.3 Thành phần đồ gá lắp ráp Đồ gá lắp ráp gồm thành phần sau: - Cơ cấu định vị - Cơ cấu kẹp chặt - Cơ cấu phụ - Thân đồ gá 3.3.1 Cơ cấu định vị Các chi tiết định vị đồ gá lắp ráp làm chức nh- đồ gá gia công đồ gá kiểm tra Trong tr-ờng hợp chi tiết sở cần kẹp chặt bề mặt đồ định vị ng-ời ta bọc lớp cao su để tránh xây x-ớc 3.3.2 Cơ cấu kẹp chặt Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lắp ráp t-ơng tự nh- đồ gá gia công Yêu cầu cấu kẹp chặt không gây biến dạng không làm hỏng bề mặt đối t-ợng lắp ráp Sử dụng cấu kẹp chặt khí nén vừa giảm đ-ợc thời gian kẹp chặt, vừa làm cho đồ gá bớt cồng kềnh Một điều cần l-u ý không đ-ợc kẹp chặt chi tiết bàn từ, nhvậy đối t-ợng lắp ráp bị nhiễm từ Đối với tr-ờng hợp lực kẹp nhỏ, tốt kẹp chặt chân không Khi thiết kế cấu kẹp chặt phải dựa vào lực kẹp cần thiết Ph-ơng pháp xác định lực kẹp t-ơng tự nh- đồ gá gia công, nghĩa phải giải 124 toán lực mômen Cần nhớ hệ số an toàn tÝnh lùc kĐp cã kh¸c so víi tÝnh đồ gá gia công Đối với đồ gá lắp ráp, hệ số an toàn (K) đ-ợc tính: K = K0 K4 K5 K6 c¸c hƯ số K1, K2 K3 không tính Trong đó: K0 - Hệ số an toàn cho tất tr-ờng hợp; K4- Hệ số tính đến ổn định lùc kĐp (kĐp b»ng tay K4=1,3; kĐp b»ng c¬ khÝ tự động K4 =1); K5- Hệ số tính đến mức độ thuận lợi kẹp chặt đồ gá kẹp tay (kẹp thuận lợi K5 =1, kẹp không thuận lợi K5 =1.2); K6 - Hệ số tính mômen làm xoay chi tiết (nếu diện tích đối t-ợng bề mặt lắp ráp đồ định vị nhỏ, K6 =1; diện tích tiếp xúc lớn K6 =1,5) Trong tr-ờng hợp diện tích tiếp xúc lớn độ nhấp nhô đối t-ợng lắp ráp tạo nên vị trí tiếp xúc thực cách ngẫu nhiên tâm quay đối t-ợng lắp ráp 3.3.3 Cơ cấu phụ Cơ cấu phụ cấu quay, cấu phân độ, chốt, cần đẩy cấu khác Công dụng kết cấu cấu phụ đồ gá lắp ráp t-ơng tự nh- đồ gá gia công Cần ý cấu quay quanh trục nằm ngang, vị trí tối -u trục quay phải qua trọng tâm phần quay đối t-ợng lắp 3.4 Độ xác lắp ráp Độ xác lắp ráp phụ thuộc vào ph-ơng pháp lắp ráp, chế độ lắp ráp (chặt hay lỏng), độ xác chi tiết, ph-ơng pháp định vị lắp ráp độ xác đồ gá (hình 3.4) Định tâm chốt trụ Hình 3.4 125 Định tâm chốt côn Độ xác lắp ráp cao đạt đ-ợc chi tiết đ-ợc lắp ráp với khe hở (hình 3.4a), tr-ờng hợp đồ gá không ảnh h-ởng đến độ xác định tâm chi tiết Trong tr-ờng hợp lắp ráp cố định (hình 3.4b), l-ợng dịch chuyển h-ớng kính lín nhÊt cđa c¸c chi tiÕt b»ng khe hë h-íng kính lớn Khi đó, dùng cấu dẫn h-ớng dạng hình côn giảm đ-ợc l-ợng dịch chuyển tới trị số nhỏ Khi lắp ráp chi tiết định tâm, cần ý cho chuẩn lắp ráp trùng với chuẩn đo l-ờng Hình 3.5a đồ gá lắp ráp có chuẩn lắp ráp trùng với chuẩn đo l-ờng, chi tiết lắp số số có mặt chuẩn lắp ráp mặt phẳng đứng tỳ vào mặt chi tiết a, tr-ờng hợp độ xác lắp ráp cao Kích th-ớc lắp ráp X thay đổi chi tiết đồ gá bị mòn Tr-ờng hợp chuẩn lắp ráp không trùng với chuẩn đo l-ờng (hình 3.5b) lúc kích th-ớc X có sai số, sai số phụ thuộc vào kích th-ớc l1 l2 a/ b/ Hình 3.5 Khi lắp ráp cụm chi tiết máy sản phẩm hoàn chỉnh có số l-ợng chi tiết lớn, độ xác kích th-ớc lắp ráp đ-ợc xác định sở giải chuỗi kích th-ớc Việc giải chuỗi kích th-ớc dùng ph-ơng pháp đổi lẫn chức hoàn toàn theo ph-ơng pháp đổi lẫn chức không hoàn toàn Tr-ờng hợp giải chuỗi kích th-ớc theo ph-ơng pháp đổi chức hoàn toàn (hình 3.6a), dung sai kích th-ớc X đ-ợc xác định nh- sau: X    i 1 i n (3-1) Trong ®ã: - Dung sai kích th-ớc đồ gá L 126  n i 1  i - Tæng dung sai c¸c kÝch th-íc l1, l2…ln cđa c¸c chi tiÕt lắp ráp Từ công thức (3-1), ta xác định dung sai kích th-ớc đồ gá   X  i 1 i (3-2) a/ b/ n Hình 3.6 Nếu theo ph-ơng pháp đổi lẫn chức không hoàn toàn dung sai x đ-ợc xác ®Þnh nh- sau:  X  t 112 2 22 n n2 (3-3) Trong (t) hệ số xác định % phế phẩm theo kích th-ớc X, th-êng lÊy hƯ sè t =3 Sù phơ thc cđa % phế phẩm vào hệ số (t) theo bảng sau: HÖ sè t % phÕ phÈm 32 4,5 0,27 1, 2 n - HƯ sè phơ thuộc vào hình dáng đ-ờng cong phân bố kích th-ớc chi tiết lắp ráp Trong tr-ờng hợp đ-ờng cong chuẩn , đ-ờng cong xác xuất không xác định ; đ-ờng cong hình tam giác Từ công thức (4-3) ta xác định dung sai kích th-ớc đồ gá lắp ráp: X   x2 2 2   11  2   n n t (3-4) Kết tính toán cho thấy rằng, dung sai kích th-ớc đồ gá tăng lên lín hƯ sè (t) gi¶m rÊt nhá 127 Hình 3.6b đồ gá dùng để hàn hai chi tiết A B, chỗ hàn đ-ợc thể nét đậm, hàn đồ gá bị nung nóng để tính đến độ giÃn nở đồ gá ng-ời ta phải tính khe hở () gá chi tiết đồ gá Trong tr-ờng hợp khe hở khe hở nhỏ chi tiết bị biến dạng Giá trị khe hở hình 3.6b đ-ợc xác định theo công thức sau: = t[(LA A + LB B ) - L] (3-5) Trong ®ã : t- NhiƯt ®é (0c) LA, LB - KÝch th-íc chi tiết - Hệ số tăng nhiệt độ đồ gá L - Kích th-ớc đồ gá (mm) A, B - Hệ số tăng nhiệt chi tiết Nếu (LA A + LB B ) < L, khe hở () tăng Đối với chi tiết có hình dáng phức tạp khe hở đ-ợc xác định ph-ơng pháp thực nghiệm + Dung sai kích th-ớc L0 kí hiệu đ-ợc xác định theo ph-ơng pháp đổi lẫn chức hoàn toàn, cụ thể: = A + B +  + 0 (3-6) Tõ ®ã ta suy dung sai kÝch th-íc L ®-ỵc xác định nh- sau: = - A - B + (3-7) + Theo ph-ơng pháp đổi lẫn chức không hoàn toàn ta xác định 0 tõ c«ng thøc (4-3):   t 1 A2  2 B2       1     1 A2  2 B2  Tõ ®ã:     t (3-8) (3-9) Nếu phận lắp ráp có n chi tiết, công thức (3-9) có dạng sau:    1     1 A2  2 B2   n n2    t  Khi 1 = 2 = .n = (3-10) (quy luật phân bố đều) vµ t =3, ta cã:   (  )   12   22  n2 (3-11) Để nâng cao độ xác lắp ráp ph-ơng pháp hàn, dán chi tiết cần có vấu, gờ rÃnh để định h-ớng 128 Vật liệu cho đồ gá lắp ráp có ý nghĩa quan trọng độ bền ®é chÝnh x¸c cđa ®å g¸ HƯ sè d·n në vật liệu đối t-ợng lắp ráp (chi tiết) phải nhỏ hệ số vật liệu làm đồ gá Trong tr-ờng hợp ta giảm khe hở nhiệt độ đồ gá sản phẩm (đối t-ợng lắp ráp) đạt đ-ợc độ xác lắp ráp cao (trong nhiều tr-ờng hợp đạt 0,025 0,05 mm) Vật liệu làm đồ gá phải chịu đ-ợc nhiệt, phải có độ bền cao độ chống mài mòn cao Kết cấu đồ gá phải đơn giản, thuận tiện cho việc kiểm tra độ xác chúng cần kiểm tra ta dùng ph-ơng pháp kiểm tra trực tiếp Đối với chi tiết sở nặng lớn lắp ráp cần thay đổi vị trí ng-ời ta dùng cấu quay (hình 3.7) Thân gá; Con lăn; Đối t-ợng lắp ráp; Bộ phận lật; 5,6 Giá đỡ Hình 3.7 Đồ gá dùng để lắp ráp chi tiết hình trụ (hình 3.7a), đối t-ợng lắp số quay nhẹ nhàng khối V gồm hai lăn số Đồ gá lật đối t-ợng lắp ráp (hình 3.7b), đối t-ợng lắp số đ-ợc di động lăn tíi bé phËn lËt sè (m¸ng chøa), sau ®· n»m m¸ng chøa sè ng-êi ta quay máng chứa số quanh chốt số nửa vòng (180 0), nhvậy đối t-ợng lắp số thay đổi vị trí đ-ợc chuyển tới lăn khác Máng chứa số đ-ợc cố định chốt số Quá trình quay đối t-ợng lắp thực tay khí 129 Tài liệu tham khảo [1] Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Đồ gá - Tr-ờng ĐH Bách Khoa Hà Nội - 1998 [2] Đặng Vũ Giao - Đồ gá - Tr-ờng ĐH Bách Khoa Hà Nội [3] Trần Văn Địch - Thiết kế đồ án CNCTM - Tr-ờng ĐHBK Hà Nội - 1998 [4] Trần Văn Địch - át lát đồ gá - Nhà xuất khoa học kỹ thuật - Năm 2000 130 ... tạo kinh nghiệm thực tế Cuốn giáo trình Đồ gá trình bày vấn đề sau đây: Ch-ơng 1: Đồ gá gia công Ch-ơng 2: Đồ gá kiểm tra Ch-ơng 3: Đồ gá lắp ráp Tập giáo trình Đồ gá biên soạn với mục đích dùng... việc biên soạn giáo trình theo ch-ơng trình môn học cần thiết Tập giáo trình Đồ gá đ-ợc cấu trúc theo nội dung thời l-ợng ch-ơng trình môn học Đồ gá đà đ-ợc phê duyệt, dùng đào tạo trình độ cao... gây ra), sai số kẹp chặt k sai số đồ gá đg (do đồ gá chế tạo không xác, đồ gá định vị máy không xác, đồ định vị đồ gá bị mòn, ) Sai số điều chỉnh (đc) sinh gá đặt dao cắt sai, điều chỉnh cữ tỳ