a) Xác định phương và chiều lực kẹp, chọn cơ cấu kẹp chặt
Cơ cấu kẹp chặt của đồ gá dùng để kẹp chặt và théo kẹp chi tiết gia công. Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo chi tiết có vị trí cố định trên đồ gá và không bị xê dịch trong quá trình gia công.
Chọn cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít. Kẹp chặt bằng ren vít được dùng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt. Ưu điểm của ren vít là kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn và tính tự hãm tốt nhưng ren vít phải quay nhiều vòng khi kẹp cũng như khi tháo chi tiết gia công nên cho năng suất thấp, lực kẹp không ổn định và có khả năng làm xê dịch chi tiết do lực ma sát ở đầu ren.
Cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít có một số chi tiết chính như sau:
• Bu lông (thường có đường kính tiêu chuẩn M5 đến M25, chiều dài 20 – 140 mm được chế tạo từ thép 45, thép 40X...).
• Miếng đệm. • Bạc lót.
Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít có sử dụng tay quay được thể hiện ở hình 3.2. Thực hiện việc kẹp chặt và tháo chi tiết bằng cách xoay tay quay để xiết hay mở ren vít.
Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ tác dụng lực cơ cấu kẹp chặt ren vít có tay quay
b)Tính lực kẹp cần thiết
Hệ số an toàn K được xác định theo [8, trang 41, công thức 4.1] bằng công thức:
( ) 0 1 2 3 4 5 6 = K K K K K K K K trong đó, 0
K là hệ số an toàn trong tất cả các trường hợp gia công, K0 = 1,5.
1
K là hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám bề mặt gia công không đồng đều, đối với gia công thô (khoan), K1 =1, 2.
2
K là hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn. Do chọn dao chất lượng tốt, ít bị mài mòn nên chọn K2 =1.
3
K là hệ số làm tăng lực cắt do quá trình gia công bị gián đoạn. Do quá trình khoan không gián đoạn nên K3 =1.
4
K là hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt. Do kẹp chặt bằng tay nên K4 =1,3
5
K là hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay, K5 =1.
6
K là hệ số tính đến moment làm quay chi tiết, khi định vị trên các phiến tỳ,
6 =1,5
K .
Từ đó, tính được hệ số an toàn K: K =1,5. 1, 2.1.1.1,3.1.1,5( )=3,51.
Trong quá trình gia công lỗ bằng phương pháp khoan, chi tiết chịu tác dụng của moment xoắn M và lực hướng trục P0. Thông thường, lực chạy dao và lực kẹp chặt tác dụng theo cùng một chiều, có xu hướng ấn chi tiết xuống mặt định vị (xem hình 3.3).
Theo [8, trang 54, công thức 4.17], lực kẹp khi kẹp bằng khối chữ V được tính bằng công thức: 1 sin 2 KM w f R fR = + trong đó, K là hệ số an toàn, K =3,51.
M là moment xoắn do lực cắt gây ra (hay còn gọi là moment cắt). Moment cắt được tính theo công thức 2 0,4 0,8 2 0,4 0,8
1, 43 1, 43.5,5 .0, 25 .200 1722
= = =
M D S HB N.mm.
f là hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và khối chữ V, f =0, 2.
1
f là hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và mỏ kẹp, f1=0, 2.
R là bán kính của chi tiết gia công, R=53 mm. là góc của khối chữ V, = 90 .
Lực cắt tạo ra khi khoan P0 =1380N (xem hình 2.17). Từ đó, tính được lực kẹp cần thiết của ren vít 3,51.1722
334 90 0, 2.53 0, 2.53.sin 2 w= = + N.