2.5.4. .1 Chốt định vị
2.6.4 Phương, chiều và điểm đặt lực
Phương và chiều của lực kẹp có liên quan mật thiết với chuẩn định vị, chiều của lực cắt và chiều của trọng lượng bản thân vật gia công.
Phương của lực kẹp nên cố gắng thẳng góc với mặt chuẩn định vị ( Mặt hạn chế ba bậc tự do).
Chiều lực kẹp thì đi từ ngồi vào mặt định vị, chiều lực kẹp không nên ngược với chiều lực cắt và trọng lượng vật gia cơng vì như thế lực kẹp phải lớn nhất, cơ cấu kẹp sẽ cồng kềnh, thao tác tốn sức nhất là khi gia công thô.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
Lực kẹp nên cùng chiều lực cắt và trọng lượng bản thân chi tiết gia công là tốt nhất nhưng đôi khi vì kết cấu chi tiết gia cơng khơng cho phép thi ta chọn chúng thẳng góc với nhau.
Khi kẹp vật gia cơng phải ít bị biến dạng nhất, vì vậy lực kẹp phải tác dụng vào chỗ có độ cứng vững lớn.
Khi kẹp không gây ra mômen quay đối với vật gia công, muốn vậy điểm đặt lực phải tác dụng ở trong diện tích mặt định vị hoặc ở trong mấy điểm đỡ và phải gần mặt gia cơng.
Hình 2-33 chỉ ra một số trường họp đặt lực kẹp tốt hay không tốt về phương chiều và điểm đặt lực để chúng ta tham khảo.
Điêm đặt ỉ ực kẹp tot Điềm đặt ỉ ực kẹp khơng tot
ĩ)
Hình 2-33:Sơ đồ so sánh điềm đặt ỉực kẹp.
2.6.5 Cách tỉnh lực kẹp cần thiết:
2.6.5.1 Đặc vẩn đề:
Khi lựa chọn phương án gia công ta cần xét hai vấn đề chính:
- Lựa chọn cách định vị và cơ cấu định vị sao cho họp lý và đủ bậc tự do. - Lựa chọn phương, chiều, điểm đặt và trị số của lực kẹp sao cho đủ sức chống lại lực cắt và các ngoại lực khác mà nó vẫn nhỏ gọn, thuận tiện và an toàn.
Trong vấn đề thứ hai, việc xác định trị số của lực kẹp chính là nội dung của mục ‘ Cách tính lực kẹp cần thiết”.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
Sau khi tính lực kẹp cần thiết Wct, ta tiến hành chọn cơ cấu kẹp mà cơ cấu đó tạo ra đuợc lục kẹp w bằng trị số của lục kẹp cần thiết wct, nghĩa là: w=wct.
* Phuơng pháp tính lục kẹp cần thiết xuất phát từ điều kiện cân bằng tĩnh của chi tiết gia công trong đồ gá duới tác dụng của các lục: Lục cắt, lục kẹp cần thiết, trọng lục, lục ly tâm, lục ma sát.. .ta tiến hành viết phuơng trình cân bằng lục hoặc cân bằng mơmen, từ đó rút ra đuợc lục kẹp cần thiết.
Đe đảm bảo độ tin cậy khi kẹp chặt thì trị số lục cắt tính tốn phải nhân với hệ số an tồn K, thơng thuờng K=1.4-L2.6 (Khi gia công tinh K= 1.4-1.6; Khi gia công thơ K=l.7-2.6)
Hệ số an tồn K phụ thuộc vào điều kiện gia công chi tiết trên máy. K=Ko. K1 . K2.K3.K4.K5. K6 (2-1)
- Ko : Hệ số an toàn (K0=1.5)
- K1 : Hệ số kể đến tính chất bề mặt gia công (Gia công thô K1=1.2; Gia công tinh K1=1.1).
- K2 : Hệ số kể đến việc tăng lục cắt do dao mòn (K2=1.2-H.6).
- K3 : Hệ số kể đến việc tăng lục cắt khi gia công các bề mặt không liên tục (K3=1.2).
- K4 : Hệ số kể đến lục kẹp ổn định (Kẹp bằng tay K4=1.3; Kẹp bằng khí nén, thủy lục K4=l .0).
- K5 : Hệ số xét đến ảnh huởng của mơmen làm quay chi tiết quanh trục của nó (Khi kẹp bằng tay có góc quay nhỏ hơn 90° lấy K5=l.o, góc quay lớn hơn 90° lấy K5=1.2).
- K6 : Hệ số xét mômen làm phôi lật quanh điểm tụa (Khi điểm tụa có có mặt tiếp xúc nhỏ K6=1.0, khi điểm tụa có mặt tiếp xúc lớn K6=1.2).
2.6.5.2 Những yếu tổ tỉnh lực kẹp cần thiết:
Đe tính lục kẹp cần thiết ta cần có sơ đồ nguyên công nghĩa là: - Phuơng án định vị và đồ định vị.
- Phuơng, chiều và điểm đặt lục kẹp (Wct). - Phuơng, chiều, điểm đặt và giá trị của lục cắt. - Trọng lục, lục ly tâm, lục quán tính nếu có.
- Các kích thuớc liên quan về vị trí giữa các lục nói trên với nhau và với đồ định vị.
2.6.5.3 Phương pháp tỉnh lực kẹp cần thiết:
Khi đã có sơ đồ ngun cơng, trong thục tế ta có thể xem duới tác dụng của lục cắt, lục ly tâm.. .chi tiết chuyển vị theo phuơng nào hay quay quanh trục nào, lục kẹp hay lục ma sát phải chống lại sụ chuyển vị đó, hoặc tạo ra đuợc mômen chống lại sụ quay của chi tiết. Trên cơ sở phân tích đó, ta có thể viết đuợc hai phuơng trình cân bằng: Phuơng trình cân bằng lục và phuơng trình cân bằng mơmen.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức
Ví dụ /.'Theo sơ đồ cơng nghệ hình 2-34 dưới tác dụng của lực khoan po, chi tiết
sẽ bị lật xung quanh điểm o. p
- Phương trình cân bằng lực: rr X y = /r X Pc xỉ (2-2)
- Từ đó rút ra lực kẹp cần thiết:
=
2 X K X pz X l (II-3)
D
Hình 2-34:Sơ đồ tính ỉực kẹp khi khoan.
Ví dụ 2: Theo sơ đồ cơng nghệ hình 2-35, lực cắt Pz phân ra hai thành phần: Pzđ
nhấc chi tiết lên khởi bề mặt định vị của đồ gá; Pzn làm chi tiết trượt trên bề mặt định vị của đồ gá. (Khi xem pzn = pz) Ta có phương trình cân bằng lực:
2 X X f - K X Pa
A' X P-
(•Vr- = 1 - I(2-4)
Werl
w = A’ X p:í
Hình 2-35: Sơ đồ tỉnh ỉực khi phay
Thơng thường chiều sâu lóp cắt nhỏ, do đó: Pzđ« Pzn nên ta sử dụng cơng thức (2-4) để tính lực kẹp cần thiết Wct.
Ví dụ 3: Theo sơ đồ ngun cơng hình 2-36, dưới tác dụng của lực Pz, chi tiết bị lật
xung quanh điểm A, mômen lật:
Ta có phương trình cân bằng mơmen:
X a + F X / = A' X P- X 'í + b
X a - IV,
Do đó: IV. K X p. X V r -ỉ- b (2-5)
Hình 2-3 6:Sơ đồ tỉnh ỉực kẹp khi phay Ví dụ 4: Phân tích lực khi tiện chi tiết trên mâm cặp ba chấu theo sơ đồ công nghệ
hình 2-37, ta thấy lực Px sẽ làm chi tiết trượt dọc trục. Phương trình cân bằng lực:
3 X iv,f X f - K X PT
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức
A' X P,
= T7T <2'6)
Lực pz sẽ làm chi tiêt quay quanh tâm của nó. Phuơng trình cân băng mơmen:
D . _ Ồ
3 X ML. X f X — = A' X p, X — 2 2 2
IKr =K X p:
3 X/ (2-7)
Vì pz> px nên chọn Wct theo cơng thức (2-7). Đó là lục kẹp của một chấu.
Hình 2-3 7: Sơ đồ tính ỉực kẹp khi tiện
Ví dụ 5: Chi tiết gia cơng đuợc kẹp trên gá bung đàn hồi hình 2-38, mơmen của
lục ma sát giữa bề mặt chi tiết và trục gá kẹp đàn hồi phải đủ để chống lại sụ quay của chi tiết xung quanh đuờng trục của nó duới tác dụng của lục cắt Pz.
Phucmg trình cân bằng mômen:
X / X R = A' X AẸ = A' X P- X K
A'XAL KXP- XR,
u - f*p ~ f*R (2-8)
Trong đó:
wct: Tổng lục kẹp cần thiết. ( Tùy theo số chấu trên trục gá bung) Mc: Mômen của lục cắt.
R : Bán kính trục gá bung đàn hồi. R1 : Bán kính chi tiết gia cơng. f : Hệ số ma sát.
wct
'3 Y///////A
Hình 2-38: Sơ đồ tỉnh tốn ỉực kẹp trục gá bung đàn hồi
Ví dụ 6: Lỗ của chi tiết gia cơng hình 2-39, đuợc định vị trên chốt của đồ gá, còn
mặt đầu phái trái tỳ vào ba chốt đỡ, chi tiết gia công chịu tác dụng của mơmen Mc và lục dọc trục Px.
Phuơng trình cân bằng mômen:
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
K X X px X (2-9)
IV =-------- -——-----:------- 1
Ạx\
Neu kể đến ảnh hưởng của lực ma sát giữa chi tiết gia công và chi tiết kẹp chặt thì lực kẹp cần thiết được tính: A' X Jlf , = f, X (V X - f 2 X Pv X + f 2 X IV,. X A (2-10) À' X Mr — X Px X /?; f, X R -ị- y, X Rỵ =
Hình 2-39: Sơ đồ tính ỉực kẹp khi kẹp mặt đầu
Ví dụ 7: Khi khoan chi tiết có sơ đồ cơng nghệ hình 2-40.
Phương trình cân bằng mômen:
IV’,- X f X a = K X Mc
K X A/c f X íĩ
(2-11)
Hình 2-40: Sơ đồ tính ỉực kẹp khi khoan
Ví dụ 8: Khi khoan chi tiết được định vị trong hai khối V, có sơ đồ cơng nghệ như
hình 2-41, chi tiết sẽ bị xoay xung quanh tâm của nó. Lực kẹp sẽ tạo ra được mơmen ma sát chống lại sự xoay đó.
Dựa vào sơ đồ phân tích lực ở hình 11-39, lực pháp tuyến N được tính:
JJ —
2 X sin”
Phương trình cân bằng mơmen:
, ữ 4 X Ỵ x;x 7 = Á’ X AC 2 Thế N vào ta có: À' X Mf X sin 5 IV. =------- 7-—-—- ** f X D (2-12) Nguyên Thịnh Trang 44
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức
Hình 2-41: Sơ đồ tính ỉực kẹp, khi kẹp bằng khối V
Ví dụ 9: Tiến hành khoan chi tiết được định vị trên khối V, có sơ đồ cơng nghệ
hình 2-42, chi tiết được khoan lệch tâm và lực kẹp vng góc với chiếu trục, khi đó chi tiết bị trượt dọc trục và xoay quanh tâm lỗ khoan.
Điều kiện chông trượt dọc trục:
. a
sln-T = KXP
K X p X sin ậ
= (2-13)
Điều kiện chống xoay tại tâm lỗ khoan: (Tính gần đúng)
IV. sin 2 X (/ĩ - e) - /, X tvcf X (/ĩ - e) = A’ X M K X X sin y ĩ — (?) — X (/ì — e) X sín (2-14)
Hình 2-42:Sơ đồ tình ỉực kẹp khi khoan
2.6.6 Sai so do lực kẹp gây ra:
Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây nên, khi lực kẹp dao động thì xuất hiện sai số lực kẹp £k , khi đó vị trí chi tiết thay đổi ngẫu nhiên. Sai số kẹp £k bằng hiệu số giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ chuẩn đo lường đến mặt tựa của đồ định vị chiếu trên phương kích thước gia cơng (hình 2-43).
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức
Hình 2-43: Sơ đồ xác định sai sổ kẹp chặt
Trong đó:
a : Góc kẹp giữa phưong kích thước gia công và phưong dịch chuyển y của chuẩn đo lường.
ymax và ymin : Là đoạn dịch chuyển lớn nhất và bé nhất của chuẩn đo lường. Dưới tác dụng của lưc kẹp wct, chỗ tiếp xúc giữa bề mặt của chi tiết gia công và đồ định vị của đồ gá (Phương của lực kẹp vng góc với bề mặt đó) sinh ra biến dạng tiếp xúc (Lún xuống).
Theo hình 2-43, ứng với Wmax sinh ra ymax và ứng với Wmin sinh ra ymin , do đó kích thước đạt được là Hmax hoặc Hmin.
Giữa y và q có quan hệ hàm số: y = c . q11. Trong đó:
q: Áp suất trên mặt tiếp xúc. (kg/cm2)
c: Hệ số phụ thuộc dạng tiếp xúc của bề mặt phôi, độ nhẵn bề mặt và kết cấu bề mặt phôi.
Trị số c và q được xác định bằng thực nghiệm tùy theo từng trường họp cụ thể.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức
2.7 GIỚI THIỆU MỘT SÔ ĐỒ GÁ TIỆN, PHAY, KHOAN, MÀI.
2.7.1 Đồ gá tiện:
Chi tiết gia cơng
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức l .Thân trục 21 2 .Má kep 3 .Đai ốc xiẽ t mi kẹ p 4,B’jloti cấy 5,Vòng đệm cẩu 6 .Chốt định vi chi tiết 7,Võng hàm bulon cầy 8 .LÒ xo nâng 1111 kẹp 9 .Chối lựa cũ a mấ kep
Hình2-45: Đồ gá tiện gia công chi tiết phức tạp.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức 2.7.2 Đồ gá phay: 1 .THÂN ĐĨ GÁ 2 .ĐAỈ ỐC 3 .MÁ KẸP 4 .PHIÊN TỲ 5 .VÍT 6 .CHỐT 7 .CHỐT 8 .BU LÒNG 9.CHỐT TỲ 10.LÒ XO
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức 1 .THÃN DĨ GA 2 .MÁ KẸP a.LQKO 4 . CHĨT 5 .ốc VÍT 6 .TAY QUAY ’.PHIÊN TÝ ỉ.CAM 9.BU LỦNG 10 TAY ỢOK 11 ĐAI õc 12 TAY QUAY JH 3
Hình 2-4 7: Đồ gá có cơ cấu kẹp bằng cam
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức 2.7. 3 Đồ gá khoan: 1.CHĨT HÀM 2.THÂN GÁ PHỤ 3.BẠC LĨT 4.BẠC DẪN HƯỚNG 5.CHỐT ĐỊNH VỊ 6.VỊNG ĐỆM 7.BU LỊNG 8.TAY QUAY 9.CHĨT TRÁM 10.CHỐT ĐỊNH VỊ Hình 2-48: Đồ gá khoan ỉỗ nghiêng Câu hỏi ôn tập :
1- Trình bày khái niệm chung đối với đồ gá.
2- Trình bày các bước và những tính tốn khi thiết kế đồ gá. 3- Nêu ngun tắc 6 điểm định vị chi tiết và ứng dụng của nó. 4- Định nghĩa và phân loại chuẩn? Cách xác định các loại chuẩn? 5- Khái niệm sai số chuẩn ? Nêu phương pháp tính sai số chuẩn.
6- Trình bày các loại chi tiết và cơ cấu định vị, đặc điểm của từng loại?
7- Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại đồ gá cơ bản trong gia cơng cơ khí.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
CHƯƠNG 3.
CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG CHI TIÉT
___& -k
MỤC TIÊU: Sau khi học xong chưong này sinh viên có khả năng:
* Kiến thức:
- Trình bày được các yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt.
- Phân tích được các ảnh hưởng của chất lượng bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy.
- Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt. - Nêu được các khái niệm về độ chính xác gia cơng.
- Trình bày các phưong pháp đạt độ chính xác gia cơng trên máy cơng cụ. - Phân tích được các ngun nhân ảnh hưởng đến độ chính xác gia cơng.
* Kỹ năng:
- Đánh giá được một số chỉ tiêu về chất lượng bề mặt chi tiết gia công. - Xác định được một số yêu cầu về độ chính xác của chi tiết gia công.
- Chọn lựa phù họp về máy, dao, đồ gá, phương án công nghệ theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết và điều kiện gia công cụ thể.
3.1 CHẤT LƯỢNG BÈ MẶT GIA CÔNG:
Chương này ta nghiên cứu về chất lượng bề mặt gia công gồm các yếu tố: - Các yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt gia công.
- Anh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy. - Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công.
3.1.1 Các yếu tổ đặc trưng của chất lượng bề mặt:
3.1.1.1 Độ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt):
Trong quá trình cắt, lưỡi cắt đưa dụng cụ cắt và sự hình thành phoi kim loại tạo ra những vết xước cực nhỏ trên bề mặt gia cơng, đó chính là độ nhấp nhô tế vi.
Độ nhấp nhô tế vi được đánh giá bằng chiều cao nhấp nhô Rz và sai lệch profin trung bình cộng (Ra) của lóp nhấp nhơ bề mặt ( Hình 3-1)
- Chiều cao nhấp nhơ là trị số trung bình của 5 khoảng, từ 5 đỉnh cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhấp nhô tế vi trong phạm vi chiều dài chuẩn . Trị số R: được xác định theo công thức : ° 5*5 H___5*5 H .__
“i=i ncao- ì-isi
□
- Sai lệch profin trung bình cộng Ra là trị số trung bình của khoảng cách từ các đỉnh trên đường nhấp nhô tế vi tới đường trục tọa độ :
yn h;
R.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức
Đường đáy
Hình 3-1: Sơ đồ xác định độ nhấp nhơ tế vi
Độ nhấp nhơ tế vi (độ nhẵn bóng) là cơ sở để đánh giá độ nhẵn bóng bề mặt trong phạm vi chiều dài chuẩn .