Sau khi chọn được phương án kẹp chặt (phương chiều điểm đặt của lực kẹp) ta cần phải tiến hành tính tốn trị số của nó. Lực kẹp được tính từ điều kiện cân bằng tĩnh của chi tiết gia công trong đồ gá dưới tác dụng của lực cắt, lực kẹp chặt, lực quán tính ly tâm và phản lực gối đỡ...
Lực cắt và mơmen lực cắt được tính theo ngun lý cắt kim loại khi ta biết chế độ cắt gọt. Thông thường lực cắt này cần phải nhân với hệ số an toàn
K = 1,4÷2,6 (gia cơng tinh K = 1,4, gia cơng thơ K = 2,6).
Sau đây là một số ví dụ tính lực kẹp ứng với từng mơ hình kẹp chặt:
Hình 4.17 Mơ hình kẹp
Ví dụ 1: (H.4.17a)
Lực cắt P và lực kẹp W ngược chiều nhau, ta có W = KP.
Ví dụ 2: (H.4.17b). Lực kẹp W và lực cắt P vng góc với nhau. ta có: f1W + f2W = KP W = 1 2 KP f +f (4.7)
f1: hệ số ma sát giữa chi tiết kẹp chặt và chi tiết gia công.
f2: hệ số ma sát giữa bề mặt của chi tiết gia công và chi tiết định vị của đồ gá. Khi f1 = f2 = 0,1, ta có: W = 5KP
Ví dụ 3: (H.4.17c)
Lực cắt P1 cùng chiều lực kẹp W cịn lực cắt P2 có chiều vng góc với lực kẹp. Phương trình cân bằng tĩnh sẽ là: P2 ≤ f1.W + f2(W + P1) Nếu kể cả hệ số an toàn K > 1. ta có: W = 2 1 1 1 2 KP f P f f + + (4.8) 4.2.5 Sai số gá đặt
Chất lượng gia công chi tiết phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Ở đây ta chỉ xét sai số gá đặt của một chi tiết khi thực hiện một ngun cơng nào đó được xác định bằng cơng thức sau:
εgd =εc + εkc + εdgá trong đó: εc - sai số chuẩn
εkc - sai số kẹp chặt εdgá - sai số đồ gá.
Phần trên chúng ta đã đề cập đến sai
số chuẩn, dưới đây trình bày kỹ hai loại sai số còn lại (εkc, εdgá).
Sai số kẹp chặt (εkc)
Sai số kẹp chặt là lượng dịch chuyển của chuẩn thiết kế (gốc kích thước) chiếu lên phương của kích thước thực hiện do lực kẹp thay đổi gây ra, (H.4.18):
εkc = (ymax – ymin)cosα (4.9)
α - góc giữa phương kích thước thực hiện và phương dịch chuyển y của chuẩn gốc
ymax, ymin - lượng chuyển vị lớn nhất và nhỏ nhất của chuẩn gốc theo phương của
lực kẹp khi lực kẹp thay đổi.
Dưới tác dụng của lực kẹp, bề mặt tiếp xúc giữa chi tiết định vị của đồ gá và bề mặt định vị của chi tiết dịch chuyển theo phương của lực kẹp. Bằng thực nghiệm, người ta đã xác định được công thức biến dạng tiếp xúc giữa mặt chi tiết với mặt định vị của đồ gá:
y = Cqn (4.10)
C - hệ số phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng bề mặt tiếp xúc q - áp lực đơn vị trên bề mặt tiếp xúc (N/mm2)
n - chỉ số, n < 1
Qua công thức (4.10) ta thấy, khi dùng cơ cấu với lực kẹp ổn định (Wkẹp = const), sai số kẹp chặt sẽ trở thành sai số hệ thống và dễ dàng khử bỏ nhờ điều chỉnh dụng cụ. Khi phương lực kẹp vng góc kích thước gia cơng (α = 90o), để giảm sai số kẹp chặt, trong thực tế người ta thường dùng những cơ cấu kẹp chặt kiểu cơ khí, dầu ép, điện từ thay cho kẹp chặt bằng tay.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4
1. Khái niệm về chuẩn, định nghĩa và phân loại chúng. 2. Sự khác nhau giữa chuẩn thiết kế và chuẩn gia công. 3. Phân loại chuẩn gia công.
4. Những lưu ý khi chọn chuẩn thô và chuẩn tinh.
5. Khái niệm về gá đặt, các phương pháp gá đặt dùng trong sản xuất. 6. Định vị chi tiết khi gia cơng.
7. Lấy những ví dụ chi tiết cần định vị 1, 2, 3, 4, 5, 6 bậc tự do. 8. Khái niệm về kẹp chặt.
9. Phân biệt giữa định vị và kẹp chặt.
10. Những yêu cầu khi thiết kế cơ cấu kẹp chặt.
11. Phương pháp tính sai số chuẩn và sai số kẹp chặt.
12. Thiết kế một đồ gá (cơ cấu định vị và cơ cấu kẹp chặt) để thực hiện một nguyên công khoan.
13. Những giải pháp hạn chế sai số kẹp chặt khi thiết kế cơ cấu kẹp. 14. Hãy kể một số cơ cấu kẹp chặt thông dụng.
PHẦN II