CHƯƠNG 7: CHUẨN VÀ CÁC VẤN ĐỀ GÁ ĐẶT PHÔI KHI GIA CÔNG 7.1. Định nghĩa và phân loại chuẩn
7.3. Nguyên tắc 6 điểm khi định vị chi tiết
Cần hiểu rằng về phương diện hình học đơn thuần thì bậc tự do theo một phương nào đó của một vật rắn tuyệt đối là khả năng di chuyển của vật rắn tuyệt đối theo phương bất kỳ nào đó mà không bị cản trở nào. Tuy nhiên khái niệm này trong phạm vi công nghệ chế tạo máy cần được hiểu rằng nếu vật rắn tuyệt đối có thể dịch chuyển trong một giời hạn nào đó theo một phương, cũng có nghĩa là vật rắn tuyệt đối đó có bậc tự do theo phương đó.
Ngược lai, vật rắn tuyệt đối không thể dịch chuyển theo một phương nào đó, có nghĩa là nó bị khống chế bậc tự do theo phương đó.
Chẳng hạn: Khi một vật rắn tuyệt đối là một khối lập phương trong một hệ toạ độ đề các thì nó bị khống chế bởi các chuyển động nào(hình 7.10)
Ta lần lượt thực hiện các việc sau:
- Tịnh tiến khổi lập phương tiếp xúc với mặt phẳng XOY, khi đó khối lập phương bị khống chế các chuyển động:
+ Tịnh tiến theo phương OZ. + Quay quanh phương OY.
+ Quay quanh phương OX.
- Tịnh tiến khối lập phương tiếp xúc với mặt phẳng YOZ, khi đó khối lập phân bị khống chế các chuyển động:
+ Tịnh tiến theo phương OX.
+ Quay quanh phương OY.
+ Quay quanh phương OZ. Hình 7.10 – Sơ đồ xác định vị trí của một vật rắn tuyệt đối trong hệ toạ độ Đề Các
- Tịnh tiến khối lập phương tiếp xúc với mặt phẳng XOZ, khi đó khối lập phương bị khống chế các chuyển động:
+ Tịnh tiến theo phương OY.
+ Quanh quanh phương OX.
+ Quay quanh phương OZ.
Nếu hình dung khi khối lập phương tịnh tiến để tiếp xúc với cả 3 mặt phẳng trên có nghĩa là một góc khối lập phương sẽ trùng với điểm O của hệ toạ độ Đề Các, thì vật rắn tuyệt đối là khối lập phương bị khống chế 6 bậc tự do sau:
+ Tịnh tiến theo phương OX, OY, OZ.
+ Quay quanh OX, OY, OZ.
Thực ra khi khối lập phương trùng đến điểm O của hệ toạ độ đề các thì có những bậc tự do được khống chế quá một lần, chẳng hạn chuyển động quay quanh OX được khống chế ở mặt phẳng XOY, và cũng được khống chế bởi mặt phẳng XOZ... Ta gọi trường hợp đó là siêu định vị. Như vậy, siêu định vị là trường hợp bậc tự do bị khống chế quá một lần, trường hợp này không cho phép khi thực hiện trong quá trình công nghệ khi gá đặt chi tiết, điều này sẽ được nói rõ ở phần sau.
Từ sự phân tích trên, nếu vật rắn tuyệt đối là một chi tiết gia công, muốn xác định vị trí của chi tiết trong quá trình định vị thì chi tiết đó cũng được khống chế 6 bậc tự do khi đặt nó trong hệ toạ độ Đề Các, nghĩa là:
+ Tịnh tiến theo 3 phương OX, OY, OZ.
+ Quay quanh 3 phương OX, OY, OZ.
Hình 7.11- Khối V dài khống chế 4 bậc tự do OZ, OY, OZ, OY
Hình 7.12- Khối V ngắn khống chế 2 bậc tự do OZ, OY.
Hình 7.13- Định vị chi tiết bằng chốt trụ dài và chốt trụ ngắn
Cần lưu ý rằng trong qúa trình định vị chi tiết không phải lúc nào cũng khống chế cả 6 bậc tự do, mà tuỳ theo yêu cầu gia công ở từng nguyên công, số bậc tự do có thể khống chế từ 1 đến 6. Nói cách khác là khi định vị chi tiết gia công thì số bậc tự do chỉ nên khống chế cần và đủ.
Điều cần chú ý nữa là s bậc tự do được khống chế(số điểm định vị) còn phụ thuộc vào kích thước của bề mặt định vị của chi tiết và đồ gá.Dưới đây là một số ví dụ về các chi tiết định vị:
- Mặt phẳng tương đương 3 điểm (khống chế 3 bậc tự do).
- Đường thẳng tương đương 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do).
- Khối V dài tương đương 4 điểm (khống chế 4 bậc tự do, hình 12).
- Khối V ngắn tương đương 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do, hình 7.11).
- Chốt trụ dài tương đương 4 điểm (khống chế 4 bậc tự do, hình 7.13a).
- Chốt trụ ngắn tương đương 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do, hình 7.13b).
- Chốt trám tương đương 1 điểm (khống chế 1 bậc tự do, hình 7.14).
- Hai mũi tâm tương đương 5 điểm (khống chế 5 bậc tự do, hình 7.15).
- Mâm cặp 3 chấu tự định tâm tương đương 4 điểm
Hình7.15- Định vị bằng 2 mũi tâm khống chế 5 bậc tự do OZ, OX, OY, OZ, OY.
Chốt trụ dài khống chế 4 bậc tự do OX, OY, OX, OY
Chốt trụ ngắn khống chế 2bậc tự do OX, OY
Hình 7.14- Chốt trám khống chế 1 bậc tự do OZ.
Hình7.16- Mâm cặp 3 chấu tự định tâm khống chế 4 bậc tự do OZ, OY, OZ, OY.
Trở lại khái niệm siêu định vị: Khi một bậc tự do được khống chế quá một lần thì gọi là siêu định vị; trong quá trình định vị chi tiếtt không cho phép xảy ra trường hợp siêu định vị.
Ví dụ, ở hình 7.16a nếu chi tiết được định vị bằng mặt A với chốt trụ dài là 4 bậc tự do, và mặt B là 3 bậc tự do thì trường hợp này là siêu định vị và khi đó xảy ra 2 trường hợp sau:
+ Chi tiết bị nghiêng, mặt B của chi tiết không tiếp xúc với mặt phẳng của chốt tỳ (hình 5.16b).
+ Chốt định vị có thể bị bẻ nghiêng để mặt B của chi tiết không tiếp xúc với mặt phẳng của chốt tỳ (hình 7. 16c).
Hình 7.16- Siêu định vị
Cần lưu ý rằng khi chi tiết bị khống chế quá 6 bậc tự do cũng là một trường hợp của siêu định vị. Cho nên khi định vị chi tiết, số bậc tự do được khống chế tối đa là 6 bậc tự do.