Giáo trình Đồ gá trên máy công cụ: Phần 1 - ĐH Phạm Văn Đồng

Chia sẻ: Trần Thị Ta | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:106

Thêm vào BST

Báo xấu

77
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Đồ gá trên máy công cụ: Phần 1 cung cấp nội dung chính như sau: Khái niệm chung về các loại đồ gá và trang bị công nghệ, Quá trình gá đặt chi tiết, Khái niệm về kẹp chặt, Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Đồ gá trên máy công cụ: Phần 1 - ĐH Phạm Văn Đồng

Đại học Phạm Văn Đồng GIÁO TRÌNH ĐỒ GÁ TRÊN MÁY CÔNG CỤ PGS.TS. Phạm Đăng Phước ThS. Phạm Văn Trung ThS. Trương Quang Dũng 5/2017
U N T N QUẢN N TRƯỜN ĐẠ ỌC P ẠM VĂN ĐỒN ---------- PGS.TS. Phạm Đăng Phước (chủ biên) ThS. Phạm Văn Trung ThS. Trương Quang Dũng GIÁO TRÌNH ĐỒ GÁ TRÊN MÁY CÔNG CỤ (Dùng cho bậc ĐH) Quảng Ngãi, tháng 12/2018
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ ......................................................................... 2 1.1. Khái niệm chung về các loại đồ gá và trang bị công nghệ ................................... 2 1.2. Định nghĩa và công dụng của đồ gá trên máy cắt kim loại .................................. 3 1.2.1. Định nghĩa đồ gá máy cắt kim loại: ............................................................... 3 1.2.2. Công dụng của đồ gá máy cắt kim loại: ........................................................ 3 1.3. Phân loại đồ gá trên máy công cụ ......................................................................... 3 1.3.1 Phân loại theo nhóm máy ............................................................................... 3 1.3.2 Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa ......................................................... 4 1.3.3 Phân loại theo nguồn động lực ....................................................................... 8 1.4. Các thành phần chính của đồ gá ........................................................................... 8 1.5. Yêu cầu đối với đồ gá trên máy cắt kim loại ........................................................ 9 Chương 2: ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ ..................................................................... 11 2.1. Quá trình gá đặt chi tiết ...................................................................................... 11 2.1.1. Khái niệm về định vị ................................................................................... 11 2.1.2. Yêu cầu đối với đồ định vị .......................................................................... 12 2.1.3. Nguyên tắc định vị 6 điểm........................................................................... 12 2.2. Sai số gá đặt ........................................................................................................ 16 2.2.1. Sai số chuẩn ................................................................................................. 17 2.2.2. Sai số kẹp chặt ............................................................................................. 25 2.2.3. Sai số đồ gá .................................................................................................. 28 2.3. Các chi tiết định vị của đồ gá ............................................................................. 30 2.4. Các chi tiết định vị mặt phẳng ............................................................................ 31 2.4.1. Các chi tiết định vị chính ............................................................................. 31 2.4.2. Các chi tiết định vị phụ ................................................................................ 36 2.5. Các chi tiết định vị mặt trụ ngoài ....................................................................... 38 2.6. Các chi tiết định vị mặt trụ trong ........................................................................ 38 2.6.1. Chốt gá (chốt trụ)......................................................................................... 39 2.6.2. Chốt côn định vị .......................................................................................... 40 2.6.3. Trục gá (chốt tâm) ....................................................................................... 40 2.6.4. Tính sai số định vị khi định vị bằng mặt trong ............................................ 42 i
2.6.5. Mũi tâm ....................................................................................................... 44 2.7. Định vị kết hợp ................................................................................................... 46 Chương 3: KẸP CHẶT VÀ CÁC CƠ CẤU KẸP CHẶT ........................................ 54 3.1. Khái niệm về kẹp chặt ........................................................................................ 54 3.2. Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt. ........................................................................ 54 3.3. Phương pháp xác định lực kẹp ........................................................................... 55 3.3.1. Phương và chiều của lực kẹp ....................................................................... 55 3.3.2. Điểm đặt của lực kẹp ................................................................................... 56 3.3.3 Phân loại cơ cấu kẹp chặt ............................................................................. 57 3.3.4. Trình tự tính lực kẹp .................................................................................... 58 3.4. Kẹp chặt bằng chêm ........................................................................................... 63 3.4.1. Tính lực kẹp của chêm ................................................................................ 63 3.4.2. Tính tự hãm khi kẹp bằng chêm .................................................................. 65 3.4.3. Lực cần thiết để tháo chêm ra ...................................................................... 66 3.4.4.Tính chêm có con lăn ................................................................................... 67 3.4.5. Tính chêm có chốt trượt .............................................................................. 68 3.5. Kẹp chặt bằng ren vít .......................................................................................... 70 3.5.1. Khái niệm .................................................................................................... 70 3.5.2. Kết cấu ......................................................................................................... 70 3.5.3. Tính toán lực kẹp của cơ cấu kẹp ren vít ..................................................... 72 3.5.4. Kẹp bằng ren vít - đòn ................................................................................. 76 3.6. Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm.............................................................................. 77 3.7. Cơ cấu phóng đại lực kẹp ................................................................................... 80 3.7.1. Cơ cấu phóng đại bằng thanh truyền ........................................................... 81 3.7.2. Cơ cấu phóng đại lực bằng khí nén – dầu thủy lực ..................................... 82 3.8. Các cơ cấu sinh lực ............................................................................................. 84 3.8.1. Cơ cấu sinh lực khí nén ............................................................................... 84 3.8.2. Truyền động bằng dầu ép ............................................................................ 89 3.8.3. Cơ cấu sinh lực nhờ lực hút điện từ ............................................................ 92 3.8.4. Cơ cấu sinh lực nhờ lực ly tâm .................................................................... 95 3.9. Kẹp chặt nhiều chi tiết đồng thời........................................................................ 96 3.10. Các cơ cấu kẹp nhanh bằng tay ........................................................................ 98 Chương 4 : CÁC CƠ CẤU TỰ ĐỊNH TÂM ...........................................................102 4.1. Khái niệm .........................................................................................................102 4.2. Tự định tâm bằng ren vít trái chiều ..................................................................103 4.3. Tự định tâm bằng khối V..................................................................................103 ii
4.4. Tự định tâm bằng đòn bẩy ................................................................................105 4.5. Tự định tâm bằng đường cong..........................................................................105 4.6. Tự định tâm bằng ống kẹp đàn hồi. ..................................................................106 4.7. Tự định tâm bằng khe chêm. ............................................................................109 4.8. Tự định tâm bằng lò xo đĩa. ..............................................................................109 4.9. Tự định tâm bằng chêm. ...................................................................................110 4.10. Tự định tâm bằng chất dẻo. ............................................................................111 Chương 5 : CÁC CƠ CẤU KHÁC CỦA ĐỒ GÁ ...................................................113 5.1. Cơ cấu dẫn hướng .............................................................................................113 5.1.1. ạc dẫn hướng ...........................................................................................113 5.1.2. Phiến dẫn ...................................................................................................118 5.1.3. Cơ cấu dẫn hướng dao khi chuốt ...............................................................120 5.2. Cơ cấu so dao ...................................................................................................121 5.3. Cơ cấu định vị đồ gá .........................................................................................122 5.4. Cơ cấu phân độ .................................................................................................124 5.5. Cơ cấu chép hình. .............................................................................................129 5.6. Thân đồ gá ........................................................................................................130 Chương 6: TỰ ĐỘNG HÓA ĐỒ GÁ VÀ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY TỰ ĐỘNG .......132 6.1. Tự động hóa đồ gá ............................................................................................132 6.1.1. Tự động hóa đồ gá bằng khí nén ...............................................................132 6.1.2. Tự động hóa bằng dầu ép...........................................................................134 6.1.3. Tự động hóa bằng điện từ ..........................................................................134 6.1.4. Một số cơ cấu kẹp chặt tự động .................................................................136 6.2. Đồ gá trên máy tự động ....................................................................................137 Chương 7: TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ...........................................................142 7.1. Yêu cầu .............................................................................................................142 7.2. Các bước thực hiện ...........................................................................................142 PHỤ LỤC 1: ĐỒ GÁ SỬ DỤNG TRÊN MÁY TIỆN ............................................146 PHỤ LỤC 2: ĐỒ GÁ SỬ DỤNG TRÊN MÁY PHAY...........................................161 PHỤ LỤC 3: ĐỒ GÁ SỬ DỤNG TRÊN MÁY KHOAN – KHOÉT – DOA .......173 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................190 iii
LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành Cơ khí, trang bị công nghệ có vai trò quan trọng và góp phần mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật tốt cho quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí. Xác định, lựa chọn, thiết kế và tính toán trang thiết bị hợp lý là một nội dung chuyên môn trong khâu chuẩn bị công nghệ cho quá trình sản xuất sản phẩm. Giáo trình Đồ gá trên máy công cụ được biên soạn theo nội dung phân phối chương trình do Trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng. Nội dung được xây dựng theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu và trên cơ sở kế thừa những nội dung được giảng dạy ở các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Nội dung của giáo trình Đồ gá trên máy công cụ bao gồm 7 chương với thời lượng 30 tiết, sẽ giới thiệu cho sinh viên các kiến thức tổng quát về đồ gá, bao gồm: cấu tạo tổng quát của đồ gá, tác dụng và yêu cầu của đồ gá,… cơ sở phân loại và lựa chọn đồ gá trên máy cắt kim loại. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các chi tiết và cơ cấu định vị, các cơ cấu kẹp chặt thông dụng, cơ cấu dẫn hướng, cữ so dao… Phương pháp lựa chọn các chi tiết và cơ cấu định vị phù hợp để định vị. Phương pháp tính lực kẹp, cách tính lực kẹp cho từng phương pháp kẹp chặt cụ thể đồng thời lựa chọn cơ cấu kẹp chặt phù hợp. Các kiến thức cơ bản để thiết kế một đồ gá trên máy cắt kim loại. Tuy nhóm tác giả có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm tác giả mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp, xây dựng của bạn đọc và đồng nghiệp để nội dung giáo trình được hoàn thiện hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn. Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ qua email: pdphuoc@pdu.edu.vn ; phamvantrung@pdu.edu.vn; tqdung@pdu.edu.vn . Quảng Ngãi, tháng 12/2018 Nhóm biên soạn 1
Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỒ GÁ 1.1. Khái niệm chung về các loại đồ gá và trang bị công nghệ Trong quá trình sản xuất của ngành cơ khí chế tạo máy, toàn bộ các phụ tùng kèm theo máy gia công để giúp cho máy đó thực hiện có hiệu quả quá trình công nghệ gia công các đối tượng sản xuất, đều được gọi là các trang bị công nghệ. Như vậy trang bị công nghệ nói chung bao gồm các loại đồ gá trên máy cắt, đồ gá lắp ráp, đồ gá kiểm tra, các dụng cụ cắt, các dụng cụ phụ, các cơ cấu cấp phôi, tháo phôi, đồ gá gia công nóng,…. Theo kết cấu và công dụng, trang bị công nghệ được phân thành hai loại: trang bị công nghệ vạn năng và trang bị công nghệ chuyên dùng. Đặc điểm của trang bị công nghệ vạn năng là không phụ thuộc vào đối tượng gia công nhất định và được sử dụng chủ yếu vào dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. Trang bị công nghệ chuyên dùng có kết cấu và tính năng của nó phụ thuộc vào một hoặc một nhóm đối tượng gia công nhất định, nó được dùng chủ yếu trong sản xuất hàng khối và loạt lớn, cá biệt trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc yêu cầu có độ chính xác cao hoặc đối với những chi tiết bắt buộc phải dùng đồ gá chuyên dùng mới gia công được. Đối với máy cắt kim loại, người ta thường sử dụng các loại trang bị công nghệ là đồ gá gia công cơ, dụng cụ phụ và dụng cụ cắt. - Đồ gá gia công cơ hay còn gọi là đồ gá chi tiết (hoặc gọi tắt là đồ gá) dùng để định vị và kẹp chặt chi tiết gia công. - ụng cụ phụ (đồ gá dao): là một loại trang bị công nghệ dùng để gá đặt dụng cụ cắt trong quá trình gia công. Tùy theo yêu cầu sử dụng mà kết cấu các loại dụng cụ phụ có thể là vạn năng hoặc chuyên dùng.  Đồ gá chi tiết cùng với dụng cụ phụ và dụng cụ cắt gọi chung là trang bị công nghệ.  Hệ thống công nghệ gồm Máy – Đồ gá – Dao – Chi tiết. 2
Đồ gá gia công cơ chiếm từ 80%÷90% trong tổng số đồ gá nói chung. Trong giáo trình này chủ yếu ta nghiên cứu các đồ gá trên máy cắt kim loại, bên cạnh đó ta nghiên cứu một số đồ gá khác. 1.2. Định nghĩa và công dụng của đồ gá trên máy cắt kim loại 1.2.1. Định nghĩa đồ gá máy cắt kim loại Đồ gá máy cắt kim loại là một loại trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí chính xác của chi tiết gia công so với dụng cụ cắt, đồng thời giữ vững vị trí đó trong suốt quá trình gia công. 1.2.2. Công dụng của đồ gá máy cắt kim loại - Đảm bảo độ chính xác vị trí của các bề mặt gia công. Nhờ đồ gá có thể xác định một cách chính xác vị trí tương đối của chi tiết gia công đối với máy và dao cắt một cách nhanh chóng, ổn định và tin cậy. - Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công vì vị trí của chi tiết so với máy, dao được xác định bằng các đồ định vị, không phải rà gá mất nhiều thời gian. - Có thể mở rộng khả năng công nghệ của thiết bị: nhờ đồ gá mà một số máy có thể đảm nhận công việc của máy khác chủng loại. Ví dụ, có thể mài trên máy tiện, có thể tiện trên máy phay hoặc phay trên máy tiện. - Đồ gá giúp cho việc thực hiện các nguyên công được dễ dàng hơn, nếu không có đồ gá thì có thể không gia công được. Ví dụ, khoan lỗ nghiêng, khoan trên mặt trụ, đồ gá phân độ để phay bánh răng,… - iảm nhẹ sự căng thẳng và cải thiện điều kiện làm việc của công nhân; không cần sử dụng bậc thợ cao. Nhờ những tác dụng trên mà việc sử dụng đồ gá đúng loại, đúng lúc, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao. 1.3. Phân loại đồ gá trên máy công cụ 1.3.1 Phân loại theo nhóm máy - Đồ gá tiện. - Đồ gá phay. - Đồ gá bào. 3
- Đồ gá mài. - Đồ gá xọc. - Đồ gá chuốt. - Đồ gá khoan. …. 1.3.2 Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa a) Đồ gá vạn năng: là những đồ gá đã được tiêu chuẩn, có thể gia công được những chi tiết khác nhau mà không cần thiết có những điều chỉnh đặc biệt. Đồ gá vạn năng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất loạt nhỏ - đơn chiếc. Ví dụ: mâm cặp 3 chấu, mâm cặp 4 chấu, êtô, đầu phân độ vạn năng, bàn từ… a) b) c) Hình 1.1. a) Mâm cặp bốn chấu; b) Mâm cặp ba chấu; c) Êtô b) Đồ gá chuyên dùng: là loại đồ gá được thiết kế và chế tạo cho một nguyên công gia công nào đó của chi tiết. Vì vậy, khi sản phẩm thay đổi hoặc nội dung nguyên công thay đổi thì đồ gá này không được sử dụng lại được. o đó loại đồ gá này được sử dụng khi sản phẩm và công nghệ tương đối ổn định trong sản xuất loạt lớn, hàng khối. Ví dụ: đồ gá gia công lỗ ắc pittong, đồ gá phay biên dạng cam… c) Đồ gá vạn năng lắp ghép (đồ gá tổ hợp): Theo yêu cầu gia công của một nguyên công nào đó, chọn một bộ các chi tiết tiêu chuẩn hoặc bộ phận đã được chuẩn bị trước để tổ hợp thành các đồ gá. Loại đồ gá này sau khi dùng xong có thể tháo ra, lau chùi sạch sẽ và có thể cất vào kho để tiếp tục sử dụng. 4
Sử dụng loại đồ gá này có ưu điểm là giảm chu kỳ thiết kế và chế tạo đồ gá, làm giảm thời gian chuẩn bị sản xuất; đồng thời với một bộ các chi tiết của đồ gá đã được tiêu chuẩn hóa có thể được sử dụng nhiều lần, tiết kiệm vật liệu chế tạo đồ gá; giảm công lao động và giảm giá thành sản phẩm. Nhược điểm: cần đầu tư vốn khá lớn để chế tạo hàng vạn chi tiết tiêu chuẩn với độ chính xác và độ bóng cao, vật liệu các chi tiết này thường là thép hợp kim, thép crôm, thép niken; độ cứng vững kém hơn đồ gá thông dụng; nặng và cồng kềnh hơn so với đồ gá vạn năng. Ứng dụng: loại đồ gá này dùng thích hợp trong dạng sản xuất loạt nhỏ, chủng loại chi tiết nhiều, đặc biệt đối với những sản phẩm mới. 5
Hình 1.2a. Đồ gá vạn năng lắp ghép (khi gá đặt chi tiết dạng trụ) 1-Chi tiết gia công, 2- Cơ cấu định vị, 3- Vít, 4- Tấm đế, 5- Cơ cấu kẹp 6
Hình 1.2b. Đồ gá vạn năng lắp ghép (khi gá đặt chi tiết dạng hộp) 1-Chi tiết gia công, 2- Cơ cấu định vị, 3- Vít, 4- Tấm đế, 5- Cơ cấu kẹp d) Đồ gá vạn năng điều chỉnh Đồ gá này gồm có bộ phận cố định và bộ phận thay đổi. ộ phận cố định là phần cơ sở dùng cho các chi tiết khác nhau. ộ phận thay đổi là những chi tiết của đồ gá được sử dụng tùy theo hình dạng và kích thước của chi tiết gia công. Ví dụ, mâm cặp hoa mai dùng trên máy tiện; các loại êtô khí nén dùng trên máy phay có má êtô thay đổi còn đế êtô là phần cố định,… 7
Hình 1.3 Đồ gá vạn năng điều chỉnh 1.3.3 Phân loại theo nguồn động lực - Đồ gá tác động bằng tay. - Đồ gá tác động bằng cơ khí. - Đồ gá tác động bằng khí nén, dầu ép, điện từ, chân không... - Đồ gá phối hợp: phối hợp các nguồn động lực ở trên. Ngoài ra người ta còn phân theo mức độ tự động, gồm các đồ gá tác động bằng tay, bán tự động và tự động; hoặc trong sản xuất dây chuyền tự động có loại đồ gá cố định và đồ gá vệ tinh,…. 1.4. Các thành phần chính của đồ gá Chủng loại và kết cấu đồ gá gia công tuy có khác nhau, nhưng nguyên lý làm việc của nó trên cơ bản giống nhau. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, trước hết chúng ta căn cứ vào tính năng giống nhau của các chi tiết và cơ cấu trong đồ gá để phân loại. Các thành phần chủ yếu của đồ gá gia công gồm: - ộ phận định vị: dùng để xác định vị trí tương đối của chi tiết so với máy hoặc dụng cụ cắt. - ộ phận kẹp chặt: dùng để giữ không cho chi tiết bị xê dịch khi gia công. - Các cơ cấu truyền lực từ nơi tác động đến vị trí kẹp chặt - Các cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt như: phiến dẫn, bạc dẫn, then dẫn, dưỡng so dao… - Các cơ cấu quay và phân độ 8
- Thân đồ gá và đế đồ gá để lắp ráp các bộ phận trên tạo thành một bộ đồ gá hoàn chỉnh. - Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá vào bàn máy của máy cắt kim loại. 1 2 3 4 7 6 5 Hình 1.4 Các thành phần của đồ gá khoan – khoét – doa 1-Bạc dẫn hướng; 2-Phiến dẫn; 3-Khối V ngắn cố định; 4-Phiến tỳ; 5-Thân đồ gá; 6-Khối V ngắn di động; 7-Cơ cấu kẹp chặt 1.5. Yêu cầu đối với đồ gá trên máy cắt kim loại Đồ gá trên máy cắt kim loại phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Kết cấu phải phù hợp với yêu cầu sử dụng, dạng sản xuất, điều kiện cụ thể của nhà máy về trang thiết bị, trình độ kỹ thuật của người công nhân… - Đảm bảo được độ chính xác qui định: nguyên lý làm việc phải đúng, chi tiết định vị và dẫn hướng phải có cấu tạo hợp lý và có độ chính xác cần thiết, chi tiết kẹp chặt phải đủ độ cứng vững, đồ gá phải được định vị và kẹp chặt một cách chính xác trên máy. 9
- Sử dụng thuận tiện và an toàn khi làm việc: gá và tháo chi tiết gia công dễ dàng, dễ quét dọn phoi, dễ lắp trên máy, dễ thay thế những chi tiết bị mòn và hư hỏng,… CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Đồ gá là gì? Phân biệt đồ gá gia công cơ với dụng cụ phụ? Lấy ví dụ? Câu 2: Trình bày công dụng của đồ gá? Câu 3: Trình bày yêu cầu của đồ gá? Câu 4: Trình bày các thành phần chính của đồ gá? 10
Chương 2: ĐỊNH VỊ VÀ ĐỒ ĐỊNH VỊ 2.1. Quá trình gá đặt chi tiết Khi tiến hành gia công một bề mặt nào đó của chi tiết, trước tiên cần phải thực hiện hai quá trình sau: - Xác định vị trí của chi tiết gia công so với máy hoặc dụng cụ cắt. Đó là quá trình định vị. - iữ chặt chi tiết không cho ngoại lực làm thay đổi vị trí đã định vị (ngoại lực chủ yếu là: lực cắt, lực ly tâm, trọng lực,…). Đó là quá trình kẹp chặt. Ví dụ khi tiện chi tiết hình trụ, dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm để gá đặt, quá trình này tiến hành như sau: đưa chi tiết vào mâm cặp, vặn cho ba chấu tiếp xúc với chi tiết, điều chỉnh cho tâm chi tiết trùng với tâm máy – đó là quá trình định vị. Sau khi định vị xong ta xiết mâm cặp để giữ chặt chi tiết, không cho chi tiết trượt hoặc xoay khi cắt – đó là quá trình kẹp chặt. Trong quá trình gá đặt, thông thường quá trình định vị diễn ra trước quá trình kẹp chặt. Quá trình gá đặt chi tiết bao gồm quá trình định vị và quá trình kẹp chặt. 2.1.1. Khái niệm về định vị Trong môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy ta đã đề cập đến vấn đề định vị. Đối với đồ gá thì định vị lại trở thành vấn đề cụ thể hơn nữa và không thể tách khỏi đồ gá được. Đồ gá là trang bị công nghệ trực tiếp làm nhiệm vụ định vị chi tiết trong quá trình gia công, cho nên vấn đề định vị là một trong những vấn đề chính của đồ gá. Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết gia công cần phải xác định chính xác vị trí tương đối giữa chi tiết gia công với dao cắt thông qua đồ gá bắt chặt trên bàn máy và các đồ định vị của đồ gá. Đồ định vị là các chi tiết hoặc cơ cấu của đồ gá mà mặt làm việc tiếp xúc với mặt chuẩn định vị của chi tiết gia công, theo đó vị trí của chi tiết sẽ được xác định chính xác so với máy hoặc dao. Như vậy, định vị là xác định chính xác vị trí tương đối của chi tiết so với dụng cụ cắt trước khi gia công, nhằm mục đích sau khi dao cắt đi lớp kim loại bề mặt sẽ tạo ra một bề mặt mới có vị trí chính xác tương đối so với chuẩn khởi xuất. 11
2.1.2. Yêu cầu đối với đồ định vị Sử dụng hợp lý đồ định vị sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực vì có thể xác định chính xác vị trí của chi tiết một cách nhanh chóng, giảm được thời gian phụ và nâng cao năng suất lao động. Để đảm bảo được chức năng đó, đồ định vị phải thỏa mãn những yêu cầu sau đây: - Đồ định vị cần phải phù hợp với bề mặt dùng làm chuẩn định vị của chi tiết gia công về mặt hình dáng và kích thước - Đồ định vị cần phải đảm bảo độ chính xác lâu dài về kích thước và vị trí tương quan, do đó đồ định vị phải đảm bảo độ bền, có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt. 2.1.3. Nguyên tắc định vị 6 điểm 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 theo phương đó mà không bị bất kỳ một cản trở nào. Tuy nhiên trong phạm vi môn học, cần được hiểu rằng nếu vật rắn tuyệt đối có thể dịch chuyển trong một giới hạn nào đó theo một phương, cũng có nghĩa là vật rắn tuyệt đối đó có bậc tự do theo phương đó. Z oz oz III ' II y 6 ' 6 5 5 4 4' X 2 1 3 ox I X oy 0 z 2' 1' ox 3''' Y oy Hình 2.1 Nguyên tắc định vị 6 điểm Trong hệ tọa độ Đề các, một vật rắn tuyệt đối có 6 bậc tự do. 6 bậc tự do đó là: 3 bậc tịnh tiến dọc trục Ox , Oy , Oz và 3 bậc quay quanh ba trục Ox, Oy, Oz. 12
Chẳng hạn khi đặt một khối lập phương trong hệ tọa độ Đề các (hình 2.1), có thể thấy các chuyển động trên được khống chế như sau: - Điểm 1 khống chế bậc tịnh tiến theo Oz - Điểm 2 khống chế bậc quay quanh Ox. - Điểm 3 khống chế bậc quay quanh Oy. - Điểm 4 khống chế bậc tịnh tiến theo Ox - Điểm 5 khống chế bậc quay quanh Oz. - Điểm 6 khống chế bậc tịnh tiến theo Oy Người ta dùng nguyên tắc 6 điểm này để định vị các chi tiết khi gia công. Chú ý: - Trong quá trình định vị chi tiết, không phải lúc nào cũng khống chế cả 6 bậc tự do, mà tùy theo yêu cầu gia công ở từng nguyên công, số bậc tự do có thể được khống chế từ 3 đến 6. Số bậc tự do được khống chế phụ thuộc vào hình dáng và kích thước của bề mặt gia công. - Số bậc tự do khống chế không lớn hơn 6, nếu có 1 bậc tự do nào đó được khống chế quá 1 lần thì gọi là siêu định vị. Siêu định vị sẽ làm cho phôi gia công bị kênh hoặc lệch, không đảm bảo được vị trí chính xác, gây ra sai số gá đặt phôi, ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. o đó, trong quá trình gia công không nên để xảy ra hiện tượng siêu định vị. Ví dụ về các chi tiết định vị: + Một mặt phẳng tương đương 3 điểm (khống chế 3 bậc tự do). + Một khối V dài tương đương 4 điểm (khống chế 4 bậc tự do). + Một khối V ngắn tương đương 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do). + Một chốt trụ dài tương đương với 4 điểm (khống chế 4 bậc tự do). + Một chốt trụ ngắn tương đương với 2 điểm (khống chế 2 bậc tự do). + Một chốt trám tương đương 1 điểm (khống chế 1 bậc tự do). Ví dụ 2.1: Yêu cầu gia công chi tiết đảm bảo kích thước , ta cần giải quyết 2 vấn đề sau: 13
+ Xác định số bậc tự do cần thiết ảnh hưởng đến kích thước . + Chọn chuẩn định vị và lập sơ đồ định vị. - Xác định số bậc tự do cần khống chế như sau: lập hệ trục tọa độ Oxyz. Hình 2.2 Ta thấy: - Tịnh tiến theo trục Oz - Quay quanh trục Ox Ảnh hưởng đến kích thước - Quay quanh trục Oy Các bậc tự do Ox , Oy , Oz không ảnh hưởng đến kích thước . Như vậy để đảm bảo kích thước cần định vị 3 bậc tự do. - Chọn chuẩn: theo nguyên tắc chọn chuẩn trong công nghệ chế tạo máy. Ở đây ta chọn mặt đáy làm chuẩn định vị, khống chế 3 bậc tự do theo yêu cầu, kẹp chặt, xác định vị trí dao và vẽ thành sơ đồ như trên, gọi là sơ đồ định vị chi tiết. Ví dụ 2.2: Xác định số bậc tự do cần khống chế và vẽ sơ đồ định vị để gia công rãnh then đảm bảo kích thước , C, và L Hình 2.3 Xác định số bậc tự do cần khống chế như sau: lập hệ trục tọa độ Oxyz. - Đối với kích thước , ta thấy: + Tịnh tiến theo trục Oz Ảnh hưởng đến kích thước + Quay quanh trục Ox Các bậc tự do Ox , Oy , Oz, Oy không ảnh hưởng đến kích thước . - Đối với kích thước : do dao xác định. - Đối với kích C, ta thấy: + Tịnh tiến theo trục Ox Ảnh hưởng đến kích thước C + Quay quanh trục Oz 14
Các bậc tự do Oz , Oy , Oy, Ox không ảnh hưởng đến kích thước C. - Đối với kích L, ta thấy: + Tịnh tiến theo trục Oy : ảnh hưởng đến L + Còn lại không ảnh hưởng đến kích thước L. Tổng hợp lại, để đạt các kích thước , C, , L cần khống chế 5 bậc tự do, trừ bậc tự do Oy không cần định vị. Định chuẩn và lập sơ đồ định vị: Nếu chọn mặt trụ của chi tiết làm chuẩn, định vị trên khối V dài sẽ khống chế các bậc tự do Oz , Oz , Ox , Ox, còn bậc tự do Oy chưa được khống chế theo yêu cầu, muốn vậy ta phải dùng thêm chuẩn chắn ở mặt đầu chi tiết. Sơ đồ định vị như sau: Hình 2.4 Ví dụ 2.3: Hình 2.5 Khi tiện trơn một trục dài, người ta dùng chuẩn tinh phụ là hai lỗ tâm, định vị 5 bậc tự do (mũi tâm trước định vị 3 bậc tự do, mũi tâm sau định vị 2 bậc tự do), còn bậc 15