CHƯƠNG 1. Giải thích vai trò của đồ gá trong ngành chế tạo cơ khí? Câu 2. Hãy nêu định nghĩa và phân loại đồ gá? Câu 3. Trình bày các yêu cầu và các bộ phận chính của đồ gá cơ khí? 12 CHƯƠNG 2: Phương pháp định vị và các chi tiết định vị Mã chương: MH CG 18-02 Giới thiệu: Phương pháp định vị và sử dụng các chi tiết định vị là một trong những lý thuyết cơ bản của đồ gá gia công trên máy cắt kim loại, trong chương này giới thiệu các vấn đề về định vị và các chi tiết định vị cơ bản dùng trong ngành cơ khí.
Mục tiêu - Trình bày được nguyên tắc định vị sáu điểm; - Đánh giá được mặt định vị và vận dụng linh hoạt trong thực tế để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho chi tiết gia công; - Phân biệt được hai yếu tố định vị và kẹp chặt; - Xác định được sai số số chuẩn; - Phân tích được cấu tạo, điều kiện kỹ thuật, phạm vi ứng dụng của các chi tiết định vị; - Chọn được chi tiết định vị; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. Nguyên tắc định vị sáu điểm. Nguyên tắc định vị 6 điểm:Trong công nghệ chế tạo máy ta sét sự chuyển động 13 của một vật rắn tuyệt đối trong không gian theo hệ tọa độ Đề các. Nó gồm 6 bậc tự do chuyển động là: 3 bậc tịnh tiến dọc trục ox, oy, oz 3 bậc xoay quanh trục ox, oy, oz.
Bậc tư do của vật rắn tuyệt đối là khả năng di chuyển của vật rắn theo phương nào đó mà không bị bất kì một cản trở nào. Khi ta đặt một khối hình hộp trong hệ tọa độ Đề các, có thể thấy các truyển động được khống chế như sau: Mặt phẳng xoy khống chế 3 bậc tự do. Điểm 1: Khống chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục ox. Điểm 2: Khống chế bậc tự do quay quanh trục oy.
Điểm 3: Khống chế bậc tự do quay quanh trục oz. → 3 điểm tạo thành một mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do. Mặt phẳng xoz khống chế 2 bậc tự do. Điểm 4: Khống chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục oy.
Điểm 5: Khống chế bậc tự do quay quanh trục oz. → 2 điểm tạo thành một đường thẳng khống chế 2 bậc tự do. Mặt phẳng yoz khống chế 1 bậc tự do. Điểm 6: Khống chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục ox.
→ 1 điểm khống chế 1 bậc tự do. Mỗi mặt phẳng đều có khả năng khống chế 3 bậc tự do, nhưng ở mặt phẳng xoz và yoz chỉ khống chế 2 và 1 bậc tư do vì có những bậc tự do ở mặt này có thể khống chế nhưng ở mặt kia cũng đã được khống chế rồi do đó nó không khống chế nữa. Mặt phẳng định vị chính là mặt phẳng có diện tích lớn khống chế 3 bậc tư do. Mặt phẳng dẫn hướng là mặt phẳng dài và hẹp được coi là đường thẳng khống chế 2 bậc tự do.
Mặt phẳng chặn là mặt phẳng hẹp coi là một điểm khống chế 1 bậc tự do. Định vị hoàn toàn và định vị chi tiết khử đủ 6 bậc tư do. Định vị không hoàn toàn là định vị chi tiết khử nhỏ hơn 6 bậc tự do. 14 Trong quá trình định vị chi tiết, không phải lúc nào cũng cần phải khống chế đủ 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 nhỏ hơn 6.
Định nghĩa và yêu cầu với chi tiết định vị 2. Định nghĩa: Quá trình định vị là sự xác định vị trí chính xác tương đối của chi tiết so với dụng cụ cắt trước khi gia công.Yêu cầu đối với đồ định vị. Khi định vị chi tiết trên đồ gá, người ta dùng các chi tiết hay các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với bề mặt dùng làm chuẩn của chi tiết, nhằm đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa bề mặt gia công của chi tiết với dụng cụ cắt. Các chi tiết và bộ phận đó được gọi là đồ định vị (cơ cấu định vị, chi tiết định vị ).
Sử dụng hợp lí cơ cấu 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, cơ cấu định vị phải thoả mãn những yêu cầu chủ yếu sau đây : 1) Cơ cấu 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. 2) Cơ cấu định vị cần phải đảm bảo độ chính xác lâu dài về kích thước và vị trí tương quan. 3) Cơ cấu định vị chi tiết có tính chống mài mòn cao, đảm bảo tuổi thọ qua nhiều lần gá đặt.
Vật liệu làm cơ cấu định vị, có thể sử dụng các loại thép 20X, 40X, Y7A,Y8A, thép 20X thấm C hoặc thép 45.Nhiệt luyện đạt độ cứng 50÷60 HRC. Độ nhám bề mặt làm việc R = 0,63÷0,25; cấp chính xác IT6÷IT7. 15 Tất cả các loại đồ định vị được trình bày trong phần này đã được tiêu chuẩn hoá. Các thông số hình học, độ chính xác, kích thước và chất lượng bề mặt đã được cho trong các sổ tay cơ khí, sổ tay công nghệ chế tạo máy, sổ tay thiết kế đồ gá.
Bề mặt của chi tiết gia công được sử dụng làm chuẩn định vị thường gặp : - Chuẩn định vị là mặt phẳng. - Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài. - Chuẩn định vị là mặt trụ trong. Chuẩn định vị kết hợp (hai lỗ tâm; một mặt phẳng và hai lỗ vuông góc với mặt phẳng đó; một mặt phẳng và một lỗ có đường tâm song song hoặc thẳng góc với mặt phẳng.
Tương ứng với các loại chuẩn nêu ở trên, ta cần xác định các cơ cấu định vị một cách hợp lí. Sau đây ta xét cụ thể. Các chi tiết định vị 3.Các chi tiết dùng để định vị mặt phẳng. Thường người ta lấy mặt phẳng trên chi tiết làm chuẩn định vị.
Khi đó đồ định vị thường dùng là chốt tì, phiến tì. Chốt tì cố định. Chốt tì cố định dùng để định vị khi chuẩn là mặt phẳng, gồm có 3 loại như hình 2-1. Hình 2-1a và b dùng khi chuẩn định vị là mặt thô.
Hình 2-1c dùng khi chuẩn định vị là mặt tinh. Chốt tì có thể lắp trực tiếp lên thân đồ gá hoặc thông qua một bạc lót (hình 2-1d). 16 Hình 2- 1: Các loại chốt tì cố định Chốt tì có đường kính D = 12mm được chế tạo bằng thép các bon dụng cụ có hàm lượng C = 0,7÷0,8 % và tôi cứng đạt HRC= 50÷ 60. Khi D> 12mm, có thể chế tạo bằng thép các bon có hàm lượng C=0,15÷0,2%,tôi cứng sau khi thấm than đạt độ cứng HRC =55÷60.
Số chốt tì được dùng ở một mặt chuẩn định vị bằng số bậc tự do mà nó cần hạn chế. Chốt tì điều chỉnh. Chốt tì điều chỉnh được dùng khi bề mặt làm chuẩn của chi tiết là chuẩn thô, có sai số về hình dáng và có kích thước tương quan thay đổi nhiều. Kết cấu chốt tì điều chỉnh như hình 2-2.
Hình 2-2a: Đầu 6 cạnh, dùng cơ lê điều chỉnh. Hình 2-2b: Đầu tròn. Hình 2-2c: Chốt vát cạnh, dùng cơ lê điều chỉnh. Hình 2-2d: Chốt điều chỉnh lắp trên mặt đứng của đồ gá.
17 Hình 2-2: Chốt tì điều chỉnh Trên mặt phẳng định vị của chi tiết, người ta có thể dùng hai chốt tì cố định và một chốt tì điều chỉnh nhằm chỉnh lại vị trí của phôi. Chốt tì tự lựa : Chốt tì tự lựa được dùng khi mặt phẳng định vị là chuẩn thô hoặc mặt bậc. Do đặc điểm kết cấu của chốt tì tự lựa, nên mặt làm việc của chốt tì tự lựa luôn luôn tiếp xúc với mặt chuẩn, đồng thời tăng độ cứng vững của chi tiết và giảm áp lực trên bề mặt của các điểm tì. Hình 2-3: Chốt tì tự lựa 18 Ví dụ chốt tì tự lựa 3 và 4 trên hình (hình 2-3).
Tuy loại chốt tì này tiếp xúc với phôi ở hai điểm nhưng nó chỉ hạn chế một bậc tự do. Chốt tì phụ không tham gia định vị chi tiết, mà chỉ có tác dụng nâng cao độ cứng vững của chi tiết khi gia công. Chốt tì phụ có nhiều loại (hình 2-4a,b). Hình 2-4 : Chốt tì phụ Khi gá đặt chi tiết, chốt tì phụ ở dạng tự do, chưa cố định.
Dưới tác dụng của lò xo 2 làm cho chốt 1 tiếp xúc với mặt tì của chi tiết cần gia công đã được định vị và kẹp chặt xong. Sau đó dùng chốt 4 và vít 3 để cố định vị trí của chốt. Phiến tì là chi tiết định vị khi chuẩn là mặt phẳng đã được gia công (chuẩn tinh) có diện tích thích hợp (kích thước trung bình và lớn). phiến tì có 3 loại (hình 2-5), mỗi lọai có đặc điểm và phạm vi ứng dụng riêng : 19 Hình 2- 5: Các loại phiến tì Loại 2-5a phiến tì phẳng đơn giản, dễ chế tạo, có độ cứng vững tốt, nhưng khó làm sạch phoi vì các lỗ bắt vít lõm xuống, thường lắp trên các mặt thẳng đứng.
Lọai 2-5b phiến tì có rãnh nghiêng sử dụng thuận tiện cho việc làm sạch, bảo quản nhưng chế tạo tốn kém hơn các loại khác. Loại 2-5c phiến tì bậc, bề mặt làm việc dễ qué t sạch phoi và làm sạch do có rãnh lõm 1÷2mm, vì chiều rộng B lớn nên khó gá đặt trong đồ gá, ít dùng hơn. Người ta sử dụng 2 phiến tì hay 3 phiến tì tạo thành một mặt phẳng định vị (chú ý nếu dùng 2 phiến tì, thì 1 phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lạ i khống chế 1 bậc tự do; Nếu dùng 3 phiến tì, thì mỗi phiến tì hạn chế 1 bậc tự do).Các phiến tì được lắp vào thân đồ gá bằng các vít kẹp và được mài lại cho đồng phẳng và đảm bảo độ song song (hay vuông góc với đế đồ gá ) sau khi lắp. Phiến tì thường làm bằng thép có hàm lượng các bon C=0,15÷0,2%, tôi sau khi thấm than để đạt độ cứ ng HRC =55÷60, qua mài bóng R =0,63÷ 0,25.
Phiến tì đã được tiêu chuẩn hoá và cho trong các sổ tay cơ khí, sổ tay chế tạo máy, sổ tay thiết kế đồ gá. Định vị khi chuẩn định vị là mặt trụ ngoài. Khi chuẩn định vị là mặt trụ ngoài, chi tiết định vị thường dùng là : 3.