Phần-5_-Đồ-gá-gia-công-cơ-khí

Mục lục
Contents
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG.
1.1.1. Khái niệm về đồ gá.
1.2. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1.2.1. Yêu cầu khi thiết kế đồ gá
1.2.2. Phƣơng pháp thiết kế đồ gá
1.3. CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA ĐỒ GÁ
1.3.1. Bộ phận định vị
1.3.2. Bộ phận kẹp chặt
1.3.3. Bộ phận dẫn hƣớng
1.3.4. Bộ phận phân độ
1.3.5. Bộ phận truyền động
1.3.6. Thân đồ gá
2.1. YÊU CẦU CỦA CHI TIẾT ĐỊNH VỊ
2.2. KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ
2.2.1. Các chi tiết định vị bằng mặt phẳng
2.2.2. Các chi tiết định vị bằng mặt trụ ngoài
2.2.3. Các chi tiết định vị bằng mặt trụ trong
2.3. SAI SỐ GÁ LẮP.
2.3.1. Khái niệm về sai số gá lắp
2.3.2. Sai số chuẩn
2.3.3. Sai số kẹp chặt kc
2.3.4. Sai số đồ gá đg.
3.1. YÊU CẦU CỦA CƠ CẤU KẸP CHẶT
3.2. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰC KẸP CHẶT
3.3. HỆ SỐ AN TOÀN KHI KẸP CHẶT
4.1. KẸP CHẶT BẰNG CHÊM
4.1.1. Khái niệm chung về kẹp chặt bằng chêm
4.1.2. Tính lực kẹp chặt của chêm
4.1.3. Xác định diều kiện tự hãm của chêm

4.2. KẸP CHẶT BẰNG REN VÍT
4.2.1. Khái niệm kẹp chặt bằng ren vít
4.2.2. Tính lực kẹp của ren vít
4.2.3. Các loại đầu kẹp của cơ cấu ren vít
4.2.4. Xác định lực xiết trên tay địn (clê)
4.3. KẸP CHẶT BẰNG CON LĂN LỆCH TÂM
4.3.1. Công dụng và đặc điểm
4.3.2. Điều kiện tự hãm của con lăn lệch tâm tròn
4.3.3. Lực kẹp của con lăn lệch tâm (hình 4.14)
4.4. TRUYỀN ĐỘNG BẰNG HƠI ÉP TRONG ĐỒ GÁ
4.4.1. Khái niệm về truyền động hơi ép
4.4.2. Kẹp chặt bằng xy lanh - piston.
4.4.3. Kẹp chặt bằng màng mỏng (xy lanh màng)

2
2
3
3
4
4
5
5
6
7
7
8
9
9
9
11

12
15
15
15
21
21
22
23
26
27
27
28
29
30
30
30
32
34
37
37
37
39
40
40
41
43


PHẦN V
ĐỒ GÁ GIA CƠNG CƠ KHÍ

CHƢƠNG I
KHÁI NIỆM VỀ DỤNG CỤ GÁ LẮP
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG.
1.1.1. Khái niệm về đồ gá.
Đồ gá (ví dụ như hình 1.1) là một trang bị cơng nghệ khơng thể thiếu được trong q
trình gia cơng cơ khí, trong q trình kiểm tra các thơng số kỹ thuật của chi tiết, trong q
trình lắp ráp các chi tiết máy thành một cụm hoặc một tổng thành. Nhờ có đồ gá mà người
ta có thể nâng cao được năng suất lao động, giảm bớt được rất nhiều thời gian phụ trong
q trình gia cơng, kim tra lắp ráp... nhờ có đồ gá mà người ta có thể đạt được chất lượng
gia cơng một cách dễ dàng, các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết máy trong q trình gia cơng
cơ khí, q trình lắp giáp được đảm bảo. Trên mỗi một máy cơng cụ có thể thực hiện được
một số công việc nhất định. Khi thực hiện một qui trình cơng nghệ gia cơng một chi tiết
máy nào đó, cần phải có các loại máy công cụ khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ khác
nhau theo yêu cầu cần chế tạo của chi tiết máy. Nhưng trong thực tế sản xuất không phải ở
cơ sở sản xuất nào đó cũng có đầy đủ các loại máy cơng cụ theo u cầu. Do đó để thực
hiện được qui trình cơng nghệ người ta phải dùng đến các đồ gá. Đồ gá có khả năng mở
rộng phạm vi công nghệ của máy công cụ, làm cho nó có thể thực hiện được việc gia cơng
một bề mặt nào đó mà bản thân nó khơng thực hiện được do cấu tạo ngun thủy của nó.
Ví dụ khi thực hiện qui trình cơng nghệ chế tạo piston của động cơ ô tô, người ta phải tiến
hành gia công piston theo dạng ô van (đo theo tiết diện ngang) và hình cơn (đo theo chiều
dài piston) trên máy tiện vạn năng. Để thực hiện nhiệm vụ này người ta dùng đồ gá chép
hình trên máy tiện để gia cơng thân piston theo cấu tạo đặc biệt của nó.
1.1.2. Phân loại đồ gá.
Khi phân loại đồ gá người ta có nhiều cách phân loại khác nhau. Có thể phân loại
theo công dụng của đồ gá, theo mức độ chuyên môn hóa của đồ gá.
a. Phân lại theo cơng dụng.
- Đồ gá dùng trên máy công cụ:
Đồ gá dùng trên máy công cụ là các loại đồ gá dùng để gá lắp chi tiết gia công, gá
lắp dao trên máy công cụ. Đồ gá dùng để gá chi tiết được gọi là chi tiết được gọi là đồ gá.
Trên các may cơng cụ có nhiều đồ gá để gá chi tiết: các loại mâm cặp, mũi tâm, trục gá,

mâm hoa mai (dùng trên các loại máy tiện) ôtô (dùng trên các loại máy phay, máy bào,
máy khoan…).
Đồ gá dùng để gá dao cắt được gọi là dụng cụ phụ.
- Đồ gá dùng để lắp ráp:
Đồ gá dùng trong lắp ráp dùng để gá lắp sơ bộ các chi tiết nào trong cụm máy. Khi
lắp ráp các chi tiết có độ đàn hồi (vòng găng động cơ, các chi tiết lò xo) người ta thường

2


dùng các đồ gá để lắp chúng vào trong cụm máy nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong lắp
ráp đồng thời đảm bảo được yêu cầu năng suất và an tồn trong q trình làm việc.
- Đồ gá kiểm tra:
Đồ gá kiểm tra là các loại đồ gá dùng để kiểm tra các thông số kỹ thuật của chi tiết
máy trong q trình gia cơng hoặc trong q trình lắp ráp. Khi gia công xong 1 chi tiết máy
để kiểm tra các thông số: độ song song giữa các bề mặt gia cơng, độ vng góc, độ đồng
trục. Người ta cần phải có các đồ gá để kiểm tra các thơng số này. Trong q trình lắp ráp
cũng cần kiểm tra các thông số sau khi lắp ráp: độ song song giữa các trục, độ vng góc
giữa mặt đầu của trục với đường tâm trục...
- Đồ gá gia công nóng:
Đồ gá gia cơng nóng là loại đồ gá dùng trong việc gia cơng các chi tiết có dùng tác
động của nhiệt độ. Đó là q trình nhiệt luyện, chi tiết rèn, dập, hàn…
b. Phân loại theo mức độ chuyên mơn hóa của đồ gá
- Đồ gá vạn năng:
Đồ gá vạn năng là loại đồ gá có khả năng lắp các chi tiết có cách hình dạng, kết cấu
khác nhau để thực hiện nhiệm vụ gia công khác nhau. Đồ gá vạn năng được áp dụng rộng
rãi trong sản xuất đơn chiếc và sản xuất loạt nhỏ. Trên các máy công cụ được trạng bị
nhiều đồ gá để thực hiện các nhiệm vụ gia công: như mâm cặp 3 vấu, 4 vấu, 2 vấu lệch
tậm, mâm cặp hoa mai, mũi tâm, ê tô...
- Đồ gá chuyền dùng:

Đồ gá chuyên dùng là loại đồ gá được dùng để gá lắp một số chi tiết có hình dạng
nhất định.
- Đồ gá đặc biệt:
Đồ gá đặc biệt là loại đồ gá dùng để gá lắp một chi tiết nào đó nhằm thực hiện một
ngun cơng đặc biệt nào đó trong qui trình cơng nghệ.
Ví dụ: Đồ gá gia cơng ơ van vá cơn thân piston động cơ ôtô, đồ gá tiện hoặc mái cổ
biên của trục khuỷu động cơ, đồ gá gia công các vấu cam của trục cam động cơ ôtô..
- Đồ gá vạn năng lắp ghép:
Đồ gá vạn năng lắp ghép là loại đồ gá được cấu tạo từ nhiều bộ phận riệng biệt khác
nyhau và được lắp ráp thành các đồ gá khác nhau theo yêu cầu gia công cụ thể. Khi thay
đổi nhiệm vụ gia công, người ta lại tháo rời ra và lắp ráp lại thành đồ ga khác tương ứng
với công việc gia công khác.
Loại đồ gá vạn năng lắp ghép này giá thành chế tạo cao, thường chỉ được sử dụng
trong sản xuất hàng loạt.
1.2. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1.2.1. Yêu cầu khi thiết kế đồ gá
Nói chung phương hướng phát triển của đồ gá hiện nay là:
- Tiêu chuẩn hóa kết cấu toàn đồ gá hoặc từng bộ phận đồ gá.
- Dùng các truyền động khi nén, dầu nén, điện tử… để giảm sức lao động.
- Nửa tự động hoặc tự động hóa để tăng năng suất và giảm sức lao động.
- Tăng cường sử dụng đồ gá điều chỉnh gia cơng nhóm.

3


Mức độ áp dụng các phương hướng trên phụ thuộc vào điều kiện sản xuất.
Sản xuất hàng loạt nhỏ thì u cầu chính là kết cấu đơn giản và có chú ý thích đáng
đến năng suất lao động.
Ở đây người ta sử dụng rộng rãi đồ gá nhiều vị trí, nửa tự động, tự động, đồ gá gia
công liên tục, phân độ và kẹp chặt tự động, đầu nhiều trục, mâm quay v.v...

Để thỏa mãn các yêu cầu trên người ta có thể áp dụng như sau: Để giảm sức lao động
có thể kẹp chặt bằng các cơ cấu cơ khí hóa (hơi nén đầu nén v.v...) hoặc cơ cấu phóng đại
lực hẹp, để năng suất lao động có thể dùng phương pháp kẹp nhanh, dùng thời gian phụ
trùng thời gian máy, cắt bằng nhiều dao, gia công cao tốc v.v... để giảm giá thành nên dùng
các kết cấu đồ gá được tiêu chuẩn hóa, dùng đồ gá gia cơng nhóm, chọn kết cấu đơn giản,
hợp lý.
Nói chung một đồ gá khi thiết kế cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo u cầu gia cơng (độ chính xác, độ bóng v.v...), nguyên lý đúng. Nâng
cao năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm. An toàn. Dễ sử dụng bảo quản - kết cấu
đơn giản, có tính công nghệ cao.
1.2.2. Phƣơng pháp thiết kế đồ gá
a. Tài liệu ban đầu để thiết kế đồ gá
- Bản vẽ chi tiết gia cơng với đầy đủ kích thước và yêu cầu kỹ thuật.
- Sơ đồ gia công của nguyên cơng cần thiết đồ gá.
- Phiếu qui trình cơng nghệ với các điều kiện đã cho. Thiết bị, chế độ gia công v.v...
sản lượng hàng năm.
b. Các giai đoạn thiết kế đồ gá
+ Xác định cơ sở và nguyên tắc làm việc của đồ gá (định vị, kẹp chặt, truyền
động...).
+ Thiết kế kết cấu các bộ phận cụ thể của đồ gá.
Khi thiết kế đồ gá cần chú ý qui trình chi tiết gia cơng coi như trong suốt nên che
khuất các đường nét của đồ gá. Chi tiết gia công được thể hiện bằng nét vẽ màu đỏ hoặc
màu đen (nếu vẽ màu đen thì nết vẽ gạch chấm - - - - -).
Cần ghi các kích thước sau đây:
- Kích thước rộng nhất, cao nhất của đồ gá, khoảng cách giữa các đồ định vị và đồ
dẫn hướng, khoảng cách giữa các bề mặt gia công.
- Khoảng cách giữa các miếng gá dao đến mặt gia công (chiều dày căn).
- Khoảng cách các bạc dẫn hướng khoan.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA ĐỒ GÁ
Đồ gá gia công cơ khí bao gồm nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận đều có nhiệm

vụ và yêu cầu nhất định. Chúng được lắp ráp thành một khối trên thân đồ gá. Phụ thuộc
vào các công việc gia công cụ thể, đồ gá có nhiều bộ phận có mức độ đơn giản hoặc phức
tạp khơng giống nhau, nhưng nói chung chúng bao gồm một số bộ phận chính sau đây:

4


Hình 1.1: Đồ gá khoan - doa chi tiết dạng hộp
1. chốt trụ ngắn định vị; 2.phiến tỳ định vị; 3. chốt trám định vị; 4. vít tỳ tăng độ cứng; 5.
bu lông kẹp chặt; 6. chi tiết gia công; 7. thân đồ gá; 8. tấm và bạc dẫn hướng.
1.3.1. Bộ phận định vị
Bộ phận định vị của đồ gá là một phần tử rất quan trọng của đồ gá trong gia cơng cơ
khí. Nó có nhiệm vụ xác định vị trí cần thiết của vật gia cơng so với máy cơng cụ và dao
cắt. Ví dụ như chi tiết trụ ngắn 1, phiến tỳ 2, chốt trám 3 ( hình 1.1) của đồ gá khoan là bộ
phận định vị chi tiết.
Phụ thuộc vào hình dạng hình học của bề mặt định vị ở vật gia công mà các phần tử
định vị đồ gá có các hình dạng khác nhau. Các phần định vị được sử dụng phổ biến trên đồ
gá là: Các loại chốt tỳ, các loại phiến tỳ, khối chữ V, các loại trục gá, các loại chốt định vị
v.v… Các phần tử định vị cần định vị chính xác khi gia cơng, đồng thời chúng phải có độ
cứng vững cao, khả năng làm việc lâu dài và có thể thay thế dễ dàng trong q trình sử
dụng.
1.3.2. Bộ phận kẹp chặt
Bộ phận kẹp chặt của đồ gá có tác dụng tạo ra lực kẹp chặt, giữ cho chi tiết không bị
xê dịch dưới tác dụng của trọng lượng bản thân chi tiết, dưới tác dụng của lực cắt, dưới tác
dụng của lực ly tâm v.v… tác dụng lên chi tiết gia cơng (chi tiết 5 hình 1.1)
Bộ phận kẹp chặt của đồ gá bao gồm các cơ cấu tạo lực bằng cơ khí (ren vít, chêm,
bánh lệch tâm v.v...) bằng thủy lực, bằng khí nén, bằng điện từ… khi chọn các cơ cấu kẹp

5

chặt cần phải quan tâm đến phương, chiều, điểm đặt lực kẹp chặt, cũng như số lượng chi
tiết cần gia công để chọn cơ cấu kẹp hợp lý.
1.3.3. Bộ phận dẫn hƣớng
Là cơ cấu dùng để giữ cho hướng tiến của dao không thay đổi hoặc để tăng độ cứng
vững của dao trong q trình gia cơng , thường gặp là trong các đồ gá khoan hoặc doa.
Dưới tác dụng của lực cắt mũi khoan hoặc doa bị cong đi làm tâm lỗ gia cơng bị xiên, bạc
dẫn hướng có tác dụng tăng độ cứng vững của mũi khoan làm cho đường tâm của lỗ gia
cơng vng góc với mặt đầu của lỗ ( chi tiết 8 hình 1.1)
Các hình vẽ sau đây giới thiệu một số kết cấu của bạc dẫn hướng.

a)

c)

b)
Hình 1.2

Các bạc dẫn hướng là các chi tiết của đồ gá đã được tiêu chuẩn hóa.
Hình 1.2a là bạc dẫn hướng cố định sử dụng trong sản xuất nhỏ cho một loại dụng cụ
H7
nhất định được lắp chặt với tấm dẫn hướng theo
.
p6
Hình 1.2b là bạc dẫn hướng có vai cũng được lắp như bạc khơng vai.
Hình 1.2c là bạc dẫn hướng thay thế gồm 2 bạc, bạc ngoài lắp cố định với tấm dẫn
H7
H7
hướng theo
, bạc trong lắp

với lỗ bạc ngoài để dễ thay thế. Bạc ngồi được chống
n6
p6
xoay bằng vít kẹp chặt.
Bạc dẫn hướng cần đảm bảo độ bền, chống mài mịn cao để có thể dẫn hướng chính
xác. Bạc dẫn hướng thường được chế tạo bằng thép 45 tôi cứng đến 45  60 HRC. Bạc dẫn
hướng thép Y10A hoặc 20, 20X thấm các bon và tôi đạt tới 62  64 HRC. Độ bóng của bề
mặt làm việc cần 7  8. Độ chính xác 2  3 (TCVN) nếu yêu cầu cao thì phải đạt chính
xác cấp 1 hoặc thấp thì độ chính xác cấp 4 (TCVN).
Để đảm bảo bạc dẫn hướng làm việc tốt cần tuân theo tỷ lệ kích thước sau đây (xem
hình 1.3).
b  (1,5  2)d

1

a    1 d
3

Nếu b quá ngắn: không đảm bảo bạc dẫn hướng.

Nếu b quá dài: tổn hao ma sát lớn

6


Nếu a nhỏ quá: phoi dễ lọt vào bạc làm mòn bạc dẫn.
a

1
d - Khi khoan đồng, gang.

3

a = 1d

- Khi khoan thép.

Nếu a quá lớn làm giảm độ cứng vững của mũi khoan.

d
b

a

bỊ mỈt khoan

Hình 1.3
1.3.4. Bộ phận phân độ
Bộ phận phân độ của đồ gá được dùng khi gia cơng các bề mặt khác nhau có mối liên
hệ bằng một góc quay nhất định.
Trên đồ gá khoan và phay rất hay dùng cơ cấu phân độ để quay mâm quay (có gá vật
gia cơng) đi một góc nào đó khi khoan các lỗ hoặc phay các bề mặt khác nhau cách nhau
một góc bằng góc quay: Ví dụ khoan các lỗ lắp bu lông trên moay ở bánh xe, khoan các lỗ
bu lông trên bán trục ôtô, phay các rãnh then hoa, phay các rãnh răng bằng phương pháp
phay định hình...
Cơ cấu phân độ trên đồ gá có thể có nhiều loại khác nhau và được sử dụng rộng
trong các điều kiện gia công khác nhau.
- Cơ cấu phân độ bằng tay: gồm có bàn quay và chốt phân độ là loại phân độ đơn
giản nhất.
- Cơ cấu phân độ bằng cam.
- Cơ cấu phân độ tự động.

- Phân độ bằng cơ cấu Man-tít (được dùng rộng rãi trong tự động hóa).
- Phân độ cảm ứng: Phương pháp này dựa vào nguyên lý cảm ứng điện, loại này có
ưu điểm rất chính xác.
1.3.5. Bộ phận truyền động
Bộ phận truyền động của đồ gá có tác dụng xác định vị trí tương đối giữa dao cắt với
vật gia cơng, đồng thời xác định cả hướng chuyển động của dao cắt theo một quỹ đạo nào
đó trong gia cơng chép hình. Khi gia cơng các bề mặt định hình cơ cấu chép hình có tác
dụng rất lớn để đảm bảo thời gian gia cơng và đảm bảo độ chính xác gia công. Cơ cấu chép

7


hình có nhiều đièu khác nhau. Chép hình bằng cơ khí, chép hình bằng dầu ép và khi ép,
chép hình bằng điện và cơ khí kết hợp.
1.3.6. Thân đồ gá
Thân đồ gá là chi tiết cơ bản để nối liền các cơ cấu khác của đồ gá thành một đồ gá
hồn chỉnh (chi tiết 7 hình 1.1) . Thân đồ gá cần có các yêu cầu sau:
- Đủ độ cứng vững, không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực (lực cắt).
- Kết cấu đơn giản gọn nhẹ, tính công nghệ cao, dễ tháo lắp chi tiết gia công, dễ quét
dọn phoi.
- Vững chắc, an toàn (đối với các đồ gá quay với tốc độ cao).
Thân đồ gá có thể chế tạo bằng phương pháp đúc, rèn, hàn. Thường thân đồ gá được
đúc bằng gang vì có độ cứng vững cao, có thể chế tạo được các hình dạng phức tạp theo
yêu cầu thiết kế, nhưng giá thành chế tạo cao.
Để lắp các bộ phận khác lên thân đồ gá người ta dùng các loại vít hoặc bu lơng đầu
giác trong, đai ốc.
1.3.7. Cơ cấu gá dao
Cơ cấu gá dao dùng để xác định vị trí của dao cắt đối với bàn máy và đồ gá. Cơ cấu
dao thường dùng là miếng gá của dao và căn. Cơ cấu gá dao là bộ phận của dụng cụ phụ,
nó khơng thuộc vào phạm vi của đồ gá gá chi tiết gia công.

8


CHƢƠNG II
BỘ PHẬN ĐỊNH VỊ CỦA ĐỒ GÁ
2.1. YÊU CẦU CỦA CHI TIẾT ĐỊNH VỊ
Các chi tiết của đồ gá dùng để đỡ chuẩn định vị của vật gia công, thay thế các điểm
định vị được gọi là chi tiết định vị.
Chi tiết định vị cần đảm bảo định vị chính xác vật gia cơng để đảm bảo chính xác các
yếu tố gia công của vật theo yêu cầu kỹ thuật. Chi tiết định vị cần có độ cứng vững cao để
không bị biến dạng khi chịu các ngoại lực tác dụng. Chi tiết định vị cần có khả năng chống
mịn cao để khơng bị biến dạng khi chịu các ngoại lực tác dụng. Ngồi các u cầu cơ bản
nói trên chi tiết định vị phải có tính cơng nghệ cao, đồng thời dễ sửa chữa, thay thế khi cần
thiết.
Vật liệu của chi tiết định vị thường là thép 20X, thép 20 thấm các bon với chiều sâu
thấm 0,8  1,2mm và tôi đến độ cứng 58  62 HRC, thép Y7A tôi đến độ cứng 58  62
HRC.
Người ta chia chi tiết định vị ra làm hai loại: chi tiết định vị chính và phụ.
Chi tiết định vị chính là những chi tiết có thể tiêu trừ một hoặc nhiều bậc tự do của
vật gia công, đảm bảo cho vật gia cơng chỉ có một vị trí nhất định trong đồ gá.
Chi tiết định vị phụ là những chi tiết dùng để tăng độ cứng vững của vật gia cơng mà
khơng có tác dụng tiêu trừ bậc tự do của vật. Chi tiết định vị phụ không được làm thay đổi
vị trí của vật gia cơng mà các chi tiết định vị chính xác đã định. Các chi tiết định vị phụ
đều có kết cấu điều chỉnh, di động được. Trong quá trình sử dụng các chi tiết định vị phụ,
người ta có thể biến chi tiết định vị phụ trở thành chi tiết định vị chính bằng một số động
tác phụ khi gá lắp, lúc này chi tiết định vị phụ trở thành chi tiết định vị chính điều chỉnh
dùng khi dung sai của phôi thay đồi nhiều, chuẩn định vị thơ có sai số về hình dáng.
2.2. KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ
2.2.1. Các chi tiết định vị bằng mặt phẳng

a. Chốt tỳ
Chốt tỳ dùng để đỡ mặt phẳng, mỗi một chốt tỳ có tác dụng là một điểm định vị. Các
chốt tỳ là các chi tiết của đồ gá đã được tiêu chuẩn hóa. Các chốt tỳ được lắp trên thân đồ
H7
gá bằng mặt trụ theo mối ghép
. Khi người ta lắp chốt tỳ lên thân đồ gá thông qua một
n6
bạc trung gian để lỗ của thân đồ gá khơng bị mau mịn sau nhiều lần thay chốt.
Chốt gá lắp kiểu này thì mặt trụ ngoài của bạc lắp với thân đồ gá theo
bạc lắp với chốt theo

H7
còn lỗ
n6

H7
g6

9


Khi số chốt định vị tỳ được sử dụng nhiều hơn 1, các chốt tỳ này sau khi lắp trên
thân đồ gá thường được mài lại lần cuối để đảm bảo chiều cao của chốt bằng nhau. Các
kích thước của chốt tỳ được cho trong các sổ tay đồ gá.
Sau đây là một số loại chốt tỳ được sử dụng rộng rãi:

Chi tiÕt

a)

c)

b)

d)

Hình 2.1
Hình 2.1a: Chốt tỳ phẳng dùng để định vị các bề mặt đã gia cơng tinh.
Hình 2.1b: Chốt tỳ đầu chỏm cầu dùng định vị các bề mặt thơ. Dạng chỏm cầu có khả năng
tự lựa khi bề mặt định vị của vật gia cơng có sai số hình dạng lớn.
Hình 2.1c: Chốt tỳ đầu phẳng có gia công nhám dùng để tăng ma sát khi định vị.
Hình 2.1d: Là chốt tỳ phụ, loại chốt này có khả năng điều chỉnh chiểu cao theo kích thước
của bề mặt gia công cần tỳ.
b. Phiến tỳ
Phiến tỳ để định vị bề mặt phẳng lớn của vật gia công. Phiến tỳ được bắt chặt với
thân đồ gá nhờ có các vít đầu chìm (M6  M12). Phiến tỳ được làm bằng thép 20 thấm các
bon với chiều sâu thấm 0,8 1,2mm và tơi đạt 55  60HRC. Khi kích thước các phiến tỳ
nằm trong khoảng:
B = 12  35mm;

L = 40  210mm

H = 8  25mm;

h = 4  13mm

h1 = 0,8  3mm;

B = 9  22mm

d = 6  13mm;

d1 = 8,5  20mm

c = 10  35mm;

c1 = 20  60mm

Khoảng cách giữa các lỗ bắt vít có dung sai  0,1.
Sau đây là một số kết cấu của phiến tỳ thường gặp trong đồ gá.
Phiến tỳ phẳng hình 2.2a để định vị các mặt phẳng thẳng đứng của các vật gia công.

10


Hình 2.2a
Phiến tỳ có rãnh nghiêng hình 2.2b để định vị các mặt phẳng ngang của vật gia công.
Các rãnh nghiêng 45o dùng để quét phôi khi làm sạch đồ gá.

o

45

Hình 2.2b
2.2.2. Các chi tiết định vị bằng mặt trụ ngồi
Hình 2.3 là cấu tạo của khối chữ V. Khối V được dùng rất phổ biến khi định vị mặt
trụ ngồi của vật gia cơng.
Bề mặt định vị của khối V là hai mặt nghiêng có góc vát  ( = 60o; 90o; 120o). Khi
dùng định vị các mặt trụ ngắn, người ta dùng khối V ngắn (chiều rộng B nhỏ) để loại trừ
hai bậc tự do của vật.

Khi định vị các mặt trụ dài người ta dùng khối V có chiều rộng B lớn hoặc dùng 2
khối V ngắn để tiêu trừ bậc tự do của vật.
Khi bề mặt định vị của vật chưa qua gia công (chuẩn thô) để định vị chính xác người
ta dùng khồi V có bề mặt định vị nhỏ, để tăng ma sát bề mặt định vị người ta dùng khối V
có khía nhám trên bề mặt định vị.
Khối V được chế tạo thép 20X, 20 bề mặt làm việc được thấm các bon sâu
0,8 – 1,2mm và được tôi cứng đạt HRC = 58 – 62.

11


Hình 2.3
Đối với các khối V có kích thước lớn (dùng để định vị các trục có D > 120mm) để
tiết kiệm vật liệu, người ta đúc để V bằng gang xám hoặc hàn, trên bề mặt định vị của khối
V lắp các phiến thép tơi cứng và có thể thay thế khi mịn.
Vị trí của khối V trên thân gá quyết định vị trí của vật gia cơng nên cần phải định vị
chính xác khối V trên thân đồ gá; khối V được định vị trên thân gá bằng một mặt phẳng và
H7
2 chốt định vị (chốt lắp ráp theo
với khối V và thân đồ gá) sau đó dùng vít bắt chặt.
n6
Khi lắp ráp bằng một mặt phẳng và hai chốt trụ dễ xẩy ra siêu định vị khi khoảng cách giữa
các lỗ định vị và các chốt định vị có sai số lớn nếu khe hở lắp ghép cho phép nhỏ, vì vậy
người ta có thể tăng khe hở lắp ghép của các chốt định vị sau đó bằng phương pháp gia
công thông suốt lần cuối người ta mài lại các bề mặt định vị của 2 khối V thì sẽ đảm bảo vị
trí chính xác của 2 khối V trên thân đồ gá.
Khi thiết kế khối V, trước hết định kích thước C rồi tính H theo D và C.
Quan hệ giữa H, D, C như sau:
Khi  = 90o;

h = h + 0,707D  0,5C.

 = 120o; H = h + 0,578D  0,289C.
Ngoài khối V người ta cịn định vị mặt trụ ngồi bằng bạc định vị.
2.2.3. Các chi tiết định vị bằng mặt trụ trong
a. Chốt định vị
Chốt định vị là chi tiết định vị ở mặt trụ trong của vật gia công, bề mặt làm việc của
chốt là mặt trụ hoặc một phần mặt trụ. Chốt định vị được lắp chặt trên thân đồ gá hoặc lắp
lỏng và được bắt chặt bằng vít hoặc đai ốc.
12


a)

b)

c)

Hình 2.4
Chốt định vị gồm các loại:
- Chốt khơng vai (hình 2.4a).
Loại này dùng cho lỗ có đường kính D > 16mm. Mặt đáy vật gia công sẽ tỳ trực tiếp
lên vỏ đỗ gá. Loại này có được điểm vỏ đồ gá dễ bị mài mịn.
- Chốt có vai (hình 2.4b).
Dùng cho lỗ có đường kính D  16mm. Mặt đáy vật gia công tỳ lên vai chốt. Phụ
thuộc vào hình dạng bề mặt làm việc của chốt và phân ra loại chốt trụ định vị và chốt trám
(hình 2.4c) số điểm định vị của chốt trám bằng nửa số điểm định vị của chốt trụ. Theo
nguyên lý định vị mặt trụ ngắn: chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do, chốt trám ngắn định vị 1
bậc. Nếu là chốt trụ dài định vị 4 bậc thì chốt trám dài định vị 2 bậc tự do.
Phân biệt chốt dài và ngắn là sự so sánh tương đối giữa chiều cao chốt với chiều dài

định vị của vật gia công. Để định vị 2 bậc tự do thì chiều cao của chốt trụ càng nhỏ càng
tốt cho định vị nhưng lúc này bề mặt của chốt mau mòn trong quá trình sử dụng.
Các đồ gá dùng trong quá trình sản xuất loạt nhỏ và trung bình chốt định vị được lắp
H7
với thân đồ gá theo mối ghép
.
n6
Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối để dễ thay chốt khi bị mòn người ta lắp chốt
vào để gá gián tiếp qua một ống lót trung gian bằng thép tơi cứng. Ống lót trung gian lắp
H7
H7
với thân đồ gá theo mối ghép
và chốt lắp với ống lót trung gian theo mối ghép
n6
g6
Thực tế trong gá lắp người ta hay dùng hai chốt và 1 mặt phẳng để định vị. Nếu dùng
H7
hai chốt định vị thì lắp ghép giữa lỗ vật gia công và chốt theo chế độ lắp
h6
Nếu chỉ dùng 1 chốt định vị thì mối ghép có thể có khe hở nhỏ hơn

H6
h5

Nghiên cứu trường hợp gá lắp sau đây sẽ thấy rõ lý do chọn mối ghép định vị bằng
mặt phẳng và 2 lỗ có đường tâm vng góc với mặt phẳng ( hình 2 – 5 )
Gọi: L – khoảng cách tâm danh nghĩa giữa 2 lỗ và 2 chốt định vị.


l

– Sai lệch khoảng cách tâm 2 lỗ.
2

13




c
– Sai lệch khoảng cách tâm 2 chốt.
2

1min – Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ 1 và chốt.
2min – Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ 2 và chốt.
Xét trong trường hợp xấu nhất là khi khoảng cách 2 lỗ lớn nhất L 
cách 2 chốt là nhỏ nhất L 

c
khe hở lắp ghép là nhỏ nhất 1min và 2min.
2

l
và khoảng
2

Theo hình 2.5 ta có:
L

l 
  


  L  c   1 min  2 min
2 
2
2
2

1  c 1 min   2 min


2
2
2

1   c  1min   2 min

Vì vậy điều kiện để lắp được chi tiết vào 2 chốt là:
1 min   2 min  1   c

o2

o1
2 min

1 min

2

2
2 min

2

-

L

C
2

o1 o1
+

L

C
2

1min

2 min

2

o2

o2

2min

Hình 2.5
b. Trục gá (trục tâm)
Trục gá được dùng phổ biến khi gia cơng mặt trụ ngồi, dùng mặt trụ trong định vị
đối với các chi tiết dạng ống. Trục gá có nhiều loại, nhưng đơn giản nhất là trục gá cứng.
Loại này có nhược điểm chỉ định được cho 1 đường kính lỗ nhất định và độ đồng tâm

14


khơng cao do có khe hở giữa trục gá và bề mặt định vị. Để loại sai số chuẩn này người ta
thường dùng thao tác rà khi lắp chi tiết trên trục.
Ngồi loại trục gá cứng người ta cịn sử dụng các loại trục gá tự định tâm bằng ống
đàn hồi, bằng chất dẻo v.v... các loại trục gá này có độ chính xác định tâm rất cao.
Dưới đây giới thiệu một loại trục gá cứng dùng để gia công mặt ngồi ống lót xi lanh
động cơ ơtơ (hình 2.6).

trơc g¸

Hình 2.6
2.3. SAI SỐ GÁ LẮP.
2.3.1. Khái niệm về sai số gá lắp
Sai số gá lắp của một chi tiết trong q trình gia cơng cơ được xác định bằng
cơng thức sau :

  
 gđ   c   kc   đg
Trong đó :

 c - Sai số chuẩn


 kc - Sai số do kẹp chặt

 đg - Sai số do đồ gá
2.3.2. Sai số chuẩn
Sai số chuẩn c là phạm vi phân bố của kích thước khởi xuất sinh ra bởi sự xê dịch
của chuẩn khởi xuất.
Sai số chuẩn bao gồm hai thành phần tổng hợp lại tạo ra: đó là sai số mặt định vị
mđv và sai số không trùng chuẩn KTC (chuẩn định vị không trùng chuẩn khởi xuất).
Sai số mặt định vị là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn định vị theo một phương
nào đó (thường là thẳng đứng hay nằm ngang) do dung sai của chuẩn đinh vị gây ra đối với
các chi tiết trong một loạt.
Sai số không trùng chuẩn là khả năng xê dịch lớn nhất của chuẩn khởi xuất theo
phương hướng kính của nó do dung sai của khoảng cách từ chuẩn định vị đến chuẩn khởi
xuất gây ra, làm cho chuẩn khởi xuất xê dịch một đoạn tương đối với chuẩn định vị. Nếu
hai chuẩn này trùng nhau thỡ sai số khụng trựng chuẩn bằng khụng.
15


Vì vậy sai số chuẩn là sai số của kích thước khởi xuất do sai số mặt định vị và sai số
khơng trùng chuẩn gây ra.
Khi tính sai số chuẩn thường tính riêng biệt sai số mặt định vị và sai số khơng trùng
chuẩn, sau đó tổng hợp lại bằng cách chiếu lên phương của kích thước khởi xuất theo quan
hệ hình học cụ thể của vật gia cơng.
Hình 2.7 thể hiện phương pháp xác định sai số chuẩn.
Một vật bất kỳ cần gia công mặt 2, lấy mặt cung tròn 1 (tâm O) làm chuẩn định vị.
Chuẩn khởi xuất là C với kích thước khởi xuất L. Như vậy chuẩn khởi xuất (C) không
trùng với chuẩn định vị (O). Chuẩn định vị (mặt 1) có dung sai  nên có khả năng xê dịch
từ điểm O đến O’ theo chiều thẳng đứng. Do đó sai số mặt định vị mđv = OO’ theo
phương thẳng đứng. Nếu giả thiết sau khi tâm O dịch đến O’ (nghĩa là bề mặt định vị 1
dịch đến 1’ và đứng nguyên ở đó khơng tiếp xúc với đồ định vị) thì khi điểm C dịch đến C1

thì đoạn CC1 = KTC là sai số không trùng chuẩn. Nhưng thực tế mặt định vị 1’ phải tụt
xuống vị trí 1 dễ tiếp xúc với đồ định vị, do đó O’ tụt xuống O và C cũng tụt xuống C3.
2

L

1'



D'

mdv

c2
c
c1

mdv

c4

c3
1

D


KTC

Hình 2.7
Như vậy chuẩn khởi xuất có 2 sự di chuyển:
Di chuyển từ C đến C1:

CC1

=

Di chuyển từ C đến C3:
O’O = mđv

CC3

=

KTC

Chiếu 2 sai số mđv và KTC lên phương kích thước khởi xuất L sẽ nhận được sai số
chuẩn:
c = mđv cos  KTC cos
Trong đó:
mđv – Sai số mặt định vị.
KTC – Sai số khơng trùng chuẩn.
 - Góc hợp giữa phương sai số khơng trùng chuẩn và phương kích thước khởi
xuất.

16


 - Góc hợp giữa phương sai số mặt định vị và phương kích thước khởi xuất.

Dấu + khi mđv và KTC cùng chiều.
Dấu - khi mđv và KTC ngược chiều.
Khi chi tiết có 2 chuẩn định vị thì phải xét chuẩn khởi xuất là chung hay có quan hệ
riêng với từng chuẩn định vị. Nếu chuẩn khởi xuất có quan hệ chung với cả hai chuẩn định
vị thì vẫn dùng cơng thức trên để tính sai số chuẩn. Nhưng trong đó mđv sẽ là sai số mặt
định vị tổng hợp của hai chuẩn định vị, tức là tổng hợp hai số mặt định vị trên cùng một
phương chuyển về phương của chuẩn khởi xuất. KTC là sai số không trùng chuẩn khi ta
xem như hai chuẩn định vị tổng hợp lại thành một chuẩn định vị; (tức là giả thiết chuẩn
định vị khơng đổi) lúc đó chuẩn khởi xuất xê dịch một đoạn lớn nhất tương đối với chuẩn
định vị. Nếu chi tiết có nhiều chuẩn định vị (lớn hơn 2) thì phải dùng phương pháp vi phân.
Giả thiết x1, x2, x3...xn là quan hệ kích thước giữa chuẩn khởi xuất và chuẩn định vị a,
b, c...n là các kích thước của đồ gá ảnh hưởng đến vị trí của chuẩn khởi xuất (hình 2.8) thì
hình chiếu L của các kích thước đó lên phương của kích thước khởi xuất là một hàm số.
L =  (x1, x2, x3 ... xn a, b, c, ... n)
Các kích thước x1, x2, x3 ... xn có dung sai nên coi là biến số, còn a, b, c... n là hằng
số, nên khi vi phân ta có:
L 




x 1 
x 2  ... 
x n
x 1
x 2
x n

x1

O1

C

xn

On

O2

x3

x2

O3
a
b
n

Hình 2.8
Đổi L thành sai số chuẩn c và x1, x2, xn thành dung sai tương ứng x1, x2, rồi
cộng theo sai cố ngẫu nhiên trong lý thuyết sác xuất (vì chúng có thể triệt tiêu lẫn nhau) ta
có:
2

2

2

   2

  
   2
 xn
 x2  ...  
 c  K   x12  

x

x

x
 1
 2
 n
Trong đó:
K = 1  1,7: Khi sự phân bố các kích thước phù hợp với qui luật phân bố bình
thường thì K = 1.

17


Để hiểu rõ hơn về việc xác định sai số chuẩn, ta nghiên cứu một trường hợp cụ thể
sau đây:
Xét một chi tiết hình trụ được gá trên khối V để gia công một bề mặt A trên máy
phay. Sai số chuẩn của kích thước khởi xuất chọn khác nhau. Theo hình 2.9 ta có các
trường hợp sau:
Nếu chuẩn khởi xuất là E1 thì kích thước khởi xuất là h1.
Chuẩn khởi xuất là E3 thì kích thước khởi xuất là h2. Nếu chọn chuẩn khởi xuất là
đường tâm của trục (O1) thì kích thước khởi xuất là h3.
Xác định sai số chuẩn của kích thước khởi xuất trong các trường hợp trên ta có:

- Đối với kích thƣớc h3.
Chuẩn khởi xuất là đường tâm O1, chuẩn định vị của mặt trụ (tâm O1) nên chuẩn
khởi xuất trùng với chuẩn định vị vì thế sai số khơng trùng chuẩn KTC = 0.
Khi định vị bằng mặt trụ, do bề mặt của chi tiết có dung sai (D) nên đường tâm O1
của chi tiết bị dao động theo phương thẳng đứng. Giả thiết trong trường hợp kích thước của
phơi nằm trong trường hợp D - D thì tâm của chi tiết sẽ từ vị trí O1 tụt xuống vị trí O2. Do
đó sai số mặt định vị sẽ là:
mđv = O1 O2
mđv = O1C – O2C
D   dD
O1 A 1 O 2 A 2
D







sin
sin
2 sin
2 sin
2
2
2
2
 dD



2 sin
2

 mdv 

 mdv

Trong đó:  - là góc của khối V.

18


E1

MỈt A

557

h1

h3

1306

E2

D/

2

01

D
-

(D

A1



3169

E5
h2

02
E4
E3
E6

A2

C

77°

Hình 2.9
Vì vậy sai số chuẩn của kích thước h3 là:

D

 ch 
3

2 sin


2

cos 

Trong đó:  = 0o.
1

Đặt:

2 sin

Ta có:


2

 K3

 ch  k 3 . D
3

- Đối với kích thƣớc h1

Ta có:

 mdv 

D


2
Xác định sai số không trùng chuẩn mdv. Trường hợp này chuẩn khởi xuất là E1
khơng trùng với chuẩn định vị O1 do đó sai số không trùng sẽ là:
2 sin

D
2
Chiều của E1 E2 và O1O2 cùng chiều đi xuống do đó ta có:
 KTC  E1 E 2 

 c   mdv cos    mdv cos 
h1

Góc  và góc  đều bằng 0.
Vậy:

 ch 
1

D

2

D
2 sin


2

19


 ch

1




D 
1
  k1

 1 

2 
 2 sin 
2


- Đối với kích thƣớc h2

D

Ta cũng có:  mdv  O1O 2 


2
Trường hợp này chuẩn khởi xuất là E3 cũng không trùng với chuẩn định vị O1 do đó
sẽ có sai số khơng trùng chuẩn.
2 sin

D
2
Chiều của E3E4 ngược chiều với O1O2 do đó ta có:
 KTC  E 3 E 4 

 c   mdv cos    mdv cos 
h2

Các góc  và  đều bằng không (0).

 ch 2 

D
2 sin

 ch

2


2



D
2





D
1

  k2


2 

 sin  1 
2







1 1
 1  k 2


2

 sin

2


 ch  k 2  D

Đặt:
Ta có:

2

Qua các kết quả trên ta thấy sai số chuẩn của các kích thước khởi xuất phụ thuộc vào
sai số của mặt định vị và hệ số k (hệ số này phụ thuộc vào góc  và vị trí chuẩn khởi
xuất).
Hệ số K

60o
1,5
0,5
1,0

K1
K2
K3
Ví dụ với khối V:  = 90o
Ta sẽ có:  ch  1,21 D
1

 ch  0,20 D
2

20

Góc  của khối (o)
90o
1,21
0,20
0,70

120o
1,07
0,08
0,58


 ch  0,70 D
3

Từ đó rút ra kết luận:
Khi gá trên khối V sai số theo phương của mặt phẳng đối xứng của khối V sẽ giảm đi
nếu góc  của khối V tăng lên.
Sai số theo phương vuông góc với mặt phẳng đối xứng của khối V sẽ khơng có.
2.3.3. Sai số kẹp chặt kc
Sai số kẹp chặt xuất hiện do lực kẹp chặt thay đổi gây ra và giá trị của nó bằng lượng
di động của chuẩn gốc chiếu lên phương kích thước thực hiện.
åkc = ( ymax – ymin )cos
Trong đó:

ymax , ymin- lượng dịch chuyển lớn nhất và nhỏ nhất của chuẩn gốc khi lực kẹp thay
đổi tương ứng, - góc giữa phương của kích thước thực hiện và phương dịch chuyển y của
chuẩn gốc.
Sự dịch chuyển của chuẩn gốc dưới tác dụng của lực kẹp làm biến dạng bề mặt chi
tiết dùng làm chuẩn định vị có tính bằng thực nghiệm ( theo Gs.Ts. A. P. Xơcơlơpski):
y = C.q

n

Trong đó :
C- hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và trạng thái tiếp xúc bề mặt của chi tiết:
q- áp suất riêng trên bề mặt chi tiết tiếp xúc với đồ định vị;
n- số mũ, n< 1
Sự dịch chuyển của chuẩn gốc có thể do lực kẹp thay đổi, do tình trạng bề mặt tiếp
xúc của phôi và đồ gá, hay do biến dạng đàn hồi của vật liệu của chi tiết và đồ gá. Quan hệ
giữa lực kẹp khi thay đổi và chuyển vị có thể biểu diễn trên đồ thị ( hình 2.10).

Hình 2.10

Hình 2.11

Xét ví dụ ở hình 2.11 .Do lực kẹp chặt Wmax hoặc Wmin độ lún của phôi sẽ là
ymax hoặc ymin do đó kích thước đạt được sẽ là Hmax hoặc Hmin
2.3.4. Sai số đồ gá đg.

21


Sai số của đồ gá sinh ra do việc chế tạo đồ gá khơng chính xác , do độ mịn của nó
và do gá đặt nó trên máy khơng chính xác. Khi chế tạo đồ gá, người ta thường lấy độ chính

xác của nó cao hơn so với chi tiết sẽ gia cơng trên đồ gá đó. Nhưng hiện nay chưa có một
nguyên tắc nào để xác định những sai số của đồ gá một cách tổng quát và chính xác .
Độ mòn của đồ định vị của đồ gá phụ thuộc vào vật liệu và trọng lượng của phôi,
vào tình trạng bề mặt tiếp xúc giữ phơi và đồ gá và vào điều kiện gá đặt phôi trên đồ gá.
Chẳng hạn khi dùng các chốt tỳ để định vị một bề mặt của phơi trong q trình gia cơng
, thì độ mịn của những chốt tỳ đó có thể được xác định theo công thức thực nghiệm sau :
u   N , m

Trong đó : N – Số lần tiếp xúc của phôi với chốt tỳ
b - Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt và điều kiện tiếp xúc.
Sai số định vị của đồ gá trên máy không lớn lắm. Khi định vị đồ gá trên bàn máy ,
phải điều chỉnh những khe hở ở mặt dẫn hướng hay độ đồng tâm trên các trục của máy.
Sai số của đồ gá nhiều khi rất khó xác định và thường sai số đó nhỏ nên có những
trường hợp u cầu độ chính xác khơng cao có thể bỏ qua sai số này.

CHƢƠNG III
BỘ PHẬN KẸP CHẶT CỦA ĐỒ GÁ
3.1. YÊU CẦU CỦA CƠ CẤU KẸP CHẶT
Khi thiết kế đồ gá, tiếp theo việc tìm phương án định vị là phải tìm phương án kẹp
chặt vật gia cơng. Đó là 2 vấn đề quan trọng và liên quan mật thiết với nhau. Việc chọn
phương án kẹp chặt thường phải xét đồng thời với việc phải chọn phương án định vị và
trong nhiều trường hợp giải quyết vấn đề kẹp chặt khó hơn định vị vì kết cấu đồ gá không
cho phép cơ cấu kẹp chặt thỏa mãn những yêu cầu riêng của nó.
Cơ cấu kẹp chặt tốt hay không tốt ảnh hưởng rất lớn đến thời gian gia công, nhất là
làm ảnh hưởng đến thời gian phụ và sức lao động của cơng nhân, ngồi ra cịn ảnh hưởng
đến độ chính xác, độ bóng bề mặt của chi tiết gia công.
Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối việc chọn cơ cấu kẹp chặt rất squan trọng,
cần phải cơ khí hóa và tự động hóa việc kẹp chặt nhằm rút ngắn thòi gian phụ, thao tác
thuận tiện và giảm sức lao động của công nhân. Đối với các chi tiết lớn, nặng cũng phải cơ
khí hóa việc kẹp chặt để khỏi tốn sức.

Khi thiết kế cơ cấu kẹp chặt cần chú ý mấy vấn đề chính sau:
Phương và chiều của lực kẹp, điểm đặt của lực kẹp, trị số của lực kẹp, tính tự hãm,
truyền động và kết cấu hợp lý của cơ cấu kẹp chặt.
Nói chung thiết kế cơ cấu kẹp chặt cần thỏa mãn những u cầu dưới đây:
- Khơng phá vỡ vị trí đã được định vị của vật gia công.
- Lực kẹp vừa đủ, không nhỏ quá trị số cần thiết, cũng không lớn quá làm cho vật gia
công bị biến dạng, kết cấu của cơ cấu kẹp chặt to, thô.
- Biến dạng của lực kẹp gây ra không vượt quá giới hạn cho phép.
22


- Động tác kẹp phải nhanh, nhẹ, thao tác thuận tiện, an toàn.
- Cơ cấu phải nhỏ, gọn, đơn giản, dễ bảo quản, sửa chữa.
Để thỏa mãn được những yêu cầu trên khi thiết kế cơ cấu kẹp chặt cần phải hết sức
chú ý đến việc xác định lực kẹp, phương, chiều và điểm đặt của nó. Vì đó là điều kiện
quyết định ảnh hưởng đến chất lượng của cơ cấu kẹp chặt.
Phương, chiều của lực kẹp có liên quan mật thiết với vị trí của chuẩn định vị chính,
chiều của lực cắt và chiều của trọng lượng bản thân vật gia cơng.
Nói chung phương của lực kẹp nên vng góc với mặt chuẩn định vị chính, vì như
thế có diện tích tiếp xúc lớn nên giảm được áp suất do đó biến dạng sẽ nhỏ. Chiều của lực
kẹp nên tác dụng theo chiều đi từ ngoài vào bề mặt định vị, chiều lực kẹp không nên ngược
với chiều của lực cắt và trọng lượng bản thân của vật gia cơng là tốt nhất, nhưng đơi khi vì
kết cấu khơng cho phép thì có thể chọn chúng vng góc với nhau.
Chọn điểm đặt của lực kẹp sao cho thỏa mãn được 2 điều kiện: vật gia cơng ít bị biến
dạng nhất, không gây mômen quay đối với vật gia công. Muốn như thế thì điểm đặt lực
phải tác dụng vào chỗ cứng vững nhất của vật gia công và phải tác dụng vào trong diện
tích định vị và ở gần mặt gia cơng.
3.2. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰC KẸP CHẶT
Trong q trình gia cơng chi tiết có rất nhiều lực tác dụng lên vật gia công, làm cho
vật gia công có xu hướng bị thay đổi vị trí cần thiết của nó, ảnh hưởng xấu đến kết quả gia

cơng, làm mất an tồn gia cơng. Những lực tác dụng lên vật gia cơng trong q trình cắt
gọt có nhiều loại: Lực cắt của dụng cụ cắt, lực quán tính ly tâm khi vật quay, trọng lượng
bản thân của vật gia cơng v.v... cơ cấu kẹp chặt có tác dụng tạo ra lực kẹp chặt thắng được
tất các các ngoại lực tác dụng lên vật gia công để giữ cho vật gia cơng ở vị trí đã được định
vị chính xác trên đồ gá.
Khi tính tốn lực kẹp chặt người ta cịn đưa vào hệ số an tồn kẹp chặt, để đảm bảo
điều kiện an toàn cho cơ cấu kẹp chặt.
Khi tính tốn lực kẹp chặt của cơ cấu kẹp, thường qua một số bước cơ bản sau đây:
- Lập sơ đồ gia cơng của bước, ngun cơng phải tính tốn lực kẹp chặt.
- Phân tích các ngoại lực tác dụng lên vật gia cơng trong q trình cắt gọt (lực cắt,
mô men cắt, trọng lượng bản thân của vật, lực quán tính, lực ma sát tại các bề mặt của vật,
lực kẹp của cơ cấu lực) và khả năng xấu nhất có thể xảy ra đối với sự ổn định của vật gia
cơng.
- Lập các phương trình cân bằng lực ( phương trình hình chiếu ,phương trình mơ men
) để xác định lực kẹp chặt cần thiết của cơ cấu kẹp chặt.
Sau đây là một ví dụ đơn giản để minh họa các bước cần thiết khi tính tốn:
Lực cắt: P
Lực ma sát: F
Môment cắt: Mc
Môment ma sát: Mms
Lực kẹp chặt: Q
Hệ số ma sát: f
Hệ số an toàn kẹp chặt: k

23


F1

1 (f1)

F1

Q

Q
F3

F1
d

R

Q

P

P0

F2
N

M

N

F2
2 (f2)
Hình 3.1

Hình 3.2

Trường hợp gia cơng như hỡnh 3.1:
Lực cắt P có khả năng gây cho vật gia công dịch chuyển theo phương nằm ngang.
Lực kẹp chặt Q vng góc với phương của lực cắt P sẽ gây ra các lực ma sát F 1 và F2 trên
các bề mặt kẹp chặt và bề mặt định vị. Các lực ma sát này chống tác dụng của lực cắt P gây
ra cho chi tiết gia cơng.
Có phương trình cân bằng lực theo phương nằm ngang:
kP  F1 + F2
F1 = Q.. f1; F2 = Q. f2
kP  Qf1 + Qf2
Q

kP
f1  f 2

Trường hợp gia công như hỡnh 3.2:

Lực kẹp Q đảm bảo chống xoay cho chi tiết do tác dụng của Mc ,chống xê
dịch dọc trục do tác dụng của lực dọc trục P0.
Ta có phương trỡnh cõn bằng chống trượt :


f1  2. f 2 .N  KP0

mà N  Q .sin

Vậy lực kẹp cần thiết là :

α

2

F1  2.F2  KP0

 f1 . Q 2. f 2.Q .sin

KP0

Q

f1  2. f 2 . sin

α
2

Và phương trỡnh cõn bằng chống xoay là :
M ms1  M ms 3  K .M x  F1.R  F3 .R  K .M x
 f1 . Q .R  f 3.Q .R. sin

α
 K .M x
2

Lực kẹp cần thiết là : Q 

KM x
α
R(f1  f 3sin )
2

Trong đó : f1 là hệ số ma sát giữa chi tiết và mỏ kẹp
24

α
 K . P0
2


f2 ( f3 ) là hệ số ma sát giữa chi tiết và khối V
R là bán kính của chi tiết (mm)
Trường hợp gia công như hỡnh 3.3:
Lực cắt gồm 2 thành phần P1 và P2. Lực cắt P1 làm cho vật gia công dịch chuyển theo
phương của lực tác dụng.
Lực cắt P2 gây tác dụng làm giảm ma sát trên bề mặt định vị.
Ta có phương trình cân bằng lực theo phương nằm ngang:
kP1  F1 + F2
F1 = Q. f1 ;
F2 = (Q – P2) f2
kP1  Qf1 + Qf2 – P2f2

Q

kP1  P2 f2
f1  f2

Rõ ràng trường hợp này lực kẹp cần thiết của cơ cấu lực phải lớn hơn so với 2 trường
hợp trên.
R
Q

Po

Q' = 2Q

1 (f 1)

F1
P1
P2

F2

d
448

2 (f 2)

Hình 3.3

D

Hình 3.4

Trường hợp hỡnh 3.4
Trường hợp này đặc trưng cho sơ đồ gá lắp khi khoan. Có 2 thành phần tác dụng của
mũi khoan lên vật gia công: Lực dọc trục Po và mô men cắt khi khoan Mc. Tại mặt trên của
vật đặt 3 điểm đặt của lực kẹp Q cách tâm vật gia công là R.
Lực kẹp tổng hợp của cơ cấu lực là: Q’ = 3Q
Lập phương trình cân bằng mơ men quanh tâm O của vật:
kMc  Mms1 + Mms2

Mmsl - Mô men ma sát trên bề mặt kẹp chặt của vật.
25