CƠ CẤU TỰ ĐỊNH TÂM

Chương 4
CƠ CẤU TỰ ĐỊNH TÂM
4-1. khái niệm.

Cơ cấu tự định tâm là những cơ cấu vừa định vị, vừa kẹp chặt đồng thời có tác dụng làm cho tâm đối xứng của chi tiết trùng vổi tâm của cơ cấu tự định tâm.
Cơ cấu tự định tâm rất cần thiết khi phải gá đặt chi tiết hai hoặc nhiều lần, khiến những lần gá đặt đó tâm của chi tiết có vị trí  không đổi. Các bề mặt định vị của cơ cấu tự định tâm đều có chuyển dịch được, không cố định, chúng tiến vào hoặc lùi ra cùng tốc độ, cho nên mặt định vị đồng thời cũng là bề mặt kẹp chặt.

– Ứng dụng: cơ cấu tự định tâm thường hay dùng để định tâm vật tròn xoay, vật đối xứng và vật có chuẩn định vị do một lần chạy dao tạo ra. Lúc đó ta sẽ có sai số mặt định vị bằng không.
Các cơ cấu tự định tâm thường dùng:

4-2. Cơ cấu tự định tâm hằng ren ốc trái chiều nhau .

Hình 4-2 là cơ cấu khối V tự định tâm nhô vào trục vít 3 có ren trái chiều (một bên ren trái, một bên ren phải).
Khi quay trục vít, hai khối V sẽ đồng thời tiến vào và lùi ra nhờ đó thực hiện việc định tâm chi tiết). Điều chỉnh chạc 7 sang trái hoặc sang phải nhồ vít 5 và 9, ta có thể điều chỉnh được tâm hai khối V lệch sang trái hoặc sang phải.
Độ chính xác định tâm phụ thuộc vào bước ren hai bên có bằng nhau hay không, phụ thuộc vào khe hỏ giũa đai ốc và ren ốc. Chế tạo loại ren như vậy khá phức tạp nên độ chính xác định tâm không cao lắm.
Bằng cơ cấu này ta có thể đặt khối V theo phương thẳng đứng.

4-3. Tự định tâm bằng chêm.

Hình 4-3, tự định tâm bằng khe chêm : Nhờ lõi 4 có 3 mặt vát nghiêng như hình chêm, nên khi văn đai ốc 5 tiến vào, lôi 4 sẽ đẩy ba con trượt 3 ra đều nhau để định tâm và kẹp chặt luôn chi tiết gia công bằng mặt chuẩn trong của nó.

Góc nâng của chêm thường lấy bằng 15° .Kết cấu của chêm có độ chính xác định tâm cao, độ cúng vững tốt.
Khi vặn ngược đai ốc 5, lõi 4 được kéo ra và chi tiết được tháo lỏng.

4-4 Tự định tâm bằng đòn bẩy .

Hình 4-4 là các kết cấu tự định tâm bằng đòn bẩy, hình 4-4a định tâm bằng mặt ngoài; hình 4-4b, c định tâm bằng mặt trong.

Độ chính xác định vị bằng phương pháp này phụ thuộc vào sự lắp ghép các chót quay, tỉ lệ giữa các cánh tay đòn.

4-5. Tự định tâm bằng các đường cong.

Hình 4-5 định tâm bằng mặt ưong của chi tiết, dựa vào đường cong của rãnh để đẩy hai chốt định vị vào lỗ chi tiết. Hành trình của loại này rất ngắn, để tăng hành trình có thể làm thành hai đoạn đường cong: đoạn đầu góc nâng dưới 30° để đẩy chi tiết đi đoạn xa, đoạn hai góc nâng nhỏ hơn 5° để kẹp chặt và tự hãm được.
Vì đường cong khó chế tạo chính xác, nên độ chính xác định tâm loại này không cao lắm.
Có thể dùng mâm cặp tự định tâm. Nhờ bánh răng hình côn nhỏ vặn làm quay đĩa, dưới đáy đĩa có răng (cũng là một bánh răng côn ăn khớp với bánh răng côn nhỏ). Mặt trên đĩa có rãnh xoắn ốc Ac-si-mét ăn khớp với răng phía sau của vấu. Do đó khi đĩa quay 3 vấu sẽ tiến vào tâm hoặc lùi ra với cùng một tốc độ.
Các loại mâm cặp được sử dụng rộng rãi, có tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, kẹp rất chặt; khuyết điểm là mỗi đoạn rãnh xoắn có độ cong không bằng nhau (bán kính không bằng nhau). Vì thế rãnh xoắn Ác-si-mét ổ đĩa quay và răng xoắn ổ lưng vấu tiếp xúc đường chứ không phải tiếp xúc mặt, do đó răng chịu áp lực lớn, dề mòn.
Rãnh xoăn Ac-si-mét có phương trình độc cực (hình 4-6a) là :
                                               r= aθ
Trong đó: r – véc tơ bán kính; θ – góc cực; a- gọi là đặc tính xoắn ốc, là một hằng số :

Theo hình 4-6a, khi vặn đĩa ngược chiều kim đồng hồ thì vấu đi vào tâm (kẹp) và tiếp xúc với mặt lồi. Khi vặn đĩa ngược lại thì vấu đi ra (tháo lỏng) và tiếp xúc với mặt lõm.

chuyển động theo hướng kính được. Sự thay thế các đoạn cong xoắn ốc nằm trong bề rộng vấu bằng các cung ưòn như thế có sai số rất nhỏ, không đáng kể.
Khi vấu xê dịch hướng tâm thì răng thấp nhất của nó ăn khóp với đoạn rãnh xoắn ốc ưong cùng, cùng lúc đó răng cao lại ăn khớp với đoạn rãnh xoắn ốc ngoài cùng. Vậy nếu prôtìl răng là rB r2, r3,…rn thì vấu sẽ bị kẹt, không dịch chuyển được.
Để tránh hiện tượng kẹt đó thì bề mặt lõm của tất cả các răng phải có prôtìl vói bán kính R cổ định lón hơn bán kính lớn nhất của rãnh xoắn ốc rmax =D/2; còn bề mặt lồi của tất cả các răng phải có prôfil vói bán kính R1 cố định là bán kính bé nhất của rãnh xoắn ốc rmin = d/2.
Thường lấy: R= D/2+(5-10)mm và R1 = d/2-(3-8)mm.
Các bán kính R và R1 đều có tâm điểm nằm trên đường B-B song song với đường đối xứng A-A và cách A-A một khoảng a.

4-6. Tự định tâm bằng khe chêm.

Nguyên tắc của loại này là nhờ vào lực cắt dễ đẩy các con lăn hoặc vấu kẹp vào khe hổ có hình chêm và đạt được sự tự định tâm đồng thời kẹp chặt, vì thế lực cắt càng lớn thì lực kẹp càng lớn.
Kết cấu của cơ cấu tự định tâm bằng khe chêm như hình 4-7a, b.

Hình 4-7a, b định tâm bằng mặt trong chi tiết bằng các con lăn (chuẩn định vị tinh), có thể dùng vấu khía nhám để tăng hệ số ma sát dùng khi mặt định vị thô. Khi muốn tháo lỏng chi tiết cần dùng tay hoặc một kết cấu tay quay nào đó quay ngược chi tiết gia công để dẩy con lăn hoặc vấu ra khỏi khe chêm là được.
– Tính tự hãm : Muốn tự hãm, nghĩa là con lăn không bật được ra khỏi khe chêm thì phải đảm bảo hai phản lực R1 và R2 (hình 4-8) nằm ưên cùng một đường thẳng, ngược chiều nhau và cùng trị số. Tốt nhất là Rị và R2 tạo thành một ngẫu lực thuận chiều kim đồng hồ, R1 ở bên phải R2.
Muốn tự hãm được, cần phải có :

Trong đó :a- Góc hợp bởi hai tiếp tuyến ở điểm tiếp xúc con lăn – vật gia công và con lăn- lõi cam; Φ1-Góc ma sát giữa con lăn và vật gia công; Φ2 Góc ma sát giữa con lăn và lỗi cam

4-7. Tự định tâm bằng lò xo đĩa (hình 4-9):

Kết cấu lò xo đĩa là một loại kết cấu có tính định tâm rất cao (0,014-0,03 mm), lực kẹp lớn, đơn giản và thao tác dễ dàng.
Đường kính định vị khi biến dạng có thể thay đổi (tăng hoặc giảm) 0,154- 0,4mm. Đường kính ngoài D từ 184- 200mm, đường kính trong d từ 4 đến 160mm, bề dày t từ 0,5/ 1,25 mm. Lỗ lò xo đĩa hình trụ mài bóng đạt cấp 7- cấp 8 (Ra= 1,25/ 0,63) làm mặt định vị với trục tâm theo lắp ghép H7/h6 hoặc G7/g6.


Vật liệu lò xo đĩa được dập bằng thép 50C2A, 45, Y7A. Tôi cứng HRC 34/  37.

– Kết cấu làm việc của lò xo đĩa như hình 4-10. số lò xo đĩa càng nhiều thì lực kẹp càng lớn. Sau khi vặn vít 5 vào các lò xo đĩa chịu một lực và biến dạng, đường kính ngoài của lò xo đĩa tăng lên làm cho chi tiết được định vị và kẹp chặt.

Khi thiết kế lò xo đĩa cần chú ý chọn góc β không được quá lớn. Nếu β lớn lực kẹp bé, ngược lại  β quá bé có thể tạo ra hiện tượng tự hàm, khó tháo chi tiết. Nói chung nên lấy β  94/12°.
– Tính lực kẹp:
Trong hình 4-11, lò xo 1 ở trạng thái tự do, lò xo 2 vẽ trong trạng thái kẹp chặt. Lực kẹp tính theo công thức :

4-8. Tự định tâm bằng ống kẹp co bóp đàn hồi.

Ống kẹp co bóp là một ống xẻ rãnh đàn hồi hình côn, nhờ biến dạng dàn hồi của nó để kẹp chặt và định tâm chi tiết.
Ông kẹp co bóp có thể phân thành các loại :
+ Theo mặt định vị: Định vị bằng mặt ngoài và mặt trong của chi tiết. Ông kẹp định tâm mặt trong chi tiết nhô đầu côn bung , còn định tâm mặt ngoài thì nhờ đầu côn bóp.
+ Theo phần kẹp: Kẹp một đầu và kẹp hai đầu.
+ Theo chiều kẹp: Kéo và đẩy.
– Sơ đồ làm việc của ống kẹp hình 4-12.

Rãnh và lỗ ống kẹp có các kiểu như hình 4-13 tùy theo tiết diện của phôi. Kiểu a:lỗ vuông, 4 rãnh; kiểu b: lồ hình chữ nhật, 4 rãnh; kiểu c: lỗ  6 cạnh, 3 rãnh.
Khi ống kẹp nằm trong ổ kẹp thì tuỳ theo đường kính phôi to nhỏ khác nhau mà điểm tiếp xúc giữa ống kẹp sẽ khác nhau.
Góc côn a của phần làm việc khi ỏ trạng thái tự do và khi ở trạng thái kẹp chặt thường lấy cách nhau 30′.
– Tính lực kẹp (hình 4-14): Nếu ta xem óng kẹp như là một chêm cúng không biến dạng thì phần làm việc của nó chịu các lực sau đây khi kẹp chặt:
Q – Lực kéo hướng trục (kG),
w – Phản lực của chi tiết (kG), tức là lực kẹp,
F2 – Lực ma sát giữa chi tiết và óng kẹp.
W1- Tổng phản lực thăng đúng của phản lực w và lực ma sát giữa vỏ đồ gá và ống kẹp (kG).

– Vật liệu chế tạo ống kẹp co bóp đàn hồi bằng thép thấm các bon, hoặc thép có thành phần các bon cao. Đối với những chi tiết lớn nặng, óng kẹp thường làm bằng thép hợp kim 12XH3A hoặc 15XA, 4XC, 9XC, cũng có thể dùng thép Y6A 4-Y10A, nhiệt luyện phần đuôi đến độ cúng HRC 304-35, phần làm việc HRC =55^60.
– Ưu điểm của ống kẹp co bóp dàn hồi: kết cấu nhỏ, đơn giản, thao tác tiện lợi và nhanh.
– Nhược điểm: không hoàn toàn tiếp xúc với cả bề mặt phôi theo cả tiết diện ngang hay dọc.

4-9. Tự định tâm bằng chất dẻo.

Dùng các chất dẻo để định tâm và kẹp chặt chi tiết trong đồ gá là một thành tựu có hiệu quả cao. Nó có độ chính xác định tâm rất cao (có thể đạt tới 0,0014- 0,03mm), có thể triệt tiêu hoàn toàn khe hổ giữa chi tiết và dồ định vị đồng thời kẹp chặt với lực kẹp rất lớn.
Ưu điểm của đồ gá dùng chất dẻo là: kết cấu nhỏ, gọn, thao tác nhanh và độ chính xác định tâm cao, lực kẹp phân bố rất đều.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.