Đồ gá sử dụng trong lắp ráp

ĐỒ GÁ LẮP RÁP

1. Khái niệm.

– Đồ gá lắp ráp là những đồ gá dùng để xác định vị trí và kẹp chặt chi tiết (hoặc sản phẩm) trong quá trình lắp ráp.
– Người ta chia đồ gá lắp ráp làm hai loại: đồ gá lắp ráp vạn năng và đồ gá lắp ráp chuyên dùng.

1-1. Đồ gá lắp ráp vạn năng .

– Loại đồ gá này thường dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. No gồm: các bàn lắp ráp, khối V, ke gá, các loại kích và các loại chi tiết và cơ cấu phụ khác như (tấm lót, chêm, mỏ kẹp, ren vít…).
– Bàn lắp ráp dùng để định vị, hiệu chỉnh và kẹp chặt chi tiết, bộ phận, cơ cấu lắp ráp và được chế tạo bằng gang, ưên nó có những rãnh chữ T để gá đối tượng lắp. Bàn lắp ráp được đặt trên bệ cách mặt đất từ 100: 200mm và phải được điều chỉnh chính xác theo phương nằm ngang.
– Khối V và ke gá được dùng để định vị và kẹp chặt cơ cấu hoặc các chi tiết cơ sổ khi lắp ráp. Trên bề mặt định vị của khối V và ke gá người ta gia công các lỗ thông suốt cho các bu lông kẹp chặt.
– Các loại kích được dùng để đỡ và nâng các vật nặng hoặc cồng kềnh.

1-2. Đồ gá lắp ráp chuyên dùng.

Đồ gá lắp ráp chuyên dùng được sử dụng rộng rãi ưong dạng sản xuất loạt lớn và hàng khối để thực hiện việc lắp ráp những nguyên công xác định. Dựa vào chức năng sử dụng, người ta chia đồ gá lắp ráp chuyên dùng ra làm hai loại.
a Đồ gá dùng dế kẹp chặt chi tiết cơ sở hoặc bộ phận của sản phẩm khi lấp. Chi tiết cơ sở (hoặc bộ phận) không bị xê dịch dưới tác dụng của những lực sinh ra ưong quá trình lắp ráp. Sử dụng loại đồ gá này cho phép nâng cao năng suất lao động khi lắp ráp.
Cần chú ý rằng loại đồ gá thuộc nhóm này được dùng chủ yếu để cố định vị trí của chi tiết chứ không phải dùng để định vị chính xác chi tiết.
Ví dụ: Các kiểu đồ gá chuyên dùng để kẹp chặt chi tiết cơ sở.

– Hình 9-2 là kiểu đồ gá dùng để kẹp chặt chi tiết cơ sở nhiều vị ưí. Cũng giống như đồ gá gia công nhiều vị trí, tất cả các chi tiết ưên đồ gá này phải được kẹp chặt một cách đều đặn. Đồ gá lắp ráp nhiều vị trí có hai loại :
+ Đồ gá có định.
+ Đồ gá di động.
Đồ gá cố định được đặt tại bệ lắp, còn đồ gá di động được đặt trên băng truyền. Khi lắp ráp các chi tiết nhỏ và nhẹ người ta đưa đồ gá di động ra khỏi băng truyền để thực hiện nguyên công, sau đó lại đặt đồ gá này lên băng truyền để di chuyển đến vị trí khác.

b) Đồ gá dùng để gá đặt chính xác các đối tượng lắp ráp.
Khi sử dụng loại đồ gá này, ngúòi công nhân không phải mất thời gian xác định vị trí chính xác của đối tượng lắp ráp, bởi vì chúng đã được định vị trên đồ gá đủ sổ bậc tự do cần thiết. Các loại dồ gá này thường dùng để hàn, dán, nong, ép, lắp chặt, các kiểu lắp ren…
Đây là loại đồ gá cần thiết để tự động hoá trong quá trình lắp ráp.

Hình 9-3 là loại đồ gá lắp ráp trục khuỷu. Ở đây độ đồng tâm của hai cổ chính của trục khuỷu được đảm bảo là do chi tiết được định vị trên hai khối V (đã được điều chỉnh chính xác).

 2. Thành phần của đồ gá lắp ráp.

Đồ gá lắp ráp gồm các thành phần sau :
– Các chi tiết (cơ cấu) định vị.
– Các chi tiết (cơ cấu) kẹp chặt.
– Cơ cấu phụ.
– Thân đồ gá.

2-1.Chi tiết (cơ cấu) định vị.

Các chi tiết định vị đồ gá lắp ráp cùng làm chức năng như đồ gá gia công và đồ gá kiểm tra. Trong những trường hợp chi tiết cơ sổ cần kẹp chặt thì trên bề mặt đồ định vị người ta bọc một lớp cao su để tránh xây xác.

2-2. Chi tiết (cơ cấu) kẹp chặt.

Cơ cấu kẹp chặt ưong đồ gá lắp ráp cũng tương tự như trong đồ gá gia công. Yêu cầu cơ cấu kẹp chặt là không gây biến dạng và không làm hỏng bề mặt của đối tượng lắp ráp. Để làm giảm thời gian kẹp chặt người ta thường dùng cơ cấu kẹp chặt bằng khí nén, làm cho đồ gá bốt cồng kềnh.
Một điều cần hiểu ý là không được kẹp chặt chi tiết trên bàn từ, bởi vì như vậy đối tượng lắp ráp sẽ bị nhiễm từ. Đối với những trường hợp lực kẹp nhỏ, tốt nhất là kẹp chặt bằng chân không.
Khi thiết kế cơ cấu kẹp chặt phải dựa vào lực kẹp cần thiết. Phương pháp xác định lực kẹp cũng tương tự như đối với đồ gá gia công, nghĩa là phải giải bài toán về lực và mô men. cẩn nhổ rằng hệ sổ an toàn khi tính lực kẹp có khác so vỏi khi tính K đối với đồ gá gia công. Đối với dồ gá lắp ráp, hệ số an toàn K được tính bằng:
K=K0K4K5K6
(K1, K2,K3) không tính.
Trong đó: K0 – hệ sổ an toàn cho tất cả các trường hợp; K4- hệ số tính đến sự ổn định của lực kẹp (kẹp bằng tay K4 =1,3; kẹp bằng cơ khí và tự động K4=1 ); K5-hệ số tính đến mức độ thuận lợi khi kẹp chặt trong đồ gá kẹp bằng tay (kẹp thuận lợi K5=1,  kẹp không thuận lợi K5=1.2); K6- hệ số tính mômen làm xoay chi tiết (nếu diện tích giũa đối tượng bề mặt lắp ráp và dồ định vị nhỏ, thì K6=1; còn nếu diện tích tiếp xúc lớn, thì K6=1,5).

Trong trường hợp diện tích tiếp xúc lớn thì độ nhấp nhô đối tượng lắp ráp sẽ tạo nên những vị trí tiếp xúc thực một cách ngẫu nhiên đối với tâm quay của đối tượng lắp ráp.

2-3. Cơ cấu phụ.

Cơ cấu phụ là những cơ cấu quay, cơ cấu phân độ, các chốt định vị, các cần đẩy và các cơ cấu khác. Công dụng và kết cấu của cơ cấu phụ ở đồ gá lắp ráp  cùng tương tự như ở đồ gá gia công, cần chú ý rằng đối với các cơ cấu quay quanh trục nằm ngang, vị trí tối ưu của trục quay phải đi qua trọng tâm của phần quay và đối tượng lắp trên đổ.

3. Đặc điểm thiết kế đồ gá lắp ráp chuyên dùng.
3-1. Tài liệu ban đầu để thiết kế đồ gá lắp ráp :

– Bản vẽ lắp bộ phận hoặc sản phẩm.
– Điều kiện kĩ thuật của các đối tượng lắp.
– Quy trình công nghệ lắp ráp (trình tự nguyên công, sơ đồ định vị, thiết bị dụng cụ, chế độ lắp ráp).
– Sản lượng hàng năm.

3-2. Trình tự thiết kế

-Xác định sơ đồ gá đặt, sau đó xác định loại kích thước, số lượng và vị trí tương quan của cơ cấu định vị.
-Xác định điểm đặt, trị sổ của lực kẹp và chọn cơ cấu kẹp .
-Xác định các cơ cấu dẫn hướng, cơ cấu phụ và vỏ đồ gá.

3-3. Độ chính xác lắp ráp.

Độ chính xác lắp ráp phụ thuộc vào phương pháp lắp ráp, chế độ. lắp ráp (chặt hay lỏng), độ chính xác chi tiết, phương pháp định vị khi lắp ráp và độ chính xác của đồ gá.

Độ chính xác lắp ráp cao nhất có thể đạt được khi các chi tiết được lắp ráp với nhau không có khe hổ. Trong trường hợp này đồ gá không ảnh hưởng đến độ chính xác định tâm của chi tiết, hình 9-4a.
Trong trường hợp lắp ráp cố định, lượng dịch chuyển hướng kính lớn nhất của các chi tiết bằng khe hở hướng kính lớn nhất. Khi đó, néu dùng cơ cấu dẫn hướng hình côn có thể giảm được lượng dịch chuyển tới trị số nhỏ nhất, hình 9-4b
Khi lắp ráp không có chi tiết định tâm, cần chú ý sao cho chuẩn lắp ráp trùng với chuẩn do lường (hình 9-5a). Ớ đây các chi tiết lắp 1 và 2 có mặt chuẩn lắp ráp là mặt phẳng đứng tỳ vào các mặt của chi tiết a. Trong trường hợp trùng chuẩn như vậy, độ chính xác lắp ráp là cao nhất. Kích thước lắp ráp X chỉ thay đổi khi các chi tiết đồ gá bị mòn.
Hình 9-5b là trường hợp chuẩn lắp ráp không trùng vói chuẩn đo lường. Lúc này kích thước X có sai số và sai số đó phụ thuộc vào các kích thước I1 và I2

Khi lắp ráp các bộ phận (sản phẩm) có số lượng chi tiết lớn, độ chính xác của kích thước lắp ráp được xác định trên cơ sở giải chuỗi kích thước.
+ Khi dùng phương pháp đổi lần chức năng hoàn toàn.
Trong tniòng hợp giải chuỗi kích thước theo phương pháp đổi chức năng hoàn toàn). Dung sai của các kích thước X được xác định như sau (hình 9-6a):

Hình 9-5b là đồ gá hàn hai chi tiết A và B. Chỗ hàn được thể hiện bằng nét đậm. Khi hàn đồ gá bị nung nóng, vì vậy để tính đến độ giàn nổ của đồ gá ngữòi ta phải tính khe hổ A khi gá chi tiết trong đồ gá.
Trong trường hợp không có A hoặc A quá nhỏ chi tiết sẽ bị biến dạng. Giá trị A (hình 9-6b) được xác định theo công thức sau :

Đối với các chi tiết có hình dáng phức tạp thì A được xác định bằng phương pháp thực nghiệm.

Để nâng cao độ chính xác lắp ráp bằng phương pháp hàn, dán thì các chi tiết cần có vấu, gò hoặc rãnh để định hướng.
– Chọn vật liệu cho đồ gá lắp ráp :
Chọn vật liệu cho đồ gá lắp ráp có một ý nghĩa quan trọng đối với độ bền và độ chính xác của đồ gá. Hệ sổ dãn nổ của vật liệu đối tượng lắp ráp (chi tiết) phải nhỏ hơn hệ số đó của vật liệu đồ gá. Trong trường hợp này ta có thể giảm khe hổ do nhiệt độ giũa đồ gá và sản phẩm (đối tượng lắp ráp), và có thể đạt được độ chính xác lắp ráp cao hơn (trong nhiều trường hợp có thể đạt 0,025 :0,05mm)
Vật liệu làm đồ gá phải chịu được nhiệt, phải có độ bền cao và độ chóng mòn cao.
Kết cấu của đồ gá phải đơn giản, thuận tiện cho việc kiểm ưa độ chính xác của chúng và khi cần kiểm ưa ta có thể dùng phương pháp kiểm tra trực tiếp.

4. Đồ gá thay đổi vị trí đối tượng lắp.

Đối với các chi tiết cơ sở nặng và lớn, khi lắp ráp cần thay đổi vị ưí người ta có thê’ dùng cơ cấu quay.
Hình 9-7a là loại đồ gá dùng dể lắp ráp các chi tiết hình trụ. Đối ưtộng lắp 3 có thế quay nhẹ nhàng ưên khối V gồm hai con lăn 2.
Hình 9-7b là đồ gá lật đối tượng lắp. Đối tượng lắp 3 được di động bằng các con lăn tới bộ phận lật 4 (máng chứa), sau khi đã nằm trong máng chứa 4

người ta quay máng chứa 4 quanh chốt 5 nữa vòng (180°), như vậy đối tượng lắp 3 thay đổi vi ưí và được chuyển tói các con lăn khác. Máng chứa 4 được cố định bằng chốt 5.
Quá trình quay đối tượng lắp có thể thực hiện bằng tay hoặc cơ khí.