Phương pháp tính lượng dư gia công

- Tính toán lợng d gia công Tính lợng d gia công Nh ta đã biết việc xác định lợng d theo phơng pháp thống kê kinh nghiệm thì giá trị lợng d thờng đợc tổng hợp thành các bảng cho trong sổ tay công nghệ chế tạo máy. Nhợc điểm cơ bản của phơng pháp này là không xét đến những ảnh hởng của từng điều kiện gia công cụ thể nh sai số gá đặt, các sai số do bớc công nghệ sát trớc để lại do vậy giá trị lợng d thu đợc thờng lớn hơn giá trị cần thiết. Vì vậy trong phần này ta dùng phơng pháp tính toán phân tích, phơng pháp này dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải hớt đi để có một chi tiết máy hoàn chỉnh. ở phơng pháp này nó đã kể đến những ảnh hởng của từng điều kiện gia công cụ thể đến quá trình gia công. ở đây ta chọn hai bề mặt điển hình để tính toán lợng d gia công đó là bề mặt 20 (R z = 0,05àm) của khối xilanh và bề mặt trụ 20 (R z = 0,04 àm) của pitông. Tính toán lợng d cho bề mặt lỗ 20, R z = 0,05àm của khối xilanh A 0.05 3.2 6 ỉ 102 ỉ 32 60 0.1 ỉ 36 1,5 15 0.1 7 0 . 8 ỉ 28H3 ỉ 20x7 lỗ 4x30 R z 0.05 A 0.01 R z 0.05 0.8 1x45 A 0.002 3.2 Quá trình gia công lỗ 20 gồm các bớc sau: - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 77 - Tính toán lợng d gia công - khoan lỗ đạt kích thớc 8 - khoan rộng lỗ đạt kích thớc 18 - khoét lỗ đạt kích thớc 19,7 - doa lỗ đạt kích thớc 19,9 - nghiền thô - nghiền tinh đạt kích thớc 20 - nghiền siêu tinh bằng dầu đạt độ bóng bề mặt yêu cầu 0,05àm Vì bề mặt gia công là đối xứng nên lợng d trung gian tính cho các bớc khoan, khoét, doa lỗ, nghiền lỗ 20 đợc tính nh sau: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) Sau đây là các bớc tính lợng d trung gian để gia công lỗ 20 1- Khoan lỗ đạt kích thớc 8 từ phôi đặc Theo bảng 13 trang 40 (thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta có sau khi khoan lỗ thì: - chiều cao nhấp nhô do khoan để lại: R z = 40àm - vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp h hỏng T a sau nguyên công đầu tiên để lại coi nh bằng 0 - sai lệch về vị trí không gian do khoan để lại: 2 y 2 0a )l.(C += Với: C 0 : là độ lệch đờng tâm lỗ tra bảng 18(trang 44 - thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta đợc C 0 = 15àm y : Độ cong trục lỗ (àm/mm) ở đây y = 1,7àm/mm ( bảng 18 trang 44 - thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) l : chiều dài lỗ l = 60mm Vậy : 2 y 2 0a )l.(C += = 22 )60.7,1(15 + = 103,9àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 78 - Tính toán lợng d gia công - Sai số gá đặt chi tiết b của nguyên công đang thực hiện, nó đợc xác định bằng tổng các véc tơ sai số chuẩn ( c ) và sai số kẹp chặt ( kc ) nếu không xét đến sai số đồ gá: kcb += Do phơng và chiều của hai véc tơ c và k khó xác định nên thờng lấy giá trị trung bình theo xác suất nh sau: 2 k 2 cb += Bây giờ ta đi xác định sai số chuẩn và sai số kẹp chặt. Sai số chuẩn c Ta có sơ đồ gá đặt nh sau: (hình vẽ) Chi tiết đợc định vị vào lỗ 28 bằng chốt trụ ngắn và mặt đầu bằng mặt phẳng. n n ỉ18 ỉ8 s ỉ19,9 s W ỉ78 ỉ28 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 79 - Tính toán lợng d gia công H ỉ28 l ỉ28 c x y z ỉ20 Theo sơ đồ trên ta lập đợc chuỗi kích thớc: (với H là kích thớc cần thực hiện) H = x+y+z (với x và z là các đại lợng biến thiên.) Vậy c(H) = l + c + 2. Trong đó: - l : dung sai đờng kính lỗ chuẩn (àm). Với lỗ định vị là mặt trụ trong 28 đã qua nguyên công tiện tinh vậy nó đạt cấp chính xác 8 tơng ứng ta có 28H8 tra miền dung sai ta đợc l = 33àm. - c : dung sai đờng kính chốt định vị, do đồ gá chế tạo luôn có độ chính xác cao hơn độ chính xác về kích thớc của chi tiết một cấp, tra dung sai cho chốt 28h6 ta đợc c = 13àm. - : khe hở nhỏ nhất giữa chốt và lỗ định vị, đối với lắp ghép là H8/h2 ta có khe hở nhỏ nhất = EI - es = 0 - 0 = 0 (àm) (EI và es là các sai lệch dới và sai lệch trên của lỗ và chốt) Vậy sai số chuẩn c = c(H) = l + c + 2. = 33 + 13 = 46àm Sai số kẹp chặt k Theo sơ đồ gá đặt thì phơng và chiều của lực kẹp vuông góc với phơng của kích thớc thực hiện nên ở trờng hợp này sai số sinh ra do kẹp chặt k = 0 Vậy sai số gá đặt của nguyên công khoan này là: b = 2 k 2 c)H(c += = 046 2 + = 46àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 80 - Tính toán lợng d gia công 2- Khoan rộng lỗ đạt kích thớc 18 Tơng tự nh khi khoan lỗ 8 ta cũng có sau khi khoan lỗ 18 sẽ để lại các ảnh hởng tới nguyên công sau bao gồm: R z = 40àm, T a = 0àm (vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp h hỏng sau nguyên công đầu tiên để lại coi nh không đáng kể) Sai lệch về vị trí không gian do khoan lỗ 18 để lại: 2 y 2 0a )l.(C += Với: C 0 : là độ lệch đờng tâm lỗ tra bảng 18 (trang 44 - thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta đợc C 0 = 25àm y : Độ cong trục lỗ (àm/mm) ở đây y = 0,9àm/mm ( bảng 18 trang 44 - thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) l : chiều dài lỗ l = 60mm Vậy : 2 y 2 0a )l.(C += = 22 )60.9,0(25 + = 59,5àm Vậy lợng d trung gian: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) Trong đó b là sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện, do nguyên công khoan lỗ 18 có sơ đồ gá đặt hoàn toàn giống với nguyên công khoan lỗ 8 nên ta cũng có sai số gá đặt b = 46àm Do đó lợng d trung gian cho khoan lỗ 18: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) = 2.(40 + 0 + 22 469,103 + ) = 307,25àm 3- Khoét lỗ đạt kích thớc 19,7 Lợng d trung gian: 2Z bmin = 2.(R za + 2 b 2 a + ) Nh trên đã có: - chiều cao nhấp nhô do khoan lỗ 18 để lại: R z = 40àm - chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do khoan lỗ 18 để lại : T a = 0àm - sai lệch về vị trí không gian do khoan để lại: 2 y 2 0a )l.(C += =59,5àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 81 - Tính toán lợng d gia công ở bớc gia công này và các nguyên công về sau ta không phải xét đến sai số do gá đặt chi tiết b gây ra bởi vì đó là các nguyên công có tác dụng làm tăng độ bóng bề mặt. Vậy lợng d trung gian cho khoét: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) = 2.(40 + 0 + 59,5) = 199àm 4- Doa lỗ đạt kích thớc 19,9 Vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp h hỏng bề mặt để lại sau nguyên công đầu tiên coi nh không đáng kể (T a = 0) Vậy lợng d trung gian: 2Z bmin = 2.(R za + 2 b 2 a + ) Trong đó: - R za là chiều cao nhấp nhô do khoét để lại. Tra bảng 13 trang 40 thiết kế công nghệ chế tạo máy ta đợc: R z = 30àm - a : sai lệch về vị trí không gian sinh ra do nguyên công khoét. Do khoét là nguyên công sửa sai số do khoan nên sai lệch vị trí không gian đợc tính bằng độ lệch đờng tâm lỗ C 0 nhân với hệ số giảm sai k s = 0,05 a = C o .0,05 = 25.0,05 = 1,25àm Sai số gá đặt chi tiết b = 0 Vậy lợng d trung gian cho doa: 2Z bmin = 2.(R za + 2 b 2 a + ) = 2.(30 + 2 25,1 ) = 62,5àm 5- Nghiền thô Lợng d trung gian: 2Z bmin = 2.K.(R za + a ) Trong đó: - K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ K = 1,2 ữ1,5 - R za là chiều cao nhấp nhô do doa để lại.Tra bảng 13 trang 40 thiết kế công nghệ chế tạo máy ta đợc: R za = 5àm - a : sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc doa lỗ bao gồm: + độ không thẳng đờng trục: x = 5àm + độ méo: y = 5àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 82 - Tính toán lợng d gia công + độ côn: z = 6àm Vậy: a = =++=++ 222222 655zyx 9,27àm Lợng d trung gian cho nghiền thô: 2Z bmin = 2.K.(R za + a ) = 2.1,5.(5 + 9,27) = 42,81àm 6- Nghiền tinh Lợng d trung gian: 2Z bmin = 2.K.(R za + a ) Trong đó: - K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ đối với nghiền tinh K = 1 - R za là chiều cao nhấp nhô do nghiền thô để lại R za = 3,2àm - a : sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc nghiền thô bao gồm: + độ không thẳng đờng trục: x = 3àm + độ méo: y = 3àm + độ côn: z = 4àm Vậy: a = =++=++ 222222 433zyx 5,84àm Lợng d trung gian cho nghiền tinh: 2Z bmin = 2.K.(R za + a ) = 2.(3,2 + 5,84) = 18,08àm 7- Nghiền siêu tinh bằng dầu Sau nguyên công nghiền tinh ta đạt đợc lỗ có: - chiều cao nhấp nhô R za = 0,2àm (12) - sai số hình dạng lỗ a với: x = 1,5àm, y = 0,5àm, z = 1àm do đó a = 222 15,05,1 ++ = 1,87àm Vậy lợng d trung gian cho nghiền siêu tinh bằng dầu: (K = 1) 2Z bmin = 2.K.(R za + a ) = 2.(0,2 + 222 15,05,1 ++ ) = 4,14àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 83 - Tính toán lợng d gia công tính toán lợng d cho bề mặt trụ ngoài 20 -0,01 , R z = 0,05àm của pitông Tính toán lợng d cho bề mặt trụ ngoài 20 -0,01 , R z = 0,05àm của pitông để đảm bảo các yêu cầu sau đây: - Độ nhám bề mặt R z = 0,05 - Vật liệu thép hợp kim 30X T - Độ thẳng đờng sinh 3àm - Độ tròn 0,5àm - Độ cứng 63ữ65 HRC 9.2 0.1 11.29 0.1 18.2 0.1 21.7 0.1 25.2 0.1 58.2 0.1 R4,25 ỉ16 ỉ20 -0,01 ỉ 5 ỉ2 0,05 R7.5 Quá trình gia công mặt trụ 20 -0,01 gồm các nguyên công nh sau: 1. tiện thô từ phôi thanh 2. tiện thô sau khi tóp pitông 3. tiện tinh - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 84 - Tính toán lợng d gia công 4. nhiệt luyện 5. mài 6. nghiền thô 7. nghiền tinh 8. nghiền tinh bằng dầu Vì bề mặt gia công là đối xứng nên lợng d trung gian tính cho các bớc tiện thô, tiện tinh, mài, nghiền thô, nghiền tinh mặt trụ 20 đợc tính nh sau: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) Sau đây là các bớc tính lợng d trung gian để gia công mặ trụ 20 1- Phôi thanh Theo bảng 10 trang 39 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có các giá trị sau: R za = 150àm T a = 250àm Sai lệch không gian a = k .L = 0,5.90 = 45àm ( k là độ cong của phôi trên 1mm chiều dài, tra bảng 15 trang 43-thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) 2- Tiện thô từ phôi thanh Sơ đồ gá đặt: n tc ỉ23 ỉ26 Tiện thô ngoài đạt kích thớc 23, chi tiết đợc định vị vào mâm cặp và một đầu đợc chống tâm. Theo bảng 13 trang 40 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có: - Chều cao nhấp nhô bề mặt sau khi tiện thô R za = 50àm - Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô T a = 50àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 85 - Tính toán lợng d gia công - Sai lệch không gian a = k .L (L chiều dài phôi L = 90mm) k : độ sai lệch tra bảng 3-63 sổ tay công nghệ chế tạo máy ta đợc k = 0,2àm/mm Vậy a = 0,2.90 = 18àm. Lợng d trung gian: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) b : sai số gá đặt, trong trờng hợp này sai số gá đặt bằng 0 vì phôi một đầu đợc kẹp bằng mâm cặp và một đầu đợc chống tâm. Vậy lợng d trung gian đối với nguyên công tiện thô từ phôi thanh là: 2Z bmin = 2.(R za + T a + 2 b 2 a + ) = 2.(150 + 250 + 22 045 + ) = 890àm 3- Tóp pitông Sau khi tóp pitông ta có chất lợng bề mặt (chiều cao nhấp nhô R a và chiều sâu lớp h hỏng bề mặt T a ) của chi tiết không thay đổi nhng sai lệch về vị trí không gian a thay đổi rất lớn. Ta vẫn có R a = 50àm; T a = 50àm Nhng a = k .L = 3.90 = 270àm ( k tra bảng 3-74 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I) Sau khi tóp pitông ta có hình dạng chi tiết nh sau a R za 4- Tiện thô sau khi tóp pitông Sơ đồ gá đặt: - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 86 [...]... côn: z = 6àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 88 - Tính toán lợng d gia công Vậy: a = x 2 + y 2 + z 2 = 5 2 + 5 2 + 6 2 = 9,27àm Vậy lợng d trung gian tính cho nguyên công mài tinh: 2 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + a + 2 ) = 2.(6,3 + 20 + b 7,2 2 + 50 2 ) = 153,63àm 9- Nghiền thô Sau khi nghiền thô mặt trụ 20 ta có Rza = 0,8àm; Lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.K.(Rza + a) Trong đó: - K: hệ số xét đến...ỉ20.2 - Tính toán lợng d gia công Phôi một đầu đợc kẹp bằng mâm cặp và một đầu đợc chống tâm Theo bảng 13 trang 40 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có: - Chều cao nhấp nhô bề mặt sau khi tiện thô Rza = 50àm - Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô Ta = 50àm - Sai lệch không gian a = k La = 0,2.90 = 18àm (L chiều dài phôi L = 90mm) k : độ sai lệch tra bảng 3-63 sổ tay công nghệ chế... côn: Vậy: y = 3àm z = 4àm a = x 2 + y 2 + z 2 = 32 + 32 + 4 2 = 5,84àm Lợng d trung gian cho nghiền tinh: 2Zbmin = 2.K.(Rza + a) = 2.(3,2 + 5,84) = 18,08àm 9- Nghiền siêu tinh bằng dầu Sau nguyên công nghiền tinh băng dầu ta đạt đợc bề mặt trụ 20 có: - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 89 - Tính toán lợng d gia công - chiều cao nhấp nhô Rza = 0,05àm - sai số hình dạng lỗ a sinh ra do nghiền tinh... sửa lại mặt côn của lỗ tâm nên sinh ra sai số gá đặt b = 0,2.D = 0,25.200 = 50àm Vậy lợng d trung gian tính cho nguyên công mài thô: (với chú ý sau khi nhiệt luyện không xét tới giá trị Ta) 2 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + a + 2 ) = 2.(60 + 0 + 180 2 + 50 2 ) = 493,63àm b 8- Mài tinh Sơ đồ gá đặt giống nh nguyên công mài thô, sau khi mài tinh ta có các giá trị tơng ứng là: Rza = 1,6àmTa = 5àm a: sai số hình... án công nghệ chế tạo máy): - Chều cao nhấp nhô bề mặt sau khi tiện thô Rza = 20àm - Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô Ta = 30àm - Sai lệch không gian a = k.a = 0,06.18 = 1,08àm (k: hệ số giảm sai) Vậy lợng d trung gian cho tiện tinh là (ta cũng có b = 0): 2 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + a + 2 ) = 2.(50 + 50 + 1.08 2 ) = 202,16àm b 6- Nhiệt luyện - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 87 - Tính. .. CNCTM 87 - Tính toán lợng d gia công Sau nhiệt luyện bề mặt trụ 20 có độ chính xác giảm đi một cấp, độ nhám bề mặt tăng lên từ 1 đến 2 cấp, bị cong vênh, các giá trị tơng ứng sau nhiệt luyện là: Rza = 60àm, a = k.L = 2.90 = 180àm Ta = 60àm, 7- Mài thô S n Sơ đồ gá đặt giống nh nguyên công tiện, sau khi mài thô ta có các giá trị tơng ứng là: (tra bảng 12- thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) Rza =... 2 + 0,5 2 + 12 = 1,87àm Vậy lợng d trung gian cho nghiền siêu tinh bằng dầu: (K = 1) 2Zbmin = 2.K.(Rza + a) = 2.(0,2 + 1,5 2 + 0,5 2 + 12 ) = 4,14àm Kết quả của việc tính toán lợng d cho bề mặt trụ 20 đợc thể hiện ở bảng sau: Kiểm tra kết quả tính toán - Lợng d tổng cộng : Z0 = Z0max - Z0min = 3471 - 2960 = 519 àm = phôi - 10 = 520 - 9 = 519àm - Lợng d trung gian : Tiện tinh Z5 = Z8max - Z8min = 199... = 90mm) k : độ sai lệch tra bảng 3-63 sổ tay công nghệ chế tạo máy ta đợc k = 0,2àm/mm Lợng d trung gian: 2 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + a + 2 ) b b: sai số gá đặt, trong trờng hợp này sai số gá đặt bằng 0 vì phôi một đầu đợc kẹp bằng mâm cặp và một đầu đợc chống tâm Vậy lợng d trung gian đối với nguyên công tiện thô sau khi tóp pitông là: 2 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + a + 2 ) = 2.(50 + 50 + b 270 2 + 0 2... mặt trụ 20 trớc khi nghiền K = 1,2 ữ1,5 - a: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi nguyên công mài tinh, nh trên ta đã có a = 9,27àm Lợng d trung gian cho nghiền thô: 2Zbmin = 2.K.(Rza + a) = 2.1,5.(1,6 + 9,27) = 32,61àm 8- Nghiền tinh Sau khi nghiền tinh mặt trụ 20 ta có Rza = 0,2àm; Lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.K.(Rza + a) Trong đó: - K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ đối với nghiền tinh... Z0max - Z0min = 3471 - 2960 = 519 àm = phôi - 10 = 520 - 9 = 519àm - Lợng d trung gian : Tiện tinh Z5 = Z8max - Z8min = 199 - 180 = 19 àm = 7 - 8 = 52 - 33 = 19 àm Kết luận : việc tính toán lợng d và các kích thớc nguyên công nh vậy là đúng - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 90 . Tính toán lợng d gia công Tính lợng d gia công Nh ta đã biết việc xác định lợng d theo phơng pháp thống kê kinh nghiệm thì giá trị lợng d thờng đợc tổng hợp thành các bảng cho trong sổ tay công. nó đã kể đến những ảnh hởng của từng điều kiện gia công cụ thể đến quá trình gia công. ở đây ta chọn hai bề mặt điển hình để tính toán lợng d gia công đó là bề mặt 20 (R z = 0,05àm) của khối. lệch về vị trí không gian do khoan để lại: 2 y 2 0a )l.(C += =59,5àm - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM 81 - Tính toán lợng d gia công ở bớc gia công này và các nguyên công về sau ta không