- Tr−ờng hợp chi tiết gá trên mâm cặp (côngxôn)
3.3.3-ảnh h−ởng do biến dạng nhiệt của máy, dao và chi tiết
c) ả nh h−ởng của dụng cụ cắt
3.3.3-ảnh h−ởng do biến dạng nhiệt của máy, dao và chi tiết
a) ảnh h−ởng do biến dạng nhiệt của máy
Khi máy làm việc, nhiệt độ ở các bộ phận khác nhau có thể chênh lệch khoảng 10 ữ 150C, sinh ra biến dạng không đều và máy sẽ mất chính xác.
Giáo trình:Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình
ảnh h−ởng đến độ chính xác gia công nhiều nhất là biến dạng nhiệt của ổ
trục chính. Nhiệt tăng làm cho tâm trục chính xê dịch theo h−ớng ngang và h−ớng
đứng vì các điểm trên nó có nhiệt độ khác nhau.
Thông th−ờng, nhiệt tăng nhiều nhất ở ổ đỡ trục chính, nhiệt độ ở đây có thể cao hơn các nơi khác của ụ trục chính từ 30 ữ 40%.
Xê dịch theo h−ớng ngang làm thay đổi kích th−ớc và hình dạng của chi tiết gia công, gây ra sai số hệ thống thay đổi. Khi số vòng quay trục chính n càng lớn thì sự xê dịch càng nhiều và tỉ lệ thuận với n .
Thời gian đốt nóng ụ trục chính khoảng 3 ữ 5 giờ, sau đó nhiệt độ đốt nóng cũng nh− vị trí tâm sẽ ổn định. Nếu tắt máy sẽ xảy ra quá trình làm nguội chậm và tâm của trục chính sẽ xê dịch theo h−ớng ng−ợc lại.
Để khắc phục sai số gia công do biến dạng nhiệt gây ra có thể cho máy chạy không tải chừng 2 ữ 3 giờ rồi mới tiến hành điều chỉnh máy.
Ngoài ra, đối với các máy công cụ chính xác cao, ánh nắng mặt trời chiếu vào cũng làm cho máy mất chính xác.
b) ảnh h−ởng do biến dạng nhiệt của dao cắt
Tại vùng cắt, hầu hết công cơ học cần thiết cho qúa trình cắt đều chuyển thành nhiệt. Tùy theo chế độ cắt, vật liệu làm dao, vật liệu gia công mà tỷ lệ phần nhiệt phân bố vào phoi, chi tiết gia công, dụng cụ cắt và một phần tỏa ra môi tr−ờng xung quanh sẽ khác nhau.
Khi nhiệt cắt truyền vào dao, dao bị nở dài, mũi dao v−ơn thêm về phía tr−ớc làm cho đ−ờng kính ngoài giảm đi, đ−ờng kính lỗ tăng lên. Cho đến khi dao ở trạng thái cân bằng nhiệt thì dao không nở dài thêm nữa và nếu không có sự mòn dao thì kích th−ớc gia công sẽ không đổi.
c) ảnh h−ởng do biến dạng nhiệt của chi tiết gia công
Một phần nhiệt ở vùng cắt truyền vào chi tiết gia công, làm nó biến dạng và gây ra sai số gia công. Nếu chi tiết đ−ợc nung nóng toàn bộ thì chỉ gây ra sai số kích th−ớc, còn nếu bị nóng không đều thì còn gây ra cả sai số hình dáng.
Nhiệt độ của chi tiết gia công trong quá trình cắt phụ thuộc vào chế độ cắt. Khi tiện, nếu tăng vận tốc cắt và l−ợng chạy dao, tức là rút ngắn thời gian nung nóng liên tục chi tiết gia công thì nhiệt độ của nó sẽ nhỏ. Còn chiều sâu cắt tăng thì nhiệt độ chi tiết gia công cũng tăng theo.
3.3.4- Sai số do rung động phát sinh ra trong quá trình cắt
Rung động của hệ thống công nghệ trong quá trình cắt không những làm tăng độ nhám bề mặt và độ sóng, làm cho dao nhanh mòn mà còn làm cho lớp kim loại mặt bị cứng nguội, hạn chế khả năng cắt gọt.
Giáo trình:Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình
chu kỳ, nếu tần số thấp, biên độ lớn sẽ sinh ra độ sóng bề mặt; nếu tần số cao, biên độ thấp sẽ sinh ra độ nhám bề mặt.
Ngoài ra, rung động làm cho chiều sâu cắt, tiết diện phoi và lực cắt sẽ tăng, giảm theo chu kỳ, làm ảnh h−ởng tới sai số gia công.
3.3.5- Sai số do chọn chuẩn và gá đặt chi tiết gia công gây ra
Để có thể gia công đ−ợc phải gá đặt chi tiết lên máy. Bản thân việc gá đặt này cũng có sai số và ảnh h−ởng trực tiếp đến độ chính xác gia công. Khi gá đặt không hợp lý, sai số do gá đặt lớn và ảnh h−ởng đến độ chính xác gia công.
3.3.6- Sai số do ph−ơng pháp đo và dụng cụ đo gây ra
Trong quá trình chế tạo, việc kiểm tra, đo l−ờng cũng gây ra sai số và ảnh h−ởng đến độ chính xác gia công. Những sai số do đo l−ờng bao gồm:
- Sai số do dụng cụ đo: tuy là dụng cụ để đánh giá độ chính xác gia công nh−ng bản thân nó khi chế tạo, lắp ráp cũng bị sai số.
- Sai số do ph−ơng pháp đo nh− chọn chuẩn , cách đọc, lực đo không đều.... - Sai số do độ mòn của dụng cụ sau một thời gian sử dụng,
Để giảm bớt ảnh h−ởng của đo l−ờng đến độ chính xác gia công, khi đo l−ờng phải chọn dụng cụ đo và ph−ơng pháp đo phù hợp với độ chính xác theo yêu cầu.
3.4- các ph−ơng pháp xác định độ chính xác gia công
3.4.1- Ph−ơng pháp thống kê kinh nghiệm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đây là ph−ơng pháp đơn giản nhất, căn cứ vào độ chính xác bình quân kinh tế để đánh giá.
Độ chính xác bình quân kinh tế là độ chính xác có thể đạt đ−ợc một cách kinh tế trong điều kiện sản xuất bình th−ờng, là điều kiện sản xuất có đặc điểm sau:
- Thiết bị gia công hoàn chỉnh.
- Trang bị công nghệ đạt đ−ợc yêu cầu về chất l−ợng. - Sử dụng bậc thợ trung bình.
- Chế độ cắt theo tiêu chuẩn và định mức thời gian cũng theo tiêu chuẩn. Cách tiến hành: Cho gia công trên một loại máy, một chế độ công nghệ, bậc
thợ trong điều kiện tiêu chuẩn và xem thử đạt đ−ợc độ chính xác gia công ra sao. Làm nhiều lần nh− thế, thống kê lại kết quả đạt đ−ợc và lập thành bảng.
Độ chính xác bình quân kinh tế không phải là độ chính xác cao nhất có thể đạt đ−ợc của một ph−ơng pháp gia công và cũng không phải là độ chính xác có thể đạt đ−ợc trong bất kỳ điều kiện nào.
Ph−ơng pháp này nên dùng làm tham khảo và khi vận dụng phải căn cứ thêm điều kiện sản xuất cụ thể để xác định cho thích hợp.
3.4.2- Ph−ơng pháp xác suất thống kê
Ph−ơng pháp này đ−ợc sử dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.
Giáo trình:Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình đặc tính phân bố của kích th−ớc đạt đ−ợc. Thông th−ờng, số l−ợng chi tiết cắt thử từ
60 đến 100 chi tiết trong một lần điều chỉnh máy. Đo kích th−ớc thực của từng chi tiết trong cả loạt. Tìm kích th−ớc giới hạn lớn nhất, nhỏ nhất của cả loạt. Chia khoảng giới hạn từ lớn nhất đến nhỏ nhất đó thành một số khoảng (th−ờng lớn hơn
6 khoảng). Xác định số l−ợng chi tiết có kích th−ớc nằm trong mỗi khoảng và xây dựng đ−ờng cong phân bố kích th−ớc thực nghiệm.
Đ−ờng cong thực nghiệm có trục hoành là kích th−ớc đạt đ−ợc, còn trục tung là tần suất của các kích th−ớc xuất hiện trong mỗi một khoảng. Trên đ−ờng cong thực nghiệm ta thấy rằng: kích th−ớc phân bố của cả loạt chi tiết cắt thử tập trung ở khoảng giữa. Số chi tiết cắt thử trong một lần điều chỉnh máy càng lớn thì đ−ờng cong càng có dạng tiệm cận đến đ−ờng cong phân bố chuẩn Gauss.
y Hình 3.6- Đ−ờng cong phân bố kích th−ớc chuẩn Gauss. 0 L Hình 3.5- Đ−ờng cong phân bố kích th−ớc thực nghiệm.
Ph−ơng trình đ−ờng cong phân bố chuẩn đ−ợc viết d−ới dạng:
( ) 2 2 i 2 L L e . 2 . 1 y σ − π σ =
với, σ: ph−ơng sai của đ−ờng cong phân bố.
Li: kích th−ớc thực đạt đ−ợc của chi tiết cắt thử thứ i L: kích th−ớc trung bình cộng của loạt chi tiết cắt thử.
n L L n 1 i i ∑ =
= ; trong đó, n là số l−ợng chi tiết cắt thử của một loạt trong một lần điều chỉnh máy.
Ph−ơng sai của đ−ờng cong phân bố tức thời xác định theo công thức:
( )n n L L n 1 i 2 i ∑ = − = σ
Trong khoảng ± 3σ, các nhánh của đ−ờng cong gần sát với trục hoành và giới hạn tới 99,73% toàn bộ diện tích của nó. Nh− vậy, trong phạm vi ± 3σ đ−ờng cong phân bố chuẩn chứa tới 99,73% số chi tiết trong cả loạt cắt thử.
Giáo trình:Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình
ý nghĩa: Giả sử có hai đ−ờng cong phân bố kích th−ớc y1 và y2 với khoảng phân tán t−ơng ứng là 6σ1 và 6σ2. Dung sai của kích th−ớc cần gia công là T. Ta thấy rằng, y2 có cấp chính xác cao hơn y1 (vì σ2 < σ1) và y2 có 6σ2 < T nên sẽ không có phế phẩm, còn y1 có 6σ1 > T nên sẽ có phế phẩm.
Tuy nhiên, đ−ờng cong phân bố chuẩn mới chỉ thể hiện tính chất phân bố của các sai số ngẫu nhiên. Trong quá trình gia công, các sai số ngẫu nhiên, sai số hệ
thống thay đổi, sai số hệ thống không đổi cũng đồng thời xuất hiện. Vì vậy, sau khi
xác định đ−ợc ph−ơng sai σ của sai số ngẫu nhiên cần phải xác định quy luật biến đổi của sai số hệ thống thay đổi B(t). Riêng sai số hệ thống không đổi A sẽ không ảnh h−ởng đến sự phân tán kích th−ớc gia công và có thể triệt tiêu đ−ợc nó khi điều
chỉnh máy. y2 y1 6σ2 6σ1 T φmin φmax L 0 Hình 3.7- Đ−ờng cong phân bố kích th−ớc thực. -3σ ∞ = σ 3 B 3 3 B = σ 1 , 1 3 B = σ 67 , 0 3 B = σ 0 3 B = σ 3σ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.8- Đ−ờng cong phân bố không đối xứng.
Hình 3.9- Đ−ờng cong phân bố kích th−ớc của 2 nhóm chi tiết trên 2 máy khác nhau.
Nh− vậy, trong quá trình gia công, phân bố kích th−ớc thực phải là tổ hợp của quy luật phân bố chuẩn và quy
luật biến đổi sai số hệ thống thay đổi là quy luật đồng xác suất. Lúc này, đ−ờng cong phân bố kích th−ớc sẽ phụ thuộc vào tỷ lệ σ 3 B .
Nếu sai số hệ thống thay đổi không tuyến tính với thời gian thì đ−ờng cong phân bố kích th−ớc sẽ không đối xứng. Lúc đó, dù đảm bảo 6σ ≤ T nh−ng có thể vẫn có phế phẩm. Nếu khi gia công một loạt chi tiết mà có hai hay nhiều nhóm chi tiết có sai số hệ thống khác nhau thì đ−ờng cong phân bố sẽ có hai hoặc nhiều đỉnh. Ví dụ nh− một loạt chi tiết nh−ng đ−ợc gia công trên hai máy khác nhau thì đ−ờng cong phân bố sẽ có 2 đỉnh.
Giáo trình:Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình
B
∆
Hình 3.10- Đ−ờng cong phân bố có tính tới các sai số ngẫu
nhiên và sai số hệ thống.
Ngoài ra, có thể tổ hợp các sai số ngẫu nhiên và các sai số hệ thống thay đổi bằng cách xê dịch đ−ờng cong phân bố chuẩn đi một l−ợng bằng sai số hệ thống nh−ng vẫn giữ nguyên hình dạng đ−ờng cong phân bố (hình 3.10). Trong tr−ờng hợp này, khoảng phân tán tổng cộng các kích th−ớc cả loạt chi tiết cắt thử đ−ợc xác định theo công thức:
∆ = 6σ + B
Ph−ơng pháp này tuy đơn giản nh−ng tốn kém vì phải cắt thử cả loạt chi tiết. Để giảm bớt chi phí đồng thời rút ngắn thời gian xác định quy luật phân bố kích th−ớc, ng−ời ta dùng các số liệu có sẵn để tham khảo khi gia công các kích th−ớc có tính chất t−ơng tự trong điều kiện gia công t−ơng tự.
3.4.3- Ph−ơng pháp tính toán phân tích (dùng trong nghiên cứu)
Theo ph−ơng pháp này, ta phân tích nguyên nhân sinh ra sai số gia công,
tính các sai số đó, rồi tổng hợp chúng lại thành sai số gia công tổng. Từ đó, vẽ quy luật phân bố và căn cứ vào đó để đánh giá độ chính xác gia công.
Trong mọi tr−ờng hợp, sai số gia công tổng phải nhỏ hơn dung sai cho phép của chi tiết cần chế tạo.
* Phân tích nguyên nhân: (xem trang 22; 23) * Tổng hợp các sai số:
- Tổng các sai số hệ thống không đổi AΣ là một sai số hệ thống không đổi và đ−ợc tổng hợp theo nguyên tắc tổng đại số:
∑= = = ∑ p 1 i i A A .
- Tổng các sai số hệ thống thay đổi BΣ(t) là một sai số hệ thống thay đổi và đ−ợc tổng hợp theo nguyên tắc tổng đại số:
( ) ∑ ( )= = = ∑ q 1 j j t B t B .
- Tổng các sai số ngẫu nhiên là một sai số ngẫu nhiên và đ−ợc tổng hợp theo nguyên tắc cộng xác suất, có ph−ơng sai là:
( )∑ ∑ = σ = σ∑ n 1 z 2 z z. K .
- Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên tổng hợp theo nguyên tắc tổng số học.
* Vẽ quy luật phân bố:
Lúc bắt đầu gia công, trung tâm phân bố là C0, khoảng phân tán là D0E0 với C0D0 = C0E0 = 3σ.
Giáo trình:Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình C k Ek Dk t0 tk C0 ti E0 D0 L0 Bi(t) Ai B(t) A ∆Σ 3 σ Thời gian (phút) Số l−ợng (chiếc)
Hình 3.11- Đ−ờng cong phân bố thực kích th−ớc gia công.
Kích th−ớc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau đó, theo thời gian sai số hệ thống thay đổi sẽ làm cho trung tâm phân bố di động theo đ−ờng C0Ck, giới hạn phân bố nó cũng biến đổi theo đ−ờng D0Dk và E0Ek. Nh− vậy, trong quá trình gia công kích th−ớc các chi tiết đạt đ−ợc theo thời gian sẽ thay đổi trong hai đ−ờng giới hạn D0Dk và E0Ek. Từ đó, đ−ờng phân bố kích th−ớc gia công sẽ có dạng nh− trên, đó là đ−ờng cong tổng hợp của sai số hệ thống thay đổi B(t) và sai số ngẫu nhiên.
Khi khoảng phân tán của đ−ờng cong kích th−ớc thực đã bằng với dung sai của chi tiết cần gia công: ∆Σ = T, thì ta phải điều chỉnh lại máy, đ−a tâm phân bố về lại vị trí ban đầu. Khoảng thời gian
giữa hai lần điều chỉnh máy, ng−ời ta gọi là chu kỳ điều chỉnh lại máy.
Chú ý rằng, chu kỳ điều chỉnh máy phải nhỏ hơn hoặc bằng tuổi bền dao vì nếu không thì dao sẽ h− khi ch−a kịp điều chỉnh lại máy. Lmin
Lmax
Tck
Hình 3.12- Chu kỳ điều chỉnh lại máy.