DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI.
Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều, đồng thời tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng... dẫn đến giá thành tăng. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để bù vào các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.
Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng hai phương pháp sau đây để xác định lượng dư gia công:
Phương pháp thống kê kinh nghiệm. Phương pháp tính toán phân tích.
Phương pháp thống kê kinh nghiệm, xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể, nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.
Ngược lại, phương pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.
Vì điều kiện thời gian, nên trong đồ án này em chỉ tính lượng dư theo phương pháp tính toán phân tích cho 2 nguyên công, còn lại các bề mặt khác lượng dư được tra bảng.
Trong đồ án này chỉ tính lượng dư theo phương pháp phân tích tính toán cho 2 nguyên công là NC 22: phay 1 mặt đầu lỗ ∅60H7 và NC 26: khoét - doa lỗ ∅60H7, còn lại lượng dư của các bề mặt được thống kê kinh nghiệm.
6.1.Tính lượng dư khi gia công lỗ ∅60H7.
Phôi có dạng phôi đúc cấp chính xác 1, khối lượng phôi khoảng 22 kg, vật liệu Gang xám GX15-32. Quy trình công nghệ gia công lỗ ∅60H7 (∅60+0,03) gồm 4 bước: khoét thô, doa thô, doa bán tinh, doa tinh trên một lần gá đặt. Chi tiết được định vị bằng mặt đáy và 2 lỗ ∅13H7 đã qua gia công tinh từ trước.
Lượng dư gia công tối thiểu của các bước công nghệ (Zmin) phải có giá trị đảm bảo loại bỏ được các sai số do bước công nghệ sát trước để lại và sai số xuất hiện trên bước công nghệ đang thực hiện, lượng dư gia công của các bước tính theo công thức sau:
( 2 2) 1 1 1 min 2 2Zi = Rzi− +Tai− + ρi− +εi Trong đó:
Rzi-1- chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
Tai-1- chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại.
ρi-1- sai lệch vị tri tương quan và sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước để lại.
εi - sai số gá đặt ở bước công nghệ đang thực hiện.
a. Lượng dư khi khoét thô:
+ Theo bảng 3.2[1], ta có Rz +Ta của phôi đang xét là 600 µm.
+ Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:
ρph = 2 2
lk cv ρ ρ +
.Với ρcv - sai số do độ cong vênh của lỗ sau khi đúc. Sai số này phải được lấy theo hai phương dọc trục và hướng kính:
ρcv = (∆k.d)2 +(∆k.l)2
Trong đó:
∆k - độ cong vênh đơn vị lấy theo bảng 3.7[1]: ∆k = 0,7 µm/1mm. d - đường kính của lỗ gia công, d = 60.
l - chiều dài của lỗ gia công, l = 315.
Do đó: ρcv = (0,7.60)2 +(0,7.315)2 = 224 (µm).
.Còn ρlk - sai số do độ lệch thao đúc lỗ. Trong trường hợp cụ thể này nó chính là sai lệch về vị trí của các mặt chuẩn (đã gia công ở nguyên công trước) để gá đặt chi tiết ở nguyên công này so với bề mặt cần gia công.
Trên hình b) để gia công đạt kích thước A=160+0,2 trước hết người ta phải gia công mặt 1 để làm chuẩn. Khi gia công mặt 1 người ta dùng mặt 2 làm chuẩn, do vậy sai số của tâm lỗ ∅60 so với mặt 1 theo phương kích thước A sẽ là tổng của dung sai kích thước B của phôi và dung sai kích thước C: δA= δB + δC Theo bảng 2.11[1] ta có δB = 0,8mm (B <50mm). Theo công thức (3.16)[1] ta có: δC = 2 cn ph δ δ +
Trong đó: δph - dung sai kích thước C của phôi đúc cấp chính xác I và bằng 1600µm (bảng 2.11[1]). Còn δcn - dung sai của kích thước C đạt được sau khi phay mặt phẳng 1. Do phay mặt phẳng 1 đạt cấp chính xác 9÷10 (bảng 2.37[1]), ta có dung sai của kích thước C = 201 mm, cấp chính xác 9 là 0,09mm.
Do vậy δC = 16002+90 = 845 µm.
13H7∅ ∅ ∅ ∅ 13H7 ∅ ∅ H×nh d) H×nh c) 13H7 1 3 4 3 2 E = 1 55 H×nh a) H×nh b) A = 1 60 ±0 ,2 B = 4 1 D = 5 5 F = 10 0 F = 100 G = 41 13H7 0,63 60 H 7 ∅ ±0 ,2 16 0 C = 2 01 2,5 H = 141 R z2 0
Khi gia công mặt lỗ ∅60H7 ngoài mặt 1 người ta còn dùng 2 lỗ
∅13H7 để làm chuẩn. Khi gia công 2 lỗ ∅13H7 này người ta sử dụng mặt 3 làm chuẩn. Do vậy, sai số của tâm lỗ ∅60 so với đường tâm 2 lỗ ∅13H7 theo phương kích thước D sẽ là tổng của dung sai kích thước E và dung sai kích thước F. Vì mặt 3 là mặt đã gia công tinh nên δE không đáng kể, do vậy
δD ≈ δF. Khi gia công mặt 3 người ta dùng mặt 4 làm chuẩn (hình d) nên δF =
δG + δH.. Theo bảng 2.11[1] ta có δG = 0,8mm (G <50mm). Theo công thức (3.16)[1] ta có: δH = 2 cn ph δ δ +
Trong đó: δph - dung sai kích thước H của phôi đúc cấp chính xác I và bằng 1600µm (bảng 2.11[1]). Còn δcn - dung sai của kích thước H đạt được sau khi phay mặt phẳng 3. Do phay mặt phẳng 3 đạt cấp chính xác 10÷11 (bảng 2.37[1]), ta có dung sai của kích thước C = 141 mm, cấp chính xác 10 là 0,16 mm. Do vậy δH = 2 160 1600+ = 880 µm. Từ đó ta có: δD = δF = δG + δH = 0,8 +0,880 = 1,680 mm.
*Tóm lại: ρlk = 2 2 2 2 + δA δD = 2 2 2 1680 2 1645 + = 1175 µm.
Vậy sai lệch không gian tổng cộng sẽ là:
ρph = 2 2
lk cv ρ
ρ + = 2242 +11752 = 1196 µm.
+Sai số gá đặt khi khoét là: εgd = 2 2
k c ε ε +
.Sai số định vị εC trong trường hợp này xuất hiện là do chi tiết bị xoay trong mặt phẳng ngang khi gá trên các chốt định vị với khe hở theo kiểu lắp ∅13H7/f6. Khe hở lớn nhất giữa chốt và lỗ là:
δmax= δA + δB + δmin
Trong đó:
δA - dung sai của lỗ, δA=18 µm.
δB - dung sai của chốt, δB = 11 µm.
δmin - khe hở bé nhất giữa chốt và lỗ, δmin = 16/2 µm. Góc quay lớn nhất của chi tiết so với vị trí trung gian là: tgα = 0,018+0190,011+0,016= 0,0001.
Sai số định vị trên chiều dài lỗ gia công L sẽ là:
εc = L.tgα = 315.0,0001 = 0,031 mm = 31 µm.
.Sai số kẹp chặt phôi εk cho kích thước A=160 mm lấy bằng 120µm (bảng 3.14[1] - kích thước tiết diện ngang của phôi 200 mm): εk = 120 µm.
Do đó, sai số gá đặt khi khoét sẽ có giá trị:
εgd = 312+1202 = 127 µm.
*Vậy lượng dư khi khoét là:
( 2 2)
1
min 2600 1196 127
2Z = + + = 3610 µm.
b.Lượng dư khi doa thô, doa bán tinh, doa tinh:
- Sau bước đầu tiên với vật liệu gang đúc Ta không còn nữa, do đó sau khi khoét và doa thì chỉ còn Rz. Tra bảng 3.5[1] ta có sau khoét Rz= 40 µm, sau doa thô Rz = 10 µm, sau doa bán tinh Rz = 5 µm, sau doa tinh là 3 µm.
- Sai số không gian còn sót lại sau khoét, sau doa thô, sau doa bán tinh tính theo công thức:
ρcl = Kcx.ρph
- Do các bước sau khoét không thay đổi gá đặt nên sai số gá đặt còn sót lại là:
Sau khoét : εgd2= 0,005.εgd + εpd = 0,005.127 = 1 µm (không phân độ). Sau doa thô: εgd3= 0,005.εgd2 = 0,005.1 = 0 µm.
* Vậy trị số lượng dư:
Khi doa thô là: ( 2 2)
2
min 240 6 1
2Z = + + = 92 µm. Khi doa bán tinh là: 2Zmin3 =2(10+0) = 20 µm. Khi doa tinh là: 2Zmin4 =2(5+0) = 10 µm. Từ các kết quả tính toán ta lập được bảng sau:
Bảng xác định lượng dư và kích thước giới hạn cho các bước côngnghệ gia công lỗ ∅60H7.
Bảng trên được lập như sau:
- Cột kích thước tính toán Dt giá trị ô cuối cùng là giá trị lớn nhất của kích thước theo bản vẽ. Các ô tiếp theo có giá trị bằng giá trị của bước tiếp sau trừ đi giá trị của lượng dư tối thiểu đã tính 2Zmin.
- Cột dung sai δ được tra từ bảng 1.70[2] tương ứng cấp chính xác của các phương pháp gia công: khi khoét ccx 12, khi doa thô ccx 9, khi doa bán tinh ccx8, khi doa tinh ccx 7.
- Cột kích thước Dmax nhận được khi làm tròn kích thước tính toán Dt
tới con số có nghĩa của dung sai của bước tương ứng theo chiều giảm dần. - Cột kích thước Dmin nhận được bằng cách lấy hiệu của Dmaxvà dung sai của bước tương ứng.
- Giá trị lượng dư nhỏ nhất giới hạn gh
min
Z bằng hiệu của kích thước lớn nhất trên nguyên công đang thực hiện và nguyên công trước nó. Còn gia trị lượng dư lớn nhất giới hạn gh
max
Z bằng hiệu của kích thước nhỏ nhất trên nguyên công đang thực hiện và nguyên công trước nó.
Bước Rz Ta ρ εgd 2Zmin Dt δ Dmin Dmax 2Zgh
min 2Zgh max Phôi 600 1196 56,298 600 55,60 56,20 Khoét 40 - 6 127 3610 59,908 300 59,60 59,90 3610 3910 Doa thô 10 - - 1 92 60 74 59,926 60 100 326 Doa b.tinh 5 - - - 20 60,02 46 59,974 60,02 20 48 Doa tinh 3,2 - - - 10 60,03 30 60 60,03 10 26 ZΣ 3740 4310
*Lượng dư danh nghĩa tổng cộng được tính như sau:
Z0dn = Z0min + 1/2Tph - 1/2Tct = 3740 + 1/2.600 - 1/2.30 = 4025 µm. ở đây: Tph, Tct là dung sai của phôi và chi tiết (trong bảng trên).
Từ đó xác định được kích thước phôi trên bản vẽ phôi là: 60 - 4,025 = 55,975, rồi làm tròn kích thước tới con số có nghĩa của dung sai (±0,6) theo chiều giảm dần. Tóm lại trên bản vẽ phôi ghi kích thước ∅55,9±0,6.
Kiểm tra độ chính xác của các tính toán đã thực hiện:
+ Zmax4gh - Zmin4gh = 26 - 10 = 16 µm; δ3 - δ4 = 46 - 30 = 16 µm. + Zmax3gh - Zmin3gh = 48 - 20 = 28 µm; δ2 - δ3 = 74 - 46 = 28 µm. + Zmax2gh - Zmin2gh = 326 - 100 = 226 µm; δ1 - δ2 = 300 - 74 = 226 µm. + Zmax1gh - Zmin1gh = 3910 - 3610 = 300 µm; δph - δ1 = 600 - 300 = 300 µm.
6.2.Tính lượng dư khi phay mặt đầu lỗ ∅60H7.
Phôi có dạng phôi đúc cấp chính xác 1, khối lượng phôi khoảng 22 kg, vật liệu Gang xám GX15-32. Quy trình công nghệ gia công mặt đầu lỗ
∅60H7 gồm 2 bước: phay thô - phay tinh trên một lần gá đặt. Chi tiết được định vị bằng mặt đáy và 2 lỗ ∅13H7 đã qua gia công tinh từ trước.
Lượng dư gia công tối thiểu của các bước công nghệ (Zmin) phải có giá trị đảm bảo loại bỏ được các sai số do bước công nghệ sát trước để lại và sai số xuất hiện trên bước công nghệ đang thực hiện, lượng dư gia công của các bước tính theo công thức sau:
Zmin = Rzi-1 + Tai-1 + ρi-1 + εi
Trong đó:
Rzi-1- chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại. Tai-1- chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại.
ρi-1- sai lệch vị tri tương quan và sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước để lại.
εi - sai số gá đặt ở bước công nghệ đang thực hiện.
a.Lượng dư khi phay thô:
+Theo bảng 3.2[1], ta có Rz +Ta của phôi đang xét là 600 µm.
+Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:
ρph = 2 2
lk cv ρ ρ +