4.4.1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm
Phương pháp thống kê kinh nghiệm được dùng rất phổ biến trong thực tế sản xuất. Ở đây lượng dư gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các bước theo kinh nghiệm. Giá trị lượng dư theo kinh nghiệm thường được tổng hợp thành bảng trong các sổ tay thiết kế công nghệ (Sổ tay CNCTM – Tâp 1).
Song theo phương pháp này thì ta xác định lượng dư gia công một cách máy móc, không dựa trên các bước gia công, không tính tới sơ đồ định vị, kẹp chặt, các điều kiện khác khi cắt... nên lượng dư thường lớn hơn yêu cầu, dẫn đến không kinh tế.
4.4.2. Phương pháp tính toán phân tích
Phương pháp tính toán phân tích dự trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để có một chi tiết hoàn chỉnh do giáo sư KoVan đề xuất.
Phương pháp này tính lượng dư cho hai trường hợp: - Trường hợp dao được điều chỉnh sẵn trên máy. - Trường hợp gá đặt chi tiết theo kiểu rà gá.
Các vấn đề trình bày sau đây chủ yếu thuộc trường hợp dao được điều chỉnh sẵn trên máy.
a. Đối với mặt ngoài
Khi gia công một loạt phôi cùng loại trên máy đã điều chỉnh sẵn, vì kích thước phôi dao động trong giới hạn dung sai nên lượng dư gia công cũng sẽ dao động. Ở những phôi có kích thước nhỏ nhất amin khi gia công xong sẽ có kích thước bmin, lượng dư gia công sẽ là Zbmin; còn những phôi có kích thước lớn nhất amax khi gia công xong sẽ có kích thước bmax, lượng dư gia công sẽ là Zbmax. Lượng dư thực khi gia công sẽ nằm trong khoảng Zbmin ÷ Zbmax.
75
Hình 4.11: Lượng dư mặt ngoài
Ta thấy rằng, nếu điều chỉnh dao theo kích thước CH để cắt loạt phôi đó thì khi gặp phôi có kích thước amin nó sẽ cắt lớp chiều sâu cắt nhỏ nhất, lực cắt sẽ nhỏ nhất và biến dạng sẽ nhỏ nhất ymin, ta sẽ có lượng dư nhỏ nhất Zbmin. Kích thước hình thành sau khi cắt là CH + ymin. Ngược lại, khi gặp phôi có kích thước amax thì sẽ cắt lớp chiều sâu cắt lớn nhất, lực cắt lớn nhất, biến dạng sẽ lớn nhất ymax, ta có lượng dư lớn nhất Zbmax. Kích thước hình thành sau khi cắt là CH + ymax.
Vậy ta có: Zbmin= amin- (CH+ ymin) = amin- bmin
Zbmax= amax- (CH+ ymax) = amax- bmax
Nếu thay trị số về dung sai của các kích thước a, b là δa, δb: amax = amin+ δa
bmax = bmin+ δb
ta sẽ có: Zbmax = (amin + δa) - (bmin + δb) = amin – bmin + δa - δb Zbmax = Zbmin + δa - δb
Lượng dư danh nghĩa (lượng chênh lệch giữa hai kích thước danh nghĩa adn, bdn):
Zbdn = adn - bdn
= (amin+ Ha) - (bmin+ Hb) = amin - bmin+ Ha- Hb
Zbdn= Zbmin+ Ha- Hb
b. Đối với mặt trong
Làm tương tự như với mặt ngoài, ta có được: Zbmin = bmax - amax
Zbmax = bmin - amin
Thay: amin = amax - δa; bmin = bmax – δb vào Zbmax
ta có:
76 Zbdn = bdn - adn
= (bmax - Bb) - (amax - Ba) = bmax – amax + Ba - Bb Zbdn = Zbmin + Ba – Bb
c. Đối với mặt đối xứng
Lượng dư của bề mặt đối xứng được xác định tương tự như trên, ta có:
- Mặt ngoài đối xứng: 2Zbmin = Damin - Dbmin
2Zbmax = Damax - Dbmax= 2Zbmin+ δDa- δDb 2Zbdn= 2Zbmin+ HDa- HDb
- Mặt trong đối xứng:
2Zbmin = Dbmax - Damax 2Zbmax = Dbmin - Damin
= 2Zbmin+ δDa- δDb
2Zbdn= 2Zbmin+ BDa- BDb
d. Dung sai của lượng dư là hiệu số giữa lượng dư lớn nhất và nhỏ nhất:
- Bề mặt không đối xứng: δz= Zbmax - Zbmin= δa - δb - Bề mặt đối xứng: δz= 2Zbmax - 2Zbmin= δDa - δDb
Lấy tổng các lượng dư trung gian ta sẽ được lượng dư tổng cộng Z0
e. Lượng dư trung gian
Phần kim loại cần phải hớt đi qua một bước hay một nguyên công tức là lượng dư trung gian, bao gồm các yếu tố sau đây:
Hình 4.12: Các yếu tố tạo thành lượng dư trung gian
Rza: Chiều cao trung bình của lớp nhấp nhô bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
77
Ta: Chiều sâu lớp hưhỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
ρa: Sai lệch về vị trí không gian của chi tiết do bước công nghệ sát trước để lại (độ không song song, độ cong vênh, độ lệch tâm...).
εb: Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra.
Như vậy, giá trị nhỏ nhất của lượng dư gia công bề mặt không đối xứng tính cho bước công nghệ đang thực hiện được xác định như sau:
Đối với bề mặt đối xứng, thì phương của ρa và εb có thể khác nhau nên ta phải tính theo phép cộng vectơ:
Khi biết rõ phương của ρa và εb thì ta cộng hai vectơ đó theo công thức:
Tuy nhiên, trong thực tế thì phương của hai vectơ đó rất khó xác định. Vì vậy, ta lấy trị số trung bình theo xác suất:
Như vậy, công thức tính lượng dư cho bề mặt đối xứng là:
Sau nguyên công thứ nhất, đối với các chi tiết làm bằng gang hoặc kim loại màu thì không còn Ta ở trong biểu thức tính lượng dư nữa. Sở dĩ như vậy, vì lớp kim loại hỏng tạo nên là do biến dạng dẻo, mà đối với kim loại có độ hạt to như gang hay kim loại màu thì hiện tượng đó không đáng kể.
Khi chuẩn định vị trùng với mặt gia công(như mài không tâm, doa tùy động, chuốt lỗ, mài nghiền) thì sai số chuẩn của kích thước thực hiện bằng 0, và nếu bỏ qua sai số do kẹp chặt và sai số đồ gá, lúc đó trong biểu thức tính không có εb
78
Đối với những nguyên công cuối nhằm nâng cao độ bóng bề mặt (như nghiền, mài siêu tinh) thì Ta, ρa, εb = 0,lúc đó trong biểu thức chỉ còn Rza.
Các bề mặt qua nhiệt luyện, sau đó qua mài thì trong biểu thức tính lượng dư sẽ không có Ta bởi vì khi mài phải giữ lại lớp bề mặt đã xử lý nhiệt. Trình tự tính lượng dư
Khi tính lượng dư theo phương pháp của Giáo sư Kovan cần tuân theo trình tự các bước sau đây:
Lập quy trình công nghệ và phương án gá đặt phôi. Xác định thứ tự từng bước công nghệ.
Xác định các giá trị Rza; Ta; Pa và Sb. Xác đinh Zbmin cho tất cả các bước .
Các bước tiếp theo để tính lượng dư mặt ngoài và mặt trong được thực hiện như
Mặt ngoài Mặt trong
- Ghi kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ vào cột “kích thước tính toán”.
- Cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với Zbmin ta được kích thước tính toán cho bước sát trước.
- Cộng lượng dư tính toán Zbmin với kích thước tính toán tương ứng ta được kích thước tính toán tiếp theo
- Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách quy tròn kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai (lấy 2 số sau dấu phẩy).
- Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng dung sai với kích thước giới hạn nhỏ nhất đã quy tròn.
- Ghi kích thước lớn nhất theo bản vẽ vào cột “kích thước tính toán”
- Trừ kích thước giới hạn lớn nhất đi lượng Zbmin ta được kích thước tính toán cho bước sát trước.
- Lấy kích thước tính toán trừ đi Zbmin
ta có kích thước tính toán tiếp theo. - Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách quy tròn kíchthước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai (lấy 2 số sau dấu phẩy).
- Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách lấy kích thước lớn nhất trừ đi dung sai.
79 - Xác định Zbmax bằng hiệu hai kích thước giới hạn lớn nhất, Zbmin bằng hiệu hai kích thước giới hạn nhỏ nhất của bước sát trước và bước đang gia công.
thước giới hạn nhỏ nhất, Zbmin bằng hiệu 2 kích thước giới hạn lớn nhất của bước sát trước và bước đang gia công.