2.5.4. .1 Chốt định vị
5.2 LƯỢNG Dư GIA CÔNG VÀ XÁCĐỊNH KÍCH THƯỚC PHÔI
5.2.2 Định nghĩa về lượng dư gia công
Lượng dư gia công cơ ỉà ỉớp kim loại được ỉấy đi trong q trình gia cơng cơ.
Đe gia cơng một bề mặt, phải trải qua nhiều buớc gia công, nên ta có hai khái niệm quan trọng về luợng du là: Luợng du tổng cộng và luợng du trung gian.
- Luợng du tổng cộng (Ký hiệu zo) là tồn bộ lóp kim loại đuợc hớt đi trong q trình gia cơng qua tất cả các ngun cơng hay các buớc công nghệ.
- Luợng du trung gian (Ký hiệu zb) là lóp kim loại đuợc hớt đi ở mỗi nguyên
công hay mỗi buớc công nghệ. JL,
- Quan hệ giữa zo và zb là: z 3 = V" ị,
(n là số nguyên công hay số buớc cơng nghệ)
5.2.2.1 Be mặt khơng đổi xứng:
Hình 5-1: Lượng dư bề mặt khơng đổi xứng
Hình 4-1, thể hiện việc gia công một nguyên công hay một buớc nào đó: - Luợng du trung gian đuợc tính nhu sau:
+ Đối với mặt ngoài: zb = a - b + Đối với mặt trong: zb = b - a - Trong đó:
+ b: Là kích thuớc của buớc hay ngun cơng đang thục hiện. + a: Là kích thuớc của buớc hay nguyên công sát truớc để lại.
- Luợng du tổng cộng đuơc tính nhu sau: *
+ Đối với mặt ngồi: zo = Kích thuớc phơi - Kích thuớc chi tiết = / “ ií i=i + Đối với mặt trong: zo = Kích thuớc chi tiết - Kích thuớc phơi = > Z::.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
5.2.2.2 Be mặt đối xứng:
a) Mặt ngồi b) Mặt trong
Hình 5-2: Lượng dư bề mặt đổi xứng.
* Hình 5-2: Khi xác định lượng dư cho các bề mặt đối xứng, ví dụ như mặt trụ ta thường tính 2Zb để tránh nhầm lẫn khi cơng với kích thước đường kính.
- Lượng dư trung gian được tính như sau: + Đối với mặt ngoài: 2Zb = da - db + Đối với mặt trong: 2Zb = db - da - Trong đó:
+ db : Là kích thước đường kính của bước hay nguyên công đang thực hiện. + da: Là kích thước đường kính của bước hay ngun cơng sát trước để lại.
- Lượng dư tổng cộng đươc tính như sau: JL,
+ Đối với mặt ngoài: 2Z0 = dphôi - dchl tiết = 2/^
(=1
+ Đối với mặt trong: 2Z0 = dchl tiết - dphôi =2 y 2 i=l
5.2.3 Các phương pháp xác định lượng dư:
Muốn xác định kích thước phơi, ta phải xác định được lượng dư tổng, sau đó cộng nó với kích thước chi tiết. Trong ngành cơ khí Chế tạo máy thường áp dụng hai phương pháp xác định lượng dư gia công:
- Phương pháp thống kê kinh nghiệm ( Phương pháp tra bảng ). - Phương pháp tính tốn phân tích.
Phương pháp thong kê kinh nghiệm: Là phương pháp được dùng phổ biến nhất
trong thực tế sản xuất. Lượng dư gia công được xác định dựa trên tổng lượng dư các bước gia công theo kinh nghiệm và được cho theo bảng trong các sổ tay thiết kế. Phương pháp này cũng có ưu điểm là nhanh gọn, khơng mất nhiều thời gian, nhưng cũng có nhược điểm là lượng dư gia công thường lớn hơn trị cần thiết do khơng có điều kiện gia cơng cụ thể.
Phương pháp tính tốn phân tích'. Là phương pháp dựa trên phân tích và tổng
họp các yếu tố tạo nên lóp kim loại cần hớt để tạo thành một chi tiết hoàn thiện. So
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức
sánh với phương pháp thống kê kinh nghiệm, lượng dư có thể giảm từ 6-15% khối lượng chi tiết.
5.2.3.1 Quan điểm về lượng dư của Kôvan:
Khi gia công một loạt phôi cùng loại trên máy đã điều chỉnh sẵn, vì kích thước phơi dao động trong giới hạn dung sai phôi, nên lượng dư gia công cũng bị dao động.
- Ở những phơi có kích thước amin, khi gia cơng có kích thước bmin, lượng dư gia công sẽ là zbmin.
- Ở những phôi có kích thước amax, khi gia cơng có kích thước bmax, lượng dư gia công sẽ là zbmax.
Lượng dư thực khi gia công cả loạt sẽ dao động từ Zbmin zbmax. Khi gia cơng mặt ngồi trên máy điều chỉnh sẵn như hình 5-3 ta có:
Zbmin 3mm - hmin ZbmaX amax - bmax
Hĩnh 5-3: Gia cơng mặt ngồi.
Hĩnh 5-4:Gỉa cơng mặt trong
Khi gia công mặt trong trên máy điều chỉnh sẵn như hình 5-4 ta có: Zbmin bmax — amax
ZbmaX bmin — amin - CH : Kích thước điều chỉnh dao.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
- a : Kích thước đạt được ở ngun cơng (Hay bước) sát trước. Đối với bề mặt ngoài đối xứng:
2Zbmin Damin — Dbmin 2Zbmax Damax - Dbmax Đối với bề mặt trong đối xứng:
2Zbmax Dbmin — Damin 2Zbmin Dbmax — Damax
Giữa kích thước max và kích và kích thước min sai lệch một lượng ô, ta có: ơ/ Zbmax — Zbmin ôa — ôb
Đối với bề mặt đối xứng:
ôz — 2zbmax — 2Zbmin — ôDa — ƠD|,
Các cơng thức trên dùng để tính kích thước trung gian của các nguyên công (hay bước) khi đã biết lượng dư trung gian.
5.2.3.2 Công thức tỉnh lượng dư trung gian theo Kôvan:
Đối với mặt phang:
Zbmin = (RZa + Ta )+pa +eb (V-l) Đối với mặt đối xứng:
22»™ = 2 [«.« * T' - Vflr + e/] <v'2* Trong đó:
- Rza: Là chiều cao trung bình lóp nhấp nhơ bề mặt do nguyên công hay bước sát trước để lại.
- Ta: Chiều sâu lóp hư hỏng bề mặt do nguyên công hay bước sát trước để lại. - pa: Sai lệch về vị trí khơng gian do ngun cơng hay bước sát trước để lại. Ví dụ: Độ không song song, độ cong vênh... sai lệch này tách khỏi sai lệch hình dáng hình học như: Độ cơn, độ ôvan.
- £b : Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện sinh ra. Sai số này bao gồm sai số chuẩn và sai số kẹp chặt.
Các chú ý khi sử dụng cơng thức tính lượng dư:
- Sau nguyên công thứ nhất đối với chi tiết làm bằng gang hay kim loại màu thì khơng cịn Ta trong cơng thức. Tại vì lóp kim loại hỏng tạo nên là do biến dạng dẻo mà lóp kim loại có độ hạt to như gang và kim loại màu thì hiện tượng đó khơng đáng kể.
- Sau khi nhiệt luyện mà đem mài thì khơng tính Ta trong cơng thức lượng dư mài. Vì Ta là lóp kim loại được làm cứng do nhiệt luyện.
- Một số nguyên công như: Doa, chuốt lỗ, mài nghiền, mài vơ tâm.. .thì khơng khắc phục được sai số khơng gian và sai số gá đặt nên khơng tính pa và £b vào công thức lượng dư. Như vậy: . _ . F _ _ ,
2Zbmín = 2[ỈLa-K ]
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
- Có nhiều ngun cơng chỉ nhằm mục đích nâng cao độ bóng bề mặt nhu: Đánh bóng, mài nghiền lần cuối.. .thì cơng thức luợng du đối với bề mặt tròn xoay chỉ là:
2Zb™ = 2R:ứ
- Các thành phần của luợng du vừa kể trên phải tra bảng và tính tốn. - Rza: Thuờng tra theo bảng về chỉ tiêu độ bóng bề mặt.
Ví dụ: Phơi rèn dập: Rza = 150 -ỉ- 300pm. Phôi thép tiện thô: Rza = 50pm. Phôi thép tiên tinh: Rza = 25pm. Phay mặt đầu: Rza = 100pm. - Ta: Trong nhiều truờng họp cho chung với Rza.
Ví dụ: Phơi cán: Rza + Ta = 300pm. Phôi rèn tụ do: Rza + Ta = 2000 + 5000pm. Phôi đúc cấp III: Rza + Ta = 800^- 2000pm.
- pa: Khi tính pa cần xem xét dạng phơi và kích thuớc. Ví dụ: Trục phơi dập: ;-------------
2 pa = ỳ>ik2'■ +
Pik : Độ lệch khuôn dập; Pct: Độ cong của trục; Với: Pct = Ac. Lc
Ac: Độ cong đơn vị; Lc: Chiều dài tính tốn;
Sau mỗi buớc ta tính sai lệch khơng gian cịn lại: pcịn lại tính theo Pban đầu- Ví dụ: Sau tiện thơ thì: Ptiệnthơ = 0.06 Pphơi
Sau tiện tinh thì: ptiên tinh = 0.04 ptiện thơ. - Eb : Thuờng tính theo cơng thức:
_ L1 , i (Bỏ qua sai số đồ gá)
5.2.3.3 Trình tự tính lượng dư theo cách lập bảng:
Đe tính luợng du theo cách lập bảng ( Do Kơvan đề ra) cho một bề mặt gia cơng nào đó. Ta lập bảng 5-1 nhu sau:
Báng 5-1:Báng xác định lượng dư gia công theo Kôvan.
Thứ tự
các
bước công
nghệ
Các yếu tố của lượng dư (pm) Lượng dư tính tốn ^bmin (^m) Kích thước tính tốn (mm) Dung sai s (pm) Kích thước giới hạn. (mm) Trị số giới hạn của lượng dư.
(pm)
Rza Ta pa Sb Max Min Max Min
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) Phôi Tiện thô Tiện tinh
Sau khi lập bảng, trình tụ tiến hành nhu sau:
- Lập thứ tụ các buớc hay nguyên công ghi vào cột (1).
- Tra bảng các giá trị Rza và Ta của các buớc công nghệ ghi vào cột (2), (3). - Tra và tính giá trị của pa ghi vào cột (4).
- Tính Eb và ghi vào cột (5).
- Tra hoặc uớc luợng giá trị dung sai ở từng buớc công nghệ và ghi vào cột (8). Ở buớc cuối cùng ghi theo trị số dung sai ghi trên bản vẽ. Các buớc trung gian dung sai sẽ tăng dần cho đến dung sai phôi.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
- Tính Zbmin theo công thức (V-l) và (V-2) và ghi vào cột (6). Khi tính cần lưu ý: Các yếu tố mang chỉ số a là của nguyên công hay bước sát trước như Rza, Ta, pa, còn chỉ số mang chữ b là của nguyên công hay bước đang thực hiện như £b.
- Ghi các kích thước tính tốn vào cột (7). Cách tính như sau:
+ Đối với mặt ngồi: Ở ngun cơng hay bước cuối cùng ghi kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ. Công bước này với lượng dư tính tốn ở cột (6) sẽ được kích thước tính tốn của ngun cơng hay bước sát trước và ghi vào cột (7). Lần lượt làm như vậy cho đến khi được kích thước của phơi.
+ Đối với mặt trong: Ở nguyên công hay bước cuối cùng ghi kích thước lớn nhất theo bản vẽ. Lấy kích thước này trừ đi lượng dư tính tốn ở cột (6) sẽ được kích thước tính tốn của ngun cơng hay bước sát trước và ghi vào cột (7). Tiếp tục làm như vậy cho tới khi được kích thước của phơi.
- Ghi các kích thước giới hạn vào cột (9) và (10) như sau:
+ Đối với mặt ngồi: Lấy kích thước tính tốn ở cột (7) đem qui tròn và ghi vào cột (10). Cách qui tròn tùy theo hàng số có nghĩa của dung sai nhưng tăng lên một đơn vị. Sau đó lấy kích thước ở cột (10) cộng với dung sai ở cột (8) sẽ được kích thước ghi vào cột (9).
+ Đối với mặt trong: Lấy kích thước tính tốn ở cột (7) đem qui tròn và ghi vào cột (9). Cách qui trịn cũng lấy theo hàng số có nghĩa của dung sai nhưng giảm đi một đơn vị. Sau đó lấy kích thước ở cột (9) trừ đi dung sai ở cột (8) sẽ được kích thước ghi vào cột (10). Việc tính tốn các bước này được tiến hành theo hàng ngang.
- Tính trị số giới hạn của lượng dư để ghi vào cột (11) và (12). + Đối với mặt ngoài: zbmin = amin - bmin
Zbmax 3-max — bmax + Đối với mặt trong:
Zbmin bmax — amax Zbmax bmin - amin
a-min , bmin : Lay ơ cọt (10)’ amax, bmax : Lay ơ cọt (9). zbmax ghi vào cột (11); zbmin ghi vào cột (12).
+ Cộng tất cả các giá trị lượng dư ở cột (11) ta có lượng dư tổng cộng zomax. Cộng tất cả các giá trị lượng dư ở cột (12) ta có lượng dư tổng cộng zomin.
- Kiểm tra lại việc tính tốn các biểu thức:
Zbmax Zbmin ôa ôb
z<)max — Zomin Ơpbơi — Ơcbi tiết
5.2.3.4 Vỉ dụ về tỉnh lượng dư gia công:
Gia công trục trơn: D = 350-0.215 ; L =3000; Rz=20; Thép cacbon có độ cứng 200HB.
* Chọn loại phôi: Phôi rèn tự do, dung sai phôi: Ơphơi = ±10mm.
* Gia công trên máy tiện: Gá 1 đầu trên mâm cặp bốn chấu và 1 đầu chống tâm. - Đe đạt Rz = 20, cần qua 2 bước: Tiện thô, tiện tinh. Như vậy ở cột 1 ta ghi 3 dịng: Phơi, tiện thơ, tiện tinh.
- Ghi các giá trị Rza, Ta vào cột (2) và (3).
+ Phôi: Rza + Ta = 3000 ( sổ tay CNCTM tập 1) + Tiện tho: Rz = 50 ; T = 50 ;
+ Tiện tinh: Rz = 20 ; T = 20 ; - Tính và ghi giá trị pa vào cột (4).
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
+ Phôi:
Với:
p OpQong pỊỊ
Pcong = AK . L = 0.8 X 3 = 2.4mm Sai lệch do khoan tâm: Pit = 0.25 X 20 = 5 mm
Ta có: ------------
PpMt = + s± 5.55
+ Tiện thô: p = 0.06 X 5.55 = 0.333 mm = 333 pm + Tiện tinh: p = 0.04 X 333 = 13.32 pm
- Tính Eb và ghi vào cột (5): Khi chi tiết gia công được gá đặt một đầu vào mâm cặp 04 chấu, một đầu chống tâm, thì sai số gá đặt Eb sẽ được xác định bằng phương pháp rà gá trên mâm 04 chấu.
+ Tiện thô: Sb = 1 mm = 1000 pm + Tiện tinh: £b = 0 mm
- Ghi giá trị dung sai ô vào cột (8):
(Theo bản vẽ chi tiết) + Tiên tinh: ô = 215 pm.
+ Tiên thô: ô = 2350 pm. (Chọn tăng lên)
+ Phôi: ô = 20000 pm (Độ chính xác của phơi rèn tự do) - Tính Zbmin ghi vào cột (6):
+ Tiện thơ: ________ _________
= 2(jỊ„ - L- ựpfl2 -£/) = 2(3 + = 17300pm + Tiện tinh:
= 2(p_,n T Ta - - 2[(SO + 50) + 333—ũ;] = 866 pm
- Bắt đầu từ bước (7), ta thực hiện theo sự hướng dẫn và ghi vào bảng - Lượng dư tổng cộng: Zomax = 40.000 pm
Zomin = 20215 pm - Kiểm tra lại: Zomax - Zomin = 19785 pm
Pphôi - Pct = 20000 - 215 = 19785 pm. Thứ tự các bước công nghệ
Các yếu tố của lượng dư (gm) Lượng dư tính tốn ^bmin (gm) Kích thước tính tốn (mm) Dung sai 5 (|im) Kích thước giới hạn. (mm) Trị số giới hạn của lượng dư.
(|im)
Rza Ta pa eb Max Min Max Min
(1)’ (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) Phôi 3000 5550 367.951 20000 390.0 370.0 Tiện thô 50 50 333 1000 17300 350.651 2350 353.05 350.70 36950 19300 Tiện tinh 20 20 13.3 0 866 349.785 215 350.0 349.785 3050 915 Tống 40000 20215
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
5.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI
Gia công chuẩn bị phôi là những nguyên công mở đầu cho q trình cơng nghệ gia cơng cơ. Cần phải có gia cơng chuẩn bị phơi vì:
- Phơi đuợc tạo ra (đúc, rèn, dập...) có chất luợng bề mặt qúa xấu so với yêu cầu nhu dính cát, xù xì chai cứng trên bề mặt, đậu rót, đậu ngót...chua đuợc lấy đi. Neu đua vào gia công cơ ngay có thể làm dụng cụ cắt mau mịn, dễ vỡ, chế độ cắt khi gia công bị hạn chế, khi cắt dễ sinh va đập làm máy công cụ suy giảm độ chính xác.
- Một số loại phơi cịn nhiều sai lệch nhu cong vênh, lệch khuôn, lệch tâm, méo mó.. .việc gá đặt khi gia cơng sẽ rất nhiều khó khăn.
Do đó cần phải gia cơng chuẩn bị phôi. Các nguyên công gia công chuẩn bị phôi đuợc chọn tuỳ thuộc vào đặc tính phơi liệu, vào dạng sản xuất, vào cơ sở vật chất kỹ thuật cụ thể của nơi sản xuất. Ví dụ: Phơi đúc trong khn cát phải có ngun cơng làm sạch, ủ, gia cơng bóc vỏ; Phơi cán (phơi thanh) để gia cơng trục cần phải nắn thẳng, cắt đứt, khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm ...Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ thuờng nguyên công làm sạch đuợc thục hiện ở phân xuởng chế tạo phơi, cịn ngun cơng nắn thẳng, gia cơng bóc vỏ, cắt đứt .. .thục hiện ở phân xuởng cơ khí. Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, công việc gia công chuẩn bị phôi đuợc tách riêng thành một bộ phận, phân xuởng có các thiết bị riêng nhu máy làm sạch, máy khỏa mặt đầu -khoan tâm, máy gia công phá...
5.3.1 Làm sạch phôi:
Các phôi đúc, phôi rèn, phôi dập truớc khi gia công phải đuợc làm sạch cát, vảy kim loại, vết bẩn gỉ, các rìa mép kim loại.. .tạo nên các bề mặt sạch sẽ để gia công cắt