- Sai số đồ gá: Sai số đồ gá sinh ra do chế tạo đổ gá khơng chính xác Do độ mịn của nó và do gá đặt đồ gá trên máy khơng chính xác.
4. Phương pháp xác định lượng dư.
4.2. Phương pháp tính tố n phân tích.
Phương pháp này dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo thành lượng dư do giáo sư Kovan đề xuất.
Hình 4-3 .- Phơi có kích thước nhỏ nhất và lớn nhất
- Ymax , Ymin - biến dạng lớn nhất và nhỏ nhất;
- CH - Kích thước điều chỉnh.
Khi gia công loạt chi tiết trên máy được điều chỉnh sẵn, vì kích thước của phơi dao động trong phạm vi dung sai, nghĩa là amin đến amax cho nên kích thước của chi tiết đạt được là bmin và bmax. Lượng dư gia công tương ứng là Zbmin và Zbmax (hình 4-3).
Trong trường hợp này ta có:
Zbmax = amax - bmax
Thay amax = amin + &a và bmax = bmin + &b vào công thức ta được : Zbmax = amin + ôa - b min- ốb
Hoặc :
Zbmax= Zbmin + ốa -ốb
Đối với trường hợp gia cơng mặt tròn ngồi đối xứng có các cơng thức sau:
2Zbmin= Damin - Dbmin 2Zbmax= Damax - Damin
Khi gia công mặt tròn trong đối xứng (hìng 4.5) ta có: 2Zbmin= Dbmax- Damax
2Zbmax= Dbmin - Damin
Hình 4-4. Phơi có kích thước nhỏ nhất và lớn nhất.
Ymax , Ymin - biến dạng lớn nhất và nhỏ nhất;
CH - kích thước điều chỉnh.
Lượng dư trung gian là lượng dư gia công ứng với từng bước công nghệ, phải đảm bảo loại trừ được các sai số ở bước công nghệ sát trước và sai số gá đặt ở nguyên công đang thực hiện. Như vậy lượng dư trung gian nhỏ nhất (hình 4-4) bao gồm các yếu tố sau đây:
Rza - chiều cao nhấp nhô do nguyên công (hay bước) sát trước để lại. Ta - chiều sâu lớp 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. Sai lệnh này là độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song của chi tiết.
Sb - sai số gá đặt do nguyên công (hay bước) đang thực hiện tạo nên. Hình 4-3. Lượng dư nhỏ nhất khi gia cơng mặt ngoài.
Như vậy lượng dư nhỏ nhất Zbmin được xác định như sau: Khi gia cơng mặt phẳng ngồi khơng đối xứng
Zbmin= amin – bmin= (Rza + Ta) + Pa + Sb Khi gia công mặt phẳng trong không đối xứng
Zbmin= bmin - amin (Rza + Ta) + Pa + Sb Khi gia cơng mặt phẳng ngồi đối xứng:
2Zbmin = amin - bmin = 2[ (Rza + Ta) + Pa + Sb] Khi gia công mặt phẳng trong đối xứng:
2Zbmin = bmin - amin = 2[ (Rza + Ta) + Pa + Sb] Khi gia cơng mặt tròn ngồi đối xứng:
2Zbmin = damin - dbmin = 2[ (Rza + Ta) + I Pa + Sb|]
Khi gia công mặt tròn trong đối xứng ta cũng dùng công thức để xác định
Tuy nhiên, tuỳ từng điều kiện gia công cụ thể mà một số yếu tố tạo thành lượng dư trong các cơng thức khơng tồn tại, do đó các cơng thức trên được trut gọn hơn nhiều. Xét các trường hợp sau đây:
Sau nguyên công đầu tiên đối với các gang và kim loại màu thì Ta = 0, bởi vì gang và kim loại màu có độ hạt lớn nên ít bị biến dạng dẻo, do đó lớp hư hỏng bề mặt do biến dạng dẻo gây ra không đáng kể.
Khi chuẩn định vi trùng với bề mặt gia công (như mài vô tâm, doa tuỳ động, chuốt lỗ, mài nghiền) thì sai số chuẩn Sc = 0, nếu bỏ qua sai số do kẹp chặt và đồ gá gây ra thì sai số gá đặt Sb = 0.
Bước hay nguyên cơng lần cuối với mục đích tăng độ bóng bề mặt thì 2Zbmin = 2Rza hay Zbmin , Rza.
Bề mặt qua nhiệt luyện, sau đó qua mài, khi mài phải phải giữ lại lớp bề mặt đã xử lý nhiệt nên đại lượng Ta khi mài sau nhiệt luyện bằng 0.
Đối với các ngun cơng (các bước) tiếp theo cần tính các giá trị của sai lệch khơng gian cịn lại Pcịn lại (P1; P2; P3; P4...) theo gía trị của sai lệch không gian ban đầu (sai lệch không gian của phơi Pp) có tính đến hệ số giảm sai K.
Ví dụ: Sau gia cơng thơ thì P1 - 0,06 Pp; sau gia cơng bán tinh thì P2 - 0,04 Pp; sau khi gia cơng siêu tinh thì P4 - 0,03pp độ lệch của khn dập; Pc - độ cong của đường tâm phôi ( phụ thuộc vào chiều dài phôi ).
ở đây : Ac - độ cong đơn vị (Mm/mm); L - chiều dai của phơi (mm). 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 cơng nghệ và phương án gá đặt phôi. Xác định thứ tự từng bước công nghệ.
Xác đinh Zbmin cho tất cả các bước .
Các bước tiếp theo để tính lượng dư mặt ngồi và mặt trong được thực hiện như
Mặt ngồi Mặt trong - Ghi kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ
vào cột “kích thước tính tốn”.
- Cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với Zbmin ta được kích thước tính tốn cho bước sát trước.
- Cộng lượng dư tính tốn Zbmin với kích thước tính tốn tương ứng ta được kích thước tính tốn tiếp theo - Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách quy tròn kích thước tính tốn 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 trịn.
- 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.
- Ghi kích thước lớn nhất theo bản vẽ vào cột “kích thước tính tốn”
- Trừ kích thước giới hạn lớn nhất đi lượng Zbmin ta được kích thước tính tốn cho bước sát trước.
- Lấy kích thước tính tốn trừ đi Zbmin ta có kích thước tính tốn tiếp theo.
- Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách quy tròn kíchthước tính tốn 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.
- Xác định Zbmax bằng hiệu hai kích thước giới hạn nhỏ nhất, Zbmin bằng hiệu 2 kích thước giới hạn lớn nhất của bước sát trước và bước đang gia công.
Xác định lượng dư tổng cộng Zomax; Zomim bằng cách cộng các lượng dư trung gian.Kiểm tra phép tính: tìm hiệu số của lượng dư và của dung sai:
Zomax- Zomin = Ơp - Ơct
Ví dụ 1
Tính lượng dư để gia cơng mặt trụ ngồi 060+003+0,01 của trục răng. Phôi: phôi dập trên máy búa nằm ngang, độ chính xác đạt cấp 2. Khối lượng của phôi: 11,3 kg. Các bước công nghệ: tiện thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh. Tiện và mài đều được thực hiện bằng chống tâm hai đầu (hình 4-5).
Xác định lượng dư để gia cơng mặt trụ ngồi 060+0,03+0,01 được tiến hành theo trình tự sau đây:
- Lập bảng trên và ghi trình tự các bước cơng nghệ: tiện thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh. Do chống tâm hai đầu nên sai số gá đặt Eb = 0.
- Tính sai lệch khơng gian Pp của phơi
Ở đây: Pk - độ lệch của khuôn dập (phôi trong khuôn bị lệch so với tâm danh nghĩa của phôi). Độ lệch này phụ thuộc vào khối lượng của phôi và Pk = 1mm;
Pc - độ cong của phôi thô (độ cong của đường tâm phôi):
Pc = Ac . L = 1.138 ~0,14mm (Ác - độ cong đơn vị, Ác = 1p.m/mm); L - chiều dài từ mặt đầu của phôi tới tâm đoạn cần gia công;
Pt - sai lệch do lấy tâm làm chuẩn:
( p = 3mm - dung sai của phôi). Như vậy, ta có
- Tính sai lệch cịn lại sau các ngun cơng. Sau tiện thô: P1 = 0,06 Pp = 0,06.1820 = 109p.m. Sau tiên tinh: P2 = 0,05 Pp = 0,05.1820 = 91p.m. Sau mài thô: P3 = 0,04 Pp = 0,04.1820 = 73p.m. - Tính lượng dư nhỏ nhất:
2Zbmin = 2(Rza + Ta +Pa)
Tiện thô: 2Zbmin = 2(150 + 250 + 1820)= 2.2220p.m. Tiện tinh: 2Zbmin = 2(50 + 50 + 109) = 2.209p.m. Mài thô: 2Zbmin = 2(30 + 30 + 91) = 2.151p.m. Mài tinh: 2Zbmin= 2(10 + 20 + 73) = 2.103 p.m.
Tính “kích thước tính tốn” (cột sơ" 7 bảng trên, cách ghi kích thước nhỏ nhất của chi tiết vào hàng cuốl cùng, cịn các kích thước khác thì lấy kích thước đó cộng với lượng dư tính tốn nhỏ nhất. Như vậy ta có: Mài tinh: d4 = 60,01mm. Mài thô: d3 = 60,01 + 2.103 = 60,216mm. Tiện tinh: d2 = 60,216 + 2.151 = 60,518mm. Tiện thô: d1 = 60,518 +2.209 = 65,936mm Phôi: dp = 60,936 + 2.2220 = 65,376mm
Tra dùng sai của các nguyên công theo sổ tay công nghệ chế tao máy và ghi kết quả vào cột số 8.
Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bàng cách làm trịn số kích Bước cơng nghệ Các u tố Mm) Lượng dư tính tốn 2Zbmi n (|Im) Kích thước tính tốn d(mm) Dung sai số Mm) Kích thước giới hạn (mm)
Lượng dư giới hạn (Mm)
Rza Ta Sa b
dmin dmax 2Zbmi n 2Zbma x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Phôi 150 250 1820 - - 65,37 6 3000 65,38 68,38 - - Tiện thô 50 50 109 0 2.222 0 60,93 6 400 60,94 61,34 4400 7040 Mài thô 10 20 73 0 2.151 60,12 6 30 60,22 60,25 300 390 Mài tinh 5 15 - 0 2.103 60,01 20 60,01 60,03 210 220
thước tính tốn và lấy hai chữ saủ dấủ phẩy (cột số 8).
Tính kích thước giới hạn lớn nhất ( cột số' 10) bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai nguyên công. Như vây ta có:
Mài tinh: d4 = 60,01 +0,02 = 60,03mm. Mài thô: d3 = 60,22 + 0,03 = 60,25mm. Tiên tinh: d2 = 60,52 + 0,12 = 60,64mm. Tiên thô: di = 60,94 + 0,40 = 61,34mm. Phôi: dp = 65,38 + 3 = 68,38mm.
Xác định lượng dư giới hạn:
2Zbmx là hiêu các kích thước giới hạn lớn nhất. 2Zbmin là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất. Như vậy ta có:
Mài tinh: 2Zbmax = 60,25 - 60,03 = 0,22mm = 220Mm. 2Zbmin = 60,22 - 60,01 = 0,21mm = 210 Mm. Mài thô: 2Zbmax = 60,64 - 60,25 = 0,39mm = 390.Mm.
2Zbmin = 60,52 - 60,22 = 0,30mm = 300.Mm. Tiện tinh: 2Zbmax = 61,34 - 60,64 = 0,70mm = 700.Mm.
2Zbmin = 60,94 - 60,52 = 0,42mm = 420.Mm. Tiện thô: 2Zbmax = 68,38 - 61,34 = 7,04mm = 7040.Mm.
2Zbmin = 65,38 - 60,94 = 4,44mm = 4440.Mm. Xác định lượng dư tổng cộng: 2Zomax = £ 2Zbmax = 220 + 390 + 700 + 7040 = 8350.Mm 2Zomin = £ 2Zbmin = 210 + 300 + 420 + 4440 = 5370.Mm. Kiểm tra phép tính.
Phép tính được thực hiện đúng khi: 2Z0max - 2Zomin= δp - δct Thay số liệu vào cơng thức trên ta có:
8350 - 5370 = 3000 - 20 = 2980 Ví dụ 2. Ví dụ 2.
Tính lượng dư và các kích thước gia cơng đường kính 050A (050+0,027) của bánh răng trụ (hình 4-7).
Phơi được chế tạo bằng phương pháp dập nóng trên máy ép. Độ chính xác của phơi: Cấp 2, khối lượng của phôi: 7 kg. Sản lượng hàng năm: 100.000 chi tiết. Tiến trình cơng nghệ gồm các nguyên công (các bước) sau đây: khoét khơ, kht tinh, doa thơ, doa tinh.
Trình tự tính tốn cũng được tiến hành tương tự như ví dụ 1:
Trước hết ghi trình tự gia cơng vào cột 1, các thông số Rza, Ta, Pa và 8b vào các cột 2, 3, 4, 5 (bảng 4- 6).
Tính sai lệch khơng gian của phơi Pp: Pp = P2k + P2Lt
ở đây: Pk - độ lệch của khuôn dập (phôi trong khuôn bị lệch so với tâm danh nghĩa của phôi). Độ lệch này phụ thuộc vào khối lượng của phôi và Pk = 0,9mm;
PLt - độ lệch tâm của phôi (PLt = 1,4mm). Như vậy,
Pp = \J0,92 + 1,42 = 1,66mm = 1660Mm Tính sai lệch khơng gian cịn lại sau các nguyên công:
Sau khoét thô: Pi = 0,06 Pp = 0,06 . 1660 = 99,60 mm ~ 100 Mm Sau khoét tinh: P2 = 0,05 Sp = 0,05 . 99,6 = 4,980 mm ~ 5Mm Sau doa thô : P3 = 0,04 Sp = 0,04 . 99,6 = 3,984 mm ~ 4 Mm. Tính sai số gá đặt 8b
Sai số gá đặt 8b trong trường hợp này bằng sai số kẹp chặt, vì sai số chuẩn khi định vị chi tiết trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm bằng 0. Khi đó, theo “Sổ tay gia công”
8bl = 580 Mm.
Ở bước công nghệ (ngun cơng) tiếp theo: kht tinh, ta có: 8b2 = 0,06 8bi + 80 = 0,06 . 580 + 50 = 85 Mm
Ở đây: S0 là sai số gá đặt bổ sung khi gia cơng trên máy có nhiều trục chính (do cơ cấu mang các trục chính quay). Đối với bước công nghệ (nguyên công) doa thô, sai số gá đặt Sb3 chỉ lấy bằng S 0, có nghĩa là Sb3 = 50 Mm .
Tính lượng dư nhỏ nhất:
Kht thơ: 2Zbmin = 2 ( Rza + Ta+ P2a + S2b ) =
= 2 ( 150 +250 + 16602 + 5802 ) = 2.2160Mm. Khoét tinh: 2Z bmin = 2 (50 + 50 + V02 + 852 ) = 2.231 Mm. Doa thô: 2Z bmin = 2 ( 30 + 40 + + 502 ) = 2.120Mm.
Doa tinh: 2Z bmin = 2 (5 + 10 + Ẩ2 + 02 ) = 2.19 Mm.
Tính “kích thước tínn tốn” (cột 7) bằng cách ghi kích thước lớn nhất của chi tiêt vào bảng cuối cùng, còn các kích thước khác thì lấy kích thước trước đó trừ đi lượng dư tính tốn nhỏ nhất. Như vậy, ta có:
Doa tinh: d4 = 50,027mm.
Doa thô: d3 = 50,027 - 0,038 = 49,989mm. Khoét tinh: d2 = 49,989 - 0,24 = 49,749 mm. Khoét thô: d = 49,749 - 0,462 = 49,287mm. Phôi: dp = 49,287 - 4,32 = 44,967mm.
Tra dung sai của các nguyên công theo sổ tay công nghệ chê tạo máy và ghi kêt quả vào cột số 8.
Tính kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách làm trịn số kích thước tính tốn theo hàng số có nghĩa của dung sai (số chữ số sau dấu phẩy bằng số chữ số của dung sai). Như vậy, kích thước giới hạn lớn nhất của ngun cơng (bước) doa tinh là 50,027 ( cột số 10).
Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất (cột số 9) bằng cách lấy kích thước giới hạn lớn nhất trừ đi dung sai ngun cơng. Như vậy ta có:
Doa tinh: d4 = 50,027 - 0,027 = 50mm. Doa thô: d3 = 49,989 - 0,039 = 49,95mm. Khoét tinh: d2 = 49,75 - 0,17 = 49,58mm. Khoét khô: di = 49,3 - 0,3 = 49mm. Phôi: dp = 44,9 - 4,75 = 42,15mm. Tính lượng dư giới hạn:
2Zbmin là hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất giữa hai nguyên cơng. 2Zbmax là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất giữa hai ngun cơng. Như vậy ta có:
Doa tinh:
2Zbmin = 50,027 - 49,989 = 0,038mm = 38 Mm. 2Zbmax = 50 - 49,95 = 0,05 = 50 Mm.
Doa thô: 2Zbmin = 49,989 - 49,75 = 0,239mm = 239 Mm. 2zbmax = 49,95 - 49,58 = 0,37 = 370 Mm. Khoét tinh: 2Zbmin = 49,75 - 49,3 = 0,45mm = 450 Mm. 2zbmax = 49.58 - 49 = 0,58 = 580 Mm. Khoét khô: 2Zbmin = 49,3 - 44,9 = 4,4mm = 4400 Mm. 2Zbmax = 49 - 42,15 = 6,85 = 6850 Mm. Xác định lượng dư tổng cộng: 2Zomax = 2Zbmax = 50 + 370 + 580 + 6850 = 7850 Mm. 2Zomin = 2Zbmin= 38 + 239 + 450 + 4400 = 5127 Mm. Kiểm tra phép tính.
Để kiểm tra các phép tính có đúng hay khơng phải so sánh hiệu các lượng dư trung gian với hiệu các dung sai ngun cơng. Phép tính được xem là đúng nếu thoả mãn đẳng thức sau đây:
2Zbmax=2Zbmin 2Z0max = 2Z0min
Bảng 6.2 là kết quả kiểm tra các phép tính. Ngun cơng (bước) So sánh các bước trung gian
Hiệu các lượng dư (Mm)
Hiệu các dung sai Khoét thô 6850 - 4400 = 2450 2750 - 300 = 2450 Khoét tinh 580 - 450 = 130 300 - 170 = 130 Doa thô 370 - 239 = 131 170 - 39 = 131 Doa tinh 2 = 8 3 - 0 5 2 = 7 2 - 9 3 Kiểm tra tổng hợp 7850 - 5127 = 2723 2750 - 27 = 2723 Trên cơ sở các số liệu ở bảng 4-8 xây dựng sơ đồ phân bố lượng dư và dung sai khi gia cơng lỗ 050 +0,027
Bảng 6.3. Tính lượng dư gia cơng Các nguyên công Các yếu tố Mm) Lượng dư tính tốn Zimin imin (m) Kích thước tính tốn (mm) Dung sai Mm Kích thước giới hạn
Lượng dư giới hạn
Rza Ta P a □
b
dmin dmax 2Zbmi
n 2Zbma x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Phôi 15 25 166 - - 44,96 2750 <N" 44,9 - Khoét 50 50 100 05 2.216 49,28 300 49,0 49,3 4400 6850 Khoét 30 40 5 85 2.231 49,74 170 5 49,75 450 580 Doa 5 10 4 50 2.120 49,98 39 49,9 49,98 239 370