Chương 5 chuỗi kích thước + chương 6 ghi kích thước cho các bản vẽ chi tiết máyBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (774.57 KB, 16 trang ) CHƯƠNG 5 2 A 3 A 4 là các khâu thành phần, chúng được thực hiện trực tiếp khi gia công các chi tiết 1, 2, 3, 4 và độc lập với nhau. Khe hở A 5 là khâu khép kín, nó được hình thành sau khi lắp các chi tiết thành bộ phận lắp. Kích thước của khâu khép kín A = A5 hoàn toàn phụ thuộc vào các kích thước A 1 A 2 A 3 A 4 của các chi tiết tham gia lắp ghép. - Cũng tương tự như trên, trong chuỗi hình 5.1a muốn phân biệt khâu thành phần và khâu khép kín, ta phải dựa vào trình tự công nghệ gia công: khâu nào hình thành cuối cùng trong trình tự công nghệ, ví dụ nếu ta gia công A 2 rồi A 1 thì A 3 sẽ hình thành và hoàn toàn phụ thuộc vào A 2 , A 1 nên A 3 là khâu khép kín. Nếu ta thay đổi trình tự công nghệ thì khâu khép kín cũng thay đổi. Trong một chuỗi chỉ có một khâu khép kín, A , còn lại là các khâu thành phần, A i . - Trong các khâu thành phần còn chia ra: + Khâu thành phần tăng (khâu tăng): là khâu mà khi ta tăng hoặc giảm kích thước của nó thì kích thước khâu khép kín cũng tăng hay giảm theo. + Khâu thành phần giảm (khâu giảm): là khâu mà khi ta tăng hoặc giảm kích thước của nó thì ngược lại, nghóa là khâu khép kín lại giảm hoặc tăng. Ví dụ chuỗi hình 5.1b với A 5 là khâu khép kín thì A 1 là khâu tăng còn A 2 , A 3 , A 4 là khâu giảm. 5.2 Giải chuỗi kích thước : 5.2.1 Bài toán chuỗi và phương trình cơ bản của chuỗi kích thước: Khi giải chuỗi kích thước, thường phải giải 2 loại bài toán sau: - Bài toán 1: với kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai đã cho của các khâu thành phần, A i , phải xác đònh kích thước sai lệch giới hạn và dung sai của khâu khép kín A . Ví du:ï với kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai của các khâu thành phần A 1 A 2 A 3 A 4 trong chuỗi kích thước hình 5.1b, cần phải xác đònh khe hở A 5 (khâu khép kín ) là bao nhiêu. Bài toán 1 thường được sử dụng để tính toán kiểm tra chuỗi kích thước. - Bài toán 2: với kích thước và sai lệch giới hạn và dung sai đã cho của khâu thành phần A i , cần xác đònh sai lệch giới hạn và dung sai của các khâu thành phần A i . Như khi thiết kế bộ phận máy hoặc máy, xuất phát từ yêu cầu chung của chúng (khâu khép kín ) ta cần tính toán xác đònh sai lệch giới hạn và dung sai của các kích thước chi tiết (các khâu thành phần) lắp thành bộ phận máy và máy ấy. Bài toán 2 thường được sử dụng để tính toán thiết kế độ chính xác kích thước của các chi tiết trong các bộ phận máy hoặc máy. Muốn giải bài toán trên ta phải xác lập các công thức quan hệ về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai giữa các khâu thành phần và khâu khép kín. Để thuận tiện cho việc giải bài toán cề chuỗi kích thước, người ta thường sơ đồ hoá chuỗi. Các chuỗi trên hình 5.1a, b, c được sơ đồ hóa thành các chuỗi trên hìn 5.2a, b, c. - Quan hệ kích thước : từ ba sơ đồ chuỗi trên và với điều kiện khép kín chuỗi, ta xác lập công thức quan hệ kích thước như sau: o Chuỗi 1, hình 5.2a với A = A 3 ta có : A = A 3 = A 1 -A 2 o Chuỗi 2, hình 5.2b với A = A 5 ta có : A = A 5 = A 1 -A 2 -A 3 -A 4 o Chuỗi 3, hình 5.2c với A = A 3 ta có : A = A 3 = A 1 cosα +A 2 sinα (trong đó A 1 cosα và A 2 sinα là hình chiếu của khâu A 1, A 2 lên phương của khâu khép kín A 3 ) Từ 3 trường hợp trên, ta đi đến công thức tổng quát sau: A = β 1 A 1 + β 2 A 2 + . . . + β n A n = = n i ii A 1 A β Σ (5.1) Trong đó: n là số khâu thành phần của chuỗi: β i là các hệ số ảnh hưởng, biểu thò mức độ ảnh hưởng của các khâu thành phần đến khâu khép kín, β i có giá trò ±1 trong các chuỗi đường thẳng (chuỗi 1, 2) và lấy giá trò +1 với các khâu tăng, và -1 với các khâu giảm. Trong chuỗi phẳng như hình 5.2c với giá trò của β i có thể là sin hoặc cos của một góc α nào đó và mang dấu (+) ở khâu tăng, mang dấu ( - ) ở khâu giảm. Khi xác đònh khâu tăng và khâu giảm của chuỗi kích thước ta xét sơ đồ chuỗi như là một vòng kín các véctơ kích thước nối tiếp nhau. Véctơ kích thước hoặc véctơ hình chiếu của kích thước trên phương khâu khép kín mà ngược chiều với khâu khép kín thì là khâu tăng, còn cùng chiều với khâu khép kín là khâu giảm. Trong 1 chuỗi có n khâu thành phần, nếu ta đánh số thứ tự từ 1 đến m là các khâu tăng, từ m + 1 đến n là khâu giảm (với m < n). Như vậy công thức (5.1) có thể viết dưới dạng: +== = n mi ii n i ii AA 11 A |||| Σ ββ (5.2) Với chuỗi đường thẳng ta có: +== = n mi i m i i AA 11 A Σ với m < n (5.3) Trên cơ sở phương trình cơ bản của chuỗi kích thước (5.3), xác lập các công thức quan hệ về sai lệch giới hạn và dung sai giữa các khâu thành phần và khâu khép kín để giải chuỗi kích thước đường thẳng. 5.2.2 Giải chuỗi kích thước bằng phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Có nhiều phương pháp giải chuỗi kích thước, khi giải theo phương pháp này thì dung sai của các khâu thành phần và khâu khép kín được tính sao cho chúng đảm bảo tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Theo công thức quan hệ (5.3) và để đảm bảo tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn thì khâu khép kín A sẽ đạt giá trò lớn nhất A max , khi các khâu thành phần tăng là lớn nhất A i max , các khâu thành phần giảm là nhỏ nhất A i min , do đó: +== = n mi i m i i AA 11 A minmax max Σ (5.4) Cũng tương tự có giá trò bé nhất của khâu khép kín A min : +== = n mi i m i i AA 11 A maxmin min Σ (5.50 Công thức quan hệ (5.4) và (5.5) chính là điều kiện giải chuỗi bằng phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Từ 3 công thức quan hệ (5.3), (5.4) và (5.5) dễ dàng thiết lập các công thức quan hệ về sai lệch giới hạn và dung sai để giải bài toán 1 và 2. 5.2.2.1 Giải bài toán 1: Biết kích thước sai lệch giới hạn và dung sai của các khâu thành phần A i , tìm kích thước sai lệch giới hạn và dung sai của khâu khép kín. - Dung sai khâu khép kín: từ các công thức (5.4) và (5.5) ta tính được: T = A max - A min = +=== += n mi i m i i m i n mi ii AAAA 111 1 maxminminmax T = +== + n mi i m i i TT 11 (5.6) Như vậy, dung sai của khâu khép kín T bao giờ cũng bằng tổng dung sai của các khâu thành phần T i . - Sai lệch giới hạn của khâu khép kín: từ công thức quan hệ (5.4) và (5.3) ta tính được sai lệch trên ES của khâu khép kín. ES = A max - A = = +== += m i n mi ii m i n mi ii AAAA 1 11 1 minmax ES = +== n mi i m i i eES 11 (5.7) Từ công thức (5.5) và (5.3) ta cũng tính được: EI = A min - A = = +== += m i n mi ii m i n mi ii AAAA 1 11 1 maxmin EI = +== n mi i m i esEI 11 (5.8) Trong đó: ES i , EI i là sai lệch giới hạn trên và dưới của khâu tăng. es i , ei i là sai lệch giới hạn trên và dưới của khâu giảm. Thay các giá trò bằng số của dung sai và sai lệch giới hạn các khâu thành phần vào các công thức (5.6), (5.7) và (5.8) ta tính được dung sai và sai lệch giới hạn của khâu khép kín. Ví dụ 5.1: Cho chi tiết như hình 5.3 với các kích thước: 20 10 1 60 , , + =A , 10 2 50 ,± =A , 10 3 8 ,+ =A . Hãy tính kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai của khâu A4. Biết trình tự công nghệ gia công là A 2 ,A 3 , A 1 . Giải: - Sơ đồ chuỗi được biểu thò như hình 5.4. với trình tự công nghệ gia công là A 2 , A 3 , rồi A 1 thì A 4 là khâu hình thành cuối cùng trong trình tự công nghệ nên A 4 là khâu khép kín A = A 4 . Véctơ kích thước A 1 ngược chiều với véctơ kích thước A 4 nên A 1 là khâu tăng, còn A 2 , A 3 là khâu giảm. - Ta có : = = += = + mmT mmEI mmES A 30 20 10 60 1 1 1 20 10 1 , , , , , = = += = ± mmT mmei mmes A 20 10 10 50 2 2 2 10 2 , , , , = = += = + mmT mmei mmes A 10 0 10 8 3 3 3 10 3 , , , + Kích thước danh nghóa của khâu khép kín được tính theo (5.3): A = A 4 = 60 - 50 - 8 = 2 mm. + Dung sai của khâu khép kín được tính theo (5.6): mmTT n i i 60102030 1 ,,,, =++== = + Sai lệch giới hạn của khâu khép kín được tính theo (5.7), (5.8): ES = mmeES n mi i m i i 2001010 11 ,),(, +=++= +== EI = mmesEI n mi i m i i 40101020 11 ,),,(, =++= +== Vậy A = A 4 = 40 20 2 , , + 5.2.2.2 Giải bài toán 2: Biết kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai của khâu khép kín, tính sai lệch giới hạn và dung sai của các khâu thành phần. Kích thước danh nghóa của các khâu thành phần hoàn toàn phụ thuộc vào kết cấu nên sau khi thiết kế kết cấu, ta phải biết kích thước danh nghóa của chúng mà không cần tính ở bài toán này. Với chuỗi có n khâu thành phần thì bài toán có n ẩn số. Dựa vào công thức (5.6) ta không thể tính được dung sai của n khâu thành phần (n ẩn số). Muốn tính được ta phải đưa vào giả thiết để khử đi (n-1) ẩn số: - Giả thiết các khâu thành phần được chế tạo ở cùng một cấp chính xác, tức là có cùng hệ số cấp chính xác: a 1 =a 2 =. . . = a n = a. Vậy dung sai của khâu bất kỳ nào (T i ) đều được tính theo công thức T i =a.i i (xem mục 2.1 chương 2) Theo (5.6) ta có: = == === n i i n i i n i i i T aiaTT 1 11 . (5.9) - Từ công thức (5.9), với dung sai đã cho của khâu khép kín T và các trò số đơn vò dung sai i i của các khâu tra theo bảng 2.1 sẽ tính được hệ số cấp chính xác chung cho các khâu thành phần (a). - Từ (a), tra cấp chính xác chung cho các khâu theo bảng 2.1. - Biết kích thước danh nghóa, cấp chính xác chung của các khâu thành phần, tra sai lệch giới hạn và dung sai cho (n-1) khâu thành phần, với qui ước là: + Khâu tăng, coi như lỗ có sai lệch cơ bản là H. + Khâu giảm, coi như trục có sai lệch cơ bản là h. Ví dụ: khâu thành phần tăng có kích thước danh nghóa là 100mm ở cấp chính xác chung là 10 thì ta coi như lỗ 100H10, còn khâu giảm có kích thước danh nghóa là 50mm thì ta coi như trục 50h20. Sai lệch giới hạn và dung sai của (n-1) khâu thành phần tra theo bảng 1 và 2 phụ lục 1. Còn lại khâu thành phần thứ k là A k thì sai lệch giới hạn và dung sai của nó được xác đònh bằng tính toán. Làm như vậy để bù lại những sai số mà ta đã phạm phải như sự khác nhau giữa hệ số (a) đã chọn và hệ số (a) tính toán theo công thức (5.9). - Tính sai lệch giới hạn và dung sai của khâu A k : + Nếu A k là khâu tăng thì : Từ (5.7) ta có: ES k = += = + n mi i m i i eiESES 1 1 1 (5.10) Từ (5.8) ta có: EI k = += = + n mi i m i i esEIEI 1 1 1 (5.11) + Nếu Ak là khâu giảm thì: Từ (5.8) ta có: es k = +== EIeiEI n mi i m i i 11 (5.12) Từ (5.7) ta có: ei k = +== ESeiES n mi i m i i 1 11 (5.13) Ví dụ 5.2: cho bộ phận lắp như hình 5.5. Yêu cầu chung của bộ phận lắp là phải đảm bảo khe hở giữa mặt mút vai trục và mặt mút bạc ổ trục trong giới hạn A = 1 +0,75 mm, để cho bánh răng quay tự do mà không có dòch chuyển theo chiều trục lớn. Đó chính là khâu khép kín của chuỗi kích thước lắp như sơ đồ hình 5.5b. với kích thước danh nghóa của các khâu thành phần là: A 1 = 101 mm A 2 = 50 mm A 3 = A 5 = 5mm A 4 = 140 mm. Hãy xác đònh sai lệch giới hạn và dung sai của các khâu thành phần của chuỗi. Đây chính là bài toán 2 của chuỗi kích thước. Giải: - Dựa vào sơ đồ chuỗi ta xác đònh : A 1 , A 2 là khâu tăng. A 3 , A 4 , A 5 là khâu giảm. - Với giả thiết tất cả các khâu thành phần được chế tạo ở chung một cấp chính xác và hệ số cấp chính xác chung được tính theo công thức (5.9). = = = 2.1 bảngtra 750 1 ii mT i T a n i i µ 97 5227302561172 750 +++ = ,,,, x a Dựa vào bảng 2.1 ta tra được cấp chính xác chung cho các khâu là 11 (cấp 11 có hệ số a = 100 gần với 97 nhất) - Tra sai lệch giới hạn và dung sai của (n-1) khâu thành phần theo bảng 1 và 2, phụ lục 1: o Khâu tăng: A 1 = 101H11 = = += + mmEI mmES 0 220 101 220 , , A 2 = 50H11 = = += + mmEI mmES 0 160 50 160 , , o Khâu giảm A 2 = A 5 = 5h21 = 5 0,075 = = mmei mmes 0750 0 , - Khâu để lại tính là khâu A k = A4 đó là khâu giảm. + Sai lệch trên của khâu A k được tính theo công thức (5.12): es k = es 4 = 0 0 0 = 0 + Sai lệch dưới của khâu A k được tính theo công thức (5.13): ei k = ei 4 = (+0,22 + 0,16) ( -0,075 x 2) 0,75 = -0,22 mm vậy A k = A 4 = 140 -0,22 - kết quả giải chuỗi kích thước ta được : A1= 101 +0,22 A3= A5= 5 -0,075 A2= 50 +0,16 A4= 140 -0,22 Ưu - nhược điểm của phương pháp giải: Dung sai và sai lệch của các khâu được xác đònh trên cơ sở đảm bảo tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn nên nó có ưu điểm của tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn mà ta đề cặp tới trong chương 1, nghóa là: + Tạo điều kiện tốt cho việc sử dụng máy. + Tạo điều kiện tốt cho quá trình lắp ráp máy, vì nó đảm bảo lúc đưa các chi tiết chế tạo đã qua kiểm tra đến phân xưởng lắp ráp thành máy, bao giờ cũng đạt yêu cầu kỹ thuật mà không cần phải sửa chữa gì thêm. + Tạo điều kiện hợp tác sản xuất rộng rãi. Tuy nhiên, trong điều kiện số lượng khâu thành phần khá lớn, thì mẫu số ở công thức (5.9) lớn, làm cho a nhỏ đi, nghóa là đòi hỏi các khâu thành phần phải ở cấp chính xác cao, có lúc cao đến mức không chế tạo được hoặc quá khó khăn. Do đó giải phương pháp này chỉ nên dùng cho những chuỗi có số khâu thành phần ít hoặc những chuỗi không đòi hỏi độ chính xác cao. Ngoài những trường hợp trên, ta giải theo phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn. 5.2.3 Giải chuỗi kích thước theo phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn: 5.2.3.1 Phương pháp tính xác suất: Khi theo phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn, ta thấy các công thức (5.4) và (5.5) được thiết lập trên cơ sở giả thiết rằng: khâu khép kín (A 2 ) có giá trò lớn nhất lúc tất cả các khâu tăng đều có giá trò lớn nhất và tất cả các khâu giảm đều có giá trò bé nhất và khâu khép kín sẽ có giá trò bé nhất lúc ngược lại. Điều giả thiết đó rất có thể xảy ra nhưng nếu chú ý rằng chi tiết có kích thước ở giá trò bé nhất và lớn nhất có xác suất rất bé ( do tính chất của đường cong phân bố chuẩn, xem chương 1), cho nên sự kết hợp của tất cả các giá trò cực đại và cực tiểu cùng một lúc như giả thiết lại càng có xác suất rất bé và trong thực tế có thể bỏ qua được. Nói cách khác, ta có thể nói rằng: với kích thước và dung sai cho trước của các khâu thành phần thì thực tế khâu khép kín sẽ có một giá trò cực đại bé hơn giá trò lớn nhất A max tính theo (5.4) và một giá trò cực tiểu lớn hơn A min tính theo (5.5). Các giá trò cực đại và cực tiểu thực tế ấy là bao nhiêu, đó chính là nhiệm vụ của bài toán giải chuỗi kích thước theo phương pháp tính xác suất. Có thể xem thêm các giải bài toán 1 và 2 theo phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn trong chương 9 [1]. Ưu - nhược điểm của phương pháp giải bằng tính xác suất : - Vì bỏ qua các giá trò khâu khép kín có giá trò xác suất bé, nên tính theo phương pháp này thực tế có khả năng làm tăng dung sai của các khâu thành phần số lượng với giải theo đổi lẫn hoàn toàn mà vẫn bảo đảm yêu cầu của khâu khép kín, do đó tạo điều kiện dể chế tạo chi tiết gia công. - Có khả năng xuất hiện phế phẩm, do khâu khép kín xuất hiện giá trò nằm ngoài giá trò tính toán, nhưng với khâu khép kín, kích thước phân bố theo quy luật phân bố chuẩn thì số phần trăm phế phẩm cũng chỉ là 0,27% ( rất bé). Do đó, ngày nay người ta thường hay dùng phương pháp này, nó gần thực tế hơn phương pháp đổi lẫn hoàn toàn. - Tính xác suất và dựa trên cơ sở khảo sát một số lớn kích thước, tức là khaỏ sát nhiều chi tiết trong loạt gia công, cho nên phương pháp này chỉ dùng cho điều kiện sản xuất hàng loạt. 5.2.3.2 Phương pháp sửa chữa khi lắp: Khi lắp chuỗi kích thước mà khâu khép kín yêu cầu quá cao hoặc số khâu thành phần nhiều làm cho dung sai kích thước các khâu thành phần cũng yêu cầu quá nhỏ, do đó khó hoặc không thể chế tạo được thì có thể dùng phương pháp này. Bản chất của phương pháp sửa chữa khi lắp: dung sai của các khâu thành phần do người thiết kế quyết đònh dựa vào điều kiện gia công cụ thể sao cho với dung sai ấy, người ta có thể chế tạo hợp lý. Lúc đã mở rộng dung sai của các khâu thành phần như vậy cho dễ chế tạo thì yêu cầu khâu khép kín sẽ không đáp ứng được. Muốn cho khâu khép kín có kích thước nằm trong miền dung sai yêu cầu của nó thì phải tiến hành sửa chữa bằng cách cạo dũa lấy đi một lớp kim loại trên bề mặt của một khâu nào đó trong chuỗi gọi là khâu bồi thường. Ví dụ: máy tiện có yêu cầu cao về sai lệch độ đồng tâm giữa tâm trục chính của máy và tâm ụ động e = 0,01 mm (hình 5.6). Chuỗi kích thước tạo thành khâu khép kín (e) có rất nhiều khâu thành phần, mà e lại đòi họi cao (dung sai lệch nhỏ), cho nên không dùng các phương pháp nêu trên để xác đònh dung sai của các khâu thành phần (bởi vì sẽ rất nhỏ), mà mở rộng dung sai của chúng đến mức độ có thể chế tạo hợp lý. Khi lắp máy, ta kiểm tra sai lệch đồng tâm e và cạo sửa mặt trên đế ụ động cho tới lúc sai lệch độ đồng tâm e (theo mặt phẳng thẳng đứng) nằm trong giới hạn yêu cầu. Chiều dày của đế ụ động là khâu bồi thường của chuỗi kích thước. Cần chú ý khi cho dung sai kích thước các khâu thành phần, phải bố trí phạm vi dung sai so với kích thước danh nghóa sao cho khi lắp máy, tâm ụ động bao giờ cũng cao hơn tâm trục chính máy. trên, ta đã nêu phạm vi ứng dụng của phương pháp này. Về nguyên tắc, nó có thể đạt độ chính xác của khâu khép kín, cao bao nhiêu tùy ý. Nhưng nó cũng có những hạn chế sau: - Gây khó khăn cho quá trình lắp máy vì phải cạo sữa, đòi hỏi công nhân có bậc thợ cao vì công việc sửa lắp khó. - Khó đònh mức cho công việc cạo sửa. Tuy nhiên, nhìn chung thì phương pháp này đem lại hiệu quả kinh tế tốt, bởi vì những khó khăn mà nó gây ra trong quá trình lắp ráp vẫn còn ít hơn những lợi ích mà nó đem lại trong quá trình gia công các chi tiết. 5.2.3.3 Phương pháp điều chỉnh khi lắp: Bản chất của phương pháp này giống hệt phương pháp sửa chữa khi lắp, chỉ khác là ở đây để cho kích thước của khâu khép kín đạt yêu cầu, người ta thay đổi kích thước khâu bồi thường bằng cách điều chỉnh một bộ phận máy nào đó mà không phải bằng cách cạo sửa. Ví dụ: ngoài yêu cầu về độ đồng tâm trong mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình 5.6) còn yêu cầu đồng tâm trong mặt phẳng nằm ngang(mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ). Để đạt yêu cầu đồng tâm trong mặt phẳng nằm ngang, ta dùng vít điều chỉnh (hình 5.6) để xác đònh ụ độngtheo phương ngang dựa theo sống trượt trên mặt đế. Phương pháp này có ưu điểm hơn phương pháp trên vì điều chỉnh dể dàng và nhanh chóng hơn sửa chữa bằng cạo dũa. 5.2.3.4 Phương pháp chọn lắp: Bản chất của phương pháp này là để đạt được yêu cầu của khâu khép kín, ta chọn các khâu thành phần có kích thước thích hợp lắp với nhau, còn lúc gia công thì dung sai các khâu thành phần được mở rộng cho dể chế tạo. Ví dụ: một lắp ghép trụ trơn trong hệ thống lỗ có kích thước danh nghóa là 20mm với đặc tính lắp ghép yêu cầu là: S max = 0,020 mm S min = 0,010 mm ví dụ này, ta phải giải chuỗi kích thước gồm hai khâu thành phần là: kích thước lỗ, D (khâu tăng), kích thước trục, d ( khâu giảm) và khâu khép kín có độ hở lắp ghép, S. Theo yêu cầu đã cho thì dung sai khâu khép kín : T S = S max S min = 0,020 0,010 = 0,010 mm Nếu phân đều dung sai khâu khép kín cho các khâu thành phần thì dung sai và sai lệch giới hạn của chúng được xác đònh theo sơ đồ phân bố biểu thò trên hình 5.7a. Kích thước lỗ, D = 20 +0,005 Kích thước trục, 0150 0100 20 , , =d Dung sai kích thước T D = T d = 0,005 mm. Với dung sai đó rất khó chế tạo. Để tạo điều kiện dễ chế tạo, ta phải mở rộng dung sai các khâu thành phần (kích thước lỗ và trục) lên 5 lần: TD = Td = 0,025 mm (hình 5.7b). Lúc này kích thước sẽ là: D = 20 +0,025 0150 0100 20 , , + =d Với dung sai như vậy ta tiến hành chế tạo hàng loạt trục và lỗ một cách dễ dàng. Nhưng nếu đem lắp bất kỳ chúng với nhau thì độ hở (khâu khép kín ) sẽ không đạt yêu cầu. Muốn khâu khép kín đạt yêu cầu, tức là giá trò độ hở lắp ghép nằm trong phạm vi cho phép thì ta phải chọn lắp: - Phân loại kích thước trục và lỗ thành những nhóm có miền dung sai khác nhau và lắp ráp nhóm trục và lỗ tương ứng để đạt độ hở yêu cầu của lắp ghép. Ở ví dụ trên, ta phân tích kích thước lỗ thành 5 nhóm: 1, 2, . . ., 5 và kích thước trục thành 5 nhóm tương ứng 1, 2, . . ., 5 (hình 5.7b). dung sai của các nhóm kích thước đó là 0,005mm. - Phương pháp này gây phiền phức là phải phân nhóm trước khi lắp. Nếu số khâu thành phần càng nhiều thì việc phân nhóm càng mất thời gian và công sức. Ngoài ra còn tốn công quản lý để các nhóm không lẫn vào nhau( bảo quản riêng các chi tiết của từng nhóm). Cho nên phương pháp này chỉ nên dùng khi chuỗi có số khâu thành phần ít mà yêu cầu khâu khép kín lại quá cao, như trong chế tạo ổ lăn, chế tạo bộ đôi pittông và xylanh, chốt pittông và pittông v v CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Thế nào là chuỗi kích thước, cho ví dụ minh họa. 2. Thế nào là khâu thành phần tăng, khâu thành phần giảm của chuỗi kích thước, cho ví dụ về cách xác đònh. 3. Nếu các công thức thể hiện điều kiện giải chuỗi kích thước bằng phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. 4. Nêu các phương pháp giải chuỗi kích thước theo phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn. Tại sao phải đặt vấn đề tính theo xác suất. 5. Nêu ưu nhược điểm của các phương pháp giải chuỗi kích thước theo phương pháp đỗi lẫn chức năng không hoàn toàn, cách lựa chọn chúng. BÀI TẬP 1. Cho chuỗi kích thước chi tiết như hình 1. Hãy giải chuỗi kích thước để xác đònh sai lệch và dung sai kích thước A 2 . Biết: - trình tự công nghệ gia công là A 1 , A 2 - với A 1 = 100 -0,1 ; A 3 = 45 ±0,15 2. Cho chuỗi kích thước chi tiết như hình 2. Hãy giải chuỗi kích thước để xác đònh sai lệch và dung sai kích thước A 2 . Biết: - trình tự công nghệ gia công là A 1 , A 2 - với A 1 = 120 -0,15 ; A 3 = 40 ±0,16 3. Cho chuỗi kích thước lắp như hình 3. Yêu cầu chung của bộ phận lắp (khâu khép kín ) là A = 0,5 +0,45 . Hãy giải chuỗi kích thước lắp để xác đònh sai lệch và dung sai cho các kích thước chi tiết: A 1 , A 2 , A 3 , A 4 . CHƯƠNG 6 GHI KÍCH THƯỚC CHO BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY 6.1 Những yêu cầu đối với việc ghi kích thước : Ghi kích thước nghóa là xác đònh độ chính xác (dung sai ) cho các kích thước chi tiết rồi ghi vào bản vẽ của nó. Trong quá trình thiết kế máy, giai đoạn ghi kích thước cho chi tiết chiếm một vò trí quan trọng vì kích thước và dung sai của nó quyết đònh phần lớn chất lượng sử dụng của máy và ảnh hưởng nhiều đến quá trình chế tạo sản phẩm đó. Cho nên ghi kích thước phải quán triệt các yêu cầu sau: - Dùng kích thước tiêu chuẩn nếu loại kích thước đó đã được tiêu chuẩn hoá vì những kích thước và kết cấu đã tiêu chuẩn hoá có quan hệ chặt chẽ và phù hợp với các vấn đề về dụng cụ cắt, máy công cụ để gia công và dụng cụ đo. Nó làm cho tổ chức sản xuất, quản lý sản phẩm, sử dụng máy móc, hợp tác sản xuất sẽ đơn giản và thuận lợi nhiều. - Đảm bảo chất lượng làm việc của chi tiết nói riêng và những yêu cầu khác có liên quan của bộ phận máy hoặc máy nói chung. Yêu cầu thứ hai nhằm làm cho máy thiết kế đảm bảo chức năng sử dụng với một chất lượng tốt. Nếu không xuất phát từ yêu cầu về chất lượng của máy để ghi kích thước thì máy được chế tạo có thể không làm việc được hoặc làm việc mà không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi. - Tạo điều kiện dễ dàng nhất cho việc gia công chi tiết nói riêng và máy nói chung. Yêu cầu thứ ba này nhằm cho quá trình chế tạo được dễ dàng: có khi hai chi tiết cùng loại có một yêu cầu làm việc giống nhau với cách ghi kích thước khác nhau thì quá trình chế tạo cũng khác nhau, nếu ghi không hợp lý, có thể gây khó khăn cho chế tạo, ảnh hưởng xấu đến hiệu quả kích thước về đểm này đòi hỏi người thiết kế phải hiểu biết về công nghệ chế tạo. Ba yêu cầu thể hiện tính thống nhất giữa yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. 6.2 Những nguyên tắc cơ bản để ghi kích thước cho chi tiết: Đến giai đoạn ghi kích thước cho bản vẽ chế tạo chi tiết, người thiết kế đã có bản vẽ lắp của bộ phận máy hoặc máy, trên đó thể hiện đầy đủ các kết cấu và kích thước danh nghóa chính của chi tiết. Những kết cấu và kích thước danh nghóa ấy đã được quyết đònh do yêu cầu về công dụng của máy và sức chòu tải của nó. Người thiết kế lúc này có nhiệm vụ xác đònh độ chính xác kích thước biểu hiện bằng dung sai là chủ yếu. Chúng ta lần lượt nêu ở đây những nguyên tắc cơ bản và trình tự tiến hành ghi kích thước như thế nào để thoả mãn 3 yêu cầu trên. 6.2.1 Ghi kích thước cho những kích thước tham gia vào các lắp ghép thông dụng: Trước hết phải tìm hiểu những yêu cầu của các lắp ghép thông dụng như lắp ghép bề mặt trụ trơn, lắp ổ lăn, then và then hoa . . . có trên bản vẽ lắp của máy được thiết kế. Những lắp ghép này có đặc điểm : - Yêu cầu của chúng do công dụng bản thân quyết đònh, ít chòu ảnh hưởng của yêu cầu chung của máy ( ta gọi là yêu cầu cục bộ) như trục quay trong bạc thì trục cần lắp có độ hở ( lắp lỏng với bạc ), vòng trong ổ lăn chòu tải chu kỳ thì phải lắp có độ dôi với trục, bánh răng cần di chuyển trượt trên trục thì rãnh then trên bánh răng phải lắp lỏng với then hoặc lỗ then hoa của bánh răng lắp lỏng với trục then hoa . . . Vì vậy lúc quyết đònh kiểu lắp cho các mối ghép, nói chung chỉ cần xét tới yêu cầu cục bộ nên có phần đơn giản, ví dụ có thể quyết đònh kiểu lắp cho mối ghép giữa nòng và thân ụ động là 6 5 h H , kiểu lắp lỏng này đảm bảo chức năng chủ yếu là nòng phải di động trong lỗ thân ụ động, nhưng chọn kiểu lắp lỏng có độ hở nhỏ, cấp chính xác cao như vậy là có xét đến yêu cầu đồng tâm cao giửa nòng ụ động và trục chính của máy tiện. - Đặc tính của các lắp ghép này thường do một số ít kích thước quyết đònh, như đặc tính lắp ghép bề mặt trụ trơn do 2 kích thước trục (d) và lỗ (D) quyết đònh, lắp ghép then do 3 kích thước quyết đònh (chiều rộng then, chiều rộng rãnh trục và rãnh bạc). Mặt khác, những lắp ghép này đã được tiêu chuẩn hoá nên dễ chọn. Với những đặc điểm trên, bước đầu tiên của việc ghi kích thước là cần phải quyết đònh kiểu lắp cho các mối ghép thông dụng theo tiêu chuẩn sẵn có. Khi đã quyết đònh kiểu lắp thì độ chính xác (dung sai) của các kích thước chi tiết tham gia lắp ghép cũng được xác đònh. Việc quyết đònh kiểu lắp phải dựa vào chức năng sử dụng của nó ( vấn đề này đã đề cặp trong các chương trước). Việc ghi kích thước cho các kích thước tham gia vào các lắp ghép thông dụng là xuất phát chủ yếu từ yêu cầu cục bộ của các lắp ghép và được chọn theo tiêu chuẩn. Như vậy ở bước này, ta đã đáp ứng được yêu cầu 1 và 2 nêu trên. 6.2.2 Ghi kích thước cho những kích thước chức năng khác: Ởõ đây cần phải xét đến các kích thước chức năng chiều dài: chúng là các khâu thành phần của chuỗi kích thước mà khâu khép kín là yêu cầu chung của bộ phận máy hoặc máy. Vì vậy muốn ghi kích thước nào đó của chi tiết tham gia với vai trò là khâu thành phần của chuỗi. Từ yêu cầu khâu khép kín ( yêu cầu chung của máy hoặc bộ phận máy), ta giải chuỗi kích thước để xác đònh sai lệch và dung sai của kích thước chi tiết cần ghi. Nguyên tắc ghi kích thước như vậy sẽ đáp ứng yêu cầu 2 nêu ở mục trên. - Khi lập chuỗi kích thước ta thấy rằng: xuất phát từ 1 khâu khép kín nào đó, ta có thể hình thành nhiều phương án chuỗi khác nhau. Nhưng với yêu cầu tạo điều kiện dễ chế tạo thì ta phải chọn phương án chuỗi ngắn nhất- tức là phương án có số khâu thành phần ít nhất. Bởi vì cùng một yêu cầu khâu khép kín, phương án chuỗi có số khâu thành phần ít nhất thì dung sai của chúng sẽ có giá trò lớn nhất, tạo điều kiện dễ chế tạo. Chính vì vậy khi lập chuỗi kích thước lắp để giải, ta phải quán triệt nguy6en tắc chuỗi ngắn nhất. Quán triệt nguyên tắc này chính là thoả mãn yêu cầu thứ 3 của việc ghi kích thước. - Khi giải chuỗi kích thước cần thấy rằng: các chuỗi có thể chung nhau một số khâu thành phần. Các khâu chung ấy phải thỏa mãn yêu cầu khâu khép kín ở các chuỗi mà chúng tham gia. Chính vì vậy mà kích thước của chúng phải được xác đònh từ chuỗi mà khâu khép kín yêu cầu cao, số khâu thành phần nhiều tức là chuỗi đòi hỏi khắt khe nhất, bởi vì đối với chuỗi yêu cầu khắt khe nhất mà kích thước của chúng còn thoả mãn đối với những chuỗi yêu cầu thấp hơn. Cho nên khi giải chuỗi thì phải giải chuỗi khắt khe trước nhất. Đó cũng là nguyên tắc của việc ghi kích thước. Khi ghi các kích thước chức năng vào bản vẽ, tất nhiên phải chọn phương án ghi như thế nào để tạo điều kiện dễ chế tạo nhất. 6.3 Chọn phương án ghi kích thước: Khi lập chuỗi kích thước lắp và giải các chuỗi để xác đònh sai lệch và dung sai các kích thước trên bản vẽ chế tạo, có thể xuất hiện nhiều phương án ghi khác nhau, các phương án ấy đều phù hợp với chức năng sử dụng của chi tiết và yêu cầu chung của bộ phận máy hoặc máy. Vấn đề là nên ghi theo phương án nào để tạo điều kiện dễ chế tạo nhất. Như vậy khi chọn phương án để ghi kích thước trên bản vẽ chi tiết, có trường hợp phải thay thế kích thước thiết kế bằng kích thước công nghệ. Dung sai của các kích thước công nghệ được xác đònh nhờ giải các chuỗi kích thước công nghệ. Điều đó buộc người thiết kế phải hiểu biết công nghệ và rất thận trọng trong việc chuyễn các kích thước thiết kế sang các kích thước công nghệ, nhất là trường hợp các kích thước thiết kế đòi hỏi chính xác cao (dung sai bé). Nhiều lúc để đạt được mục đích này, người thiết kế phải thay đổi cả kết cấu chi tiết để có thể hoàn thành trực tiếp gia công các kích thước thiết kế mà khỏi phải chuyển sang các kích thước công nghệ. |
