Chất lượng bề mặt chi tiết máy là một chỉ tiêu rất quan trọng đối với quá trình gia công chi tiết máy, nhất là ở giai đoạn gia công tinh. Để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công, trước hết phải chuẩn bị hệ thống công nghệ thật tốt. Mặt khác, khi thiết kế quá trình gia công chi tiết máy, cần phải xét khả năng đạt được cấp độ bóng bề mặt của từng phương pháp gia công. Khả năng đạt được chất lượng bề mặt của từng phương pháp gia công đã được kiểm nghiệm có hiệu quả và được tổng kết trong các sổ tay “Công nghệ chế tạo máy” hoặc sổ tay “Chế độ cắt khi gia công cơ”. 1. Phương pháp đạt độ bóng bề mặtXuất phát từ các nguyên nhân ảnh hưởng nói trên ta có thể chọn chế độ cắt gọt và phương pháp gia công hợp lý để đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt theo yêu cầu. Khả năng đạt được độ nhẵn bóng bề mặt của các phương pháp gia công như bảng bên dưới.
Ngoài ra còn cần cải thiện các yếu tố hình học của dụng cụ cắt và chất lượng mài dụng cụ, bởi đây là những nguyên nhân mang tính chất hình học ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt. 2. Các phương pháp tạo lớp cứng nguội bề mặtLàm chắc bề mặt có thể dùng các phương pháp nhiệt luyện và hóa luyện (tôi, thấm than, xianu hóa, mạ crôm, mạ thép v.v…). Các phương pháp này trình bày nhiều trong các sách riêng thuộc ngành chuyên sâu, ở đây chỉ nói đến các phương pháp cơ khí. a. Phun bi Bi được phun lên bề mặt gia công với tốc độ lớn nhỏ khi nén (hoặc lực li tâm). Thường dùng lực li tâm nhờ một roto quay rất nhanh, vì thế cách này ít tốn năng lượng. Trong trường hợp gia công mặt trong phải dùng khí nén vì cơ cấu li tâm cồng kềnh khó cho vào mặt trong. Hình bên dưới là sơ đồ một máy phun bi. Cho bi vào ổ (1), bi được cơ cấu nâng lên ổ chứa (3), trong quá trình này các bi rơi vãi được rơi vào ổ (2). Nếu mở khóa (4), bi sẽ rơi trong một ống thẳng đứng xuống roto (5) quay nhanh (2000 đến 3500vg/ph) nhờ động cơ (7). Khi quay roto sẽ làm văng bi vào bề mặt gia công (6). Để quay chi tiết gia công và thực hiện tiến dao phải có một đồ giá riêng. Bi phun rồi lại rơi xuống ổ chứa (1) như lúc đầu. Các mảnh vỡ của bi (gang) hoặc bụi được thổi ra nhờ một luồng không khí do quạt lắp ở bên cạnh thổi. Tốc độ bi gang thường không vượt quá 90m/s, còn bi thép có thể dùng tốc độ lớn gấp 1,5 đến 2 lần bi gang. Đường kính bi từ 0,4 đến 2mm. Khi chi tiết gia công bé hoặc cần có độ nhấp nhô bé thì đường kính bi nhỏ (từ 0,4 đến 1mm). Phun bi có thể đạt độ nhẵn bóng bề mặt từ 5 đến 7, đối với vật liệu cứng (HRC 50 đến 60). Chiều sâu biến cứng có thể đến 1,5mm. Tại lớp biến cứng sinh ra ứng suất nén dưới 800N/mm2. b. Lăn ép bằng hoặc lăn bi Nhờ lực li tâm làm văng các viên bi thép đường kính 7 đến 12mm . Bi dịch chuyển tự do trong các lỗ của một đầu lăn quay với tốc độ 20 đến 40m/s, ép lên bề mặt gia công làm nhẵn bóng và biến cứng bề mặt. Chi tiết gia công quay với tốc độ 30 đến 90m/ph. Độ cứng bề mặt gia công có thể tăng 45% đối với thép 25, 30% đến 60% đối với gang, 60% đối với đồng đỏ. Có thể dùng phương pháp này để gia công lần cuối các loại chi tiết như trục khuỷu, xylanh, xécmăng, vòng ổ bi. Có thể gia công mặt ngoài, mặt trong hoặc mặt phẳng. c. Gõ đập Bản chất phương pháp này là dùng một đồ gá đặc biệt (kiểu cơ khí, hơi ép hoặc điện) để thao tác một chày đập lên bề gia công. Nhờ xung lực của chày đập để làm chắc bề mặt, sinh ra ứng suất dư nén dưới 1000N/mm2. Chiều sâu biến cứng có thể đến 3,5mm. Độ cứng bề mặt có thể nâng cao 30 đến 50% so với khi chưa gõ. d. Nong Thường để gia công lỗ thông, dùng một dụng cụ đường kính lớn hơn lỗ kéo qua lỗ (có thể làm trên máy chuốt) như hình bên dưới hoặc có thể dùng bi để ấn lót qua lỗ trên máy ép. Phương pháp này chỉ gia công các lỗ ngắn. Khi chày nong (hoặc bi) đi qua lỗ thì bề mặt biến dạng dẻo rất lớn làm nhẵn bóng bề mặt và nâng cao tính chất cơ lý của nó và độ chính xác. Phương pháp này dùng để gia công lỗ bạc. Độ chính xác có thể đạt cấp 2 và độ nhẵn bóng bề mặt đạt cấp 9 đến cấp 11. Bài viết này tôi đã giới thiệu đến các bạn các phương pháp nâng cao chất lượng bề mặt gia công. Mong rằng bài viết của tôi sẽ hữu ích cho học tập và công việc của bạn. Tham khảo các khóa học lập trình và vận hành máy CNC tại TechK: ✨ Khóa học Lập trình và Vận hành máy phay CNC ✨ Khóa học Lập trình và Vận hành máy tiện CNC ✨ Khóa học MasterCAM 2D - Lập trình gia công phay CNC ✨ Khóa học MasterCAM 3D - Lập trình gia công phay CNC ✨ Khóa học MasterCAM - Lập trình gia công tiện CNC ÔN HỒ HẢO - TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TECHK Từ VLOS CHƯƠNG III: ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG CƠ 3.1. Khái niệm. Độ chính xác gia công của chi tiết máy là mức độ giống nhau về hình dáng hình học, về tính chất cơ lý lớp bề mặt của chi tiết máy được gia công so với bản vẽ thiết kế.
3.2. Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công trên máy công cụ. 3.2.1. Phương pháp đo dò - cắt thử.
3.2.2. Phương pháp Chỉnh sẵn dao.
Hình 3.4 3.3. Nguyên nhân gây sai số gia công. 3.3.1.. Nguyên nhân do độ chính xác của máy công cụ 1. Do độ chính xác của máy công cụ.
Môt số ví dụ: Ví dụ 1: Khi tiện nếu phương chạy dao không song song với đường tâm trục chính trong mặt phẳng nằm ngang thì sau khi gia công chi tiết sẽ bị côn (Hình 3.5a). Nếu như phương chạy dao không song song với trục chính trong mặt phẳng thẳng đứng thì sau khi gia công bề mặt chi tiết có dạng hypecbollôit ( Hình 3.5b) Hình 3.5Ví dụ 2: Khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu trên máy phay đứng, nếu đường tâm trục chính không vuông góc với bàn máy trong mặt phẳng vuông góc với phương chạy dao thì bề mặt gia công không song song với mặt phẳng định vị (Hình 3.6a). Nếu đường tâm trục chính không vuông góc với bàn máy theo phương chạy dao thì bề mặt gia công sẽ bị lõm ( Hình 3.6b). Độ lõm a phụ thuộc vào đường kính dao phay, vào độ không vuông góc và chiều rộng phay B. Hình 3.62. Do độ mòn của máy công cụ. Độ mòn của máy công cụ cũng gây ra sai số gia công, tuy nhiên ảnh hưởng của độ mòn của máy đến độ chính xác gia công không lớn vì máy có tốc độ mòn chậm (trừ một số chi tiết đặc biệt như băng máy, bàn trượt.v.v). 3.3.2. Nguyên nhân do dụng cụ cắt. 1. Do chế tạo. Sai số khi chế tạo dụng cụ cắt sẽ ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác gia công, đặc biệt là dụng cụ định hình và định kích thước. Ví dụ: - Với dao doa, nếu khi chế tạo có sai số đường kính thì ắt sẽ gây nên sai số đường kính lỗ gia công. - Với dao tiện định hình, nếu có sai số biên dạng sẽ gây ra sai số biên dạng trên chi tiết gia công. - Với ta rô, nếu có sai số về đường kính trung bình của ren, sai số bước ren.v.v. sẽ gây nên sai số cùng loại trên ren gia công.2. Do mòn
Ví dụ: Tiện trục như hình 3.8 : Hình 3.7Do dao bị mòn theo mặt sau một lượng là u nên kích thước nhận được sau gia công. Dt = D + 2u (3.1) Trong đó: Dt - đường kính thực nhận được sau gia công. D - đường kính tính toán. U - lượng mòn mặt sau dao. Lấy (+) khi gia công mặt ngoài, (-) gia công mặt trong.Độ mòn của dao gây ra sai số gia công trên chi tiết dưới dạng sai số hệ thống biến đổi. Độ mòn của dao vừa gây sai số kích thước, vừa gây ra sai số hình dáng hình học. Với các dụng cụ định hình độ mòn tại các điểm trên lưỡi cắt khác nhau, gây ra sai số về biến dạng dao nên sẽ gây ra sai số biến dạng trên chi tiết gia công.
Quá trình mòn của dao chia làm ba giai đoạn: + Giai đoạn 1: Giai đoạn mòn ban đầuGiai đoạn này dao mòn nhanh, nhám bề mặt gia công tăng. Độ mòn ban đầu UH và chiều dài cắt LH phụ thuộc nhiều yếu tố: Vật liệu dụng cụ cắt, vật liệu chi tiết gia công, chất lượng chế tạo dụng cụ , chế độ công nghệ.v.v. Thường LH = 500 - 2000m + Giai đoạn 2: Giai đoạn mòn bình thường của dao.Dao được sử dụng trong giai đoạn này. Quan hệ giữa lượng mòn u và chiều dài cắt L là tuyến tính. Cường độ mòn trong giai đoạn này xác định theo công thức. (m/Km) (3.2) Trong đó: U2 - lượng mòn của dao trong giai đoạn II (m). L2 - chiều dài cắt trong giai đoạn II (Km). + Gia đoạn III: Giai đoạn mòn khốc liệt của dao.Không sử dụng dao trong giai đoạn này. Độ mòn của dao ảnh hưởng tới độ chính xác gia công được tính trong giai đoạn II và được tính theo công thức: (m) (3.3) Trong đó: L - Chiều dài cắt tại thời điểm tính toán (m), chiều dài L được xác định phụ thuộc vào phương pháp gia công và được tra trong ácc sổ tay CNCTM.Ví dụ: Khi tiện , L được xác định theo công thức: (m) (3.4) Trong đó: D - Đường kính chi tiết gia công (mm). l - Chiều dài chi tiết gia công (mm).Một số nhận xét: - Tại một thời điểm bất kỳ, nếu biết được chiều dài cắt L ( xác định theo 3.4), chúng ta hoàn toàn xác định được lượng mòn U của dao, nghĩa là xác định được sai số gia công do mòn dao. - Nếu cho trước một giá trị [u] ( theo yêu cầu bản vẽ), từ đồ thị hình 3.8 hoàn toàn xác định được thời điểm phải mài lại dao (tuổi bền dao) hoặc phải điều chỉnh lại dao. - Đối với dao mới, để tính chính xác độ mòn của dao ảnh hưởng đến độ chính xác gia công, phải kể đến chiều dài cắt ban đầu LH và độ mòn ban đầu uH . Khi đó lượng mòn tổng cộng của dao sẽ được xác định theo công thức: (3.5)Trong đó: Lbs- chiều dài cắt bổ sung (m) 3. Do gá đặt dao. Ngoài sai số chế tạo, do độ mòn thì nếu việc gá đặt dao trên máy không chính xác cũng gây ra sai số gia công. Ví dụ: 2.3.3. Nguyên nhân do biến dạng đàn hồi của HTCN 1. Biến dạng đàn hồi của HTCN.
Ví dụ: Tiện 1 trục như hình 3.9: Hình 3.9Do BDĐH của HTCN nên dao sẽ chuyển vị một lượng bằng . được phân làm 3 thành phần : (3.6) Trong đó: X - lượng chuyển vị của dao theo phương chạy dao x. Y - lượng chuyển vị của dao theo phương pháp tuyến với bề mặt gia công. Z - lượng chuyển vị của dao theo phương tiếp tuyến với bề mặt gia công.Các nghiên cứu đã chứng minh chuyển vị x ảnh hưởng không đáng kể tới độ chính xác gia công nên bỏ qua. Từ hình 3.9 ta có: Vì z R nên là rất nhỏ nên bỏ qua.Do đó: R = y (3.7)Vậy, chuyển vị của dao theo phương pháp tuyến với bề mặt gia công y gây ra sai số gia công là lớn nhất.
Là độ cứng vững của HTCN. Vậy độ cứng vững của HTCN là khả năng chống lại sự biến dạng của nó dưới tác dụng ngoại lực. Từ 3.7, 3.8 ta có: (3.9)Nhận xét: Muốn giảm sai số gia công R có các biện pháp: + Giảm lực cắt Py bằng các biện pháp như : chọn cơ tính của vật liệu, chọn thông số hình học của dao, chọn chế độ công nghệ hợp lý.v.v. + Tăng độ cứng vững bằng các biện pháp như : sử dụng máy, chọn sơ đồ gá đặt hợp lý .v.v.
Trong đó: yi - lượng chuyển vị của chi tiết chịu lực thứ i trong hệ thống. n - số chi tiết chịu lực trong hệ thống (theo phương y).Gọi là độ mềm dẻo của HTCN. là độ mềm dẻo của chi tiết chịu lực thứ i trong hệ thống. Ta có: (3.11) Trong đó: - độ cứng vững của chi tiết chịu lực thứ i.
(3.12)
(3.13)
Hoặc độ mềm dẻo được xác định theo công thức: (3.15)Trong đó: là độ cứng vững, độ mềm dẻo của máy, dao và chi tiết gia công.
Hình 3.10 2. ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi đến độ chính xác gia công. Xét sơ đồ gia công 1 trục như hình 3.11: Hình 3.11
Ụ sau có độ cứng vững là , chịu lực tác dụng một lực , do đó sẽ biến dạng 1 lượng là Ụ trước có độ cứng vững là , chịu lực tác dụng một lực , do đó sẽ biến dạng 1 lượng là . Chi tiết có độ cứng vững là , chịu lực tác dụng Py , do đó sẽ biến dạng 1 lượng là Dao có độ cứng vững là , chịu lực tác dụng Py , do đó sẽ biến dạng 1 lượng là Áp dụng công thức 2.11 ta tính được biến dạng đàn hồi của HTCN tại tiết diện đang khảo sát như sau:
Hình 3.12 Như vậy biến dạng đàn hồi của HTCN vừa gây ra sai số kích thước vừa gây ra sai số hình dáng hình học trên chi tiết gia công. Một số ví dụ khác: 3. Sai số in dập.
Trong đó: phôi - sai số của phôi. ct - sai số của chi tiết sau mỗi lần cắt. Từ (2.17) ta có: ct = Kid. phôi hoặc (3.17)Nhận xét:
(3.18) Trong đó: Kidi - hệ số in dập ở lần cắt thứ i . n - số lần cắt hoặc số bước gia công.Như vậy, sai số gia công sau n lần cắt được xác định theo công thức: (3.19)
Gia công chi tiết như hình 3.13. Hình 2.14.Do phôi có sai số hình dáng hình học nên tại tiết diện đang xét có Dfmax và Dfmin . Kích thước chỉnh dao là L. Khi gia công tại vị trí có Dph max sẽ có t¬max Py max ymax nên Kích thước chi tiết nhận được là Dct max = 2(L + ymax) Khi gia công tại vị trí có Dphmin sẽ có tmin Py min ymin nên kích thước chi tiết nhận được là Dct min = 2 (L + ymin) Vậy do phôi có sai số hình dáng hình học nên làm cho chiều sâu cắt t thay đổi lực cắt Py thay đổi BDĐH của HTCN y thay đổi sai số in dập. Như vậy nguyên nhân gây ra sai số in dập là do BDĐH của HTC N. Sai số in dập được xác định theo công thức: (3.20) Trong đó: - Nếu độ cứng của vật liệu không đều sẽ làm cho Py thay đổi do đó BDĐH của HTCN y thay đổi do đó sẽ gây ra sai số gia công. Người ta gọi là sai số in dập do cơ tính vật liệu không đều. - Mòn dao: Mòn dao ngoài ảnh hưởng tới độ chính xác gia công như trình bày ở trên, khi dao mòn sẽ làm cho lực cắt Py tăng dẫn đến BDĐH của HTCN y tăng do đó sẽ gây ra sai số gia công.2.3.4. Nguyên nhân do gá đặt chi tiết Gá đặt chi tiết là nguyên nhân gây ra sai số gia công. Sai số do gá đặt chi tiết được xác định theo công thức: (3.21)Về trị số, sai số gá đặt được xác định theo công thức: (3.22)Trong đó: - sai số gá đặt - sai số do kẹp chặt chi tiết (sai số kẹp) - sai số chuẩn - sai số đồ gá3.3.5. Nguyên nhân do biến dạng nhiệt và ứng suất dư 1. Biến dạng nhiệt của máy và đồ gá. Máy và đồ gá do chi tiết máy hợp thành. Trong quá trình gia công, nhiệt phát sinh từ các nguồn như : nhiệt do ma sát, nhiêt cắt, từ các động cơ điện, nhiệt từ môi trường.v.v. sẽ nung nóng các chi tiết máy và do đó chúng sẽ bị biến dạng nhiệt. Biến dạng này sẽ gây nên sai số gia công. Biến dạng nhiệt của máy và đồ gá rất phức tạp, việc nghiên biến dạng này bằng lý thuyết gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy, ảnh hưởng của biến dạng nhiết của máy và đồ gá ảnh hưởng tới độ chính xác gia công thường được nghiên cứu bằng thực nghiệm. Để giảm ảnh hưởng biến dạng nhiệt của máy và đồ gá đến độ chính xác gia công có các biện pháp như: - Trước khi gia công cho máy chạy không tải một thời gian để biến dạng nhiệt của máy và đồ gá đạt tới trạng thái bão hoà rồi mới tiến hành gia công. - Các cơ cấu máy phải đảm bảo điều kiện phát toả nhiệt tốt. - Các máy gia công đòi hỏi độ chính xác cao phải đặt trong phòng có điều hoà nhiệt độ.v.v.2. Biến dạng nhiệt của dao. Khi cắt, một phần nhiệt cắt rất không lớn được truyền vào dao, nhưng do kích thước đầu dao bé nên dao bị nung nóng đến nhiệt độ khá cao. Do đó biến dạng nhiệt của dao là khá lớn nên ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác gia công. Khi dao bị nung nóng thì dao sẽ bị giãn dài vì vậy nó sẽ gây nên sai số gia công. Độ giãn dài của dao tại một thời điểm bất kỳ trước lúc đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt được xác định theo công thức: (3.23)Trong đó: Lc - biến dạng nhiệt của dao ở trạng thái cân bằng. (3.24)Với: c - hệ số giãn nở nhiệt Lp – chiều dài phần công xôn của dao (mm) F - tiết diện thân dao (mm2) b- giới hạn bền vật liệu gia công (KG/mm2) S - Lương chạy dao (mm/vg) t – chiều sâu cắt (mm) v – vận tốc cắt (m/ph)Biến dạng nhiệt của dao phụ thuộc vào thời gian cắt cho như đồ thị hình 3.14: Hình 3.14 Khi dao cắt không liên tục, biến dạng nhiệt của dao xác định theo công thức: (3.25)Trong đó: Tmay - thời gian gia công Tnghi - thời gian nghỉ3. Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công. Một phần nhiệt được truyền vào chi tiết gia công, làm cho nó biến dạng nhiệt do đó gây ra sai số gia công. Nếu chi tiết bị nung nóng đều thì gây ra sai số về kích thước còn nếu bị numg nóng không đều thì vừa gây ra sai số về kích thước, vừa gây ra sai số về hình học. Tuy nhiên biến dạng nhiệt của chi tiết chỉ ảnh hưởng đáng kể khi gia công chi tiết nhỏ, mỏng còn đối với các chi tiết lớn thì ảnh hưởng này không đáng kể. Ví dụ: 4. ảnh hưởng của ứng suất dư ứng suất dư có hai loại: - ứng suất dư bên trong chi tiết. - ứng suất dư trên bề mặt chi tiết.Các nghiên cứu công nghệ chứng minh rằng ứng suất dư trên bề mặt chi tiết ảnh hưởng không đáng kể đến độ chính xác gia công . ứng suất dư bên trong chi tiết, theo thời gian sẽ tự cân bằng do đó sẽ làm cho chi tiết sẽ bị cong vêng . Kết quả là gây nên sai số gia công. Để giảm ảnh hưởng của ứng suất dư, trước khi gia công ta phải có biện pháp để khử ứng suất dư như : dùng các biện pháp nhân tạo ( ủ, thường hoá, ram.v.v.) hoặc dùng các biện pháp tự nhiên (thời hiệu.v.v) 3.3.6. Nguyên nhân do rung động của HTCN Rung động của HTCN là một ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác gia công. Rung động sẽ làm cho vị trí tương đối giữa mũi dao và bề mặt gia công thay đổi theo chu kỳ, làm cho diện tích lớp cắt thay đổi nên lực cắt Py thay đổi do đó gây ra sai số gia công. Để làm giảm ảnh hưởng của rung động tới độ chính xác gia công, có thể sử dụng các biện pháp như : - Sử dụng máy và các kết cấu máy có độ cứng vững cao. - Chọn sơ đồ gá đặt hợp lí để nâng cao độ cứng vững của HTCN. - Tránh gia công các bề mặt không liên tục. - Giảm các rung động từ bên ngoài tới.v.v.3.3.7. nguyên nhân do Dụng cụ đo và phương pháp đo Dụng cụ đo và phương pháp đo ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác gia công. Đây không phải là một nguyên nhân do công nghệ mà do đo lường , phản ánh sai dẫn tới thực hiện sai.
3.4. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG 3.4.1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm 1. Khái niệm về độ chính xác bình quân kinh tế
2. Phương pháp thống kê kinh nghiệm Cơ sở của phương pháp này là độ chính xác bình quân kinh tế. Theo phương pháp này thì từ thực tế sản xuất người ta đúc rút thành kinh nghiệm, các số liệu được thống kê và được đưa vào các bảng trong các sổ tay CNCT Máy. Khi sử dụng người cán bộ công nghệ chỉ việc tra cứu kết quả trong các bảng này. Ưu điểm: Sử dụng đơn giản, nhanh chóng. Nhược điểm: kết quả không sát với thực tế hiện trường, khi sử dụng phương pháp này người cán bộ công nghệ phải có một trình độ nhất định thì mới tra cứu và xử lý các kết quả trong bảng một cách hợp lý.3.4.2. Phương pháp thống kê xác suất Các phương pháp thống kê xác suất được tiến hành như sau: gia công thử loạt từ 60 - 100 chi tiết sau đó tiến hành khảo sát và tìm quy luật xuất hiện sai số gia công trên loạt thử. Khi đã có quy luật xuất hiện sai số gia công trên loạt thử thì người ta coi đó cũng chính là quy luật xuất hiện sai số gia công trên loạt đại trà với điều kiện mọi yếu tố công nghệ được giữ nguyên như khi thử. Ưu điểm: kết quả sát với hiện trường. Nhược điểm: phải tốn kém các chi phí trong việc gia công thử. Muốn độ tin cậy cao thì số chi tiết thử phải nhiều do đó càng tốn kém.Trong thực tiễn sản xuất, thường sử dụng phương pháp thống kê xác suất sau: 1. Khảo sát ĐCX gia công bằng đường cong phân bố lí luận. - Gia công thử loạt từ 60 - 100 chi tiết. - Xây dựng đường cong phân bố thực của loạt thử. - Nhận dạng đường cong và sau đó tiến hành xây dựng đường cong phân bố lí luận.
Từ đường cong phân bố thực ta tiến hành nhận dạng đường cong. Nếu đạt độ chính xác gia công bằng chỉnh sẵn dao thì sai số gia công thường phân bố theo quy luật chuẩn. Nếu dạng của đường cong phân bố thực giống với dạng đường cong của quy luật chuẩn thì ra sử dụng các phương trình của quy luật chuẩn để xây dựng đường cong phân bố lí luận Cách xây dựng: - Xác định trung tâm phân bố theo - Xác dịnh chiều rộng khoảng phân tán 6s với - Tìm điểm uốn và điểm cực đại của đường cong. - Vẽ đồ thị (Hình 3.16)Hình 3.16 Khi đã có đường cong phân bố lí luận, ta coi đây là quy luật xuất hiện sai số gia công trên loạt thử đồng thời cũng là quy luật xuất hiện sai số gia công trên loạt đại trà. Muốn xác định sai số chỉ cần đặt trường dung sai vào trường phân tán. Ví dụ: như (hình 3.16) số % phế phẩm là phần gạch trên đồ thị
2. Khảo sát ĐCX gia công bằng biểu đồ điểm. Gia công thử một loạt chi tiết từ 60 -100 chi tiết. Khi gia công được chi tiết nào tiến hành đo ngay kích thước của chi tiết đó. Kết quả được biểu diễn bằng một điểm trên biểu đồ điểm.Từ biểu đồ điểm ta sẽ xác định được chiều rộng của phân bố và trung tâm phân bố (hình 3.17). Hình 3.17 Muốn xác định sai số gia công chỉ việc đặt trường dung sai vào trường phân bố. Ví dụ như hình 3.17, Sai lệch gia công sẽ là D,thời điểm xuất hiện sai số gia công là nk , và thời điểm điều chỉnh dao chính dao là nk. -Quá trình khảo sát có quan tâm đến trình tự gia công nên ta biết được tại thời điểm nào xuất hiện phế phẩm và đến thời điểm nào phải điều chỉnh lại dao. - Quá trình khảo sát tương đối đơn giản vì không cần quan tâm đến tính chất quy luật xuất hiện sai số gia công.
3.4.3. Phương pháp tính toán phân tích.
(3.26) Trong đó: Ai - Sai số hệ thống cố định thứ i. - Tổng các sai số hệ thống biến đổi là một sai số hệ thống biến đổi và được xác định theo công thức:(3.27) Trong đó: BJ(t) - Sai số hệ thống biến đổi thứ j. - Tổng các sai số ngẫu nhiên là một sai số ngẫu nhiên và phương sai của nó được xác định theo công thức: (3.28)Nếu gọi D1, D2..... Dn là các sai số ngẫu nhiên. K1, K2,....Kn là các hệ số thì sai số tổng cộng được xác định theo công thức: ( 3.29) Nếu phân bố chuẩn thì K =1.
Hình 3.18 - Như vậy trong khoảng thời gian từ t0 - tk thì trung tâm phân bố sẽ di chuyển trên đường A0A1Ak và kích thước của loạt chi tiết sẽ nằm trong vùng giới hạn B0B1Bk ¸ C0C1Ck và sai số tổng cộng sẽ là đường cong đáy rộng đỉnh bằng có chiều rộng khoảng phân tán là : DS = B(t) + 6s (3.30)Phương sai của nó bằng : (3.31) Trong đó: sb - phương sai của B(t) và được xác định theo công thức: (3.31’) Với là giá trị trung bình của B(t) và được xác định theo công thức: (3.31’’)
3.5. ĐIỀU CHỈNH MÁY 3.5.1. Khái niệm.
Hiện nay các phương pháp điều chỉnh m áy hay dùng nhất có : - Điều chỉnh tĩnh. - Điều chỉnh động. Trong điều chỉnh động có 2 phương pháp: + Điều chỉnh theo chi tiết cắt thử bằng Kalíp làm việc. + Điều chỉnh theo chi tiết cắt thử bằng dụng cụ đo.3.5.2. Điêu chỉnh tĩnh.
Kích thước Lttđc được xác định theo công thức: Lttđc = Lctđc ± Dbs (3.32) Trong đó: Lctđc - kích thước điều chỉnh chi tiết mà thực chất là kích thước điều chỉnh được tính toán theo kích thước công nghệ cần đạt được của nguyên công. Dbs - lượng bổ sung.Việc xác định Lctđc phải căn cứ vào các điều kiện công nghệ cụ thể như: phương pháp đạt độ chính xác gia công, ý đồ điều chỉnh.v.v. Ví dụ: gia công một chi tiết như hình 3.19. Hình 3.19 + Nếu đạt độ chính xác gia công bằng phương pháp đo dò cắt thử thì kích thước Lctđc được tính toán theo kích thước công nghệ K. Nếu: - Có ý đồ điều chỉnh theo kích thước giới hạn nhỏ nhất thì Lctđc = Kmin (3.32) - Có ý đồ điều chỉnh theo kích thước giới hạn lớn nhất thì Lctđc = Kmax (3.33) - Nếu muốn điều chỉnh trung tâm phân bố trùng trung tâm dung sai thì:(3.34) - Nếu muốn điều chỉnh trung tâm phân bố nằm trên vị trí có lợi nhất trên trường dung sai thì:Lctđc = a. Ktb (3.35)
(3.38)
Dbs = D1 + D2 + D3 + . . . (3. 39) Trong đó: D1 : lượng bổ sung do biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ.(3.40) D2 - lượng bổ sung do nhấp nhô tế vi bề mặt.D2 = Rz (3.41) D3 - lượng bổ sung do khe hở hướng kính ở các cổ trục, đặc biệt là cổ trục chính. Tuỳ theo các loại máy cụ thể mà D3 được tra trong các sổ tay công nghệ CTM.Ví dụ: máy tiện ở trạng thái hoàn chỉnh thì D3 = (0.02 - 0.04 )mm Việc tính toán kích thước điều chỉnh Lttđc là có cơ sở khoa học. Sai số gia công lớn vì sai số của lượng bổ sung Dbs lớn và đặc biệt là không lường trước hết các yếu tố ngẫu nhiên xảy ra trong quá trình cắt. Vì vậy không nên dùng phương pháp này là phương pháp điều chỉnh duy nhất mà nên kết hợp nó với các phương pháp điều chỉnh khác trong đó điều chỉnh tĩnh là bước điều chỉnh ban đầu. 3.5.3. Điều chỉnh chi tiết cắt thử bằng Kalíp làm việc. Sau khi đã điều chỉnh máy đạt yêu cầu theo đánh giá chủ quan của người thợ thì người thợ sẽ tiến hành căt thử một vài chi tiết. Nếu dung sai của chi tiết cắt thử nằm trong phạm vi dung sai cho phép ( được kiểm tra bằng Kalíp làm việc ) thì việc điều chỉnh coi như xong.
Nội dung của phương pháp: Gá đặt dụng cụ cắt theo kích thước Lđc sau đó cắt thử m chi tiết. Nếu kích thước trung bình cộng m chi tiết thử nằm trong phạm vi dung sai điều chỉnh thì quá trình điều chỉnh coi như hoàn thành. Vấn đề ở đây là cần xác định Lđc và dđc. Xác định Lđc, dđc khi không kể đến sai số hệ thống biến đổi. 1/ Trường hợp quan hệ giữa trường phân bố và trường dung sai đủ điều kiện để xác định dđc ( d > 12s). Hình 3.21 Hình 3.21Giả sử các chi tiết cắt thử nằm trên vị trí xấu nhất của trường phân tán và trường phân tán lại nằm trên vị trí xấu nhất của trường dung sai, khi gia công xong vẫn không có phế phẩm. Điều đó chứng tỏ rằng nếu dung sai của chi tiết thử nằm trong khoảng MN thì khi gia công xong sẽ không có phế phẩm. MN chính là khoảng dung sai điều chỉnh. dđc = MN = d - 12s (3.42) 2/ Trường hợp quan hệ giữa trường phân bố và trường dung sai không đủ điều kiện để xác định dđc ( d < 12s).
Từ hình 3.23 ta thấy khoảng MN được chọn làm dđc . dđc = MN = d -( 6s + 6s1 )= d - 6s( ) Hay dđc = d[1 - ] (3.43) Trong đó: là hệ số an toàn.Ta thấy dđc phụ thuộc vào dung sai chế tạo chi tiết d , vào hệ số an toàn F , vào số chi tiết thử m. Nếu m tăng dđc tăng dễ điều chỉnh nhưng sẽ làm tăng thời gian và chi phí cắt thử. Vì vậy thường số chi tiết cắt thử m xác định theo công thức: (3.44) Thường m = 2 – 8 chi tiết .
Nếu tính cả dung sai điều chỉnh thì điều kiện để không có phế phẩm là: 6s( ) + dđc < d (3.45)
(3.46) |