Phương pháp tính lượng dư gia công

Tính lợng d gia côngNh ta đã biết việc xác định lợng d theo phơng pháp thống kê kinh nghiệm thì giá trị lợng d thờng đợc tổng hợp thành các bảng cho trong sổ tay công nghệ chế tạo máy..

Trang 1

Tính lợng d gia công

Nh ta đã biết việc xác định lợng d theo phơng pháp thống kê kinh nghiệm thì giá trị lợng d thờng đợc tổng hợp thành các bảng cho trong sổ tay công nghệ chế tạo máy Nhợc điểm cơ bản của phơng pháp này là không xét đến những ảnh hởng của từng điều kiện gia công cụ thể nh sai số gá đặt, các sai số do bớc công nghệ sát trớc để lại do vậy giá trị lợng d thu đợc thờng lớn hơn giá trị cần thiết

Vì vậy trong phần này ta dùng phơng pháp tính toán phân tích, phơng pháp

này dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải hớt đi để có một chi tiết máy hoàn chỉnh ở phơng pháp này nó đã kể đến những ảnh hởng của từng điều kiện gia công cụ thể đến quá trình gia công

ở đây ta chọn hai bề mặt điển hình để tính toán lợng d gia công đó là bề mặt

Φ20 (Rz = 0,05àm) của khối xilanh và bề mặt trụ Φ20 (Rz = 0,04 àm) của pitông

Tính toán lợng d cho bề mặt lỗ Φ20, R z = 0,05àm của khối xilanh

6

60 ±0.1

1,5 15

±0.1

7

0.8 ỉ

4x30°

R z 0.05

A 0.01

R z 0.05 0.8

1x45°

A 0.002

3.2

Quá trình gia công lỗ Φ20 gồm các bớc sau:

Trang 2

- khoan lỗ đạt kích thớc Φ8

- khoan rộng lỗ đạt kích thớc Φ18

- khoét lỗ đạt kích thớc Φ19,7

- doa lỗ đạt kích thớc Φ19,9

- nghiền thô

- nghiền tinh đạt kích thớc Φ20

- nghiền siêu tinh bằng dầu đạt độ bóng bề mặt yêu cầu 0,05àm

Vì bề mặt gia công là đối xứng nên lợng d trung gian tính cho các bớc khoan, khoét, doa lỗ, nghiền lỗ Φ20 đợc tính nh sau:

2Zbmin = 2.(Rza + Ta + 2

b

2

a +ε

Sau đây là các bớc tính lợng d trung gian để gia công lỗ Φ20

Theo bảng 13 trang 40 (thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta có sau khi khoan lỗ thì:

- chiều cao nhấp nhô do khoan để lại: Rz = 40àm

- vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp h hỏng Ta sau nguyên công đầu tiên để lại coi nh bằng 0

- sai lệch về vị trí không gian do khoan để lại:

2 y

2 0

a = C +(∆ l.) ς

Với:

C0 : là độ lệch đờng tâm lỗ tra bảng 18(trang 44 - thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta đợc C0 = 15àm

∆y : Độ cong trục lỗ (àm/mm) ở đây ∆y = 1,7àm/mm ( bảng 18 trang 44 - thiết

kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy)

l : chiều dài lỗ l = 60mm

y

2 0

a = C +(∆ l.)

ς = 152 +(1,7.60)2 = 103,9àm

Trang 3

- Sai số gá đặt chi tiết εb của nguyên công đang thực hiện, nó đợc xác định bằng tổng các véc tơ sai số chuẩn (εc) và sai số kẹp chặt (εkc) nếu không xét đến sai

số đồ gá:

k c

b =ε +ε

ε  



Do phơng và chiều của hai véc tơ εcvà εkkhó xác định nên thờng lấy giá trị trung bình theo xác suất nh sau:

2 k

2 c

b = ε +ε ε

Bây giờ ta đi xác định sai số chuẩn và sai số kẹp chặt

Ta có sơ đồ gá đặt nh sau: (hình vẽ)

Chi tiết đợc định vị vào lỗ Φ28 bằng chốt trụ ngắn và mặt đầu bằng mặt phẳng

n n

ỉ18 ỉ8

s ỉ19,9

s W ỉ78

ỉ28

Trang 4

ỉ28 ± δ l

ỉ28 ± δ c

x

ỉ20

Theo sơ đồ trên ta lập đợc chuỗi kích thớc: (với H là kích thớc cần thực hiện)

H = x+y+z (với x và z là các đại lợng biến thiên.) Vậy εc(H) = δl + δc + 2.∆

Trong đó:

- δl : dung sai đờng kính lỗ chuẩn (àm) Với lỗ định vị là mặt trụ trong Φ28 đã qua nguyên công tiện tinh vậy nó đạt cấp chính xác 8 tơng ứng ta có Φ28H8 tra miền dung sai ta đợc δl = 33àm

- δc : dung sai đờng kính chốt định vị, do đồ gá chế tạo luôn có độ chính xác cao hơn độ chính xác về kích thớc của chi tiết một cấp, tra dung sai cho chốt Φ28h6 ta đợc δc = 13àm

- ∆: khe hở nhỏ nhất giữa chốt và lỗ định vị, đối với lắp ghép là H8/h2 ta có khe hở nhỏ nhất ∆ = EI - es = 0 - 0 = 0 (àm) (EI và es là các sai lệch dới và sai lệch trên của lỗ và chốt)

Vậy sai số chuẩn εc = εc(H) = δl + δc + 2.∆ = 33 + 13 = 46àm

Theo sơ đồ gá đặt thì phơng và chiều của lực kẹp vuông góc với phơng của kích thớc thực hiện nên ở trờng hợp này sai số sinh ra do kẹp chặt εk = 0

Vậy sai số gá đặt của nguyên công khoan này là:

εb = 2k

2 c )

H (

c = ε +ε

ε = 462 +0 = 46àm

Trang 5

2- Khoan rộng lỗ đạt kích thớc Φ18

Tơng tự nh khi khoan lỗ Φ8 ta cũng có sau khi khoan lỗ Φ18 sẽ để lại các

ảnh hởng tới nguyên công sau bao gồm:

Rz = 40àm, Ta = 0àm (vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp

h hỏng sau nguyên công đầu tiên để lại coi nh không đáng kể)

Sai lệch về vị trí không gian do khoan lỗ Φ18 để lại:

2 y

2 0

a = C +(∆ l.) ς

Với:

C0 : là độ lệch đờng tâm lỗ tra bảng 18 (trang 44 - thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta đợc C0 = 25àm

∆y : Độ cong trục lỗ (àm/mm) ở đây ∆y = 0,9àm/mm ( bảng 18 trang 44 - thiết

kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy)

l : chiều dài lỗ l = 60mm

y

2 0

a = C +(∆ l.)

ς = 252 +(0,9.60)2 = 59,5àm Vậy lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + 2

b

2

a +ε

Trong đó εb là sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện, do nguyên công khoan lỗ Φ18 có sơ đồ gá đặt hoàn toàn giống với nguyên công khoan lỗ Φ8 nên ta cũng có sai số gá đặt εb = 46àm

Do đó lợng d trung gian cho khoan lỗ Φ18:

b

2

a +ε

ς ) = 2.(40 + 0 + 103,92 +462 ) = 307,25àm

Lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.(Rza + 2

b

2

a +ε

Nh trên đã có:

- chiều cao nhấp nhô do khoan lỗ Φ18 để lại: Rz = 40àm

- chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do khoan lỗ Φ18 để lại : Ta = 0àm

- sai lệch về vị trí không gian do khoan để lại: 2

y

2 0

a = C +(∆ l.)

Trang 6

ở bớc gia công này và các nguyên công về sau ta không phải xét đến sai số do gá đặt chi tiết εb gây ra bởi vì đó là các nguyên công có tác dụng làm tăng độ bóng

bề mặt

Vậy lợng d trung gian cho khoét:

b

2

a +ε

ς ) = 2.(40 + 0 + 59,5) = 199àm

Vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp h hỏng bề mặt để lại sau nguyên công đầu tiên coi nh không đáng kể (Ta = 0)

Vậy lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.(Rza + 2

b

2

a +ε

Trong đó: - Rza là chiều cao nhấp nhô do khoét để lại

Tra bảng 13 trang 40 thiết kế công nghệ chế tạo máy ta đợc: Rz = 30àm

- ςa : sai lệch về vị trí không gian sinh ra do nguyên công khoét Do khoét

là nguyên công sửa sai số do khoan nên sai lệch vị trí không gian đợc tính bằng độ lệch đờng tâm lỗ C0 nhân với hệ số giảm sai ks = 0,05

ςa = Co.0,05 = 25.0,05 = 1,25àm Sai số gá đặt chi tiết εb = 0

Vậy lợng d trung gian cho doa:

2Zbmin = 2.(Rza + 2

b

2

a +ε

ς ) = 2.(30 + 1,252 ) = 62,5àm

5- Nghiền thô

Lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa)

Trong đó:

- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ K = 1,2 ữ1,5

- Rza là chiều cao nhấp nhô do doa để lại.Tra bảng 13 trang 40 thiết kế công nghệ chế tạo máy ta đợc: Rza = 5àm

- ∆Φa: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc doa lỗ bao gồm: + độ không thẳng đờng trục: x = 5àm

+ độ méo: y = 5àm

Trang 7

+ độ côn: z = 6àm

Vậy: ∆Φa = x2 + y2 +z2 = 52 +52 +62 =9,27àm

Lợng d trung gian cho nghiền thô:

2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa) = 2.1,5.(5 + 9,27) = 42,81àm

6- Nghiền tinh

Trong đó:

- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ đối với nghiền tinh K = 1

- Rza là chiều cao nhấp nhô do nghiền thô để lại Rza = 3,2àm

- ∆Φa: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc nghiền thô bao gồm: + độ không thẳng đờng trục: x = 3àm

Vậy: ∆Φa = x2 + y2 +z2 = 32 +32 +42 =5,84àm

Lợng d trung gian cho nghiền tinh:

2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa) = 2.(3,2 + 5,84) = 18,08àm

7- Nghiền siêu tinh bằng dầu

Sau nguyên công nghiền tinh ta đạt đợc lỗ có:

- chiều cao nhấp nhô Rza = 0,2àm (∇12)

- sai số hình dạng lỗ ∆Φa với: x = 1,5àm, y = 0,5àm, z = 1àm

do đó ∆Φa = 1,52 +0,52 +12 = 1,87àm

Vậy lợng d trung gian cho nghiền siêu tinh bằng dầu: (K = 1)

2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa) = 2.(0,2 + 1,52 +0,52 +12 ) = 4,14àm

Trang 8

tính toán lợng d cho bề mặt trụ ngoài Φ20 -0,01 , R z = 0,05àm của

pitông

Tính toán lợng d cho bề mặt trụ ngoài Φ20-0,01, Rz = 0,05àm của pitông để

đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Độ nhám bề mặt Rz = 0,05

- Vật liệu thép hợp kim 30XΓT

- Độ thẳng đờng sinh 3àm

- Độ tròn 0,5àm

- Độ cứng 63ữ65 HRC

R4,25

ỉ16

ỉ2

0,05

R7.5

Quá trình gia công mặt trụ Φ20-0,01 gồm các nguyên công nh sau:

1 tiện thô từ phôi thanh

2 tiện thô sau khi tóp pitông

3 tiện tinh

Trang 9

4 nhiệt luyện

5 mài

6 nghiền thô

7 nghiền tinh

8 nghiền tinh bằng dầu

Vì bề mặt gia công là đối xứng nên lợng d trung gian tính cho các bớc tiện thô, tiện tinh, mài, nghiền thô, nghiền tinh mặt trụ Φ20 đợc tính nh sau:

b

2

a +ε

Sau đây là các bớc tính lợng d trung gian để gia công mặ trụ Φ20

1- Phôi thanh

Theo bảng 10 trang 39 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có các giá trị sau:

Rza = 150àm Ta = 250àm

Sai lệch không gian ρa = ∆k.L = 0,5.90 = 45àm (∆k là độ cong của phôi trên 1mm chiều dài, tra bảng 15 trang 43-thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)

2- Tiện thô từ phôi thanh

Sơ đồ gá đặt:

Tiện thô ngoài đạt kích thớc Φ23, chi tiết đợc định vị vào mâm cặp và một đầu

đợc chống tâm

Theo bảng 13 trang 40 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có:

- Chều cao nhấp nhô bề mặt sau khi tiện thô Rza = 50àm

- Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô Ta = 50àm

Trang 10

- Sai lệch không gian ρa = ∆k L (L chiều dài phôi L = 90mm)

∆k : độ sai lệch tra bảng 3-63 sổ tay công nghệ chế tạo máy ta đợc ∆k = 0,2àm/mm

Vậy ρa = 0,2.90 = 18àm

Lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + 2

b

2

a +ε

εb: sai số gá đặt, trong trờng hợp này sai số gá đặt bằng 0 vì phôi một đầu đợc kẹp bằng mâm cặp và một đầu đợc chống tâm

Vậy lợng d trung gian đối với nguyên công tiện thô từ phôi thanh là:

b

2

a +ε

ς ) = 2.(150 + 250 + 452 +02 ) = 890àm

3- Tóp pitông

Sau khi tóp pitông ta có chất lợng bề mặt (chiều cao nhấp nhô Ra và chiều sâu lớp h hỏng bề mặt Ta ) của chi tiết không thay đổi nhng sai lệch về vị trí không gian ρa thay đổi rất lớn

Ta vẫn có Ra = 50àm; Ta = 50àm

Nhng ρa = ∆k L = 3.90 = 270àm (∆k tra bảng 3-74 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I)

Sau khi tóp pitông ta có hình dạng chi tiết nh sau

a

ρ

R za

4- Tiện thô sau khi tóp pitông

Sơ đồ gá đặt:

Trang 11

Phôi một đầu đợc kẹp bằng mâm cặp và một đầu đợc chống tâm

Theo bảng 13 trang 40 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có:

- Sai lệch không gian ρa = ∆k Lρa = 0,2.90 = 18àm (L chiều dài phôi L = 90mm)

∆k : độ sai lệch tra bảng 3-63 sổ tay công nghệ chế tạo máy ta đợc ∆k = 0,2àm/mm Lợng d trung gian: 2Zbmin = 2.(Rza + Ta + 2

b

2

a +ε

εb: sai số gá đặt, trong trờng hợp này sai số gá đặt bằng 0 vì phôi một đầu đợc kẹp bằng mâm cặp và một đầu đợc chống tâm

Vậy lợng d trung gian đối với nguyên công tiện thô sau khi tóp pitông là:

b

2

a +ε

ς ) = 2.(50 + 50 + 2702 +02 ) = 740àm

5- Tiện tinh

Sơ đồ gá đặt nh tiện thô, sau khi tiện tinh ta có (Theo bảng 12 trang 40 Thiết kế

đồ án công nghệ chế tạo máy):

- Sai lệch không gian ρ’a = k.ρa = 0,06.18 = 1,08àm (k: hệ số giảm sai)

Vậy lợng d trung gian cho tiện tinh là (ta cũng có εb = 0):

b

2

a +ε

ς ) = 2.(50 + 50 + 1.082 ) = 202,16àm

6- Nhiệt luyện

Trang 12

Sau nhiệt luyện bề mặt trụ Φ20 có độ chính xác giảm đi một cấp, độ nhám bề mặt tăng lên từ 1 đến 2 cấp, bị cong vênh, các giá trị tơng ứng sau nhiệt luyện là:

Rza = 60àm, Ta = 60àm, ρa = ∆k.L = 2.90 = 180àm

7- Mài thô

n S

Sơ đồ gá đặt giống nh nguyên công tiện, sau khi mài thô ta có các giá trị tơng ứng là: (tra bảng 12- thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)

Rza = 6,3àm, Ta = 20àm

ρ’a = 0,04.ρa = 0,04.180 =7,2àm

Sau khi nhiệt luyện thờng phải sửa lại mặt côn của lỗ tâm nên sinh ra sai số gá đặt

εb = 0,2.δD = 0,25.200 = 50àm

Vậy lợng d trung gian tính cho nguyên công mài thô: (với chú ý sau khi nhiệt luyện không xét tới giá trị Ta)

b

2

a +ε

ς ) = 2.(60 + 0 + 1802 +502 ) = 493,63àm

8- Mài tinh

Sơ đồ gá đặt giống nh nguyên công mài thô, sau khi mài tinh ta có các giá trị

t-ơng ứng là:

Rza = 1,6àmTa = 5àm

∆Φa: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ sau khi mài tinh bao gồm:

+ độ không thẳng đờng trục: x = 5àm

Trang 13

Vậy: ∆Φa = x2 + y2 +z2 = 52 +52 +62 =9,27àm

Vậy lợng d trung gian tính cho nguyên công mài tinh:

b

2

a +ε

ς ) = 2.(6,3 + 20 + 7,22 +502 ) = 153,63àm

9- Nghiền thô

Sau khi nghiền thô mặt trụ Φ20 ta có Rza = 0,8àm;

Trong đó:

- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ Φ20 trớc khi nghiền K = 1,2 ữ1,5

- ∆Φa: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi nguyên công mài tinh,

nh trên ta đã có ∆Φa = 9,27àm

Lợng d trung gian cho nghiền thô:

2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa) = 2.1,5.(1,6 + 9,27) = 32,61àm

8- Nghiền tinh

Sau khi nghiền tinh mặt trụ Φ20 ta có Rza = 0,2àm;

Trong đó:

- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ đối với nghiền tinh K = 1

- ∆Φa: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc nghiền thô bao gồm: + độ không thẳng đờng trục: x = 3àm

Vậy: ∆Φa = x2 +y2 +z2 = 32 +32 +42 =5,84àm

Lợng d trung gian cho nghiền tinh:

2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa) = 2.(3,2 + 5,84) = 18,08àm

9- Nghiền siêu tinh bằng dầu

Sau nguyên công nghiền tinh băng dầu ta đạt đợc bề mặt trụ Φ20 có:

Trang 14

- chiều cao nhấp nhô Rza = 0,05àm

- sai số hình dạng lỗ ∆Φa sinh ra do nghiền tinh với:

x = 1,5àm, y = 0,5àm, z = 1àm

do đó ∆Φa = 1,52 +0,52 +12 = 1,87àm

Vậy lợng d trung gian cho nghiền siêu tinh bằng dầu: (K = 1)

2Zbmin = 2.K.(Rza + ∆Φa) = 2.(0,2 + 1,52 +0,52 +12 ) = 4,14àm

Kết quả của việc tính toán lợng d cho bề mặt trụ Φ20 đợc thể hiện ở bảng sau:

Kiểm tra kết quả tính toán

- Lợng d tổng cộng : δZ0 = Z0max - Z0min = 3471 - 2960 = 519 àm

= δphôi - δ10 = 520 - 9 = 519àm

- Lợng d trung gian : Tiện tinh δZ5 = Z8max - Z8min = 199 - 180 = 19 àm

= δ7 - δ8 = 52 - 33 = 19 àm

Kết luận : việc tính toán lợng d và các kích thớc nguyên công nh vậy là đúng.

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	396,5 KB