Bài Giảng Cơ Khí Phân Loại Chuẩn

Chuẩn là tập hợp của những bề mặt, đ ờng hoặc điểm của một chi tiết mà căn cứ vào đó ng ời ta xác định vị trí của các bề mặt, đ ờng hoặc điểm khác của bản thân chi tiết đó hoặc chi tiết

ChuÈn

4.1 Định nghĩa và phân loại chuẩn.

4.1.1 Định nghĩa.

Chuẩn là tập hợp của những bề mặt, đ ờng hoặc điểm của một chi tiết

mà căn cứ vào đó ng ời ta xác định vị trí của các bề mặt, đ ờng hoặc

điểm khác của bản thân chi tiết đó hoặc chi tiết khác.

4.1.2 Phân loại chuẩn.

Chuẩn

Chuẩn công nghệ Chuẩn thiết kế

Chuẩn Lắp ráp

Chuẩn Kiểm tra

Chuẩn Gia công

Chuẩn tinh Chuẩn thô

Chuẩn Tinh chính

Chuẩn Tinh phụ Chuẩn thực Chuẩn thực

1 Chuẩn thiết kế.

Chuẩn thiết kế là chuẩn đ ợc dùng trong quá trình thiết kế.

Chuẩn thiết kế có thể là chuẩn thực hoặc chuẩn ảo

2 Chuẩn công nghệ.

Chuẩn gia công

- Chuẩn gia công: Chuẩn gia công dùng để xác định vị trí của những bề

mặt, đ ờng hoặc điểm của chi tiết trong quá trình gia công cơ

Chuẩn gia công bao giờ cũng là chuẩn thực, và đ ợc chia thành :

+ Chuẩn thô: là những bề mặt dùng làm chuẩn ch a đ ợc gia công.

+ Chuẩn tinh: là những bề mặt dùng làm chuẩn đã đ ợc gia công.

Chuẩn gia công là dấu đã vạch

* Nếu còn dùng chuẩn này vào việc lắp ráp thì gọi là chuẩn tinh chính

* Nếu không dùng chuẩn này vào việc lắp ráp thì gọi là chuẩn tinh phụ.

- Chuẩn kiểm tra (còn gọi là chuẩn đo l ờng): Là chuẩn mà căn cứ vào đó để

tiến hành đo hay kiểm tra kích th ớc về vị trí giữa các yếu tố hình học của chi tiết máy.

Chuẩn lắp ráp

Chuẩn lắp ráp: Là chuẩn để xác định vị trí t ơng quan của các chi tiết

khác nhau của một bộ phận máy trong quá trình lắp ráp

Chuẩn lắp ráp có thể trùng hoặc không trùng với mặt tỳ lắp ráp

Trong thùc tÕ th× cã khi chuÈn thiÕt kÕ, chuÈn gia c«ng, chuÈn l¾p r¸p vµ chuÈn kiÓm tra trïng nhau hoÆc kh¸c nhau.

Chi tiÕt cã c¸c lo¹i chuÈn trung nhau vµ kh«ng trïng nhau

a) Trïng nhau b) Kh«ng trïng nhau

4.2 Quá trình gá đặt chi tiết gia công

4.2.1 Khái niệm về quá trình gá đặt

Chi tiết tr ớc khi gia công phải đ ợc gá đặt lên máy hay đồ gá Gá đặt chi tiết bao gồm hai quá trình :

a) Quá trình định vị: là sự xác định vị trí t ơng đối chính xác của chi tiết

so với dụng cụ cắt tr ớc khi gia công

b) Quá trình kẹp chặt: là quá trình cố định vị trí của chi tiết sau khi đã

định vị để chống lại ngoại lực trong quá trình gia công chi tiết làm cho chi tiết không rời khỏi vị trí đã đ ợc định vị tr ớc đó

Định vị chi tiết để phay Gá đặt chi tiết trên mâm cặp 3 chấu

Chú ý: Trong gá đặt, quá trình định vị bao giờ cũng đ ợc thực hiện tr ớc

quá trình kẹp chặt Không bao giờ hai quá trình xẩy ra đồng thời hoặc ng

ợc lại.

Gá đặt hợp lý hay không là một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế qui trình công nghệ Vì khi đã không chế đ ợc các nguyên nhân gây ra sai số khác thì độ chính xác gia công lại chủ yếu do quá trình gá

đặt quyết định Chọn ph ơng án gá đặt hợp lý sẽ nâng cao độ chính xác gia công, giảm thời gian phụ, đảm bảo độ cứng vững, cải thiện chế độ cắt để giảm thời gian gia công cơ bản

D/2

b

K = cons t

1 Ph ơng pháp rà gá

Sử dụng ph ơng pháp này là ng ời công nhân

dùng các thiết bị nh bàn rà, mũi rà, đồng hồ

đo… để xác định vị trí của chi tiết so với máy để xác định vị trí của chi tiết so với máy

hoặc dụng cụ

Có thể rà trên máy hoặc rà bằng cách vạch dấu

Rà gá th ờng sử dụng cho sản xuất nhỏ

- Đặc điểm của ph ơng pháp: (Xem ch ơng 3)

2 Ph ơng pháp tự động đạt kích th ớc

Dụng cụ cắt có vị trí t ơng quan cố định so

với vật gia công nhờ các cơ cấu định vị của đồ

gá Khi gia công máy và dao đ ợc điều chỉnh tr

ớc

- Đặc điểm của ph ơng pháp: (Xem ch ơng 3)

4.2.2 Các ph ơng pháp gá đặt chi tiết khi gia công

Rà gá khi gia công lỗ lệch tâm

Gia công tự động đạt kích th ớc

4.3 Nguyên tắc 6 điểm khi định vị chi tiết.

Một vật rắn tuyệt đối trong không gian Đề-các có 6 bậc tự do (3 chuyển

động tịnh tiến theo X, Y, Z và 3 chuyển động quay quanh trục X, Y và Z Trong công nghệ chế tạo máy, để hạn chế 6 bậc tự do của hình hộp ng ời ta làm nh sau :

Mặt phẳng đáy không chế 3 bậc tự do, trong đó:

- Điểm 1 khống chế bậc tự do tịnh tiến theo ph ơng oz.

- Điểm 2 khống chế bậc tự do quay quanh trục oy.

- Điểm 3 khống chế bậc tự do quay quanh trục ox.

Mặt bên khi áp vào mặt YOZ sẽ khống chế 2 bậc tự do:

- Điểm 4 khống chế bậc tự do tịnh tiến theo ph ơng ox.

- Điểm 5 khống chế bậc tự do quay quanh trục oz.

Mặt sau khi tiếp xúc với mặt XOZ khống chế 1 bậc tự do:

- Điểm 6 khống chế bậc tự do tịnh tiến theo ph ơng oy.

L u ý:

- Bất kỳ mặt phẳng nào cũng có thể hạn chế 3 bậc tự do Nh ng khi một mặt

đã hạn chế 3 bậc thì mặt thứ hai chỉ hạn chế 2 bậc.

- Trong quá trình gia công không phải lúc nào cũng yêu cầu định vị đủ 6 bậc

tự do, mà tuỳ theo yêu cầu gia công, số bậc tự do đ ợc hạn chế là từ 1 đến 6

Nguyên tắc 6 điểm khi định vị chi tiết

O

-TÞnh tiÕn theo ph ¬ng oz.

- TÞnh tiÕn theo ph ¬ng oy.

- Quay quanh trôc oy.

- Quay quanh trôc oz.

§Þnh vÞ b»ng khèi V ng¾n: L/D<1

C¸c bËc tù do ® îc h¹n chÕ:

-TÞnh tiÕn theo ph ¬ng oz.

- TÞnh tiÕn theo ph ¬ng oy.

- Khi mặt định vị là mặt trụ trong, ng ời ta th ờng sử dụng chốt trụ hay chốt trám để

Tịnh tiến theo ph ơng oy.

Tịnh tiến theo ph ơng ox.

Quay quanh trục oy.

Quay quanh trục ox.

Định vị bằng chốt trụ ngắn

Các bậc tự do đ ợc hạn chế:

Tịnh tiến theo ph ơng ox.

Tịnh tiến theo ph ơng oy.

Định vị bằng chốt trám

Các bậc tự do đ ợc hạn chế:

Kết hợp với chốt trụ để chống xoay

L u ý: Khi định vị cần chú ý đến mối lắp giữa chốt và lỗ

Tịnh tiến theo ph ơng ox.

Tịnh tiến theo ph ơng oy.

Tịnh tiến theo ph ơng oz.

Mũi tâm di động

Các bậc tự do bị hạn chế:

Quay quanh trục ox.

Quay quanh trục oy.

Nh vậy, khi gá đặt chi tiết, tuỳ theo yêu cầu gá đặt khi gia công mà có thể sử dụng kết hợp giữa các ph ơng pháp trên để tiến hành gá đặt chi tiết sao cho đảm bảo yêu cầu

kỹ thuật gia công của chi tiết.

dg K

Sai số kẹp chặt là sai số do lực kẹp gây ra Nó bằng l ợng chuyển vị của gốc kích th

ớc chiếu lên ph ơng kích th ớc thực hiện do lực kẹp thay đổi gây ra.

K = (ymax - ymin)cos

Trong đó:

- ymax, ymin là l ợng chuyển vị max, min của gốc khíc th ớc khi lực kẹp thay đổi.

-  là góc giữa ph ơng kích th ớc thực hiện và ph ơng dịch chuyển y.

Công thức tính độ biến dạng tại chỗ tiếp xúc của đồ gá và chi tiết:

2 2

2

dg K

C

Để hạn chế sai số của đồ gá, ng ời ta th ờng lấy độ chính xác của đồ

nó cao hơn so với chi tiết gia công trên đồ gá đó 1-2 cấp.

4.4.3 Sai số chuẩn  C

Nh đã biết, chuẩn thiết kế và chuẩn công nghệ có thể trùng nhau hoặc không trùng nhau Nếu trùng nhau tức là thể hiện tốt quan điểm công nghệ của công tác thiết kế Nếu khi chế tạo ta thực hiện dễ dàng các kích th ớc đã cho khi thiết

kế thì về một mặt nào đó, bản thiết kế có tính công nghệ cao Về mặt công nghệ

mà nói thì các kích th ớc ghi trong bản vẽ chế tạo không còn là kích th ớc tĩnh

cầu làm việc, ng ời thiết kế cho kích th ớc 100mm

với dung sai cho phép là 0.1mm Còn trên quan

Xét về mặt công nghệ, điều qua trọng là gốc kích th ớc và chuẩn định vị ở

nguyên công đó có trùng nhau hay không.

Tr ờng hợp b, gia công mặt N để hình thành kích th ớc B Khi đó chuẩn định vị là K,

gốc kích th ớc là mặt M nên khi gia công, kích th ớc B sẽ chịu sự ảnh h ởng biến động gốc kích th ớc (H) Khi đó kích th ớc B sẽ có sai số chuẩn.

Nh vậy, sai số chuẩn là sai số do chọn chuẩn tạo nên Sai số chuẩn xuất

hiện khi chuẩn định vị không trùng với gốc kích th ớc và có trị số bằng l ợng biến thiên của gốc kích th ớc chiếu lên ph ơng kích th ớc thực hiên

Thực chất, kích th ớc cần đạt khi gia công là khâu khép kín của chuỗi kích th ớc công nghệ Chuỗi đó hình thành trong một nguyên công hay một số nguyên công.

n n

2 2

1 1

x x

x x

x x

- xi là các kích th ớc thay đổi có dung sai là xi

- ai là các kích th ớc không đổi (th ờng là các kích th ớc điều chỉnh)

Khi tính sai số chuẩn cL cho một kích th ớc L nào đó nghĩa là tìm sự biến động của nó khi những kích th ớc liên quan thay đổi Gọi l ợng biến

động của L là L thì L đ ợc xác định bằng tổng các l ợng biến động của kích th ớc liên quan:

Các ph ơng pháp xác định sai số chuẩn:

a) Ph ơng pháp cực đại-cực tiểu

Theo ph ơng pháp này, phải lập chuỗi kích th ớc công nghệ cho kích th

ớc cần tính sai số chuẩn L sao cho L là khâu khép kín Khi đó kích th

ớc L đóng vai trò là một hàm số mà các biến số là các khâu thành phần của chuỗi kích th ớc công nghệ Sai số chuẩn đ ợc tính theo công thức sau:

Có a khâu

Có b khâu

L

Chuẩn định vị Mặt gia công Gốc kích th ớc

Có a khâu

Có b khâu

L

b) Ph ơng pháp xác suất thống kê

Sai số chuẩn đ ợc tính theo công thức sau:

i x

2 i n

1 i

2

i

) L (

Nh vậy, khi muốn tính sai số chuẩn cho một kích th ớc L nào đó, tr ớc tiên phải xác định đ ợc chuỗi kích th ớc liên quan của nó, sau đó dùng công thức trên để tính

Ví dụ về tính sai số chuẩn

Với chi tiết hình trụ có đ ờng kính ngoài

1 Tính sai số chuẩn cho kích th ớc H1

Khi gia công H1, chuẩn định vị là I, gốc kích th ớc là A, do đó có sai số chuẩn Lập chuỗi kích th ớc:

2 2

1

2

x

1 (

Nhận xét: Sai số chuẩn của H1 bằng 0 khi =900 (2=1800 ) Khi đó N

sẽ trùng với A, tức là gốc kích th ớc trùng với chuẩn định vị

4.5 Những điểm cần tuân thủ khi chọn chuẩn

Mục đích của việc chọn chuẩn là để đảm bảo hai yêu cầu:

- Chất l ợng của chi tiết trong quá trình gia công

- Nâng cao năng suất, giảm giá thành

Ví dụ: Khi gia công mặt A và B của chi tiết

hộp bằng phôi đúc, phải chia ra hai tr ờng

hợp:

- Ch a có lỗ đúc sẵn: Có thể lấy A làm chuẩn

lại A Lấy A làm chuẩn để gia công B

- Có lỗ đúc sẵn: Phải lấy lỗ làm chuẩn thô

để gia công A, sau đó lấy A làm chuẩn để

gia công mặt B và lỗ.

Dựa vào các yêu cầu trên, ng ời ta đ a ra các lời khuyên sau :

1 Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn

mặt đó làm chuẩn thô, vì nh vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí t ơng quan

giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất (Hình a).

2 Nếu có một số bề mặt không gia công, nên chọn bề mặt không gia

công nào có yêu cầu chính xác về vị trí t ơng quan cao nhất đối với các

bề mặt gia công làm chuẩn thô.

3 Trong các bề mặt phải gia công, nên chọn mặt nào l ợng d nhỏ, đều làm chuẩn thô

4 Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô t ơng đối bằng phẳng, không có

ba via, đậu ngót, đậu rót hoặc quá gồ gề

5 Mặt làm chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong cả quá trình gia công

4.5.2 Chọn chuẩn tinh.

Khi chọn chuẩn tinh nên quan tâm đến một số lời khuyên sau :

1 Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, nh vậy sẽ làm cho chi tiết gia công có vị trí t ơng tự nh lúc làm việc

2 Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích th ớc để sai số chuẩn bằng không

3 Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng vì lực cắt, lực kẹp Mặt làm chuẩn phải đủ diện tích để chi tiết vững vàng

4 Chọn chuẩn sao cho kết cấu của đồ gá đơn giản, sử dụng thuận tiện

5 Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, dùng trong nhiều nguyên công của quy trình công nghệ Vì nếu thay đổi chuẩn sẽ sinh ra sai số tích luỹ ở

các lần gá sau.