Chương 3:
ĐỘ CHÍNH XÁC GIA
CÔNG
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 66
3.1 Khái niệm, Định nghĩa
3.2 Các phương pháp đạt độ chính xác gia công
3.3 Các nguyên nhân sinh sai số
3.4 Các phương pháp xác định ĐCXGC
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 67
3.1 Khái niệm, Định nghĩa
Đ/N: ĐCXGC là mức độ giống nhau của chi tiết thực về hình học và tính chất cơ lý lớp bề mặt so với chi tiết thiết kế trên bản vẽ
68 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
“Độ chính xác gia công là một yếu tố
rất quan trọng trong gia công cơ khí,
nó phản ánh trình độ gia công của
một nền sản xuất cơ khí”
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 69
Độ chính xác gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất và gây tốn kém nhất kể cả trong quá trình xác lập cũng như trong quá trình chế tạo
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 70
Các dạng sai số: - Sai số trong từng chi tiết
- Sai số trong loạt sản phẩm
Độ chính xác gia công
Độ chính xác của một chi tiết
Độ chính xác của loạt chi tiết
Sai lệch bề mặt
Tổng sai số
Sai lệch kích thước
)
ụ r t
n ê i h n
c ớ ư h t
ộ đ
g n ô h k
g n o s
,
g n ô u v
h c í k
u ẫ g n
í r t ị v
g n á d h n ì h g n ố h t ệ h
,
n ò r t
g n ô h k
t ặ m ề b m á h n
ý l ơ c t ấ h c
ộ Đ
ộ Đ
ố s i a S
(
ố s i a S
g n ó s
(
) c ó g
, i ổ đ y a h T (
g n ô h k ộ đ
g n o s
) i ổ đ
ố s i a S ố s i a S ộ Đ ộ Đ h n í T ố s i a S
71 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
⮚Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống cố định
▪ Do lý thuyết của phương pháp cắt
▪ Chế tạo máy, dao, đồ gá
▪ Biến dạng của chi tiết gia công
⮚Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống thay đổi
▪ Mòn dụng cụ cắt
▪ Biến dạng nhiệt của máy, dao, đồ gá
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 72
⮚Các nguyên nhân sinh ra sai số ngẫu nhiên
▪ Tính chất VL không đều
▪ Lượng dư gia công không đều
▪ Vị trí phôi thay đổi (sai số gá đặt)
▪ Thay đổi của ứng suất dư
▪ Dao gá nhiều lần
▪ Thay đổi nhiều máy để gia công 1 chi tiết
▪ Dao động nhiệt của chê độ cắt gọt
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 73
3.2 Các phương pháp đạt độ chính xác gia công
a. Cắt thử từng kích thước riêng biệt
• Gá đặt chi tiết
• Đưa dao vào hớt 1 lớp mỏng
• Dừng máy đo kích thước
• Điều chỉnh du xích đạt kích thước yêu cầu
• Cho dao an hết phần cắt và đạt kích thứoc
74 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
⮚Ưu điểm
▪ Đạt ĐCX về KT nhờ rà gá
▪ Loại trừ ảnh hưởng mòn dao
▪ Tận dụng phôi ĐCX kém
▪ Không cần đồ gá phức tạp
⮚Nhược điểm
▪ ĐCX phụ thuộc bề dày nhỏ nhất lớp phoi hớt đi
▪ Công nhân phải tập trung ⇒ mỏi mệt
▪ Năng suất thấp (cắt nhiều lần)
▪ Trình độ bậc thợ cao
▪ Giá thành sản phẩm cao
⮚Dùng SX đơn chiếc, loạt nhỏ, sửa chữa, chế thử. Trong SX
hàng loạt lớn, khối (mài) vẫn dùng.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 75
b. Tự động đạt kích thước
■ Ưu điểm
• Đảm bảo ĐCXGC, giảm phế phẩm • ĐCX ít phụ thuộc tay nghề người thợ • Cắt 1 lần đạt được KT yêu cầu • Nâng cao hiệu quả kinh tế
76 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
⮚Nhược điểm
▪ Chi phí thiết kế, chế tạo đồ gá lớn
▪ Mất nhiều thời gian điều chỉnh máy, dao
▪ Phôi chế tạo chính xác
▪ Kích thước điều chỉnh bị thay đổi (mòn dao) ⇒ điều
chỉnh lại dao
⮚Dùng SX hàng loạt, hàng khối
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 77
3.3 Các nguyên nhân sinh sai số
3.3.1. Biến dạng đàn hồi của HTCN
78 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
(Py)
(Px)
(Pz)
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 79
⮚Dưới tác dụng của lực cắt
▪ Chi tiết biến dạng
▪ Dao biến dạng
▪ Đồ gá biến dạng
▪ Máy biến dạng
⮚Δ: lượng chuyển vị giữa dao và chi tiết
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 80
81 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
• R tăng lên (R+ ΔR)
Z << R nên
và
⇒ lực Py ảnh hưởng nhiều nhất
gọi là độ cứng vững của HTCN
82 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
• Độ cứng vững của HTCN: “khả năng chống lại biến dạng của nó
khi có ngoại lực tác dụng”
• Nguyên lý cộng tác dụng: ,y=ym+ yd+ yđg+ yct
⮚HTCN càng nhiều thành phần thì càng kém cứng vững
83 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
A
A
1
⇒
o
N
Sơ đồ chuyển vị của máy khi tăng và giảm lực
ωΣ : độ mềm dẻo của hệ thống. Độ mềm dẻo của hệ thống là khả năng biến dạng
đàn hồi của nó dưới tác dụng của ngoại lực.
84 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
a. ảnh hưởng độ cứng vững HTCN • Sai số do chuyển vị 2 mũi tâm
85 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
• Sai số do biến dạng chi tiết
86 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
87 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
88 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
• Sai số do biến dạng của dao và ụ gá dao
b. ảnh hưởng do mòn dao
89 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
C. ảnh hưởng sai số của phôi
Do sai số hình dạng hình học của phôi ⇒ thay đổi chiều sâu cắt ⇒ Py thay đổi. Nếu gọi ΔJΣ không đổi và gọi sai số của phôi là Δph
ε = Δph/Δct-hệ số độ chính xác K = Δct/Δph là hệ số giảm sai (hệ số in dập) Thông thường, với ε > 1 và K < 1 thì tăng số bước công nghệ sẽ giảm sai số gia công. Nhưng số bước công nghệ không thể tăng vô hạn mà nó phải tăng phù hợp với phương pháp gia công.
90 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
⮚Vậy khi có P tác dụng ⇒HTCN bị biến dạng đàn hồi ⇒gây
sai số GC, để ↓BD:
▪ Thiết lập kết cấu vững chắc, thay đổi các kích thước
thành phần
▪ ↓ số khâu trong HTCN ⇒ ↓đọ mềm dẻo của HT
▪ Nâng cao chất lượng chế tạo chi tiết
▪ Nâng cao chất lượng lắp ráp ⇒ loại trừ khe hở
▪ Chế độ sử dụng hợp lý
▪ Kiểm tra định kỳ JHT ▪ Không dùng dao quá mòn
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 91
3.3.2 ảnh hưởng ĐCX, tình trạng mòn của máy, dao, đồ gá
a. Sai số của máy
■ Độ đảo trục chính hướng trục ■ Độ đảo lỗ côn trục chính ■ Độ đảo mặt đầu trục chính ■ Độ đảo, các sai số chế tạo: sống trượt, bàn máy…
92 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
93 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 94
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 95
b. Sai số đồ gá
96 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
C. Sai số mòn dụng cụ cắt
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 97
⮚Khắc phục sai số hình học do máy, dao, đồ gá:
▪ Sửa chữa định kỳ, thêm cơ cấu hiệu chỉnh
▪ Giảm sai số chế tạo chi tiết, đồ gá
▪ Giảm số lần gá đặt
▪ Nâng cao ĐCX chế tạo dao
▪ Chọn chế độ cắt hợp lý (giảm mòn dao)
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 98
3.3.3. Biến dạng nhiệt của HTCN
a. Sai số do biến dạng nhiệt của máy
Chênh lệch nhiệt ⇒biến dạng không đều ⇒máy ↓ĐCX làm
việc ⇒ ↓ ĐCXGC
⮚ Khắc phục
▪ Kết cấu máy đảm bảo tỏa nhiệt tốt
▪ Bố trí các bộ phận nóng đều ⇒tản nhiệt đều
▪ Chi tiết máy có tiết diện đủ lớn ⇒tản nhiệt
▪ Bố trí đặt máy hợp lý ⇒không bị nung nóng: nắng, hơi
nóng…
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 99
b. Biến dạng nhiệt dụng cụ cắt
100 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
c. Biến dạng nhiệt của chi tiết
✔ 80% truyền vào phoi ✔ 10% vào chi tiết ✔ 10% vào dao
Trường phân bố nhiệt khi tiện
Chi tiết thu được sau khi tiện
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 101
3.3.4. Rung động trong qúa trình cắt
⮚Rung động cưỡng bức (force vibration)
⮚Tự rung (self excite vibration)
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 102
⮚Nguyên nhân gây ra rung động cưỡng bức:
- Các chi tiết quay nhanh trong hệ thống công nghệ không cân bằng.
- Có sai số của các chi tiết truyền động trong máy.
- Lượng dư gia công không đều, bề mặt gia công không liên tục.
- Các mặt tiếp xúc có khe hở.
- Rung động của máy xung quanh.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 103
Để giảm rung động cưỡng bức có các biện pháp
- Nâng cao độ cứng vững của hệ thống công nghệ.
- Giảm lực kích thích từ bên ngoài.
- Các chi tiết truyền động cần có độ chính xác cao.
- Các chi tiết quay tròn phải được cân bằng.
- Cố gắng tránh cắt không liên tục.
- Khi cắt chi tiết yêu cầu độ chính xác cao cần phải có cơ cấu giảm rung.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 104
⮚Rung động tự rung: bản thân quá trình cắt gây ra, xuất hiện khi
cắt.
Biện pháp giảm tự rung
- Tránh hớt lớp phoi quá rộng và quá mỏng.
- Chọn chế độ cắt hợp lý sao cho không tồn tại lẹo dao.
- Thay đổi hình dáng hình học của dao để giảm lực cắt theo phương có rung động.
- Dùng dung dịch trơn lạnh để giảm bớt mòn dao.
- Nâng cao độ cứng vững của hệ thống công nghệ.
- Sử dụng các cơ cấu giảm rung nhằm tiêu hao năng lượng tạo rung trong quá trình cắt.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 105
3.3.5 Chọn chuẩn và gá đặt chi tiết
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 106
Khi g¸ ®Æt chi tiÕt sinh ra sai sè, sai sè g¸ ®Æt bao gåm
: - Sai sè chuÈn εC. - Sai sè kÑp chÆt εK. - Sai sè ®å g¸ ε®g.
Sai sè chuÈn vµ g¸ ®Æt sÏ ®îc tr×nh bµy chi tiÕt trong ch¬ng “ChuÈn”
107 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.3.6 Phương pháp đo và dụng cụ đo
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 108
3.4. Các phương pháp xác định ĐCXGC
1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm
⮚Phương pháp đơn giản nhất
⮚Căn cứ ĐCX bình quân kinh tế
▪ Thiết bị gia công hoàn chỉnh
▪ Thiết bị đạt yêu cầu chất lượng
▪ Bậc thợ trung bình
▪ Chế độ cắt tiêu chuẩn
⮚Cách tiến hành: cho GC trên 1 loại máy, 1chế độ, bậc thợ tiêu
chuẩn⇒ xem ĐCX đạt được, làm nhiều lần ⇒thống kê kết quả
⮚Độ chính xác PP không cao ⇒ dùng tham khảo
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 109
2. Phương pháp thống kê xác suất
110 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
⮚Đạt ĐCX cao
⮚Dùng trong SX hàng loạt lớn và hàng khối
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 111
3. Phương pháp tính toán phân tích
Tính toán phân tích nguyên nhân sinh ra sai số, tính các sai số ⇒tổng hợp sai số ⇒sai số tổng hợp
112 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5 Điều chỉnh máy
Xác định vị trí tương quan giữa dao và bề mặt GC nhằm
giảm các sai số GC ⇒đạt yêu cầu kỹ thuật
1. Điều chỉnh tĩnh
Điều chỉnh dao theo kích thước xác định trước khi cắt
⮚Cho ĐCX không cao (ko tính đến các tác động bên ngoài
trong quá trình gia công)
▪ Biến dạng đàn hồi HTCN
▪ Mòn dao
▪ ĐCX phôi…
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 113
2. Điều chỉnh động
114 Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
