- Tính toán lợng d gia công
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
20 (R
z
= 0,05àm) của khối xilanh và bề mặt trụ 20 (R
z
= 0,04 àm) của pitông.
Tính toán lợng d cho bề mặt lỗ 20, R
z
= 0,05àm của khối xilanh
A
0.05
3.2
6
ỉ 102
ỉ 32
60
0.1
ỉ 36
1,5
15

0.1
7
0
.
8
ỉ 28H3
ỉ 20x7 lỗ
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 20 gồm các bớc sau:
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
77
- Tính toán lợng d gia công
- khoan lỗ đạt kích thớc 8
- khoan rộng lỗ đạt kích thớc 18
- khoét lỗ đạt kích thớc 19,7
- doa lỗ đạt kích thớc 19,9

- nghiền thô
- nghiền tinh đạt kích thớc 20
- 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 20 đợc tính nh sau:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
)
Sau đây là các bớc tính lợng d trung gian để gia công lỗ 20
1- Khoan lỗ đạt kích thớc 8 từ phôi đặc
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: R
z
= 40àm
- vì vật liệu gia công là hợp kim đồng nên chiều sâu lớp h hỏng T
a
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
0a
)l.(C +=
Với:
C
0
: là độ lệch đờng tâm lỗ tra bảng 18(trang 44 - thiết kế đồ án môn học công
nghệ chế tạo máy) ta đợc C
0
= 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
Vậy :
2
y
2
0a
)l.(C +=
=
22
)60.7,1(15 +

= 103,9àm
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
78
- Tính toán lợng d gia công
- Sai số gá đặt chi tiết
b
của nguyên công đang thực hiện, nó đợc xác định
bằng tổng các véc tơ sai số chuẩn (
c
) và sai số kẹp chặt (
kc
) nếu không xét đến sai
số đồ gá:
kcb
+=

Do phơng và chiều của hai véc tơ
c


và
k


khó xác định nên thờng lấy giá trị
trung bình theo xác suất nh sau:
2
k
2

cb
+=
Bây giờ ta đi xác định sai số chuẩn và sai số kẹp chặt.
Sai số chuẩn
c
Ta có sơ đồ gá đặt nh sau: (hình vẽ)
Chi tiết đợc định vị vào lỗ 28 bằng chốt trụ ngắn và mặt đầu bằng mặt phẳng.
n
n
ỉ18
ỉ8
s
ỉ19,9
s
W
ỉ78
ỉ28
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
79
- Tính toán lợng d gia công
H
ỉ28


l
ỉ28


c

x
y
z
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
c(H)
=
l
+
c
+ 2.
Trong đó:
-
l
: dung sai đờng kính lỗ chuẩn (àm). Với lỗ định vị là mặt trụ trong 28 đã
qua nguyên công tiện tinh vậy nó đạt cấp chính xác 8 tơng ứng ta có 28H8 tra
miền dung sai ta đợc
l
= 33àm.
-
c
: 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
28h6 ta đợc
c
= 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
c
=
c(H)
=
l
+
c
+ 2. = 33 + 13 = 46àm
Sai số kẹp chặt
k
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
k
= 0
Vậy sai số gá đặt của nguyên công khoan này là:

b
=
2
k
2
c)H(c
+=
=
046
2
+
= 46àm

-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
80
- Tính toán lợng d gia công
2- Khoan rộng lỗ đạt kích thớc 18
Tơng tự nh khi khoan lỗ 8 ta cũng có sau khi khoan lỗ 18 sẽ để lại các
ảnh hởng tới nguyên công sau bao gồm:
R
z
= 40àm, T
a
= 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 18 để lại:
2
y
2
0a
)l.(C +=
Với:
C
0
: là độ lệch đờng tâm lỗ tra bảng 18 (trang 44 - thiết kế đồ án môn học công
nghệ chế tạo máy) ta đợc C
0
= 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
Vậy :
2
y
2
0a
)l.(C +=
=
22
)60.9,0(25 +
= 59,5àm
Vậy lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
)
Trong đó
b
là sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện, do nguyên
công khoan lỗ 18 có sơ đồ gá đặt hoàn toàn giống với nguyên công khoan lỗ 8

nên ta cũng có sai số gá đặt
b
= 46àm
Do đó lợng d trung gian cho khoan lỗ 18:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
) = 2.(40 + 0 +
22
469,103 +
) = 307,25àm
3- Khoét lỗ đạt kích thớc 19,7
Lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.(R
za
+
2
b
2
a

+
)
Nh trên đã có:
- chiều cao nhấp nhô do khoan lỗ 18 để lại: R
z
= 40àm
- chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do khoan lỗ 18 để lại : T
a
= 0àm
- sai lệch về vị trí không gian do khoan để lại:
2
y
2
0a
)l.(C +=
=59,5àm
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
81
- Tính toán lợng d gia công
ở bớc gia công này và các nguyên công về sau ta không phải xét đến sai số do
gá đặt chi tiết
b
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:
2Z
bmin
= 2.(R
za

+ T
a
+
2
b
2
a
+
) = 2.(40 + 0 + 59,5) = 199àm
4- Doa lỗ đạt kích thớc 19,9
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 (T
a
= 0)
Vậy lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.(R
za
+
2
b
2
a
+
)
Trong đó: - R
za
là chiều cao nhấp nhô do khoét để lại.
Tra bảng 13 trang 40 thiết kế công nghệ chế tạo máy ta đợc: R
z

= 30àm
-
a
: 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 C
0
nhân với hệ số giảm sai k
s
= 0,05

a
= C
o
.0,05 = 25.0,05 = 1,25àm
Sai số gá đặt chi tiết
b
= 0
Vậy lợng d trung gian cho doa:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+
2
b
2
a
+
) = 2.(30 +

2
25,1
) = 62,5àm
5- Nghiền thô
Lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
)
Trong đó:
- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ K = 1,2 ữ1,5
- R
za
là chiều cao nhấp nhô do doa để lại.Tra bảng 13 trang 40 thiết kế công
nghệ chế tạo máy ta đợc: R
za
= 5àm
-
a
: 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
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
82
- Tính toán lợng d gia công
+ độ côn: z = 6àm
Vậy:

a
=
=++=++
222222
655zyx
9,27àm
Lợng d trung gian cho nghiền thô:
2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
) = 2.1,5.(5 + 9,27) = 42,81àm
6- Nghiền tinh
Lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
)
Trong đó:
- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ đối với nghiền tinh K = 1
- R
za
là chiều cao nhấp nhô do nghiền thô để lại R
za
= 3,2àm
-

a
: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc nghiền thô bao gồm:
+ độ không thẳng đờng trục: x = 3àm
+ độ méo: y = 3àm
+ độ côn: z = 4àm
Vậy:
a
=
=++=++
222222
433zyx
5,84àm
Lợng d trung gian cho nghiền tinh:
2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
) = 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 R
za
= 0,2àm (12)
- sai số hình dạng lỗ
a
với: x = 1,5àm, y = 0,5àm, z = 1àm
do đó
a

=
222
15,05,1 ++
= 1,87àm
Vậy lợng d trung gian cho nghiền siêu tinh bằng dầu: (K = 1)
2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
) = 2.(0,2 +
222
15,05,1 ++
) = 4,14àm
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
83
- Tính toán lợng d gia công
tính toán lợng d cho bề mặt trụ ngoài 20
-0,01
, R
z
= 0,05àm của
pitông
Tính toán lợng d cho bề mặt trụ ngoài 20
-0,01
, R
z
= 0,05àm của pitông để

đảm bảo các yêu cầu sau đây:
- Độ nhám bề mặt R
z
= 0,05
- Vật liệu thép hợp kim 30X T
- Độ thẳng đờng sinh 3àm
- Độ tròn 0,5àm
- Độ cứng 63ữ65 HRC
9.2
0.1
11.29
0.1
18.2
0.1
21.7
0.1
25.2
0.1
58.2
0.1
R4,25
ỉ16
ỉ20
-0,01
ỉ
5
ỉ2
0,05
R7.5
Quá trình gia công mặt trụ 20

-0,01
gồm các nguyên công nh sau:
1. tiện thô từ phôi thanh
2. tiện thô sau khi tóp pitông
3. tiện tinh
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
84
- Tính toán lợng d gia công
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 20 đợc tính nh sau:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
)
Sau đây là các bớc tính lợng d trung gian để gia công mặ trụ 20

1- Phôi thanh
Theo bảng 10 trang 39 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có các giá trị sau:
R
za
= 150àm T
a
= 250àm
Sai lệch không gian
a
=
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:
n
tc
ỉ23
ỉ26
Tiện thô ngoài đạt kích thớc 23, 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 R
za
= 50àm
- Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô T
a
= 50àm

-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
85
- Tính toán lợng d gia công
- Sai lệch không gian
a
=
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
a
= 0,2.90 = 18àm.
Lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+

)

b
: 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:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
) = 2.(150 + 250 +
22
045 +
) = 890àm
3- Tóp pitông
Sau khi tóp pitông ta có chất lợng bề mặt (chiều cao nhấp nhô R
a
và chiều sâu
lớp h hỏng bề mặt T
a
) của chi tiết không thay đổi nhng sai lệch về vị trí không
gian

a
thay đổi rất lớn.
Ta vẫn có R
a
= 50àm; T
a
= 50àm
Nhng
a
=
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

R
za
4- Tiện thô sau khi tóp pitông
Sơ đồ gá đặt:
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
86
- Tính toán lợng d gia công
ỉ20.2
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:

- Chều cao nhấp nhô bề mặt sau khi tiện thô R
za
= 50àm
- Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô T
a
= 50àm
- Sai lệch không gian
a
=
k
.L
a
= 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: 2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+

)

b
: 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:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
) = 2.(50 + 50 +
22
0270 +
) = 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):
- Chều cao nhấp nhô bề mặt sau khi tiện thô R
za
= 20àm
- Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt sau khi tiện thô T
a

= 30àm
- Sai lệch không gian
a
= k.
a
= 0,06.18 = 1,08àm (k: hệ số giảm sai)
Vậy lợng d trung gian cho tiện tinh là (ta cũng có
b
= 0):
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
) = 2.(50 + 50 +
2
08.1
) = 202,16àm
6- Nhiệt luyện
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
87
- Tính toán lợng d gia công

Sau nhiệt luyện bề mặt trụ 20 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:
R
za
= 60àm, T
a
= 60àm,
a
=
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).
R
za
= 6,3àm, T
a
= 20àm

a
= 0,04.
a
= 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

b
= 0,2.

D
= 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 T
a
)
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+
) = 2.(60 + 0 +
22
50180 +
) = 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:
R
za
= 1,6àmT
a
= 5àm


a
: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ sau khi mài tinh bao gồm:
+ độ không thẳng đờng trục: x = 5àm
+ độ méo: y = 5àm
+ độ côn: z = 6àm
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
88
- Tính toán lợng d gia công
Vậy:
a
=
=++=++
222222
655zyx
9,27àm
Vậy lợng d trung gian tính cho nguyên công mài tinh:
2Z
bmin
= 2.(R
za
+ T
a
+
2
b
2
a
+

) = 2.(6,3 + 20 +
22
502,7 +
) = 153,63àm
9- Nghiền thô
Sau khi nghiền thô mặt trụ 20 ta có R
za
= 0,8àm;
Lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
)
Trong đó:
- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ 20 trớc khi nghiền K = 1,2 ữ1,5
-
a
: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi nguyên công mài tinh,
nh trên ta đã có
a
= 9,27àm.
Lợng d trung gian cho nghiền thô:
2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a

) = 2.1,5.(1,6 + 9,27) = 32,61àm
8- Nghiền tinh
Sau khi nghiền tinh mặt trụ 20 ta có R
za
= 0,2àm;
Lợng d trung gian: 2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+
a
)
Trong đó:
- K: hệ số xét đến vết xớc bề mặt trụ đối với nghiền tinh K = 1
-
a
: sai số hình dạng tổng hợp của lỗ ảnh hởng bởi bớc nghiền thô bao gồm:
+ độ không thẳng đờng trục: x = 3àm
+ độ méo: y = 3àm
+ độ côn: z = 4àm
Vậy:
a
=
=++=++
222222
433zyx
5,84àm
Lợng d trung gian cho nghiền tinh:
2Z
bmin

= 2.K.(R
za
+
a
) = 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 20 có:
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
89
- Tính toán lợng d gia công
- chiều cao nhấp nhô R
za
= 0,05àm
- sai số hình dạng lỗ
a
sinh ra do nghiền tinh với:
x = 1,5àm, y = 0,5àm, z = 1àm
do đó
a
=
222
15,05,1 ++
= 1,87àm
Vậy lợng d trung gian cho nghiền siêu tinh bằng dầu: (K = 1)
2Z
bmin
= 2.K.(R
za
+

a
) = 2.(0,2 +
222
15,05,1 ++
) = 4,14àm
Kết quả của việc tính toán lợng d cho bề mặt trụ 20 đợc thể hiện ở bảng sau:
Kiểm tra kết quả tính toán
- Lợng d tổng cộng :
Z0
= Z
0max
- Z
0min
= 3471 - 2960 = 519 àm
=
phôi
-
10
= 520 - 9 = 519àm
- Lợng d trung gian : Tiện tinh
Z5
= Z
8max
- Z
8min
= 199 - 180 = 19 àm
=
7
-
8

= 52 - 33 = 19 àm
Kết luận : việc tính toán lợng d và các kích thớc nguyên công nh vậy là đúng.
-
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
90