CHƯƠNG 7: CHUẨN VÀ CÁC VẤN ĐỀ GÁ ĐẶT PHÔI KHI GIA CÔNG 7.1. Định nghĩa và phân loại chuẩn
7.5. NHỮNG ĐIỂM CẦN TUÂN THỦ KHI CHỌN CHUẨN
Khi chọn chuẩn để gia công các chi tiết máy ta phảI xác định chuẩn cho nguyên công đầu tiên và chuẩn cho các nguyên công tiếp theo. Thông thường chuẩn dùng ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công chi tiết máy là chuẩn thô, còn chuẩn dùng cho các nguyên công tiép theo là chuẩn tinh.
Mục đích của việc chọn chuẩn là để đảm bảo hai yêu cầu:
- Bảo đảm chất lượng của chi tiết máy trong quá trình gia công.
- Nâng cao năng suất và hạ giá thành gia công.
Dưới đây là một số điểm cần tuân thủ khi chọn chuẩn.
7.5.1. Chọn chuẩn thô.
Chuẩn thô thường được dùng trong nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công cơ.
Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ, có ảnh hưởng đến các nguyên công sau và đến độ chính xác gia công của chi tiết. Khi chọn chuẩn thô cần lưu ý hai yêu cầu sau:
1- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công.
2- Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với những bề mặt được gia công.
Ví dụ: Khi gia công các bề mặt A, mặt B, và lỗ O của một chi tiết hộp bằng phôI đúc (hình 7.26a), ta chia hai trường hợp sau:
- Trường hợp lỗ đúc đặc (chưa có lỗ) thì có thể lấy mặt A làm chuẩn thô để gia công lỗ, sau đó lấy lỗ làm chuẩn để gia công mặt A. Cuối cùng lấy mặt A làm chuẩn để gia công mặt B.
Hình 7.26- Ví dụ về cách chọn chuẩn thô
- Trường hợp lỗ đúc rỗng, thì phảI lấy lỗ làm chuẩn để gia công mặt A sau đó lấy mặt A làm chuẩn để gia công lỗ mặt B. Như vậy, lượng dư sẽ phân bố đều, tránh được phế phẩm do lỗ đúc bị lệch, sinh ra sai số hình dạng hình học (như độ côn, độ ôvan…) và lực cắt không đều sẽ sinh ra rung. Trường hợp lỗ đúc lệch qúa nhiếu sẽ không đủ lượng dư để gia công lỗ.
Hình 7.27- Chọn chuẩn thô là mặt không gia công.
Khi gia công vỏ động cơ điện (hình 7.26b) yêu cầu đảm bảo độ dày của thành vỏ đều đặn, nên chọn lỗ A làm chuẩn thô để gia công mặt đáy C, rồi sau đó lấy C làm chuẩn để gia công lỗ A, thì sẽ đảm bảo đồ đồng tâm với mặt B. Khi không có đồ gá thì cần lấy dấu lỗ A để đảm bảo thành lỗ giứa A và B có độ đầy đặn, lấu dấu như vậy chính là lấy lỗ A làm chuẩn định vị.
Dựa vào những yêu cầu trên người ta đưa ra năm điểm cần tuân thủ khi chọn chuẩn thô:
1- Nếu chi tiết gia công có bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô, vì như vậy sự thay đổi về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công và bề mặt không gia công sẽ là nhỏ nhất.
Chẳng hạn trên hình 7.26a chọn mặt A (là mặt không gia công) làm chuẩn thô để gia công các bề mặt B, C, D, E. Khi gia công piston bằng phôI gang đúc trong khuôn cát
(hình 7.26b) thì người ta chọn chuẩn thô là mặt trong và một điểm ở đầu piston, để thành piston có chiều dầy đều theo yêu cầu.
2- Nếu có một số bề mặt không gia công, thì nên chọn bề mặt không gia công nào đó có yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan cao nhất (đối với các bề mặt không gia công) làm chuẩn thô.
Chẳng hạn khi gia công lỗ biên (hình 7.28) nên lấy mặt A làm chuẩn thô để đảm bảo bề dày lỗ đều nhau, vì độ chính xác về vị trí tương quan giữa lỗ tâm với mặt A cao hơn với mặt B.
Hình 7.28- Chuẩn thô A là mặt không gia công có yêu cầu về độ chính xác vị trí tương quan cao nhất.
3- Trong các bề mặt phải gia công nên chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ và đều làm chuẩn thô. Ví dụ, khi gia công băng máy tiện (hình 7.29) nên chọn mặt B làm chuẩn thô, vì khi đúc mặt B nằm ở nửa phần khuôn dưới có cấu trúc kim loại tốt hơn mặt A và do đó có khả năng chống mòn tốt hơn.
4- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn dập (ba via), đậu hơi, đậu ngót hoặc qúa gồ ghề.
5- Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong cả quá trình gia công.
Ví dụ, khi gia công trục bậc (hình 7.30) nếu lần thứ nhất lấy mặt 2 làm chuẩn để gia công mặt 1, và lần thứ hai vẫn lấy mặt 2 làm chuẩn để gia công mặt 3 thì khó đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt 1 và mặt 3.
7.5.2. Chọn chuẩn tinh.
Khi chọn chuẩn tinh cần lưu ý các điểm sau:
Hình 7.29- Chọn đã chuẩn thô khi gia công bằng máy
tiện
Hình 7.30- Chọn đã chuẩn thô khi gia công trục bậc
1 - Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn chính, như vậy làm cho sai số về vị trí tương quan khi gia công và khi làm việc là nhỏ nhất, điều này rất quan trọng khi gia công tinh.
Chẳng hạn, khi gia công răng của bánh răng ta chọn bề mặt lỗ A làm chuẩn tinh (hình 7.31), nhưng lỗ A sau này là bề mặt lắp ráp với trục chuyển động của bánh răng.
2 - Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai sô chuẩn bằng không (xem ví dụ ở hình 7.22a khi có = 0).
3 - Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp, mặt chuẩn phải đủ diện tích
định vị.
Ví dụ: Sơ đồ kẹp chặt chi tiết khi gia công lỗ biên (hình 7.32).
4 - Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng.
5 - Cố gắng chọn chuẩn
thống nhất để sai số chuẩn là nhỏ nhất. Chọn chuẩn thống nhất, có nghĩa là, trong nhiều lần gá có thể dùng cùng một chuẩn. Vì trong quá trình gá đặt nếu thay đổi chuẩn nhiều lần thì sẽ sinh ra sai số tích luỹ ở những lần gá sau:
Ví dụ: Khi gia công các mặt của một vỏ hộp (hình 7.33), có thể so sánh hai trường hợp chọn chuẩn thống nhất và chọn chuẩn không thống nhấtkhi tính sai số chuẩn cho các kích thước a, b, h để thấy rằng khi chọn chuẩn thống nhất thì sai số sẽ nhỏ hơn (bảng 7.1).
1 - Tính sai số chuẩn cho các kích thước a, b, h khi gia công trong trường hợp chọn chuẩn không thống nhất (hình 7.33).
- Khi gia công để đạt kích thước a (hình 33a) chuẩn định vị là mặt đáy(3 điểm) và mặt K (2 điểm), và kẹp chặt từ mặt L bằng lực kẹp W. Khi đó sai số chuẩn của kích thước a là:
A Ca δ ε =
- Khi gia công để đạt kích thước b (hình 7.33b) chuẩn định vị là mặt đáy (3 điểm)và mặt L (2 điểm) và kẹp chặt từ mặt K bằng lực kẹp W. Chú ý, ở đây đã đổi chuẩn từ mặt K sang mặt L. Khi đó sai số chuẩn của kích thứơc b là: εCb = δa + δA + δB
Hình 7.32- Sơ đồ kẹp chặt chi tiết khi gia công lỗ biên.
Hình 7.33- Sơ đồ định vị khi gia công vỏ hộp trong trường hợp chọn chuẩn không thống nhất.
- Khi gia công để đạt kích thước h (hình 7.33c), chuẩn định vị cũng giống như trường hợp gia công kích thước b. Khi đó sai số chuẩn của kích thước h là:
B A
b a
Ch δ δ δ δ
ε = + + +
2- Tính sai số chuẩn cho các kích thước a, b, h khi gia công trong trường hợp chọn chuẩn thống nhất (hình 7.34)
Hình 7.34- Chọn chuẩn thống nhất khi gia công các kích thước a, b, h.
Để gia công các kích thước a.,b, h cần chọn chuẩn thống nhất là mặt đáy (3 điểm) một chốt trụ ngắn (2 điểm) và một chốt trám (1 điểm) như trên sơ đồ hình 7.34 và sai số chuẩn của các kích thước a, b, h là:
- Sai số chuẩn của kích thước a: εCa = δA’
- Sai số chuẩn của kích thước b: εCb =δa + δA’
- Sai số chuẩn của kích thước h: εCh =δa + δb + δA’
Bảng 7.1- So sánh sai số chuẩn của các kích thước a, b, h trong 2 trường hợp chọn chuẩn thống nhất và chọn chuẩn không thống nhất.
Khi chọn chuẩn thống nhất Khi chọn chuẩn không thống nhất εCa = δA’
εCb =δa + δA’
εCh =δa + δb + δA’
εCa = δA’
εCb =δa + δA + δB
εCh =δ’a + δb + δA + δB
Bảng 7.1 là sự so sánh sai số chuẩn của các kích thước a, b, h trong 2 trường hợp chọn chuẩn thống nhất và chọn chuẩn không thống nhất.
Cần lưu ý rằng khi định vị bằng chốt (trong trường hợp chọn chuẩn thống nhất) thì sai số kích thước A’ nhỏ hơn sai số kích thước A, có nghĩa là δA’ < δA . Vì vậy so sánh kết quả trên ta có thể thấy:
ε’Ca < εCa
ε’Cb < εCb
ε’Ch < εCh
Điều đó cho thấy, khi chọn chuẩn thống nhất thì sai số chuẩn sẽ nhỏ hơn khi chọn chuẩn không thống nhất.