Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Chơng Chuẩn chế tạo máy 4.1- định nghĩa phân loại 4.1.1- Định nghĩa Mỗi chi tiết đợc gia công thờng có dạng bề mặt sau: bề mặt gia công, bề mặt dùng để định vị, bề mặt dùng để kẹp chặt, bề mặt dùng để đo lờng, bề mặt không gia công Trong thực tế, có bề mặt làm nhiều nhiệm vụ khác nh vừa dùng để định vị, vừa dùng để kẹp chặt hay kiểm tra Để xác định vị trí tơng quan bề mặt chi tiết hay chi tiết khác nhau, ngời ta đa khái niệm chuẩn định nghĩa nh sau: Chuẩn tập hợp bề mặt, đờng điểm chi tiết mà vào ngời ta xác định vị trí bề mặt, đờng điểm khác thân chi tiết chi tiết khác Nh vậy, chuẩn hay nhiều bề mặt, đờng điểm Vị trí tơng quan bề mặt, đờng điểm đợc xác định trình thiết kế gia công cơ, lắp ráp đo lờng Việc xác định chuẩn nguyên công gia công việc xác định vị trí tơng quan dụng cụ cắt bề mặt cần gia công chi tiết để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế nguyên công 4.1.2- Phân loại Một cách tổng quát, ta phân loại chuẩn Chế tạo máy thành loại nh sau: Chuẩn Chn thiÕt kÕ Chn c«ng nghƯ Chn gia c«ng Chn lắp ráp Chuẩn tinh Chuẩn tinh Chuẩn thô Chuẩn tinh phụ Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 41 Chuẩn kiểm tra Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình a) Chuẩn thiết kế Chuẩn thiết kế chuẩn đợc dùng trình thiết kế Chuẩn đợc hình thành lập chuỗi kích thớc trình thiết kế Chuẩn thiết kế chuẩn thực hay chuẩn ảo Chuẩn thực nh mặt A (hình 4.1a) dùng để O xác định kích thớc A A1 bậc trục Chuẩn ảo A2 nh điểm O (hình 4.2b) A3 đỉnh hình nón mặt b) a) lăn bánh côn dùng để xác định góc côn Hình 4.1- Chuẩn thiết kế b) Chuẩn công nghệ Chuẩn công nghệ đợc chia thành: Chuẩn gia công, chuẩn lắp ráp chuẩn kiểm tra c Chuẩn gia công dùng để xác định vị trí bề mặt, đờng điểm chi tiết trình gia công Chuẩn nµy bao giê cịng lµ chn thùc B H A A b) a) Hình 4.2- Chuẩn gia công - Nếu gá đặt để gia công theo phơng pháp tự động đạt kích thớc cho loạt chi tiết máy mặt A làm hai nhiệm vụ tỳ định vị (hình 4.2a) - Nếu rà gá chi tiết theo đờng vạch dấu B mặt A làm nhiệm vụ tỳ, chuẩn định vị đờng vạch dấu B (hình 4.2b) Nh vậy, chuẩn gia công trùng không trùng với mặt tỳ chi tiết lên đồ gá lên bàn máy Chuẩn gia công đợc chia thành chuẩn thô chuẩn tinh Chuẩn thô bề mặt dùng làm chuẩn cha qua gia công Hầu hết trờng hợp chuẩn thô yếu tố hình học thực phôi cha gia công; trờng hợp phôi đa vào xởng đà dạng gia công sơ chuẩn thô bề mặt gia công, trờng hợp thờng gặp sản xuất máy hạng nặng Chuẩn tinh bề mặt dùng làm chuẩn đà qua gia công Nếu chuẩn tinh Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 42 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình đợc dùng trình lắp ráp gọi chuẩn tinh chính, chuẩn tinh không đợc dùng trình lắp ráp gọi chuẩn tinh phụ A a) b) Hình 4.3- Chuẩn tinh chuẩn tinh phụ Ví dụ: - Khi gia công bánh răng, ngời ta thờng dùng mặt lỗ A để định vị Mặt lỗ sau đợc dùng để lắp ghép với trục Vậy, lỗ A đợc gọi chuẩn tinh (hình 4.3a) - Các chi tiết trục thờng có lỗ tâm hai đầu Hai lỗ tâm đợc dùng làm chuẩn để gia công trục, nhng sau không tham gia vào lắp ghép, chuẩn tinh phụ (hình 4.3b) d Chuẩn lắp ráp chuẩn dùng để xác định vị trí tơng quan c¸c chi tiÕt kh¸c cđa mét bé phËn m¸y trình lắp ráp Chuẩn lắp ráp trùng với mặt tỳ lắp ráp không e Chuẩn kiểm tra (hay chuẩn đo lờng) chuẩn vào để tiến hành đo hay kiểm tra kích thớc vị trí yếu tố hình học chi tiết máy Ví dụ: Khi kiểm tra độ không đồng tâm bậc trục, ngời ta thờng dùng hai lỗ tâm trục làm chuẩn, chuẩn đợc gọi chuẩn kiểm tra Chó ý: Trong thùc tÕ, chuÈn thiÕt kÕ, chuÈn công nghệ (chuẩn gia công, chuẩn kiểm tra, chuẩn lắp ráp) trùng không trùng Do vậy, trình thiết kế, việc chọn chuẩn thiết kế trùng chuẩn công nghệ tối u lúc sử dụng đợc toàn miền dung sai; không thỏa mÃn điều ta sử dụng đợc phần trờng dung sai Ví dụ: Khi gia công piston, yêu cầu M phải đảm bảo kích thớc H1 để đảm bảo tỷ số nén cho động Chuẩn thiết kế mặt M Ta phải chọn chuẩn gia công M, lúc H1 H sử dụng đợc hết dung sai H1; chọn chuẩn gia công N phải H2 gia công H2 để đạt đợc H1 thông qua kích thớc H Nh H1 khâu khép N kín, dung sai tổng dung sai khâu thành phần H H2, gia công H2 khó để đảm bảo dung sai H1 Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 43 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình 4.2- trình gá đặt chi tiết gia công Gá đặt chi tiết bao gồm hai trình: định vị chi tiết kẹp chặt chi tiết Định vị xác định xác vị trí tơng ®èi cđa chi tiÕt so víi dơng c¾t tr−íc gia công Kẹp chặt trình cố định vị trí chi tiết sau đà định vị để chống lại tác dụng ngoại lực (chủ yếu lực cắt) trình gia công làm cho chi tiết không đợc xê dịch rời khỏi vị trí đà đợc định vị Ví dụ: Khi gá đặt chi tiết mâm cặp ba chấu tự định tâm Sau đa chi tiết lên mâm cặp, vặn cho chấu cặp tiến vào tiếp xúc với chi tiết cho t©m cđa chi tiÕt trïng víi t©m cđa trục máy, trình định vị Tiếp tục vặn cho ba chấu cặp tạo nên lực kẹp chi tiết để chi tiết không bị dịch chuyển trình gia công, trình kẹp chặt Chú ý rằng, trình gá đặt, trình định vị xảy trớc, trình định vị kết thúc bắt đầu trình kẹp chặt Không hai trình xảy đồng thời hay trình kẹp chặt xảy trớc trình định vị 4.3- Nguyên tắc định vị điểm Hình 4.4- Nguyên tắc định vị điểm Bậc tự theo phơng vật rắn tuyệt đối khả di chuyển vật rắn theo phơng mà không bị cản trở phạm vi ta xét Một vật rắn tuyệt đối không gian có bậc tự chuyển động Khi ta đặt vào hệ tọa độ Đềcác, bậc tự là: bậc tịnh tiến däc trơc T(Ox), T(Oy), T(Oz) vµ bËc quay quanh trục Q(Ox), Q(Oy), Q(Oz) Hình bên sơ đồ xác định vị trí vật rắn tuyệt đối hệ toạ độ Đềcác - Điểm khống chế bậc tịnh tiến theo Oz - Điểm khống chế bậc quay quanh Oy - §iĨm khèng chÕ bËc quay quanh Ox - Điểm khống chế bậc tịnh tiến theo Ox - §iĨm khèng chÕ bËc quay quanh Oz - Điểm khống chế bậc tịnh tiến theo Oy Ngời ta dùng nguyên tắc điểm để định vị chi tiết gia công Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 44 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Chú ý: - Mỗi mặt phẳng có khả khống chế bậc tự nhng sử dụng chi tiết có mặt phẳng cïng khèng chÕ bËc tù - Trong qu¸ trình gia công, chi tiết đợc định vị không cần thiết phải đủ bậc tự mà cần bậc tự cần thiết theo yêu cầu nguyên công - Số bậc tự khống chế không lớn 6, có bậc tự đợc khống chế lần gọi siêu định vị Siêu định vị làm cho phôi gia công bị kênh lệch, không đảm bảo đợc vị trí xác, gây sai số gá đặt phôi, ảnh hởng đến độ xác gia công Do đó, trình gia công không đợc để xảy tợng siêu định vị - Không đợc khống chế thiếu bậc tự cần thiết, nhng cho phÐp khèng chÕ lín h¬n sè bËc tù cần thiết để dễ dàng cho trình định vị gá đặt - Số bậc tự cần hạn chế phụ thuộc vào yêu cầu gia công bớc công nghệ, vào kích thớc bề mặt chuẩn, vào mối lắp ghép bề mặt chuẩn phôi với bề mặt làm việc cấu định vị phôi a) b) a) b) a) b) Hình 4.5- Một số trờng hợp định vị thờng gặp a) Siêu định vị b) Định vị Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 45 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Ví dụ minh họa khả khống chế chi tiết định vị thờng gặp: D D L L>D Khối V dài khống chế bậc tự Chốt trụ dài định vị bậc tự L LD L Hai mũi tâm định vị bậc tự Mâm cặp ba chấu định vị bËc tù PhiÕn tú kÕt hỵp víi mét chốt trụ ngắn, chốt trám định vị bậc tự Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 46 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình 4.4- tính sai số gá đặt Sai số gá đặt chi tiết trình gia công đợc xác định công thức sau: gd = ε kc + ε dg + ε c 4.4.1- Sai sè kĐp chỈt εkc ymax ymin Hmin Hmax Sai số kẹp chặt lợng chuyển vị gốc kích thớc lực kẹp thay đổi chiếu theo phơng kÝch th−íc thùc hiƯn g©y ra: εkc = (ymax - ymin) cos Trong đó, : góc phơng kích thớc thực phơng dịch chuyển y gốc kích thớc ymax, ymin: lợng chuyển vị lớn nhỏ nhÊt cđa gèc kÝch th−íc lùc kĐp thay ®ỉi Sự dịch chuyển gốc kích thớc tác dụng lực kẹp, làm biến dạng bề mặt chi tiết dùng để định vị với thành phần định vị đồ gá Giáo s A P Xôcôlôpxki thực nghiệm đà đa công thức xác định biến dạng chỗ tiếp xúc mặt chi tiết với vấu tỳ đồ gá: W W y = C.qn víi, C: hƯ sè phơ thc vµo vËt liƯu tình trạng tiếp xúc; q: áp lực riêng bề mặt tiếp xúc (N/mm2); Hình 4.6- Sai số lùc kĐp g©y n: chØ sè (n