Bài giảng Chương 2: Chất lượng bề mặt gia công

Chương 2. Chất lượng bề mặt gia công I. Khái niệm • Để đánh giá chất lượng chế tạo chi tiết máy, người ta dùng 4 yếu tố cơ bản: − Độ chính xác về kích thước các bề mặt − Độ chính xác về hình dạng các bề mặt − Độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt − Chất lượng bề mặt. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN I. Khái niệm • Chất lượng bề mặt g/c được đánh giá bằng 2 yếu tố đặc trưng: − Tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt (mức độ biến cứng, chiều sâu biến cứng và ứng suất dư) − Độ nhám bề mặt TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN II. Các dạng bề mặt gia công 1 - Độ sóng và độ nhám 2 - Độ sóng và nhám vừa phải 3 - Bề mặt phẳng, độ nhám cao 4 - Bề mặt phẳng và độ nhám thấp TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Tính chất hình học của bề mặt gia công được đánh giá bằng độ nhám bề mặt và độ sóng bề mặt. Trong quá trình cắt, lưỡi cắt của dụng cụ cắt sẽ trượt trên bề mặt phôi để hớt đi 1 lượng phoi, sự tiếp xúc ma sát sẽ tạo ra những vết xước cực nhỏ trên bề mặt gia công, tức bề mặt gia công sẽ có độ nhám. III. Độ nhám dọc và độ nhám ngang a) Độ nhám dọc: trùng với phương tốc độ cắt b) Độ nhám ngang: vuông góc với phương tốc độ cắt TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Độ nhám dọc xuất hiện khi có lực cắt biến đổi gây ra rung động. Ngoài ra, độ nhám dọc còn xuất hiện do hiện tượng lẹo dao. Hiện tượng lẹo dao TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Hiện tượng lẹo dao là hiện tượng một phần nhỏ vật liệu trong quá trình biến dạng dẻo bị nóng chảy cục bộ dưới áp suất và nhiệt độ lớn thoát khỏi phôi, do truyền nhiệt ra các thành phần xung quanh nên nhiệt độ giảm đột ngột khiến cho vật liệu bị đông cứng, tự tôi cứng bám chặt vào mặt trước của dao ( phần sát cạnh lưỡi cắt ), nó tạo nên ở đó một mảng hay lớp bảo vệ có tác dụng như một cái nêm làm thay đổi các thông số của dao, điều này làm giảm độ sắc của lưỡi cắt dẫn đến làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công hoặc dẫn đến mất khả năng cắt gọt của dụng cụ và làm hỏng lưỡi cắt. (Lẹo dao) (Phoi) (Phôi) IV. Các yếu tố ảnh hưởng CL bề mặt • Tính chất của vật liệu gia công • PP gia công (tiện, bào, phay, mài) • Chế độ cắt (S,V,t) • Độ cứng vững của hệ thống công nghệ • Thông số hình học của dao • Dung dịch trơn nguội TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN V. Độ nhám bề mặt (1) • Độ nhám bề mặt (độ nhấp nhô tế vi) là tập hợp tất cả những bề lồi, lõm với bước cực nhỏ • Để đánh giá độ nhám ta vẽ đường trung bình. Đường trung bình được vẽ sao cho tổng diện tích (phần gạch đứng) từ hai phía bằng nhau • Chiều dài chuẩn l là chiều dài dùng để đánh giá các thông số của độ nhám • Ra – sai lệch bình phương trung bình cộng của các giá trị chiều cao h tính từ đường trung bình trong phạm vi chiều dài chuẩn l TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN V. Độ nhám bề mặt (3) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN V. Độ nhám bề mặt (2) • Ra được xác định: l- chiều dài chuẩn, h- tung độ profin đo được từ đường trung bình, n là số tung độ của profin được đo • Rz là chiều cao nhấp nhô, bằng giá trị trung bình giữa năm đỉnh cao nhất và năm đỉnh thấp nhất) đo trong chiều dài chuẩn l được xác định theo công thức: Rz = [(H1+H3+H5+H7+H9) - (H2+H4+H6+H8+H10)]/5 n l i 1 a 0 h 1 R hdl l n     TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN V. Độ nhám bề mặt (2) • Sm- bước nhấp nhô theo đường trung bình (giá trị trung bình cộng của các bước nhấp nhô) • Sm = (Smi)/n n là bước nhấp nhô theo đường trung bình trong phạm vi chiều dài chuẩn l • S – bước nhấp nhô theo đỉnh (giá trị trung bình cộng của các bước nhấp nhô theo đỉnh) trong phạm vi chiều dài chuẩn l • Sm = (Si)/n n là bước nhấp nhô theo đỉnh trong phạm vi chiều dài chuẩn l TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN VI. Đường cong của phần vật liệu TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Chiều dài của phần vật liệu ở vị trí nào đó là tổng chiều dài của phần kim loại đi qua các điểm của độ nhám Đường cong a cho phép xép định giá trị của phần vật liệu ở các độ cao khác nhau của profin bề mặt. Đường cong a của phần vật liệu đặc trưng cho khả năng chịu tải của bề mặt. Mức độ điền đầy kim loại càng cao thì tính chống mòn càng cao và độ kín khít bề mặt lắp ghép càng cao. VII. Cấp độ nhám (1) • Tiêu chuẩn nhà nước qui định: độ nhám chia ra 14 cấp. Cấp 1 có độ nhám cao nhất, cấp 14 có độ nhám thấp nhất (Ra = 0,01um, Rz = 0,05 um) • Trị số Ra được cho khi yêu cầu độ nhám bề mặt từ cấp 6 đến cấp 12 (Ra = 2,5 ~ 0,04 um) • Trị số RZ được ghi trên bản vẽ nếu yêu cầu độ nhám trong phạm vi từ cấp 1 đến cấp 5 hoặc cấp 13 và 14 (RZ = 0,08~0,05 m)  TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN VII.Cấp độ nhám (2) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN VIII. Ả/hưởng của đ/nhám đến TCSD của c/tiết • Độ nhám có ảnh hưởng đến: 1. Độ mòn U của chi tiết 2. Quá trình ăn mòn hóa học trên bề mặt TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 1. Ả/hưởng của Ra đến đ/mòn U của chi tiết (1) Ma sát và mòn của chi tiết máy phụ thuộc và chiều cao và hình dáng của độ nhám bề mặt và phương của vết g/c Các điểm 01 và 02 ứng với độ mòn ban đầu nhỏ nhất của các bề mặt tiếp xúc Ta thấy: trong điều kiện làm việc nặng đường cong 2 dịch chuyển về phía trên và bên phải ứng với độ nhám tối ưu (02) có giá trị lớn hơn. Đường cong 1: điều kiện làm việc nhẹ TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN U 1. Ả/hưởng của Ra đến đ/mòn U của chi tiết (2) • Độ mòn ban đầu có thể san phẳng 70% chiều cao độ nhám • Độ nhám được chọn trên cơ sở dung sai δ: Khi đường kính lắp ghép >50mm: RZ = (0,1~0,15) δ Khi đường kính lắp ghép trong khoảng 18~50mm: RZ = (0,15~0,2) δ Khi đường kính lắp ghép <18mm: RZ = (0,2~0,25) δ Độ nhám tăng ảnh hưởng đến độ bền của mối lắp chặt. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 2. Quá trình ăn mòn hóa học trên b/mặt • Tăng độ nhẵn bề mặt sẽ nâng cao độ bền mỏi của chi tiết. • Độ nhám ảnh hưởng lớn đến tính chống ăn mòn hóa học của bề mặt chi tiết • Các chỗ lõm chứa các tạp chất như axit, muốiCác tạp chất ăn mòn bề mặt theo sườn dốc của nhấp nhô và tạo thành nhấp nhô mới. Như vậy, bề mặt có độ nhám càng cao thì quá trình ăn mòn càng nhanh TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN X. Ả/hưởng của biến cứng đến TCSD • Bề mặt biến cứng tăng độ bền mỏi của chi tiết lên khoảng 20%, tăng độ chống mòn lên 2~3 lần (hạn chế khả năng gây ra các vết nứt phá hỏng chi tiết) • Bề mặt quá cứng làm giảm độ bền mỏi của chi tiết TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XI. Ả/hưởng của ứng suất dư đến TCSD • Ứng suất dư nén trên bề mặt tăng độ bền mỏi của chi tiết, còn ứng suất kéo giảm độ bền mỏi của chi tiết • Ví dụ: bề mặt chi tiết thép có ứng suất dư nén tăng độ bền mỏi lên 50% và có ứng suất dư kéo sẽ giảm độ bền mỏi 30% TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XII. Các y/tố ả/hưởng đến đ/nhám b/mặt • 1. Thông số hình học của dao • 2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt • 3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao • 4. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt • 5. Ảnh hưởng của vật liệu gia công • 6. Ảnh hưởng của rung động TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 1. Thông số hình học của dao a) và b): S1>S2 ta có RZ trên hình b nhỏ hơn RZ trên hình a c) và d): hình dáng độ nhám thay đổi theo bán kính mũi dao e) bán kính mũi dao r2 tăng sẽ làm giảm độ nhám bề mặt g) các góc chính φ và góc phụ φ1 có ảnh hưởng đến độ nhám Thông số hình học của dao ảnh hưởng đến độ nhám TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt • Khi V nhỏ, biến dạng ít, nhiệt cắt không cao, do đó RZ thấp. Nếu V tăng gần 20m/ph thì nhiệt cắt tăng lên hàng nghìn độ nên sinh ra “lẹo dao”, lẹo dao làm thay đổi hình dáng mũi dao làm tăng RZ . Nếu tăng V lên nữa (100 m/ph), lẹo dao biến mất và RZ giảm TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao Nhìn chung, khi tăng lượng chạy dao S thì độ nhám tăng vì biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi và rung động. Nếu S>0,15 thì độ nhám tăng nhanh (do biến dạng đàn hồi) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 4. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt • Chiều sâu cắt nhìn chung không có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt g/c • Tuy nhiên, nếu chiều sâu cắt quá lớn thì rung động của quá trình cắt lớn sẽ làm tăng độ nhám • Nếu chiều sâu cắt quá nhỏ sẽ gây ra hiện tượng trượt dao trên bề mặt g/c nên độ nhám tăng. Hiện tượng trượt dao xảy ra khi t < 0,02~0,03 mm) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 5. Ảnh hưởng của vật liệu gia công • Vật liệu dẻo và dai (thép ít cacbon) dễ biến dạng, do đó độ nhám tăng • Vật liệu cứng và giòn (ít biến dạng), do đó độ nhám giảm • Giảm tính dẻo của bề mặt gia công bằng biến cứng cũng làm giảm độ nhám TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6. Ảnh hưởng của rung động • Rung động làm thay đổi điều kiện ma sát, gây nên độ sóng và độ nhám trên bề mặt gia công • Rung động sinh ra do nhiều nguyên nhân: − Tình trạng của máy − Độ cứng vững của dao, chi tiết và đồ gá − Gia công với chế độ cắt không hợp lý − Gia công không có dung dịch trơn nguội − Vật liệu gia công có tính dẻo cao TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XIII. P/pháp đạt độ bóng bề mặt (1) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XIII. P/pháp đạt độ bóng bề mặt (2) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XIV. P/pháp đạt độ cứng bề mặt (1) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XIV. P/pháp đạt độ cứng bề mặt (2) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XV. P/pháp đạt ứng suất dư bề mặt • Tăng tốc độ cắt V hoặc lượng chạy dao S cũng có thể tăng hoặc giảm ứng suất dư • Lượng chạy dao S tăng làm tăng chiều sâu có ứng suất dư • Góc trước có trị số âm gây ra ứng suất dư nén • Gia công vật liệu giòn bằng dụng cụ cắt có lưỡi tạo ra ứng suất dư nén, còn gia công vật liệu dẻo thường gây ra ứng suất dư kéo • Gia công bằng đá mài thường gây ra ứng suất dư kéo, còn gia công bằng đai mài thường tạo ra ứng suất dư nén  TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XVI. P/pháp đánh giá độ nhám bề mặt • Phương pháp quang học (dùng kính hiển vi) • Phương pháp đo độ nhám bằng máy đo profile • Phương pháp so sánh bằng mắt (trong các phân xưởng SX người ta mang vật mẫu so sánh với bề mặt gia công và kết luận xem thuộc cấp độ bóng nào) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XVII. P/pháp đánh giá độ biến cứng • Dùng máy đo độ cứng (tác dụng lên bề mặt một lực P, sau đó xác định diện tích S của bề mặt do đầu kim cương ấn xuống) • Công thức tính độ biến cứng H: H = P/S H – độ biến cứng (N/mm2), P- lực tác dụng của đầu kim cương (N), S- diện tích do đầu kim cương ấn xuống (mm2) • Để đô chiều sâu biến cứng dùng đầu kim cương tác động lần lượt xuống bề mặt mẫu từ ngoài vào trong, sau mỗi lần tác động ta đo diện tích bị lún S đến khi S không thay đổi thì dừng lại và đo được chiều sâu b/c TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN XVIII. P/pháp đánh giá ứng suất dư • Phương pháp tia Rơnghen (dùng tia Rơnghen kích thích lên bề mặt mẫu một lớp dày 5~10 m và sau mỗi lần kích thích ta chụp ảnh đồ thị Rơnghen. Phương pháp này cho phép đo được cả chiều sâu biến cứng. Tuy nhiên, phương pháp phức tạp và tốn thời gian cho điều chỉnh đồ thị Rơnghen (10 giờ cho một lần đo) • Phương pháp tính toán lượng biến dạng (sau khi hớt từng lớp mỏng kim loại bằng PP hóa học và điện cơ khí ta tính lượng biến dạng của chi tiết mẫu. Dựa vào lượng biến dạng ta xác định được ứng suất dư.  TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Công nghệ Chế tạo máy Chương 3. Độ chính xác gia công 1. Khái niệm • Độ chính xác gia công của chi tiết máy là mức độ giống nhau về kích thước, hình dáng hình học và vị trí tương quan của chi tiết gia công và chi tiết thiết kế trên bản vẽ • Độ chính xác được đánh giá theo các yếu tố: − ĐCX kích thước (dài, rộng, cao) − ĐCX hình dáng hình học (độ côn, độ ovan, độ tang trống, độ đa cạnh) − ĐCX vị trí tương quan (độ song song, độ vuông góc, độ đồng tâm) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 2. ĐCX kinh tế & ĐCX có thể đạt tới • ĐCX kinh tế là ĐCX đạt được trong điều kiện SX bình thường với giá thành hạ nhất (máy, dao, đồ gá, dụng cụ đo bình thường, công nhân có tay nghề bình thường) • ĐCX có thể đạt tới là ĐCX đạt được trong điều kiện SX đặc biệt, không tính đến giá thành (máy chính xác, đồ gá tốt, dụng cụ đo chuyên dùng tốt, công nhân có tay nghề cao) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 3. Quan hệ giữa ĐCX (sai số) gia công và giá thành (1) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 3. Quan hệ giữa ĐCX (sai số) gia công và giá thành (2) 1- tiện thô, 2- tiện tinh, 3- mài Vùng I: ĐCX có thể đạt tới (chọn PP mài vì có C min Vùng II: ĐCX kinh tế (PP tiện tinh vì có C min) Vùng III: ĐCX đảm bảo (chọn PP tiện thô vì có C min) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 4. Tính chất của sai số gia công • Sai số hệ thống cố định • Sai số hệ thống thay đổi (theo thời gian gia công) • Sai số ngẫu nhiên TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 4.1. N/nhân gây ra sai số HT cố định • Sai số lý thuyết của phương pháp cắt • Sai số chế tạo máy, dao, đồ gá • Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 4.2. N/nhân gây ra sai số HT thay đổi • Dụng cụ bị mòn theo thời gian • Biến dạng nhiệt của máy, dao và đồ gá TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 4.3. N/nhân gây ra sai số ngẫu nhiên • Độ cứng của vật liệu không đều • Lượng dư gia công không đều • Vị trí của phôi trong đồ gá không cố định • Thay đổi của ứng suất dư • Gá dao nhiều lần • Mài dao nhiều lần • Thay đổi nhiều máy để gia công • Dao động nhiệt của quá trình cắt • Các loại rung động trong quá trình cắt TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 5. Các p/pháp đạt ĐCX gia công • 5.1. Phương pháp cắt thử • 5.2. Phương pháp tự động đạt kích thước TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 5.1. Phương pháp cắt thử • Bản chất: sau khi gá phôi, người công nhân cắt từng lớp nhất định, sau đó dừng máy để kiểm tra chi tiết, nếu chưa đạt thì tiếp tục thực hiện công việc cho đến khi đạt được KT yêu cầu • Ưu điểm của PP: máy không CX vẫn đạt được ĐCX cao nhờ tay nghề CN; không cần đồ gá đắt tiền • Nhược điểm: người thợ làm việc căng thẳng nên dễ mệt, gây ra sai số g/c; năng suất thấp do cắt nhiều lần; giá thành cao; không thể cắt với bề dày nhỏ hơn 0,05mm, do đó không đảm bảo được ĐCX kích thước nhỏ hơn bề dày đó. PP chỉ được sủ/d trong SX nhỏ TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 5.2. Phương pháp TĐ đạt kích thước (1) • Bản chất: chi tiết được gá trên đồ gá, dao được điều chỉnh để có vị trí tương quan so với chi tiết g/c • Ưu điểm: Đảm bảo ĐCX gia công, ĐCX không phụ thuộc vào tay nghề của CN; cắt một lần là đạt kích thước; sử dụng hợp lý tay nghề CN; năng suất cao; hiệu quả KT cao • Nhược điểm: chi phí chế tạo đồ gá; chi phí chế tạo phôi chính xác; nếu dụng cụ mòn nhanh sẽ ảnh hưởng lớn đến kích thước gia công. PP chỉ được sử dụng trong SX lớn TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 5.2. Phương pháp TĐ đạt kích thước (2) a) a) 1- Êtô, 2- chi tiết gia công, 3- dao phay b) 1- đồ gá, 2- chi tiết gia công, 3- dao phay, 4- chi tiết tỳ TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6. Các n/nhân gây ra sai số g/công (1) • 1. Độ cứng vững của HTCN (Hệ thống CN) • 2. Độ mềm dẻo của HTCN • 3. Biến dạng của dao • 4. Ảnh hưởng của sai số của phôi • 5. Xác định độ cứng vững tĩnh • 6. Quan hệ giữa lực P và biến dạng y • 7. Xác định độ cứng vững động • 8. Các p/pháp nâng cao độ cứng vững • 9. Ảnh hưởng của độ chính xác của máy TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6. Các n/nhân gây ra sai số g/công (2) • 10. Sống trượt của máy không thẳng • 11. Hai mũi tâm không trùng nhau • 12. Chi tiết được gia công trong hai lần gá • 13. Trục chính máy không v/góc với bàn máy • 14. Sống trượt của máy bị mòn • 15. Ảnh hưởng của sai số đồ gá • 16. Ảnh hưởng của sai số của dụng cụ cắt • 17. Quan hệ giữa độ mòn U và chiều dài cắt L • 18. Ảnh hưởng của biến dạng nhiệt của máy TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6. Các n/nhân gây ra sai số g/công (3) • 19. Biện pháp giảm biến dạng nhiệt • 20. Ảnh hưởng của biến dạng nhiệt của dao • 21. Ả/hưởng của g/công g/đoạn đến b/d nhiệt • 22. Ả/hưởng của biến dạng nhiệt của chi tiết • 23. Biện pháp giảm biến dạng nhiệt của c/tiết • 24. Rung động cưỡng bức • 25. Biện pháp giảm rung động cưỡng bức • 26. Tự rung động • 27. Biện pháp giảm tự rung TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6. Các n/nhân gây ra sai số g/công (4) • 28. Ảnh hưởng của phương pháp gá đặt • 29. Ảnh hưởng của dụng cụ đo và p/pháp đo TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1. Ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi của hệ thống CN Hệ thống công nghệ (Máy, dao, đồ gá, chi tiết) không phải là hệ thống tuyệt đối cứng vững. Khi chịu tác dụng của ngoại lực thì nó sẽ bị biến dạng đàn hồi vào biến dạng tiếp xúc. Trong quá trình cắt gọt các biến dạng này sẽ gây ra sai số kích thước, sai số hình dáng hình học và vị trí tương quan giữa các bề mặt của chi tiết gia công. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Lực cắt trong quá trình gia công tiện Phôi Hướng tiến dao Chiều sâu cắt P Py Px Pz Pz P Py Lực cắt P được tách thành: Px : Lực cắt dọc trục Py : Lực cắt hướng kính Pz: Lực cắt tiếp tuyến TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Lực cắt trong quá trình gia công tiện Phôi Hướng tiến dao Chiều sâu cắt P Py Px Pz Pz P Py Lực cắt P gây ra lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết gia công . Lượng dịch chuyển  được chia thành 3 thành phần theo 3 trục X, Y và Z. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Đối với dao một lưỡi cắt, chuyển vị theo phương y có ảnh hưởng tới kích thước gia công nhiều nhất. Còn chuyển vị theo phương x và z không ảnh hưởng nhiều đến kích thước gia công. Bán kính của chi tiết gia công khi có sai số do dịch chuyển  TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Đối với dao nhiều lưỡi cắt hoặc giao định hình thì có trường hợp 3 chuyển vị theo phương x, y, và z đều ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Để xác định ảnh hưởng này thì người ta dùng phương pháp thực nghiệm. Đo lực cắt và biến dạng của hệ thống công nghệ theo 3 phương. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Trong tính toán, người ta thường quan tâm đến lực pháp tuyến Py và bỏ qua ảnh hưởng của Px và Pz. Py là thành phần lực pháp tuyến thẳng góc với mặt gia công và y là lượng chuyển vị tương đối giữa dao và chi tiết gia công theo phương pháp tuyến. Khi đó, tỷ số Py/y gọi là độ cứng vững của hệ thống công nghệ. Độ cứng vững của hệ thống công nghệ: là khả năng chống lại biến dạng của nó khi có ngoại lực tác dụng vào • Độ mềm dẻo là khả năng biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực: ω = y/Py ω – độ mềm dẻo (m/kN hay mm/kG) Py – lực tác dụng (kN hoặc kG) y - lượng dịch chuyển của mũi dao theo phương tác dụng lực (mm) Như vậy, độ mềm dẻo ω: ω = 1/J TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Lượng chuyển vị của HTCN bao gồm chuyển vị của cả hệ thống gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau. Dựa trên nguyên lý cộng độc lập tác dụng: Mặt khác: Do đó: Hệ thống càng nhiều thành phần thì càng kém cứng vững. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN Xét trường hợp tiện trục trơn, chi tiết gá trên 2 mũi tâm, vi trí tương đối giữa dao và chi tiết phụ thuộc vào vị trí tương đối của ụ trước, ụ sau và bàn dao. Khảo sát chuyển vị của từng bộ phận nói trên, tổng hợp lại ta sẽ được chuyển vị của cả HTCN, từ đó xác định được sai số gia công. 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN (1) Sai số do chuyển vị của 2 mũi tâm TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN (1) Sai số do chuyển vị của 2 mũi tâm Xét vị trí dao cách mũi tâm sau 1 khoảng x TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Gọi L là chiều dài trục cần gia công. Phương trình cân bằng mômen: TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Phương trình cân bằng lực: TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Lượng chuyển vị của mũi tâm sau theo phương tác dụng lực Py: TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Lượng chuyển vị của mũi tâm trước theo phương tác dụng lực Py: TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Vị trí tương đối của mũi dao so với tâm quay của chi tiết sẽ dịch chuyển đi 2 khoảng từ C đến C’: TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Như vậy, nếu chưa kể đến biến dạng của chi tiết gia công, thì CC’ chính là lượng tăng bán kính của chi tiết gia công tại mặt đang xét: Khi cắt hết chiều dài, lượng tăng bán kính r1 là 1 đường cong parabol. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN (2) Sai số biến dạng của chi tiết gia công 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN (3) Sai số biến dạng của dao và ụ gá dao 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Dao cắt và ụ gá dao khi tác dụng của ngoại lực cũng bị biến dạng đàn hồi và làm cho bán kính chi tiết gia công tăng thêm 1 lượng r3 Độ cứng vũng Jd và ụ gá dao là hằng số. Ụ dao mang dao cắt chuyển động dọc trục của chi tiết cắt hết chiều dài. Với chế độ cắt không thay đổi (Py là hằng số), do vậy r3 cũng là hằng số. TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN (2) Sai số biến dạng của chi tiết gia công 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN Phôi có hình dạng ôvan, sau khi gia công ta nhận được chi tiết cũng có hình dạng ôvan nhưng có sai số nhỏ hơn K = Δct/Δph K- hệ số in dập Δct- sai số của chi tiết (hiệu giữa các đường kính max và min của chi tiết) Δph- sai số của phôi (hiệu giữa các đường kính max và min của phôi) TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN (4) Ảnh hưởng do sai số của phôi 6.1.1. Ảnh hưởng của độ cứng vững của HTCN 7. Xác định độ cứng vững tĩnh Trọng tải P được tăng dần và dùng đồng hồ 2 để xác định lượng biến dạng đàn hồi của trục chính 1. Lực P tăng dần từ 0 đến một giá trị cực đại nào đó (phụ thuộc vào loại máy). Sau khi lực P đạt giá trị max thì P giảm dần và đồng hồ 2 xác định lượng biến dạng tương ứng TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 8. Quan hệ giữa lực P và biến dạng y Ta thấy: hai đường cong khi tăng và giảm lực P không trùng nhau Giải thích: ngoài biến dạng đàn hồi của HTCN còn có biến dạng tiếp xúc và ma sát ở các bề mặt lắp ghép Nếu tại một điểm nào đó trên các đường cong ta vẽ đường tiếp tuyến (TT) thì tgα là độ cứng vững của bộ phận máy tgα- góc giữa đường TT và trục y TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN 9. Các PP nâng cao độ cứng vững • Tăng ĐCV của từng khâu trong HTCN • Tăng ĐCV tiếp xúc bằng cách giảm độ nhám bề mặt và giảm khe hở lắp ghép • Giảm số khâu trong HTCN vì độ mềm dẻo của HT là tổng độ mềm dẻo của các khâu • Sử dụng các cơ cấu làm tăng ĐCV như dùng các chốt tỳ, luy-nét điều chỉnh hoặc trục điều chỉnh 10. Ảnh hưởng của ĐCX của máy • Độ đảo hướng kính của trục chính • Độ đảo của lỗ côn trục chính • Độ đảo mặt đầu của trục chính • Các sai số của sống trượt, bàn máy Chi tiết có sai số hình côn khi trục chính không song song với sống trượt TS. Trương Đức Phức Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN