Giáo trình Công nghệ chế tạo máy I - Chương 3: Độ chính xác gia công - Lưu Đức Bình

 sai số gia công, 
tính các sai số đó, rồi tổng hợp chúng lại thành sai số gia công tổng. Từ đó, vẽ quy 
luật phân bố và căn cứ vào đó để đánh giá độ chính xác gia công. 
Trong mọi tr−ờng hợp, sai số gia công tổng phải nhỏ hơn dung sai cho phép 
của chi tiết cần chế tạo. 
 * Phân tích nguyên nhân: (xem trang 22; 23) 
 * Tổng hợp các sai số: 
- Tổng các sai số hệ thống không đổi AΣ là một sai số hệ thống không đổi và 
đ−ợc tổng hợp theo nguyên tắc tổng đại số: 
∑
=
=∑
p
1i
iAA . 
- Tổng các sai số hệ thống thay đổi BΣ(t) là một sai số hệ thống thay đổi và 
đ−ợc tổng hợp theo nguyên tắc tổng đại số: 
( ) ( )∑
=
=∑
q
1j
j tBtB . 
- Tổng các sai số ngẫu nhiên là một sai số ngẫu nhiên và đ−ợc tổng hợp theo 
nguyên tắc cộng xác suất, có ph−ơng sai là: 
( )∑
=
σ=σ∑
n
1z
2
zz .K . 
 - Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên tổng hợp theo nguyên tắc tổng số học. 
 * Vẽ quy luật phân bố: 
 Lúc bắt đầu gia công, trung tâm phân bố là C0, khoảng phân tán là D0E0 với 
C0D0 = C0E0 = 3σ. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
36
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
Ck
Ek
Dk
t0 tk
C0 
ti 
E0 
D0 
L0 
Bi(t)
Ai
B
(t
)
A
∆ Σ
3σ
Thời gian (phút)
Số l−ợng (chiếc)
Hình 3.11- Đ−ờng cong phân bố thực kích th−ớc gia công. 
Kích th−ớc
 Sau đó, theo thời gian sai số hệ thống thay đổi sẽ làm cho trung tâm phân bố di 
động theo đ−ờng C0Ck, giới hạn phân bố nó cũng biến đổi theo đ−ờng D0Dk và E0Ek. 
 Nh− vậy, trong quá trình gia công kích th−ớc các chi tiết đạt đ−ợc theo thời 
gian sẽ thay đổi trong hai đ−ờng giới hạn D0Dk và E0Ek. Từ đó, đ−ờng phân bố kích 
th−ớc gia công sẽ có dạng nh− trên, đó là đ−ờng cong tổng hợp của sai số hệ thống 
thay đổi B(t) và sai số ngẫu nhiên. 
 Khi khoảng phân tán của 
đ−ờng cong kích th−ớc thực đã 
bằng với dung sai của chi tiết cần 
gia công: ∆Σ = T, thì ta phải điều 
chỉnh lại máy, đ−a tâm phân bố về 
lại vị trí ban đầu. Khoảng thời gian 
giữa hai lần điều chỉnh máy, ng−ời 
ta gọi là chu kỳ điều chỉnh lại máy.
 Chú ý rằng, chu kỳ điều chỉnh 
máy phải nhỏ hơn hoặc bằng tuổi 
bền dao vì nếu không thì dao sẽ h− 
khi ch−a kịp điều chỉnh lại máy. 
Lmin
Lmax
Tck
Hình 3.12- Chu kỳ điều chỉnh lại máy. 
3.5- điều chỉnh máy 
 Điều chỉnh máy nhằm để đảm bảo độ chính xác của từng nguyên công. Đây 
là quá trình chuẩn bị, gá đặt dụng cụ cắt, đồ gá và các trang bị công nghệ khác lên 
máy; xác định vị trí t−ơng đối giữa dụng cụ cắt và mặt cần gia công nhằm giảm bớt 
các sai số gia công, đạt đ−ợc các yêu cầu đã cho trên bản vẽ. 
 Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, độ chính xác gia công yêu cầu có thể 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
37
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
đạt đ−ợc bằng ph−ơng pháp cắt thử. 
 Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, độ chính xác gia công nhận đ−ợc 
bằng ph−ơng pháp tự động đạt kích th−ớc trên máy đã điều chỉnh sẵn. Lúc này, điều 
chỉnh máy có nhiệm vụ: 
 - Gá đặt đồ gá và dụng cụ cắt vào vị trí có lợi nhất cho điều kiện cắt gọt. 
 - Xác định chế độ làm việc của máy và chu kỳ điều chỉnh lại máy. 
 - Đảm bảo vị trí t−ơng đối của dụng cụ cắt, đồ gá, cữ tỳ, mẫu chép hình... để 
xác định chính xác quỹ tích và l−ợng dịch chuyển của dao so với chi tiết gia công. 
Đây là vấn đề phức tạp nhất đồng thời nó cũng có ý nghĩa quyết định đến độ chính 
xác gia công. 
 Hiện nay có ba ph−ơng pháp điều chỉnh hay dùng nhất là: điều chỉnh tĩnh, điều 
chỉnh theo chi tiết cắt thử bằng calip thợ và điều chỉnh theo chi tiết cắt thử bằng dụng 
cụ đo vạn năng. 
 3.5.1- Điều chỉnh tĩnh 
 Điều chỉnh tĩnh là gá dao theo calip hay mẫu khi máy đang đứng yên (ch−a cắt). 
 Tiến hành: 
- Lắp calip (hoặc mẫu) vào vị trí của chi tiết gia công, sau đó dịch chuyển 
dụng cụ cắt tỳ sát vào bề mặt của calip (hoặc mẫu) rồi kẹp chặt dụng cụ lại. 
- Các cữ tỳ cũng theo calip đó mà điều chỉnh một cách t−ơng tự. 
- Xác định chế độ cắt và chu kỳ điều chỉnh lại máy. 
- Gá phôi vào vị trí và gia công. 
 Đặc điểm: 
- Ph−ơng pháp này nhanh, đơn giản. 
- Tuy nhiên, không đạt đ−ợc độ chính xác gia công cao vì trong quá trình 
gia công, hệ thống công nghệ bị biến dạng đàn hồi do nhiệt cắt và lực cắt gây ra (khi 
máy đang đứng yên thì ch−a có). Ngoài ra, do ch−a tính đến độ đảo trục chính (do có 
khe hở ổ trục), nhám bề mặt của calip hay mẫu chép hình. Do đó, kích th−ớc thực gia 
công sẽ lớn hơn (mặt ngoài) hoặc nhỏ hơn (mặt trong) so với kích th−ớc yêu cầu. 
 Để hạn chế sai số, ng−ời ta phải bù lại l−ợng thay đổi kích th−ớc thực của chi 
tiết gia công so với kích th−ớc điều chỉnh bằng cách thêm hoặc bớt đi một l−ợng bổ 
sung ∆bs (thêm vào khi gia công mặt trong, bớt đi khi gia công mặt ngoài). 
 Lđc
tt = Lđc
ct ± ∆bs 
Trong đó, Lđc
tt: kích th−ớc điều chỉnh tính toán. 
 Lđc
ct: kích th−ớc thực của chi tiết gia công cần nhận đ−ợc sau khi điều 
chỉnh máy; nếu điều chỉnh ban đầu tâm phân bố nằm ở giữa tr−ờng dung sai thì: 
( )
2
LL
L maxminttdc
+= , Lmin, Lmax: kích th−ớc nhỏ nhất, lớn nhất trên bản vẽ. 
∆bs: l−ợng bổ sung cho biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ, khe 
hở ổ đỡ trục chính, độ nhám bề mặt của chi tiết gia công. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
38
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 Đối với bề mặt không đối xứng: ∆bs = ∆1 + ∆2 + ∆3 
 Đối với bề mặt đối xứng: ∆bs = 2(∆1 + ∆2 + ∆3) 
với, ∆1: l−ợng biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ, 
J
Py
1 =∆ . 
 ∆2: chiều cao nhấp nhô, ∆2 = Rz. 
 ∆3: khe hở bán kính của ổ đỡ trục chính máy, thông th−ờng ∆3 = 0,02 ữ 0,04 mm. 
 Dấu (+) lấy khi gia công mặt tron và dấu (-) khi gia công mặt ngoài 
 Theo kinh nghiệm, sai số của l−ợng bổ sung có thể tới 50% giá trị bản thân nó 
cộng thêm các sai số khác nên ph−ơng pháp điều chỉnh tĩnh không cho phép đạt độ 
chính xác cao hơn cấp 7. Vậy, điều chỉnh tĩnh chỉ dùng ở sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ. 
 3.5.2- Điều chỉnh theo chi tiết cắt thử nhờ calip thợ 
 Ph−ơng pháp này dùng calip làm việc của ng−ời thợ để tiến hành điều chỉnh. 
Calip là dụng cụ để kiểm tra xem kích th−ớc thực của chi tiết có nằm trong phạm vi 
dung sai hay không mà không cần biết giá trị thực của chi tiết. Kết cấu của calip nút 
có hai đầu: một đầu có kích th−ớc danh nghĩa bằng kích th−ớc giới hạn nhỏ nhất của 
lỗ, gọi là “đầu qua”; một đầu có kích th−ớc danh nghĩa bằng kích th−ớc giới hạn lớn 
nhất của lỗ, gọi là “đầu không qua”. 
 Tiến hành: 
 - Xác định vị trí t−ơng đối của dao với phôi, sau đó cố định các vấu, cữ chặn... 
 - Tiến hành cắt thử khoảng 3 ữ 5 chi tiết. 
 - Dùng calip kiểm tra các chi tiết trên, nếu đạt thì gia công cho cả loạt chi tiết. 
 Đặc điểm: 
 - Điều chỉnh máy theo ph−ơng pháp này chắc chắn có phế phẩm bởi vì loạt 
chi tiết đ−ợc gia công là n chiếc, có khoảng phân tán là 6σ: 
 + Nếu 6σ > T, thì chắc chắn có phế phẩm. 
 + Nếu 6σ ≤ T, sẽ không có phế phẩm khi tâm của đ−ờng cong phân bố kích 
th−ớc trùng tâm miền dung sai chi tiết, tuy nhiên do ta không xác định đ−ợc tâm của 
đ−ờng cong phân bố kích th−ớc do vậy vẫn có phế phẩm. 
 - Nếu số l−ợng chi tiết cắt thử càng nhiều thì phế phẩm càng giảm nh−ng 
cũng không thể loại trừ hết phế phẩm. 
 Điều chỉnh máy là ph−ơng pháp phổ biến, đ−ợc dùng trong các nhà máy cơ khí. 
 3.5.3- Điều chỉnh theo chi tiết cắt thử nhờ dụng cụ đo vạn năng 
 Tiến hành: 
 - Gá đặt dao và các cữ hành trình căn cứ vào kích th−ớc điều chỉnh Lđc. 
 - Cắt thử m chi tiết. 
 - Đo kích th−ớc m chi tiết đó, xác định đ−ợc tâm phân bố và ph−ơng sai σ 
 - So sánh tâm phân bố kích th−ớc và tâm dung sai, từ đó điều chỉnh máy 
theo dung sai thu hẹp. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
39
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 Ph−ơng pháp này do giáo s− A. B. Iakhin đề xuất dựa trên cơ sở lý thuyết xác 
suất là: Nếu có một loạt chi tiết mà kích th−ớc của nó phân bố theo quy luật chuẩn 
với ph−ơng sai là σ. Nếu phân loại số chi tiết trên thành nhiều nhóm, mỗi nhóm m 
chi tiết thì kích th−ớc trung bình của các nhóm đã phân cũng phân bố theo quy 
luật chuẩn với ph−ơng sai là 
m
1
σσ = . 
Hình 3.13- Đ−ờng cong phân bố kích th−ớc 
của cả loạt (σ) và đ−ờng cong phân bố theo 
kích th−ớc trung bình của từng nhóm (σ1).
Tdc
3σ 
N 
3σ 
M
3σ1 3σ1
σ
m
1
σ=σ
T
 Hình 3.13 chỉ ra các vị trí biên 
của đ−ờng cong phân bố loạt phôi 
trong miền dung sai T và các đ−ờng 
cong phân bố của nhóm. 
 Nếu kích th−ớc trung bình cộng 
của m chi tiết cắt thử rơi vào khoảng 
MN thì sẽ không có phế phẩm. 
Khoảng MN đ−ợc gọi là dung sai 
điều chỉnh Tdc và nó đ−ợc xác định 
nh− sau: Tdc = T - 6(σ + σ1) 
Tỷ số φ=σ6
T
đ−ợc gọi là hệ số an 
toàn vì φ càng lớn thì khả năng giảm phế phẩm càng tăng. Nh− vậy, dung sai điều 
chỉnh Tdc có quan hệ với dung sai chi tiết chế tạo T, hệ số an toàn φ và số chi tiết 
cắt thử m. Nếu tăng số chi tiết cắt thử m, dung sai điều chỉnh Tdc sẽ tăng và dễ điều 
chỉnh hơn nh−ng thời gian cắt thử kéo dài. 
 Số chi tiết cắt thử m đ−ợc xác định nh− sau: 
2
6T
6
m ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
σ−
σ> (th−ờng lấy m = 2 ữ 8 chi tiết) 
 Nếu có tính đến sai số hệ thống thì dung sai điều chỉnh sẽ giảm xuống. Lúc đó, 
dung sai điều chỉnh sẽ là: Tdc = T - 6(σ + σ1) - ∆HT 
= T - 6(σ + σ1) - [A + B(t)] 
với: A là sai số hệ thống cố định (có thể loại trừ đ−ợc nên không cần quan tâm). 
 B(t) là sai số hệ thống thay đổi. 
 * Nếu không tính đến sai số hệ thống thay đổi B(t): tr−ờng hợp này chỉ nên 
ứng dụng khi gia công đối mà dụng cụ cắt có tốc độ mài mòn nhỏ nh− dao kim 
c−ơng...; dùng khi yêu cầu độ chính xác gia công cao bởi vì độ chính xác gia công cao 
thì cần T nhỏ, lúc đó yêu cầu Tdc nhỏ. 
 * Nếu tính đến sai số hệ thống thay đổi B(t): tr−ờng hợp này đ−ợc sử dụng 
rộng rãi hơn vì các dao có độ mài mòn nhỏ nh− dao kim c−ơng thì rất đắt. Khi l−ợng 
mòn của dao làm cho kích th−ớc gia công sắp v−ợt ra khỏi dung sai cho phép thì phải 
điều chỉnh lại để đ−ờng cong phân bố lùi lại, nằm trong phạm vi dung sai và không 
sinh ra phế phẩm. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
40