Giáo trình Công nghệ chế tạo máy I - Chương 4: Chuẩn trong chế tạo máy - Lưu Đức Bình

 suất là: 
( ) 2i2i
2n
1i i
c x.K.x
L.K ∆⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
∂
ϕ∂=ε ∑
=
∑ 
trong đó, Ki là hệ số phụ thuộc vào quy luật phân bố của các kích th−ớc trong chuỗi 
kích th−ớc công nghệ, th−ờng lấy Ki = 1 ữ 1,5. Khi phân bố theo đ−ờng cong phân bố 
chuẩn Gauss thì Ki = 1. 
 Nh− vậy, nhận thấy rằng khi muốn tính sai số chuẩn cho một kích th−ớc L 
nào đó, tr−ớc tiên ta phải xác định đ−ợc chuỗi kích th−ớc liên quan của nó, rồi sau 
đó dùng các công thức trên để tính. 
 ví dụ về tính sai số chuẩn theo ph−ơng pháp cực đại - cực tiểu: 
 Ví dụ 1: Tính sai số chuẩn của các kích th−ớc M, K và H trong tr−ờng hợp 
khoan lỗ d trên mặt trụ có đ−ờng kính D δD theo ph−ơng pháp tự động đạt kích th−ớc. 
Chi tiết đ−ợc định vị trên khối V dài với góc α và then bằng, kẹp chặt bằng lực W (sơ 
đồ định vị nh− hình vẽ). 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
49
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
W
K
O 
d D δD
X
α
M
R 
I 
H 
O
O1 
Dmin
Dmax
I
α
 * Kích th−ớc M và K: 
 Kích th−ớc M có gốc kích th−ớc là mặt 
phẳng đối xứng của khối V hay là điểm O. 
 Kích th−ớc H có gốc kích th−ớc là Ox 
hay là điểm O. 
 Chi tiết trụ có dung sai δD khi gá lên 
khối V sẽ có đ−ờng tâm xê dịch theo mặt 
phẳng đối xứng của khối V hay tại mặt 
cắt đang vẽ là đoạn OO1. 
 Ta có: IOIOOO 11 −= 
với, 
2
sin.2
D
IO max1 α= 
2
sin.2
D
IO minα= 
 Do vậy, 
D.
2
sin.2
1
2
sin.2
DD
OO minmax1 δα=α
−= 
Sai số chuẩn của kích th−ớc M là l−ợng dịch chuyển của gốc kích th−ớc 1OO 
chiếu theo ph−ơng Ox: 
( ) 090cos.OOOxOOchM 011c ===ε
Sai số chuẩn của kích th−ớc K là l−ợng dịch chuyển của gốc kích th−ớc 1OO 
chiếu theo ph−ơng Oy: 
( ) D.
2
sin.2
1
0cos.OOOy
OOchK 011c δα===ε 
 * Kích th−ớc H: 
 Ta lập chuỗi kích th−ớc công nghệ, bắt đầu từ mặt 
gia công (tâm lỗ Od) đến chuẩn định vị (I); từ chuẩn định 
vị đến gốc kích th−ớc (R) rồi trở về mặt gia công. H 
C
on
st
Od 
I 
R Ta có: IRIOH d −= 
Mặt khác, OROIIR −= 
2
D
2
sin.2
D −α= 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
50
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎛
−α= 1
2
sin
1
.
2
D
IR 
 Do vậy, 
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎛
−α−= 1
2
sin
1
.
2
D
ConstH 
 Vậy, sai số chuẩn của kích th−ớc H là: 
 ( )
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎛
−α
δ=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎛
−α
δ−=ε 1
2
sin
1
2
D
1
2
sin
1
2
D
0Hc 
Ví dụ 2: Tính sai số chuẩn của các kích th−ớc A, B, d khi gia công trục trên 
máy tiện. Chi tiết đ−ợc gá trên 2 mũi tâm. 
 Ta thấy, kích th−ớc d có gốc kích 
th−ớc (đ−ờng nối 2 mũi tâm) không 
đổi. Do vậy, kích th−ớc d có sai số 
chuẩn bằng 0. 
α Dδ
D
A
B
d
α 
Dmin
Dmax
Bmax
Amin
Bmin
Amax
∆
 Vì đ−ờng kính D của lỗ tâm tr−ớc 
khi gia công có dung sai là δD, do vậy 
khi ta gá chi tiết lên 2 mũi tâm để gia 
công thì các kích th−ớc A, B sẽ có gốc 
kích th−ớc (mặt đầu chi tiết) bị dịch 
chuyển một đoạn ∆ theo ph−ơng ngang. 
 Ta có: 
2
tg.2
D
2
tg.2
D
2
tg.2
D minmax
α
δ=α−α=∆ 
 Nh− vậy, sai số chuẩn của các kích 
th−ớc A và B sẽ là: 
( ) ( )
2
tg.2
D
BA cc α
δ=∆=ε=ε 
 * Nếu mũi tâm tr−ớc mà là mũi tâm 
mềm thì các kích th−ớc A và B sẽ có 
sai số chuẩn εc = 0 bởi vì mũi tâm mềm 
sẽ tự điều chỉnh sai lệch chiều sâu lỗ tâm ứng với từng chi tiết, do đó vị trí của mặt 
đầu bên trái chi tiết không thay đổi so với dụng cụ cắt đã chỉnh. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
51
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 Ví dụ 3: Tính sai số chuẩn của các kích th−ớc C, A theo sơ đồ phay rãnh có 
kích th−ớc B nh− hình d−ới. Gia công theo ph−ơng pháp tự động đạt kích th−ớc. 
H
δ H
C 
K
XJ
B A
W
L δL
β
G
 * Kích th−ớc C: 
 Ta thấy khâu 
G là khâu cố định 
(vì gia công theo 
ph−ơng pháp tự 
động đạt kích 
th−ớc); khâu H là 
C
G
H
khâu biến động. Do vậy, sai số 
chuẩn của kích th−ớc C là: 
 C = H - G 
 HH.
H
C
c δ=δ∂
∂=ε 
 * Kích th−ớc A: 
 Ta lập chuỗi kích th−ớc A: 
 Ta thấy rằng, khâu J là khâu cố định (vì gia 
công theo ph−ơng pháp tự động đạt kích 
th−ớc); khâu X là khâu biến động. 
A
J X 
 Ta có: A = J + X = J + (H - K).cotgβ 
(trong đó, K = const vì khoảng cách giữa đồ gá) 
 Vậy, sai số chuẩn của kích th−ớc A là: 
( ) βδ=ε gcot.HAc 
 Ví dụ 4: Phay rãnh b trên chi tiết hình trụ theo ph−ơng pháp gia công tự động 
đạt kích th−ớc. Chi tiết đ−ợc định vị trên một mặt phẳng ngang và mặt phẳng nghiêng 
một góc α; kẹp chặt bằng lực W có ph−ơng là đ−ờng phân giác của góc α. Tính sai số 
chuẩn các kích th−ớc H1, H2, H3 và độ không đối xứng của rãnh b và đ−ờng kính D. 
 * Kích th−ớc H1: 
H1 
W
b
H2
H3 
α D δD
O
y Ta nhận thấy, H1 có gốc kích th−ớc là O. 
Cũng giống nh− tr−ờng hợp khi định vị trên 
khối V, gốc kích th−ớc O cũng dịch chuyển 
một đoạn là 
2
sin.2
D
OO1 α
δ= nh−ng ph−ơng 
dịch chuyển là ph−ơng theo đ−ờng phân 
giác của góc α. 
 Vậy, ta có đ−ợc sai số chuẩn của kích th−ớc H1 là: 
 ( )
2
D
2
sin.OOOy
OOchH 111c
δ=α==ε 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
52
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 * Kích th−ớc H2: 
 Ta nhận thấy, kích th−ớc H2 có gốc kích th−ớc trùng với chuẩn định vị nên sai số 
chuẩn của nó là bằng 0: εc (H2) = 0. 
 * Kích th−ớc H3: 
 Ta lập chuỗi kích th−ớc của H3. 
H2
H3 
D δD
 Ta thấy rằng, khâu D là khâu biến động, khâu H2 là khâu 
cố định (vì đ−ợc gia công theo ph−ơng pháp tự động đạt kích 
th−ớc). Do vậy, ta có sai số chuẩn của kích th−ớc H3 là: 
 H3 = D – H2
 εc (H3) = δD 
 * Độ không đối xứng của rãnh b và đ−ờng kính D: 
 Ta thấy rằng, vì gia công bằng ph−ơng pháp tự động dạt kích th−ớc do đó, đ−ờng 
tâm của rãnh b sẽ không đổi. Đ−ờng kính D có dung sai là δD, do vậy, khi kích th−ớc 
D thay đổi trong phạm vi dung sai thì lúc gá chi tiết để gia công thì đ−ờng tâm đứng 
của nó sẽ bị dịch chuyển đi một đoạn ∆ theo ph−ơng ngang: 
2
gcot.
2
D
2
cos.OO1
αδ=α=∆ 
 Vậy, độ không đối xứng là: 
2
gcot.
4
D
2
e
αδ=∆= 
4.5- các nguyên tắc chọn chuẩn 
 Khi chọn chuẩn để gia công, ta phải xác định chuẩn cho nguyên công đầu tiên 
và chuẩn cho nguyên công tiếp theo. Thông th−ờng, chuẩn dùng cho nguyên công đầu 
tiên là chuẩn thô, còn chuẩn dùng trong các nguyên công tiếp theo là chuẩn tinh. 
 Mục đích của việc chọn chuẩn là để bảo đảm : 
 - Chất l−ợng của chi tiết trong quá trình gia công. 
 - Nâng cao năng suất và giảm giá thành. 
 4.5.1- Nguyên tắc chọn chuẩn thô 
 Chuẩn thô th−ờng đ−ợc dùng trong ở 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, nó 
có ảnh h−ởng đến các nguyên công tiếp theo và độ chính xác gia công của chi tiết. 
 Khi chọn chuẩn thô phải chú ý hai yêu cầu: 
 - Phân phối đủ l−ợng d− cho các bề mặt gia công. 
 - Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí t−ơng quan giữa các bề mặt 
không gia công và các bề mặt sắp gia công. 
 Dựa vào các yêu cầu trên, ng−ời ta đ−a ra 5 nguyên tắc khi chọn chuẩn thô: 
c Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt 
đó làm chuẩn thô, vì nh− vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí t−ơng quan giữa bề mặt gia 
công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
53
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 Ví dụ: Hình bên là chi tiết có các bề mặt B, 
C, D đ−ợc gia công, duy nhất chỉ có bề mặt A 
là không gia công. Ta chọn bề mặt A làm 
chuẩn thô để gia công các mặt B, C, D để đảm 
bảo độ đồng tâm với A. 
A
B 
D
C
d Nếu có một số bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công 
nào có yêu cầu độ chính xác về vị trí t−ơng quan cao nhất đối với các bề mặt gia 
công làm chuẩn thô. 
 Ví dụ: Khi gia 
công lỗ biên, nên lấy 
mặt A làm chuẩn thô 
để đảm bảo lỗ có bề 
dày đều nhau vì yêu 
cầu về vị trí t−ơng 
quan giữa tâm lỗ với 
mặt A cao hơn đối 
với mặt B. 
A
B
e Nếu tất cả các bề mặt phải gia công, nên chọn mặt nào có l−ợng d− nhỏ, đều 
làm chuẩn thô. 
f Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô t−ơng đối bằng phẳng, không có 
bavia,đậu ngót, đậu rót hoặc quá gồ ghề. 
g Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong cả quá trình gia công. 
M
DA DB DC
 Ví dụ: Từ phôi thép cán ban đầu, để 
gia công đ−ợc DA, DB, DC ta có thể chọn 
chuẩn thô nh− sau: 
 - Nguyên công 1: Gá phôi lên mâm 
cặp máy tiện bằng mặt M, gia công DC. 
 - Nguyên công 2: Trở đầu, gá phôi 
lên mâm cặp bằng mặt M, gia công DA. 
 Lúc này trục gia công ra sẽ có độ không đồng tâm giữa DC và DA vì đã dùng 
chuẩn thô cho hai nguyên công. 
 Để đảm bảo gia công chính xác, ta phải làm nh− sau: 
 - Nguyên công 1: Gá phôi lên mâm cặp máy tiện bằng mặt M, tiện một 
đoạn ngắn trên mặt ngoài, khoả đầu, khoan tâm đầu C, gia công DC. 
- Nguyên công 2: Chọn chuẩn tinh là một đoạn bề mặt ngoài vừa tiện ở 
nguyên công 1, khoả đầu, khoan tâm đầu A, gia công DA. 
 - Nguyên công 3: Gá đầu DA (hoặc DC) lên mâm cặp, đầu kia chống tâm 
để gia công tiếp mặt DB. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
54
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 4.5.2- Nguyên tắc chọn chuẩn tinh 
 Khi chọn chuẩn tinh, ng−ời ta cũng đ−a ra 5 nguyên tắc sau: 
 c Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, khi đó chi tiết lúc gia công 
sẽ có vị trí t−ơng tự lúc làm việc. Vấn đề này rất quan trọng khi gia công tinh. 
 Ví dụ: Khi gia công răng của bánh răng, chuẩn tinh đ−ợc chọn là bề mặt lỗ của 
bánh răng, chuẩn tinh này cũng là chuẩn tinh chính vì sau này nó sẽ đ−ợc lắp với trục. 
d Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích th−ớc để sai số chọn chuẩn 
bằng 0. 
 e 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. 
f Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng. 
g Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, tức là trong nhiều lần cũng chỉ dùng một 
chuẩn để thực hiện các nguyên công của cả quá trình công nghệ, vì khi thay đổi chuẩn 
sẽ sinh ra sai số tích lũy ở những lần gá sau. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
55