Tác động của phụ cấp gia công đến độ chính xác gia công!

Với việc không ngừng nâng cao yêu cầu chất lượng đối với các sản phẩm gia công, con người đã đầu tư rất nhiều thời gian và công sức để tìm hiểu các phương pháp và biện pháp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, họ đã bỏ qua tác động của lượng dư gia công đến chất lượng sản phẩm trong quá trình gia công, tin rằng chỉ có lượng dư gia công trong quá trình gia công sẽ không có tác động đáng kể đến chất lượng sản phẩm. Trong quá trình gia công thực tế các sản phẩm cơ khí, người ta thấy rằng kích thước phụ cấp gia công của các bộ phận ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm.
Nếu dung sai gia công quá nhỏ thì khó loại bỏ các lỗi hình dạng, vị trí còn sót lại và các khuyết tật bề mặt trong quá trình gia công trước đó; Tuy nhiên, trợ cấp gia công quá mức không chỉ làm tăng khối lượng công việc gia công cơ khí mà còn làm tăng mức tiêu thụ vật liệu, công cụ và năng lượng. Nghiêm trọng hơn, nhiệt sinh ra do cắt một lượng lớn phụ cấp gia công trong quá trình gia công có thể gây biến dạng các bộ phận, làm tăng độ khó gia công các bộ phận và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy cần phải kiểm soát chặt chẽ định mức gia công của chi tiết.
một
Khái niệm phụ cấp gia công
Phụ cấp gia công đề cập đến độ dày của lớp kim loại bị cắt khỏi bề mặt gia công trong quá trình gia công. Phụ cấp gia công có thể được chia thành phụ cấp gia công quy trình và tổng phụ cấp gia công. Phụ cấp gia công quy trình đề cập đến độ dày của lớp kim loại bị cắt trên bề mặt trong một quy trình duy nhất, phụ thuộc vào sự khác biệt về kích thước giữa các quy trình liền kề. Tổng dung sai gia công đề cập đến tổng độ dày của lớp kim loại được loại bỏ khỏi một bề mặt nhất định trong toàn bộ quá trình gia công của một bộ phận từ phôi đến thành phẩm, là sự khác biệt giữa kích thước của cùng một bề mặt trống và kích thước của phần. Tổng lượng dư gia công bằng tổng lượng dư gia công cho mỗi quy trình.
Do những lỗi không thể tránh khỏi trong quá trình sản xuất nguyên liệu thô và các kích thước quy trình khác nhau, cả lượng dư gia công tổng và lượng dư gia công quy trình đều là các giá trị thay đổi, dẫn đến lượng dư gia công tối thiểu và tối đa. Dung sai và dung sai gia công được thể hiện trong Hình 1. Trong hình, dung sai gia công tối thiểu là chênh lệch giữa kích thước quy trình tối thiểu của quy trình trước đó và kích thước quy trình tối đa của quy trình hiện tại; Mức cho phép gia công tối đa đề cập đến sự khác biệt giữa kích thước quy trình tối đa của quy trình trước đó và kích thước quy trình tối thiểu của quy trình hiện tại. Phạm vi biến đổi trong dung sai gia công của một quy trình (chênh lệch giữa dung sai gia công tối đa và tối thiểu) bằng tổng dung sai kích thước của quy trình trước đó và quy trình hiện tại. Vùng dung sai cho kích thước quy trình thường được chỉ định theo hướng của bộ phận đi vào thân máy. Đối với các bộ phận trục, kích thước cơ bản là kích thước xử lý tối đa, trong khi đối với các lỗ, đó là kích thước xử lý tối thiểu.

hai
Phân tích ảnh hưởng của phụ cấp gia công đến độ chính xác gia công
2.1 Ảnh hưởng của lượng dư gia công quá mức đến độ chính xác gia công
Trong quá trình gia công, các bộ phận chắc chắn sẽ tạo ra nhiệt cắt, một số bị phoi sắt và dung dịch cắt mang đi, một số truyền đến dụng cụ và một số truyền đến phôi, khiến nhiệt độ của các bộ phận tăng lên. Nhiệt độ có liên quan chặt chẽ đến kích thước cho phép gia công. Với dung sai gia công lớn, thời gian gia công thô chắc chắn sẽ dài hơn và số lượng cắt cũng sẽ được tăng lên một cách thích hợp, dẫn đến nhiệt cắt tăng liên tục và nhiệt độ bộ phận tăng liên tục. Tác hại lớn nhất do nhiệt độ tăng lên là sự biến dạng của các bộ phận, đặc biệt đối với các vật liệu nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ (chẳng hạn như thép không gỉ), có tác động lớn hơn. Hơn nữa, biến dạng nhiệt này diễn ra trong toàn bộ quá trình xử lý, làm tăng độ khó trong quá trình xử lý và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Ví dụ, khi gia công các bộ phận trục mảnh như thanh vít, do sử dụng phương pháp gia công một kẹp một đỉnh nên mức độ tự do theo hướng chiều dài bị hạn chế. Nếu nhiệt độ của phôi quá cao, sự giãn nở nhiệt sẽ xảy ra. Khi phần mở rộng theo hướng chiều dài bị cản trở, phôi chắc chắn sẽ bị biến dạng uốn do ứng suất, gây rắc rối lớn cho quá trình xử lý sau này. Sơ đồ biến dạng uốn của phôi sau khi gia nhiệt được thể hiện trên Hình 2. Nếu tiếp tục gia công tại thời điểm này, phần nhô ra sẽ được gia công cho đến khi thành phẩm. Sau khi làm nguội đến nhiệt độ phòng, bộ phận sẽ bị biến dạng ngược dưới tác dụng của ứng suất, gây ra sai số vị trí và ảnh hưởng đến chất lượng. Sơ đồ biến dạng uốn của phôi sau nhiệt độ phòng được thể hiện trên Hình 3. Sau khi hướng đường kính mở rộng, phần mở rộng sẽ bị cắt bỏ và sau khi phôi nguội đi sẽ xuất hiện các sai số về hình trụ và kích thước. Trong quá trình mài vít chính xác, biến dạng nhiệt của phôi cũng có thể gây ra lỗi bước.

2.2 Ảnh hưởng của lượng dư gia công nhỏ đến độ chính xác gia công
Dung sai gia công của các bộ phận không được quá lớn hoặc quá nhỏ. Nếu dung sai gia công quá nhỏ, nó không thể loại bỏ được dung sai hình học còn sót lại và các khuyết tật bề mặt trong quy trình trước đó, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Để đảm bảo chất lượng gia công của các bộ phận, dung sai gia công tối thiểu còn lại cho mỗi quy trình phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản về dung sai gia công tối thiểu cho quy trình trước đó. Sơ đồ các hệ số cấu thành dung sai gia công tối thiểu cho lỗ bên trong của một bộ phận nhất định được thể hiện trên Hình 4. Hình 4a) cho thấy bộ phận được gia công có lỗ bên trong. Nếu trục O1-O1 của lỗ lệch khỏi trục tham chiếu OO trong quá trình trước đó và có lỗi vị trí n, đồng thời có lỗi hình trụ p (chẳng hạn như hình côn, hình elip, v.v.) và sai số độ nhám bề mặt h (như trên Hình 4b) ở lỗ bên trong, khi đó để loại trừ dung sai vị trí trước khi móc lỗ, dung sai gia công tối thiểu trên một phía của trình tự móc lỗ phải bao gồm các giá trị của các sai số và khuyết tật nêu trên. Xét đến sai số lắp đặt phôi không thể tránh khỏi trong quá trình doa, tức là sai số e giữa trục lỗ ban đầu OO và trục quay O′ - O ′ sau khi lắp phôi (như hình 4c), cũng như dung sai kích thước T trong quá trình doa, dung sai gia công tối thiểu z của quá trình này có thể được biểu thị như sau:
Z Lớn hơn hoặc bằng T/2+h+p+n+e (Phụ cấp một mặt)

Hình 4 Sơ đồ các hệ số thành phần của phụ cấp gia công tối thiểu
Giá trị và biểu hiện của các lỗi trên khác nhau tùy theo các phần và quy trình khác nhau. Khi xác định mức cho phép xử lý của một quy trình, nó phải được xử lý khác nhau. Ví dụ, các trục mảnh dễ bị uốn cong và biến dạng, sai số đường thẳng của thanh cái đã vượt quá phạm vi dung sai của kích thước đường kính. Mức trợ cấp gia công của quy trình phải được mở rộng một cách thích hợp; Đối với các quy trình sử dụng dao cắt nổi và các công cụ khác để tự xác định vị trí bề mặt gia công, có thể bỏ qua ảnh hưởng của lỗi lắp đặt e và lượng cho phép gia công của quy trình có thể giảm đi tương ứng; Đối với một số quy trình gia công chính xác chủ yếu được sử dụng để giảm độ nhám bề mặt, kích thước cho phép gia công trong quy trình chỉ liên quan đến độ nhám bề mặt h.
ba
Lựa chọn hợp lý phụ cấp gia công
3.1 Nguyên tắc cho phép gia công chi tiết
Việc lựa chọn trợ cấp gia công cho các bộ phận có liên quan chặt chẽ đến vật liệu, kích thước, mức độ chính xác và phương pháp gia công được sử dụng trong các bộ phận và tùy thuộc vào tình huống cụ thể. Khi xác định dung sai gia công của chi tiết phải tuân thủ các nguyên tắc sau:
(1) Nên sử dụng mức trợ cấp gia công tối thiểu để rút ngắn thời gian gia công và giảm chi phí gia công các bộ phận.
(2) Nên để lại đủ phụ cấp gia công, đặc biệt là cho quy trình cuối cùng. Dung sai gia công phải đảm bảo độ chính xác và độ nhám bề mặt quy định trên bản vẽ.
(3) Khi xác định dung sai gia công, cần xem xét biến dạng do xử lý nhiệt của các bộ phận, nếu không có thể dẫn đến phế liệu.
(4) Khi xác định dung sai gia công, cần xem xét phương pháp và thiết bị gia công cũng như khả năng biến dạng có thể xảy ra trong quá trình gia công.
(5) Khi xác định dung sai gia công, cần xem xét đến kích thước của các bộ phận được gia công. Chi tiết càng lớn thì phụ cấp gia công càng lớn. Khi kích thước của các bộ phận tăng lên, khả năng biến dạng do lực cắt, ứng suất bên trong, v.v. cũng tăng lên.
3.2 Phương pháp xác định dung sai gia công
3.2.1 Phương pháp ước lượng thực nghiệm
Phương pháp ước lượng thực nghiệm thường được sử dụng trong thực tế sản xuất để xác định dung sai gia công dựa trên kinh nghiệm thiết kế của nhân viên xử lý hoặc so sánh với các bộ phận tương tự. Ví dụ, định mức gia công cho bánh lái, chốt bánh lái, trục trung gian và trục đuôi tàu trong quá trình đóng tàu được xác định dựa trên số năm kinh nghiệm thiết kế của nhân viên xử lý. Xem xét tầm quan trọng của phôi và ảnh hưởng của các yếu tố như khối lượng lớn và ứng suất cao trên phôi rèn, dung sai gia công bán chính xác còn lại là 6 mm sau khi quay thô vòng tròn bên ngoài, dung sai gia công chính xác còn lại là 3 mm sau khi bán chính xác. tiện chính xác và dung sai mài còn lại là 1mm sau khi tiện chính xác. Để ngăn chặn việc phát sinh chất thải do định mức xử lý không đủ, phương pháp ước tính thực nghiệm thường ước tính định mức xử lý lớn hơn. Phương pháp này thường được sử dụng cho sản xuất hàng loạt nhỏ.
3.2.2 Phương pháp sửa lỗi tra cứu bảng
Phương pháp hiệu chỉnh bảng tra cứu là phương pháp xác định dung sai gia công dựa trên số liệu được tích lũy từ thực tế sản xuất và nghiên cứu thực nghiệm, được tổng hợp thành bảng và hiệu chỉnh kết hợp với điều kiện gia công thực tế. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi. Dung sai gia công để tiện chính xác và mài các vòng tròn bên ngoài sau khi tiện thô các bộ phận ổ trục được trình bày tương ứng trong Bảng 1 và Bảng 2.
3.2.3 Phương pháp phân tích, tính toán
Phương pháp tính toán phân tích là phương pháp xác định dung sai gia công bằng cách phân tích và tính toán tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng gia công dựa trên số liệu thực nghiệm và công thức tính toán. Định mức xử lý được xác định bằng phương pháp này vừa chính xác vừa hợp lý về mặt kinh tế nhưng đòi hỏi phải tích lũy thông tin toàn diện, không đơn giản và trực quan như hai phương pháp trên. Vì vậy, phương pháp này hiện nay ít được áp dụng.
bốn
phần kết
Trong thực tế sản xuất, do phương pháp sản xuất nhiều bộ phận phôi được tạm thời xác định, ví dụ, ống bọc thép không gỉ đúc bằng phương pháp đúc ly tâm được thay đổi thành thép tấm cuộn và hàn; Nắp cuối của bộ làm mát, đế động cơ và các bộ phận phun cát của hộp số được thay thế bằng các bộ phận hàn. Có nhiều yếu tố không chắc chắn trong quá trình sản xuất các bộ phận này và rất khó dự đoán lỗi về hình dạng của chúng. Do đó, ba phương pháp được giới thiệu trong bài viết này để xác định dung sai gia công của các bộ phận này đều không được áp dụng và chỉ có thể được nắm vững một cách linh hoạt trong quy trình sản xuất thực tế.
Bảng 1: Dung sai gia công cho vòng tròn ngoài của bộ phận trục sau khi tiện thô và tiện chính xác, mm

Bảng 2 Dung sai gia công để mài các vòng tròn bên ngoài của các bộ phận trục mm