(NB) Giáo trình Dung sai - Đo lường kỹ thuật là môn kỹ thuật cơ sở nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản về việc tính toán và lựa chọn dung sai lắp ghép của chi tiết và các mối ghép đảm bảo tiêu chuẩn mà nhà nước Việt Nam ban hành. Trang bị cho học sinh - sinh viên cách lựa chọn và sử dụng các dụng cụ đo thích hợp để kiểm tra chính xác sản phẩm.
Khái niệm về dung sai lắp ghép
Khái niệm về lắp lẫn trong ngành cơ khí
1.1.1 Bản chất của tính lắp lẫn
Máy được cấu thành từ nhiều bộ phận, mỗi bộ phận lại bao gồm nhiều chi tiết được lắp ghép Trong quá trình chế tạo và sửa chữa, các chi tiết cùng loại có khả năng thay thế cho nhau mà không cần sửa chữa thêm, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Tính chất này của chi tiết được gọi là tính lắp lẫn.
Tính lắp lẫn hoàn toàn của một loạt chi tiết được xác định khi tất cả các chi tiết cùng loại có khả năng thay thế cho nhau Ngược lại, nếu có một hoặc vài chi tiết không thể thay lắp, loạt chi tiết đó chỉ đạt tính lắp lẫn không hoàn toàn.
Tính lắp lẫn của các chi tiết được đảm bảo khi chúng được chế tạo đồng nhất hoặc chỉ khác nhau trong một phạm vi cho phép, được gọi là dung sai Dung sai này có thể liên quan đến kích thước, hình dạng và được tính toán bởi người thiết kế dựa trên các quy định và nguyên tắc của tính lắp lẫn.
1.1.2 Ý nghĩa của tính lắp lẫn
Tính lắp lẫn là nguyên tắc quan trọng trong thiết kế và chế tạo, cho phép các chi tiết được sản xuất mà không phụ thuộc vào địa điểm Nguyên tắc này tạo điều kiện cho hợp tác và chuyên môn hóa trong sản xuất, dẫn đến quy mô sản xuất lớn hơn Điều này không chỉ giúp áp dụng kỹ thuật tiên tiến và trang bị máy móc hiện đại mà còn nâng cao năng suất Nhờ đó, chất lượng sản phẩm được đảm bảo trong khi giá thành được giảm thiểu.
Thiết kế và chế tạo chi tiết theo nguyên tắc lắp lẫn giúp sản xuất các chi tiết dự trữ thay thế dễ dàng hơn, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng sản phẩm công nghiệp Khi một chi tiết máy hỏng, việc có sẵn chi tiết thay thế tương thích cho phép máy hoạt động trở lại ngay lập tức Điều này không chỉ tối ưu hóa thời gian sử dụng máy mà còn giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động để sửa chữa Thay vì phải tổ chức bộ phận gia công chi tiết thay thế riêng lẻ cho từng cơ sở, việc sản xuất tập trung tại nhà máy sản xuất phụ tùng thay thế mang lại lợi ích kinh tế và quản lý sản xuất hiệu quả hơn.
Kích thước sai lệch giới hạn và dung sai
Kích thước là một giá trị được xác định thông qua tính toán dựa trên chức năng của chi tiết, sau đó được làm tròn lên theo các giá trị trong dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn.
Khi tra bảng 1.1 ta ưu tiên sử dụng dãy 1( Ra5) trước rồi mới đến dãy 2 ( Ra10)
Bảng 1.1 Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn
- Kí hiệu: dN đối với chi tiết trục, DN đối với chi tiết lỗ
Khi tính toán sức bền vật liệu, đường kính của chi tiết trục được xác định là 29,876 mm Theo các tiêu chuẩn kích thước thẳng, giá trị này được làm tròn thành 30 mm Do đó, kích thước danh nghĩa của chi tiết trục là dN = 30 mm.
Trong chế tạo cơ khí, kích thước thẳng được đo bằng milimét (mm) và được quy ước thống nhất trên các bản vẽ mà không cần ghi ký hiệu đơn vị Kích thước danh nghĩa được sử dụng làm cơ sở để xác định các sai lệch kích thước.
- Khái niệm: Là kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép
- Kí hiệu: dth đối với chi tiết trục; Dth đối với chi tiết lỗ
Khi sử dụng panme với giá trị vạch chia 0,01mm để đo đường kính trục, nếu kết quả đo là 24,98mm, kích thước thực của trục sẽ là 24,98mm với sai số cho phép là ± 0,01mm Việc sử dụng dụng cụ đo chính xác hơn sẽ mang lại kích thước thực chính xác hơn.
- Khái niệm: Là kích thước để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn (hình 1.1)
Hình 1: Sơ đồ biểu diễn kích thước giói hạn
+ Kích thước giới hạn lớn nhất kí hiệu dmax (Dmax)
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất kí hiệu dmin (Dmin)
Kích thước thực của chi tiết chế tạo phải nằm trong phạm vi cho phép để đạt yêu cầu Điều này có nghĩa là chi tiết được coi là đạt tiêu chuẩn khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức quy định.
Dmax ≥ Dth ≥ Dmin dmax ≥ dth ≥ dmin
- Khái niệm: Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa
- Kí hiệu và công thức:
+ Sai lệch giới hạn trên es(ES) : Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa es = dmax - dN
+ Sai lệch giới hạn dưới ei(EI): Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa ei = dmin - dN
Sai lệch giới hạn có thể được biểu thị bằng các giá trị khác nhau: “-” khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa, “+” khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa, và “0” khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa.
Sai lệch giới hạn được thể hiện trên bản vẽ bên cạnh kích thước danh nghĩa và đơn vị là milimét (mm) Trong khi đó, bảng tiêu chuẩn dung sai được tính bằng micrômét (μm).
Dung sai là phạm vi cho phép của sai số trong kích thước sản phẩm, được xác định bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất Ngoài ra, trị số dung sai cũng có thể được tính bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới.
- Kí hiệu và công thức:
Dung sai được kí hiệu là T( Tolerance) được tính theo công thức sau:
+ Dung sai kích thước lỗ: T D = D max - D min
+ Dung sai kích thước trục: Td = dmax - dmin
- Dung sai luôn luôn có giá trị dương và nó biểu hiện phạm vi cho phép của sai số kích thước
Trị số dung sai nhỏ đồng nghĩa với phạm vi sai số hạn chế, yêu cầu độ chính xác trong chế tạo kích thước cao hơn Ngược lại, dung sai lớn cho phép độ chính xác chế tạo thấp hơn Do đó, dung sai thể hiện yêu cầu về độ chính xác của kích thước, hay còn gọi là độ chính xác thiết kế.
Ví dụ : Gia công một chi tiết lỗ có DN = 60mm Biết Dmax= 60,05mm;
- Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới và dung sai chi tiết lỗ?
- Kích thước chi tiết lỗ gia công xong đo được Dth= 60,03mm có dùng được không? Tại sao?
- Ghi kích thước chi tiết trên bản vẽ
- Áp dụng các công thức đã học ta có:
TD = Dmax - Dmin = 60,05 - 59,97 = 0,08mm Hay TD = ES - EI = 0,05 - (- 0,03) = 0,08mm
Nếu chi tiết gia công có kích thước Dth = 60,03mm, chi tiết này đạt yêu cầu vì kích thước lỗ thỏa mãn điều kiện Dmax ≥ Dth ≥ Dmin, với Dmax = 60,05mm và Dmin = 59,97mm.
Lắp ghép và các loại lắp ghép
1.3.1 Khái niệm về lắp ghép
Mối ghép được hình thành khi các chi tiết kết hợp với nhau, có thể là cố định như đai ốc vặn vào bu lông, hoặc di động như piston lắp vào xilanh.
Những bề mặt và kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép
Bề mặt lắp ghép: có 2 loại
Bề mặt bao ( bề mặt chi tiết lỗ, rãnh)
Bề mặt bị bao ( bề mặt chi tiết trục, con trượt)
Hình 1.2 Mối ghép của 2 chi tiết a Mặt lắp ghép trụ trơn b Mặt lắp ghép phẳng
Kích thước lắp ghép: + Kích thước của bề mặt bao: B
+ Kích thước của bề mặt bị bao: d
Một lắp ghép luôn có kích thước danh nghĩa chung cho hai chi tiết, được gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép, ký hiệu là DN = dN.
1.3.2.1 Lắp ghép có độ hở
Trong lắp ghép này, kích thước của bề mặt bao (lỗ) luôn lớn hơn kích thước của bề mặt bị bao (trục), điều này đảm bảo rằng lắp ghép luôn có độ hở.
Dmax Dm in dmax dm in Td Sm in Sm a x
* Ký hiệu và công thức tính:
- Kí hiệu: Độ hở của lắp ghép ký hiệu là S;
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục (dmax , dmin), của lỗ (Dmax , Dmin), lắp ghép có độ hở giới hạn:
+ Độ hở giới hạn lớn nhất:
Smax = Dmax - dmin; hay Smax =(Dmax-DN) - (dmin- dN) = ES – ei
+ Độ hở giới hạn nhỏ nhất:
Smin = Dmin - dmax; hay Smin =(Dmin-DN) - (dmax - dN) = EI – es
(Đối với một lắp ghép DN = dN)
+ Độ hở trung bình: STB
+ Dung sai của độ hở hay dung sai của lắp ghép: TS
Dung sai của độ hở được xác định bằng tổng dung sai kích thước lỗ và dung sai kích thước trục Được gọi là dung sai lắp ghép, dung sai độ hở thể hiện mức độ chính xác cần thiết cho việc lắp ghép các bộ phận.
Vớ dụ : Một lắp ghộp cú độ hở, chi tiết lỗ ỉ50 +0,02 ; chi tiết trục cú ỉ50
- Tính kích thước giới hạn và dung sai của các chi tiết
- Tính độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của lắp ghép
Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = dN + es = 50 - 0,005 = 49,995(mm)
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: d min = d N + ei = 50 - 0,028 = 49,972(mm)
Td = dmax - dmin = 49,995 - 49,972 = 0,023(mm) Độ hở lớn nhất:
Smax = Dmax - dmin = 50,023 - 49,972 = 0,051(mm) Độ hở nhỏ nhất:
Smin = Dmin - dmax = 50 - 49,995 = 0,005(mm) Độ hở trung bình:
1.3.2.2 Lắp ghép có độ dôi
Trong lắp ghép, kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao (trục), điều này đảm bảo rằng lắp ghép luôn có độ dôi cần thiết.
* Ký hiệu và công thức tính: Độ dôi của lắp ghép được ký hiệu và tính như sau:
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ, lắp ghép có độ dôi giới hạn:
- Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax
Nmax = dmax - Dmin hay Nmax = es – EI
- Độ dôi giới hạn nhỏ nhất: Nmin
Nmin = dmin - Dmax hay Nmin = ei – ES
- Độ dôi trung bình: NTB
- Dung sai của độ dôi hay dung sai của lắp ghép: TN
Cũng giống như nhóm lắp ghép lỏng, dung sai của lắp ghép chặt là tổng dung sai kích thước lỗ và dung sai kích thước trục
Vớ dụ: Một lắp ghộp cú độ dụi, chi tiết lỗ ỉ60 +0,03 ; chi tiết trục cú ỉ60
- Tính trị số giới hạn độ dôi và độ dôi trung bình của mối ghép
- Tính dung sai của lỗ, dung sai của trục và dung sai của lắp ghép
Td dmax dm in Dma x Dm in TD N m in Nm a x
Bài giải: Độ dôi giới hạn bao gồm độ dôi lớn nhất và độ dôi nhỏ nhất Độ dôi lớn nhất:
Nmax = dmax - Dmin = es - EI = 0,055 - 0 = 0,055(mm) Độ dôi nhỏ nhất:
Nmin = dmin - Dmax = ei - ES =0,032 - 0,025 = 0,007(mm) Độ dôi trung bình của lắp ghép:
Dung sai của chi tiết lỗ:
TD = Dmax - Dmin = ES - EI = 0,025 - 0 = 0,025(mm)
Dung sai của chi tiết trục:
Td = dmax - dmin = es - ei = 0,055 - 0,032 = 0,023(mm)
Dung sai của lắp ghép:
* Đặc điểm: Trong lắp ghép này miền dung sai kích thước bề mặt bao
(lỗ) bố trí xen lẫn miền dung sai kích thước bề mặt bị bao (trục), hình 1.5
Hình 1.5 Lắp ghép trung gian
Dmax Dm in dmax dm in TD Nmax Td Smax
Kích thước bề mặt bao có thể thay đổi, cho phép lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao Việc lắp ghép có thể dẫn đến độ hở hoặc độ dôi.
* Kí hiệu và công thức tính:
- Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax
Nmax = dmax - Dmin hay Nmax = es - EI
- Độ hở giới hạn lớn nhất : Smax
Smax = Dmax - dmin hay Smax = ES - ei
- Dung sai của lắp ghép: TSN
Vớ dụ: Một lắp ghộp trung gian, chi tiết lỗ ỉ55 +0,03 ; chi tiết trục cú ỉ55
- Tính kích thước giới hạn và dung sai của lỗ trục
- Tính trị số giới hạn độ dôi, độ hở, độ hở hoặc độ dôi trung bình và dung sai của lắp ghép
Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = dN + es = 55 + 0,015 = 55,015(mm)
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: dmin = dN + ei = 50 - 0,013 = 49,987(mm)
Nmax = dmax - Dmin = 55,015 - 50,0 = 0,015(mm) Độ hở lớn nhất:
Trong lắp ghép này độ hở lớn nhất lớn hơn độ dôi lớn nhất nên lắp ghép có độ hở trung bình là
Dung sai của lắp ghép: TN,S = Nmax + Smax = 0,015 + 0,043 = 0,058(mm).
Hệ thống dung sai
Lắp ghép trong hệ thống lỗ bao gồm các lắp ghép với độ hở và độ dôi khác nhau, được tạo ra bằng cách kết hợp các trục có kích thước khác nhau với lỗ cơ sở.
Trong hệ thống lỗ, lỗ được coi là chi tiết cơ sở, do đó, hệ thống này thường được gọi là hệ lỗ cơ sở Chi tiết lỗ cơ sở được ký hiệu là H và có sai lệch dưới bằng 0, điều này dẫn đến việc kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ cơ sở luôn bằng kích thước danh nghĩa.
Lắp ghép trong hệ thống trục là quá trình kết hợp các lắp ghép với độ hở và độ dôi khác nhau, thông qua việc ghép các lỗ có kích thước không đồng nhất với trục cơ sở.
Trong hệ thống trục, trục được xem là chi tiết cơ sở, thường được gọi là hệ trục cơ sở và được ký hiệu là h Kích thước giới hạn lớn nhất của trục luôn bằng kích thước danh nghĩa, tức là khi es = 0 thì dmax = dN.
Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn
Hệ thống dung sai lắp ghép
Theo TCVN quy định hai hệ cơ bản của dung sai là hệ thống lỗ và hệ thống trục
2.1.1.1 Hệ thống lỗ cơ bản
Hệ thống lắp ghép này có đặc điểm là vị trí miền dung sai lỗ được cố định, trong khi để đạt được các kiểu lắp khác nhau, cần thay đổi vị trí miền dung sai của trục so với kích thước danh nghĩa Trong đó, miền dung sai lỗ cơ bản được ký hiệu là H và có những tính chất riêng biệt.
Hình 2.1 Sơ đồ biểu diễn hệ thống lỗ cơ bản
TD: là trị số dung sai kích thước lỗ cơ bản, được xác định tùy thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghĩa
2.1.1.2 Hệ thống trục cơ bản
Hệ thống các kiểu lắp với vị trí miền dung sai trục cố định cho phép thay đổi vị trí miền dung sai của lỗ so với kích thước danh nghĩa để đạt được các kiểu lắp khác nhau.
Trong hệ thống trục cơ bản, miền dung sai trục cơ bản được ký hiệu là h và có đặc tính:
Hình 2.2 Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục cơ bản
Td: là trị số dung sai kích thước trục cơ bản, được xác định tuỳ thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghĩa
2.1.2 Cấp chính xác (cấp dung sai tiêu chuẩn)
Dung sai là chỉ số quan trọng phản ánh độ chính xác về kích thước mà chi tiết gia công yêu cầu Khi trị số dung sai nhỏ, độ chính xác sẽ cao hơn, trong khi trị số dung sai lớn sẽ dẫn đến độ chính xác thấp hơn.
Cấp chính xác là tập hợp các dung sai tương ứng với mức độ chính xác đồng nhất cho tất cả các kích thước danh nghĩa TCVN 2244:1991 quy định 20 cấp chính xác khác nhau, được ký hiệu từ IT01 đến IT18, với độ chính xác giảm dần Các cấp từ IT1 đến IT18 hiện đang được sử dụng phổ biến.
Cấp IT1 đến IT4 được áp dụng cho những kích thước yêu cầu độ chính xác rất cao, bao gồm cả kích thước của mẫu chuẩn và kích thước chính xác cao của các chi tiết trong dụng cụ đo.
- Cấp IT5; IT6 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí chính xác Cấp IT7; IT8 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí thông dụng
- Cấp IT9 IT11 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí lớn (chi tiết có kích thước lớn)
- Cấp IT12 IT16 thường sử dụng đối với những kích thước chi tiết yêu cầu gia công thô
Trị số dung sai ứng với từng cấp chính xác được tính theo công thức T, và chỉ dẫn cụ thể trong bảng 2.1 đối với kích thước từ 1 500 mm
Ví dụ: ở cấp IT7 thì công thức tính là : T = 16i, trị số a tương ứng với IT7 là
16 còn ở cấp IT8 thì : T = 25i, trị số a tương ứng là 25
Người ta có thể dùng trị số a để so sánh mức độ chính xác của hai kích thước bất kỳ
2.1.3 Khoảng kích thước danh nghĩa
Bảng 2.2 Khoảng kích thước danh nghĩa (mm)
Kích thước danh nghĩa đến 500mm
Khoảng chính Khoảng trung gian
Trên Đến và bao gồm Trên Đến và bao gồm
Trong cùng một cấp chính xác, trị số dung sai chỉ phụ thuộc vào kích thước Nếu quy định dung sai cho tất cả các kích thước, số giá trị dung sai sẽ rất lớn và bảng giá trị dung sai tiêu chuẩn sẽ trở nên phức tạp, khó sử dụng Theo công thức dung sai, dung sai của các kích thước liền kề thường không khác biệt nhiều Do đó, để đơn giản hóa và thuận tiện, người ta phân chia khoảng cách kích thước danh nghĩa thành các khoảng riêng, mỗi khoảng chỉ quy định một trị số dung sai đặc trưng, tính theo trị số trung bình của khoảng Đối với kích thước từ 1 đến 500mm, có thể phân thành từ 13 đến 25 khoảng.
Trong công thức tính dung sai, đơn vị dung sai i được xác định cho từng khoảng kích thước danh nghĩa, như thể hiện trong bảng 2.1 Dựa trên công thức này, trị số dung sai đã được tính toán và trình bày trong bảng tiêu chuẩn 2.3.
2.1.4 Sai lệch cơ bản (SLCB)
Sai lệch cơ bản là một hàm của kích thước, nó xác định vị trí miền dung sai so với kích thước danh nghĩa
Hình 2.3: Sơ đồ biểu diễn sai lệch cơ bản
Nếu miền dung sai nằm trên đường kích thước danh nghĩa, SLCB sẽ là sai lệch dưới (ei hoặc EI) Ngược lại, nếu miền dung sai nằm dưới đường kích thước danh nghĩa, SLCB sẽ là sai lệch trên (es hoặc ES), như thể hiện trong hình 2.3.
Sai lệch cơ bản của dãy miền dung sai đối với kích thước lỗ được kí hiệu bằng chữ in hoa: A; B; C; D……… ; ZA; ZB; ZC, hình 2.4
Sai lệch cơ bản của dãy miền dung sai đối với kích thước trục được kí hiệu bằng chữ thường: a; b; c; d………; za; zb; zc, hình 2.4
Hình 2.4: Vị trí các miền dung sai ứng với các sai lệch cơ bản của trục và lỗ
Để hình thành kiểu lắp trong hệ thống lỗ cơ bản, cần phối hợp miền dung sai có SLCB là H với miền dung sai bất kỳ của trục, ví dụ như kiểu lắp H/f Tương tự, khi phối hợp miền dung sai trục có SLCB là h với bất kỳ miền dung sai nào của lỗ, ta có thể tạo ra các kiểu lắp như E/h, F/h, và nhiều kiểu lắp khác trong hệ trục cơ bản.
Lắp ghép bao gồm sự phối hợp giữa hai miền dung sai kích thước lỗ và trục Độ lớn của miền dung sai phụ thuộc vào cấp chính xác yêu cầu, trong khi vị trí của miền dung sai lại dựa vào đặc tính yêu cầu của lắp ghép, được biểu thị bằng trị số SLCB.
Dựa vào trị số dung sai tiêu chuẩn và trị số sai lệch cơ bản, chúng ta có thể xác định các giá trị sai lệch giới hạn (ES, EI hoặc es, ei) trong miền dung sai tiêu chuẩn.
- Trị số các sai lệch giới hạn tương ứng với các miền dung sai tiêu chuẩn chỉ dẫn trong bảng 1 và 2 theo tiêu chuẩn TCVN 2245 – 99, phụ lục 1.
Cách ghi kích thước có sai lệch giới hạn trên bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp
Trên bản vẽ chi tiết các sai lệch giới hạn được ghi kí hiệu bằng chữ hoặc bằng số theo mm, bên cạnh kích thước danh nghĩa, (hình 2.5)
- Ghi theo kí hiệu bằng chữ (kí hiệu miền dung sai):
Giải thớch: ỉ40f7: Đường kớnh danh nghĩa của trục là 40mm, miền dung sai của trục f7 ( ứng với sai lệch cơ bản là f cấp chính xác 7)
- Ghi theo kí hiệu bằng số (trị số sai lệch giới hạn, đơn vị mm):
Giải thớch: ỉ40 Đường kớnh danh nghĩa của lỗ là 40mm;
Sai lệch giới hạn trên : ES =+ 0,025mm;
Sai lệch giới hạn dưới: EI = 0mm
- Ghi kí hiệu phối hợp, nhưng ghi kí hiệu bằng số được đặt trong ngoặc:
Giải thớch: ỉ40H7 ( +0.025 ): Đường kớnh danh nghĩa của lỗ là 40mm; miền dung sai của lỗ H7 (ứng với sai lệch cơ bản là H cấp chính xác 7)
Hoặc: Đường kính danh nghĩa của lỗ là 40mm,
Sai lệch giới hạn trên : ES =+ 0,025mm
Sai lệch giới hạn dưới: EI = 0mm
2.2.2 Ghi kích thước có sai lệch trên bản vẽ lắp
Trên bản vẽ lắp, các sai lệch giới hạn được thể hiện bằng ký hiệu chữ hoặc số dưới dạng phân số tính bằng mm, và được đặt sau kích thước danh nghĩa (hình 2.6).
- Ghi theo kí hiệu bằng chữ (kí hiệu miền dung sai):
Vớ dụ: ỉ40 : Đường kớnh danh nghĩa của lắp ghộp là 40mm;
Sai lệch giới hạn kích thước lỗ: ES = + 0,025mm; EI = 0mm;
Sai lệch giới hạn kích thước trục: es = - 0,025mm; ei = - 0,050mm
Lắp ghép trong hệ thống lỗ cơ bản ( EI = 0), kiểu lắp lỏng (do kích thước giới hạn của lỗ lớn hơn kích thước giới hạn của trục)
- Ghi kí hiệu phối hợp, nhưng ghi kí hiệu bằng số được đặt trong ngoặc
Chú ý: Sai lệch bằng 0 thì có thể ghi hoặc không ghi nhưng nếu không ghi thì phải để trống vị trí ghi sai lệch đó
- Khi ghi trị số sai lệch giới hạn phải có dấu (+) hoặc dấu (-) trước giá trị sai lệch và ghi nhỏ hơn kích thước danh nghĩa
- Nếu trị số sai lệch giới hạn bằng nhau nhưng ngược dấu thì cho phép ghi dấu (±) trước giá trị sai lệch
Trong ký hiệu lắp ghép theo miền dung sai, nếu có chữ H trên tử số, lắp ghép sẽ tuân theo hệ thống lỗ cơ bản Ngược lại, nếu chữ h xuất hiện dưới mẫu số, lắp ghép sẽ thực hiện theo hệ thống trục cơ bản.
Trường hợp lắp ghép thực hiện theo cả hai hệ thống thì kí hiệu dung sai sẽ xuất hiện đồng thời hai chữ H và h ở dạng h
Các bảng dung sai
2.3.1 Cấu tạo và cách tra bảng dung sai TCVN 2245 - 99
- Bảng 1: Sai lệch giới hạn kích thước lỗ đối với kích thước đến 500mm
- Bảng 2: Sai lệch giới hạn kích thước trục đối với kích thước đến 500mm TCVN 2245 - 99 (phụ lục 1)
- Xác định trị số các sai lệch giới hạn kích thước lỗ dựa vào bảng 1 (phụ lục 1)
+ Dựa vào kích thước danh nghĩa đã cho, xác định kích thước nằm trong khoảng kích thước tương ứng
+ Từ cột ghi giá trị cấp chính xác của sai lệch cơ bản đã cho
+ Dóng vuông góc xuống khoảng kích thước danh nghĩa vừa tìm, gặp nhau tại vị trí của ô nào thì đó chính là ô ghi giá trị sai lệch giới hạn
- Xác định trị số các sai lệch giới hạn kích thước trục dựa vào bảng 2(phụ lục 1), tương tự như tìm sai lệch kích thước lỗ.
Dung sai hình dạng và vị trí của các bề mặt nhám bề mặt
Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công
3.1.1 Khái niệm về độ chính xác gia công cơ khí
Chất lượng của các chi tiết sau gia công có sự khác biệt về hình học so với bản thiết kế, và sự khác biệt này được gọi là độ chính xác gia công Độ chính xác gia công của từng chi tiết phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
- Độ chính xác kích thước
- Độ chính xác hình dáng hình học và vị trí tương quan các bề mặt
Độ nhẵn bề mặt và độ chính xác gia công là hai yếu tố quan trọng trong sản xuất Các chi tiết sản xuất có thể không đạt yêu cầu mong muốn do sự khác biệt về độ nhẵn bề mặt Sự sai số trong quá trình gia công dẫn đến sự khác biệt giữa các chi tiết, ngay cả khi chúng có cùng một yếu tố hình học.
3.1.2 Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công a) Độ chính xác của máy, đồ gá và tình trạng của chúng bị mòn
Trục chính của máy tiện bị đảo có thể làm bề mặt gia công không tròn và sống trượt không song song với tâm trục, gây ra độ côn trên chi tiết Độ chính xác của dụng cụ cắt như mũi khoan và mũi doa cũng ảnh hưởng lớn đến kích thước chi tiết gia công nếu có đường kính sai hoặc bị mòn Hệ thống máy, đồ gá và dao cần có độ cứng vững cao, vì gia công kém sẽ dẫn đến sai số lớn Biến dạng do kẹp chặt chi tiết có thể làm sai lệch kích thước sau khi tháo ra do biến dạng đàn hồi Nhiệt độ và ứng suất bên trong cũng làm thay đổi kích thước và hình dáng của chi tiết, dẫn đến sai lệch Rung động trong quá trình cắt gây ra sai số và ảnh hưởng đến độ nhẵn bề mặt Cuối cùng, phương pháp đo, dụng cụ đo và sai số của người thợ cũng là những yếu tố cần xem xét để giảm thiểu sai số trong gia công.
Sai số về kích thước
Sai số hệ thống cố định là những sai số mà trị số của chúng không thay đổi hoặc thay đổi theo một quy luật xác định trong suốt quá trình gia công Ví dụ, khi dao doa có đường kính giảm 0,01mm, kích thước lỗ gia công cũng sẽ giảm tương ứng 0,01mm, cho thấy trị số và dấu của sai số không thay đổi trong toàn bộ quá trình gia công.
Sai số trong gia công là sự khác biệt về trị số giữa các chi tiết, và trong quá trình gia công, sai số này thay đổi một cách ngẫu nhiên theo thời gian.
Sai số ngẫu nhiên xuất hiện do tác động của lực không đồng nhất, có thể thay đổi từ ít đến nhiều hoặc thậm chí không có lực Ví dụ, sự biến động của lực cắt do thay đổi chiều sâu cắt hoặc các chấn động trong quá trình cắt có thể dẫn đến sai số này Vì vậy, sai số do nguyên nhân này sẽ có giá trị biến đổi ngẫu nhiên ở các chi tiết, thuộc về loại sai số ngẫu nhiên.
Sai số về hình dạng và vị trí giữa các bề mặt của chi tiết gia công
3.3.1 Sai số và dung sai hình dạng
Trong quá trình gia công, kích thước, hình dạng và vị trí của các bề mặt chi tiết có thể bị sai lệch Ví dụ, khi tiện chi tiết trục, nếu bàn máy mang dao không song song với đường tâm trục chính, trục sẽ bị côn Ngoài ra, biến dạng đàn hồi do kẹp chặt chi tiết lỗ có thể làm cho lỗ sau khi gia công bị méo.
3.3.1.1 Sai lệch hình dạng bề mặt phẳng Đối với bề mặt phẳng thì sai lệch hình dạng bao gồm
- Sai lệch về độ phẳng: Là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của bề mặt thực tới mặt phẳng áp, trong giới hạn của phần chuẩn ( hình 3.3)
- Sai lệch về độ thẳng : Là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôpin thực tới đường thẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn (hình 3.4) a) b) c) d)
Hình 3.1 minh họa sự biến dạng do kẹp chặt trên mâm cặp 3 vấu, bao gồm các giai đoạn như phôi để gia công lỗ, phôi bị kẹp chặt trên máy dẫn đến biến dạng, lỗ sau khi gia công và sản phẩm được tháo ra khỏi máy.
Hình 3.3 Sai lệch độ phẳng Hình 3.4 Sai lệch độ thẳng
3.3.1.2 Sai lệch hình dạng bề mặt trụ Đối với chi tiết trụ trơn thì sai lệch xét theo hai phương:
* Sai lệch prôpin theo phương ngang: (mặt cắt ngang) bao gồm các dạng:
Hình 3.5 Sai lệch độ tròn cạnh
Hình 3.6 Sai lệch độ ô van
Hình 3.7 Sai lệch độ phân cạnh
- Sai lệch độ tròn: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôpin thực tới vòng tròn áp (hình 3.5)
Khi phân tích sai lệch hình dạng theo phương ngang, cần xem xét các thành phần của sai lệch độ tròn, bao gồm độ ô van và độ phân cạnh.
+ Độ ôvan: Là sai lệch độ tròn mà prôpin thực là hình ôvan (hình 3.6)
+ Độ phân cạnh: Là sai lệch về độ tròn mà prôpin thực là hình nhiều cạnh (hình 3.7)
Sai lệch prôpin theo mặt cắt dọc trục là khoảng cách lớn nhất giữa các điểm trên prôpin thực và prôpin áp tương ứng Tương tự như sai lệch hình dạng theo phương ngang, khi phân tích sai lệch hình dạng theo phương dọc trục, cần xem xét các thành phần của sai lệch.
- Độ côn: Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh là những đường thẳng nhưng không song song với nhau (hình 3.9)
- Độ phình: Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh không thẳng và các đường kính tăng từ mép biên đến giữa mặt cắt (hình 3.10)
Hình 3.8 Sai lệch prôfin theo mặt cắt dọc trục
Hình 3.9 Sai lệch prôfin độ côn
Hình 3.10 Sai lệch prôfin độ phình
Hình 3.11 Sai lệch prôfin độ thắt
Hình 3.12 Sai lệch độ trụ
- Độ thắt: Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh không thẳng và các đường kính giảm từ mép biên đến giữa mặt cắt (hình 3.11)
Khi đánh giá tổng hợp sai lệch hình dạng bề mặt trụ trơn người ta dùng chỉ tiêu “sai lệch về độ trụ” (hình 3.12)
3.3.2 Sai số và dung sai vị trí
Các chi tiết máy được định hình bởi các mặt phẳng như trụ và cầu, và vị trí tương quan chính xác giữa các bề mặt là yếu tố quyết định chức năng của chúng Tuy nhiên, trong quá trình gia công, các sai số có thể dẫn đến sự sai lệch về vị trí tương quan giữa các bề mặt của chi tiết Sai lệch này có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau.
Sai lệch về độ song song của mặt phẳng được định nghĩa là hiệu giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa các mặt phẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn.
Hình 3.13 Sai lệch về độsong song của mặt phẳng
Sai lệch về độ song song các đường tâm là tổng hình học của các sai lệch độ song song giữa các hình chiếu của đường tâm lên hai mặt phẳng vuông góc, trong đó một mặt phẳng là mặt phẳng chung của đường tâm.
Hình 3.14 Sai lệch về độ song song các đường tâm
Sai lệch về độ vuông góc các mặt phẳng là sự khác biệt về góc giữa các mặt phẳng so với góc vuông, được biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài phần chuẩn.
Hình 3.15 Sai lệch về độ vuông góc các mặt phẳng
Hình 3.16 Sai lệch về độ vuông góc của mặt phẳng đối với đường tâm
Sai lệch về độ vuông góc của mặt phẳng hoặc đường tâm so với đường tâm chuẩn là sai lệch góc giữa các mặt phẳng hoặc đường tâm với góc vuông, được biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài phần chuẩn.
Sai lệch về độ đồng tâm giữa đường tâm bề mặt quay và đường tâm bề mặt chuẩn là khoảng cách lớn nhất (Δ) giữa hai đường tâm này trên chiều dài phần chuẩn.
Sai lệch về độ đối xứng với phần tử chuẩn là khoảng cách lớn nhất giữa mặt phẳng đối xứng của phần tử khảo sát và mặt phẳng đối xứng của phần tử chuẩn, được xác định trong giới hạn của phần chuẩn (hình 3.18).
Hình 3.17 Sai lệch về độ đồng tâm
Hình 3.18 Sai lệch về độ đối xứng
- Sai lệch về độ giao nhau của các đường tâm: là khoảng cách nhỏ nhất giữa các đường tâm giao nhau danh nghĩa (hình 3.19)
Hình 3.19 Sai lệch về độ giao nhau của các đường tâm
Độ đảo hướng kính là hiệu số giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôpin thực trên bề mặt quay đến đường tâm chuẩn trong mặt cắt vuông góc với đường tâm chuẩn (hình 3.20).
Hình 3.20 Sai lệch về độ đảo hướng kính
Độ đảo mặt mút là khoảng cách chênh lệch lớn nhất và nhỏ nhất giữa các điểm trên prôpin thực của mặt mút và mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn.
Hình 3.21 Sai lệch về độ đảo mặt mút
3.3.3 Các dấu hiệu và kí hiệu dung sai hình dạng vị trí
Theo tiêu chuẩn TCVN10 - 85, trong bản vẽ kỹ thuật, các dấu hiệu được sử dụng để biểu thị các sai lệch Bảng 3.1 cung cấp thông tin chi tiết về các dấu hiệu này cùng với trị số dung sai tương ứng.
Bảng 3.1: Các dấu hiệu sai lệch
Loại sai lệch Tên sai lệch Dấu hiệu
Sai lệch độ phẳng Sai lệch độ thẳng Sai lệch độ tròn Sai lệch độ trụ Sai lệc prôfin mặt cắt dọc
Sai lệch vị trí bề mặt
Sai lệch độ song song Sai lệch độ vuông góc
Sai lệch độ đồng trục (đồng tâm) Sai độ giao trục
Sai lệch độ đối xứng `
Sai lệch độ đảo (hướng kính, đảo mặt mút)
3.3.3.2 Cách ghi kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt trên bản vẽ
* Kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí (bảng 3.2)
Bảng 3.2: Ví dụ kí hiệu dung sai hình dạng, vị trí bề mặt trên bản vẽ
Ký hiệu Yêu cầu kỹ thuật
Dung sai độ phẳng của bề mặt A là 0,05mm
Dung sai độ thẳng của bề mặt A là 0,1mm trên toàn bộ chiều dài bề mặt
Dung sai độ trụ của bề mặt Alà 0,01mm
Dung sai độ tròn của bề mặt Alà 0,03mm
Dung sai prôfin mặt cắt dọc của bề mặt A là 0,01mm
Dung sai độ song song của bề mặt B so với bề mặt A là 0,1mm trên chiều dài 100mm
Dung sai độ vuông góc của mặt B so với mặt A là 0,1mm
Dung sai độ đồng trục của các bề mặt
Dung sai độ đối xứng của mặt B so với đường tâm lỗ A là 0,04mm
Dung sai độ giao nhau của hai đường tâm lỗ là 0,05mm
Dung sai độ đảo hướng kính của bề mặt C so với đường tâm chung của hai bề mặt A, B là 0,04mm
Dung sai độ đảo mặt mút B so với đường tâm của mặt A là 0,1mm theo đường kính 50mm
Kí hiệu dung sai hình dạng bao gồm hai ô: Ô thứ nhất (I) ghi dấu hiệu sai lệch, và ô thứ hai (II) ghi trị số sai lệch cho phép (mm) Đặc biệt, nếu trị số sai lệch chỉ có giá trị trên một chiều dài nào đó của một đường thẳng hoặc bề mặt đang xét, thì cần phải ghi rõ số.
Chuỗi kích thước
Khái niệm cơ bản
4.1.1 Định nghĩa chuỗi kích thước
Chuỗi kích thước là tập hợp các kích thước có mối quan hệ với nhau, tạo thành một vòng khép kín và xác định vị trí các bề mặt hoặc đường tâm của một hoặc nhiều chi tiết Để hình thành chuỗi kích thước, cần hai điều kiện: các kích thước phải nối tiếp nhau và tạo thành vòng khép kín, nghĩa là khi di chuyển theo một chiều của chuỗi kích thước, ta sẽ trở về điểm xuất phát.
4.1.2 Phân loại chuỗi kích thước
Dựa theo khái niệm chuỗi ta đưa ra 3 ví dụ chuỗi kích thước ( Hình 4.1)
Hình 4.1 Các loại chuỗi kích thước
- Trong kỹ thuật chuỗi kích thước được phân thành 2 loại:
+ Chuỗi kích thước chi tiết: Các kích thước của chuỗi còn gọi là khâu, thuộc về một chi tiết Chuỗi như hình 4.1 a, c là loại chuỗi kích thước chi tiết
Chuỗi kích thước lắp ghép bao gồm các kích thước của các chi tiết khác nhau được lắp ghép trong một bộ phận máy hoặc máy Ví dụ, chuỗi kích thước lắp ghép được minh họa trong hình 4.1b.
- Trong hình học người ta có thể phân loại chuỗi như sau:
Chuỗi kích thước đường thẳng bao gồm các khâu được sắp xếp song song, nằm trong cùng một mặt phẳng hoặc trong các mặt phẳng song song Ví dụ, chuỗi được minh họa trong hình 4.1 a và b là chuỗi đường thẳng.
+ Chuỗi mặt phẳng: Các khâu của chuỗi nằm trong cùng một mặt phẳng hoặc trong những mặt phẳng song song với nhau, nhưng chúng không song song nhau
Chuỗi như hình 4.1 c là chuỗi mặt phẳng
+ Chuỗi không gian: Các khâu của chuỗi nằm trong các mặt phẳng bất kỳ
4.1.3 Khâu ( kích thước của chuỗi)
Dựa vào đặc tính các khâu ta phân ra 2 loại:
- Khâu thành phần (Ai): Kích thước của chúng do quá trình gia công quyết định và không phụ thuộc lẫn nhau
Khâu khép kín (A) có kích thước phụ thuộc hoàn toàn vào kích thước của các khâu thành phần Trong quá trình gia công và lắp ráp, khâu khép kín không được thực hiện trực tiếp, mà là kết quả của việc thực hiện các khâu thành phần, do đó, nó được hình thành cuối cùng trong trình tự công nghệ.
Trong chuỗi hình 4.1b, các kích thước A1, A2, A3, A4 đại diện cho các khâu thành phần được gia công độc lập cho các chi tiết 1, 2, 3, 4 Khe hở A5 là khâu khép kín, hình thành sau khi lắp ráp các chi tiết thành bộ phận hoàn chỉnh Kích thước của khâu khép kín A5 hoàn toàn phụ thuộc vào các kích thước A1, A2, A3, A4 của các chi tiết tham gia lắp ghép.
Trong chuỗi kích thước chi tiết hình 4.1a, việc phân biệt giữa khâu thành phần và khâu khép kín dựa vào trình tự công nghệ gia công Khâu khép kín là khâu hình thành cuối cùng trong trình tự này Ví dụ, nếu gia công theo trình tự A2 trước A1, thì A3 sẽ hình thành và hoàn toàn phụ thuộc vào kích thước của A2 và A1, do đó A3 được coi là khâu khép kín.
Trong một chuỗi kích thước chỉ có một khâu khép kín (A), còn lại là các khâu thành phần (Ai) Trong các khâu thành phần chia ra:
+ Khâu thành phần tăng (khâu tăng): là khâu mà khi ta tăng hoặc giảm kích thước của nó thì khâu khép kín cũng tăng hoặc giảm theo
Khâu thành phần giảm, hay còn gọi là khâu giảm, là một khâu trong đó việc tăng hoặc giảm kích thước của nó sẽ dẫn đến sự thay đổi ngược lại trong kích thước của khâu khép kín.
Ví dụ: chuỗi ở hình 4.1b thì A1 là khâu tăng còn A2, A3, A4 là khâu giảm.
Đo lường kỹ thuật
Khái niệm về đo lường kỹ thuật
Trong quá trình chế tạo và lắp ráp chi tiết máy, đo lường đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và kiểm tra chất lượng sản phẩm Kỹ thuật đo lường là một khâu thiết yếu không thể thiếu trong quy trình sản xuất.
5.1.1 Đo lường Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo Đó là việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo với một đại lượng có cùng tính chất vật lý được dùng đơn vị đo
Việc đo lường thực chất là so sánh đại lượng cần đo với một đơn vị đo để xác định tỷ lệ giữa chúng Độ lớn của đối tượng được đo sẽ được thể hiện qua trị số của tỷ lệ đó, kèm theo đơn vị so sánh.
Ví dụ: Đại lượng cần đo là Q, đơn vị dùng so sánh là u Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là u
Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u
Khi so sánh các đơn vị khác nhau, giá trị q sẽ thay đổi tùy thuộc vào độ lớn của đơn vị được chọn Do đó, cần lựa chọn đơn vị sao cho kết quả đo được trình bày một cách gọn gàng, đơn giản và dễ hiểu, nhằm tránh nhầm lẫn trong quá trình ghi chép và tính toán Cuối cùng, kết quả đo nên được thể hiện bằng đơn vị đo hợp pháp.
5.1.2 Đơn vị đo Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh, vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác khi đo Độ lớn của đơn vị đo được qui định thống nhất để đảm bảo thuận lợi trong quá trình chế tạo, lắp ráp, thay thế và giao dịch mua bán Các đơn vị đo cơ bản và đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống, đơn vị đo được qui định thống nhất trong bảng đơn vị đo hợp pháp của nhà nước dựa trên qui định của hệ thống đo lường thế giới SI Trong hệ thống đo lường, có nhiều loại đơn vị đo nhưng trong ngành cơ khí có 2 loại đơn vị đo chính là: đơn vị đo chiều dài và đơn vị đo góc
Đơn vị đo chiều dài cơ bản là mét (m), với các đơn vị dẫn xuất phổ biến như centimet (cm), milimet (mm) và micromet (µm) Cụ thể, 1m tương đương với 100 cm, 1000 mm và 1 triệu µm Trong hệ đo lường Anh, đơn vị thường sử dụng là inch (1’’ = 25,40 mm).
* Đơn vị đo góc: Đơn vị đo góc là: độ kí hiệu (º), phút kí hiệu (’), giây kí hiệu (’’)
Các loại dụng cụ đo và phương pháp đo
Với sự phát triển không ngừng của ngành sản xuất, yêu cầu về đo lường kỹ thuật ngày càng cao, dẫn đến sự cải tiến mạnh mẽ trong thiết bị và dụng cụ đo Nhờ vào công nghệ hiện đại, độ chính xác trong đo lường cũng ngày càng được nâng cao.
Cuối thế kỷ 19 có calip giới hạn, calip tiêu chuẩn
Năm 1907 có minlimet đo tới 0,001 mm
Năm 1921 – 1925 có máy đo dùng khí nén
Năm 1930 có các máy đo dùng điện
Ngày nay có các máy đo quang học, máy đo điện tử hiện đại có thể đo được những khoảng cách tới 0,000004 mm
5.2.1 Các loại dụng cụ đo
Dụng cụ đo có thể chia làm 2 nhóm chính:
- Nhóm mẫu đo: Là những vật thể được chế tạo theo bội số hoặc ước số của đơn vị đo gồm: căn mẫu, góc mẫu, ke các loại…
Gồm các loại dụng cụ đo:
+ Dụng cụ đo có khấc và du xích, thước cặp, thước đo góc vạn năng;
+ Dụng cụ đo có vít vi phân, pan me
+ Máy đo có đòn bẩy cơ khí đồng hồ so
+ Máy đo có đòn bẩy quang học ốp ti mét
+ Máy đo cơ khí quang học, kính hiển vi
+ Máy đo dùng khí nén
Các loại dụng cụ đo thông dụng và phổ biến dùng trong ngành cơ khí: Thước cặp, pan me, calip, đồng hồ so
Phương pháp đo là các kỹ thuật và thủ thuật được sử dụng để xác định các thông số cần đo Tùy thuộc vào tiêu chí phân loại, có nhiều phương pháp đo khác nhau.
- Dựa vào quan hệ giữa đầu đo với đối tượng đo:
Phương pháp đo tiếp xúc là kỹ thuật đo lường trong đó đầu đo của dụng cụ tiếp xúc trực tiếp với bề mặt chi tiết cần đo Trong quá trình đo, giữa đầu đo và bề mặt chi tiết tồn tại một áp lực gọi là áp lực đo, giúp ổn định vị trí đo Các dụng cụ như cơ khí, quang cơ và điện tiếp xúc thường được sử dụng để thực hiện phương pháp này, mang lại kết quả đo tiếp xúc rất ổn định.
Áp lực trong quá trình đo có thể gây biến dạng cho vật thể, đặc biệt là các chi tiết làm từ vật liệu mềm Điều này dẫn đến sự kém cứng vững của hệ thống đo, từ đó ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo.
Phương pháp đo không tiếp xúc là kỹ thuật đo lường mà không tạo áp lực giữa dụng cụ và chi tiết, giúp bảo vệ bề mặt chi tiết khỏi biến dạng và trầy xước Phương pháp này rất phù hợp cho các chi tiết nhỏ, mỏng manh và dễ bị hư hại, đặc biệt là những sản phẩm yêu cầu bề mặt hoàn hảo không có vết xước.
- Dựa vào quan hệ giữa các giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo và giá trị của đại lượng đo:
Phương pháp đo tuyệt đối là cách đo mà toàn bộ giá trị cần xác định được hiển thị trực tiếp trên dụng cụ đo Mặc dù phương pháp này đơn giản và ít gây nhầm lẫn, nhưng quá trình đo kéo dài có thể dẫn đến độ chính xác kém.
Ví dụ: khi đo bằng thước cặp, pan me, thước đo góc vạn năng
Phương pháp đo tương đối, hay còn gọi là phương pháp so sánh, cho phép xác định sai lệch giữa giá trị đo và giá trị chuẩn Phương pháp này thường được sử dụng để hiệu chỉnh các dụng cụ đo, đảm bảo rằng chúng hoạt động chính xác và đáng tin cậy.
“0” Kết quả đo phải là tổng của giá trị chuẩn và giá trị chỉ thị:
Trong đó: - Q là kích thước cần xác định ( kết quả đo )
- Q 0 là kích thước của mẫu chỉnh 0
Giá trị chỉ thị của dụng cụ được biểu thị bằng x Độ chính xác của phép đo so sánh chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác của mẫu và quy trình hiệu chỉnh "0".
- Dựa vào quan hệ giữa đại lượng cần đo và đại lượng được đo:
Phương pháp đo trực tiếp là cách đo thẳng vào kích thước cần xác định, cho phép đọc trị số đo ngay trên phần chỉ thị của dụng cụ Mặc dù phương pháp này mang lại độ chính xác cao, nhưng hiệu quả sử dụng lại không cao.
Ví dụ như khi ta đo đường kính chi tiết bằng thước cặp, pan me, máy đo chiều dài…
Phương pháp đo gián tiếp là kỹ thuật không đo trực tiếp kích thước cần xác định, mà thay vào đó, nó sử dụng việc đo một đại lượng khác để tính toán và xác định kích thước đó.
Ví dụ, bạn có thể đo hai cạnh của tam giác vuông để tính toán cạnh huyền, hoặc xác định đường kính của một chi tiết bằng cách đo các yếu tố trong cung hoặc chu vi.
Phương pháp đo gián tiếp sử dụng mối quan hệ toán học hoặc vật lý giữa các đại lượng cần đo và đại lượng đo, mang lại hiệu quả cao và đa dạng Tuy nhiên, độ phức tạp của hàm quan hệ có thể làm giảm độ chính xác của phép đo.
Việc lựa chọn mối quan hệ trong các mối quan hệ đo lường cần dựa vào độ chính xác yêu cầu của đại lượng cần đo Cần ưu tiên những phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và yêu cầu trang thiết bị đo ít, nhằm đảm bảo tính khả thi trong quá trình thực hiện.
Trong quá trình đo lường, sai số là điều không thể tránh khỏi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ mòn của thiết bị, độ chính xác của dụng cụ đo, trình độ và khả năng của người thực hiện đo, cũng như sự lựa chọn của dụng cụ và phương pháp đo.
Vì vậy việc nắm vững phương pháp sử dụng dụng cụ và lựa chọn đúng phương pháp đo là yếu tố quan trọng quyết định kết quả đo.
Dụng cụ đo có khắc vạch
Dụng cụ đo có khắc vạch sử dụng rộng rãi trong các xưởng cơ khí, nó bao gồm nhiều loại và có thể phân ra hai loại chính sau:
- Thước không có thước phụ;
5.3.1 Thước không có thước phụ
- Thước không có thước phụ gồm có thước cứng, thước lá, thước cuộn, thước dây, thường dùng để đo những kích thước không cần độ chính xác cao
+ Thước cứng dùng nhiều trong công việc vạch dấu
+ Thước lá dùng trong công việc vạch dấu của cắt phôi
+ Thước lá cuộn, thước dây ít dùng trong sản xuất cơ khí
- Thước không có thước phụ sử dụng đơn giản, đo kiểm nhanh phạm vi rộng, nên được sử dụng ở hầu hết các phân xưởng trong nhà máy cơ khí
Thước cặp là công cụ đo lường chính xác, cho phép người dùng xác định các kích thước bên ngoài như chiều dài, chiều rộng, chiều cao và đường kính ngoài, cũng như các kích thước bên trong như đường kính lỗ và chiều rộng rãnh.
- Thước cặp 1/10 đo chính xác được phần mười ( mm ) nên thường dùng kiểm tra những kích thước chính xác thấp
- Thước cặp 1/20 và 1/50 đo chính xác được 0,05 và 0,02 ( mm ) nên thường dùng kiểm tra những kích thước tương đối chính xác
- Cấu tạo thước cặp như hình vẽ gồm thân thước chính (1) mang mỏ cố định
(4) khung trượt (2) con trượt (6) trên thân thước chính có chia khoảng kích thước ( mm ) hoặc (inh) a) b) c)
Hình 5.1: Thước cặp a) Thước cặp 1/10; b) Thước cặp 1/20 ; c) Thước cặp 1/50
- Trên khung trượt (2) có mỏ động (5) du xích (3) và vít (10) Du xích được chia vạch, giá trị mỗi vạch có thể là 0,1 mm; 0,05 mm; 0,02 mm
- Trên con trượt (6) có vít (7) và đai ốc (8) trục vít (9) vít (10) dùng để cố định khung trượt (2) trên thân thước chính
Mỏ động (5) có thể được điều chỉnh bằng tay hoặc di động nhỏ thông qua việc cố định con trượt (6) bằng vít (7) và vạn đai ốc (8) Vít (10) được sử dụng để hãm và cố định khung trượt, đảm bảo sự ổn định trong quá trình hoạt động.
(2), du xích (3) và mỏ động (5) với thước chính (1)
Nguyên lý du xích thước cặp là thiết kế cho phép đọc dễ dàng các phần lẻ của milimet (mm) Du xích của thước cặp được cấu tạo để tối ưu hóa khả năng đo lường chính xác.
Khoảng cách giữa 2 vạch trên du xích nhỏ hơn khoảng cách giữa 2 vạch trên thước chính Cứ n khoảng trên du xích thì bằng n - 1 khoảng trên thước chính
Như vậy: Nếu ta gọi khoảng cách giữa 2 vạch trên thước chính là a, khoảng cách giữa 2 vạch trên du xích là b
Ta có biểu thức sau: a (n-1) = b n
Hiệu số độ dài giữa các khoảng trên thước chính và thước du xích được xác định bằng tỷ số giữa độ dài mỗi khoảng trên thước chính và số lượng khoảng trên thước du xích.
Tỷ số: a / n là giá trị của mỗi vạch trên du xích hay gọi là độ chính xác của thước
Du xích chia n = 10 vạch nên tỷ số a/n = 1/10 = 0,1 Vậy độ chính xác của thước là 0,1 mm Thước cặp 1/10 có các loại:
+ Loại lấy 9 vạch trên thân thước chính chia làm 10 khoảng trên du xích + Loại lấy 19 vạch trên thân thước chính chia làm 10 khoảng trên du xích
Du xích chia n = 20 vạch nên tỷ số a/n = 1/20 = 0,05.
Vậy độ chính xác của thước là 0,05 mm Thước cặp 1/20 có các loại:
+ Loại lấy 19 vạch trên thân thước chính chia làm 20 khoảng trên du xích + Loại lấy 39 vạch trên thân thước chính chia làm 20 khoảng trên du xích b) Thước 1/20
Du tiêu chia n = 50 vạch nên tỷ số a/n = 1/50 = 0,02 Vậy độ chính xác của thước là 0,02 mm Lấy 49 vạch trên thân thước chính chia làm 50 khoảng trên du xích c) Thước 1/50
- Cách đọc trị số trên thước cặp:
Khi đo kích thước, để xác định vị trí vạch "0" của du tiêu trên thước chính, ta cần đọc phần nguyên của kích thước ở thước chính Phần nguyên này được xác định bằng vạch gần nhất với vạch "0" nằm bên trái của du tiêu.
Để đo kích thước, hãy xem vạch của du tiêu trùng với một vạch bất kỳ trên thước chính, từ đó đọc được phần lẻ của kích thước tại vị trí trùng nhau Kích thước đo được xác định theo công thức: L = m + k a / n.
Trong đó: L- kích thước cần đo m - số vạch của thước chính nằm phía trái vạch “0” của du tiêu
K - Vạch của du tiêu trùng vạch của thước chính n a - Độ chính xác của thước
Trước khi tiến hành đo, cần đảm bảo rằng thước đo đang sử dụng là chính xác Một thước được coi là chính xác khi hai mỏ đo của nó khít lại với nhau, và vạch "0" của thước du tiêu trùng với vạch "0" của thước chính.
- Phải kiểm tra xem vật đo có sạch, có “bavia” không nếu đo tiết diện tròn phải đo theo hai chiều, đo trên chiều dài phải đo ở 3 vị trí
Khi thực hiện đo, đầu tiên nới lỏng vít hãm để đẩy mỏ động lùi xa mỏ tĩnh, đảm bảo mặt phẳng chính của thước luôn song song và vuông góc với kích thước cần đo Tiếp theo, nhẹ nhàng đẩy mỏ động vào sát vật cần đo và vặn các vít hãm để cố định mỏ đo Sau khi đọc kết quả đo, nới lỏng vít hãm một lần nữa, đẩy mỏ động lùi ra khỏi chi tiết và đưa mỏ động về vị trí "0".
Khi đo kích thước bên trong như chiều rộng rãnh và đường kính lỗ, cần cộng thêm kích thước của hai mỏ đo vào giá trị đọc trên thước, thường là 10mm cho mỗi mỏ Đảm bảo đặt hai mỏ thước đúng vị trí của đường kính lỗ và thực hiện đo theo cả hai chiều để có kết quả chính xác.
- Không được dùng thước đo khi vật đang quay, không được đo các mặt thô, bẩn, không ép mạnh 2 mỏ đo vào vật đo
- Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc để mỏ đo khỏi bị mòn
- Thước đo xong phải để đúng vị trí ở trong hộp, không đặt thước chồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng khác lên thước
- Luôn giữ thước không bị bụi bẩn bám vào thước, nhất là bụi đá mài, phoi gang, dung dịch tưới
- Hàng ngày hết ca làm việc, phải lau chùi thước bằng giẻ sạch và bôi dầu mỡ cho khỏi bị gỉ
5.3.2.2 Thước đo chiều sâu chiều cao
Hình 5.2:Thước cặp đo sâu
Thước đo chiều sâu và chiều cao là thiết bị đo có cấu tạo tương tự như thước cặp, nhưng không có mỏ cố định Thước đo chiều sâu có mỏ động dạng thanh ngang, trong khi thước đo chiều cao cho phép lắp mũi đo hoặc mũi dấu Thước chính được gắn cố định trên một đế gang, đảm bảo độ chính xác trong quá trình đo.
- Thước đo sâu (hình 5.2) dùng để đo chiều sâu các lỗ bậc, rãnh hoặc độ cao các bậc trên chi tiết
- Thước đo cao (hình 5.3) thường dùng làm dụng cụ vạch dấu, tuỳ thuộc vào du tiêu từng loại thước mà trị số đo chính xác tới (0,01; 0.02; 0,05)mm
- Cách sử dụng thước đo chiều sâu tương tự thước cặp đo ngoài
Thước đo có vít chính xác là thiết bị đo lường có khả năng đo kích thước với độ chính xác lên tới 0,01mm Các loại thước đo này bao gồm panme đo ngoài, panme đo trong và panme đo sâu.
Các loại pan me hoạt động dựa trên nguyên tắc vít đai ốc, trong đó khi vít quay một vòng, đầu đo sẽ di chuyển một đoạn tương ứng với bước ren S Do đó, nếu đầu đo quay n vòng, thì nó sẽ di chuyển được một đoạn L = n S (mm).
Pan me đo ngoài là dụng cụ thiết yếu để đo kích thước chiều dài, rộng, dày và đường kính ngoài của các chi tiết Có nhiều cỡ pan me đo ngoài khác nhau, mỗi loại có giới hạn đo riêng biệt.
Hình 5.4 a)Pan me đo ngoài; b) Pan me đo trong; c) Pan me đo sâu
Thân (1) kết hợp chặt chẽ với đầu đo cố định số (2) và ống (3) Đầu bên phải của ống (3) được thiết kế với 3 rãnh và có ren trong để kết nối với phần cuối của đầu đo động số (4) Ngoài ra, ống (3) còn có ren côn bên ngoài để vặn ốc (5), điều chỉnh độ hở giữa vít (4) và đai ốc số (3), như thể hiện trong hình 9.4.
- Vít (4), một đầu là đầu đo động, một đầu lắp cố định với ống (6) bằng bạc nắm vặn (7) Ống (6) còn gọi là thước động
- Trên ống (3) khắc vạch 1 mm và 0,5 mm Trên mặt côn của ống (6) được chia ra 50 khoảng bằng nhau và có 50 vạch Bước ren của vít vi cấp 4 là 0,5 mm
Vì vậy khi ống (6) quay đi 1 vạch (quay 1/50) thì vít (4) sẽ tiến một đoạn L = 0,5
1 = 0,01 mm Ta nói giá trị mỗi vạch trên thước động (ống 6) là 0,01 mm
1 Giá - 2, Đầu đo cố định, 3 Trục vít, 4 Bạc, 5 Đai ốc, 6 Bạc du xích, 8 Núm vặn, 9 Chốt cóc, 10 Lò xo, 11 Vít hãm, 12 Khóa hãm
Trên panme, núm (8) kết hợp với chốt giúp giới hạn áp lực đo Khi mỏ đo (4) tiếp xúc với vật cần đo đủ áp lực, vặn núm (8) sẽ khiến các răng trượt lên nhau, ngăn không cho thước động (6) và đầu đo động (4) quay hoặc tiến thêm Đai ốc (10) có chức năng hãm chặt đầu đo động (4) với ống.
(3) cho khỏi xê dịch khi đọc trị số đo
+ Căn cứ vào mép ống động (6) đọc được số (mm) và (0,5 mm) ở ống cố định số (3)
+ Dựa vào vạch chuẩn trên ống (3), đọc số phần trăm (mm) trên mặt côn của ống (6)
Chú ý: Pan me là loại dụng cụ đạt độ chính xác 0,01mm, nên trị số đo đọc được luôn là 2 số lẻ (sau phần nguyên )
Dụng cụ đo có bề mặt số (đồng hồ so)
- Đồng hồ so có giá trị chia 0,01mm;
- Đồng hồ so kiểu hiện số điện tử;
- Đồng hồ đo chuyên dùng cho các chuyển vị nhỏ ở các vị trí khó đo, trong không gian hạn chế
5.4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và công dụng
Đồng hồ so được thiết kế dựa trên nguyên tắc chuyển động của thanh răng và bánh răng, trong đó chuyển động lên xuống của thanh đo được truyền qua hệ thống bánh răng, làm cho kim đồng hồ quay trên mặt số Cấu tạo của đồng hồ so bao gồm các thành phần chính như thanh răng, bánh răng và kim đồng hồ, trong khi nguyên lý làm việc của nó dựa vào sự chuyển động chính xác và nhịp nhàng giữa các bộ phận này.
1 Đầu đo 4 Kim lớn 7 ống dẫn hướng
2 Thanh răng 5 Kim nhỏ 8 Thân
3 Mặt số lớn 6 Mặt số nhỏ 9 Nắp
Mặt số lớn của đồng hồ được chia thành 100 khấc, với mỗi khấc tương đương 0,01mm Khi thanh đo (9) di chuyển lên xuống 0,01mm, kim lớn (3) sẽ quay một khấc Khi kim (3) quay hết một vòng 100 khấc, thanh đo (9) sẽ di chuyển 1mm, dẫn đến kim nhỏ (6) trên mặt số (7) quay một khấc Do đó, giá trị mỗi khấc trên mặt số nhỏ là 1mm.
- Thanh đo (9) có lắp đầu đo (10) thanh (9) xuyên qua thân đồng hồ và trượt lên xuống trong ống (8)
* Nguyên lý làm việc (hình 5.7b)
Thanh đo (9) chuyển động lên xuống thông qua đoạn thanh răng( trên thanh
(9) làm quay răng 1 răng, bánh răng 2 0 răng ( lắp cùng trục với bánh răng
Bài viết mô tả quá trình hoạt động của một hệ thống truyền động, trong đó có ba bánh răng và một kim lớn quay trên bảng chia Bánh răng thứ tư cũng quay và được gắn với một lò xo xoắn, giúp duy trì sự ổn định cho bộ truyền ngay cả khi trục đo di chuyển lên hoặc xuống Lò xo thứ hai giữ cho thanh đo luôn hạ xuống, tạo áp lực cần thiết cho việc đo lường chính xác.
- Được dùng nhiều trong việc kiểm tra sai lệch hình dạng hình học của chi tiết gia công như: độ côn, độ cong, độ ô van
Kiểm tra vị trí tương đối giữa các chi tiết lắp ghép và các bề mặt gia công là rất quan trọng, bao gồm việc xác định độ song song, độ vuông góc, độ đảo và độ không đồng trục Những yếu tố này đảm bảo sự chính xác và chất lượng trong quá trình lắp ráp và sản xuất.
5.4.3 Cách sử dụng và bảo quản
Khi sử dụng đồng hồ so, trước tiên cần gá đồng hồ lên giá đỡ vạn năng hoặc phụ tùng riêng Tùy theo từng trường hợp, điều chỉnh đầu đo để tiếp xúc với vật cần kiểm tra Đảm bảo mặt số lớn kim trở về vị trí vạch “0”, sau đó di chuyển đồng hồ để mỏ đo tiếp xúc với bề mặt vật kiểm tra, đồng thời theo dõi sự di chuyển của kim.
Kim đồng hồ quay bao nhiêu vạch phản ánh mức độ di chuyển của thang đo, tương ứng với phần trăm mm đã thay đổi Từ đó, chúng ta có thể xác định được độ sai lệch của vật cần kiểm tra.
Hình 5.9 Cách sử dụng và bảo quản đồng hồ so
- Đồng hồ so là loại dụng cụ đo có độ chính xác cao, vì vậy trong quá trình sử dụng cần hết sức nhẹ nhàng tránh va đập
- Giữ không để xước hoặc vỡ dập mặt đồng hồ
- Không nên dùng tay ấn vào đầu đo làm thanh đo di chuyển mạnh
Đồng hồ so cần được đặt trên giá để đảm bảo độ chính xác và bền bỉ Sau khi sử dụng, hãy cất đồng hồ vào hộp và tránh để ở những nơi ẩm ướt hoặc tiếp xúc với hóa chất để bảo vệ thiết bị.
Ca líp
5.5.1.1 Cấu tạo và công dụng
Calíp bao gồm một thân và hai đầu đo: đầu qua (ký hiệu Q) và đầu không qua (ký hiệu KQ) Đầu qua có chiều dài lớn hơn đầu không qua, như minh họa trong hình vẽ 5.10.
Kích thước danh nghĩa của đầu qua được chế tạo theo kích thước giới hạn nhỏ nhất, trong khi kích thước danh nghĩa của đầu không qua được chế tạo theo kích thước giới hạn lớn nhất của chi tiết cần kiểm tra Để tiện lợi cho người sử dụng, calíp nút được thiết kế với các kết cấu khác nhau để phù hợp với các phạm vi kích thước khác nhau Hình vẽ minh họa một số kiểu calíp nút theo tiêu chuẩn TCVN 2753 - 78 và TCVN 2780 - 78 (Hình 5.10).
Vớ dụ: Cần kiểm tra lỗ cú kớch thước ỉ30H7
Trong bảng dung sai và lắp ghép, chúng ta có kích thước danh nghĩa đầu qua là dQ = 30mm và kích thước danh nghĩa đầu không qua là dKQ = 30,021mm, với dung sai là ỉ30 +0,021.
Mỗi calíp chỉ được sử dụng để kiểm tra một kích thước cụ thể của một loạt chi tiết, do đó các chi tiết khác có cùng kích thước danh nghĩa sẽ không phù hợp để kiểm tra bằng calíp đó.
- Vớ dụ: Calớp dựng để kiểm tra lỗ ỉ30H7 khụng dựng để kiểm tra lỗ ỉ30H6 hoặc lỗ ỉ30H8 được
Calíp nút dùng để kiểm tra kích thước của lỗ, rãnh các chi tiết gia công khi sản xuất hàng loạt
5.5.1.2 Cách sử dụng và bảo quản
Khi kiểm tra kích thước, hãy nhẹ nhàng đưa các đầu đo của calip vào lỗ của chi tiết Nếu đầu đo đi qua được lỗ, còn đầu không đi qua không lọt được, thì kích thước của chi tiết được coi là đạt yêu cầu.
Nếu đầu qua không đi qua được lỗ thì kích thước thực của chi tiết còn nhỏ hơn kích thước giới hạn nhỏ nhất cho phép
Nếu đầu không qua đi qua được lỗ thì kích thước thực của chi tiết lớn hơn kích thước giới hạn lớn nhất cho phép
Trong cả hai trường hợp trên, chi tiết đều không đạt yêu cầu
- Trước khi kiểm tra cần lau sạch calíp và chi tiết cần kiểm tra
- Khi đưa chi tiết vào calíp để kiểm tra cần giữ tâm của calíp trùng với tâm lỗ kiểm tra
- Không được ấn mạnh calíp vào lỗ của chi tiết
- Tuyệt đối không kiểm tra khi chi tiết đang quay hoặc chi tiết còn nóng
- Không được dùng các vật khác đóng vào các đầu đo của calíp
- Sau mỗi ca làm việc cần lau chùi calíp cẩn thận bằng giẻ sạch và bôi dầu vào các mặt đo
5.5.2.1 Cấu tạo và công dụng
Calíp hàm, giống như calíp nút, bao gồm một thân và hai hàm đo Trong đó, một hàm đo có khả năng đo qua và một hàm không đo qua, được ký hiệu lần lượt là Q và KQ.
Khác với calíp nút, kích thước danh nghĩa của hàm được chế tạo dựa trên kích thước giới hạn lớn nhất, trong khi kích thước danh nghĩa của hàm không được chế tạo theo kích thước giới hạn nhỏ nhất của kích thước cần kiểm tra.
Ví dụ khi cần kiểm tra kích thước trục: 45
Kích thước danh nghĩa của hàm qua là:
DQ = dmax = 45+ 0,012 = 45,012mm kích thước danh nghĩa của hàm không qua :
D KQ = d max = 45+ (- 0,008) = 44,992mm Calíp hàm được chế tạo theo nhiều kiểu dùng cho những phạm vi đo khác nhau
Calíp hàm dùng để kiểm tra kích thước của chi tiết trục trong sản xuất hàng loạt
5.5.2.2 Cách sử dụng và bảo quản
Khi sử dụng calíp nút, cần nhẹ nhàng đưa calíp qua chi tiết Nếu đầu calíp đi qua chi tiết một cách dễ dàng, còn nếu không thể đi qua thì kích thước của chi tiết được coi là đạt yêu cầu.
Khi kiểm tra chi tiết bằng calíp, cần lưu ý không ấn mạnh tay vào calíp, mà chỉ nên đưa nhẹ nhàng Trọng lượng của calíp sẽ tự động tác động lên chi tiết mà không cần lực từ tay.
Sử dụng nhẹ nhàng, tránh những va chạm làm sây xát, biến dạng các hàm đo của calíp
Sau mỗi ca làm việc, cần lau chùi calíp bằng dẻ sạch và bôi dầu mỡ vào các hàm đo.
Dụng cụ đo góc
5.6.1 Đo góc bằng phương pháp đo trực tiếp Đo trực tiếp là phương pháp đo dùng những dụng cụ chuyên dùng đặt trực tiếp lên góc của chi tiết kiểm tra để xác định kết quả
5.6.1.1 Đo góc bằng mẫu, ê ke, ca líp côn a) Góc mẫu
Dùng để đo và kiểm tra góc, chia khấc vạch trên các dụng đo góc, kiểm tra các calip đo góc
Góc mẫu là những khối thép được chế tạo chính xác theo hai loại: loại hình tam giác và loại hình tứ giác (hình 5.12)
Tam giác có một góc đo, trong khi tứ giác có bốn góc đo Các trị số đo của các góc này cách nhau 1 độ, 10 phút, và 1 giây, với một góc mẫu có trị số 10 độ 00 phút 30 giây.
Cũng như căn mẫu, góc mẫu được chế tạo thành từng bộ 94 miếng, 36 miếng, 19 miếng và 5 miếng
Khi sử dụng góc mẫu, bạn có thể lựa chọn sử dụng từng miếng riêng lẻ hoặc ghép nhiều miếng lại với nhau bằng các dụng cụ kẹp Phạm vi đo của góc mẫu dao động từ 10 độ trở lên.
Phương pháp chọn góc mẫu tương tự như cách chọn căn mẫu Để thực hiện, bạn cần đặt góc mẫu sát cạnh của góc cần kiểm tra và nâng lên tầm mắt Sau đó, quan sát khe sáng giữa hai mặt tiếp xúc của góc mẫu và vật đo; nếu khe sáng đều, điều đó chứng tỏ góc nhìn của vật đo khớp với góc mẫu.
Góc mẫu được sản xuất với hai cấp độ chính xác: cấp chính xác 1 cho phép dung sai góc là ±10”, trong khi cấp chính xác 2 cho phép dung sai là ±30” Độ thẳng của các mặt đo trên góc mẫu có sai lệch tối đa là 0,3 µm trên chiều dài các cạnh.
Ke là công cụ chủ yếu để kiểm tra góc vuông và độ sáng của mặt phẳng, đồng thời kiểm tra vị trí tương đối của các chi tiết trong quá trình lắp ráp Ngoài ra, ke còn được sử dụng để xác định độ chính xác của máy và hỗ trợ trong việc vạch dấu.
Trong chế tạo cơ khí thường dùng các loại ke 90 0 , 120 0 , trong đó ke 90 0 được dùng nhiều hơn (hình 5.13)
Ke thường chế tạo bằng thép cacbon dụng cụ Y8 hoặc thép hợp kim dụng cụ
Khi sử dụng ke để kiểm tra góc vuông, ta đặt một cạnh của ke sát với mặt của góc vuông của vật Sau đó, nâng cả vật và ke lên ngang tầm mắt để quan sát khe sáng giữa cạnh còn lại của ke và mặt phẳng Nếu khe sáng lớn dần ra phía ngoài, nghĩa là góc của vật nhỏ hơn góc của ke; ngược lại, nếu khe sáng hẹp lại, góc của vật lớn hơn góc của ke.
Hình 5.13 Các loại ke 90 0 c) Calíp côn
Calíp côn dùng để kiểm tra trục côn và lỗ côn (hình 5.14)
Hình 5.14: Calip trục côn và calíp lỗ côn m m
Khi kiểm tra lỗ côn dùng calíp trục, khi kiểm tra trục dùng calíp lỗ Côn dụng cụ gồm hai loại côn moóc và côn hệ mét
- Côn moóc gồm bẩy số: 0; 1; 2; 3; 4; 5 và 6
- Côn hệ mét gồm các lỗ: 40; 60; 80; 100; 120; 160 và 200
Khi sử dụng calíp trục để kiểm tra lỗ côn, trước tiên bạn cần xoa bột màu lên calíp Sau đó, lắp calíp vào lỗ của chi tiết cần kiểm tra và xoay nhẹ calíp khoảng 3/4 vòng trước khi lấy ra Dựa vào vết màu trên calíp, bạn có thể đánh giá chính xác góc của chi tiết.
+ Nếu vết màu đều trên suốt chiều dài calíp thì góc của chi tiết bằng góc của calíp
+ Nếu vết màu ở đầu nhỏ của calíp thì góc của chi tiết lớn hơn góc của calíp và ngược lại
+ Trường hợp nếu vết màu chỉ ở đoạn giữa hoặc ở hai đầu thì đường sinh của lỗ không thẳng
Khi sử dụng calíp lỗ để kiểm tra trục côn, bạn cần xoa bột màu lên bề mặt chi tiết Đường kính của chi tiết sẽ được xác định thông qua đường chuẩn hoặc đoạn khấc trên calíp Nếu đường kính côn đạt tiêu chuẩn, mặt đầu của chi tiết sẽ nằm trong khoảng m của calíp.
5.6.1.2 Đo góc bằng thước đo góc vạn năng
- Thước đo góc vạn năng dùng để đo góc bằng phương pháp đo tuyệt đối
Thước có nhiều loại có cấu tạo khác nhau Trong ngành cơ khí thường dùng loại thước đo góc có du tiêu đọc được chính xác tới 5’ và 3’
- Khi sử dụng tuỳ theo độ lớn và đặc điểm từng góc cần đo, có thể lắp theo nhiều cách khác nhau để đo
+ Khi lắp cả thước và ke thì đo được góc từ 0 0 ÷ 50 0 ;
+ Khi tháo ke ra thì đo được góc từ 50 0 ÷ 140 0 ;
+ Khi lắp ke, bỏ thước thẳng ra sẽ đo được góc từ 140 0 ÷ 230 0 ;
+ Khi không lắp ke và thước thẳng sẽ đo được góc từ 230 0 ÷ 320 0
Nguyên lý du tiêu của thước đo góc vạn năng tương tự như nguyên lý du tiêu của thước cặp, vì vậy cách đọc trị số đo cũng giống nhau Để đọc số độ, bạn cần theo dõi vạch “0” của du tiêu trên thước chính, sau đó xác định vạch nào của du tiêu trùng với vạch của thước chính Cuối cùng, lấy số vạch của du tiêu trùng với vạch của thước chính và nhân với tỷ số n a của thước để tính số phút của góc đo.
Loại thước thường gặp có a = 1 0 , n = 30 do đó n a = 1 0 0 n 30
60 ' = 2 ’ như vậy giá trị mỗi vạch trên du tiêu của thước đo góc vạn năng này là 2 ’
5.6.2 Đo góc bằng phương pháp đo gián tiếp
Khi không sở hữu dụng cụ đo góc chuyên dụng, bạn có thể sử dụng các công cụ đo thông thường để xác định góc Bằng cách đo các yếu tố cấu thành góc và áp dụng các hàm số lượng giác, bạn có thể tính toán giá trị của góc cần đo một cách chính xác.
5.6.2.1 Đo góc côn ngoài Để đo góc côn của chi tiết như hình vẽ ta dùng hai trục đo có cùng đường kính chế tạo chính xác và hai khối căn mẫu có độ cao bằng nhau ( hình 5.15)
Hình 5.15 Đo góc côn ngoài
Đầu tiên, hãy đặt hai trục đo tiếp xúc với đầu có đường kính vừa phải và sử dụng thước cặp hoặc panme để đo kích thước m Tiếp theo, sử dụng căn mẫu để nâng cao hai trụ lên một khoảng ℓ và đặt hai trụ đo tiếp xúc với chi tiết để đo kích thước M.
Nếu gọi góc côn của chi tiết là 2, từ những kích thước đã cho ta tính được góc côn của chi tiết tg 2 m
Sử dụng hai viên bi có đường kính d1 và d2, lần lượt đặt chúng vào lỗ và đo độ sâu bằng thước đo sâu hoặc panme để xác định độ cao tương ứng h1 và h2.
Từ các kết quả đo ta tính được: tg = O2I
Từ các kết quả đó ta có thể tính được góc
Phương pháp đo góc gián tiếp rất thuận lợi, nhanh chóng và đạt độ chính xác cao
Hình 5.16 Đo góc côn trong
1 Thế nào là đo lường Nêu các đơn vị đo thường dùng trong ngành cơ khí?
2 Trình bày các dụng cụ đo và phương pháp đo lường trong kỹ thuật?
3 Hãy nêu cách đọc trị số đo trên thước cặp 1/10, 1/20, 1/50
4 Trình bày cách sử dụng và bảo quản thước cặp
5 Chọn loại thước cặp để kiểm tra các kích thước : 39,90; 40,025 ; 29,92 ; 60,42 ; 52,034
6 Trình bày công dụng, cấu tạo và cách sử dụng các loại panme: đo ngoài, đo trong và đo sâu
7 Nêu cách đọc trị số trên panme, những chú ý trong quá trình sử dụng bảo quản
8 Tính trị số trung bình của 10 số đo trên cùng một chi tiết gia công do mười học viên thực hiện bằng panme hệ mét
9 Hãy nêu công dụng và cách sử dụng đồng hồ so?
10 Trình bày phương pháp sử dụng và cách bảo quản của các loại calíp?
11 Trình bày công dụng, cấu tạo của calíp nút, calíp hàm Căn cứ vào đâu để xác định kích thước danh nghĩa các đầu đo của calíp
12 Chọn loại calíp để kiểm tra các kích thước sau:
13 Trình bày công dụng và phương pháp sử dụng các dụng cụ đo góc: góc mẫu, ke, calip côn, thước đo góc vạn năng
14 Trình bày nội dung cơ bản của các phương pháp đo góc gián tiếp
PHỤ LỤC 1: Dung sai lắp ghép bề mặt trơn
Bảng 1: Sai lệch giới hạn kích thước lỗ đối với kích thước đến 500mm
Kích thước danh nghĩa, mm A 1) B 1- C 1) Kích thước danh nghĩa, mm A B C
Trê n Đến và bao gồm
11 12 11 12 11 12 Trê n Đến và bao gồm
Chú thích: Các sai lệch A,B không được dùng cho bất kỳ dung sai tiêu chuẩn nào đối với kích thước nhỏ hơn bằng 1mm
Kích thước danh nghĩa mm
Trê n Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm H
Trên Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm
Trên Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm
Trên Đến và bao gồm 6 7 9 7 7 7 8
Bảng 2: Sai lệch giới hạn kích thước trục đối với kích thước đến500mm TCVN 2245-99
Kích thước danh nghĩa, mm a 1) b 1- c 1)
Kích thước danh nghĩa, mm a b c
Trê n Đế n và bao gồ m
11 12 11 12 11 12 Trê n Đế n và bao gồ m
Chú thích: Các sai lệch a, b không dùng cho bất kỳ dung sai tiêu chuẩn nào đối với kích thước 1mm
Kích thước danh nghĩa, mm d e f g
Trê n Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm h
Trên Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm j S k m n
Trên Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm p r s
Trên Đến và bao gồm
Kích thước danh nghĩa, mm t u x z
Trên Đến và bao gồm 5 6 7 6 7 8 8 8
Bảng 3: Độ dôi giới hạn của lắp ghép chặt có kích thước
Từ 1 đến 500mm ( TCVN2244-99 VÀ TCVN 2245-99 )
Kích thước danh nghĩa mm
Lắp ghép trong hệ lỗ cơ bản 4
Lắp ghép trong hệ trục cơ bản 4
S - Độ dôi giới hạn N N max min m
PHỤ LỤC 2 Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt Bảng 4: Dung sai độ phẳng và độ thẳng TCVN 384 - 93
Khoảng kích thước danh nghĩa(mm)
Chiều dài danh nghĩa của phần chuẩn được sử dụng làm kích thước danh nghĩa Nếu không có phần chuẩn được cung cấp, chiều dài danh nghĩa của bề mặt lớn hoặc đường kính lớn danh nghĩa của bề mặt mút sẽ được xem là kích thước danh nghĩa.
PHỤ LỤC 3 Dung sai chi tiết điển hình Bảng 5: Kích thước cơ bản cảu ổ lăn
Chú thích: Các kích thước d, D, B r của ổ lăn kiểu 36000, 46000, 80000,
66000, 42000, 32000, 12000, 2000, 116000, 176000, 92000, 1020000 cũng tra theo bảng này theo ba số sau cùng tương ứng ví dụ ổ lăn 92311 có d = 55mm, D = 120mm, B = 29mm, r = 3mm
Bảng 6: Kích thước cơ bản của then hoa răng chữ nhật
Không nhỏ hơn Kích thước danh nghĩa
Sai lệch giới hạn Loại trung
Bảng 7: Lắp ghép theo đường dính định tâm d
Miền dung sai của lỗ
Sai lệch cơ bản của trục e F g h jS n
Bảng 8: Lắp ghép theo chiều rộng b (khi định tâm theo d)
Miền dung sai của lỗ
Sai lệch cơ bản d e f g h jS k
Bảng 9: Lắp ghép theo đường kính đinh tâm D
Miền dung sai của lỗ
Sai lệch cơ bản của trục e f g h jS n
Bảng 10: Lắp ghép theo chiều rộng b ( khi định tâm theo D)
Miền dung sai của lỗ
Sai lệch cơ bản của trục d e f g h jS
Bảng 11: Trị số dung sai góc, TCVN 260 – 86
AT AT ' AT h AT D AT AT ' AT h AT D
- rad ph - gi ph - gi
m - rad ph - gi ph - gi
AT AT ' AT h AT D AT AT ' AT h AT D
- rad ph - gi ph - gi
m - rad ph -gi ph - gi
AT AT ' AT h AT D AT AT ' AT h AT D
- rad ph -gi ph - gi
m - rad ph -gi ph - gi
Bảng 12: Đường kính trung bình và trong của ren hệ met - mm
Bước ren p Đường kính ren ( bu lông và đai ốc)
Bước ren p Đường kính ren ( bu lông và đai ốc) Đường kính trung bình d 2 , D 2 Đường kính trung bình d 1, D 1 Đường kính trung bình d 1, D 1 Đường kính trung bình d 2 , D 2
Ví dụ: Đối với ren M16 bước P =2mm thì d(D) = 16mm, d 2 (D 2 )= 14,701mm, d1(D 1 )
Bảng 13: Sai lệch giới hạn kích thước ren trong
TCVN 1917 - 93 Đường kính danh nghĩa của ren d, mm
Miền dung sai ren ngoài
EI ES EI ES EI EI ES EI ES EI
Bảng 14: Sai lệch giới hạn kích thước ren ngoài
TCVN 1917 - 93 Đường kính danh nghĩa của ren d, mm
Miền dung sai ren ngoài
Sai lệch giới hạn, m es ei Es ei es es ei es ei es
