TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI KHOA: CƠ KHÍ – ĐỘNG LỰC GIÁO TRÌNH DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT SỐ GIỜ: 40 NGHỀ: CÔNG NGHỆ ÔTÔ ( Lưu hành nội bộ) Tác giả: Tạ Thị Hoàng Thân Lê Thị Nga Lào Cai, năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Nhiệm vụ quan trọng trình thiết kế sản phẩm hoàn thiện sản phẩm cũ chuẩn bị tốt vẽ thiết kế cơng nghệ, tạo khả đảm bảo tính cơng nghệ cần thiết chất lượng cao sản phẩm Để giải tốt nhiệm vụ đó, nhà thiết kế cần phải nắm vững nguyên tắc để lựa chọn dung sai cho thơng số hình học chi tiết lắp ghép cho mối ghép theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam ban hành Nội dung giáo trình biên soạn sở kế thừa nội dung có giáo trình dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật ban hành kết hợp với yêu cầu phù hợp với điều kiện học tập giảng dạy nghề học sửa chữa ôtô nhằm nâng cao chất lượng đào tạo, giáo trình gồm có chương Trong giáo trình phần lý thuyết mơn học xắp xếp theo trình tự lơgíc, kiến thức đọng Trong số nội dung trình bầy tỉ mỉ nhằm giúp cho người đọc dễ hiểu Sau nội dung lý thuyết có câu hỏi tập kèm theo để nâng cao tính thực hành mơn học Việc biên soạn tài liệu thật chất lượng cao việc khó Mặc dù tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, song khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận góp ý bạn đọc để bổ xung cho giáo trình hồn chỉnh Các tác giả HƯỚNG DẪN ĐỌC GIÁO TRÌNH Chương trình mơn học sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Hướng dẫn số điểm phương pháp dạy học - Môn học ‘Dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật’ bao gồm lý thuyết thực hành (bài tập) chương: Chương 1: Các khái niệm hệ thống dung sai lắp ghép Chương 2: Hệ thống dung sai lắp ghép Chương 3: Dụng cụ đo thơng dụng khí Những trọng tâm chương trình cần ý - Trình bày khái niệm dung sai lắp ghép thành thạo việc giải tập lắp ghép - Giải tốn chuỗi kích thước đơn giản - Tra bảng dung sai để làm tập hệ thống lắp ghép - Nhận biết loại dụng cụ đo phương pháp đo - Thao tác sử dụng loại dụng cụ đo thành thạo MỤC LỤC Nội dung Trang Lời nói đầu Hướng dẫn nghiên cứu giáo trình Mục lục Chương 1: Các khái niệm hệ thống dung sai lắp ghép 1.Các khái niệm dung sai lắp ghép 1.1 Tính đổi lẫn chức ngành khí chế tạo 1.2 Kích thước, sai lệch giới hạn, dung sai 1.3 Lắp ghép loại lắp ghép 12 Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn 2.1 Hệ thống dung sai 18 18 2.2 Hệ thống lắp ghép 2.3 Các bảng dung sai 2.4 Các lắp ghép tiêu chuẩn Dung sai hình dạng, vị trí độ nhám bề mặt 23 25 3.1 Nguyên nhân chủ yếu gây sai số q trình gia cơng 3.2 Sai số hình dạng vị trí bề mặt chi tiết gia công 25 3.3 Nhám bề mặt 34 Chương 2: Hệ thống dung sai lắp ghép Dung sai kích thước lắp ghép mối ghép thông dụng 42 42 1.1 Dung sai láp ghép ổ lăn 42 1.2 Dung sai lắp ghép then then hoa 45 1.3 Dung sai lắp ghép 50 Dung sai kích thước lắp ghép mối ghép ren 54 2.1 Các thơng số kích thước 2.2 Ảnh hưởng yếu tố đến tính đổi lẫn ren 57 2.3.Cấp xác chế tạo ren Dung sai truyền động bánh 59 3.1 Các thông số chuyền động bánh 59 3.2 Các yếu tố kỹ thuật truyền động bánh 61 3.3 Đánh giá mức xác truyền động bánh 3.4.Tiêu chuẩn dung sai, cấp xác truyền động bánh Chuỗi kích thước 62 4.1 Khái niệm 62 4.2 Các thành phần chuỗi 64 4.3 Giải chuỗi kích thước (Bài tốn thuận) 64 Chương 3: Dụng cụ đo thơng dụng khí 69 Cơ sở đo Lường kỹ thuật 69 1.1 Khái niệm đo lường kỹ thuật 69 1.2 Dụng cụ đo phương pháp đo 70 Căn mẫu 72 2.1 Cấu tạo, công dụng mẫu 72 2.2 Bảo quản 74 Thước cặp 75 3.1 Công dụng, cấu tạo, nguyên lý du xích 75 3.2 Cách sử dụng 80 3.3 Cách bảo quản 80 Pan me 81 4.1 Nguyên lý làm việc pan me 81 4.2 Cách sử dụng 81 4.3 Bảo quản 85 Đồng hồ so 86 5.1 Công dụng, cấu tạo nguyên lý làm việc đồng hồ so 86 5.2 Sử dụng bảo quản 87 Tài liệu tham khảo 95 Bảng phụ lục 96 CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP Các khái niệm dung sai lắp ghép 1.1 Tính đởi lẫn chức ngành khí chế tạo 1.1.1 Bản chất tính đổi lẫn chức Tính đổi lẫn chức loạt chi tiết khả thay cho chi tiết khác loại mà không cần phải lựa chọn sửa chữa mà đảm bảo u cầu kỹ thuật Ví dụ: Đai ốc lắp với bu lơng có chức bắt chặt, líp xe lắp với moay có chức truyền chuyển động Khi ta chế tạo hàng loạt đai ốc loại, líp xe loại, lấy đai ốc nào, líp xe vừa chế tạo lắp vào bu lông, vào moay thực chức loại đai ốc, loại líp xe chế tạo đạt tính đổi lẵn chức Tính đổi lẫn chức chia làm hai loại: + Đổi lẫn chức hoàn toàn Trong loạt chi tiết loại, chi tiết thay cho nhau, loạt đạt tính đổi lẫn chức hồn tồn Đổi lẫn chức hồn tồn địi hỏi phải có độ xác cao, giá thành sản phẩm cao Lắp lẫn hoàn toàn dùng chế tạo chi tiết tiêu chuẩn bu lông - đai ốc, bánh răng, ổ lăn , chi tiết dự trữ, thay + Đổi lẫn chức khơng hồn tồn Nếu số chi tiết loạt không lắp lẫn cho lắp lẫn cho cần phải gia cơng thêm lắp ghép loạt chi tiết đạt tính lắp lẫn khơng hồn tồn Đổi lẫn chức khơng hồn tồn cho phép chi tiết chế tạo với phạm vi dung sai lớn hơn, thường thực công việc lắp ráp nội phân xưởng nhà máy Các chi tiết có tính đổi lẫn chức phải giống hình dạng kích thước, kích thước khác phạm vi cho phép đó, phạm vi cho phép gọi dung sai Như dung sai yếu tố định đổi lẫn chức năng, tuỳ theo giá trị dung sai mà chi tiết đạt tính đổi lẫn chức hồn tồn hay khơng hồn tồn 1.1.2 Ý nghĩa tính đổi lẫn chức Tính đổi lẫn chức chế tạo máy điều kiện cần thiết sản xuất tiên tiến Trong sản xuất hàng loạt, không đảm bảo ngun tắc tính đổi lẫn chức khơng thể sử dụng bình thường nhiều loại đồ dùng phương tiện sống Ví dụ : Lắp bóng đèn điện vào đui đèn; vặn đai ốc vào bulơng có kích cỡ kích thước, lắp ổ lăn có số hiệu kích thước vào trục ổ trục v.v Trong sản xuất, nhờ tính đổi lẫn chức chi tiết trình lắp ráp đơn giản thuận tiện Trong sửa chữa, thay chi tiết bị hỏng chi tiết dự trữ loại Ví dụ: xéc măng, piston máy làm việc ngay, giảm thời gian ngừng máy để sửa chữa, tận dụng thời gian sản xuất Về mặt cơng nghệ, có chi tiết thiết kế chế tạo đảm bảo tính đổi lẫn tạo điều kiện cho việc hợp tác sản xuất xí nghiệp, thực chun mơn hoá dễ dàng, tạo điều kiện để áp dụng kỹ thuật tiên tiến, tổ chức sản xuất hợp lý, nâng cao xuất chất lượng, hạ giá thành sản phẩm Như tính đổi lẫn chức có ý nghĩa lớn kinh tế, kỹ thuật 1.2 Kích thước, sai lệch giới hạn, dung sai 1.2.1 Kính thước: Kích thước giá trị số đại lượng đo chiều dài( đường kính, chiều dài, chiều rộng…) theo đơn vị đo lựa chọn Trong công nghiệp chế tạo khí đơn vị thường dùng milimét( mm) quy ước thống vẽ kỹ thuật khơng cần ghi chữ (mm) 1.2.1.1 Kích thước danh nghĩa Kích thước danh nghĩa kích thước xác định dựa vào chức chi tiết, sau chọn cho với trị số gần kích thước có bảng tiêu chuẩn Ví dụ tính toán (về sức bền, độ cứng vững, độ ổn định…) người thiết kế xác định kích thước chi tiết 35,785 mm; đối chiếu với tiêu chuẩn chọn kích thước 36 mm Kích thước 36 mm kích thước danh nghĩa chi tiết Kích thước danh nghĩa dùng để xác định kích thước giới hạn tính sai lệch Ký hiệu kích thước danh nghĩa: + Đối với chi tiết trục dN + Đối với chi tiết lỗ DN Hình 1.1.Biểu diễn kích thước lỗ trục 1.2.1.2 Kích thước thực Là kích thước nhận từ kết đo trực tiếp chi tiết Sai số kích thước thực phụ thuộc vào độ xác dụng cụ đo Trong thực tế lúc xác định kích thước cách xác, nên cịn cho phép quan niệm kích thước thực kích thước xác định cách đo với sai số cho phép Ký hiệu kích thước thực: + Đối với chi tiết trục dth + Đối với chi tiết lỗ Dth Khi gia công, đạt kích thước thực hồn tồn kích thước danh nghĩa, sai lệch kích thước thực kích thước danh nghĩa phụ thuộc nhiều yếu tố: độ xác máy, dao gia cơng, dụng cụ gá lắp, dụng cụ đo kiểm, trình độ tay nghề người thợ v.v Miền sai lệch cho phép kích thước thực so với kích thước danh nghĩa phụ thuộc vào mức độ xác yêu cầu tính chất lắp ghép chi tiết 1.2.1.3 Kích thước giới hạn Khi gia công một kích thước chi tiết đó, ta cần phải quy định phạm vi cho phép sai số chế tạo kích thước Phạm vi cho phép giới hạn hai kích thước quy định gọi kích thước giới hạn Kích thước giới hạn hai kích thước lớn nhỏ mà kích thước thực chi tiết đạt yêu cầu nằm phạm vi Phạm vi cho phép phải quy định cho chi tiết đạt tính lắp lẫn phương diện kích thước Có kích thước giới hạn: - Kích thước giới hạn lớn nhất: Là kích thước lớn cho phép chi tiết chế tạo mà kích thước thực phải nhỏ với Ký hiệu kích thước giới hạn lớn : + Đối với chi tiết trục dmax + Đối với chi tiết lỗ Dmax - Kích thước giới hạn nhỏ nhất: Là kích thước nhỏ cho phép chi tiết chế tạo mà kích thước thực phải lớn với Ký hiệu kích thước giới hạn nhỏ : + Đối với chi tiết trục dmin + Đối với chi tiết lỗ Dmin Hình 1.2 Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn sai lệch giới hạn - Điều kiện để chi tiết đạt yêu cầu gia công : dmin  dth  dmax Dmin  Dth  Dmax 1.2.2 Sai lệch giới hạn 1.2.2.1 Khái niệm: Sai lệch giới hạn sai lệch kích thước giới hạn so với kích thước danh nghĩa, hiệu số kích thước giới hạn kích thước danh nghĩa Sai lệch giới hạn gồm: sai lệch giới hạn sai lệch giới hạn 1.2.2.2 Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn hiệu đại số kích thước giới hạn lớn kích thước danh nghĩa Ký hiệu: + Đối với chi tiết trục es + Đối với chi tiết lỗ ES Cơng thức tính: es = dmax - dN ES = Dmax - DN 1.2.2.3 Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn hiệu đại số kích thước giới hạn nhỏ kích thước danh nghĩa Ký hiệu: + Đối với chi tiết trục ei + Đối với chi tiết lỗ EI; Cơng thức tính: ei = dmin - dN EI = Dmin –DN Hình 1.3 Sơ đồ biểu diễn sai lệch giới hạn * Chú ý: Tuỳ theo tính chất mối ghép yêu cầu mà sai lệch giới hạn có giá trị khác - Sai lệch có giá trị dương (+) kích thước giới hạn lớn kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn kích thước giới hạn kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn có giá trị âm (-) kích thước giới hạn nhỏ kích thước danh nghĩa * Cách ghi sai lệch giới hạn kích thước vẽ - Trên vẽ sai lệch giới hạn kích thước ghi sau kích thước danh nghĩa - Đơn vị kích thước danh nghĩa sai lệch giới hạn mm - Khổ chữ sai lệch giới hạn viết nhỏ kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn ghi phía trên: Ví dụ: 50+0,3 - Sai lệch giới hạn ghi phía dưới: Ví dụ: 50- 0,1 - Sai lệch khơng khơng ghi ghi số 0.Ví dụ: 50- 0,1 - Sai lệch có trị số đối ghi chung phía trước có dấu cộng, trừ ( ), khổ chữ sai lệch giới hạn viết khổ chữ kích thước danh nghĩa.Ví dụ: 50  0,1 1.2.3 Dung sai Khi gia cơng, kích thước thực phép sai khác so với kích thước danh nghĩa phạm vi hai kích thước giới hạn Phạm vi sai cho phép chi tiết gọi 10 Hình 3.19 Dụng cụ ghép góc mẫu Phương pháp chọn góc mẫu tương tự phương pháp chọn mẫu Khi đo, đặt góc mẫu sát vào cạnh góc cần kiểm tra, sau đưa lên ngang tầm mắt nhìn khe sáng hai mặt tiếp xúc góc mẫu vật đo, khe sáng góc vật đo với góc mẫu Hình 3.20 Cách sử dụng góc mẫu Góc mẫu chế tạo theo hai cấp xác Góc mẫu xác cấp cho phép dung sai góc ± 10’’ Góc mẫu xác cấp cho phép dung sai góc ± 30’’ Độ thẳng mặt đo góc mẫu cho phép sai lệch 0,3µm chiều dài cạnh 6.2 Ke Ke dùng để kiểm tra góc vng, dùng việc vạch dấu, kiểm tra mặt phẳng, kiểm tra vị trí tương đối chi tiết lắp ráp, kiểm tra độ xác máy Trong chế tạo khí thường dùng ke 900 ke 1200 94 H H     B B Hình 3.21 Các loại ke 900 Ke chế tạo từ thép bon dụng cụ Y8 thép hợp kim dụng cụ X Khi dùng ke kiểm tra góc vng, ta áp cạnh ke sát với mặt góc vng vật; đưa vật ke lên ngang tầm mắt, nhìn khe sáng cạnh ke mặt vng góc vật Nếu khe sáng cạnh ke mặt phẳng góc vật góc ke Nếu khe sáng lớn dần phía ngồi góc vật nhỏ góc ke ngược lại 6.3.Thước đo góc vạn 6.3.1 Cơng dụng Thước đo góc vạn sử dụng thước đo góc thước thẳng gắn với cho thước đo góc di chuyển thước thẳng Thước đo góc vạn có độ xác cao Muốn xác định trị số thực góc ta dùng loại thước 6.3.2 Cấu tạo Hình 3.22 Thước đo góc vạn Thước đo góc vạn kiểu YH Liên Xơ, dùng để đo góc góc ngồi từ 0o đến 320o Cấu tạo thước gồm có thước hình quạt, thước chia vạch theo độ, đầu thước có ghép cố định làm 95 mặt đo Du xích thước chuyển động tương đối với Phần ghép liền với du xích lắp với ke kẹp Ke lắp với thước thẳng kẹp Núm vặn dùng để điều chỉnh vị trí thước Hình 3.23 Thước đo góc vạn kiểu YH 1- Thước chính; 2- Thước phụ( du xích); 3- Thanh đo; 4- Vít hãm Khi sử dụng, tùy theo độ lớn đặc điểm góc cần đo, lắp thước theo nhiều cách khác để đo Khi lắp thước ke đo góc 0o đến 50o (hình 3.23a) Khi đo góc từ 50o đến 140o tháo ke thay thước thẳng (hình 3.23b) Khi lắp ke, bỏ thước thẳng đo góc từ 140o đến 230o (hình 3.23c) Khi khơng lắp ke thước thẳng đo góc từ 230o đến 320o (hình 3.23d) Hình 3.24 Phương pháp sử dụng thước đo góc 96 Thước điều chỉnh lên xuống ke để đo góc khơng có đỉnh nhọn Nguyên lý du xích thước đo vạn giống nguyên lý thứơc cặp Vì thế, cách đọc trị số đo giống cách đọc trị số đo thước cặp a 10 60 '   2' Ta thường gặp loại thước có a = ; n = 30 ta có  n 30 30 Như vậy, giá trị vạch du xích thước đo góc vạn 2’ 6.4 Cấu tạo nguyên lý thước sin 6.4.1 Cấu tạo Hình 3.17: Thước sin Thước sin dụng cụ đo góc xác, dùng mẫu gá thước sin góc xác định, xác * Cấu tạo: gồm thân 1, hai đầu đặt hai lăn 2,3; tất làm thép, tơi cứng mài kích thước xác Khoảng cách tâm hai lăn 100mm đo độ xác đến 10 - 20’ số trường hợp 200mm đo độ xác đến -10’, mặt phẳng của thân mài song song xác h  Hình 3.18 Cấu tạo thước sin 97 6.4.2 Nguyên lý làm việc Hai hình trụ (hoặc lăn) đường kính lắp phần cuối thước Khoảng cách hai lăn phải xác thường 127mm 254mm Một lăn hình trụ đặt mặt phẳng chuẩn lăn lại đặt khối mẫu với độ cao h lúc sin   h l Để gá đặt góc xác theo u cầu sử dụng mẫu có tổng chiều cao h xác định theo công thức: h = 100 × sinα Trong đó: h chiều cao miếng (mm) 100 khoảng cách hai tâm lăn (mm) α góc mặt bàn mặt thước sin (độ) CÂU HỎI ÔN TẬP Trình bầy sở đo lường kỹ thuật? Trình bầy loại dụng cụ đo phương pháp đo? Trình bầy cơng dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản mẫu? Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản thước cặp 1/50, thước đo chiều cao, thước đo chiều sâu? Trình bầy cơng dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản loại panme ? 6.Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản đồng hồ so? 7.Trình bầy cơng dụng, cấu tạo, cách sử dụng loại dụng cụ đo góc? 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật, Nhà xuất giáo dục - 2002 - Tác giả: Ninh Đức Tốn, Nguyễn Thị Xuân Bảy Giáo trình Dung sai lắp ghép - Nhà xuất giáo dục - 2009- Tác giả: Ninh Đức Tốn Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo máy Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 2001- Tác giả: Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú Cơ sở phương pháp đo kiểm tra kỹ thuật: NXB khoa học kỹ thuật - 2001- Tác giả: Nguyễn Văn Vượng, Nguyễn Văn Thái Kỹ thuật đo lường: NXB Đại học quốc gia - 2001 - Tác giả: Trần Vũ An, Thái Thị Thu Hà, Nguyễn Lê Quang Các tiêu chuẩn nhà nước dung sai lắp ghép 99 BẢNG PHỤ LỤC 100 101 102 103 104 105 106 107 108