Giáo trình Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật (Tài liệu dùng cho hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề)

trí bề mặt, nhám bề mặt, các thành phần kích của chi tiết và mối ghép. + Mô tả được công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách sử dụng dụng cụ đo thường dùng trong cơ khí. - Về kỹ năng + Giải thích đúng các ký hiệu, các kích thước, các quy ước về dung sai trên bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp mối ghép. + Lựa chọn các kiểu lắp ghép phù hợp, nhận dạng được đặc tính và yêu cầu làm việc của từng mối ghép. + Tính toán các kích thước, sai lệch, dung sai của chi tiết, mối ghép. + Sử dụng được các dụng cụ đo, kiểm tra thông dụng trong cơ khí. + Đo các kích thước trên chi tiết bằng dụng cụ đo phù hợp. -Về năng lực tự chủ và trách nhiệm + Tuân thủ đúng quy định, quy phạm về dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật trong nghề hàn. + Độc lập, sáng tạo trong quá trình thực hiện công việc, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau. + Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác. NHIỆM VỤ CỦA MÔN HỌC Môn học nghiên cứu những vấn đề về nguyên tắc thiết kế và chế tạo, đồng thời nghiên cứu những tiêu chuẩn về dung sai và cách đo lường, kiểm tra các yếu tố hình học của chi tiết sao cho chúng đạt được tính đổi lẫn chức năng mà vẫn đảm bảo được hiệu quả kinh tế hợp lý nhất. Là môn học lý thuyết cơ sở thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc nhằm bổ trợ kiến thức cho các môn học chuyên môn nghề. Nhiệm vụ quan trọng của môn học là giúp người thiết kế và chế tạo các sản phẩm mới và hoàn thiện các sản phẩm cũ chuẩn bị tốt các bản vẽ thiết kế và công nghệ, tạo khả năng đảm bảo tính công nghệ cần thiết và chất lượng cao của sản phẩm. Để giải quyết tốt nhiệm vụ đó, người học cần phải nắm vững những nguyên tắc cơ bản để lựa chọn dung sai cho các thông số hình học của chi tiết và lắp ghép cho các mối ghép theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam đã ban hành. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 3 HƯỚNG DẪN ĐỌC TÀI LIỆU 1.Tập tài liệu “Bài giảng Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật” được sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề hàn. 2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp đọc tài liệu. Tập tài liệu “Bài giảng Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật” bao gồm lý thuyết và thực hành (bài tập) gồm 4 chương: Chương 1: Khái niệm về dung sai lắp ghép Chương 2. Các loại lắp ghép Chương 3: Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt Chương 4: Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy Trong từng chương các nội dung lý thuyết đã được giảng viên biên soạn rất chi tiết cụ thể. Cuối mỗi chương đều có câu hỏi để người học trả lời nhằm hệ thống lại nội dung kiến thức đã được học và các bài tập áp dụng có cho đáp án để người học có thể so sánh kết quả đã làm. Để hiểu được nội dung kiến thức trong tài liệu người học cần nghiên cứu đọc kỹ từng nội dung, tiến hành trả lời các câu hỏi ở cuối mỗi chương, thực hiện làm tốt các bài tập và rèn luyện kỹ năng tự nghiên cứu kết hợp tìm hiểu thêm các tài liệu có liên quan( trên mạng Internet) để tiếp thu được tốt nhất nội dung đã cho trong tài liệu. 3. Những trọng tâm cần chú ý khi đọc tài liệu Chương 1: Khái niệm về dung sai lắp ghép - Các khái niệm cơ bản và đặc điểm về dung sai lắp ghép, những kiến thức về dung sai kích thước trong gia công cơ khí. - Lắp ghép và phân laoij lắp ghép. Nhận biết được đặc tính của từng mối ghép và thành thạo trong việc tính toán trị số các mối ghép Chương 2. Các loại lắp ghép - Hệ thống dung sai, hệ thống lắp ghép của bề mặt trụ trơn qua đó nhận thức được tầm quan trọng của kích thước trên bản vẽ. - Các thông số kích thước và dung sai lắp ghép mối ghép ren. Chương 3: Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt - Dung sai hình dạng, vị trí, nhám bề mặt của chi tiết và cách ký hiệu trên bản vẽ. - Giải chuỗi kích thước, ghi được kích thước cho bản vẽ chi tiết. Chương 4: Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy - Công dụng, cấu tạo và cách đo và đọc trị số của thước cặp, panme. - Sử dụng và bảo quản các dụng cụ đo đúng kỹ thuật. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 4 MỤC LỤC Nội dung Trang Trang bìa ............................................................................................................... 1 Hướng dẫn nghiên cứu tài liệu .......................................................................... 2 Mục lục..................................................................................................................... 4 Chương 1: Khái niệm về dung sai lắp ghép.......................................................... 6 1. Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai............................................. 6 1.1. Khái niệm về kích thước...................................................................... 6 1.2. Sai lệch giới hạn.................................................................................... 7 1.3. Dung sai ........................................................................................................ 9 2. Lắp ghép và các loại lắp ghép......................................................................... 10 2.1. Khái niệm về lắp ghép.............................................................................. 10 2.2. Các loại lắp ghép....................................................................................... 2.3. Sơ đồ lắp ghép....................................................................................... 19 14 Chương 2. Các loại lắp ghép................................................................................... 19 1. Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn........................................................ 19 1.1. Quy định dung sai.......................................................................................... 19 1.2. Hệ thống lắp ghép.......................................................................................... 23 1.3. Các bảng dung sai.......................................................................................... 1.4. Chọn mối ghép tiêu chuẩn................................................................................ 24 25 1.4.1. Các kiểu lắp lỏng............................................................................................ 25 1.4.2. Các kiểu lắp trung gian................................................................................... 27 1.4.3. Các kiểu lắp chặt........................................................................................... 28 2. Dung sai mối ghép ren....................................................................................... 29 2.1. Các thông số kích thước cơ bản.................................................................... 2.2. Dung sai lắp ghép ren..................................................................................... 2.3. Cấp chính xác chế tạo ren hệ mét................................................................... 29 30 32 Chương 3: Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt.......................................... 34 1. Sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt.................................................................. 34 1.1. Khái niệm chung. ................................................................................. 34 1.2. Sai lệch và dung sai hình dạng ................................................................. 36 1.3. Sai lệch và dung sai vị trí ........................................................................... 37 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 5 1.4. Sai lệch và dung sai tổng cộng về hình dạng và vị trí ................................. 39 1.5. Ghi kí hiệu dung sai hình dạng và vị trí trên bản vẽ .................................. 41 2. Nhám bề mặt..................................................................................................... 43 2.1. Khái niệm....................................................................................................... 43 2.2. Các chỉ tiêu đánh giá nhám........................................................................... 43 2.3. Các kí hiệu trên bản vẽ.................................................................................. 45 3. Chuỗi kích thước.............................................................................................. 48 3.1. Khái niệm...................................................................................................... 48 3.2. Các thành phần của chuỗi kích thước........................................................... 3.3. Giải chuỗi kích thước..................................................................................... 40 50 Chương 4: Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy...................... 54 1. Cơ sở đo lường kỹ thuật............................................................................................. 54 1.1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật............................................................................. 54 1.2. Dụng cụ đo và các phương pháp đo.......................................................................... 54 2. Căn mẫu.......................................................................................................................... 56 2.1. Cấu tạo, công dụng và các bộ căn mẫu................................................................... 56 2.2. Cách bảo quản............................................................................................................ 59 3. Thước cặp....................................................................................................................... 59 3.1. Công dụng, cấu tạo, nguyên lý du xích .................................................................. 59 3.2. Cách sử dụng............................................................................................................... 61 3.3. Cách bảo quản............................................................................................................. 62 4. Pan me............................................................................................................................... 62 4.1. Nguyên lý làm việc của pan me................................................................................ 62 4.2. Cách sử dụng.............................................................................................................. 63 4.3. Bảo quản................................................................................................................... 65 Tài liệu tham khảo... Bảng phụ lục ........... 67 68 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 6 CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1. KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH, DUNG SAI 1.1. Khái niệm về kích thước 1.1.1. Kích thước Kích thước là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài. Theo đơn vị đo được lựa chọn. Trong công nghệ chế tạo cơ khí, đơn vị đo thường dùng là milimét (mm) và quy ước thống nhất trên các bản vẽ không cần ghi chữ (mm). Ví dụ: Chi tiết có đường kính 19,95mm, chiều dài 125,5mm thì trên bản vẽ chỉ cần ghi ø19,95 và 125,5. 1.1.2. Kích thước danh nghĩa. Kích thước danh nghĩa là kích thước mà dựa vào chức năng của chi tiết xác định được sau khi đã tính toán đảm bảo các thông số kỹ thuật như độ cứng, độ bền ... sau đó được quy tròn về phía lớn lên theo giá trị của dãy số kích thước tiêu chuẩn. Ký hiệu: - Chi tiết lỗ: DN - Chi tiết trục: dN Ví dụ: Khi tính toán người thiết kế xác đinh được kích thước xác định được kích thước của chi tiết là 35,785; đối chiếu với bảng tiêu chuẩn chọn kích thước là 36mm. Kích thước 36mm này là kích thước danh nghĩa của chi tiết. Việc lựa chọn các kích thước danh nghĩa của chi tiết theo tiêu chuẩn nhằm giảm bớt số loại, kích cỡ của các chi tiết và sản phẩm, do đó cũng giảm được số loại, kích cỡ của trang bị công nghệ như dụng cụ cắt, dụng cụ đo ... Số loại giảm thì sản lượng sẽ tăng, vì vậy sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao. Kích thước danh nghĩa được ghi trên bản vẽ và dùng làm gốc để tính toán các sai lệch, kích thước danh nghĩa của bề mặt lắp ghép chung cho các chi tiết tham gia lắp ghép. 1.1.3. Kích thước thực. Kích thực là kích thước nhận được từ kết quả đo chi tiết với sai số cho phép. Hình 1.1: Kích thước danh nghĩa a - Chi tiết trục, b - Chi tiết lỗ [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 7 Ký hiệu: : - Chi tiết lỗ: Dt - Chi tiết trục: dt Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục bằng panme có giá trị vạch chia là 0,01 mm kết quả đo nhận được là 25,97 mm thì kích thước thực của trục là dt = 25.97 mm với sai số cho phép là  0.01 mm. Khi gia công không thể đạt được kích thước thực hoàn toàn đúng như kích thước danh nghĩa. Sai lệch giữa kích thước thực và kích thước thiết kế phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ chính xác của máy, dao, dụng cụ lắp, dụng cụ đo kiểm, trình độ tay nghề của người thợ....Miền sai lệch cho phép của kích thước thực so với kích thước danh nghĩa phụ thược vào mức độ chính xác yêu cầu và tính chất lắp ghép của chi tiết. 1.1.4. Kích thước giới hạn. Kích thước giới hạn là hai kích thước giới hạn một khoảng nào đó mà kích thước của các chi tiết chế tạo yêu cầu phải nằm trong khoảng đó thì chi tiết mới đạt yêu cầu. Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn và được ký hiệu như sau: - Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và trục: Dmax, dmax - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và trục: Dmin, dmin Kích thực nằm trong phạm vi cho phép ấy thì đạt yêu cầu, chi tiết có kích thước đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thoả mãn điều kiện bất đẳng thức sau: dmin  dt  dmax 1.2. Sai lệch giới hạn. Sai lệch giới hạn là sai lệch của các kích thước giới hạn so với kích thước danh nghĩa. - Sai lệch giới hạn lớn nhất hay sai lệch giới hạn trên: là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa, ký hiệu là es đối với chi tiết trục và ES đối với chi tiết lỗ. ES = Dmax - DN es = dmax - dN - Sai lệch giới hạn nhỏ nhất hay sai lệch giới hạn dưới: là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa, ký hiệu là ei đối với chi tiết trục và EI đối với chi tiết lỗ EI = Dmin - DN ei = dmin - dN Sai lệch giới hạn có thể có giá trị âm, dương và bằng không. Khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa thì sai lệch bằng không, nên đường biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa còn gọi là đường không (đường “0”). [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 8 D m in D m ax D m ax D m in dm ax dm in dm in dm ax d = D e i E I a b c d Hình 1.2. Sai lệch giới hạn của chi tiết trục (a, b) và chi tiết lỗ (c, d) Ngoài sai lệch giới hạn TCVN 2244 - 77 còn qui định sai lệch thực và sai lệch cơ bản. Sai lệch thực là hiệu đại số giữa kích thước thực và kích thước danh nghĩa. Sai lệch cơ bản là một trong hai sai lệch (trên hoặc dưới) được dùng để xác định vị trí của miền dung sai so với đường “0” (đường biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa)trong tiêu chuẩn này quy định sai lệch gần với đường “0” là sai lệch cơ bản. Sai lệch giới hạn ký hiệu trên bản vẽ được ghi bên phải kích thước danh nghĩa, sai lệch trên ghi ở trên, sai lệch dưới ghi ở dưới, sai lệch bằng 0 không ghi. Trong bảng tiêu chuẩn dung sai thì sai lệch tính bằng đơn vị micrômét (m). Ví dụ: Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 50mm; kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 50,055mm; kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 49,985mm. Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới. Bài giải : - Sai lệch giới hạn trên của trục: es = dmax – dN = 50,055 - 50 = 0,055mm - Sai lệch giới hạn dưới của trục: ei = dmin – dN = 49,985 - 50 = - 0,015mm Trên bản vẽ thường không nghi kích thước giới hạn lớn nhất, kích thước giới hạn nhỏ nhất mà ghi kích thước danh nghĩa và các sai lệch giới hạn. Trong thí dụ trên kích thước gia công của chi tiết trục được ghi trên bản vẽ là: Như vậy nghĩa là: - Sai lệch giới hạn trên là + 0,055 mm - Sai lệch giới hạn dưới là - 0,015 mm [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 9 IT d IT D dm ax dm in D m ax D m in 1.3. Dung sai. Khi gia công, kích thước thực được phép sai khác so với kích thước danh nghĩa trong phạm vi giữa hai kích thước giới hạn. Phạm vi sai cho phép đó của chi tiết gọi là dung sai. Dung sai là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất hoặc là hiệu số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới. Dung sai ký hiệu là T và được tính theo công thức sau: - Đối với chi tiết lỗ : TD =Dmax - Dmin TD = ES - EI - Đối với chi tiết trục: Td = dmax - dmin Td = es – ei Hình 1.3. Kích thước giới hạn và dung sai Cần chú ý: Kích thước giới hạn lớn nhất bao giờ cũng lớn hơn kích thước giới hạn nhỏ nhất vì thế dung sai luôn luôn có giá trị dương và biểu hiện phạm vi cho phép của sai số kích thước. Giá trị dung sai càng nhỏ thì yêu cầu độ chính xác kích thước càng cao và ngược lại nếu giá trị dung sai càng lớn thì yêu cầu độ chính xác kích thước càng thấp. Vì vậy dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi là độ chính xác thiết kế. Ví dụ: Biết kích thước của chi tiết lỗ là  020,0 041,050   - Tính các kích thước giới hạn và dung sai. - Kích thực của lỗ sau khi gia công đo được là Dt =  49,950 mm, hỏi chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không? Bài giải Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ là: Dmax = DN + ES = 50 + 0,020 = 50,020 (mm) Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ là: Dmin = DN + EI = 50 - 0,041 = 49,959 (mm) Dung sai của lỗ: TD = ES - EI = 0,020 - (- 0,041) = 0,061 (mm) [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 10 Chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thoả mãn bất đẳng thức Dmax  Dt  Dmin Ta nhận thấy: Dmin = 49,959 (mm) > Dt = 49,950 (mm) Vậy chi tiết lỗ đã gia công không đạt yêu cầu. 2. LẮP GHÉP VÀ CÁC LOẠI LẮP GHÉP 2.1. Khái niệm về lắp ghép. Lắp ghép là sự phối hợp giữa hai hay nhiều các chi tiết máy lại với nhau một cách cố định hay di động. Các chi tiết máy chỉ có ý nghĩa khi chúng phối hợp với nhau, ví dụ như đai ốc vặn chặt vào bu lông là mối ghép cố định hoặc pittông chuyển động trong xilanh thì tạo thành mối ghép di động. Trong các lắp ghép có những bề mặt và những 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 được chia làm hai loại: bề mặt bao và bề mặt bị bao. Bề mặt bao là bề mặt trong như bề mặt rãnh, lỗ ...; bề mặt bị bao là bề mặt ngoài như bề mặt trục, bề mặt con trượt, bề mặt của then, ... Hai chi tiết lắp ghép sẽ có chung một kích thước danh nghĩa gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép. 2.2. Các loại lắp ghép Mỗi một mối ghép có một đặc tính riêng, dựa vào đặc tính đó người ta chia mối ghép thành các loại khác nhau. Trong ngành chế tạo máy các mối ghép được sử dụng có thể phân loại theo hình dạng bề mặt lắp ghép có các loại mối ghép sau. - Lắp ghép các bề mặt trơn: bề mặt lắp ghép là các bề mặt trụ trơn, bề mặt lắp ghép là bề mặt phẳng ta có lắp ghép phẳng. - Lắp ghép ren: bề mặt lắp ghép là bề mặt xoắn vít có dạng prôfin tam giác, hình thang ... - Lắp ghép truyền động bánh răng: bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kỳ của các bánh răng. Hình 1.4: Mối ghép của 2 chi tiết [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 11 Đặc tính của lắp ghép bề mặt trơn được xác định bằng hiệu số kích thước bề mặt bao và kích thước bề mặt bị bao. Hiệu số đó có thể dương, có thể âm. 2.2.1. Mối ghép có độ hở. Là nhóm mối ghép luôn tạo ra khe hở giữa lỗ và trục, kích thước nhỏ nhất của lỗ luôn lớn hơn kích thước lớn nhất của trục. Độ hở ký hiệu là S. Được xác định bằng biểu thức: S = Dt - dt Tương ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục ta có các độ hở giới hạn - Độ hở lớn nhất (ký hiệu Smax): là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch trên của lỗ và sai lệch dưới của trục Smax = Dmax - dmin Smax = ES - ei - Độ hở nhỏ nhất (ký hiệu Smin): là hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và kích thước giới hạn lớn nhất của trục hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch dưới của lỗ và sai lệch trên của trục Smin = Dmin - dmax Smin = EI - es - Độ hở trung bình (ký hiệu Stb ): là trung bình cộng giữa độ hở giới hạn lớn nhất và độ hở giới hạn nhỏ nhất 2 minmax SSStb   - Dung sai của độ hở (ký hiệu TS ): là hiệu số giữa độ hở lớn nhất và độ hở nhỏ nhất hoặc bằng tổng dung sai của chi tiết lỗ và chi tiết trục. TS = Smax - Smin TS = TD + Td Như vậy dung sai độ hở đặc trưng cho mức độ chính xác yêu cầu của lắp ghép *Phạm vi sử dụng: lắp lỏng thường được sử dụng đối với mối ghép mà hai chi tiết lắp ghép có sự chuyển động tương đối với nhau va tùy theo chức năng của mối ghép mà ta chọn kiểu lắp có độ hở nhỏ, trung bình hay lớn Ví dụ: Một lắp ghép có độ hở, trong đó chi tiết lỗ có kích thước 023,050 ; chi tiết trục có kích thước 005,0 028,050   . Hình1.5 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 12 - 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 Bài giải: - Kích thước giới hạn của lỗ: Dmax = DN + ES = 50 + 0,023 = 50,023 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = DN + EI = 50 + 0 = 50,0 mm - Dung sai của lỗ: TD = Dmax - Dmin = 50,023 - 50 = 0,023 mm - Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = d + es = 50 - 0,005 = 49,995 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: dmin = d + ei = 50 - 0,028 = 49,972 mm - Dung sai của trục: 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: mm SS S tb 028,0 2 005,0051,0 2 minmax      + Dung sai độ hở: TS = Smax - Smin = 0,051 - 0,005 = 0,046 mm 2.2.2. Mối ghép có độ dôi. Là nhóm mối ghép có kích thước lớn nhất của lỗ luôn nhỏ hơn kích thước nhỏ nhất của trục. Độ dôi ký hiệu là N. Được xác định bằng biểu thức: N = dt - Dt Tương ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục ta có các độ dôi giới hạn. - Độ dôi lớn nhất (ký hiệu là Nmax): là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất của trục và kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch trên của trục và sai lệch dưới của lỗ Nmax = dmax - Dmin Hay Nmax = es - EI Hình 1.6 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 13 - Độ dôi nhỏ nhất (ký hiệu là Nmin): là hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục và kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch dưới của trục và sai lệch trên của lỗ Nmin = dmin - Dmax Hay Nmin = ei - es - Độ dôi trung bình (ký hiệu là Ntb): là trung bình cộng giữa độ dôi giới hạn lớn nhất và độ dôi giới hạn nhỏ nhất 2 minmax NNNtb   - Dung sai của độ dôi (ký hiệu là TN): : là hiệu số giữa độ đôi lớn nhất và độ dôi nhỏ nhất hoặc bằng tổng dung sai của chi tiết lỗ và chi tiết trục. TN = Nmax - Nmin Hay TN = Td + TD Như vậy dung sai của độ dôi đặc trưng cho mức độ chính xác yêu cầu của lắp ghép * Phạm vi ứng dụng: lắp ghép chặt được sử dụng đối với các mối ghép cố định không tháo được khi sửa chữa lớn. Độ dôi của lắp ghép đủ đảm bảo truyền mô men xoắn nhưng tùy theo trị số của lực truyền mà ta chọn lắp ghép có độ đôi nhỏ, trung bình hay lớn 2.2.3. Mối ghép trung gian. Trong mối ghép trung gian miền dung sai kích thước lỗ và kích thước trục xen kẽ nhau. Vì vậy khi lắp một chi tiết trục bất kỳ trong loạt chi tiết trục với một chi tiết lỗ bất kỳ trong loạt chi tiết lỗ sẽ nhận được một mối ghép có độ hở hoặc có độ dôi. Đặc trưng của mối ghép là độ hở lớn nhất hoặc độ dôi lớn nhất. - Độ hở lớn nhất: Smax = Dmax - dmin Hay Smax = ES - ei Hình 1.7 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 14 - Độ dôi lớn nhất: Nmax = dmax - Dmin Hay Nmax = es - EI - Dung sai của mối ghép trung gian được tính như sau: TS = TN = Smax+ Nmax TS = TN = TD+ Td Trong mối ghép trung gian, dung sai của mối ghép bằng tổng dung sai của kích thước lỗ và dung sai của kích thước trục. - Độ hở hoặc độ dôi trung bình trong lắp ghép trung gian được xác định như sau: + Nếu lắp ghép có Smax  Nmax thì lắp ghép có độ hở trung bình bằng nửa hiệu số giữa độ hở lớn nhất và độ dôi lớn nhất. Stb = 2 maxmax NS  + Nếu lắp ghép có Nmax  Smax thì lắp ghép có độ dôi trung bình bằng nửa hiệu số giữa độ đôi lớn nhất và độ hở lớn nhất. Ntb = 2 maxmax SN  2.3. Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép Để biểu diễn dung sai của một kích thước trên bản vẽ, người ta ghi giá trị dung sai ở bên phải giá trị kích thước danh nghĩa. Trong đó sai lệch trên ghi ở trên, sai lệch dưới ghi ở dưới. Nếu sai lệch đối xứng qua đường 0 người ta ghi dấu () và giá trị sai lệch đó. Ví dụ: 018,002,0035,0 008,0 45,40,20    Ngoài ra, để đơn giản và thuận tiện cho tính toán, người ta còn biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ gọi là sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép. Miền dung sai là miền nằm giữa hai đường biểu thị kích thước giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất được xác định bằng trị số dung sai và vị trí của nó so với đường không khi biểu thị dung sai theo sơ đồ. Để biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép: Dùng hệ 2 đường thẳng vuông góc với nhau, trục hoành biểu diễn vị trí của kích thước danh nghĩa tại đó sai lệch bằng 0 lên gọi là đường không. Trục tung biểu thị sai lệch của kích thước tính theo àm ( 1m = 10 – 3 mm). Sai lệch của kích thước được phân bố về hai phía so với kích thước danh nghĩa + Nếu sai lệch là giá trị âm thì nằm phía dưới đường không. + Nếu sai lệch là giá trị dương thì nằm phía trên đường không. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 15 + Miền dung sai được biểu diễn bằng một hình chữ nhật có chiều dài tuỳ ý và có cạnh trên ứng với sai lệch giới hạn trên và cạnh dưới ứng với sai lệch giới hạn dưới. + Nhóm lắp lỏng miền dung sai của chi tiết lỗ luôn nằm trên miền dung sai của chi tiết trục. + Nhóm lắp chặt miền dung sai của chi tiết trục luôn nằm trên miền dung sai của chi tiết lỗ. + Nhóm lắp trung gian miền dung sai của chi tiết lỗ và miền dung sai của chi tiết trục luôn nằm đan xen vào nhau. Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ phân bố dung sai của loạt chi tiết lỗ có kích thước  40+0.025 và loạt chi tiết trục có kích thước là  025,0 050,040   Ý nghĩa: Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta dễ dàng xác định được: - Giá trị của thước danh nghĩa (DN, dN) - Giá trị của các sai lệch giới hạn (ES, EI, es, ei) - Vị trí và giá trị của các kích thước danh nghĩa ( Dmax, Dmin, dmax, dmin) - Trị số dung sai của kích thước lỗ, trục (TD, Td) và của mối ghép - Dễ dàng xác định được đặc tính của mối ghép. - Biết trị số giá trị độ hở, độ dôi giới hạn( Smax, Smin, Nmax, Nmin) Ví dụ: Cho một lắp ghép trong đó kích thước danh nghĩa của lắp ghép là 85mm. Sai lệch giới hạn của lỗ ES =35m, EI = 0. Sai lệch giới hạn của trục es = 15m, ei = - 12m. Yêu câu: 1/ Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai. 2/ Tính trị số kích thước giới hạn và dung sai của chi tiết. 3/ Tính trị số độ hở hoặc độ dôi và dung sai lắp ghép Tóm tắt DN = dN = 85mm Tính 1/ Vẽ sơ đồ lắp ghép ES = 35m = 0,035mm 2/ Dmax, Dmin, dmax, dmin, TD, Td = ? EI = 0 3/ Smax, Smin, Stb, TS hoặc Nmax, Nmin, Ntb, TN = ? es = 15m = 0,015mm ei = -12m = - 0,012mm Bài giải Hình 1.8 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 16 1/ Vẽ sơ đồ lắp ghép 2/ Tính trị số kích thước giới hạn và dung sai của chi tiết: - Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ: Dmax = ES + DN = 0,035 + 85 = 85,035mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = EI + DN = 0 + 85 = 85mm - Dung sai của chi tiết lỗ: TD = Dmax - Dmin = 85,035 - 85 = 0,035mm - Kích thước giới hạn lớn nhất của trục : dmax = es + dN = 0,015 + 85 = 85,015mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: dmin = ei + dN = (- 0,012) + 85 = 84,988mm - Dung sai của chi tiết lỗ: Td = dmax - dmin = 85,015 - 84,988 = 0,027mm 3/ Tính trị số mối ghép: Nhìn vào sơ đồ lắp ghép thấy miền dung sai của lỗ và miền dung sai của trục nằm trùng lên nhau vậy đây là mối ghép trung gian. - Độ hở giới hạn lớn nhất: Smax = Dmax - dmin = 85,035 - 84,988 = 0,047mm - Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax = dmax - Dmin = 85,015 - 85 = 0,015mm Đường O D N = d N ES =35 TD m d m in D m in d m ax D m ax N m ax EI = 0 ei = - 12 Td es =15 ei = -15 ES =35 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 17 Stb = 2 maxmax NS  Nhận thấy Smax  Nmax do đó ta tính được độ hở trung bình: Stb = 2 maxmax NS  = 2 015,0047,0  = 2 032,0 = 0,016mm - Dung sai của lắp ghép: TS = TN = Smax+ Nmax = 0,047 + 0,015 = 0,062mm Thử lại: TS = TN = TD+ Td = 0,035 + 0,027 = 0,062mm CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Thế nào là kích thước danh nghĩa, kích thước thước thực, kích thước giới hạn? Điều kiện để một chi tiết đạt yêu cầu là gì? 2. Thế nào là sai lệch giới hạn, cách ký hiệu và công thức tính? 3. Dung sai là gì? Ký hiệu và công thức tính dung sai. 4. Thế nào là lắp ghép? Có mấy nhóm lắp ghép, đặc tính của từng nhóm? 5. Trình bầy cách biểu diễn sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép. Qua sơ đồ lắp ghép ta xác định được những giá trị gì về một lắp ghép ? BÀI TẬP Bài 1. Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 45(mm), kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 45,05(mm), kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 45,034(mm). - Tính các sai lệch giới hạn và dung sai. - Kích thực củ...ch lớn nhất từ các điểm trên prôfin thực, nằm trong mặt phẳng đi qua trục của nó, đến phía cạnh tương ứng của prôfin áp trong giới hạn chiều dài phần chuẩn. - Các chỉ tiêu thành phần bao gồm: Độ côn, độ phình và độ thắt + Độ côn: Hai đường sinh là hai đường thẳng nhưng không song song với nhau. Độ ô van Độ phân cạnh Hình 3.5 Sai lệch Prôfin mắt cắt dọc Hình 3.6. Hình 3.6. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 37 + Độ phình( độ trống): Các đường sinh không thẳng và lồi ở giữa( các đường kính tăng từ mép biên đến giữa mặt cắt). + Độ thắt( độ yên ngựa): Các đường sinh không thẳng và thắt ở giữa( các đường kính giảm từ mép biên đến giữa mặt cắt) 1.3. Sai lệch và dung sai vị trí Sai số vị trí tương quan giữa các bề mặt là lượng sai lệch lớn nhất giữa bề mặt thực, đường tâm hay trục đối xứng của các bề mặt so với mặt chuẩn nào đó. Về trị số của sai số hình dáng và sai số vị trí không được phép lấy bằng dung sai của kích thước tương ứng mà thường lấy bằng ( 4 1 2 1  )T + Độ không song song( sai lệch độ song song) - Sai lệch độ song song của mặt phẳng bằng hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa các mặt phẳng áp trong giới hạn phần chuẩn - Sai lệch độ song song của đường tâm với mặt phẳng hoặc mặt phẳng với đường tâm bằng hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa đường tâm và mặt phẳng trong giới hạn chiều dài chuẩn.` Hình 3.7 Hình 3.8 // 0,01 A A Hình 3.9 [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 38 - Sai lệch độ song song các đường tâm( hoặc đường thẳng) trong không gian là tổng hình học các sai lệch độ song song của đường tâm trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau. Trong đó một là mặt phẳng chung của đường tâm. + Sai lệch về độ vuông góc( độ không vuông góc) - Sai lệch về độ vuông góc giữa hai mặt phẳng là sai lệch góc giữa các mặt phẳng so với góc vuông biểu thị bằng đơn vị dài  trên chiều dài phần chuẩn. - Sai lệch về độ vuông góc của mặt phảng hoặc đường tâm đối với đường tâm là sai lệch góc giữa mặt phẳng hoặc đường tâm và đường tâm chuẩn so với góc vuông, biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài của phần chuẩn. + Sai lệch về độ đồng tâm - Sai lệch về độ đồng tâm đối với đường tâm bề mặt chuẩn là khoảng cách lớn nhất giữa đường tâm của bề mặt khảo sát với đường tâm của bề mặt chuẩn trên chiều dài chuẩn. - Sai lệch độ đồng tâm đối với đường tâm chung là khoảng cách lớn nhất  giữa đường tâm của bề mặt khảo sát với đường tâm của bề mặt chuẩn trên chiều dài chuẩn L (L1 hoặc L2). + Sai lệch về giao nhau - Sai lệch về độ giao nhau của các đường tâm là khoảng cánh nhỏ nhất giữa các đường tâm giao nhau danh nghĩa. Hình 3.10. Sai lệch về độ vuông góc Hình 3.11. Sai lệch về độ đồng tâm [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 39 + Sai lệch về độ đảo - Sai lệch về độ đảo mặt đầu là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôfin thực của mặt mút tới mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn. - Sai lệch về độ đảo hướng kính là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôfin thực của bề mặt quay tới đường tâm chuẩn trong mặt cắt vuông góc với đường tâm chuẩn. + Sai lệch về độ đối xứng - Sai lệch về độ đối xứng đối với mặt phẳng đối xứng của yếu tố chuẩn là khoảng cách lớn nhất giữa mặt phẳng( đường tâm) đối xứng của phần tử được khảo sát và mặt phẳng đối xứng của phần tử chuẩn trong giới hạn phần chuẩn. 1.4. Sai lệch và dung sai tổng cộng về hình dạng và vị trí Dung sai tổng cộng về hình dạng và vị trí bao gồm: Dung sai độ đảo hướng kính, dung sai độ đảo mặt mút, dung sai độ đảo hướng cho trước, dung sai độ đảo hướng kính toàn phần, dung sai độ đảo mặt mút toàn phần, dung sai hình dạng prôfin cho trước và dung sai hình dạng cho trước. Độ đảo mặt đầu Độ đảo hướng kính Hình 3.12. Độ đảo hướng kính Hình 3.14. Sai lệch về độ đối xứng [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 40  R * Độ đảo và dung sai độ đảo hướng tâm. Độ đảo hướng tâm là hiệu  khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của profin thực của bề mặt quay đến đường tâm chuẩn trong mặt cắt vuông góc với đường tâm chuẩn Dung sai độ đảo hướng tâm là trị số cho phép lớn nhất của độ đảo hướng tâm. Hình 1.32 . Độ đảo hướng tâm * Độ đảo và dung sai độ đảo mặt mút. Độ đảo mặt mút là hiệu  khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôfin thực của mặt mút tới mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn (Hình 1.34) Hình 1.33. Độ đảo mặt mút Dung sai độ đảo mặt mút là trị số cho phép lớn nhất của độ đảo mặt mút. Dung sai độ đảo cho hướng cho trước là trị số cho phép lớn nhát của độ đảo trong hướng cho trước. * Độ đảo và dung sai độ đảo hướng tâm toàn phần: Độ đảo hướng tâm toàn phần là hiệu  khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ tất cả các điểm trên bề mặt thực tới đường tâm chuẩn trong giới hạn của phần chuẩn  = Rmax - Rmin Dung sai độ đảo bằng trị số cho phép lớn nhất của độ đảo hướng tâm toàn phần. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 41 R Hình 1.34. Độ đảo hướng tâm toàn phần * Độ đảo và dung sai độ đảo của mặt mút toàn phần. Độ đảo mặt mút toàn phần là hiệu  khoảng cách lớn nhất từ tất cả các điểm của mặt mút tới mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn Hình 1.35. Độ đảo mặt mút toàn phần Dung sai độ đảo mặt mút toàn phần là trị số cho phép lớn nhất của độ đảo mặt mút toàn phần. Hình 1.36. Sai lệch hình dạng của Prôfin * Sai lệch và dung sai hình dạng của prôfin cho trước. Sai lệch hình dạng prôfin cho trước là sai lệch lớn nhất  từ các điểm của prôfin thực tới prôfin danh nghĩa, theo phương pháp tuyến với prôfin danh nghĩa trong giới hạn của phần chuẩn. Dung sai hình dạng prôfin cho trước theo đường kính bằng hai lần trị số sai lệch hình dạng lớn nhất cho phép của prôfin cho trước. Hình 1.37. Sai lệch hình dáng bề mặt * Sai lệch và dung sai hình dạng bề mặt cho trước. Sai lệch hình dạng bề mặt cho trước là sai lệch lớn nhất  giữa các điểm của bề mặt thật đến bề mặt danh nghĩa được xác định theo phương pháp tuyến với bề mặt danh nghĩa trong giới hạn chuẩn Bề mặt danh nghĩa Prôfin danh nghĩa [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 42 1.5 Ghi kí hiệu dung sai hình dạng và vị trí trên bản vẽ Để quy định cách hiểu thống nhất các yêu cầu trên bản vẽ về sai lệch hình dáng vị trí bề mặt TCVN 10-85 đã soạn thảo các dấu hiệu quy ước: - Các dấu hiệu tượng trưng và trị số cho phép của sai lệch hình dạng và vị trí được đặt trong khung chữ nhật. - Các khung này được nối bằng đường dóng có mũi tên tới đường biên của bề mặt hoặc đường kích thước của thông số hay đường trục đối xứng nếu sai lệch thuộc về đường trục chung - Khung chữ nhật được chia thành 2 hoặc 3 ô: Ô số1: Ghi dấu hiệu tượng trưng Ô số 2 : Ghi trị số sai lệch giới hạn Ô số 3: Ghi yếu tố chuẩn hoặc bề mặt khác có liên quan [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 43 Một số ví dụ kí hiệu dung sai hình dạng và vị trí bề mặt trên bản vẽ. 2. NHÁM BỀ MẶT 2.1. Khái niệm Bề mặt của chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tưởng mà tồn tại những nhấp nhô. Những nhấp nhô này là kết quả của quá trình biến dạng dẻo của bề mặt chi tiết sau khi cắt gọt lớp kim loại do vết lưỡi cắt để lại trên bề mặt của chi tiết gia công, là ảnh hưởng của rung động khi cắt, do tính chất của vật liệu gia công, do [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 44 chế độ cắt, các thông số dụng cụ cắt, do dung dịch trơn nguội và nhiều nguyên nhân khác. Tuy nhiên sự không bằng phẳng này có những bước khác nhau và độ lớn khác nhau. Những nhấp nhô đó không phải đều thuộc về nhám bề mặt mà tuỳ thuộc theo độ lớn của các nhấp nhô người ta phân ra làm ba dạng sai số: Dạng 1: Độ không phẳng bề mặt( sai lệch hình dạng) Dạng 2: Độ sóng bề mặt Dạng 3: Nhám bề mặt Người ta còn xác định bước sóng và tỷ lệ các bước sóng đó với chiều cao nhấp nhô phù hợp với từng loại sai số. - Loại nhấp nhô có chiều cao h1 là độ không phẳng bề mặt nó thuộc về sai số hình dáng. - Loại nhấp nhô có chiều cao h2 là độ sóng bề mặt. - Loại nhấp nhô có chiều cao h3 là độ nhám bề mặt. Người ta dựa vào tỷ số giữa bước nhấp nhô l và chiều cao nhấp nhô h 50 h l : sai số thuộc về độ nhám bề mặt 100 h l : sai số thuộc về độ sóng bề mặt 1000 h l : sai số thuộc về độ không phẳng bề mặt Vậy nhám bề mặt là những nhấp nhô tế vi có bước và chiều cao nhấp nhô nhỏ, nó ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bảo vệ và độ bền của các chi tiết máy. Hay nhám là mức độ cao thấp của các nhấp nhô xét trong một phạm vi hẹp của bề mặt gia công. 2.2. Các chỉ tiêu đánh giá nhám. Nhám bề mặt được đánh giá bằng độ nhấp nhô của prôfin được tạo thành bởi giao tuyến giữa bề mặt thực và mặt phẳng vuông góc với bề mặt thực. Nó nhận được bằng cách cắt bề mặt thực bàng một mặt phẳng, thường là mặt phẳng pháp tuyến. Khác với sai lệch hình dạng và độ sóng bề mặt có bước nhấp nhô prôfin tương đối lớn, nhám bề mặt có bước nhấp nhô prôfin tương đối nhỏ, và được đánh giá trong một giới hạn phần bề mặt có chiều dài xác định gọi là chiều dài chuẩn l. Chuẩn để đánh giá bề mặt là các yếu tố hình học được xác định trong phạm vi chiều dài chuẩn, được tính toán so với đường trung bình của prôfin bề mặt. - Đường trung bình là đường thẳng xác định trong chiều dài chuẩn chia prôfin thực ra làm hai phần có tổng diện tích các đỉnh lồi và đỉnh lõm bằng nhau. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 45 F1 + F2 + F3 +...+ Fn= F1' + F2' +...+ Fn' - Chiều dài chuẩn l: là phần chiều dài của bề mặt chi tiết được lựa chọn để đo độ nhám mà trong đó không có sự tham gia của các loại nhấp nhô khác có bước lốn hơn chiều dài chuẩn l. Theo tiêu chuẩn quy định chiều dài chuẩn có các trị số sau: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25mm Theo TCVN 2511 - 95 để đánh giá độ nhám bề mặt người ta thường dùng hai chỉ tiêu sau: a. Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra là trị số trung bình của các khoảng cách từ prôfin thực tới đường trung bình trong giớ hạn chiều dài chuẩn      n i i l xa y n dxy l R 10 11 b. Chiều cao nhấp nhô của prôfin theo 10 điểm Rz Chiều cao nhấp nhô của prôfin tính theo 10 điểm là giá trị trung bình của trị tuyệt đối của chiều cao 5 điểm cao nhất của phần lồi và 5 điểm thấp nhát của phần lõm tới đường trung bình trong giơi hạn chiều dài chuẩn. 5 5 1 min 5 1 max     i i i i z HH R 2.3. Các ký hiệu trên bản vẽ. Trong các bản vẽ thiết kế, để thể hiện yêu cầu nhám bề mặt, người dùng ký hiệu sau: [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 46 (1) : Ghi hai nội dung - Tên thông số và trị số được lựa chọn. Riêng đối với thông số Ra không cần ghi tên mà chỉ cần ghi trị số. - Nếu cần quy ước phương pháp gia công ta quy ước như hình vẽ. Tuy nhiên nếu không quy ước thì không cần ghi ký hiệu để cho người công nghệ tự lựa chon phương pháp gia công Ví dụ: Gia công bulông có thể gia công bằng hai cách là: + Gia công có phoi: tiện + Gia công không phoi: cán ren (2) Nếu cần quy định phương pháp gia công tinh lần cuối thì ghi tên phương pháp vào vị trí đó. Phương pháp gia công có phoi Phương pháp gia công không có phoi [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 47 (3) Nếu cần quy định chiều dài chuẩn thì ghi trị số chiều dài chuẩn được lựa chọn ở vị trí này. (4) Nếu cần quy định phương các nhấp nhô. Ký hiệu nhám của mỗi bề mặt trên bản vẽ chỉ ghi một lần trên đường bao thấy, hay đường kéo dài của đường bao thấy, đỉnh nhọn của ký hiệu hướng vào bề mặt cần ghi. Nếu tất cả các bề mặt của chi tiết có cùng một cấp độ nhám thì ghi ký hiệu nhám chung ở góc trên bên phải cuả bản vẽ. Nếu phần lớn các bề mặt của chi tiết có cùng một cấp độ nhám kí hiệu chung ở góc bên phải bản vẽ và đặt trong dấu ngoặc đơn. Nếu trên cùng một bề mặt có hai cấp độ nhám khác nhau thì dùng nét liền mảnh vẽ đường phân cách, đường phân cách không được vẽ lên đường gạch vật liệu của mặt cắt. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 48 Độ nhám của bề mặt răng, then hoa thân khai được ghi trên mặt chia, khi trên bản vẽ không có hình chính diện. Ký hiệu độ nhám bề mặt làm việc của ren được ghi ngay bên cạnh kích thước đường kính ren hoặc profin ren. 3. Chuỗi kích thước 3.1. Khái niệm chuỗi + Định nghĩa Chuỗi kích thước là tập hợp các kích thứơc nối tiếp nhau ở một hay một số chi tiết tạo thành một vòng khép kín. Chúng xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt, các đường tâm của một hoặc một số chi tiết tham gia lắp ghép. Để hình thành một chuỗi kích thước phải có 2 điều kiện: - Các kích thước nối tiếp nhau. - Các kích thước tạo thành một vòng khép kín. Nghĩa là nếu ta đi một chiều theo các kích thước của chuỗi thì sẽ trở về chỗ xuất phát. + Phân loại chuỗi kích thước Tuỳ theo vị trí và sự phân bố của chuỗi kích thước trong các chi tiết và bộ phận máy, người ta phân chuỗi kích thước thành nhiều loại. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 49 * Chuỗi kích thước chi tiết Là chuỗi mà các khâu cùng thuộc về một chi tiết. Các kích thước của chuỗi gọi khâu (hình 2.19a). Chuỗi kích thước chi tiết dùng để xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc đường trục của một chi tiết. * Chuỗi kích thước lắp Chuỗi kích thước lắp là chuỗi mà các khâu của chuỗi là kích thước của các chi tiết khác nhau lắp ghép trong bộ phận máy hoặc máy (hình 2.19b). Chuỗi kích thước lắp dùng để xác định vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc các đường tâm của một số chi tiết lắp ráp với nhau. * Chuỗi kích thước đường thẳng Chuỗi kích thước đường thẳng là chuỗi mà các khâu của chuỗi song song với nhau. Chuỗi kích thước chi tiết, chuỗi kích thước lắp là các chuỗi đường thẳng. * Chuỗi kích thước mặt phẳng Chuỗi kích thước mặt phẳng là chuỗi mà các khâu của chuỗi nằm trên một mặt phẳng hay một số mặt phẳng song song với nhau nhưng bản thân các khâu không song song với nhau (hình 6.1c). * Chuỗi không gian Chuỗi không gian là chuỗi mà các khâu của chuỗi nằm trong những mặt phẳng bất kỳ. 3.2. Các thành phần của chuỗi Các kích thước trong chuỗi được gọi là khâu. Dựa vào đặc tính của các khâu chia ra các loại khâu. 3.2.1. Khâu thành phần (Di, di) Khâu thành phần là khâu mà các kích thước của chúng do quá trình gia công quyết định và kích thước của các khâu thành phần không phụ thuộc vào nhau. * Khâu thành phần được chia làm 2 loại: [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 50 - Khâu thành phần tăng hay còn gọi là khâu tăng là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên làm tăng kích thước của khâu khép kín và ngược lại. - Khâu thành phần giảm hay còn gọi là khâu giảm là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên làm giảm kích thước của khâu khép kín và ngược lại. Muốn phân biệt khâu thành phần và khâu khép kín của một chuỗi kích thước chi tiết ta phải dựa vào trình tự gia công các kích thước trong chuỗi ấy. 3.2.2. Khâu khép kín (K) Khâu khép kín là khâu mà kích thước của nó được xác định bởi kích thước của các khâu thành phần. Trong một chuỗi chỉ có một khâu khép kín. Ví dụ ở hình 6.1b khâu A1 là khâu thành phần tăng, khâu A2, A3, A4 là khâu giảm, khâu A5 là khâu khép kín. 3.3. Giải chuỗi kích thước (bài toán thuận) Cho biết các khâu thành phần cả về kích thước danh nghĩa, sai lệch và dung sai, ta phải đi xác định khâu khép kín cả về kích thước danh nghĩa, sai lệch và dung sai. Để thuận tiện cho việc giải bài toán chuỗi kích thước người ta thường sơ đồ hoá các chuỗi. Các chuỗi trên hình 6.1 được sơ đồ hoá như sau: Trong đó hình b ta có : A1 là khâu tăng A2, A3, A4 là các khâu giảm A4 là khâu khép kín Với A4 = A5- A1- A2 - A3 A4 = A5-(A1+A2+A3) Trong một kích thước các khâu thành phần có thể gồm nhiều kích thước khác nhau. Để thuận tiện cho việc tính toán ta quy ước một số ký hiệu sau: K: là khâu khép kín. D: là khâu tăng. d : là khâu giảm. Theo ký hiệu trên thì kích thước danh nghĩa của khâu khép kín được tính như sau: Hình 2.20. Sơ đồ hoá chuỗi kích thước [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 51 K = D - (d1+d2+d3) Trong trường hợp có nhiều khâu tăng và nhiều khâu giảm thì quan hệ về kích thước giữa khâu khép kín và các khâu thành phần được biểu thị bằng phương trình sau và gọi là phương trình cơ bản của chuỗi kích thước. K =   m i iD 1 -   n i id 1 Trong đó: K là kích thước danh nghĩa của khâu khép kín   m i iD 1 là tổng kích thước danh nghĩa các khâu tăng.   n i id 1 là tổng kích thước danh nghĩa các khâu giảm. m là số khâu tăng n là số khâu giảm Như vậy kích thước danh nghĩa của khâu bằng hiệu số giữa tổng kích thước danh nghĩa các khâu tăng và tổng kích thước danh nghĩa các khâu giảm. Kích thước giới hạn lớn nhất của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng lớn nhất và tổng các khâu giảm nhỏ nhất. Kmax =   m i iD 1 max -   n i id 1 min Kích thước giới hạn nhỏ nhất của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng nhỏ nhất và tổng các khâu giảm lớn nhất. Kmax =   m i iD 1 min -   n i id 1 max Dung sai của khâu khép kín bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất của khâu khép kín. ITK = Kmax - Kmin Hay ITK =   m i iITD 1 +   n i iITd 1 =    nm i iITA 1 Trong đó A chỉ các khâu thành phần. Vậy dung sai của khâu khép kín bằng tổng dung sai các khâu thành phần trong chuỗi. Sai lệch trên của khâu khép kín ESK : bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa của khâu khép kín. ESK = Kmax - K [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 52 Hay ESK =   m i iDE 1 S -   n i ieid 1 Trong đó: ESDi là sai lệch trên của các khâu tăng. eidi là sai lệch dưới của các khâu giảm. Vậy sai lệch trên của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng sai lệch trên của các khâu tăng và tổng sai lệch dưới của các khâu giảm. Sai lệch dưới của khâu khép kín EIK : bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa của khâu khép kín hoặc bằng hiệu số giữa tổng sai lệch dưới của các khâu tăng và tổng sai lệch trên của các khâu giảm. EIK = Kmin - K =   m i iDE 1 I -   n i iesd 1 Trong đó: EIDi là sai lệch dưới của các khâu tăng. eidi là sai lệch trên của các khâu giảm. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bầy khái niệm và các dạng sai lệch hình dạng? 2. Trình bầy khái niệm và các dạng sai lệch vị trí bề mặt ? 3. Nêu cách dấu hiệu tương ứng để ký hiệu dung sai hình dạng ,vị trí? Cách ghi ký hiệu sai lệch hình dạng vị trí trên bản vẽ? 4. Thế nào là nhám bề mặt? Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến chất lượng sản phẩm? 5. Cho biết các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt? Ký hiệu và cách ghi độ nhám bề mặt trên bản vẽ? 6. Thế nào chuỗi kích thước? cho ví dụ minh hoạ? 7. Thế nào là khâu thành phần tăng, khâu thành phần giảm của chuỗi kích thước; cho ví dụ về cách xác định đối với một chuỗi kích thước? 8. Nêu các phương pháp giải chuỗi kích thước cho bài toán thuận? BÀI TẬP Bài 1: Cho chuỗi kích thước như hình vẽ sau: [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 53 Hãy giải chuỗi kích thước để xác định sai lệch, dung sai kích thước A2 . Biết trình tự gia công là A1, A3, A2 Với A1 = 100 1,0 ; A3 = 45 15,0 Đáp số: TK= 0,4 (mm); K 15,0 25,055   Bài 2: Cho chuỗi kích thước như hình vẽ sau: Hãy giải chuỗi kích thước để xác định sai lệch, dung sai kích thước A2 . Biết trình tự gia công là A1, A3, A2 Với A1 = 120 15,0 ; A3 = 45 16,0 Đáp số: TK= 0,47 (mm); K 16,0 31,080   [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 54 CHƯƠNG 4. CÁC DỤNG CỤ ĐO LƯỜNG THÔNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO MÁY 1. Cơ sở đo lường kỹ thuật. 1.1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo, dựa trên việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo và một đại lượng có cùng tính chất vật lý được quy định dùng làm đơn vị đo. Thực chất của việc đo lường là việc so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng. Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng khi so sánh. Ví dụ: Đại lượng cần đo là Q, đơn vị dùng để so sánh là u. Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là q u Q  . Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u Việc chọn độ lớn của đơn vị đo khác nhau khi so sánh sẽ có trị số q khác nhau. Chọn độ lớn của đơn vị đo sao cho việc biểu diễn kết quả đo gọn, đơn giản tránh nhầm lẫn trong khi ghi chép và tính toán. Kết quả đo cuối cùng cần được biểu diễn theo đơn vị đo hợp pháp. Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh. Độ lớn của đơn vị đo cần được quy định thống nhất mới đảm bảo được việc thống nhất trong giao dịch mua bán, chế tạo sản phẩm để thay thế lắp lẫn ... Để đảm bảo tính thống nhất trong đo lường, các đơn vị đo cơ bản và các đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống đơn vị đo được quy định trong bảng đơn vị đo hợp pháp của Nhà nước dựa trên quy định của hệ thống đơn vị đo lường quốc tế. * Đơn vị do chiều dài Hội nghị quốc tế về đo lường họp năm 1875 đã công nhận "mét" làm đơn vị đo độ dài tiêu chuẩn. Trong nghành chế tạo máy thường dùng milimét hoặc micrômét. Mét là đơn vị cơ bản. * Đơn vị đo góc Bảng đơn vị đo lường hợp pháp của nước ta quy định đơn vị đo góc phẳng là độ, ký hiệu ( o ). Độ là góc phẳng bằng 0180  radian ( Radian là góc phẳng chắn trên một đường tròn có tâm đặt ở đỉnh của góc một cung dài bằng bán kính ). 1.2. Dụng cụ đo và các phương pháp đo 1.2.1. Các loại dụng cụ đo Dụng cụ đo có thể chia làm 2 loại: + Các loại mẫu [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 55 + Các loại dụng cụ đo và máy đo Các loại mẫu là những vật thể chế tạo theo bội số hoặc ước số của đơn vị đo, gồm các loại thước mẫu, căn mẫu, góc mẫu, ke Các loại dụng cụ đo và máy đo dùng đo kích thước của chi tiết gia công, gồm nhiều loại: - Các loại dụng cụ đo có khắc vạch: thước cặp, panme, đồng hồ so - Các loại máy đo quang học: Kính hiển vi, ốptimét, máy đo độ dài - Các loại máy đo dùng khí nén, máy đo dùng điện, máy kiểm tra tổng hợp Mỗi loại dụng cụ đo điều có đặc điểm sau: - Độ dài khoảng cách giữa hai vạch chia trên mặt số. - Giá trị của các vạch chia trên mặt số hoặc trên du xích - Phạm vi đo của ldụng cụ là kích thước nhỏ nhất và lớn nhất mà kích thước có thể đo được - Áp lực đo là áp lực tiếp xúc giữa vật đo và dụng cụ đo 1.2.2. Các phương pháp đo Phương pháp đo là cách thức, thủ thuật để xác định thông số cần đo. Đó là tập hợp mọi cơ sở khoa học có thể để thực hiện phép đo, trong đó nguyên tắc để xác định thông số đo có thể dựa trên mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quan tới đại lượng đo. Việc chọn mối quan hệ nào đó trong các mối quan hệ có thể với các thông số đo phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu đối với đại lượng đo, trang thiết bị hiện có, có khả năng tìm được hoặc tự chế tạo được. Mối quan hệ cần được chọn sao cho đơn giản, các phép đo để thể hiện với các yêu cầu về trang thiết bị đo ít và khả năng thực hiện được. Cơ sở để phân loại phương pháp đo: * Dựa vào quan hệ giữa đầu đo và chi tiết đo chia ra + Phương pháp đo tiếp xúc: Là phương pháp đo giữa đầu đo và bề mặt chi tiết đo tồn tại một áp lực gọi là áp lực đo. Khi đo tiếp xúc đầu đo tiếp xúc với mặt chi tiết theo đường điểm hoặc mặt - Ví dụ khi đo bằng dụng cụ đo cơ khí quang, cơ, điện, tiếp xúc... áp lực đo cho vị trí đo ổn định, vì thế kết quả đo tiếp xúc rất ổn định. - Tuy nhiên do tồn tại áp lực đo nên khi đo tiếp xúc không tránh khỏi sai số đo do các biến dạng có liên quan tới áp lực đo gây ra. Đặc biệt khi đo các chi tiết là vật liệu mền dễ biến dạng hoặc hệ đo kém cứng vững. + Phương pháp đo không tiếp xúc: Là phương pháp đo không có áp lực đo giữa yếu tố đo và bề mặt đo. Ví dụ đo bằng kính hiển vi, ốptimét, đo bằng các máy quang học. Do không tồn tại áp lực đo nên khi đo bề mặt chi tiết không bị biến dạng hoặc cào xước. Phương pháp này thích hợp với các chi tiết nhỏ, mềm, mỏng, dễ biến dạng hoặc các sản phẩm không cho phép có vết xước. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 56 * Dựa trên quan hệ về giá trị đo chia ra + Phương pháp đo tuyệt đối: Giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo là giá trị đo được, phương pháp này đơn giản, ít nhầm lẫn nhưng vì hành trình đo dài nên độ chính xác kém (thước cặp, panpe, thước đo góc ...) + Phương pháp đo so sánh: Giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo chỉ cho ta sai lệch của giá trị đo so với gia strị của chuẩn ( mẫu ). Khi đó kết quả đo phải là tổng của giá trị chuẩn và giá trị chỉ thị Q= Qo + x Trong đó: Q : là kích thước mẫu x : là giá trị chỉ thị của dụng cụ Ví dụ: khi muốn kiểm tra góc bằng êke, kiểm tra góc bằng góc mẫu, kiểm tra kích thước bằng Calíp, kiểm tra chi tiết trên máy bằng Optimét. Độ chính xác của phép đo so sánh cao hơn phép đo tuyệt đối và phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của mẫu và quá trình chỉnh . Các máy đo thường dùng phương pháp này vì nó đơn giản và thuận tiện. * Dựa vào quan hệ giữa đại lượng cần đo và đại lượng đo chia ra + Đo trực tiếp: Đo thẳng vào kích thước cần đo là phương pháp đo mà kết quả của phép đo đọc được trực tiếp trên mặt số của đại lượng đo. Phương pháp này cho đo chính xác cao nhưng hiệu quả thấp. + Đo gián tiếp: Không đo thẳng vào kích thước cần đo, giá trị của đại lượng cần đo không xác định được trực tiếp từ chỉ số của dụng cụ đo mà nó có quan hệ với một hay nhiều đại lượng đo trực tiếp theo hàm dạng: y = f(x1,x2,...,xn) Với y là đại lượng cần đo x1, x2,...,xn: là đại lượng đo trực tiếp Ví dụ: Đo 2 cạnh của một tam giác vuông rồi sử dụng định lý Pitago để tính ra cạnh huyền, xác định góc ... Phương pháp này thông qua các mối quan hệ toán học hoặc vật lý giữa đại lượng được đo và đại lượng cần đo là phương pháp phong phú, đa dạng và hiệu quả. Tuy nhiên, nếu hàm quan hệ phức tạp thì độ chính xác đo càng thấp vì việc tính toán, xử lý kết quả đo và độ chính xác đo phụ thuộc rất lớn vào việc lựa chọn mối quan hệ này. 2. Căn mẫu. 2.1. Công dụng, cấu tạo các bộ căn mẫu. 2.1.1. Công dụng Căn mẫu là một loại mẫu chuẩn về chiều dài, có độ chính xác cao, dùng để truyền kích thước từ độ dài chuẩn tới chi tiết cần kiểm tra. [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 57 Căn mẫu thường được dùng khi kiểm tra các chi tiết, dụng cụ chính xác, để điều chỉnh dụng cụ đo, máy đo, điều chỉnh máy khi gia công các chi tiết chính xác (điều chỉnh cữ ở trên các máy tự động). 2.1.2. Cấu tạo Căn mẫu là những khối thép hình chữ nhật có hai mặt đo phẳng, song song và được mài rà chính xác. Kích thước đo của căn mẫu là khoảng cách hai điểm giữa của hai mặt đo. Đặc điểm của căn mẫu là mặt đo của hai miếng căn có thể khép khít với nhau sau khi đã lau sạch và đẩy trượt lên nhau. Nhờ đặc điểm đó ta có thể ghép nhiều miếng căn lại thành kích thước cần đo. Tiết diện căn mẫu là 9 x 30mm với miếng căn có kích thước đo dưới 10mm. Tiết diện bằng 9 x 35mm với các miếng căn có kích thước trên 10mm. Căn mẫu thường được chế tạo thành từng bộ, mỗi bộ có 38 miếng, 45 miếng, 83 miếng, 92 miếng...đựng trong các hộp gỗ. Tiết diện căn mẫu là 9 x 20mm với miếng căn có kích thước đo dưới 1mm. Bộ căn mẫu 83 miếng là bộ thông dụng nhất. Trong bộ căn mẫu 83 miếng có các miếng căn có kích thước như sau: Miếng căn có kích thước 1,005mm Có 1 miếng Miếng căn có kích thước 1,01; 1,01; 1,03......... 1,49 mm Có 49 miếng Miếng căn có kích thước 0,5; 1; 1,5.................... 10 mm Có 20 miếng Miếng căn có kích thước 1,6; 1,7; 1,8; 1,9mm Có 4 miếng Hình 3.2. Bộ căn lá Hình 3.1. Cấu tạo căn mẫu [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 58 Miếng căn có kích thước 20; 30; 40;................. 100 mm Có 9 miếng Cộng = 83 miếng Với bộ căn mẫu này có thể ghép được các kích thước có tận cùng bằng 5m. Ngoài ra còn có bộ căn mẫu micrômét gồm 9 miếng: 1,0005; 1,001; 1,002; 1,003; 1,004; 1,006; 1,007; 1,008; 1,009. Nếu hợp hai bộ trên với nhau thành bộ 92 miếng, thì có thể ghép được các kích thước có tận cùng bằng 0,5m. 2.1.3. Cách chọn và ghép căn mẫu Khi cần dùng để kiểm tra kích thước nào đó trước hết ta căn cứ vào kích thước cần kiểm tra, cần đảm bảo dùng số miếng căn là ít nhất và phải chọn những miếng căn có kích thước phần thập phân nhỏ nhất trở đi. Thí dụ: Dùng bộ căn mẫu 83 miếng để kiểm tra kích thước sau 59,985mm Kích thước cần ghép 59,985 mm Chọn miếng căn thứ nhất 1,005 mm Kích thước còn lại 58,98 mm Chọn miếng căn thứ hai 1,48 mm Kích thước còn lại 57,5 mm Chọn miếng căn thứ ba 7,5 mm Kích thước còn lại 50 mm Chọn miếng căn thứ tư 50 mm Kích thước còn lại 0mm Thử lại 1,005+1,48+7,5+50= 59,985 mm Trước khi ghép căn mẫu, phải rửa sạch lớp mỡ trên mẫu bằng ét xăng (loại xăng trắng), dùng vải sạch hoặc bông lau sạch vài lần cho tới khi soi ra ánh sáng không còn thấy vết dầu hay sợi bông của vải lau. Khi ghép, dùng tay ấn cho hai mặt đo của hai Hình 3.3. Cách ghép căn [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 59 miếng căn dính sát vào nhau, rồi đẩy cho mặt này miết lên mặt kia, các miếng căn dính chặt lại với nhau thành một khối. Khi muốn làm cho các miếng căn rời nhau ra ta đẩy cho hai mặt đo trượt ra khỏi nhau. Không tách chúng ra khỏi theo phương thẳng góc với mặt ghép, vì như vậy phải dùng một lực lớn và dễ bị tuột tay làm văng những miếng căn ra. 2.2. Cách bảo quản Căn mẫu là một loại dụng cụ đo có độ chính xác cao nên việc sử dụng và bảo quản phải thật chu đáo. Khi sử dụng, dùng panh lấy các miếng căn hoặc dùng lót vải để lấy ra đặt lên một miếng vải mề. Rửa sạch bằng bút lông hoặc vải thấm xăng. Lau khô, sạch các mặt đo bằng vải sạch và mềm. Cần chú ý: Không sờ tay vào các mặt đo của căn. Những miếng căn dày trên 5mm đặt trên mặt bên của căn mẫu. Không trượt mặt đo của căn lên mặt bên của miếng căn khác, nếu làm như vậy mặt đo sẽ bị sây sát. Khi ghép n