Met109 do luong co khi va dung sai lap ghep

Đo lường là việc gán một số cho một đặc tính của một đối tượng hoặc sự kiện, có thể được so sánh với các đối tượng hoặc sự kiện khác.12 Phạm vi và ứng dụng của đo lường phụ thuộc vào bối cảnh và kỷ luật. Trong khoa học tự nhiên và kỹ thuật, các phép đo không áp dụng cho các tính chất danh nghĩa của các vật thể hoặc sự kiện, phù hợp với hướng dẫn của International vocabulary of metrology (từ vựng quốc tế về đo lường) được Văn phòng Cân đo Quốc tế công bố.2 Tuy nhiên, trong các lĩnh vực khác như thống kê cũng như khoa học xã hội và khoa học hành vi, các phép đo có thể có nhiều cấp độ, bao gồm thang đo danh nghĩa, thứ tự, khoảng thời gian và tỷ lệ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Biên soạn:

TS.Lê Đình Phương

ĐO LƯỜNG CƠ KHÍ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP

Ấn bản 2015

MỤC LỤC IMỤC LỤC

MỤC LỤC IHƯỚNG DẪN VI

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1

1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ 1

1.1.1 Bản chất của tính đổi lẫn chức năng: 1

1.1.2 Vai trò của tính đổi lẫn chức năng: 2

1.2 KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI 3

1.2.1 Kích thước danh nghĩa: 3

1.4 BIỂU DIỄN SƠ ĐỒ PHÂN BỐ MIỀN DUNG SAI CỦA LẮP GHÉP 15

1.5 SAI SỐ GIA CÔNG CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CHI TIẾT 16

1.5.1 Khái niệm về sai số gia công: 16

1.5.2 Sai số gia công kích thước: 17

TÓM TẮT 27

CÂU HỎI ÔN TẬP 27

BÀI 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 29

2.2.6 Ghi kí hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ: 44

2.3 CHỌN KIỂU LẮP TIÊU CHUẨN CHO MỐI GHÉP KHI THIẾT KẾ 46

2.4 PHẠM VI ỨNG DỤNG CÁC LẮP GHÉP TIÊU CHUẨN 48

2.4.1 Phạm vi ứng dụng các kiểu lắp lỏng: 48

2.4.2 Phạm vi ứng dụng các kiểu lắp trung gian: 49

2.4.3 Phạm vi ứng dụng của các kiểu lắp chặt: 50

TÓM TẮT 53

CÂU HỎI ÔN TẬP 53

BÀI 3: DUNG DAI HÌNH DẠNG, VỊ TRÍ VÀ NHÁM BỀ MẶT 54

3.1 DUNG SAI HÌNH DẠNG VÀ VỊ TRÍ BỀ MẶT 54

3.1.1 Sai lệch hình dạng: 55

3.1.2 Sai lệch vị trí bề mặt 57

3.1.3 Ghi kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt trên bản vẽ 60

3.1.4 Xác định dung sai hình dạng và vị trí khi thiết kế 64

3.2 NHÁM BỀ MẶT 66

3.2.1 Bản chất nhám bề mặt: 66

3.2.2 Chỉ tiêu đánh giá bề mặt: 67

3.2.3 Xác định giá trị cho phép của thông số nhám: 69

3.2.4 Phương pháp trình bày các kí hiệu nhám trên bản vẽ: 71

3.3 CÁC LỚP PHỦ, ĐỘ CỨNG BỀ MẶT, TÍNH CHẤT VẬT LIỆU 75

3.3.1 Khái niệm: 75

3.3.2 Cách ghi các lớp phủ bề mặt: 76

3.4 VẬT LIỆU CHẾ TẠO CHI TIẾT MÁY 77

3.4.1 Kim loại đen 78

TÓM TẮT 79

CÂU HỎI ÔN TẬP 80

BÀI 4: DUNG SAI KÍCH THƯỚC VÀ LẮP GHÉP CÁC MỐI GHÉP THÔNG DỤNG 82

4.1 CÁC MỐI GHÉP THÁO ĐƯỢC 82

4.1.1 Mối ghép ren 82

4.1.2 Mối ghép then 106

4.1.3 Mối ghép then hoa 111

4.2 CÁC MỐI GHÉP KHÔNG THÁO ĐƯỢC 117

4.2.1 Ghép bằng đinh tán 117

4.2.2 Ghép bằng hàn 120

4.3 CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 125

4.3.1 Mối ghép ổ lăn với trục và lỗ thân hộp 125

4.3.2 Truyền động bánh răng 131

TÓM TẮT 146

CÂU HỎI ÔN TẬP 147

BÀI 5: CHUỖI KÍCH THƯỚC 149

5.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 149

5.1.1 Chuỗi kích thước: 149

5.1.2 Khâu (kích thước của chuỗi): 150

5.2 GIẢI CHUỖI KÍCH THƯỚC 151

5.2.1 Bài toán chuỗi và phương trình cơ bản của chuỗi kích thươc: 151

5.2.2 Giải chuỗi kích thước bằng phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn 153

5.2.3 Giải chuỗi kích thước theo phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn 158

MỤC LỤC III

5.2.4 Giải bài toán nghịch theo phương pháp tính xác suất 159

TÓM TẮT 160

CÂU HỎI ÔN TẬP 160

BÀI 6: BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY 162

6.1 GIỚI THIỆU VỀ BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY 162

6.1.1 Hình biểu diễn chi tiết: 163

6.1.2 Kết cấu hợp lý của chi tiết 164

6.1.3 Ghi kích thước cho bản vẽ chi tiết 167

6.1.4 Ghi yêu cầu kỹ thuật 169

CÂU HỎI ÔN TẬP 212

BÀI 8: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG ĐO LƯỜNG 215

8.1 ĐO LƯỜNG HỌC–KHOA HỌC VỀ CÁC PHÉP ĐO 215

8.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CỦA ĐO LƯỜNG HỌC HIỆN NAY 217

8.3 ĐƠN VỊ ĐO, HỆ THỐNG ĐƠN VỊ ĐO 218

8.4 PHƯƠNG PHÁP ĐO 219

8.4.1 Định nghĩa 219

8.4.2 Cơ sở phân loại phương pháp đo 219

8.5 KIỂM TRA-PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA 221

8.6 PHƯƠNG TIỆN ĐO-PHÂN LOẠI PHƯƠNG TIỆN ĐO 222

8.7 CÁC CHỈ TIÊU ĐO LƯỜNG CƠ BẢN 222

8.8 CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG KHI ĐO 223

8.8.2 Nguyên tắc chuỗi kích thước ngắn nhất: 224

8.8.3 Nguyên tắc chuẩn thống nhất 224

8.8.4 Nguyên tắc kinh tế 225

TÓM TẮT 225

CÂU HỎI ÔN TẬP 225

BÀI 9: PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC VÀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CƠ KHÍ 226

9.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC THẲNG 226

9.1.1 Phương pháp đo 2 tiếp điểm: 226

9.1.2 Phương pháp đo 3 tiếp điểm: 227

9.1.3 Phương pháp đo 1 tiếp điểm: 229

9.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC GÓC 230

9.2.1 Phương pháp đo trực tiếp: 230

9.2.2 Phương pháp đo gián tiếp kích thước góc: 230

9.2.3 Đo góc bằng thước sin, thước tang 231

9.2.4 Đo góc theo phương pháp tọa độ 232

9.2.5 Phương pháp đo kích thước lỗ 232

9.3 PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC LỚN 233

9.3.1 Phương pháp đo cung: 234

9.3.2 Phương pháp đo chu vi 235

9.3.3 Phương pháp con lăn 235

9.3.4 Phương pháp đo bằng máy kinh vĩ 235

9.4 PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC THÔNG SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CHÍNH CỦA CHI TIẾT CƠ KHÍ 236

9.4.1 Phương pháp đo thông số sai số hình dáng bề mặt 236

9.4.2 Phương pháp đo thông số sai số vị trí tương đối giữa các bề mặt 242

9.5 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ CỨNG BỀ MẶT 246

9.5.1 Phương pháp đo độ cứng Brinell 247

9.5.2 Phương pháp đo độ cứng Rockwell 247

9.5.3 Phương pháp đo độ cứng Wikker 248

TÓM TẮT 249

CÂU HỎI ÔN TẬP 250

BÀI 10: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC KẾT QUẢ ĐO THỰC NGHIỆM 252

10.1 KHÁI NIỆM VỀ SAI SỐ ĐO VÀ PHÂN LOẠI 252

10.1.1 Sai số hệ thống-Phương pháp khử sai số hệ thống 253

10.1.2 Sai số ngẫu nhiên- Phương pháp tính toán kết quả đo 254

10.1.3 Sai số thô - chỉ tiêu loại sai số thô 258

11.6 CÁC MÁY ĐO CHUYỂN VỊ 11.7.KÍNH HIỂN VI ĐO LƯỜNG 11.8 MÁY ĐO TỌA ĐỘ 11.9 MÁY Đ0 KÍCH THƯỚC BẰNG TIA LASER

HƯỚNG DẪN

MÔ TẢ MÔN HỌC

Nhiệm vụ quan trọng trong quá trình thiết kế các sản phẩm mới và hoàn thiện các sản phẩm cũ là chuẩn bị tốt các bản vẽ thiết kế và công nghệ, tạo khả năng đảm bảo tính công nghệ cần thiết và chất lượng của sản phẩm Để giải quyết nhiệm vụ đó, các nhà thiết kế cần phải nắm vững những nguyên tắc cơ bản để lựa chọn dung sai cho các thông số hình học chi tiết và lắp ghép cho các mối ghép theo tiêu chuẩn nhà nước Việt nam đã ban hành, được thể hiện trên các bản vẽ kỹ thuật Đó cũng chính là nội dung cơ bản của môn học này Các tiêu chuẩn Nhà nước Việt nam được giới thiệu ở đây là những tiêu chuẩn đã được biên soạn và soát xét lại trên cơ sở tiêu chuẩn quốc tế -ISO, để hòa nhập vào thị trường các nước trong khu vực và trên thế giới hiện nay

Bài giảng cũng dành một phần đáng kể để giới thiệu phạm vi ứng dụng của các kiểu lắp tiêu chuẩn, hướng dẫn cách chọn dung sai trong các trường hợp cụ thể thể hiện trên các bản vẽ kỹ thuật được dùng rất rộng rãi trong sản xuất và trong các lĩnh vực kỹ thuật

NỘI DUNG MÔN HỌC

Bài 1: Bản chất của tính đổi lẫn trong ngành cơ khí và tác dụng tích cực của nó đối với sản xuất và sử dụng Các khái niệm về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai Đặc tính của 3 nhóm lắp ghép, củng như công dụng của từng nhóm lắp ghép đó Cách biểu diễn bằng sơ đồ sự phân bố miền dung sai của lắp ghép Sai số gia công các thông số hình học chi tiết máy và luật phân bố kích thước gia côngđể chọn phương pháp gia công và điều chỉnh máy khi gia công

Bài 2: Những nội dung cơ bản của hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn theo TCVN, ý nghĩa các ký hiệu về dung sai và lắp ghép trên bản vẽ đồng thời hướng dẫn sử dụng các bảng dung sai

Bài 3: Các dạng sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt Cách biểu diễn chúng trên bản vẽ Bản chất và nguyên nhân sinh ra nhám bề mặt, ảnh hưởng của chúng đến chất lượng của mối ghép, phương pháp đánh giá nhám và ký hiệu nhám trên bản vẽ Khái niệm về các lớp phủ, độ cứng bề mặt, tính chất vật liệu dùng trong ngành cơ khí Các qui định ghi các lớp phủ và vật liệu chế tạo máy theo TCVN

HƯỚNG DẪN VII

Bài 4: Cách vẽ các chi tiết có ren theo quy ước và ký hiệu của chúng trên bản vẽ,cách biểu diễn các mối ghép về ren Các quy ước và ghi ký hiệu các mối ghép về then, then hoa Các mối ghép chốt và ghép đinh tán ,các ký hiệu về mối hàn Những quy định của TCVN về dung sai lắp ghép các chi tiết điển hình và ký hiệu lắp ghép của chúng trên bản vẽ

Bài 5: Khái niệm về chuỗi kích thước và các phương pháp giải chuỗi kích thước

Bài 6:Công dụng và phương pháp đọc bản vẽ chi tiết máy Cách phân tích và lập một bản vẽ chi tiết và hình dung được hình dáng của nó

Bài 7:Nội dung và phương pháp đọc bản vẽ lắp Phân tích bản vẽ lắp, cách vẽ bản vẽ chi tiết, bản vẽ phác tách ra từ bản vẽ lắp và bản vẽ lắp

Bài 8: Những kiến thức cơ bản về đo lường, vị trí và tầm quan trọng của của đo lường Phân loại dụng cụ đo và phương pháp đo, phương pháp kiểm tra

Bài 9: Phương pháp đo kích thước thẳng, kích thước lỗ lích thước góc, kích thước lỗ và một số thông số chỉ tiêu chất lượng chính của chi tiết máy như độ song song, dộ thẳng góc , độ cứng

Bài 10: Các loại sai số trong khi đo: sai số hệ thống, sai số thô, sai số ngẫu nhiên Phương pháp tính kết quả đo các thông số dạng biên độ và dạng biên độ Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo

Bài 11: Các loại dụng cụ đo thông dụng trong ngành cơ khí : căn mẫu, dụng cụ đo có khắc vạch (dụng cụ đo không có du xích, dụng cụ đo có du xích), dụng cụ đo có mặt số Cách sử dụng và bảo quản

KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ

Môn học đòi hỏi sinh viên có nền tảng về vẽ kỹ thuật (phương pháp hình chiếu biểu diễn chính xác vật thể), một số kiến thức cơ bản về cơ khí chế tạo máy (các mối ghép, các bộ truyền…)

YÊU CẦU MÔN HỌC

Người học phải dự học đầy đủ các buổi lên lớp và làm bài tập đầy đủ ở nhà

Người học phải nắm vững những khái niệm cơ bản về dung sai đo lường, các ứng dụng của hình thức lắp ghép và hệ thông dung sai lắp ghép bề mặt trơn theo tiêu chuẩn Việt

thiết kế, chế tạo và sửa chữa sản phẩm

Sử dụng thành thạo các dụng cụ đo phổ biến trong ngành cơ khí

CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC

Để học tốt môn này, người học cần ôn tập các bài đã học, trả lời các câu hỏi và làm đầy đủ bài tập; đọc trước bài mới và tìm thêm các thông tin liên quan đến bài học

Đối với mỗi bài học, người học đọc trước mục tiêu và tóm tắt bài học, sau đó đọc nội dung bài học Kết thúc mỗi ý của bài học, người đọc trả lời câu hỏi ôn tập và kết thúc toàn bộ bài học, người đọc làm các bài tập

Môn học mang tính thực hành cao Vì vậy, trong quá trình học, người học phải nắm vững các kiến thức cơ bản về lí luận phép chiếu, phương pháp biểu diễn vật thể, tiêu chuẩn Việt nam và tiêu chuẩn quốc tế về bản vẽ thiết kế, sản xuất và sửa chữa sản phẩm

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

Môn học được đánh giá gồm:

Điểm quá trình: 30% Hình thức và nội dung do GV quyết định, phù hợp với quy chế đào tạo và tình hình thực tế tại nơi tổ chức học tập

 Điểm thi: 70% Hình thức bài thi tự luận trong 90 phút Nội dung gồm các bài tập thuộc bài thứ 1 đến bài thứ 11.

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP

Sau khi học xong bài này, học viên có thể:

 Nắm vững bản chất của tính đổi lẩn chức năng trong ngành cơ khí và tác dụng tích cực của nó đối với sản xuất và sử dụng;

 HIểu các khái niệm về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai;

 Nắm vững đặc tính của 3 nhóm lắp ghép cũng như công dụng của từng nhóm lắp ghép đó;

 Biết cách biểu diễn bằng sơ đồ sự phân bố miền dung sai của lắp ghép;

 HIểu được luật phân bố các kích thước gia công và ứng dụng luật phân bố chuẩn để chọn phương pháp gia công và điều chỉnh máy khi gia công

1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ

1.1.1 Bản chất của tính đổi lẫn chức năng:

Máy do nhiều bộ phận hợp thành, mỗi bộ phận do nhiều chi tiết lắp ghép lại với nhau Trong chế tạo cũng như trong sửa chữa máy, người ta mong muốn các chi tiết cùng loại có khả năng đổi lẫn được cho nhau nghĩa là khi cần thay thế cho nhau, không cần lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của mối ghép

Tính chất đó của chi tiết gọi là tính đổi lẫn chức năng

Vậy tính đổi lẫn chức năng của một loạt chi tiết là khả năng thay thế cho nhau, không cần lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo chức năng yêu cầu của bộ phận máy hoặc máy mà chúng lập thành

Trong một loạt chi tiết cùng loại, nếu các chi tiết có thể đổi lẫn được cho nhau thì loạt chi tiết đó đạt được tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn; nếu một hoặc một số chi tiết trong

không hoàn toàn

Sở dĩ loạt chi tiết đạt được tính đổi lẫn chức năng là vì chúng được chế tạo giống nhau, tất nhiên không thể giống nhau tuyệt đối được, mà chúng có sai khác nhau trong một phạm vi cho phép nào đó Chẳng hạn, các thông số hình học của chi tiết như kích thước, hình dạng… chỉ được sai khác nhau trong một phạm vi cho phép gọi là dung sai Giá trị dung sai ấy được người thiết kế tính toán và quy định dựa trên nguyên tắc của tính đổi lẫn chức năng

Đổi lẫn chức năng hoàn toàn đòi hỏi chi tiết phải có độ chính xac1cao, do đó giá thành sản phẩm cao Đối với các chi tiết tiêu chuẩn, các chi tiết dự trữ thay thế thường được chế tạo có tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn

Đổi lẫn chức năng không hoàn toàn cho phép các chi tiết chế tạo với phạm vi dung sai lớn hơn, thường thực hiện đối với công việc lắp ráp trong nội bộ phân xưởng hoặc nhà máy

1.1.2 Vai trò của tính đổi lẫn chức năng:

Tính đổi lẫn chức năng trong chế tạo máy là điều kiện cơ bản và cần thiết của nền sản xuất tiên tiến Trong sản xuất hàng loạt, nếu không đảm bảo các nguyên tắc của tính đổi lẫn chức năng thì không thể sử dụng bình thường nhiều loại đồ dùng hàng ngày Ví dụ:lắp một bóng đèn điện vào đui đèn, vặn đai ốc vào một bu lông bất kỳ có cùng cỡ kích thước, lắp ổ lăn vào có cùng số hiệu và kích thước vào trục và ổ trục của một chiếc xe hoặc máy nào đó (mô- tô, ô-tô, máy tiện…)

Trong sản xuất, tính đổi lẫn chức năng của chi tiết làm đơn giản quá trình lắp ráp Trong sửa chữa, nếu thay thế một chi tiết bị hỏng bằng một chi tiết dự trữ cùng loại thì máy có thể làm việc được ngay, giảm thời gian ngừng máy để sửa chữa, tận dụng thời gian sản xuất

Về mặt công nghệ, nếu các chi tiết được thiết kế và chế tạo đảm bảo tính đổi lẫn chức năng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc hợp tác sản xuất giữa các xí nghiệp, thực hiện chuyên môn hóa dễ dàng, tạo điều kiện áp dụng kỹ thuật tiên tiến, tổ chức sản xuất hợp lý, nâng cao năng suất và chất lượng, hạ giá thành sản phẩm

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 3

1.2 KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI

1.2.1 Kích thước danh nghĩa:

Kích thước được xác định xuất phát từ chức năng của chi tiết, sau đó được quy tròn (về phía lớn lên) theo các giá trị của dãy kích thước tiêu chuẩn Ví dụ, xuất phát từ độ bền chịu lực của chi tiết trục, ta tính được đường kính trục là 29,876mm Theo các giá trị của dãy kích thước tiêu chuẩn (báng 1.1.) ta quy tròn là 30mm Vậy kích thước danh nghĩa của chi tiết trục là 30mm

Khi tra bảng 1.1 ta ưu tiên sử dụng dãy 1 (Ra5) trước rồi mới đến dãy 2 (Ra10) … Kích thước danh nghĩa được kí hiệu là dN đối với chi tiết trục và DN đối với chi tiết lỗ Trong chế tạo cơ khí, đơn vị đo kích thước thẳng được dùng là milimet (mm) và quy ước thống nhất trên các bản vẽ là không cần ghi kí hiệu đơn vị “mm” Kích thước danh nghĩa được dùng làm gốc để xác định các sai lệch của kích thước Kích thước danh nghĩa được dùng để xác định các sai lệch của kích thước

Bảng 1.1 Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 5

Bảng 1.1 Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn (tiếp theo)

Kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép và được kí hiệu là dth đối với trục và Dth đối với lỗ Ví dụ khi đo kích thước đường kính trục bằng panme có giá trị vạch chia là 0,01mm, kết quả đo nhận được là 24,98mm, thì kích thước thực của chi tiết trục là 24,98mm với sai số đo là ± 0,01mm Nếu dùng dụng cụ đo chính xác hơn thì kích thước thực nhận được cũng có độ chính xác xác cao hơn

1.2.3 Kích thước giới hạn:

Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta qui định kích thước giới hạn là:

- Kích thước giới hạn lớn nhất, kí hiệu là dmax (Dmax) - Kích thước giới hạn nhỏ nhất, kí hiệu là dmin (Dmin)

Kich thước của chi tiết đã chế tạo (kích thước thực) nằm trong phạm vi cho phép ấy thì đạt yêu cầu Như vậy, chi tiết đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng

Là hiệu số giữa kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa

 Sai lệch giới hạn trên: là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa, được kí hiệu là es (ES) và được tính như sau:

es = dmax – dN (1.3)

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 7

ES = Dmax- Dmin (1.4)

(chữ in hoa sử dụng đối với chi tiết lỗ, chữ thường đối với chi tiết trục)

 Sai lệch giới hạn dưới:là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa, được kí hiệu là ei (EI):

ei = dmin – dN (1.5) EI = Dmin – DN (1.6)

Trị số sai lệch mang dấu “+” khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa và mang dấu “_” khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa và bằng “)” khi chúng bằng kích thước danh nghĩa Dmin Dth Dmax

1.2.5 Dung sai:

Là phạm vi cho phép của sai số Trị số dung sai bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới

Dung sai được kí hiệu là T (Tolerance) và được tính theo các công thức sau: - Dung sai kích thước trục Td = dmax – dmin (1.7)

hoặc Td = es – ei (1.8) - Dung sai kích thước lỗ TD = Dmax – Dmin (1.9) hoặc TD = ES – EI (1.10)

Dung sai luôn có giá trị dương Trị số dung sai càng nhỏ thì phạm vi cho phép của sai số càng nhỏ, yêu cầu độ chính xác chế tạo kích thước càng cao Ngược lại, nếu trị số dung sai càng lớn thì yêu cầu độ chính xác chế tạo càng thấp Như vậy, dung sai đặc trung cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi là độ chính xác thiết kế

Ví dụ 1.1: Biết kích thước danh nghĩa của trục là dN = 28mm và các sai lệch giới hạn là es = -0,020mm, ei = -0,041mm

 Tính các kích thước giới hạn và dung sai

 Nếu sau khi gia công trục, người ta đo được kích thước thực là dth = 27,976mm thì chi tiết trục đó có đạt yêu cầu không ?

Giải: Từ các công thức (1.3) và (1.5) ta suy ra:

dmax = dN + es = 28 + (-0,020) = 27,980mm dmin = dN + ei = 28 + (-0,041) = 27,959mm Áp dụng công thức (1.8) ta tính được dung sai :

Ta đã biết chi tiết trục đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức (1.1) Trong ví dụ này ta có :

dmin = 27,959mm  dth = 27,976mm  dmax = 27,980mm Vậy chi tiết trục đã gia công đạt yêu cầu

Ví dụ 1.2 Biết kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ là DN = 25mm, các sai lệch giới hạn kích thước lỗ là ES = +0,053mm, EI = +0,020mm

- Tính các kích thước giới hạn và dung sai

- Kich thước thực của lỗ sau khi gia công đo được là Dth =25,015mm Chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không ?

Giải: Từ công thức (1.4) và (1.6) ta suy ra:

Dmax = DN + ES = 25 + 0,053 = 25,053mm Dmin = DN + EI = 25 + 0,020 = 25,020mm Áp dụng công thức (1.10) ta tính được dung sai:

TD = ES – EI = 0,053 – 0,020 = 0,033mm

Chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức (1.2) Trong ví dụ này: Dth = 25,012mm < Dmin = 25,020mm, tức là không thỏa mãn bất đẳng thức (1.2) Vậy chi tiết lỗ đã gia công không đạt yêu cầu

Trong thực tế, trên bản vẽ chi tiết, người thiết kế chỉ ghi kích thước danh nghĩa và kề sau đó là các sai lệch giới hạn (sai lệch giới hạn trên ghi ở phía trên, sai lệch giới hạn dưới ghi ở phía dưới) Trường hợp của ví dụ (1.1) và (1.2) thì: Kích thước trục được ghi là:

Hai hay một số chi tiết phối hợp với nhau một cách cố định (đai ốc vặn chặt vào bu-lông) hoặc di động (pit-tông trong xi lanh) tạo thành mối ghép Những bề mặt và kích thước mà dựa theo chúng, các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép Bề mặt lắp ghép thường là bề mặt bao và bề mặt bị bao Ví dụ: trong lắp ghép giữa trục và lỗ,

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 9

hình 1.2 và lắp ghép giữa con trượt và rãnh trượt, hình 1.3 thì bề mặt lỗ và bề mặt rãnh trượt là bề mặt bao, còn bề mặt trục và bề mặt con trượt là bề mặt bị bao

Hình 1.2 1-Lỗ, 2-Trục Hình 1.3 1-Rãnh trượt, 2-Con trượt

Kích thước bề mặt bao được ký hiệu là D, kích thước bề mặt bị bao là d Kích thước danh nghĩa của lắp ghép là chung cho cả bề mặt bao và bị bao: DN = dN

Các loại lắp ghép thường sử dụng trong chế tạo cơ khí có thể phân loại theo hình

c Lắp ghép ren: bề mặt lắp ghép là mặt xoắn ốc có dạng prô-fin tam giác, hình thang… d Lắp ghép truyền động bánh răng (hình trụ, côn, răng sóng…) bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kỳ của các răng bánh răng

Trong số các lắp ghép trên thì lắp ghép bề mặt trơn chiếm phần lớn Đặc tính của lắp ghép được xác định bởi hiệu số kích rthước bề mặt bao và bị bao Nếu hiệu số đó có giá trị dương (D-d>0)thì lắp ghép đó độ hở Nếu hiệu số đó có giá trị âm

(D-d<0) thì lắp ghép có độ dôi Dựa vào đặc tính đó, các lắp ghép được phân thành 3 nhóm:

1.3.1 Nhóm lắp lỏng:

Trong nhóm lắp ghép này kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn luôn lớn hơn kích thước bề mặt bị bao (trục) đảm bảo lắp ghép luôn có độ hở (hính 1.4)

Smax = Dmax – dmin (1.11) Smin = Dmin – dmax (1.12)

Smax = (Dmax – DN) – (dmin – dN) = ES – ei (1.14)

Smin = (Dmin – DN) – (dmax – dN) = EI – es (1.15) (Đối với một lắp ghép thì DN = dN )

Nếu kích thước của loạt chi tiết được phép dao động trong khoảng Dmax – Dmin đối với lỗ và dmax – dmin đối với trục thì độ hở (S) của loạt lắp ghép tạo thành cũng được phép dao động trong khoảng Smax – Smin, tức là trong phạm vi dung sai của độ hở:

TS = Smax - Smin (1.16) TS = (Dmax – dmin ) – (Dmin – dmax )

= (Dmax – Dmin ) + (dmax – dmin)

TS = TD + Td (1.17)

Như vậy dung sai độ hở (TS) bằng tổng dung sai kích thước lỗ và kích thước trục Dung sai của độ hở còn được gọi là dung sai của lắp ghép lỏng, đặc trung cho mức chính xác yêu cầu của lắp ghép

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 11

Ví dụ 1.3 Cho kiểu lắp ghép lỏng, trong đó kích thước lỗ là 0,030

- Kích thước giới hạn và dung sai của cacx1 chi tiết - Độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của độ hở Giải: Theo số liệu đã cho, ta có:

Kích thước giới hạn và dung sai:

+ Dối với lỗ : Dmax = DN + ES = 52 + 0,030 = 52,03mm

- Độ hở giới hạn và độ hở trung bình được tính theo (1.11), (1.12) và (1.13): Smax = Dmax – dmin = 52,03 – 51,94 = 0,09mm

Smin = Dmin – dmax = 52 – 51,97 = 0,03mm

Trong nhóm lắp chặt, kích thước bề mặt bị bao luôn luôn lớn hơn kích thước bề mặt bao, có nghĩa là đảm bảo lắp ghép luôn có độ dôi (hình 1.5) Độ dôi lắp ghép được kí hiệu là N và tính như sau: N = d – D

Hình 1.5 Lắp ghép chặt

Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ, ta có độ dôi giới hạn: Nmax = dmax – Dmin = es – EI (1.18)

Nmin = dmin – Dmax = ei – ES (1.19) Độ dôi trung bình của lắp ghép: Dung sai độ dôi cũng bằng tổng dung sai kích thước lỗ và trục

Ví dụ 1.4 Cho kiểu lắp chặt, trong đó kích thước lỗ là 0,025

- Độ dôi giới hạn và độ dôi trung bình của kiểu lắp - Dung sai kích thước lỗ, trục và dung saoi độ dôi Giải: Với số liệu đã cho, ta có:

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 13

- Tính dung sai kích thước chi tiết:

Trong nhóm 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 1.6

Hình 1.6 Lắp ghép trung gian

Như vậy kích thước bề mặt bao được phép dao động trong phạm vi lớn hơn hay nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao và lắp ghép có thể có độ hở hoặc độ dôi

Trường hợp nhận được lắp ghép có độ hở thì độ hở lớn nhất là: Smax = Dmax – dmin

Trường hợp nhận được lắp ghép có độ dôi thì độ dôi lớn nhất là: Nmax = dmax – Dmin

Trong lắp ghép trung gian thì độ hở và độ dôi nhỏ nhất ứng với trường hợp thực hiện lắp ghép mà kích thước lỗ bằng kích thước trục, nghĩa là độ hở và độ dôi nhỏ nhất bằng 0 Vì vậy, dung sai của lắp ghép trung gian được tính như sau:

- Kích thước giới hạn và dung sai giới hạn kích thước lỗ và trục - Độ hở, độ dôi giới hạn và độ hở hoặc độ dôi trung bình

- Dung sai của lắp ghép

Giải: Theo số liệu đã có :

- Độ hở và độ dôi giới hạn lớn nhất tính theo (1.11) và (1.18): Smax = Dmax – dmin = 82,035 – 82,023 = 0,012mm Nmax = dmax - Dmin = 82,045 – 82 = 0,045mm

Trong ví dụ này, Nmax = 0,045mm > Smax = 0,012mm, nên ta tính độ dôi trung bình

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 15

1.4 BIỂU DIỄN SƠ ĐỒ PHÂN BỐ MIỀN DUNG SAI CỦA LẮP GHÉP

Để đơn giản và thuận lợi cho tính toán, người ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai:

Dùng hệ trục tọa độ vuông góc với trục tung biểu thị sai lệch của kích thước tính theo micomet (µm, 1µm = 10-3mm, trục hoành biểu thị vị trí của kích thước danh nghĩa Ứng với vị trí dó thì sai lệch kích thước bằng 0 nên trục hoành còn gọi là đường không Sai lệch của kích thước được phân bố về hai phía so với kích thước danh nghĩa, sai lệch dương ở phía trên, sai lệch âm ở phía dưới đường không MIền bao gồm giữa hai sai lệch giới hạn là miền dung sai kích thước, được biểu diễn hình chữ nhật

Ví dụ 1.6 Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép bề mặt trơn có kích thước danh nghĩa là 40mm

- Sai lệch giới hạn của kích thước lỗ là:

đồ phân bố miền dung sai

- Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép được biểu diễn trên hình 1.7

Miền dung sai kích thước lỗ và trục được biểu thị bằng hình chữ nhật (phần gạch trên sơ đồ)

Nhìn sơ đồ phân bố miền dung sai, ta biết ngay được giá trị sai lệch giới hạn, kích thước giới hạn, dung sai và dễ dàng nhận biết đặc tính của lắp ghép như ví dụ trên ta nhận biết ngay là lắp ghép lỏng có độ hở giới hạn là:

Smax = 75µm Smin = 25µm

1.5 SAI SỐ GIA CÔNG CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CHI TIẾT

1.5.1 Khái niệm về sai số gia công:

Chất lượng chi tiết gia công được đánh giá thông qua giá trị các thông số hình học, động học, cơ học, lý hóa học v v… Các giá trị đó được hoàn toàn xác định bởi quá trình gia công tạo thành chi tiết Trong loạt chi tiết gia công thì giá trị của một thông số nào đó thường khác nhau và khác với mongmuốn Sở dĩ có sự sai khác ấy là do tác động của các sai số xuất hiện trong quá trình gia công, chính là các sai số gia công Sự xuất hiện chúng là do một loạt các nguyên nhân sau:

 Máy dùng để gia công không chính xác

 Dụng cụ cắt không chính xác

 Lực cắt làm biến dạng hệ thống máy, dao, đồ gá, chi tiết gia công, gây ra sự thay đổi vị trí tương quan của các bộ phận trong hệ thống đó Khi gia công làm cho kích thước, hình dạng của chi tiết bị sai lệch đi

 Sự thay đổi của chiều sâu lớp kim loại bị cắt đi làm cho lực cắt thay đổi gây biến dạng của hệ thống máy, dao, đồ gá, chi tiết

 Sự rung động của máy do những chấn động bên trong và bên ngoài máy cũng gây ra sai số của các thông số hình học chi tiết gia công

 Nhiệt độ của môi trường xung quanh thay đổi và những thay đổi khác đều tác động đến quá trình gia công và gây ra sai số các thông số hình học chi tiết gia công

Sai số gia công phát sinh do hàng loạt những nguyên nhân phức tạp như vậy, xét về đặc tính biến thiên của chúng, có thể chia làm hai loại:

1 Sai số hệ thống: là những sai số mà trị số của chúng không biến đổi hoặc biến đổi

theo một qui luật xác định trong suốt thời gian gia công Ví dụ: không kể đến ảnh hưởng khác thì dao doa có đường kính sai bé đi 0,01mm thì kích thước lỗ gia công bằng dao doa ấy cũng sai bé đi cùng một lượng là 0,01mm Nghỉa là trị số và dấu của sai số không thay đổi trong suốt quá trình gia công loạt lỗ Người ta gọi những sai số không thay đổi về trị số và dấu như thế là “sai số hệ thống cố định

Sai số do độ mòn của dụng cụ cắt là loại sai số hệ thống biến đổi theo một quy luật xác định đối với thời gian gia công – qui luật độ mòn dụng cụ và thời gian gia công Quá trình mòn của dao doa khi gia công sẽ làm đường kính lỗ của loạt chi tiết gia công nhỏ dần theo thời gian gia công Loại sai số như vậy gọi là “sai số hệ thống thay đổi”

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 17

2 Sai số ngẫu nhiên: là sai số có trị số khác nhau ở các chi tiết gia công Trong thời

gian gia công, sai số loại này biến đổi không theo qui luật theo thời gian

1.5.2 Sai số gia công kích thước:

Sai số gia công mang đặc tính ngẫu nhiên làm cho kích thước tạo thành trong quá trình gia công cũng biến đổi ngẫu nhiên Ta gọi kích thước gia công là một đại lượng ngẫu nhiên Để nghiên cứu đại lượng ngẫu nhiên kích thước, ta phải dùng thống kê xác suất – là môn toán học chuyên nghiên cứu các đại lượng ngẫu nhiên

1.5.2.1 Một vài khái niệm về xác suất:

Để đi đến định nghĩa xác suất, ta lấy ví dụ sau: Một thùng chứa chi tiết gia công, trong đó có một số chi tiết đạt yêu cầu Lấy hú họa một chi tiết ra khỏi thùng (thực hiện một phép thử) Kết quả của phép thử là có thể xuất hiện chi tiết hợp yêu cầu (gọi là chi tiết A) hoặc không hợp yêu cầu (không phải sự kiện A) Thực hiện N phép thử, trong đó xuất hiện M sự kiện A Tỉ số

Một ví dụ khác: Khi ta gia công thử 100 chi tiết trên máy đã điều chỉnh sẵn kích thước, trong đó xuất hiện 5 chi tiết phế phẩm Như vậy, trong 100 phép thử xuất hiện 5 chi tiết phế phẩm, ta có trhể coi xác suất xuất hiện phế phẩm trong phương pháp gia

Cần phải chú ý rằng, sác xuất xuất hiện sự kiện A là một đại lượng đánh giá về mặt số lượng khả năng xuất hiện sự kiện A trong một điều kiện cho trước nào đó

Điều vừa nêu có một ý nghĩa quan trọng, từ đó ta áp dụng xác suất vào nghiên cứu sai số gia công kích thước Dưới tác động của sai số gia công, kích thước của loạt chi tiết gia công sẽ phân bố trong một miền nào đó , tuy nhiên biêt miền đó chưa đủ, mà còn

của miền như thế nào (chiếm tỷ lệ bao nhiêu), tức là xác suất xuất hiện chi tiết có kích thước nằm trong từng khoảng nhỏ của miền phân bố

1.5.2.2 Luật phân bố kích thước gia công

Giả sử gia công N trục trên mỗi máy đã điều chỉnh kích thước (trong ngành chế tạo máy thường lấy N = 60–100) đem đo đường kính của tùng trục sau khi gia công ta được các giá trị d1, d2,…, dN= Cáckích thước này nằm trong một miền xác định bởi hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của đường kính trục chọn trong số N kích thước trục đo được ở trên Miền này gọi là “miền phân bố thực” (dmax – dmin)

Để biết xác suất xuất hiện các chi tiết có kích thước nằm trong từng miền nhỏ, ta chia miền phân bố thực thành k miền nhỏ (k>3) Số chi tiết có kích thước nằm trong từng

1 là tần suất xuất hiện chi tiết có kích thước nằm trong từng miền nhỏ đã chia Nói một cách gần đúng (vì N hữu hạn) thì đó là xác suất xuất hiện các chi tiết có kích thước nằm trong từng miền nhỏ đã chia

Ghi các kết quả quan sát thành biểu đồ như hình 1.8 Trên biểu đồ này, miền phân bố thực được chia thành 9 miền nhỏ (tức là k =9) Các điểm a,b,c,…,k lập thành đường cong có tung độ là tần suất (

mi ), còn hoành độ là điểm giữa của tùng miền nhỏ

Hình 1.8 Biểu đồ phân bố xác suất

Qua biểu đồ này có thể nhận xét rằng:

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 19

Xung quanh giá trị trung bình số học – dm  nghĩa là nhiều chi tiết có kích thước nằm trong miền lân cận đó Điểm ứng với kích thước trung bình – dm là “trung tâm phân bố”

 Dùng đường cong này ta biết được xác suất xuất hiện chi tiết có kích thước nằm trong từng miền đã chia trên biểu đồ, nhưng chưa biết được xác suấtxuất hiện chi tiết có kích thước nằm trong miền bất kỳ nào đó Để tiện lợi hơn, người ta dùng một đường cong khác mà tung độ là mật độ xác suất y=

dxdp

, còn hoành độ là x=d-dm (nghĩa là hoành độ đã chuyển về trung tâm phân bố) Như vậy xác suất xuất hiện chi tiết có kích thước nằm trong miền x1- x2 nào đó sẽ là:

dp gọi là đường cong phân bố` mật độ xác suất Qua nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thì kích thước gia công cắt gọt bằng phương pháp điều chỉnh kích thước có đường cong phân bố mật độ xác suất theo dạng phân bố chuẩn (dạng đường cong toán học Gauss)

Phương trình biểu diễn mật độ xác suất y như sau:

Hình 1.9 Đường cong phân bố chuẩn

Như vậy, muốn biết giá trị của  để viết phương trình mật độ thì phải gia công thử và

Thường ta tính xác suất trong khoảng từ -x đến +x vì đường cong có tính đối xứng qua trục tung nên : với 1 mà trong kỹ thuật có thể coi bằng 1

Vì vậy ta nói rằng xác suất xuất hiện chi tiết có sai lệch kích thước so với kích thước trung bình dm trong khoảng (-3 ~3)(khoảng 6 ) bằng 1 (hoặc 100%) Nói cách

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 21

khác, hầu như kích thước chi tiết chỉ nằm trong miền từ (-3~3 ) mà thôi Như vậy, theo khái niệm về “sai số gia công” thì có thể nói miền 6 là đặc trưng cho sai số gia côngb hay “độ chính xác gia công” kích thước chi tiết Miền 6 càng lớn thì sai số gia công càng lớn, độ chính xác gia công càng thấp, miền 6 càng nhỏ, sai số gia công càng bé, độ chính xác gia công càng cao

Như trên đã biết: chi tiết đạt yêu cầu là chi tiết có kích thước nằm trong miền dung sai (IT) và loạt chi tiết đạt yêu cầu khi miền phân tán kích thước của loạt (6 ) nằm trong miền dung sai, về mặt trị số thì 6IT Tuy nhiên, ngay cả khi miền 6 nhỏ hơn miền dung sai (đặc trung cho độ chính xác thiết kế) mà vẫn có phế phẩm, bởi vì không thể tránh khỏi sự lệch nhau giữa miền 6 và IT do các sai số hệ thống gây ra trong quá trình gia công

Từ hình 1.10 ta thấy, trung tâm phân bố lệch so với trung tâm dung sai một khoảng E cho nên mặc dù 6ITnhưng vẫn có phế phẩm ở miền từ C trở ra Có thể tính xác suất xuất hiện phế phẩm Ppp như sau:

Ppp = 

ydx (1.33)

Hình 1.10 Trung tâm phân bố không trùng với trung tâm dung sai

1.5.2.3 Ứng dụng luật phân bố chuẩn

Dùng xác Phế phẩm này có thể khắc phục được nguyên nhân gây ra chúng là sai số hệ thống cố định E

Qua những nhận xét và phân tích trên ta rút ra kết luận:

1 Ứng với các kích thước càng gần kích thước trung bình (trung tâm phân bố) thì số chi tiết xuất hiện càng nhiều và càng xa kích thước trung bình thì số chi tiết xuất hiện càng ít

3 Muốn cho kích thước của loạt chi tiết gia công đạt yêu cầu thì ít nhất phải có điều kiện 6IT.suất để khảo sát sai số gia công kích thước, dựa trên theo dõi một số lượng lớn các chi tiết gia công, do vậy chỉ có thể ứng dụng trong điều kiện sản xuất hàng loạt Dưới đây là một vài ứng dụng luật phân bố chuẩn của kích thước gia công:

 Chọn phương pháp gia công: Để chọn phương pháp gia công thích hợp, trong sản

xuất hàng loạt, người ta thường dùng phương pháp thống kê kích thước các chi tiết của loạt thử để tìm ra luật phân bố chuẩn của kích thước Đối chiếu luật phân bố chuẩn của kích thước với miền phân bố dung sai ta sẽ chọn được phương pháp thích hợp, sao cho độ chính xác gia công (6) phù hợp độ chính xác thiết kế (IT) Có thể xảy ra 3 trường hợp sau:

Hình 1.11 Đối chiếu luật phân bố chuẩn và miền phân bố dung sai

 Miền phân tán kích thước bằng miền dung sai 6σ = IT (hình 1.11a) Trường hợp này về mặt lý thuyết có 0,27% chi tiết có kích thước nằm ngoài miền dung sai Nhưng nếu bỏ qua sác xuất 0,27% thì ta coi phương pháp này là không có phế phẩm

 Miền phân tán kích thước lớn hơn miền dung sai 6σIT (hình 1.11b) Với phương pháp gia công này thì tỉ lệ phế phẩm là Ppp = II

ppIpp PP

 MIền phân tán kích thước bé hơn miền dung sai 6σ < IT (hình 1.11c) Phương pháp gia công này không có phế phẩm

Tuy nhiên, trong trường hợp 3, miền 6σ nhỏ, tức là độ chính xác gia công cao dẫn đến giá rthành sản phẩm cao Việc chọn phương pháp gia công như vậy là không có lợi về mặt kinh tế VÌ vậy, để đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật, phương pháp gia công thích hợp có thể là một phương pháp gia công có phế phẩm, nhưng tỉ lệ phế phẩm phải nhỏ hơn tỉ lệ phế phẩm cho phép [Ppp] Tỉ lệ phế phẩm cho phép được xác định dựa vào những điều kiện kinh tế, kỹ thuật của cơ sở sản xuất

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 23

 Điều chỉnh máy khi gia công: Trong sản xuất hàng loạt, để gia công kích thước của

bề mặt nào đó, ta phải điều chỉnh sẵn kích thước của dụng cụ (phương pháp gia công đạt kích thước) Với phương pháp gia công đã chọn và kích thước điều chỉnh đã tính toán của dụng, ta điều chỉnh vị trí của dụng cụ và tiến hành gia công loạt thử Với loạt thử đó ta xác lập được luật phân bố kích thước gia công trong quan hệ với miền dung sai (hình 1.12):

Hình 1.12 Quan hệ giữa luật phân bố kích thước gia công với miền dung sai

Từ hình vẽ ta thấy: loạt chi tiết gia công có phế phẩm là PPP Nếu tỉ lệ phế phẩm này vượt quá tỉ lệ phế phẩm cho phép thì ta phải khắc phục bằng cách khử sai số hệ thống cố định E Ví dụ nếu đây là phương pháp tiện trục thì ta phải dịch dao tiện vào phía tâm chi tiết một lượng là E/2, sau khi điều chỉnh lại vị trí của dụng cụ ta tiến hành gia công hàng loạt

Luật phân bố chuẩn của kích thước gia công còn được ứng dụng trong tính toán thiết kế, nghiên cứu công nghệ và đo lường

Ví dụ 1.6 Gia công một loạt trục gồm 2.000 chiếc với yêu cầu kích thước là 0,052

mm Tính số lượng chi tiết trục có kích thước nằm trong giời hạn -2σ ~+2σ và xác định bằng số các giới hạn đó Biết sai số gia công của loạt phân bố theo qui luật phân bố

- Xác suất xuất hiện kích thước có sai lệch nằm trong giới hạn -2σ đến +2σ là 95% - Với loạt trục 2.000 chiếc thì số lượng trục có kích thước trục nằm trong khoảng

 , xác định số lượng trục (theo phần trăm) sao cho khi lắp chúng với lỗ có kích thước 0.027

 mm đều cho lắp ghép có độ dôi

Giải: Nhìn sơ đồ phân bố miền dung sai:Chỉ những kích thước nằm trong khoảng

40,027mm~40,035mm mới thỏa mãn điều kiện bài toán (lắp ghép có độ dôi)

Nếu kích thước của loạt trục phân bố theo qui luật phân bố chuẩn và trung tâm phân bố trùng với trung tâm dung sai thì số lượng trục nằm trong khoảng 40,027mm~40,035mmđược tính như sau:

+ Kích thước trung bình của loạt trục là:

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 25

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 27TÓM TẮT

Bài học này cung cấp những kiến thức cơ bản về dung sai lắp ghép để tạo điều kiện hiểu được yêu cầu kĩ thuất của bản vẽ và tiếp thu tốt lý thuyết chuyên môn:

Bài học đua ra bản chất cúa tính đổi lẫn chức năng trong ngành cơ khí và các tác dụng tích cực của nó đối với sản xuất và sử dụng

Các khái niệm về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai

Đặc tính của 3 nhóm lắp ghép, cũng như công dụng của từng nhóm lắp ghép đó Cách biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép

Sai số gia công các thông số hình học chi tiết, là những đại lượng ngẫu nhiên, tuân theo luật phân bố mật độ sác xuất , ta dùng luật phân bố chuẩn để nghiên cứu nó và ứng dụng trong chọn phương pháp gia công cũng như trong điều chỉnh máy khi gia công

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1 Thế nào là tính đổi lẫn chức năng ? Ý nghĩa của đối với sản xuất, sử dụng? Câu 2 Tại sao phải qui định kích thước giới hạn và dung sai Điều kiện để đánh giá

kích thước chế tạo ra là đạt yêu cầu và không đạt yêu cầu là gì ?

Câu 3 Phân biệt dung sai kích thước của chi tiết và dung sai lắp ghép

Câu 4 Chi tiết trục có đường kính danh nghĩa dN = 30mm, kích thước giới hạn dmax = 29,980mm và dmin = 29,959mm

- Tính sai lệch giới hạn và dung sai kích thước

- Trục gia công xong có kích thước thực là dth = 29,985mm, có dùng được không? Tại sao?

Câu 5 Chi tiết lỗ có kích thước danh nghĩa DN = 55mm, kích thước giới hạn Dmax = 55,046mm và Dmin = 55mm

- Tính sai lệch giới hạn và dung sai kích thước.

- Lỗ gia công xong có kích thước thực là Dth = 55,025mm có dùng được không ? Tại sao?

Câu 6 Tính kích thước giới hạn và dung sai kích thước chi tiết trong những trường hợp

sau:

Câu 7 Cho lắp ghép, trong đó kích thước lỗ là 56 +0,030 mm Tính sai lệch giới hạn của trục trong các trường hợp sau:

a) Độ hở giới hạn của lắp ghép là: Smax = 136µm , Smin= = 60µm b) Độ dôi giới hạn của lắp ghép là: Nmax = 51µm , Nmin = 2µm c) Độ hở và độ dôi của lắp ghép là: Smax = 39,5µm , Nmax = 9,5µm

Câu 8 Với điều kiện sai số ngẫu nhiên tuân theo luật phân bố chuẩn, xác định số

lượng chi tiết (theo phần trăm) các sai lệch kích thước nằm trong giới hạn ±σ và xác định giới hạn đó theo micromet (µm) với kích thước cho 0,06

Câu 9 Xác định số lượng chi tiết để lắp với bất kỳ chi tiết lỗ nào trong loạt đều tạo

nên lắp ghép có độ dôi Biết rằng số lượng chi tiết trong loạt là 1.000 chiếc

Câu 10 Xác định số lượng chi tiết lỗ để lắp với bất kỳ chi tiết trục nào trong loạt đều

tạo nên lắp ghép có độ hở Biết rằng số lượng chi tiết trong loạt là 1.000 chiếc

BÀI 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 29

BÀI 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN

Học xong bài này,người học có thể:

-Nắm vững nội dung cơ bản của hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn theo TCVN - Hiểu được ý nghĩa các ký hiệu về dung sai và lắp ghép trên bản vẽ

- Sử dụng thành thạo các bảng tra dung sai và lắp ghép bề mặt trơn theo TCVN

2.1 HỆ THỐNG DUNG SAI

Chương 1 đã nêu sự cần thiết phải qui định dung sai và đưa thành tiêu chuẩn thống nhất quốc gia hay quốc tế Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, nhà nước Việt nam đã ban hành hàng loạt các tiêu chuẩn kỹ thuật, trong đó có tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn, TCVN 2244-99 Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn quốc tế ISO 286-1:1988 Để qui định trị số dung sai cho các kích thước và đưa thành bảng tiêu chuẩn, trước hết cần qui định 3 vấn đề sau:

2.1.1 Công thức tính dung sai:

Dung sai được tính theo công thức sau:

T = a.i (2.1)

i- đơn vị dung sai, được xác định bằng thực nghiệm và phụ thuộc vào phạm vi kích thước Đối với kích thước từ 1~500mm thì i = 0,433

D + 0,001D (2.2)

a- hệ số phụ thuộc vào mức độ chính xác của kích thước Kích thước càng chính xác thì a càng nhỏ và ngược lại, a càng lớn thì trị số dung sai càng lớn, kích thước càng kém chính xác

2.1.2 Cấp chính xác (cấp chính xác tiêu chuẩn):

Tiêu chuẩn qui định 20 cấp chính xác, kí hiệu là IT01, IT0, ÍT…, ÍT8 Các cấp chính xác từ IT~IT18 được sử dụng phổ biến hiện nay

tiết trong dụng cụ đo

Cấp ỊT~IT6 dùng trong lĩnh vực cơ khí chính xác

Cấp IT7~IT8 sử dụng trong lĩnh vực cơ khí thông dụng

Cấp IT9~IT11 thường được sử dụng trong lĩnh vực cơ khí có kích thước lớn

Cấp IT12~IT16 thường được 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 (2.1) và được chỉ dẫn cụ thể trong bảng 2.1 đối với kích thước từ 1~500mm 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 I tương ứng là 25 Như vậy, trị số a càng nhỏ thì cấp chính xác càng cao và ngược lại 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:

Trong cùng một cấp chính xác thì trị số dung sai chỉ phụ thuộc vào I tức là phụ thuộc vào kích thước, công thức (2.2) Nếu qui định dung sai cho tất cả các kích thước thì số giá trị dung sai sẽ rất lớn, bảng giá trị dung sai tiêu chuẩn sẽ rất phức tạp, sử dụng không thuận lợi Mặt khác, theo quan hệ (2.2) thì dung sai của các kích thước liền kề nhau sai khác nhau không đáng kể Để đơn giản, thuận tiện cho người sử dụng, người ta phải phân khoảng kích thước danh nghĩa và mỗi khoảng chỉ qui định một trị số dung sai đặc trưng, tính theo trị số trung bình của khoảng D= D1D2 (D1 và D2 là hai kích thước biên của khoảng) Đối với kích thước từ 1~500mm, người ta có thể phân thành 13 đến 15 khoảng (bảng 2.2) Do vậy, trong công thức (2.1) thì đơn vị dung sai i được tính dối với từng khoảng kích thước danh nghĩa (bảng 2.1) Theo công thức đó, trị số dung sai đã được tính và đưa thành bảng tiêu chuẩn (bảng 2.3)