(NB) Giáo trình Dung sai lắp ghép-Đo lường kỹ thuật nghề Cắt gọt kim loại với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được bản chất của tính đổi lẫn trong lắp ghép; Giải thích được hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2244 - 2245; Vận dụng được để tra, tính toán dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí, độ nhám bề mặt và dung sai lắp ghép các mối ghép thông dụng; Xác định được dung sai một số chi tiết điển hình và các kích thước cần chú ý khi chế tạo.
Khái niệm về dung sai lắp ghép
Khái niệm về lắp lẫn trong ngành cơ khí
1.1.1 Bản chất của tính lắp lẫn
Máy móc được tạo thành từ nhiều bộ phận, mỗi bộ phận lại lắp ghép từ nhiều chi tiết Trong quá trình chế tạo và sửa chữa, các chi tiết cùng loại có khả năng thay thế cho nhau mà không cần thêm sửa chữa, vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của mối ghép Tính lắp lẫn của các chi tiết cho phép hoán đổi nhanh chóng và đồng bộ hóa hệ thống, giúp giảm chi phí bảo dưỡng và tăng hiệu quả sản xuất.
Loạt chi tiết đạt được tính lắp lẫn hoàn toàn khi mọi chi tiết cùng loại đều có khả năng thay thế cho nhau, đảm bảo quá trình lắp ghép diễn ra đồng nhất mà không phụ thuộc vào từng bộ phận Điều này có nghĩa là các chi tiết có thể thay thế cho nhau và lắp vào vị trí tương ứng mà không gặp khó khăn về kích thước hay chuẩn hình Ngược lại, nếu tồn tại một vài chi tiết trong loạt không có tính lắp lẫn, thì tập hợp đó sẽ không đạt tính lắp lẫn hoàn toàn và mức độ lắp lẫn sẽ bị giới hạn bởi các chi tiết không tương thích.
Các chi tiết đạt được tính lắp lẫn vì chúng được sản xuất đồng nhất hoặc chỉ khác nhau trong phạm vi cho phép Sự sai khác về kích thước, hình dạng và các đặc tính liên quan hình thành phạm vi dung sai, và giá trị của dung sai ấy được người thiết kế tính toán dựa trên các quy định và nguyên tắc của tính lắp lẫn để đảm bảo khả năng lắp ghép giữa các chi tiết với nhau.
1.1.2 Ý nghĩa của tính lắp lẫn
Nguyên tắc lắp lẫn là nền tảng của thiết kế và chế tạo, cho phép các chi tiết được thiết kế và sản xuất theo chuẩn lắp lẫn mà không phụ thuộc vào địa điểm sản xuất Nhờ đặc tính này, ta có thể thúc đẩy hợp tác và chuyên môn hóa trong quy trình sản xuất, từ đó hình thành sản xuất tập trung quy mô lớn, áp dụng kỹ thuật tiến tiến, trang bị máy móc hiện đại và xây dựng dây chuyền sản xuất có năng suất cao Nhờ đó vừa đảm bảo chất lượng vừa giúp giảm giá thành sản phẩm.
Thiết kế và gia công chi tiết theo nguyên tắc lắp lẫn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất phụ tùng thay thế Nhờ đó khi một chi tiết của máy bị hỏng, ta có ngay chi tiết cùng loại dự trữ để lắp thay, giúp máy tiếp tục vận hành và giảm thời gian dừng máy Việc này làm cho việc sử dụng máy móc trở nên triệt để hơn, tăng hiệu suất và tiện lợi cho sản xuất Thay vì cần một bộ phận gia công chi tiết thay thế riêng cho mỗi cơ sở, có thể tổ chức sản xuất tập trung phụ tùng thay thế tại một nhà máy, mang lại lợi ích lớn về kinh tế và quản lý sản xuất.
Kích thước sai lệch giới hạn và dung sai
Khái niệm này mô tả kích thước được xác định bằng cách tính toán dựa trên chức năng của chi tiết, sau đó quy tròn (về phía lớn hơn) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn trong bảng 1.1 Quá trình làm tròn nhằm đảm bảo tính nhất quán và phù hợp với chuẩn kích thước công nghiệp, đồng thời thuận tiện cho thiết kế, gia công và kiểm tra chi tiết.
Khi tra bảng 1.1 ta ưu tiên sử dụng dãy 1( R a 5) trước rồi mới đến dãy 2 ( Ra10)
Bảng 1.1 Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn
- Kí hiệu: dN đối với chi tiết trục, DN đối với chi tiết lỗ
Trong tính toán theo sức bền vật liệu, đường kính thực tế của chi tiết trục được xác định là 29,876 mm Theo các giá trị của dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn, ta quy tròn về 30 mm Vì vậy kích thước danh nghĩa của chi tiết trục là dN = 30 mm.
Trong chế tạo cơ khí, đơn vị đo kích thước thẳng là milimet (mm) và được quy ước thống nhất trên các bản vẽ mà không cần ghi ký hiệu đơn vị “mm”; kích thước danh nghĩa được sử dụng làm gốc để xác định các sai lệch kích thước và đảm bảo sự nhất quán, chính xác trong quá trình gia công và kiểm tra.
- Khái niệm: Là kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép
- Kí hiệu: d th đối với chi tiết trục; D th đối với chi tiết lỗ
Ví dụ đo kích thước đường kính trục bằng panme với vạch chia 0,01 mm cho kết quả 24,98 mm Kích thước thực của trục được xác định là 24,98 mm và sai số cho phép là ±0,01 mm Việc dùng dụng cụ đo có độ chính xác cao hơn sẽ cho kích thước thực nhận có độ chính xác cao hơn, giúp nâng cao độ tin cậy của quá trình gia công và lắp ghép.
- Khái niệm: Là kích thước để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn (hình 1.1)
Hình 1: Sơ đồ biểu diễn kích thước giói hạn
+ Kích thước giới hạn lớn nhất kí hiệu dmax (Dmax)
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất kí hiệu dmin (Dmin)
Chú ý: Kích thước thực tế của chi tiết đã chế tạo phải nằm trong phạm vi cho phép để được xem là đạt yêu cầu Vì thế, chi tiết chế tạo xong được xác định đạt yêu cầu khi kích thước thực tế thoả mãn bất đẳng thức được trình bày ở phía sau.
Dmax ≥ D th ≥ D min dmax ≥ dth ≥ dmin
- Khái niệm: Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa
- Kí hiệu và công thức:
+ Sai lệch giới hạn trên es(ES) : Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa es = dmax - dN
+ Sai lệch giới hạn dưới ei(EI): Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa ei = dmin - dN
Sai lệch giới hạn có thể nhận giá trị âm khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa, có giá trị dương khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa, hoặc bằng 0 khi hai kích thước bằng nhau (hình 1.1).
Trong bản vẽ kỹ thuật, sai lệch giới hạn được ghi ký hiệu ngay bên cạnh kích thước danh nghĩa, với đơn vị đo là milimet (mm); trong bảng tiêu chuẩn dung sai, sai lệch được tính bằng micromet (µm) để xác định độ chính xác và phạm vi sai lệch cho từng kích thước theo quy định dung sai.
Khái niệm dung sai là phạm vi cho phép của sai số trong đo đạc và sản phẩm Trị số dung sai được tính bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất với kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới, nhằm xác định mức độ chấp nhận được của sự sai lệch và đảm bảo chất lượng kết quả.
- Kí hiệu và công thức:
Dung sai được kí hiệu là T( Tolerance) được tính theo công thức sau:
+ Dung sai kích thước lỗ: T D = D max - D min
+ Dung sai kích thước trục: T d = dmax - dmin
- Dung sai luôn luôn có giá trị dương và nó biểu hiện phạm vi cho phép của sai số kích thước
Dung sai là thước đo độ chính xác yêu cầu cho kích thước thiết kế Khi trị dung sai càng nhỏ, phạm vi sai số được cho phép càng hẹp và yêu cầu độ chính xác chế tạo càng cao Ngược lại, dung sai lớn đồng nghĩa với phạm vi sai số rộng và mức độ chính xác cần đạt được thấp hơn Như vậy, dung sai đặc trưng cho độ chính xác thiết kế của kích thước.
Ví dụ : Gia công một chi tiết lỗ có D N = 60mm Biết D max = 60,05mm;
- Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới và dung sai chi tiết lỗ?
- Kích thước chi tiết lỗ gia công xong đo được Dth= 60,03mm có dùng được không? Tại sao?
- Ghi kích thước chi tiết trên bản vẽ
- Áp dụng các công thức đã học ta có:
TD = Dmax - Dmin = 60,05 - 59,97 = 0,08mm Hay TD = ES - EI = 0,05 - (- 0,03) = 0,08mm
Trong quá trình gia công, khi chi tiết có kích thước đường kính Dth = 60,03 mm được đo, chi tiết được xem là đạt yêu cầu vì điều kiện Dmax ≥ Dth ≥ Dmin của dung sai lỗ được thỏa mãn Cụ thể, với Dmax = 60,05 mm và Dmin = 59,97 mm, ta có 60,05 > 60,03 > 59,97 mm, cho thấy Dth nằm trong phạm vi dung sai và đáp ứng độ chính xác cần thiết cho lỗ.
Lắp ghép và các loại lắp ghép
1.3.1 Khái niệm về lắp ghép
Trong kỹ thuật cơ khí, hai hay nhiều chi tiết phối hợp với nhau sẽ tạo thành mối ghép Mối ghép có thể ở trạng thái cố định như khi đai ốc được vặn chặt lên bu lông để cố định hai bộ phận, hoặc ở trạng thái di động như piston được lắp vào xilanh cho phép chuyển động và truyền lực giữa các phần Việc chọn loại mối ghép (cố định hay di động) phụ thuộc vào chức năng và yêu cầu chịu tải của cơ cấu, ảnh hưởng đến độ cứng, độ bền và khả năng vận hành của hệ thống.
Những bề mặt và kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép
Bề mặt bao ( bề mặt chi tiết lỗ, rãnh)
Bề mặt bị bao ( bề mặt chi tiết trục, con trượt)
Hình 1.2 Mối ghép của 2 chi tiết a Mặt lắp ghép trụ trơn b Mặt lắp ghép phẳng
Kích thước lắp ghép: + Kích thước của bề mặt bao: B
+ Kích thước của bề mặt bị bao: d
Một lắp ghép luôn có chung một kích thước danh nghĩa cho hai chi tiết lắp ghép liên kết với nhau Kích thước này được gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép và được ký hiệu DN; DN tương ứng với dN của hai chi tiết nên DN = dN Việc dùng kích thước danh nghĩa giúp chuẩn hóa thiết kế, gia công và lắp đặt, đảm bảo sự tương thích và kiểm soát dung sai giữa các bộ phận.
1.3.2.1 Lắp ghép có độ hở
Đặc điểm nổi bật của lắp ghép này là kích thước của bề mặt bao (lỗ) luôn lớn hơn kích thước của bề mặt bị bao (trục), tạo ra độ hở cần thiết giữa trục và lỗ Độ hở này cho phép quay và dịch chuyển nhẹ giữa các thành phần, giảm ma sát và dễ lắp đặt khi gia công có sai số Thiết kế lắp ghép với độ hở phù hợp tối ưu hóa hiệu suất làm việc, tăng độ bền liên kết và cho phép bảo trì, tháo lắp thuận tiện.
Dmax Dm in dmax dm in Td Sm in Sm a x
* Ký hiệu và công thức tính:
- Kí hiệu: Độ hở của lắp ghép ký hiệu là S;
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục (d max , dmin), của lỗ (Dmax , Dmin), lắp ghép có độ hở giới hạn:
+ Độ hở giới hạn lớn nhất:
Smax = Dmax - dmin; hay Smax =(Dmax-DN) - (dmin- dN) = ES – ei
+ Độ hở giới hạn nhỏ nhất:
Smin = Dmin - dmax; hay Smin =(Dmin-DN) - (dmax - dN) = EI – es
(Đối với một lắp ghép DN = dN)
+ Độ hở trung bình: S TB
+ Dung sai của độ hở hay dung sai của lắp ghép: TS
Dung sai độ hở là tổng của dung sai kích thước lỗ và dung sai kích thước trục, cho phép xác định mức độ chênh lệch giữa lỗ và trục khi ghép lại với nhau Dung sai độ hở còn được gọi là dung sai của lắp ghép, thể hiện mức độ chính xác yêu cầu của lắp ghép và đóng vai trò quan trọng trong thiết kế, đánh giá và kiểm soát chất lượng các chi tiết cơ khí.
Vớ dụ : Một lắp ghộp cú độ hở, chi tiết lỗ ỉ50 +0,02 ; chi tiết trục cú ỉ50
- Tính độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của lắp ghép
Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = dN + es = 50 - 0,005 = 49,995(mm)
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: d min = d N + ei = 50 - 0,028 = 49,972(mm)
Td = dmax - dmin = 49,995 - 49,972 = 0,023(mm) Độ hở lớn nhất:
S max = D max - d min = 50,023 - 49,972 = 0,051(mm) Độ hở nhỏ nhất:
Smin = Dmin - dmax = 50 - 49,995 = 0,005(mm) Độ hở trung bình:
1.3.2.2 Lắp ghép có độ dôi
Trong quá trình lắp ghép, kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao (trục), tạo nên độ dôi (khe hở) giữa lỗ và trục để việc ghép diễn ra thuận lợi Nguyên tắc này đảm bảo liên kết có độ dôi và khả năng điều chỉnh, giảm nguy cơ kẹt hoặc lệch khi lắp Hình 1.4 minh họa rõ cách lắp ghép với khe hở giữa lỗ và trục.
* Ký hiệu và công thức tính: Độ dôi của lắp ghép được ký hiệu và tính như sau:
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ, lắp ghép có độ dôi giới hạn:
- Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax
Nmax = dmax - Dmin hay Nmax = es – EI
- Độ dôi giới hạn nhỏ nhất: Nmin
Nmin = dmin - Dmax hay Nmin = ei – ES
- Độ dôi trung bình: NTB
- Dung sai của độ dôi hay dung sai của lắp ghép: T
Td dmax dm in Dma x Dm in TD N m in Nm a x
Cũng giống như nhóm lắp ghép lỏng, dung sai của lắp ghép chặt là tổng dung sai kích thước lỗ và dung sai kích thước trục
Vớ dụ: Một lắp ghộp cú độ dụi, chi tiết lỗ ỉ60 +0,03 ; chi tiết trục cú ỉ60
- Tính trị số giới hạn độ dôi và độ dôi trung bình của mối ghép
- Tính dung sai của lỗ, dung sai của trục và dung sai của lắp ghép
Bài giải: Độ dôi giới hạn bao gồm độ dôi lớn nhất và độ dôi nhỏ nhất Độ dôi lớn nhất:
Nmax = dmax - Dmin = es - EI = 0,055 - 0 = 0,055(mm) Độ dôi nhỏ nhất:
N min = d min - D max = ei - ES =0,032 - 0,025 = 0,007(mm) Độ dôi trung bình của lắp ghép:
Dung sai của chi tiết lỗ:
TD = Dmax - Dmin = ES - EI = 0,025 - 0 = 0,025(mm)
Dung sai của chi tiết trục:
Td = dmax - dmin = es - ei = 0,055 - 0,032 = 0,023(mm)
Dung sai của lắp ghép:
* Đặc điểm: Trong lắp ghép này miền dung sai kích thước bề mặt bao
(lỗ) bố trí xen lẫn miền dung sai kích thước bề mặt bị bao (trục), hình 1.5
Hình 1.5 Lắp ghép trung gian
Kích thước bề mặt bao có thể dao động trong một phạm vi nhất định, cho phép lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao để phục vụ cho quá trình lắp ghép Khi ghép các chi tiết, kết quả có thể có độ hở hoặc độ dôi tùy thuộc vào sai số gia công và cách ghép các bề mặt Việc xác định dung sai phù hợp và kiểm soát khoảng hở là yếu tố then chốt để đảm bảo tính chính xác, độ ổn định và hiệu quả của quá trình lắp ráp.
* Kí hiệu và công thức tính:
- Độ dôi giới hạn lớn nhất: N max
N max = d max - D min hay N max = es - EI
- Độ hở giới hạn lớn nhất : Smax
Smax = Dmax - dmin hay Smax = ES - ei
- Dung sai của lắp ghép: TSN
Dmax Dm in dmax dm in TD Nmax Td Smax
Vớ dụ: Một lắp ghộp trung gian, chi tiết lỗ ỉ55 +0,03 ; chi tiết trục cú ỉ55
- Tính kích thước giới hạn và dung sai của lỗ trục
- Tính trị số giới hạn độ dôi, độ hở, độ hở hoặc độ dôi trung bình và dung sai của lắp ghép
Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ:
Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = dN + es = 55 + 0,015 = 55,015(mm)
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: dmin = dN + ei = 50 - 0,013 = 49,987(mm)
Td = dmax - dmin = 55,015 - 54,987 = 0,028(mm) Độ dôi lớn nhất:
Nmax = dmax - Dmin = 55,015 - 50,0 = 0,015(mm) Độ hở lớn nhất:
Trong lắp ghép này độ hở lớn nhất lớn hơn độ dôi lớn nhất nên lắp ghép có độ hở trung bình là
Dung sai của lắp ghép: T N,S = N max + S max = 0,015 + 0,043 = 0,058(mm)
Hệ thống dung sai
Lắp ghép trong hệ thống lỗ là tập hợp các lắp ghép có độ hở và độ dôi khác nhau, được tạo ra bằng cách ghép các trục có đường kính khác nhau với lỗ cơ sở (hình 1.6) Việc điều chỉnh các kích thước trục và lỗ cơ sở cho phép đạt được các mức hở/dôi phù hợp, nhằm đảm bảo liên kết có thể lắp ráp dễ dàng nhưng vẫn đạt độ chính xác và khả năng chịu tải cần thiết Qua đó, người thiết kế có thể tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống lỗ dựa trên yêu cầu về lắp ráp, vận hành và tải trọng.
Trong hệ thống lỗ, lỗ là chi tiết cơ sở nên hệ thống lỗ còn được gọi là hệ lỗ cơ sở Chi tiết lỗ cơ sở được ký hiệu là H và có sai lệch dưới bằng 0; nhờ đó kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ cơ sở luôn bằng kích thước danh nghĩa.
Trong hệ thống trục, lắp ghép được hiểu là tập hợp các liên kết ghép nối sao cho có các độ hở và độ dôi khác nhau được xác định bằng cách ghép các lỗ có kích thước khác nhau với trục cơ sở, như hình 1.7 minh họa.
Trong hệ thống trục, trục là chi tiết cơ sở và được gọi là hệ trục cơ sở Chi tiết trục cơ sở được ký hiệu là h, vì vậy kích thước giới hạn lớn nhất của trục luôn bằng kích thước danh nghĩa.
Sơ đồ lắp ghép
1.5.1 Quy ước vẽ biểu đồ Để đơn giản và thuận tiện trong tính toán người ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai
Trong mô hình đo đạc, dùng hệ trục tọa độ vuông góc với trục tung để biểu thị sai lệch kích thước tính bằng micromet (μm), trong khi trục hoành biểu thị vị trí của kích thước danh nghĩa (tại vị trí đó sai lệch kích thước bằng không nên còn gọi là đường không) Sai lệch kích thước được phân bố hai phía so với kích thước danh nghĩa (đường không), sai lệch dương ở phía trên và sai lệch âm ở phía dưới Miền dung sai kích thước là vùng giới hạn giữa hai sai lệch, được biểu thị bằng hình chữ nhật.
Xác định lắp ghép dựa trên vị trí tương quan giữa miền dung sai kích thước của lỗ và của trục Nếu miền dung sai kích thước của lỗ nằm cao hơn miền dung sai kích thước của trục, thì lắp ghép là lắp lỏng Nếu miền dung sai kích thước của lỗ nằm thấp hơn miền dung sai kích thước của trục, thì lắp ghép là lắp chặt Trong trường hợp hai miền dung sai của lỗ và trục nằm xen kẽ hoặc giao nhau, lắp ghép được xem là lắp ghép trung gian.
Cho lắp ghép có kích thước danh nghĩa dN = 40 mm
Sai lệch giới hạn kích thước lỗ là ES = + 25 m, EI = 0
Sai lệch giới hạn kích thước trục là es = - 25m, ei = - 50 m
- Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép;
- Xác định đặc tính của lắp ghép và tính trị số giới hạn của độ hở hoặc độ dôi trực tiếp trên sơ đồ
- Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc
+ Trục tung có số đo theo m
+ Trục hoành không có số đo mà chỉ biểu thị kích thước danh nghĩa, hình 1.8
Trên trục tung, một điểm có tung độ +25 μm tượng trưng cho sai lệch giới hạn trên của lỗ (ES) và một điểm có tung độ 0 tượng trưng cho sai lệch giới hạn dưới của lỗ (EI) Vẽ hình chữ nhật có cạnh đứng bằng khoảng cách giữa hai sai lệch giới hạn Như vậy, độ dài cạnh đứng chính là dung sai kích thước lỗ; hai cạnh nằm ngang của hình chữ nhật ứng với hai vị trí sai lệch giới hạn và đồng thời là vị trí của kích thước giới hạn.
Giống như với kích thước lỗ, miền dung sai của kích thước trục được biểu diễn bằng một hình chữ nhật, hai điểm ứng với -25 μm và -50 μm làm tham chiếu Các cạnh dọc của hình chữ nhật biểu thị dung sai kích thước trục, còn các cạnh ngang biểu thị vị trí giới hạn của kích thước.
Mô tả đặc tính lắp ghép dựa trên vị trí tương quan giữa hai miền dung sai: miền dung sai kích thước lỗ TD nằm phía trên miền dung sai kích thước trục Td, có nghĩa là kích thước lỗ luôn lớn hơn kích thước trục, do đó lắp ghép luôn có độ hở và được xem là lắp lỏng Độ hở giới hạn của lắp ghép được xác định trực tiếp trên sơ đồ dung sai.
1 Thế nào là tính lắp lẫn? Ý nghĩa của nó đối với sản xuất và sử dụng.
2 Phân biệt kích thước danh nghĩa, kích thước thực, kích thước giới hạn
3 Tại sao phải qui định kích thước giới hạn của chi tiết Điều kiện để đánh giá kích thước chi tiết chế tạo ra đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu ?
4 Dung sai là gì? Phân biệt dung sai kích thước chi tiết và dung sai lắp ghép Viết công thức tính dung sai kích thước chi tiết, dung sai lắp ghép
5 Thế nào là sai lệch giới hạn, cách kí hiệu và công thức tính?
6 Nêu đặc điểm và công thức tính cho các nhóm lắp ghép?
7 Thế nào là hệ lỗ cơ bản Hệ thống lỗ cơ bản có đặc điểm gì?
8 Thế nào là hệ trục cơ bản Hệ thống trục cơ bản có đặc điểm gì?
9 Biểu diễn sơ đồ lắp ghép có lợi gì? Trình bày cách biểu diễn sơ đồ lắp ghép cho ví dụ minh hoạ
1 Chi tiết trục có kích thước danh nghĩa là 35 mm, kích thước giới hạn lớn nhất là 35,04 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất là 34,98 mm a) Tính các sai lệch giới hạn và dung sai của chi tiết trục b) Cách ghi kích thước chi tiết trục trên bản vẽ c) Chi tiết trục gia công xong đo được 35,01 mm có dùng được không? Tại sao
2 Cho một lắp ghộp trong đú kớch thước lỗ là ỉ60 +0.03 , kớch thước trục là ỉ60 hóy tớnh:
- Kích thước giới hạn và dung sai kích thước lỗ và trục
- Tính độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của lắp ghép
3 Cho một lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản đường kính danh nghĩa là 50mm
Dung sai trục là 40 m; dung sai của lỗ là 0,03mm Độ hở nhỏ nhất là 0,01mm
- Tính các giá trị sai lệch giới hạn, kích thước giới hạn của 2 chi tiết lỗ và trục?
- Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai của lắp ghép
- Trục gia công xong đo được 49,98mm có dùng được không? Tại sao?
4 Cho một lắp ghép theo hệ thống trục cơ bản đường kính danh nghĩa là 100mm Dung sai trục là 30m; dung sai của lỗ là 0,02mm Độ dôi nhỏ nhất là 0,04mm
- Tính các giá trị sai lệch giới hạn
- Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai của lắp ghép?
- Tính kích thước giới hạn của lỗ và trục Lỗ gia công xong đo được 99,98mm có dùng được không? Tại sao?
5 Chi tiết lỗ cú kớch thước trờn bản vẽ là ỉ70 a) Tính kích thước giới hạn và dung sai chi tiết? b) Lỗ gia cụng xong đo được ỉ70,04 mm cú dựng được khụng? Tại sao?
6 Cho một lắp ghộp trong đú kớch thước lỗ là ỉ80 +0,03 , kớch thước trục là ỉ80 a) Tính kích thước giới hạn và dung sai của lỗ và trục? b) Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai lắp ghép
7 Cho một lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản, đường kính danh nghĩa là 75mm Dung sai trục là 0,04 mm; dung sai của lỗ là 30 m Độ hở nhỏ nhất là 0,01mm a) Tính kích thước giới hạn của lỗ và trục b) Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai lắp ghép c) Trục gia công xong đo được 74,96 mm có dùng được không? Tại sao?
Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn
Hệ thống dung sai lắp ghép
Theo TCVN quy định hai hệ cơ bản của dung sai là hệ thống lỗ và hệ thống trục
2.1.1.1 Hệ thống lỗ cơ bản
Là hệ thống các kiểu lắp mà vị trí của miền dung sai lỗ là cố định, còn muốn được các kiểu lắp khác nhau ta thay đổi vị trí miền dung sai của trục so với kích thước danh nghĩa, ( hình 2.1) Trong hệ thống lỗ cơ bản, miền dung sai lỗ cơ bản được ký hiệu là H và có đặc tính
Hình 2.1 Sơ đồ biểu diễn hệ thống lỗ cơ bản
TD: là trị số dung sai kích thước lỗ cơ bản, được xác định tùy thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghĩa
2.1.1.2 Hệ thống trục cơ bản
Đây là hệ thống các kiểu lắp có vị trí của miền dung sai trục được cố định; để tạo ra các kiểu lắp khác nhau, ta thay đổi vị trí miền dung sai của lỗ so với kích thước danh nghĩa, như hình 2.2 minh họa.
Trong hệ thống trục cơ bản, miền dung sai trục cơ bản được ký hiệu là h và có đặc tính:
Hình 2.2 Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục cơ bản
Td: là trị số dung sai kích thước trục cơ bản, được xác định tuỳ thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghĩa
2.1.2 Cấp chính xác (cấp dung sai tiêu chuẩn)
Dung sai cho biết mức độ chính xác về kích thước mà chi tiết gia công yêu cầu Khi dung sai càng nhỏ, độ chính xác càng cao; ngược lại, dung sai lớn cho phép sai lệch kích thước nhiều và làm giảm độ chính xác của chi tiết.
Cấp chính xác là tập hợp các dung sai tương ứng với một mức độ chính xác như nhau đối với tất cả các kích thước danh nghĩa Theo tiêu chuẩn TCVN 2244:1991, nó quy định 20 cấp chính xác khác nhau (cấp dung sai tiêu chuẩn), được sắp xếp theo thứ tự độ chính xác giảm dần và ký hiệu là IT01; IT0; IT1; IT2; IT3 …; IT18 Từ IT1 đến IT18 được sử dụng phổ biến hiện nay.
Các cấp IT1 đến IT4 được dùng cho các kích thước yêu cầu độ chính xác rất cao, như kích thước của mẫu chuẩn và các chi tiết có độ chính xác cao trong dụng cụ đo Việc chọn đúng cấp IT giúp đảm bảo tính chính xác, độ lặp lại và độ tin cậy của kết quả đo, đồng thời hỗ trợ quá trình hiệu chuẩn và đánh giá chất lượng của dụng cụ đo.
- Cấp IT5; IT6 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí chính xác Cấp IT7; IT8 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí thông dụng
- Cấp IT9 IT11 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí lớn (chi tiết có kích thước lớn)
- Cấp IT12 IT16 thường sử dụng đối với những kích thước chi tiết yêu cầu gia công thô
Trị số dung sai ứng với từng cấp chính xác được tính theo công thức T, và chỉ dẫn cụ thể trong bảng 2.1 đối với kích thước từ 1 500 mm
Ví dụ: ở cấp IT7 thì công thức tính là : T = 16i, trị số a tương ứng với IT7 là
16 còn ở cấp IT8 thì : T = 25i, trị số a tương ứng là 25
Người ta có thể dùng trị số a để so sánh mức độ chính xác của hai kích thước bất kỳ
2.1.3 Khoảng kích thước danh nghĩa
Bảng 2.2 Khoảng kích thước danh nghĩa (mm)
Kích thước danh nghĩa đến 500mm
Khoảng chính Khoảng trung gian
Trên Đến và bao gồm Trên Đến và bao gồm
Ở cùng một cấp độ chính xác, dung sai phụ thuộc duy nhất vào i, tức là phụ thuộc vào kích thước Việc quy định dung sai cho tất cả các kích thước sẽ làm bảng dung sai trở nên rất lớn và khó dùng Ngược lại, theo quan hệ dung sai, dung sai giữa các kích thước liền kề không chênh lệch đáng kể Do đó nhằm đơn giản hóa và tăng tiện dụng, người ta phân chia khoảng cách kích thước danh nghĩa thành các khoảng và gán cho mỗi khoảng một trị số dung sai đặc trưng, được tính theo trị số trung bình của khoảng: D = D1 · D2 (D1 và D2 là hai kích thước biên của khoảng) Đối với kích thước từ 1–500 mm, có thể phân thành 13 đến 25 khoảng, được trình bày trong bảng 2.2.
Do vậy, trong công thức tính dung sai, đơn vị dung sai i được xác định cho từng khoảng kích thước danh nghĩa dựa trên bảng 2.1; theo công thức này, giá trị dung sai đã được tính toán và đưa vào bảng tiêu chuẩn, bảng 2.3.
2.1.4 Sai lệch cơ bản (SLCB)
Sai lệch cơ bản là một hàm của kích thước, nó xác định vị trí miền dung sai so với kích thước danh nghĩa
Hình 2.3: Sơ đồ biểu diễn sai lệch cơ bản
Khi miền dung sai nằm ở phía trên đường kích thước danh nghĩa, SLCB là sai lệch dưới (ei hoặc EI); ngược lại, khi miền dung sai nằm ở phía dưới đường kích thước danh nghĩa, SLCB là sai lệch trên (es hoặc ES) Hình 2.3 minh họa nguyên tắc này.
Sai lệch cơ bản của dãy miền dung sai đối với kích thước lỗ được kí hiệu bằng chữ in hoa: A; B; C; D……… ; ZA; ZB; ZC, hình 2.4
Sai lệch cơ bản của dãy miền dung sai đối với kích thước trục được kí hiệu bằng chữ thường: a; b; c; d………; za; zb; zc, hình 2.4
Hình 2.4: Vị trí các miền dung sai ứng với các sai lệch cơ bản của trục và lỗ
Để hình thành một kiểu lắp trong hệ thống lỗ cơ bản từ hình 2.4, ta phối hợp miền dung sai có SLCB là H với miền dung sai bất kỳ của trục; ví dụ, phối hợp SLCB là H với miền dung sai trục có SLCB là f cho ra kiểu lắp H/f Tương tự, khi phối hợp miền dung sai của trục với SLCB là h với bất kỳ miền dung sai nào của lỗ ta được kiểu lắp trong hệ trục cơ bản, chẳng hạn E/h, F/h, v.v.
Lắp ghép luôn được hình thành từ sự phối hợp của hai miền dung sai: dung sai kích thước của lỗ và dung sai trục Với cùng kích thước danh nghĩa, độ lớn của miền dung sai phụ thuộc vào cấp chính xác yêu cầu (xem bảng 2.3), còn vị trí của miền dung sai phụ thuộc vào đặc tính yêu cầu của lắp ghép và được biểu thị bằng trị số SLCB.
Thông qua việc sử dụng giá trị độ lệch chuẩn và sai lệch cơ bản, ta xác định được các giá trị sai lệch giới hạn (ES, EI hoặc es, ei) áp dụng cho miền dung sai tiêu chuẩn Những giá trị này biểu thị giới hạn cho phép của sai lệch trong thiết kế và sản xuất, giúp nhận diện các sản phẩm nằm ngoài phạm vi dung sai Việc áp dụng các ký hiệu ES/EI cũng chuẩn hóa quy trình kiểm tra chất lượng và hỗ trợ quyết định điều chỉnh nhằm đảm bảo tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật.
- Trị số các sai lệch giới hạn tương ứng với các miền dung sai tiêu chuẩn chỉ dẫn trong bảng 1 và 2 theo tiêu chuẩn TCVN 2245 – 99, phụ lục 1.
Cách ghi kích thước có sai lệch giới hạn trên bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp
Trên bản vẽ chi tiết các sai lệch giới hạn được ghi kí hiệu bằng chữ hoặc bằng số theo mm, bên cạnh kích thước danh nghĩa, (hình 2.5)
- Ghi theo kí hiệu bằng chữ (kí hiệu miền dung sai):
Giải thớch: ỉ40f7: Đường kớnh danh nghĩa của trục là 40mm, miền dung sai của trục f7 ( ứng với sai lệch cơ bản là f cấp chính xác 7)
- Ghi theo kí hiệu bằng số (trị số sai lệch giới hạn, đơn vị mm):
Giải thớch: ỉ40 Đường kớnh danh nghĩa của lỗ là 40mm;
Sai lệch giới hạn trên : ES =+ 0,025mm;
Sai lệch giới hạn dưới: EI = 0mm
- Ghi kí hiệu phối hợp, nhưng ghi kí hiệu bằng số được đặt trong ngoặc:
Giải thớch: ỉ40H7 ( +0.025 ): Đường kớnh danh nghĩa của lỗ là 40mm; miền dung sai của lỗ H7 (ứng với sai lệch cơ bản là H cấp chính xác 7)
Hoặc: Đường kính danh nghĩa của lỗ là 40mm,
Sai lệch giới hạn trên : ES =+ 0,025mm
Sai lệch giới hạn dưới: EI = 0mm
2.2.2 Ghi kích thước có sai lệch trên bản vẽ lắp
Trong bản vẽ lắp, các sai lệch giới hạn được ký hiệu bằng chữ cái hoặc bằng số ở dạng phân số, theo đơn vị mm, và được ghi sau kích thước danh nghĩa như hình 2.6 minh họa.
- Ghi theo kí hiệu bằng chữ (kí hiệu miền dung sai):
Vớ dụ: ỉ40 : Đường kớnh danh nghĩa của lắp ghộp là 40mm;
Sai lệch giới hạn kích thước lỗ: ES = + 0,025mm; EI = 0mm;
Sai lệch giới hạn kích thước trục: es = - 0,025mm; ei = - 0,050mm
Lắp ghép trong hệ thống lỗ cơ bản ( EI = 0), kiểu lắp lỏng (do kích thước giới hạn của lỗ lớn hơn kích thước giới hạn của trục)
- Ghi kí hiệu phối hợp, nhưng ghi kí hiệu bằng số được đặt trong ngoặc
Chú ý: Sai lệch bằng 0 thì có thể ghi hoặc không ghi nhưng nếu không ghi thì phải để trống vị trí ghi sai lệch đó
- Khi ghi trị số sai lệch giới hạn phải có dấu (+) hoặc dấu (-) trước giá trị sai lệch và ghi nhỏ hơn kích thước danh nghĩa
- Nếu trị số sai lệch giới hạn bằng nhau nhưng ngược dấu thì cho phép ghi dấu (±) trước giá trị sai lệch
Trong ký hiệu lắp ghép ghi theo miền dung sai, nếu xuất hiện chữ H trên tử số thì lắp ghép thực hiện theo hệ thống lỗ cơ bản; còn xuất hiện chữ h dưới mẫu số thì lắp ghép thực hiện theo hệ thống trục cơ bản.
Trường hợp lắp ghép thực hiện theo cả hai hệ thống thì kí hiệu dung sai sẽ xuất hiện đồng thời hai chữ H và h ở dạng h
Các bảng dung sai
2.3.1 Cấu tạo và cách tra bảng dung sai TCVN 2245 - 99
- Bảng 1: Sai lệch giới hạn kích thước lỗ đối với kích thước đến 500mm TCVN 2245 - 99 (phụ lục 1)
- Bảng 2: Sai lệch giới hạn kích thước trục đối với kích thước đến 500mm TCVN 2245 - 99 (phụ lục 1)
- Xác định trị số các sai lệch giới hạn kích thước lỗ dựa vào bảng 1 (phụ lục 1)
+ Dựa vào kích thước danh nghĩa đã cho, xác định kích thước nằm trong khoảng kích thước tương ứng
+ Từ cột ghi giá trị cấp chính xác của sai lệch cơ bản đã cho
+ Dóng vuông góc xuống khoảng kích thước danh nghĩa vừa tìm, gặp nhau tại vị trí của ô nào thì đó chính là ô ghi giá trị sai lệch giới hạn
- Xác định trị số các sai lệch giới hạn kích thước trục dựa vào bảng 2(phụ lục 1), tương tự như tìm sai lệch kích thước lỗ
1 Tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn TCVN 2244-99 quy định bao nhiêu cấp chính xác và kí hiệu chúng như thế nào
2 Trình bày quy định lắp ghép trong hệ thống lỗ cơ bản và hệ thống trục cơ bản
3 Sai lệch cơ bản là gì? TCVN 2244-99 quy định dãy các sai lệch cơ bản như thế nào
4 Cho ví dụ về kí hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ và giải thích các kí hiệu đó
5 Cho các lắp ghép trụ trơn ghi trong bảng dưới đây, bảng 2.6.
Cách sử dụng các hình thức lắp ghép
Lắp ghép có độ dôi
3.1.1 Ký hiệu và công dụng
- Hệ thống lỗ cơ bản: s
- Hệ thống trục cơ bản: h
Kiểu lắp chặt tiêu chuẩn được áp dụng cho các mối ghép cố định không tháo ra, và khi hai chi tiết truyền động ghép với nhau thì không sử dụng cơ cấu phụ kẹp chặt như then hoặc vít Độ dôi của lắp ghép được thiết kế để đảm bảo truyền mô men xoắn cần thiết giữa các chi tiết.
3.1.2 Chọn kiểu lắp có độ dôi
Đối với mối ghép truyền mô men xoắn nhỏ, các mối ghép có chi tiết thành mỏng không cho phép biến dạng lớn, vì vậy cần thiết kế chặt chẽ để đảm bảo độ bền và độ ổn định Ví dụ điển hình là vòng định vị lắp với trục động cơ điện và vòng cố định vị trí vòng trong ổ lăn trên trục, nơi sự biến dạng hay lệch tâm có thể ảnh hưởng tới hiệu suất vận hành và độ chính xác của hệ truyền động.
Độ dôi vừa phải, khoảng 0,0002 đến 0,0006 dN, được khuyến nghị cho các mối ghép chịu tải trọng nặng nhưng có chi tiết kẹp chặt phụ Việc chọn độ dôi này giúp cân bằng giữa khả năng lắp ráp dễ dàng và độ bền của liên kết dưới tải nặng và va đập Ví dụ điển hình là bạc ổ trượt lắp với thân ổ khi chịu tải trọng lớn và va đập, hoặc áo xi lanh lắp với thân bơm; độ dôi lắp ghép có thể tăng từ mức p để phù hợp với điều kiện làm việc và thiết kế hệ thống.
Độ dôi lớn, khoảng (0,001 ÷ 0,002)dN, được áp dụng cho các mối ghép truyền tải nặng mà không cần chi tiết kẹp chặt phụ Ví dụ điển hình gồm bánh tàu hoả lắp với trục toa tàu, vành răng đồng của bánh vít lắp với thân thép, bạc ổ trượt lắp với thân ổ trong máy ép bánh lệch tâm.
Lắp ghép có độ hở
- Phân tích được đặc điểm, công dụng của lắp ghép có độ hở;
- Chọn được kiểu lắp tiêu chuẩn cho các mối ghép có độ hở;
- Rèn luyện tính kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập
3.2.1 Ký hiệu và công dụng
- Hệ thống lỗ cơ bản: h
- Hệ thống trục cơ bản: h
Kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn thường sử dụng đối với mối ghép mà hai chi tiết chuyển động tương đối với nhau
3.2.2 Chọn kiểu lắp có độ hở
Tuỳ theo chức năng của mối ghép chọn kiểu lắp có độ hở nhỏ, trung bình hoặc lớn
Các kiểu lắp này có độ hở rất nhỏ, đặc biệt là độ hở nhỏ nhất (S_min = 0) Chúng được sử dụng cho mối ghép động, nơi chuyển động tương đối của chi tiết diễn ra chậm và thường dọc theo trục nhằm đảm bảo độ chính xác định tâm cao Ví dụ điển hình là lắp bánh răng thay thế với trục trong của máy công cụ và cán piston lắp với bạc dẫn hướng.
Độ hở lắp ghép được thiết kế nhỏ nhằm giảm sai lệch độ đồng tâm giữa các bộ phận Đối với mối ghép động, độ hở phù hợp giúp đảm bảo tính chính xác và chuyển động mượt mà, giảm thiểu sai số trong quá trình vận hành Việc tối ưu độ hở lắp ghép có thể làm giảm độ lệch và tăng cường độ ổn định của hệ thống, giúp mối ghép chuyển động liên tục, đáng tin cậy và có hiệu quả truyền lực cao.
H động tương đối là chuyển động tịnh tiến hoặc ổ quay có tải trọng nhỏ, mô tả sự di chuyển giữa các bộ phận trong hệ thống cơ khí với mức tải trọng hạn chế Ví dụ điển hình gồm ổ trục chính của các máy chính xác, trục thanh đo có bạc dẫn của đồng hồ đo, và bánh răng dịch chuyển trên trục; các thành phần này phối hợp để tạo ra chuyển động có hướng và độ chính xác cao dưới tải trọng nhỏ.
Độ hở trung bình, đủ để đảm bảo trục quay tự do trong ổ trượt và được bôi trơn bằng mỡ hoặc dầu, là yếu tố quan trọng đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống truyền động Việc duy trì độ hở phù hợp giúp giảm ma sát và mài mòn, đồng thời tăng tuổi thọ các thành phần như ổ trục trong hộp truyền động, bánh răng hoặc bánh đai quay lồng không trên trục, và con trượt trong rãnh trượt.
Độ hở tương đối lớn cho phép trục quay tự do ở những trạng thái làm việc có tải trọng nặng, tốc độ cao và nhiệt độ lớn Điều này đảm bảo khả năng chịu tải và vận hành ổn định của hệ thống cơ khí ở điều kiện khắc nghiệt Ví dụ điển hình gồm ổ đỡ được lắp với trục tua-bin của máy phát điện và cổ trục chính của trục khuỷu ghép với ổ đỡ trong động cơ ô tô.
Độ hở lớn cho phép bồi thường sai lệch vị trí của bề mặt lắp ghép và biến dạng nhiệt, giúp các liên kết cơ khí duy trì sự đồng bộ và vận hành ổn định dù có sai lệch nhỏ về vị trí hoặc biến dạng do nhiệt Ví dụ điển hình gồm trục máy cán lắp với ổ trục, máy nghiền bi lắp với ổ trục, vòng găng lắp với rãnh pittông của máy nén khí.
Lắp ghép trung gian
3.3.1 Ký hiệu và công dụng
- Hệ thống lỗ cơ bản: n
- Hệ thống trục cơ bản: h
Kiểu lắp trung gian tiêu chuẩn thường sử dụng đối với mối ghép cố định nhưng chi tiết cần tháo lắp dễ dàng và đảm bảo định tâm tốt
3.3.2 Chọn kiểu lắp trung gian
Khe hở và độ dôi là hai khía cạnh quan trọng trong mối ghép cơ khí; khi độ dôi nhỏ và khe hở được kiểm soát tốt, việc tháo lắp diễn ra dễ dàng và phù hợp cho các mối ghép cần tháo lắp thường xuyên trong quá trình vận hành Độ dôi nhỏ cho phép ghép chi tiết với lực kẹp vừa phải, giảm ma sát và rút ngắn thời gian lắp ráp Ví dụ minh họa cho mối ghép có độ dôi nhỏ là báng răng với trục có then, bánh đai, và tay quay với đầu trục có then Tuy nhiên, độ dôi lắp ghép có thể tăng lên do sai số gia công hoặc khi lắp đặt không chuẩn, từ đó ảnh hưởng tới độ ổn định và độ chính xác của hệ thống.
Trong lắp ráp cơ khí, khe hở không cảm nhận được và độ dôi trung bình cho thấy độ dôi thường lớn hơn khe hở Đây là kiểu lắp trung gian phổ biến nhất được dùng cho các mối ghép bánh răng trong hộp tốc độ, bánh đai, vô lăng và càng gạt lắp với trục có then; bạc biên lắp với đầu biên của động cơ máy kéo.
Kiểu ghép H không xuất hiện độ hở và độ dôi tương đối lớn, mang lại liên kết bền chắc nhất trong các kiểu lắp trung gian Nó được sử dụng cho các mối ghép bánh răng, ly hợp và tay quay với trục có chi tiết kẹp chặt phụ khi tải trọng nặng; tháo lắp đòi hỏi lực lớn và thường phải dùng máy ép Ví dụ điển hình là bánh răng lắp với trục trong các máy như máy búa hơi và máy nghiền đá.
Ví dụ : Cho lắp ghép trụ trơn có kích thước danh nghĩa là 35mm, độ hở yêu cầu là: S max yc = 50m , Smin yc = 9m
- Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho lắp ghép
- Xác định sai lệch giới hạn kích thước lỗ và trục
- Dựa vào bảng giá trị độ hở giới hạn của lắp ghép lỏng, bảng 3( phụ lục 1)
Ta tiến hành tra ra 2 kiểu lắp tiêu chuẩn như sau:
Với kích thước danh nghĩa dN = 35 mm, ta xác định trên cột 1 một khoảng kích thước từ 30 đến 50 mm được sắp xếp theo hàng ngang; sau đó tìm cột có trị số độ hở là 50 μm và 9 μm, tương ứng với cột 8.
Từ cột 8 và các dòng phía trên, ta xác định được kiểu lắp Trong ví dụ này, theo bảng tham chiếu, ta xác định được hai kiểu lắp: ỉ35H7/g6 là lắp ghép trong hệ lỗ cơ bản, sử dụng ưu tiên; ỉ35G7/h6 là lắp ghép trong hệ trục cơ bản.
Trước hết, cần chọn kiểu lắp ưu tiên (có đóng khung) Nếu cả hai kiểu lắp đều là ưu tiên hoặc đều không ưu tiên, thì nên chọn kiểu lắp trong hệ lỗ cơ bản Trong trường hợp công nghệ và kết cấu không cho phép sử dụng kiểu lắp theo hệ thống lỗ cơ bản, ta phải chọn kiểu lắp trong hệ trục cơ bản.
Trong ví dụ này ta chọn kiểu lắp sử dụng ưu tiên (có đóng khung): ỉ35H7/g6
- Sai lệch giới hạn kích thước lỗ và trục tra theo bảng 1 và 2( phụ lục 1)
Bảng 3.1 Hệ thống lỗ, lắp ghép đôi với các kích thước danh nghĩa từ 1 đến 500mm TCVN 2245 – 99
Sai lệch cơ bản của trục a b c d e f g h jS
Sai lệch cơ bản của trục k m n p r S t u v x z
Bảng 3.2 Hệ thống trục, lắp ghép đôi với các kích thước danh nghĩa từ 1 đến 500mm TCVN 2245 - 99
Sai lệch cơ bản của lỗ
Trụ Sai lệch cơ bản của lỗ c cơ bản JS K M N P R S T U
Chú thích Lắp ghép ưu tiên
1 Nêu kí hiệu và công dụng của các nhóm lắp ghép tiêu chuẩn
2 Nêu phạm vi ứng dụng của 2 kiểu lắp sau:
Dung sai hình dạng và vị trí của các bề mặt nhám bề mặt
Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công
4.1.1 Khái niệm về độ chính xác gia công cơ khí
Chất lượng chi tiết sau khi gia công thể hiện ở mức độ khác nhau của các yếu tố hình học so với bản thiết kế ban đầu, và mức độ này được gọi là độ chính xác gia công Độ chính xác gia công của mỗi chi tiết bao gồm các yếu tố như kích thước, hình dạng, độ tròn, độ song song và vuông góc giữa các mặt, cũng như chất lượng bề mặt sau gia công Việc đánh giá độ chính xác gia công giúp đảm bảo sự phù hợp với thiết kế, tối ưu hoá quy trình sản xuất và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
- Độ chính xác kích thước
- Độ chính xác hình dáng hình học và vị trí tương quan các bề mặt
Độ nhẵn bề mặt và độ chính xác gia công có thể đạt ở mức độ khác nhau trên mỗi chi tiết, dẫn đến sản phẩm có bề mặt mịn hoặc thô tùy vào quá trình gia công Chi tiết sản xuất ra có thể khác với mong muốn hoặc dù cùng một yếu tố hình học, giữa các chi tiết vẫn có sự khác biệt do sai số sinh ra trong quá trình gia công Việc kiểm soát độ nhẵn bề mặt và độ chính xác gia công là yếu tố then chốt để đảm bảo tính đồng nhất, đáp ứng yêu cầu thiết kế và tối ưu hiệu suất sản xuất.
4.1.2 Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công a) Độ chính xác của máy, đồ gá và tình trạng của chúng bị mòn
Ví dụ cho thấy sai số gia công xuất phát từ nhiều nguồn: trục chính bị đảo làm bề mặt gia công không tròn và sống trượt không song song với tâm trục, gây ra độ côn trên chi tiết và điều này cũng xảy ra với đồ gá; đồ gá khoan lỗ cũng sẽ có sai lệch Độ chính xác của dụng cụ cắt, như mũi khoan và mũi doa có đường kính sai hoặc bị mòn, ảnh hưởng đến kích thước của chi tiết gia công Độ cứng vững của hệ thống máy, đồ gá và dao quyết định mức độ biến động và sai số gia công Biến dạng do kẹp chặt chi tiết gây biến dạng trong quá trình gia công và khi tháo chi tiết ra khỏi kẹp do biến dạng đàn hồi quay về trạng thái ban đầu làm cho kích thước sai lệch Biến dạng vì nhiệt và ứng suất bên trong làm cho chi tiết, dụng cụ cắt và các bộ phận máy thay đổi kích thước và hình dáng Rung động phát sinh trong quá trình cắt gây sai số và ảnh hưởng lớn đến độ nhẵn bề mặt Sai số còn liên quan đến phương pháp đo, dụng cụ đo và sai số của người thợ, khiến sai số tổng hợp là kết quả của nhiều nguyên nhân phức tạp Để ngăn ngừa và kiểm soát sai số trong quá trình gia công, cần phân biệt các loại sai số và nhận diện đặc tính biến thiên của chúng.
Sai số về kích thước
Sai số hệ thống cố định là những sai số có trị số và dấu không đổi trong suốt thời gian gia công hoặc biến đổi theo một quy luật xác định Ví dụ, khi dao doa làm giảm đường kính thực tế đi 0,01 mm, các kích thước lỗ gia công bằng dao đó cũng giảm đúng 0,01 mm; vì vậy trị số và dấu của sai số không đổi trong suốt quá trình gia công loạt lỗ Chính vì vậy, những sai số có đặc trưng trị số và dấu không đổi được gọi là sai số hệ thống cố định.
Sai số gia công thể hiện sự lệch về trị số giữa các chi tiết gia công; trong quá trình gia công, sai số này biến đổi theo thời gian mà không tuân theo bất kỳ quy luật nào.
Nguyên nhân gây sai số ngẫu nhiên là tác dụng lực không đều trong quá trình gia công — lực tác động lúc nhiều lúc ít, lúc có lúc không Ví dụ, sự thay đổi lực cắt khi chiều sâu cắt thay đổi hoặc do chấn động trong quá trình cắt gây ra biến động lực Sai số từ nguyên nhân này có trị số biến đổi ngẫu nhiên ở các chi tiết, nên được xem là sai số ngẫu nhiên Hiểu rõ đặc tính của sai số ngẫu nhiên giúp tối ưu hóa quy trình gia công và nâng cao độ chính xác của sản phẩm.
Sai số về hình dạng và vị trí giữa các bề mặt của chi tiết gia công
4.3.1 Sai số và dung sai hình dạng
Trong quá trình gia công, không chỉ kích thước mà hình dạng và vị trí các bề mặt chi tiết cũng có thể bị sai lệch Chẳng hạn khi tiện chi tiết trục mà bàn máy mang dao di chuyển theo phương không song song với đường tâm trục chính của máy tiện, trục có thể bị côn Biến dạng đàn hồi do kẹp chặt chi tiết ở lỗ làm cho lỗ sau gia công bị méo Hình 4.1 thể hiện các trường hợp a), b), c), d).
Hình 4.1 mô tả biến dạng do kẹp chặt trên mâm cặp 3 vấu khi gia công lỗ Trong hình, phôi được chuẩn bị để gia công lỗ (a); phôi bị kẹp chặt trên máy và gây biến dạng (b); lỗ sau khi gia công được thể hiện (c); và sản phẩm hoàn chỉnh được tháo ra khỏi máy (d).
4.3.1.1 Sai lệch hình dạng bề mặt phẳng Đối với bề mặt phẳng thì sai lệch hình dạng bao gồm
- Sai lệch về độ phẳng: Là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của bề mặt thực tới mặt phẳng áp, trong giới hạn của phần chuẩn ( hình 4.3)
- Sai lệch về độ thẳng : Là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôpin thực tới đường thẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn (hình 4.4)
Hình 4.3 Sai lệch độ phẳng Hình 4.4 Sai lệch độ thẳng
4.3.1.2 Sai lệch hình dạng bề mặt trụ Đối với chi tiết trụ trơn thì sai lệch xét theo hai phương:
* Sai lệch prôpin theo phương ngang: (mặt cắt ngang) bao gồm các dạng:
Hình 4.5 Sai lệch độ tròn cạnh
Hình 4.6 Sai lệch độ ô van
Hình 4.7 Sai lệch độ phân cạnh
- Sai lệch độ tròn: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôpin thực tới vòng tròn áp (hình 4.5)
Khi phân tích sai lệch hình dạng theo phương ngang người ta còn xét các dạng thành phần của sai lệch độ tròn là độ ô van và độ phân cạnh
+ Độ ôvan: Là sai lệch độ tròn mà prôpin thực là hình ôvan (hình 4.6) + Độ phân cạnh: Là sai lệch về độ tròn mà prôpin thực là hình nhiều cạnh (hình 4.7)
Sai lệch prôpin theo mặt cắt dọc trục là khoảng cách lớn nhất từ các điểm trên prôpin thực tế tới phía tương ứng của prôpin áp, như được minh họa ở hình 4.8 Tương tự như sai lệch hình dạng theo phương ngang, khi phân tích sai lệch hình dạng theo phương dọc trục người ta phân tích các dạng thành phần của sai lệch nhằm nhận diện và mô tả một cách có hệ thống các biến dạng đặc trưng trên prôpin và tác động của chúng lên hiệu suất làm việc.
- Độ côn: Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh là những đường thẳng nhưng không song song với nhau (hình 4.9)
- Độ phình: Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh không thẳng và các đường kính tăng từ mép biên đến giữa mặt cắt (hình 4.10)
Hình 4.8 Sai lệch prôfin theo mặt cắt dọc trục
Hình 4.9 Sai lệch prôfin độ côn
Hình 4.10 Sai lệch prôfin độ phình
Hình 4.11 Sai lệch prôfin độ thắt
Hình 4.12 Sai lệch độ trụ
- Độ thắt: Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh không thẳng và các đường kính giảm từ mép biên đến giữa mặt cắt (hình 4.11)
Khi đánh giá tổng hợp sai lệch hình dạng bề mặt trụ trơn người ta dùng chỉ tiêu “sai lệch về độ trụ” (hình 4.12)
4.3.2 Sai số và dung sai vị trí
Các chi tiết máy là những vật thể được giới hạn bởi các mặt như mặt phẳng, mặt trụ và các kết cấu cầu, do đó các bề mặt này phải có vị trí tương quan chính xác để đảm bảo chức năng của chi tiết Trong quá trình gia công, sự tác động của các sai số gia công có thể làm sai lệch vị trí tương quan giữa các bề mặt chi tiết, làm ảnh hưởng đến tính đồng bộ và hiệu suất làm việc của sản phẩm Sai lệch này được thể hiện dưới nhiều dạng khác nhau, như lệch vị trí giữa các bề mặt, biến dạng hình học và sai lệch giữa các bề mặt liên kết, đòi hỏi các phương pháp kiểm tra và hiệu chuẩn phù hợp để khắc phục và đảm bảo chất lượng chi tiết máy.
Sai lệch về độ song song của mặt phẳng là hiệu Δ giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa các mặt phẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn (như hình 4.13) Đây là thước đo mức độ lệch song song giữa các mặt phẳng so với giới hạn cho phép, phản ánh sự biến thiên của khoảng cách giữa các mặt trong quá trình gia công Khi các mặt phẳng nằm hoàn toàn trong phạm vi phần chuẩn, sai lệch càng nhỏ chứng tỏ độ song song cao; ngược lại, sai lệch lớn cho thấy mức độ bất song song tăng lên Việc xác định sai lệch này giúp đánh giá và kiểm soát chất lượng mặt phẳng, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn liên quan.
Sai lệch về độ song song của đường tâm được định nghĩa là tổng hợp các sai lệch song song giữa các hình chiếu của đường tâm lên hai mặt phẳng vuông góc với nhau; trong đó một trong hai mặt phẳng này đồng thời là mặt phẳng chứa đường tâm chung (hình 4.14).
Hình 4.13 Sai lệch về độsong song của mặt phẳng
Hình 4.14 Sai lệch về độ song song các đường tâm
Sai lệch về độ vuông góc giữa các mặt phẳng là sự sai lệch của góc giữa các mặt phẳng so với góc vuông chuẩn, được biểu thị bằng đơn vị dài Δ trên chiều dài phần chuẩn và được minh họa trong hình 4.15 Thông số này cho biết mức độ nghiêng của các mặt phẳng so với vuông hoàn hảo, hỗ trợ đánh giá độ chính xác khi ghép nối, đo đạc và thiết kế trong các bài toán liên quan đến bố trí mặt phẳng.
Hình 4.15 Sai lệch về độ vuông góc các mặt phẳng
Hình 4.16 Sai lệch về độ vuông góc của mặt phẳng đối với đường tâm
Sai lệch về độ vuông góc của mặt phẳng hoặc đường tâm đối với đường tâm chuẩn là sự sai lệch góc giữa các mặt phẳng hoặc đường tâm và đường tâm chuẩn so với góc vuông Sai lệch này được biểu thị bằng một độ dài Δ trên chiều dài phần chuẩn, như được minh họa trong hình 4.16.
Sai lệch đồng tâm đối với đường tâm bề mặt chuẩn là khoảng cách lớn nhất Δ giữa đường tâm của bề mặt quay được khảo sát và đường tâm của bề mặt chuẩn trên chiều dài phần chuẩn, như minh họa trong hình 4.17 Giá trị Δ cho biết mức độ sai lệch đồng tâm giữa bề mặt gia công với bề mặt chuẩn và dùng để đánh giá chất lượng căn chỉnh trong gia công cơ khí Việc đo và kiểm tra sai lệch đồng tâm giúp xác định mức độ chính xác của đường tâm bề mặt và ảnh hưởng của sai lệch đến hiệu suất vận hành của chi tiết.
Sai lệch về độ đối xứng với phần tử chuẩn được định nghĩa là khoảng cách lớn nhất Δ giữa mặt phẳng đối xứng của phần tử được khảo sát và mặt phẳng đối xứng của phần tử chuẩn, được tính trong giới hạn của phần chuẩn (hình 4.18).
Hình 4.17 Sai lệch về độ đồng tâm
Hình 4.18 Sai lệch về độ đối xứng
- Sai lệch về độ giao nhau của các đường tâm: là khoảng cách nhỏ nhất giữa các đường tâm giao nhau danh nghĩa (hình 4.19)
Độ đảo hướng kính là hiệu giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôpin thực trên bề mặt quay tới đường tâm chuẩn, được xác định trong mặt cắt vuông góc với đường tâm chuẩn và được minh họa ở hình 4.20.
Độ đảo mặt mút là hiệu giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôpin thực của mặt mút tới mặt phẳng vuông với đường tâm chuẩn (hình 4.21) Nói cách khác, nó đo mức độ lệch của mặt mút so với mặt phẳng chuẩn bằng cách so sánh khoảng cách từ từng điểm của prôpin lên mặt phẳng này Thông số này được dùng để đánh giá khả năng đo lường và chất lượng của mặt mút trong quá trình gia công hoặc kiểm tra sản phẩm.
Hình 4.19 Sai lệch về độ giao nhau của các đường tâm
Hình 4.20 Sai lệch về độ đảo hướng kính
Hình 4.21 Sai lệch về độ đảo mặt mút
4.3.3 Các dấu hiệu và kí hiệu dung sai hình dạng vị trí
Theo TCVN10-85, trên bản vẽ kỹ thuật người ta dùng các ký hiệu để biểu thị các sai lệch, và bảng 4.1 kèm theo các ký hiệu đó chứa trị số dung sai tương ứng, giúp xác định mức độ chính xác của chi tiết và hỗ trợ quá trình kiểm tra tuân thủ thiết kế.
Bảng 4.1: Các dấu hiệu sai lệch
Loại sai lệch Tên sai lệch Dấu hiệu
Sai lệch độ phẳng Sai lệch độ thẳng Sai lệch độ tròn Sai lệch độ trụ Sai lệc prôfin mặt cắt dọc
Sai lệch vị trí bề mặt
Sai lệch độ song song Sai lệch độ vuông góc Sai lệch độ đồng trục (đồng tâm) Sai độ giao trục
Sai lệch độ đối xứng `
Sai lệch độ đảo (hướng kính, đảo mặt mút)
4.3.3.2 Cách ghi kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt trên bản vẽ
* Kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí (bảng 4.2)
Bảng 4.2: Ví dụ kí hiệu dung sai hình dạng, vị trí bề mặt trên bản vẽ
Ký hiệu Yêu cầu kỹ thuật
Dung sai độ phẳng của bề mặt A là 0,05mm
Dung sai độ thẳng của bề mặt A là 0,1mm trên toàn bộ chiều dài bề mặt
Dung sai độ trụ của bề mặt Alà 0,01mm
Dung sai độ tròn của bề mặt Alà 0,03mm
Dung sai prôfin mặt cắt dọc của bề mặt A là 0,01mm
Dung sai độ song song của bề mặt B so với bề mặt A là 0,1mm trên chiều dài 100mm
Dung sai độ vuông góc của mặt B so với mặt A là 0,1mm
Dung sai độ đồng trục của các bề mặt
Dung sai độ đối xứng của mặt B so với đường tâm lỗ A là 0,04mm
Dung sai độ giao nhau của hai đường tâm lỗ là 0,05mm
Dung sai độ đảo hướng kính của bề mặt C so với đường tâm chung của hai bề mặt A, B là 0,04mm
Dung sai độ đảo mặt mút B so với đường tâm của mặt A là 0,1mm theo đường kính 50mm
Nhám bề mặt
Các bề mặt chi tiết sau khi gia công, bất kể phương pháp thực hiện, không thể đạt được độ nhẵn tuyệt đối và vẫn còn tồn tại những nhấp nhô Những nhấp nhô này là kết quả của vết dao để lại trên bề mặt, của rung động trong quá trình cắt, và của tính chất vật liệu như độ cứng, cấu trúc và khả năng chịu nhiệt Việc kiểm soát độ nhám bề mặt phụ thuộc vào tối ưu hóa các thông số gia công, trạng thái dao cắt, độ cứng của vật liệu và của máy, cũng như hệ thống làm mát nhằm giảm thiểu nhấp nhô và nâng cao chất lượng bề mặt.
Vật liệu có sự không đồng nhất do nhiều nguyên nhân khác nhau Tuy nhiên, không phải mọi nhấp nhô trên bề mặt đều thuộc về nhám bề mặt; nó là tập hợp các mấp mô có bước tương đối nhỏ được xét trong giới hạn chiều dài chuẩn Để làm rõ vấn đề này, ta xem xét một phần của bề mặt được phóng đại (hình 4.22), nơi hiển thị các loại nhấp nhô khác nhau.
- Nhấp nhô có độ cao h1 thuộc về sai lệch hình dạng (độ không phẳng của bề mặt)
- Nhấp nhô có độ cao h2 thuộc về độ sóng bề mặt
- Nhấp nhô có độ cao h 3 thuộc về độ nhám bề mặt
Độ nhám, hay độ nhẵn của bề mặt, phản ánh mức độ cao thấp của các nhấp nhô trên một phạm vi nhỏ của bề mặt gia công Độ nhẵn tăng lên khi chiều cao nhám giảm và ngược lại, độ nhẵn giảm khi chiều cao nhám tăng Ngoài sai số kích thước, độ nhẵn bề mặt của chi tiết cũng cần được chú trọng vì ảnh hưởng lớn đến chất lượng và khả năng làm việc của chi tiết máy Những chi tiết có độ nhẵn cao hơn có khả năng chống ăn mòn và mài mòn tốt hơn, đồng thời hạn chế sự hình thành vết nứt trong quá trình vận hành.
Trong các mối ghép có độ hở, độ nhẵn thấp sẽ khiến các chi tiết nhanh mòn, bởi vì khi các chi tiết làm việc các đỉnh nhọn của nhám bị mài mòn, bột kim loại sinh ra từ quá trình này trộn lẫn với dầu bôi trơn, từ đó đẩy nhanh quá trình mài mòn của các bề mặt.
Trong các mối ghép có độ dôi, nhám làm giảm độ bền của mối ghép vì khi lắp ép hai chi tiết lại với nhau, các đỉnh nhám bị san phẳng Do đó, độ dôi thực tế sẽ nhỏ hơn độ dôi tính toán.
4.4.1 Các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt
Theo tiêu chuẩn TCVN 2511 - 78 nhám bề mặt được đánh giá theo một trong hai thông số sau:
4.4.1.1 Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra
Trong phân tích prôfin Ra, sai lệch trung bình số học (MAD) được hiểu là giá trị trung bình của khoảng cách từ các điểm trên đường nhấp nhô đến đường trung bình OO' (hình 4.23) Các khoảng cách này được ký hiệu y1, y2, y3, , yn và để tính MAD chỉ lấy tuyệt đối của các giá trị này, bỏ qua dấu để phản ánh mức độ biến thiên của đường cong so với đường tham chiếu.
1 Đường trung bình OO‟ là đường chia đường cong nhám bề mặt thành hai phần có diện tích bằng nhau
Hình 4.23 Các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt
4.4.1.2 Chiều cao trung bình nhám theo mười điểm Rz
Chiều cao nhám theo mười điểm Rz là giá trị trung bình của năm khoảng cách giữa năm đỉnh cao nhất và năm đáy thấp nhất của bề mặt được đo trong phạm vi chiều dài chuẩn L, phản ánh mức độ nhám và sự biến động chiều cao tại đoạn đo; Rz càng lớn thì bề mặt càng nhám, giúp so sánh chất lượng gia công giữa các mẫu và chuẩn hóa quy trình sản xuất.
Trong hai tham số Ra và Rz, khi trị số Ra và Rz càng lớn thì nhám càng lớn và độ nhẵn càng thấp; ngược lại, khi Ra và Rz càng nhỏ thì nhám càng nhỏ và độ nhẵn càng cao Dựa vào hai tham số này, TCVN 2511-78 chia nhám bề mặt thành 14 cấp, mỗi cấp tương ứng với giá trị Ra hoặc Rz Trong tiêu chuẩn này, nhám cấp 1 là lớn nhất và nhám cấp 14 là nhỏ nhất.
Trong sản xuất, việc đánh giá nhám bề mặt thường dựa trên hai chỉ tiêu phổ biến là Ra và Rz (đôi khi có thể dùng các chỉ tiêu khác như Rmax) Việc lựa chọn chỉ tiêu nào phụ thuộc vào mức độ chất lượng yêu cầu và đặc tính kết cấu của bề mặt Chỉ tiêu Ra được dùng phổ biến vì nó cho phép đánh giá chính xác và thuận tiện hơn đối với những bề mặt có yêu cầu nhám ở mức trung bình Đối với những bề mặt nhám quá thô hoặc quá mịn, chỉ tiêu Rz sẽ cho khả năng đánh giá chính xác hơn Ra.
Chỉ tiêu Rz được sử dụng cho những bề mặt không thể kiểm tra trực tiếp thông số Ra của nhám, chẳng hạn những bề mặt có kích thước quá nhỏ hoặc có profile phức tạp như lưỡi cắt của dụng cụ, chi tiết của đồng hồ đo, nơi việc đo Ra gặp khó khăn Việc áp dụng Rz giúp phản ánh đặc trưng nhám ở các đỉnh và biên độ của bề mặt, từ đó hỗ trợ đánh giá chất lượng gia công và tối ưu hóa quá trình gia công.
Tiêu chuẩn quy định dãy giá trị số của các thông số chiều cao nhám Ra, Rz và Rmax (xem bảng 4.3 và bảng 4.4) Khi xác định giá trị cho các thông số nhám, trước hết phải sử dụng các giá trị trong dãy ưu tiên và chỉ tham khảo các mức giá trị tiếp theo khi cần thiết để bảo đảm tính nhất quán và phù hợp với yêu cầu đo lường.
Bảng 4.3: Sai lệch trung bình số học Prôpin R a (μm)
Chú thích: ưu tiên dùng trị số in đậm
Bảng 4.4: Chiều cao mấp mô Prôpin theo mười điểm R Z và chiều cao lớn nhất mấp mô của Prôpin R max (μm)
Chú thích: Ưu tiên dùng trị số in đậm
Xác định giá trị cho phép của thông số nhám bề mặt:
Trị số cho phép của thông số nhám bề mặt được xác định dựa trên chức năng sử dụng của bề mặt và điều kiện làm việc của chi tiết, đồng thời căn cứ vào phương pháp gia công phù hợp để đảm bảo nhám và các yêu cầu về độ chính xác của các thông số hình học khác Việc chọn trị số nhám quá nhỏ so với yêu cầu của bề mặt sẽ làm tăng chi phí gia công và giá thành sản phẩm, gây bất lợi cho sản xuất.
Việc xác định trị số nhám trong thiết kế có thể dựa vào phương pháp gia công nhằm đạt độ chính xác và kích thước bề mặt mong muốn, tham chiếu Bảng 4.5 Mối quan hệ giữa nhám và dung sai kích thước, hình dạng được thể hiện ở Bảng 4.6 giúp kết nối yêu cầu thiết kế với kiểm soát chất lượng bề mặt.
Bảng 4.5: Nhám bề mặt và cấp chính xác ứng với các dạng gia công bề mặt chi tiết
Dạng gia công Giá trị thông số Ra μm
Cấp chính xác Kinh tế Đạt được
- Phay bằng dao phay trụ
Phay bằng dao phay mặt đầu
Tinh mỏng (0,8) - 1,6 IT8,IT9 IT6,IT7**
Tiện ngoài chạy dao dọc
IT15 - IT17 IT12 - IT14 IT7 - IT9 IT6
Tiện ngoài chạy dao ngang
IT16, IT17 IT14, IT15 IT11 - IT13 IT18 - IT11
Khoan rộng 12,5 - 25* IT12 - IT14 IT10,
- IT8, IT9 Doa bằng dao doa 1 lưỡi
Thô Bán tinh Tinh Tinh mỏng
IT15 - IT17 IT11 - IT14 IT8 - IT9 IT7
Doa bằng dao doa nhiều lưỡi
Bán tinh Tinh Tinh mỏng
IT9, IT10 IT7, IT8 IT7
IT8, IT9 IT7, IT8 IT7
- IT6 Mài tròn Bán tinh
IT8 - IT11 IT6 - IT8 IT5
Mài phẳng Bán tinh 3,2 IT8 - IT11 -
Trung bình Tinh Đặc biệt
IT6, IT7 IT5, IT6 IT5
IT5 IT5 Cao hơn IT5
Bảng 4.6: Nhám bề mặt ứng với dung sai kích thước và hình dạng
Cấp chính xác kích thước
Dung sai hình dạng theo % của dung sai kích thước
Kích thước danh nghĩa,mm Đến 18 Trên 18 đến 50
Trên 120 đến 500 Giá trị R a ,mm, không lớn hơn
1 Nếu dung sai tương đối về hình dạng nhỏ hơn giá trị chỉ dẫn trong bảng thì giá trị R a không lớn hơn 0,15 giá trị dung sai hình dạng
2 Trong trường hợp cần thiết, theo yêu cầu chức năng của chi tiết có thể lấy giá trị R a nhỏ hơn chỉ dẫn trong bảng
4.4.2 Cách ghi ký hiệu nhám bề mặt a) b)
Hình 4.24 Ký hiệu nhám trên bản vẽ
Trong các bản vẽ thiết kế để thể hiện yêu cầu nhám bề mặt, người ta dùng ký hiệu chữ V lệch (√) và trên đó ghi giá trị bằng số của chỉ tiêu Ra hoặc Rz; nếu giá trị là Ra thì chỉ ghi giá trị bằng số (xem hình 4.24a), còn nếu là Rz thì ghi cả ký hiệu “Rz” kèm theo chỉ số như hướng dẫn (xem hình 4.24b).
- Dấu : ký hiệu cơ bản, không chỉ rõ phương pháp gia công
- Dấu : khi bề mặt được gia công bằng phương pháp cắt gọt lấy đi một lớp vật liệu
- Dấu : khi bề mặt gia công không lấy đi một lớp vật liệu hay không gia công thêm
- Nếu bề mặt chi tiết để thô không cần gia công sau khi rèn, dập, đúc….thì dùng dấu ~
Chi tiết trục có kích thước Ø32 h7, dung sai độ tròn là 0,01 mm và dung sai của sai lệch Prôfin mặt cắt dọc là 0,01 mm; ký hiệu sai lệch và dung sai cần được ghi trên bản vẽ để đảm bảo tính đúng đắn của chế tạo và kiểm tra.