NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐO – QUÉT BIÊN DẠNG CHI TIẾT TRỤ TRÒN

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN TỬ
Đề tài:

NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ - CHẾ TẠO HỆ THỐNG
ĐO – QUÉT BIÊN DẠNG CHI TIẾT TRỤ TRÒN
Giảng viên hướng dẫn: TS. TRẦN NGỌC ĐĂNG KHOA
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUỐC BẢO
NGUYỄN DUY THỐNG
NGUYỄN CAO SĨ TIẾN
NGUYỄN SƠN TÙNG
LÊ THẾ VINH

Lớp: DHCDT13A
TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2021


ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------------

---------------------

Tp.HCM, ngày

tháng

năm 2021

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Họ tên SV 1: Nguyễn Quốc Bảo ........ MSSV: 17029211..... Lớp: DHCDT13A
Họ tên SV 2: Nguyễn Duy Thống ...... MSSV: 17081931..... Lớp: DHCDT13A
Họ tên SV 3: Nguyễn Cao Sĩ Tiến ..... MSSV: 17030801..... Lớp: DHCDT13A
Họ tên SV 4: Nguyễn Sơn Tùng ....... MSSV: 17017711..... Lớp: DHCDT13A
Họ tên SV 5: Lê Thế Vinh ................. MSSV: 17076341..... Lớp: DHCDT13A
1. Tên đề tài: Nghiên cứu – thiết kế - chế tạo hệ thống đo – quét biên dạng chi tiết trụ
tròn.
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
Nghiên cứu nguyên lý thu thập dữ liệu từ cảm biến và nguyên lý dựng mơ hình mơ
phỏng 3D trên máy tính từ dữ liệu thu thập được. Thiết kế - chế tạo mô hình máy qt
3D chi tiết có biên dạng trụ trịn dùng cảm biến laser điểm.
3. Ngày giao nhiệm vụ ĐACN: 22/ 1/ 2021
4. Ngày kiểm tra giữa kỳ (50%): 30/ 4/ 2021
5.Ngày hòan thành: 30 /7/ 2021
6. Giáo viên hướng dẫn:
TS. Trần Ngọc Đăng Khoa

Phần hướng dẫn:
.........................................................
.........................................................

Ngày

tháng

năm 2021

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

TRƯỞNG KHOA

GV HƯỚNG DẪN


LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của khoa học – kỹ thuật là cơ sở cho sự phát triển của nền kinh tế
sản xuất đối với một quốc gia, việc không ngừng nghiên cứu những công nghệ mới
và cải tiến, ứng dụng vào thực tế cuộc sống là một điều thiết yếu đối với những người
nghiên cứu khoa học. Với sự xuất hiện các công nghệ mới trong lĩnh vực gia cơng cơ
khí làm tăng nhu cầu về kiểm tra chất lượng sản phẩm sau gia công dẫn đến việc ứng
dụng các phương pháp quét biên dạng 3D chi tiết trở nên ngày càng cần thiết. Hiện
nay phương pháp đo biên dạng dùng đầu đo tiếp xúc đang được sử dụng phổ biến
nhất, tuy nhiên phương pháp này còn tồn tại các nhược điểm như: kích thước máy lớn,
làm xước bề mặt chi tiết đo, tốc độ đo chậm, … Do đó việc nghiên cứu phương pháp
qt biên dạng 3D khơng tiếp xúc sử dụng laser quét là rất cần thiết vì kết hợp được
độ chính xác cao của laser và tốc độ xử lý nhanh của các bộ thu thập dữ liệu. Ở các
nước phát triển, máy quét 3D công nghệ cao dùng laser đã được sản xuất khá rộng rãi
nhưng có giá thành rất cao khi nhập về Việt Nam. Từ những lý do đó, việc nghiên

cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị quét biên dạng 3D dùng laser phải vừa đáp ứng được
các yếu tố kỹ thuật, vừa phù hợp với điều kiện kinh tế là một đề tài rất có ý nghĩa đối
với các ngành kỹ thuật của Việt Nam.


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Cơ Khí trường Đại Học Cơng
Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho các bạn sinh viên được thực hiện
và hồn thành khóa luận tốt nghiệp. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến
TS. Trần Ngọc Đăng Khoa đã dẫn dắt nhóm chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp
này, chúng em rất biết ơn những lời chỉ bảo, sự tận tụy và sự giúp đỡ của thầy trong
suốt thời gian vừa qua.
Với điều kiện thời gian và kinh nghiệm hạn hẹp cũng như kiến thức chuyên
môn chưa vững vàng, bài luận này khó tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự chỉ bảo,
đóng góp ý kiến của các q thầy cơ để chúng em có điều kiện bổ sung kiến thức,
nâng cao khả năng của mình và có những bài học bổ ích cho quá trình làm việc sau
này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………


MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN ......................................................................................... 1
1.1

Sai lệch độ tròn .............................................................................................. 1

1.1.1

Định nghĩa sai lệch độ tròn ..................................................................... 1

1.1.2

Nguyên nhân gây ra sai lệch độ tròn của chi tiết .................................... 2

1.1.3

Ảnh hưởng của sai lệch độ tròn đến khả năng làm việc của chi tiết ...... 3

1.2

Các phương pháp đo sai lệch độ tròn và đo biên dạng .................................. 4

1.2.1

Phương pháp đo thông thường................................................................ 4

1.2.2

Phương pháp đo tiếp xúc ........................................................................ 6

1.2.3

Phương pháp đo không tiếp xúc ............................................................. 8

1.3

Kỹ thuật quét biên dạng 3D ......................................................................... 12

1.3.1

Các phương pháp quét biên dạng 3D.................................................... 12

1.3.2

Kỹ thuật quét biên dạng 3D theo lớp .................................................... 13

1.4

Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 14

1.5

Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 14

Chương 2: CƠ SỞ VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ ........................................................ 15
2.1

Yêu cầu thiết kế ........................................................................................... 15

2.2

Sơ đồ nguyên lý máy ................................................................................... 15

2.3

Chọn loại động cơ truyền động ................................................................... 16

2.4

Thiết kế bộ phận gá chi tiết đo .................................................................... 17

2.4.1

Chọn phương án gá mẫu ....................................................................... 17

2.4.2

Thiết kế bộ phận gá chi tiết đo.............................................................. 18

2.5

Thiết kế bộ phận gá và di chuyển đầu cảm biến.......................................... 25


2.5.1

Cơ cấu truyền động ............................................................................... 25

2.5.2

Thông số các chi tiết của cụm truyền động .......................................... 26

2.5.3

Thiết kế ................................................................................................. 27

2.6

Thiết kế khung máy ..................................................................................... 30

2.7

Thiết kế bản vẽ 3D....................................................................................... 31

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ............................................ 32
3.1

Sơ đồ hệ thống điều khiển ........................................................................... 32

3.2

Chọn cảm biến quét ..................................................................................... 33

3.2.1

Chọn loại cảm biến ............................................................................... 33

3.2.2

Bộ cảm biến Keyence LK – 2001 và đầu cảm biến LK - 031 .............. 35

3.2.3

Những lưu ý khi sử dụng cảm biến laser CCD LK - 2001 và LK – 031
36

3.3

Bộ thu thập dữ liệu ...................................................................................... 37

3.3.1

Chọn phương án thiết kế bộ thu thập dữ liệu........................................ 37

3.3.2

Giới thiệu về Arduino Mega 2560 ........................................................ 38

3.3.3

Module thu thập dữ liệu AD7606 ......................................................... 39

3.3.4

Bộ thu thập dữ liệu dùng Arduino Mega 2560 và module AD7606 .... 41

3.4

Chọn động cơ truyền động và driver điều khiển ......................................... 42

3.4.1

Chọn động cơ bước cho từng cụm chuyển động .................................. 42

3.4.2

Driver điều khiển động cơ bước ........................................................... 44

3.4.3

Encoder đo số vòng quay động cơ ........................................................ 47

3.5

Sơ đồ nguyên lý mạch điện của hệ thống điều khiển .................................. 48

3.6

Lập trình hệ thống điều khiển ...................................................................... 50

3.6.1

Nguyên lý điều khiển ............................................................................ 50


3.6.2

Quy trình lập trình hệ thống điều khiển ................................................ 51

Chương 4: CHẾ TẠO THIẾT BỊ .......................................................................... 72
4.1

Chế tạo phần cơ khí ..................................................................................... 72

4.1.1

Chế tạo cụm mâm xoay ........................................................................ 72

4.1.2

Chế tạo cụm truyền động trục X ........................................................... 75

4.1.3

Chế tạo cụm truyền động trục Z và gá cảm biến .................................. 77

4.2

Chế tạo bộ điều khiển và thu thập dữ liệu ................................................... 80

4.2.1

Yêu cầu chế tạo ..................................................................................... 80

4.2.2

Kết quả .................................................................................................. 80

4.3

Mơ hình thực tế............................................................................................ 81

Chương 5: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .................................. 83
5.1

Calip máy đo ................................................................................................ 83

5.1.1

Thử nghiệm 1: Đo trụ bậc ..................................................................... 83

5.1.2

Thử nghiệm 2: Đo khoảng cách dịch chuyển ....................................... 86

5.1.3

Đánh giá ................................................................................................ 89

5.2

Thực nghiệm ứng dụng máy vào đo – quét biên dạng 2D .......................... 89

5.2.1

Quy trình xác định khoảng cách tham chiếu cho máy .......................... 89

5.2.2

Thực nghiệm ứng dụng quét biên dạng 2D và đo sai lệch độ tròn ....... 95

5.3

Thực nghiệm quét biên dạng 3D ............................................................... 103

5.3.1

Quy trình thực nghiệm ........................................................................ 103

5.3.2

Thực nghiệm với các chi tiết có biên dạng phức tạp .......................... 108

5.4

Nhận xét chung .......................................................................................... 118

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 120

PHỤ LỤC ............................................................................................................... 122


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1- 1 Sai lệch hình dạng độ trịn .......................................................................... 1
Hình 1- 2 Sai lệch độ Ovan ......................................................................................... 2
Hình 1- 3 Sai lệch độ phân cạnh ................................................................................. 2
Hình 1- 4 Nguyên nhân gây sai lệch ........................................................................... 3
Hình 1- 5 Sai lệch độ trụ và độ tròn của mối ghép trục và ổ bi .................................. 3
Hình 1- 6 Sai lệch cơ cấu con trượt............................................................................. 4
Hình 1- 7 Các dạng sai lệch ........................................................................................ 4
Hình 1- 8 Phương pháp đo 2 tiếp điểm ....................................................................... 5
Hình 1- 9 Phương pháp đo sai lệch độ trịn nhiều cạnh .............................................. 5
Hình 1- 10 Máy đo độ trịn tiếp xúc Mitutoyo ra-1600 .............................................. 6
Hình 1- 11 Hoạt động máy đo tiếp xúc ....................................................................... 7
Hình 1- 12 Nguyên lý đo laser điểm ......................................................................... 10
Hình 1- 13 Nguyên lý đo laser truyền qua ................................................................ 11

Hình 2- 1 Sơ đồ nguyên lý máy ............................................................................... 15
Hình 2- 2 Mâm cặp K02 - 50 .................................................................................... 18
Hình 2- 3 Dây đai răng đã chọn ................................................................................ 20
Hình 2- 4 Puly truyền động ....................................................................................... 20
Hình 2- 5 Tính khoảng cách tâm 2 puly ................................................................... 21
Hình 2- 6 Chi tiết thành phẩn cụm mâm cặp ............................................................ 22
Hình 2- 7 Tấm nối cụm mâm xoay với khung máy .................................................. 23
Hình 2- 8 Tấm nối ..................................................................................................... 24
Hình 2- 9 Khối đỡ mâm cặp ...................................................................................... 25
Hình 2- 10 Cơ cấu vít me - đai ốc bi ......................................................................... 26
Hình 2- 11 Cụm di chuyển động trục X và trục Z .................................................... 27

Hình 2- 12 Chi tiết kết nối cơ cấu truyền động ......................................................... 28
Hình 2- 13 Chi tiết trượt ............................................................................................ 29


Hình 2- 14 Tấm gá đầu cảm biến .............................................................................. 29
Hình 2- 15 Khung máy .............................................................................................. 30

Hình 3- 1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ................................................................ 32
Hình 3- 2 Keyence LK – 2001 và đầu cảm biến LK – 031 ...................................... 35
Hình 3- 3 Cách gá đầu cảm biến LK – 031 ............................................................... 36
Hình 3- 4 Arduino Mega 2560 .................................................................................. 38
Hình 3- 5 Mơ hình chuyển đổi ADC......................................................................... 39
Hình 3- 6 Module AD7606 ....................................................................................... 40
Hình 3- 7 Sơ đồ khối chức năng của AD7606 .......................................................... 41
Hình 3- 8 Biểu đồ tín hiệu theo thời gian của AD7606 ............................................ 41
Hình 3- 9 Động cơ bước Nema 23HS7628 ............................................................... 42
Hình 3- 10 Động cơ bước Nema 17HS4401-S ......................................................... 43
Hình 3- 11 Microstep Driver DM542 và TB6600 .................................................... 44
Hình 3- 12 Kết nối microstep driver ......................................................................... 46
Hình 3- 13 Chỉnh thơng số driver ............................................................................. 46
Hình 3- 14 Encoder HN3806 400 xung .................................................................... 47
Hình 3- 15 Sơ đồ kết nối Encoder ............................................................................. 47
Hình 3- 16 Sơ đồ nguyên lý kết nối Arduino – AD7606 .......................................... 48
Hình 3- 17 Sơ đồ nguyên lý kết nối Arduino - hệ thống dẫn động ........................... 49
Hình 3- 18 Mơ hình điều khiển qua truyền thơng Serial ......................................... 51
Hình 3- 19 Quy trình lập trình hệ thống điều khiển .................................................. 51
Hình 3- 20 Giao diện phần mềm VISUINO ............................................................. 52
Hình 3- 21 Lập trình kết nối Arduino với AD7606 .................................................. 53
Hình 3- 22 Xuất sang code Arduino IDE .................................................................. 54
Hình 3- 23 Giao diện Arduino IDE ........................................................................... 55

Hình 3- 24 Lưu đồ giải thuật điều khiển quét biên dạng .......................................... 56
Hình 3- 25 Hoạt động của AD7606 khi dùng Oversampling ................................... 57


Hình 3- 26 Giao diện thiết kế App Designer ............................................................ 58
Hình 3- 27 Giao diện tab “Setting & Calibration” .................................................... 59
Hình 3- 28 Giao diện tab “2D Analysis” .................................................................. 61
Hình 3- 29 Giao diện tab “3D Simulation” ............................................................... 62
Hình 3- 30 Dùng cáp kết nối máy tính với Arduino ................................................. 63
Hình 3- 31 Giao diện kết nối với Arduino ................................................................ 63
Hình 3- 32 Giao diện thiết lập khoảng cách tham chiếu ........................................... 63
Hình 3- 33 Giao diện giao tiếp Serial trên VISUINO ............................................... 64
Hình 3- 34 Nhập thơng số vào Serial Command ...................................................... 65
Hình 3- 35 Dữ liệu được lưu ở file lưu trữ ................................................................ 65
Hình 3- 36 Giao diện phân tích và mơ phỏng 2D ..................................................... 66
Hình 3- 37 Giao diện mơ phỏng 3D .......................................................................... 67
Hình 3- 38 Xuất file stl lưu trong đường dẫn Matlab ............................................... 67
Hình 3- 39 Kết quả file STL xuất ra ......................................................................... 68
Hình 3- 40 Cấu trúc dữ liệu thu thập được trong file lưu trữ .................................... 69

Hình 4- 1 Khối đỡ mâm cặp ...................................................................................... 73
Hình 4- 2 Tấm kết nối mâm cặp với động cơ ........................................................... 73
Hình 4- 3 Tấm kết nối mâm xoay với khung máy .................................................... 74
Hình 4- 4 Trục chính mâm cặp ................................................................................. 74
Hình 4- 5 Lắp ráp cụm mâm xoay ............................................................................ 75
Hình 4- 6 Chi tiết gá động cơ trục X ......................................................................... 76
Hình 4- 7 Chi tiết gá Encoder ................................................................................... 77
Hình 4- 8 Chi tiết kết nối cơ cấu truyền động trục X và trục Z ................................ 78
Hình 4- 9 Chi tiết trượt .............................................................................................. 79
Hình 4- 10 Tấm gá đầu cảm biến .............................................................................. 79

Hình 4- 11 Bộ điều khiển và thu thập dữ liệu ........................................................... 80
Hình 4- 12 Mơ hình thực tế ....................................................................................... 81


Hình 4- 13 Kết nối và thử nghiệm mơ hình .............................................................. 81

Hình 5- 1 Chi tiết trụ bậc........................................................................................... 83
Hình 5- 2 Thơng số kích thước trụ bậc ..................................................................... 84
Hình 5- 3 Gá chi tiết đo lên mâm cặp ....................................................................... 84
Hình 5- 4 Các điểm đo thử nghiệm ........................................................................... 85
Hình 5- 5 Giá trị cảm biến hiển thị trên giao diện điều khiển .................................. 85
Hình 5- 6 Gá chi tiết đo lên mâm cặp ....................................................................... 87
Hình 5- 7 Giá trị hiển thị trên máy tính ..................................................................... 87
Hình 5- 8 Giá trị thu được sau khi chỉnh khoảng cách ............................................. 88
Hình 5- 9 Mẫu thực nghiệm đo biên dạng ................................................................ 90
Hình 5- 10 Giao diện điều khiển và thiết lập ............................................................ 90
Hình 5- 11 Gá chi tiết đo lên mâm cặp ..................................................................... 91
Hình 5- 12 Kết nối với Arduino ................................................................................ 91
Hình 5- 13 Nhấn nút Reset Home ............................................................................. 92
Hình 5- 14 Nhấn nút AUTO ZERO .......................................................................... 92
Hình 5- 15 Khoảng cách từ cảm biến đến tâm mâm cặp .......................................... 93
Hình 5- 16 Nhấn nút Reset giá trị khoảng cách mặc định ........................................ 93
Hình 5- 17 Điều khiển vị trí trục Z ........................................................................... 94
Hình 5- 18 Nhấn AUTO ZERO để động cơ điều chỉnh tự động .............................. 94
Hình 5- 19 Giá trị khoảng cách cần tìm .................................................................... 94
Hình 5- 20 Chi tiết đo................................................................................................ 95
Hình 5- 21 Đo tại vị trí cao 2.5 mm .......................................................................... 96
Hình 5- 22 Thơng số hiển thị trên máy tính .............................................................. 96
Hình 5- 23 Nhấn Finish để ngắt kết nối .................................................................... 96
Hình 5- 24 Kết nối VISUINO với Arduino .............................................................. 97

Hình 5- 25 Nhập thơng số lấy mẫu ........................................................................... 97
Hình 5- 26 Nhập ký tự ‘i' để bắt đầu quét ................................................................ 98
Hình 5- 27 Kết quả biên dạng 2D và sai lệch độ tròn ............................................... 98


Hình 5- 28 Đo tại chiều cao 20 mm .......................................................................... 99
Hình 5- 29 Kết quả biên dạng 2D ........................................................................... 100
Hình 5- 30 Đo tại chiều cao 35 mm ........................................................................ 100
Hình 5- 31 Kết quả biên dạng 2D ........................................................................... 101
Hình 5- 32 Đo tại chiều cao 45 mm ........................................................................ 101
Hình 5- 33 Kết quả biên dang 2D ........................................................................... 102
Hình 5- 34 Chi tiết quét 3D ..................................................................................... 103
Hình 5- 35 Vùng quét 3D ........................................................................................ 104
Hình 5- 36 Giao diện Serial Command ................................................................... 104
Hình 5- 37 Nhập thơng số qt 3D ......................................................................... 105
Hình 5- 38 Kết quả giao diện 2D và 3D ................................................................. 106
Hình 5- 39 Các nút chuyển lớp quan sát ................................................................ 106
Hình 5- 40 Xuất ra file định dạng stl ...................................................................... 107
Hình 5- 41 Kết quả file stl đã xuất ra ...................................................................... 107
Hình 5- 42 Chi tiết bánh răng .................................................................................. 108
Hình 5- 43 Thơng số đo thử nghiệm 1 .................................................................... 108
Hình 5- 44 Kết quả biên dạng 2D thử nghiệm 1 ..................................................... 109
Hình 5- 45 Kết quả phân tích 3D thử nghiệm 1 ...................................................... 110
Hình 5- 46 Kết quả file STL xuất ra thử nghiệm 1 ................................................. 110
Hình 5- 47 Thơng số đo thử nghiệm 2 .................................................................... 111
Hình 5- 48 Kết quả biên dạng 2D thử nghiệm 2 ..................................................... 111
Hình 5- 49 Kết quả phân tích 3D thử nghiệm 2 ...................................................... 112
Hình 5- 50 Kết quả file STL xuất ra thử nghiệm 2 ................................................. 112
Hình 5- 51 Chi tiết thử nghiệm ............................................................................... 113
Hình 5- 52 Thơng số đo thử nghiệm ....................................................................... 113

Hình 5- 53 Kết quả biên dạng 2D thử nghiệm ........................................................ 114
Hình 5- 54 Kết quả mơ phỏng 3D thử nghiệm ....................................................... 114
Hình 5- 55 Kết quả file STL xuất ra thử nghiệm .................................................... 115
Hình 5- 56 Thơng số khoảng cách tham chiếu........................................................ 115


Hình 5- 57 Kết quả mơ phỏng biên dạng 2D .......................................................... 116
Hình 5- 58 Kết quả mơ phỏng biên dạng 3D .......................................................... 117
Hình 5- 59 Kết quả xuất file STL............................................................................ 117

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2- 1: Bảng thông số Puly đã chọn .................................................................... 20
Bảng 3- 1 Bảng thông số các động cơ đã chọn ......................................................... 43
Bảng 3- 2 Bảng thông số các Microstep Driver đã chọn .......................................... 44
Bảng 5- 1 Bảng thống kê kết quả đo ......................................................................... 86
Bảng 5- 2 Bảng thống kê kết quả đo ......................................................................... 88
Bảng 5- 3 Bảng thống kê kết quả đo ....................................................................... 102


Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Sai lệch độ tròn
1.1.1 Định nghĩa sai lệch độ trịn
Khi gia cơng chi tiết trụ trịn bằng bất cứ phương pháp gia công nào cũng sẽ có
sai lệch độ trịn nhất định, sai lệch này lớn hay nhỏ phụ thuộc vào phương pháp gia
công và độ chính xác khi gia cơng. Việc sai lệch độ trịn có được quản lý tốt hay khơng
sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác mối ghép hoặc các cơ cấu chuyển động, hiệu suất và
tuổi thọ của các sản phẩm cơ khí.
Về khái niệm, sai lệch độ trịn của một chi tiết là sai lệch lớn nhất giữa các
điểm profin thực tới các điểm tương ứng của profin áp, với profin thực là đường biên

qua mặt cắt của bề mặt thực và profin áp là đường biên của mặt cắt qua bề mặt có
hình dạng của bề mặt danh nghĩa (bề mặt hình học như trên bản vẽ) [1].

Hình 1- 1 Sai lệch hình dạng độ trịn [1]

Sai lệch độ trịn có độ ovan và độ phân cạnh:
-

Độ ovan: là sai lệch thành phần của sai lệch độ tròn và được xác định theo
công thức: [𝟏]

1


∆𝒅 =

𝐝𝐦𝐚𝐱 − 𝐝𝐦𝐢𝐧
𝟐

(𝟏. 𝟏)

Hình 1- 2 Sai lệch độ Ovan [1]

-

Độ phân cạnh: là sai lệch thành phần của sai lệch độ trịn

Hình 1- 3 Sai lệch độ phân cạnh [1]

1.1.2 Nguyên nhân gây ra sai lệch độ tròn của chi tiết

Các ngun nhân trong q trình gia cơng gây ra sai lệch độ tròn như:
-

Sai lệch gây ra bởi sự điều chỉnh dụng cụ, ăn mòn, lực cắt hoặc nhiệt khi gia
công.

-

Sai lệch gây ra bởi lực kẹp, độ đảo trục, hoặc do ứng suất riêng trong phơi.

-

Ngồi ra các yếu tố như: loại vật liệu, phương pháp gia công, vận tốc cắt, độ
cứng vững của máy gia cơng, … cũng ảnh hưởng đến độ trịn của chi tiết.
2


Hình 1- 4 a, Phơi để gia cơng lỗ b, Phôi kẹp trên máy bị biến dạng

c,Lỗ sau khi

gia công d,sản phẩm tháo ra khỏi máy [2]
1.1.3 Ảnh hưởng của sai lệch độ tròn đến khả năng làm việc của chi tiết
Sai lệch độ tròn kết hợp với sai lệch thằng và sai lệch song song tạo nên sai
lệch độ trụ làm ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả làm việc của các chi tiết dạng trụ và
làm giảm tuổi thọ của các mối ghép.

Hình 1- 5 Sai lệch độ trụ và độ tròn của mối ghép trục và ổ bi

Đối với những mối ghép động như: ổ trượt, bạc trượt, bạc dẫn hướng, … Nếu

chi tiết có sai lệch độ tròn lớn sẽ xảy ra hiện tượng rơ giữa các chi tiết làm giảm độ
chính xác của cơ cấu và làm giảm tuổi thọ của máy.

3


Hình 1- 6 Sai lệch cơ cấu con trượt

1.2 Các phương pháp đo sai lệch độ tròn và đo biên dạng
1.2.1 Phương pháp đo thông thường
Tùy thuộc vào loại sai lệch độ trịn mà có những cách đo khác nhau, những
dạng sai lệch độ được thể hiện qua hình bên dưới:

Hình 1- 7 a, Dạng méo 2 cạnh

b, Dạng méo 3 cạnh

c, Dạng méo nhiều cạnh [2]

Với trường hợp ở hình a có thể đo theo phương pháp 2 tiếp điểm như hình dưới:

4