Met109 do luong co khi va dung sai lap ghep
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (36.02 MB, 333 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Biên soạn:
TS.Lê Đình Phương
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2"><b>ĐO LƯỜNG CƠ KHÍ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP </b>
Ấn bản 2015
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3"><b><small>MỤC LỤC</small></b>
<b>IMỤC LỤC </b>
<b><small>MỤC LỤC ...IHƯỚNG DẪN ... VI</small></b>
<b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP ... 1</small></b>
<b><small>1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ. ... 1</small></b>
<i><small>1.1.1 Bản chất của tính đổi lẫn chức năng: ... 1</small></i>
<i><small>1.1.2 Vai trị của tính đổi lẫn chức năng: ... 2</small></i>
<b><small>1.2 KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI. ... 3</small></b>
<i><small>1.2.1 Kích thước danh nghĩa: ... 3</small></i>
<b><small>1.4 BIỂU DIỄN SƠ ĐỒ PHÂN BỐ MIỀN DUNG SAI CỦA LẮP GHÉP. ... 15</small></b>
<b><small>1.5 SAI SỐ GIA CÔNG CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC CHI TIẾT. ... 16</small></b>
<i><small>1.5.1 Khái niệm về sai số gia công: ... 16</small></i>
<i><small>1.5.2 Sai số gia cơng kích thước: ... 17</small></i>
<b><small>TĨM TẮT ... 27</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ÔN TẬP ... 27</small></b>
<b><small>BÀI 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN ... 29</small></b>
<i><small>2.2.6 Ghi kí hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ: ... 44</small></i>
<b><small>2.3 CHỌN KIỂU LẮP TIÊU CHUẨN CHO MỐI GHÉP KHI THIẾT KẾ ... 46</small></b>
<b><small>2.4 PHẠM VI ỨNG DỤNG CÁC LẮP GHÉP TIÊU CHUẨN ... 48</small></b>
<i><small>2.4.1 Phạm vi ứng dụng các kiểu lắp lỏng: ... 48</small></i>
<i><small>2.4.2 Phạm vi ứng dụng các kiểu lắp trung gian: ... 49</small></i>
<i><small>2.4.3 Phạm vi ứng dụng của các kiểu lắp chặt: ... 50</small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4"><b><small>TÓM TẮT ... 53</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ÔN TẬP ... 53</small></b>
<b><small>BÀI 3: DUNG DAI HÌNH DẠNG, VỊ TRÍ VÀ NHÁM BỀ MẶT ... 54</small></b>
<b><small>3.1 DUNG SAI HÌNH DẠNG VÀ VỊ TRÍ BỀ MẶT... 54</small></b>
<i><small>3.1.1 Sai lệch hình dạng: ... 55</small></i>
<i><small>3.1.2 Sai lệch vị trí bề mặt ... 57</small></i>
<i><small>3.1.3 Ghi kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt trên bản vẽ. ... 60</small></i>
<i><small>3.1.4 Xác định dung sai hình dạng và vị trí khi thiết kế ... 64</small></i>
<b><small>3.2 NHÁM BỀ MẶT... 66</small></b>
<i><small>3.2.1 Bản chất nhám bề mặt: ... 66</small></i>
<i><small>3.2.2 Chỉ tiêu đánh giá bề mặt: ... 67</small></i>
<i><small>3.2.3 Xác định giá trị cho phép của thông số nhám:... 69</small></i>
<i><small>3.2.4 Phương pháp trình bày các kí hiệu nhám trên bản vẽ: ... 71</small></i>
<b><small>3.3 CÁC LỚP PHỦ, ĐỘ CỨNG BỀ MẶT, TÍNH CHẤT VẬT LIỆU ... 75</small></b>
<i><small>3.3.1 Khái niệm: ... 75</small></i>
<i><small>3.3.2 Cách ghi các lớp phủ bề mặt: ... 76</small></i>
<b><small>3.4 VẬT LIỆU CHẾ TẠO CHI TIẾT MÁY ... 77</small></b>
<i><small>3.4.1 Kim loại đen ... 78</small></i>
<b><small>TĨM TẮT ... 79</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ƠN TẬP ... 80</small></b>
<b><small>BÀI 4: DUNG SAI KÍCH THƯỚC VÀ LẮP GHÉP CÁC MỐI GHÉP THÔNG DỤNG ... 82</small></b>
<b><small>4.1 CÁC MỐI GHÉP THÁO ĐƯỢC. ... 82</small></b>
<i><small>4.1.1 Mối ghép ren. ... 82</small></i>
<i><small>4.1.2 Mối ghép then. ... 106</small></i>
<i><small>4.1.3 Mối ghép then hoa... 111</small></i>
<b><small>4.2 CÁC MỐI GHÉP KHÔNG THÁO ĐƯỢC ... 117</small></b>
<i><small>4.2.1 Ghép bằng đinh tán. ... 117</small></i>
<i><small>4.2.2 Ghép bằng hàn ... 120</small></i>
<b><small>4.3 CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH ... 125</small></b>
<i><small>4.3.1 Mối ghép ổ lăn với trục và lỗ thân hộp ... 125</small></i>
<i><small>4.3.2 Truyền động bánh răng ... 131</small></i>
<b><small>TÓM TẮT ... 146</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ÔN TẬP ... 147</small></b>
<b><small>BÀI 5: CHUỖI KÍCH THƯỚC ... 149</small></b>
<b><small>5.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ... 149</small></b>
<i><small>5.1.1 Chuỗi kích thước: ... 149</small></i>
<i><small>5.1.2 Khâu (kích thước của chuỗi): ... 150</small></i>
<b><small>5.2 GIẢI CHUỖI KÍCH THƯỚC. ... 151</small></b>
<i><small>5.2.1 Bài tốn chuỗi và phương trình cơ bản của chuỗi kích thươc: ... 151</small></i>
<i><small>5.2.2 Giải chuỗi kích thước bằng phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. ... 153</small></i>
<i><small>5.2.3 Giải chuỗi kích thước theo phương pháp đổi lẫn chức năng khơng hoàn toàn. ... 158</small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5"><b><small>MỤC LỤC</small></b>
<b>III</b>
<i><small>5.2.4 Giải bài tốn nghịch theo phương pháp tính xác suất. ... 159</small></i>
<b><small>TĨM TẮT ... 160</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ƠN TẬP ... 160</small></b>
<b><small>BÀI 6: BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY ... 162</small></b>
<b><small>6.1 GIỚI THIỆU VỀ BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY. ... 162</small></b>
<i><small>6.1.1 Hình biểu diễn chi tiết: ... 163</small></i>
<i><small>6.1.2 Kết cấu hợp lý của chi tiết. ... 164</small></i>
<i><small>6.1.3 Ghi kích thước cho bản vẽ chi tiết. ... 167</small></i>
<i><small>6.1.4 Ghi yêu cầu kỹ thuật. ... 169</small></i>
<b><small>CÂU HỎI ÔN TẬP ... 212</small></b>
<b><small>BÀI 8: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG ĐO LƯỜNG ... 215</small></b>
<b><small>8.1 ĐO LƯỜNG HỌC–KHOA HỌC VỀ CÁC PHÉP ĐO... 215</small></b>
<b><small>8.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CỦA ĐO LƯỜNG HỌC HIỆN NAY. ... 217</small></b>
<b><small>8.3 ĐƠN VỊ ĐO, HỆ THỐNG ĐƠN VỊ ĐO... 218</small></b>
<b><small>8.4 PHƯƠNG PHÁP ĐO ... 219</small></b>
<i><small>8.4.1 Định nghĩa ... 219</small></i>
<i><small>8.4.2 Cơ sở phân loại phương pháp đo ... 219</small></i>
<b><small>8.5 KIỂM TRA-PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA. ... 221</small></b>
<b><small>8.6 PHƯƠNG TIỆN ĐO-PHÂN LOẠI PHƯƠNG TIỆN ĐO. ... 222</small></b>
<b><small>8.7 CÁC CHỈ TIÊU ĐO LƯỜNG CƠ BẢN. ... 222</small></b>
<b><small>8.8 CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG KHI ĐO. ... 223</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6"><i><small>8.8.2 Nguyên tắc chuỗi kích thước ngắn nhất:... 224</small></i>
<i><small>8.8.3 Nguyên tắc chuẩn thống nhất. ... 224</small></i>
<i><small>8.8.4 Nguyên tắc kinh tế. ... 225</small></i>
<b><small>TĨM TẮT ... 225</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ƠN TẬP ... 225</small></b>
<b><small>BÀI 9: PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC VÀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CƠ KHÍ ... 226</small></b>
<b><small>9.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC THẲNG. ... 226</small></b>
<i><small>9.1.1 Phương pháp đo 2 tiếp điểm: ... 226</small></i>
<i><small>9.1.2 Phương pháp đo 3 tiếp điểm: ... 227</small></i>
<i><small>9.1.3 Phương pháp đo 1 tiếp điểm: ... 229</small></i>
<b><small>9.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC GĨC. ... 230</small></b>
<i><small>9.2.1 Phương pháp đo trực tiếp: ... 230</small></i>
<i><small>9.2.2 Phương pháp đo gián tiếp kích thước góc: ... 230</small></i>
<i><small>9.2.3 Đo góc bằng thước sin, thước tang ... 231</small></i>
<i><small>9.2.4 Đo góc theo phương pháp tọa độ... 232</small></i>
<i><small>9.2.5 Phương pháp đo kích thước lỗ ... 232</small></i>
<b><small>9.3 PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC LỚN. ... 233</small></b>
<i><small>9.3.1 Phương pháp đo cung: ... 234</small></i>
<i><small>9.3.2 Phương pháp đo chu vi. ... 235</small></i>
<i><small>9.3.3 Phương pháp con lăn. ... 235</small></i>
<i><small>9.3.4 Phương pháp đo bằng máy kinh vĩ ... 235</small></i>
<b><small>9.4 PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC THÔNG SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CHÍNH CỦA CHI TIẾT CƠ KHÍ. ... 236</small></b>
<i><small>9.4.1 Phương pháp đo thông số sai số hình dáng bề mặt. ... 236</small></i>
<i><small>9.4.2 Phương pháp đo thơng số sai số vị trí tương đối giữa các bề mặt. ... 242</small></i>
<b><small>9.5 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ CỨNG BỀ MẶT. ... 246</small></b>
<i><small>9.5.1 Phương pháp đo độ cứng Brinell. ... 247</small></i>
<i><small>9.5.2 Phương pháp đo độ cứng Rockwell... 247</small></i>
<i><small>9.5.3 Phương pháp đo độ cứng Wikker. ... 248</small></i>
<b><small>TÓM TẮT ... 249</small></b>
<b><small>CÂU HỎI ÔN TẬP ... 250</small></b>
<b><small>BÀI 10: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC KẾT QUẢ ĐO THỰC NGHIỆM ... 252</small></b>
<b><small>10.1 KHÁI NIỆM VỀ SAI SỐ ĐO VÀ PHÂN LOẠI. ... 252</small></b>
<i><small>10.1.1 Sai số hệ thống-Phương pháp khử sai số hệ thống. ... 253</small></i>
<i><small>10.1.2 Sai số ngẫu nhiên- Phương pháp tính tốn kết quả đo. ... 254</small></i>
<i><small>10.1.3 Sai số thơ - chỉ tiêu loại sai số thô. ... 258</small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7"><b><small>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 </small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8"><b>HƯỚNG DẪN </b>
<i><b>MÔ TẢ MÔN HỌC </b></i>
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 cơng 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 thơng 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.
<b>NỘI DUNG MÔN HỌC </b>
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 cơng 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 cơng các thơng 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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9"><b><small>HƯỚNG DẪN</small></b>
<b>VII</b>
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:Cơng 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 thơng 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 khơng có du xích, dụng cụ đo có du xích), dụng cụ đo có mặt số. Cách sử dụng và bảo quản.
<i><b>KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ </b></i>
Mơn học địi 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…)
<b>YÊU CẦU MÔN HỌC </b>
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
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">thiết kế, chế tạo và sửa chữa sản phẩm.
Sử dụng thành thạo các dụng cụ đo phổ biến trong ngành cơ khí
<b>CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC </b>
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.
Mơn 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.
<b>PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC </b>
Mơn học được đánh giá gồm:
Điểm q 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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>1</b>
<b>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP </b>
Sau khi học xong bài này, học viên có thể:
<i> 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; </i>
<i> HIểu các khái niệm về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai; </i>
<i> Nắm vững đặc tính của 3 nhóm lắp ghép cũng như cơng dụng của từng nhóm lắp ghép đó; </i>
<i> Biết cách biểu diễn bằng sơ đồ sự phân bố miền dung sai của lắp ghép; </i>
<i> 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. </i>
<b>1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ. </b>
<b>1.1.1 </b>
<b>Bản chất của tính đổi lẫn chức năng:</b>
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 hồn tồn; nếu một hoặc một số chi tiết trong
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">khơng hồn tồn.
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 thơng 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 tốn và quy định dựa trên nguyên tắc của tính đổi lẫn chức năng.
Đổi lẫn chức năng hồn tồn địi 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 hồn tồn.
Đổi lẫn chức năng khơng hồn tồn 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.
<b>1.1.2 Vai trị của tính đổi lẫn chức năng: </b>
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 khơng đảm bảo các ngun tắc của tính đổi lẫn chức năng thì khơng 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 lơng 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 (mơ- tơ, ơ-tơ, 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 chun mơn 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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>3</b>
<b>1.2 KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI. </b>
<b>1.2.1 Kích thước danh nghĩa: </b>
Kích thước được xác định xuất phát từ chức năng của chi tiết, sau đó được quy trịn (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 (R<small>a</small>5) trước rồi mới đến dãy 2 (R<small>a</small>10) … Kích thước danh nghĩa được kí hiệu là d<small>N</small> đối với chi tiết trục và D<small>N</small> 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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14"><b>Bảng 1.1. Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn </b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>5</b>
<b>Bảng 1.1. Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn (tiếp theo) </b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">Kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép và được kí hiệu là d<small>th</small> đối với trục và D<small>th</small> 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.
<b>1.2.3 Kích thước giới hạn: </b>
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 d<small>max</small> (D<small>max</small>). - Kích thước giới hạn nhỏ nhất, kí hiệu là d<small>min</small> (D<small>min</small>)
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 = d<small>max</small> – d<small>N</small> (1.3)
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>7</b>
ES = D<small>max</small>- D<small>min</small> (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 = d<small>min</small> – d<small>N</small> (1.5) EI = D<small>min</small> – D<small>N</small> (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 D<small>min</small>
D<small>th</small>
D<small>max</small><b>1.2.5 Dung sai: </b>
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 cơng thức sau: - Dung sai kích thước trục T<small>d</small> = d<small>max</small> – d<small>min </small> (1.7)
hoặc T<small>d</small> = es – ei (1.8) - Dung sai kích thước lỗ T<small>D</small> = D<small>max</small> – D<small>min</small> (1.9) hoặc T<small>D</small> = ES – EI (1.10)
Dung sai ln 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 u cầu độ chính xác chế tạo càng thấp. Như vậy, dung sai đặc trung cho độ chính xác u cầu của kích thước hay cịn gọi là độ chính xác thiết kế.
<b>Ví dụ 1.1: Biết kích thước danh nghĩa của trục là d</b><small>N</small> = 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 cơng trục, người ta đo được kích thước thực là d<small>th</small> = 27,976mm thì chi tiết trục đó có đạt u cầu khơng ?
Giải: Từ các cơng thức (1.3) và (1.5) ta suy ra:
d<small>max</small> = d<small>N</small> + es = 28 + (-0,020) = 27,980mm d<small>min</small> = d<small>N</small> + ei = 28 + (-0,041) = 27,959mm Áp dụng công thức (1.8) ta tính được dung sai :
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">Ta đã biết chi tiết trục đạt u cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức (1.1). Trong ví dụ này ta có :
d<small>min</small> = 27,959mm
d<small>th</small> = 27,976mm
d<small>max</small> = 27,980mm Vậy chi tiết trục đã gia cơng đạt u cầu.<b>Ví dụ 1.2. Biết kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ là D</b><small>N </small>= 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 D<small>th</small> =25,015mm. Chi tiết lỗ đã gia công có đạt u cầu khơng ?
Giải: Từ cơng thức (1.4) và (1.6) ta suy ra:
D<small>max</small> = D<small>N</small> + ES = 25 + 0,053 = 25,053mm D<small>min</small> = D<small>N</small> + EI = 25 + 0,020 = 25,020mm Áp dụng cơng thức (1.10) ta tính được dung sai:
T<small>D</small> = 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: D<small>th</small> = 25,012mm < D<small>min</small> = 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,
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>9</b>
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.
<b>Hình 1.2. 1-Lỗ, 2-Trục Hình 1.3. 1-Rãnh trượt, 2-Con trượt </b>
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: D<small>N</small> = d<small>N</small>.
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 prơ-fin tam giác, hình thang… d. Lắp ghép truyền động bánh răng (hình trụ, cơn, 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 dơi. Dựa vào đặc tính đó, các lắp ghép được phân thành 3 nhóm:
<b>1.3.1 Nhóm lắp lỏng: </b>
Trong nhóm lắp ghép này kích thước bề mặt bao (lỗ) ln ln lớn hơn kích thước bề mặt bị bao (trục) đảm bảo lắp ghép luôn có độ hở (hính 1.4)
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">S<small>max</small> = D<small>max</small> – d<small>min</small> (1.11) S<small>min</small> = D<small>min</small> – d<small>max</small> (1.12)
S<small>max</small> = (D<small>max</small> – D<small>N</small>) – (d<small>min</small> – d<small>N</small>) = ES – ei (1.14)
S<small>min</small> = (D<small>min</small> – D<small>N</small>) – (d<small>max</small> – d<small>N) </small> = EI – es (1.15) (Đối với một lắp ghép thì D<small>N</small> = d<small>N</small> )
Nếu kích thước của loạt chi tiết được phép dao động trong khoảng D<small>max</small> – D<small>min</small> đối với lỗ và d<small>max</small> – d<small>min</small> đối với trục thì độ hở (S) của loạt lắp ghép tạo thành cũng được phép dao động trong khoảng S<small>max</small> – S<small>min</small>, tức là trong phạm vi dung sai của độ hở:
T<small>S</small> = S<small>max</small> - S<small>min </small> (1.16) T<small>S</small> = (D<small>max</small> – d<small>min</small> ) – (D<small>min</small> – d<small>max</small> )
= (D<small>max</small> – D<small>min</small> ) + (d<small>max</small> – d<small>min</small>)
T<small>S</small> = T<small>D</small> + T<small>d</small> (1.17)
Như vậy dung sai độ hở (T<small>S</small>) 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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>11</b>
<b>Ví dụ 1.3. Cho kiểu lắp ghép lỏng, trong đó kích thước lỗ là </b> <small>0,030</small>
- 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 : D<small>max</small> = D<small>N</small> + 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): S<small>max</small> = D<small>max</small> – d<small>min</small> = 52,03 – 51,94 = 0,09mm
S<small>min</small> = D<small>min</small> – d<small>max</small> = 52 – 51,97 = 0,03mm
Trong nhóm lắp chặt, kích thước bề mặt bị bao ln ln lớn hơn kích thước bề mặt bao, có nghĩa là đảm bảo lắp ghép ln có độ dơi (hình 1.5). Độ dơi lắp ghép được kí hiệu là N và tính như sau: N = d – D
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22"><b>Hình 1.5. Lắp ghép chặt </b>
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ, ta có độ dơi giới hạn: N<small>max</small> = d<small>max</small> – D<small>min</small> = es – EI (1.18)
N<small>min</small> = d<small>min</small> – D<small>max</small> = ei – ES (1.19) Độ dôi trung bình của lắp ghép: Dung sai độ dơi cũng bằng tổng dung sai kích thước lỗ và trục.
<b>Ví dụ 1.4. Cho kiểu lắp chặt, trong đó kích thước lỗ là </b> <small>0,025</small>
- Độ dôi giới hạn và độ dơi trung bình của kiểu lắp. - Dung sai kích thước lỗ, trục và dung saoi độ dôi. Giải: Với số liệu đã cho, ta có:
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>13</b>
- 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.
<b>Hình 1.6. Lắp ghép trung gian </b>
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: S<small>max</small> = D<small>max</small> – d<small>min</small>
Trường hợp nhận được lắp ghép có độ dơi thì độ dơi lớn nhất là: N<small>max</small> = d<small>max</small> – D<small>min. </small>
Trong lắp ghép trung gian thì độ hở và độ dơi 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:
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">- 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 dơi trung bình.
- Dung sai của lắp ghép
<i>Giải: Theo số liệu đã có : </i>
- Độ hở và độ dôi giới hạn lớn nhất tính theo (1.11) và (1.18): S<small>max</small> = D<small>max</small> – d<small>min</small> = 82,035 – 82,023 = 0,012mm N<small>max</small> = d<small>max</small> - D<small>min</small> = 82,045 – 82 = 0,045mm
Trong ví dụ này, N<small>max</small> = 0,045mm > S<small>max</small> = 0,012mm, nên ta tính độ dơi trung bình
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>15</b>
<b>1.4 BIỂU DIỄN SƠ ĐỒ PHÂN BỐ MIỀN DUNG SAI CỦA LẮP GHÉP. </b>
Để đơn giản và thuận lợi cho tính tốn, người ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai:
Dùng hệ trục tọa độ vng góc với trục tung biểu thị sai lệch của kích thước tính theo micomet (µm, 1µm = 10<small>-3</small>mm, trục hồnh biểu thị vị trí của kích thước danh nghĩa. Ứng với vị trí dó thì sai lệch kích thước bằng 0. nên trục hồnh cịn gọi là đường khơng. 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 khơng. 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:
S<small>max</small> = 75µm S<small>min</small> = 25µm.
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26"><b>1.5 SAI SỐ GIA CÔNG CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CHI TIẾT. </b>
<b>1.5.1 Khái niệm về sai số gia công: </b>
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 hồn tồn xác định bởi q trình gia cơng tạo thành chi tiết. Trong loạt chi tiết gia cơng thì giá trị của một thơng 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 q trình gia cơng, chính là các sai số gia công. Sự xuất hiện chúng là do một loạt các nguyên nhân sau:
Máy dùng để gia cơng khơng chính xác.
Dụng cụ cắt khơng 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 cơng 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 thơng 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 q trình gia cơng và gây ra sai số các thơng số hình học chi tiết gia cơng.
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:
<b>1. Sai số hệ thống: là những sai số mà trị số của chúng không biến đổi hoặc biến đổi </b>
theo một qui luật xác định trong suốt thời gian gia cơng. 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 q trình gia cơng 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 cơng – qui luật độ mịn dụng cụ và thời gian gia cơng. Q trình mịn của dao doa khi gia cơng 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”.
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>17</b>
<b>2. Sai số ngẫu nhiên: là sai số có trị số khác nhau ở các chi tiết gia công. Trong thời </b>
gian gia công, sai số loại này biến đổi không theo qui luật theo thời gian.
<b>1.5.2 Sai số gia cơng kích thước: </b>
Sai số gia công mang đặc tính ngẫu nhiên làm cho kích thước tạo thành trong q trình gia cơng cũng biến đổi ngẫu nhiên. Ta gọi kích thước gia cơng là một đại lượng ngẫu nhiên. Để nghiên cứu đại lượng ngẫu nhiên kích thước, ta phải dùng thống kê xác suất – là mơn tốn học chun nghiên cứu các đại lượng ngẫu nhiên.
<b>1.5.2.1 Một vài khái niệm về xác suất: </b>
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 cơng, kích thước của loạt chi tiết gia cơng sẽ phân bố trong một miền nào đó , tuy nhiên biêt miền đó chưa đủ, mà cịn
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">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.
<b>1.5.2.2 Luật phân bố kích thước gia công </b>
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 cơng ta được các giá trị d<small>1</small>, d<small>2</small>,…, d<small>N=. </small>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” (d<small>max</small> – d<small>min</small>).
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
<small>1</small> 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 (
<i>m<sub>i</sub></i> ), cịn hồnh độ là điểm giữa của tùng miền nhỏ.
<b>Hình 1.8. Biểu đồ phân bố xác suất. </b>
Qua biểu đồ này có thể nhận xét rằng:
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>19</b>
Xung quanh giá trị trung bình số học – d<small>m</small>
nghĩa là nhiều chi tiết có kích thước nằm trong miền lân cận đó. Điểm ứng với kích thước trung bình – d<small>m</small> 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=
<i>dxdp</i>
, cịn hồnh độ là x=d-d<small>m</small> (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 x<small>1</small>- x<small>2</small> nào đó sẽ là:
<i>dp</i> gọi là đường cong phân bố` mật độ xác suất. Qua nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thì kích thước gia cơng 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 tốn học Gauss).
Phương trình biểu diễn mật độ xác suất y như sau:
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30"><b>Hình 1.9. Đường cong phân bố chuẩn </b>
Như vậy, muốn biết giá trị của
để viết phương trình mật độ thì phải gia cơng thử vàThường 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 d<small>m</small> trong khoảng (-3 ~3)(khoảng 6
) bằng 1 (hoặc 100%). Nói cách </div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>21</b>
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 cơng” thì có thể nói miền 6
là đặc trưng cho sai số gia cơngb hay “độ chính xác gia cơng” kích thước chi tiết. Miền 6
càng lớn thì sai số gia cơng càng lớn, độ chính xác gia cơng càng thấp, miền 6
càng nhỏ, sai số gia công càng bé, độ chính xác gia cơng 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<i>IT</i>
. 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 khơng thể tránh khỏi sự lệch nhau giữa miền 6
và IT do các sai số hệ thống gây ra trong q trình gia cơng.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
<i>IT</i>
nhưng vẫn có phế phẩm ở miền từ C trở ra . Có thể tính xác suất xuất hiện phế phẩm P<small>pp</small> như sau:P<small>pp</small> =
<sup></sup><i>ydx</i>
(1.33)<b>Hình 1.10. Trung tâm phân bố khơng trùng với trung tâm dung sai </b>
<b>1.5.2.3 Ứng dụng luật phân bố chuẩn </b>
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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">3. Muốn cho kích thước của loạt chi tiết gia cơng đạt u cầu thì ít nhất phải có điều kiện 6
<i>IT</i>
.suất để khảo sát sai số gia cơng kích thước, dựa trên theo dõi một số lượng lớn các chi tiết gia cơng, 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:<b> Chọn phương pháp gia công: Để chọn phương pháp gia cơng thích hợp, trong sản </b>
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 cơng (6
) phù hợp độ chính xác thiết kế (IT). Có thể xảy ra 3 trường hợp sau:<b> Hình 1.11. Đối chiếu luật phân bố chuẩn và miền phân bố dung sai. </b>
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 ngồi miền dung sai. Nhưng nếu bỏ qua sác xuất 0,27% thì ta coi phương pháp này là khơng có phế phẩm.
Miền phân tán kích thước lớn hơn miền dung sai 6σ
<i>IT</i>
(hình 1.11b). Với phương pháp gia cơng này thì tỉ lệ phế phẩm là P<small>pp</small> = <i><small>II</small></i><i><small>ppIpp</small></i>
<i>PP</i>
. MIền phân tán kích thước bé hơn miền dung sai 6σ < IT (hình 1.11c). Phương pháp gia cơng này khơng có phế phẩm.
Tuy nhiên, trong trường hợp 3, miền 6σ nhỏ, tức là độ chính xác gia cơng cao dẫn đến giá rthành sản phẩm cao. Việc chọn phương pháp gia công như vậy là khơng có lợi về mặt kinh tế. VÌ vậy, để đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật, phương pháp gia cơng thích hợp có thể là một phương pháp gia cơng có phế phẩm, nhưng tỉ lệ phế phẩm phải nhỏ hơn tỉ lệ phế phẩm cho phép [P<small>pp</small>]. Tỉ lệ phế phẩm cho phép được xác định dựa vào những điều kiện kinh tế, kỹ thuật của cơ sở sản xuất
</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>23</b>
<b> Điều chỉnh máy khi gia công: Trong sản xuất hàng loạt, để gia cơng kích thước của </b>
bề mặt nào đó, ta phải điều chỉnh sẵn kích thước của dụng cụ (phương pháp gia cơng đạt kích thước). Với phương pháp gia cơng đã chọn và kích thước điều chỉnh đã tính tốn 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 cơng trong quan hệ với miền dung sai (hình 1.12):
<b>Hình 1.12. Quan hệ giữa luật phân bố kích thước gia cơng với miền dung sai </b>
Từ hình vẽ ta thấy: loạt chi tiết gia cơng có phế phẩm là P<small>PP</small>. 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 cơng hàng loạt.
Luật phân bố chuẩn của kích thước gia cơng cịn được ứng dụng trong tính tốn thiết kế, nghiên cứu công nghệ và đo lường.
<b>Ví dụ 1.6. Gia cơng một loạt trục gồm 2.000 chiếc với yêu cầu kích thước là </b> <small>0,052</small>
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
</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">- 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 <small>0.027</small>
mm đều cho lắp ghép có độ dơi<i>Giải: Nhìn sơ đồ phân bố miền dung sai:Chỉ những kích thước nằm trong khoảng </i>
40,027mm~40,035mm mới thỏa mãn điều kiện bài toán (lắp ghép có độ dơi).
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:
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>25</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37"><b><small>BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP</small></b>
<b>27TÓM TẮT </b>
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 cơng dụng của từng nhóm lắp ghép đó. Cách biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép.
Sai số gia cơng các thơng 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.
<b>CÂU HỎI ÔN TẬP </b>
<b>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 </b>
kích thước chế tạo ra là đạt yêu cầu và không đạt yêu cầu là gì ?
<b>Câu 3. Phân biệt dung sai kích thước của chi tiết và dung sai lắp ghép </b>
<b>Câu 4. Chi tiết trục có đường kính danh nghĩa d</b><small>N</small> = 30mm, kích thước giới hạn d<small>max</small> = 29,980mm và d<small>min</small> = 29,959mm
- Tính sai lệch giới hạn và dung sai kích thước.
- Trục gia cơng xong có kích thước thực là d<small>th</small> = 29,985mm, có dùng được khơng? Tại sao?
<b>Câu 5. Chi tiết lỗ có kích thước danh nghĩa D</b><small>N</small> = 55mm, kích thước giới hạn D<small>max</small> = 55,046mm và D<small>min</small> = 55mm.
- Tính sai lệch giới hạn và dung sai kích thước.
- Lỗ gia cơng xong có kích thước thực là D<small>th</small> = 55,025mm có dùng được khơng ? Tại sao?.
<b>Câu 6. Tính kích thước giới hạn và dung sai kích thước chi tiết trong những trường hợp </b>
sau:
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38"><b>Câu 7. Cho lắp ghép, trong đó kích thước lỗ là 56</b> <small>+0,030</small> mm. Tính sai lệch giới hạn của trục trong các trường hợp sau:
a) Độ hở giới hạn của lắp ghép là: S<small>max</small> = 136µm , S<small>min= </small> = 60µm. b) Độ dơi giới hạn của lắp ghép là: N<small>max</small> = 51µm , N<small>min</small> = 2µm. c) Độ hở và độ dơi của lắp ghép là: S<small>max</small> = 39,5µm , N<small>max</small> = 9,5µm
<b>Câu 8. Với điều kiện sai số ngẫu nhiên tuân theo luật phân bố chuẩn, xác định số </b>
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 <small>0,06</small>
<b>Câu 9. Xác định số lượng chi tiết để lắp với bất kỳ chi tiết lỗ nào trong loạt đều tạo </b>
nên lắp ghép có độ dơi. Biết rằng số lượng chi tiết trong loạt là 1.000 chiếc.
<b>Câu 10. Xác định số lượng chi tiết lỗ để lắp với bất kỳ chi tiết trục nào trong loạt đều </b>
tạo nên lắp ghép có độ hở. Biết rằng số lượng chi tiết trong loạt là 1.000 chiếc.
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39"><b><small>BÀI 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN</small></b>
<b>29</b>
<b>BÀI 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN </b>
Học xong bài này,người học có thể:
<i>-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. </i>
<i>- Sử dụng thành thạo các bảng tra dung sai và lắp ghép bề mặt trơn theo TCVN. </i>
<b>2.1 HỆ THỐNG DUNG SAI </b>
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:
<b>2.1.1 Cơng thức tính dung sai: </b>
Dung sai được tính theo cơng 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 = 0,43<small>3</small>
<i>D</i> + 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.
<b>2.1.2 Cấp chính xác (cấp chính xác tiêu chuẩn): </b>
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.
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">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 thơng 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 cơng 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 cơng thức tính là T=16i, trị số a tương ứng với IT7 là 16, cịn 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.
<b>2.1.3 Khoảng kích thước danh nghĩa: </b>
Trong cùng một cấp chính xác thì trị số dung sai chỉ phụ thuộc vào I tức là phụ thuộc vào kích thước, cơng 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=
