bài giảng dung sai và kích thước

1
CÁC QUÁ TRÌNH GIA CÔNG CƠ BẢN,
PGS.TS. Nguyễn Văn Dự
Thai Nguyen University of Technology
(© Fundamentals of Modern Manufacturing; Materials, Processes and Systems,
by M. P. Groover)
Chương 2. KÍCH THƯỚC & DUNG
SAI
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Nội dung chính
1.
Kích thướ c, Dung sai và các thông số hình học
2.
Các dụng cụ đo thông dụng
3.
Chất lượ ng bề mặt
4.
Ảnh hưở ng của quá trình gia công
2
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
2.1. Kích thước, dung sai…

Khái quát:

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm được gia công:

Vật liệu: cơ, lý tính

Kích thước

Bề mặt


Kích thước:

Giá trị các chiều dài, góc của chi tiết cho trên bản vẽ;

Tại sao kích thước quan trọng?

Các chi tiết sẽ lắp với nhau khít như thế nào?

Bề mặ t:

Ảnh hưở ng chất lượ ng làm việc, lap ghép và thẩm mỹ sản phẩm
3
2
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
2.1. Kích thước, dung sai…

Khái quát:

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm được gia công:

Vật liệu: cơ, lý tính

Kích thước

Bề mặt

Kích thước:

Giá trị các chiều dài, góc của chi tiết cho trên bản vẽ;


Tại sao kích thước quan trọng?

Các chi tiết sẽ lắp với nhau khít như thế nào?

Bề mặ t:

Ảnh hưở ng chất lượ ng làm việc, lap ghép và thẩm mỹ sản phẩm
4
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Đọc bản vẽ để chế tạo…

Trên bản vẽ chế tạo chi tiết, có các thông số chỉ rõ kích cỡ, đặc tính
hình học của chi tiết cần chế tạo.

Các thông số cơ bản bao gồm:

Kích thướ c (Dimensions);

Dung sai (Tolerances);

Độ pha ng (Flatness);

Độ nghiêng (Angularity)

Triển khai như thế nào cho đạt yêu cầu?

Khai thác các thông tin trên bản vẽ
5
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014

Kích thước

Kích thước: giá trị hiển thị số đo đại lượ ng hình học (chiều dài, góc) theo đơn
vị đượ c chọn.
Ví dụ: 150 mm; 1523’38”

Các kích thướ c của một chi tiết gia công: đườ ng kính, độ rộng, chiều sâu, góc
nghiêng…

Đơn vị đo chiều dài quy định trong bản vẽ chế tạo cơ khí là mm (hệ mét) hoặc
inch (hệ Anh). Trên bản vẽ, quy ướ c không ghi đơn vị nếu kích thướ c đo bang
mm/ inch.

Đơn vị đo góc là độ, phút, giây. Kích thước góc trên bản vẽ luôn đượ c ghi
đơn vị.
6
3
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Kích thước và dung sai

Trên bản vẽ kỹ thuật, kích thướ c biểu thị kích cỡ (size) đã đượ c
thiết kế quy định.

Nhà thiết kế mong muốn chi tiết đượ c chế tạo đúng kích thướ c,
không sai lệch, không biến động.

TUY NHIÊN, kích thướ c đượ c gia công không thể đảm bảo chính
xác tuyệt đối 100%; luôn có biến động, sai số.

Dung sai (Tolerance) đượ c dùng để chỉ phạm vi giới hạn biến

động của sai số có thể chấp nhận được của kích thướ c gia công.

Giá trị của dung sai là lượng biến động mà kích thướ c gia công
đượ c phép sai khác so vớ i giá trị danh nghĩa.
7
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Dung sai

Kích thướ c danh nghĩa là 2,5

Dung sai có thể ghi là 1 trong 3 dạng:

(a) Dung sai đối xứ ng (bilateral tolerance): các sai lệch cho phép về cả phía dương và âm so vớ i
kích thướ c danh nghĩa. Biến động sai số cho phép là 0,005 về mỗi phía. Thườ ng ghi dạng
2,5±0,005

(b) Dung sai không đối xứ ng (Unbilateral tolerance): chỉ cho phép biến động sai số về
một phía (âm, dương) so vớ i kích thướ c danh nghĩa.

(c) Kích thướ c giớ i hạn: Ghi 2 giá trị giớ i hạn cho phép của kích thướ c chi tiết thự c:
giá trị lớ n nhất và nhỏ nhất cho phép.
8
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Đọc hiểu ký hiệu dung sai

Các chi tiết gia công xong có đườ ng kính từ 49,08 đến
50,02 là chấp nhận đượ c. Các chi tiết có đườ ng kính nam
ngoài khoảng trên là phế phẩm.
 …?
9

∅50 ± 0,02
∅50
,
,
∅50
,
,
∅50
,
,
∅,
∅ ,
4
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Why tolerance?

Có thể gia công ít phế phẩm (Design for 6 sigma)

Lap lẫn (Interchange)

Ngẫu nhiên – không cần chọn lự a để la p ghép

Đạt yêu cầu độ dôi/ khe hở
10
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Các sai số gia công khác
11
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Nội dung chính
1.

Kích thướ c, Dung sai và các thông số hình học
2.
Các dụng cụ đo thông dụng
3.
Chất lượ ng bề mặt
4.
Ảnh hưở ng của quá trình gia công
12
5
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
2.2. Các dụng cụ đo

Thướ c cặp (Vernier caliper)

Pan-me (Micrometer)

Dưỡ ng kiểm - Ca-lip (Micrometer)

Dụng cụ đo chất lượ ng bề mặ t

…

Source: />13
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Thước cặp (Vernier caliper)
14
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Các bộ phận
15
6

Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Cách đọc số đo
16
???
Alternatively, it is just as easy to read the
13 on the main scale and 42 on the
hundredths scale. The correct
measurement being xxx mm.
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Luyện tập
17
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Cách đo (video)
18
7
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Thước cặp số (Digital Vernier Caliper)
19
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Mistake…
20
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Pan-me (Micrometer)
21
8
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
22
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
A
̉nh động: Các thành phần, hoạt động

23
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Pan-me đo sâu (Deep gauge micrometer) – Ảnh động
24
9
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Cách sử dụng (video)
25
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Cách đọc số đo
26
/>Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Luyện tập
27
10
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Đồng hồ so
28
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Dưỡng kiểm (Ca-lip)
29
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Thông tin thêm?
30
11
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Dưỡng kiểm ren (Thread snap gauge) - Video
31
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Thước đo góc

32
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Đo độ không trụ
33
12
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Nội dung chính
1.
Kích thướ c, Dung sai và các thông số hình học
2.
Các dụng cụ đo thông dụng
3.
Bề mặt
4.
Ảnh hưở ng của quá trình gia công
34
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
2.3. Bề mặt (Surface)

Bề mặt là phần diện tích bao quanh phía ngoài chi tiết;

Bề mặt danh nghĩa là bề mặ t mong muốn của chi tiết, đượ c xác
định bở i các đoạn thang, cung tròn trên bản vẽ kỹ thuật;

Bề mặt danh nghĩa bao gồm các mặt tuyệt đối phang, các mặt cong
lý tưở ng; hoàn hảo về mặt hình học.

Bề mặt thự c của chi tiết không hoàn hảo như trên bản vẽ;

Các phương pháp gia công khác nhau cho ra các bề mặ t có đặc tính

khác nhau.
35
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Minh họa bề mặt danh nghĩa và bề mặt thực
36
13
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Tại sao bề mặt lại quan trọng?

Quan trọng cả ở góc độ kỹ thuật và thương mại

Các ảnh hưở ng của bề mặt:

Mỹ thuật: hấp dẫn khách hàng;

An toàn

Ma sát và bền mòn

Độ bền thể tích chi tiết

Độ dôi/ khe hở lap ghép

Độ dẫn điện
37
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Các thông số hình học bề mặt thực
38
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Các thuật ngữ


Cấu trúc hình học lớ p bề mặt (Surface texture)
 Nhám bề mặt (Surface roughness)

Sóng bề mặt (Waviness)

Hướ ng vết gia công (Lay direction)

Khuyết tật (Flaw)

Tính chất tích hợ p bề mặ t (Surface Integrity)
 Cấu trúc hình học bề mặt

Cấu trúc tế vi các lớ p bên dướ i bề mặt:

Độ cứ ng (Hardness); Biến cứ ng (Hardness change)
 Biến dạng dẻo (Plastic Deformation); Ư ng suất dư (Residual Stress)

… (xem thêm tài liệu)

Ư ng xử vớ i môi trườ ng (mòn, mỏi…)
39
14
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
40
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Các khái niệm nhám bề mặt

Sai lệch số học trung bình Ra (m)


Sai lệch profin 10 điểm Rz (m)

Chiều cao lớn nhất các mấp mô profin Rmax (m)
41
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Ra
42
15
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
43
Ra: giá trị trung bình của các giá
trị tuyệt đối của sai lệch profin
trong khoảng chiều dài chuẩn
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
44

Chiều cao nhấp nhô của profin theo 10 điểm (Rz): giá trị
trung bình của các giá trị tuyệt đối của chiều cao 5 đỉnh
cao nhất và chiều sâu của 5 đáy thấp nhất của pro fin
trong khoảng chiều dài chuẩn.

Yp = y of Peaks

Yv = y of Valeys
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
45
16
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014

Chiều cao lớn nhất các mấp mô profin (Rmax): khoảng

cách lớn nhất giữa đường đỉnh cao nhất và đường đáy
thấp nhất của profin trong khoảng chiều dài chuẩn.
Rmax= Ypmax + Yvmax
46
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
47
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Một cách đo nhám bề mặt
48
17
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Tìm kiếm thông tin tham khảo thêm…
49
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Nội dung chính
1.
Kích thướ c, Dung sai và các thông số hình học
2.
Các dụng cụ đo thông dụng
3.
Bề mặ t
4.
Ảnh hưởng của quá trình gia công
50
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Dung sai gia công

Một số phương pháp gia công cho độ chính xác kích thước cao hơn
các phương pháp khác;.


Hầu hết các phương pháp gia công cắt gọt (Machining processes)
cho độ chính xác cao – dung sai đạt được cỡ ±0,05mm hoặc nhỏ
hơn.

Đúc bằng khuôn cát cho độ chính xác thấp hơn; thông thường dung
sai cao gấp 10-20 lần gia công cắt gọt.

Dung sai gia công phụ thuộc cỡ chi tiết. Chi tiết càng lớ n càng khó
đạt dung sai gia công nhỏ.

Bảng các mứ c dung sai thông thườ ng … (Next)
51
18
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Dung sai thông thường có thể đạt được
52
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Mức độ nhám thông thường

Một số phương pháp gia công có thể cho chất lượ ng bề mặ t tốt hơn
các phương pháp khác;

Bề mặt chất lượ ng cao hơn đòi hỏi thờ i gian, chi phí gia công cao
hơn.
53
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Nhám bề mặt có thể đạt được
54
19
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014

55
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Hình ảnh chất lượng bề mặt
56
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Một số câu hỏi ôn tập
1.
Khái niệm về dung sai?
2.
So sánh dung sai đối xứng và dung sai một phía. Lấy ví dụ
minh hoạ.
3.
Khái niệm bề mặt danh nghĩa (bề mặt tiêu chuẩn)
4.
Tại sao bề mặt lại quan trọng?
5.
Phân tích các 4 yếu tố của cấu trúc bề mặt.
6.
Kể tên một số quá trình gia công cho sản phẩm có chất
lượng bề mặt thấp; cao và rất cao.
7.
Chỉ ra những mặt hạn chế trong việc sử dụng độ nhám bề
mặt để đo kết cấu bề mặt.
8.
Phân biệt nhám và sóng bề mặt.
57
20
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Bài tập thực hành


Thuyết trình cách đo kích thướ c bang thướ c cặp

Thuyết trình cách đo kích thướ c bang pan-me

Yêu cầu bài thuyết trình:

Có video minh họa

Minh chứ ng tác giả trự c tiếp sử dụng dụng cụ
 Có ít nhất 3 ví dụ đo trự c tiếp vật thể

Ưu tiên sử dụng ảnh chụp, ảnh động, video

Thờ i gian thuyết trình: 5 phút

Mỗi cá nhân làm cả 2 bài thuyết trình nêu trên.
58
Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014
Chuẩn bị cho chương sau

Sưu tầm hình ảnh, video các quá trình gia công cat gọt;

Chuẩn bị bài thuyết trình về từ ng phương pháp gia công thông
dụng:

Tiện

Phay

Khoan


Mài

Nội dung:

Khả năng gia công
 Mô tả máy, dao, đồ gá

Cách vận hành thiết bị
59