Tài liệu Chương I: Tính đổi lẫn chức năng ppt

Chương HƯƠNG I TÍNH ĐỔI LẪN CHỨC
NĂNG
1.1 Khái niệm về tính đổi lẫn chức năng
Đảm bảo và nâng cao chất lượng sản phẩm (CLSP) nói chung trong đó có sản phẩm cơ
khí là một yêu cầu khách quan, tất yếu và ngày càng trở thành một vấn đề thiết yếu.
Để nâng cao CLSP phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: kết cấu hợp lý, sử dụng vật liệu
phù hợp, ứng dụng công nghệ tiên tiến, phương pháp nhiệt luyện thích hợp … Nhưng trong
đó, nguyên tắc thiết kế và chế tạo sản phẩm có tác dụng quan trọng để sản phẩm đạt chất
lượng cao.
Khi thiết kế chế tạo một máy hay bộ phận máy, tùy theo chức năng của chúng mà người
thiết kế phải đề ra một số thông số kỹ thuật tối ưu như: độ bền, độ chính xác, năng suất,
hiệu suất, lượng tiêu hao nhiên liệu … Thông số này được biểu hiện bằng một trị số ký hiệu
là A
Σ
*
Máy hay bộ phận máy được cấu thành bởi các chi tiết máy. Do các chi tiết máy này quyết
định tới chất lượng máy cho nên nó cũng đòi hỏi phải có một thông số kỹ thuật A
i
nào đó
như: độ chính xác kích thước, hình dáng, độ cứng, độ bền … xuất phát từ thông số kỹ thuật
của máy hay bộ phận máy.
Mối quan hệ giữa thông số kỹ thuật của máy A
Σ
và các thông số kỹ thuật A
i
của các chi
tiết máy được biểu diễn theo quan hệ hàm số như sau:
1 2
( , ,..., ) ( )
n i
A f A A A f A

Σ
= =
(i = 1 ÷ n ) (1.1)
Người thiết kế mong muốn cho máy đạt được thông số kỹ thuật tối ưu A
Σ
*
và từ (1.1) xác
định được các thông số kỹ thuật tối ưu A
i
*
của CTM.
Tuy nhiên, điều đó không thể thực hiện được vì trong quá trình gia công luôn tồn tại sai
số gia công. Tức là không thể đạt được các giá trị tối ưu như mong muốn. Vì vậy khi thiết
kế, người ta cho phép thông số kỹ thuật A
Σ
được phép dao động trong phạm vi cho phép
xung quanh giá trị A
Σ
*
.
Khoảng giá trị cho phép đó ký hiệu là TA
Σ
và gọi là “ Dung sai của
thông số kỹ thuật A
Σ
”.
Nếu gọi TA
i
là ‘’Dung sai của thông số kỹ thuật A
i

” của chi tiết máy thứ i, thì từ quan hệ
1.1 ta có:
i
n
1i
i
TA
A
f
TA
∑
=
Σ
∂
∂
=
(1.2)
Như vậy thấy rằng khi thiết kế, từ “Dung sai của thông số kỹ thuật TA
Σ
” của máy người
thiết kế sẽ xác định được các “Dung sai của thông số kỹ thuật TA
i
” của các chi tiết máy lắp
thành máy đó. Mặt khác khi chế tạo nếu tất cả các chi tiết đều có thông số kỹ thuật A
i
nằm
1
trong phạm vi dung sai TA
i
như đã xác định theo quan hệ (1.2) thì khi lắp chúng thành máy,

máy đó nhất định sẽ có thông số kỹ thuật A
Σ
nằm trong phạm vi dung sai TA
Σ
như thiết kế.
Người ta nói rằng các chi tiết máy và máy được thiết kế theo nguyên tắc này có “ Tính
đổi lẫn chức năng”
1.1.1 Định nghĩa
Tính đổi lẫn chức năng (ĐLCN) của chi tiết máyCTM và máy là tính chất của máy móc,
thiết bị và những chi tiết cấu thành nó đảm bảo khả năng lắp ráp (hoặc thay thế khi sửa chữa)
không cần lựa chọn, sửa đổi hoặc điều chỉnh mà vẫn đạt được các yêu cầu kỹ thuật không phụ
thuộc vào độ chính xác chế tạo.
1.1.2 Các dạng đổi lẫn chức năng
*) Tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn: Khi các thông số kỹ thuật của loạt chi tiết gia công
đạt được một độ chính xác nào đó cho phép tất cả đều có thể lắp thay thế cho nhau được.
*) Tính đổi lẫn chức năng không hoàn toàn : Khi đó để đạt được thông số kỹ thuật của
sản phẩm, trong quá trình lắp ráp (hoặc thay thế khi sửa chữa) người ta cần phải phân nhóm,
lựa chọn chi tiết, điều chỉnh vị trí, hoặc sửa chữa bổ sung một vài bộ phận nào đó
*) Đổi lẫn chức năng nội: là tính đổi lẫn chức năng của các chi tiết riêng biệt trong một
đơn vị lắp hoặc tính đổi lẫn công nghệ của bộ phận hay cơ cấu trong một sản phẩm.
Ví dụ: Trong ổ lăn thì sự thay thế các con lăn và vòng ổ là tính đổi lẫn chức năng nội.
*) Đổi lẫn chức năng ngoại: là tính đổi lẫn chức năng của các đơn vị lắp khác nhau được
lắp vào các sản phẩm phức tạp theo các kích thước lắp ghép.
Ví dụ: Đường kính ngoài của vòng ngoài và đường kính trong của vòng trong của ổ
lăn
1.1.3 Hiệu quả của tính đổi lẫn chức năng
- Tính đổi lẫn chức năng là nguyên tắc của quá trình thiết kế và chế tạo để đảm bảo cho
các chi tiết và bộ phận máy cùng loại không những có khả năng thay thế cho nhau không
cần sửa chữa mà còn đảm bảo chỉ tiêu sử dụng máy hoặc bộ phận máy có trị số kinh tế hợp
lý.

* Hiệu quả đối với quá trình thiết kế
- Giảm nhẹ được khối lượng công việc thiết kế qua đó giảm thời gian chuẩn bị sản xuất
của nhà máy.
2
- Tạo điều kiện cho người thiết kế tạo ra được các máy móc có các thông số phù hợp,
thuận tiện.
* Trong sản xuất và chế tạo sản phẩm
- Là tiền đề về kỹ thuật cho phép phân công sản xuất giữa các nhà máy, tiến tới chuyên
môn hóa sản xuất.
- Làm đơn giản hoá quá trình lắp ráp và tạo điều kiện cho việc tự động hoá quá trình lắp
ráp.
* Đối với quá trình sử dụng
- Hạn chế tối đa giờ chết của máy do việc chờ chế tạo chi tiết hỏng để thay thế. Vì giảm thời
gian chết của máy cho nên giảm hao mòn vô hình của máy (làm cho máy trong một thời gian
ngắn nhất được sử dụng với hiệu quả tối đa, nâng cao hiệu suất sử dụng máy).
- Không cần bộ phận sửa chữa cồng kềnh, phức tạp
1.2 Mục đích môn học:
- Mục đích của môn học là nghiên cứu trang bị những nguyên tắc thiết kế và biện pháp
chế tạo để các chi tiết máy đạt được tính đổi lẫn chức năng về mặt hình học của chi tiết máy
và máy. Trang bị những tiêu chuẩn về dung sai và biện pháp kiểm tra các yếu tố hình học
của chi tiết để giúp cho việc thực hiện các nguyên tắc thiết kế và chế tạo chi tiết sao cho
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế.
- Trang bị khái niệm cơ bản các phương pháp đo các thông số kỹ thuật cơ bản trong
ngành chế tạo máy.
1.3 Đối tượng môn học
Để đảm bảo tính ĐLCN, các chi tiết lắp lẫn cần có tính đồng nhất về: kích thước, hình
dáng, độ cứng, độ bền, tính chất vật lý, hóa học … Nếu tất cả các thông số chức năng này
của chi tiết được quy định trong giới hạn dung sai thì sẽ đảm bảo chỉ tiêu kỹ thuật và tính
kinh tế của máy.
Tuy nhiên, môn học Kỹ thuật đo chỉ đảm bảo việc nghiên cứu tính đổi lẫn chức năng cho

các chi tiết máy về các thông số hình học : kích thước, hình dáng, vị trí tương quan giữa các
bề mặt, nhám bề mặt …
Môn học cũng nhằm giải quyết tính ĐLCN trong mối quan hệ giữa thiết kế và chế tạo
sao cho khi chế tạo theo những nguyên tắc đã được thiết kế trên đem lại hiệu quả kinh tế
cao.
3
+) Người thiết kế máy mong muốn kích thước đã cho đạt được độ chính xác cao nhất
nghĩa là dung sai gia công phải nhỏ nhất. Dung sai gia công nhỏ thì quá trình lắp ráp sẽ đảm
bảo chính xác hơn các chức năng khi làm việc như: độ tin cậy, vận tốc, công suất …
+) Ngược lại, người chế tạo lại mong muốn dung sai lớn để việc chế tạo dễ dàng hơn,
khi đó dẫn tới độ dao động lớn của các kích thước chi tiết làm cho chất lượng lắp ráp thấp,
độ tin cậy và tuổi thọ của máy giảm.
Vì những lý do trên mà cần phải nghiên cứu, thiết lập các tiêu chuẩn về dung sai và lắp
ghép nhằm thống nhất giữa người thiết kế và chế tạo, bảo đảm sản phẩm sản xuất ra có chất
lượng tốt và tính kinh tế cao.
Nghiên cứu các phương pháp đo lường và các dụng cụ đo thông dụng
*Kết luận: Đđối tượng môn học là những vấn đề về nguyên tắc thiết kế và chế tạo,
đồng thời nghiên cứu những tiêu chuẩn dung sai và cách đo lường, kiểm tra các yếu tố hình
học của chi tiết sao cho chúng đạt được tính ĐLCN mà vẫn đảm bảo được hiệu quả kinh tế
hợp lý nhất.
4