Giáo trình dung sai và đo lường kỹ thuật trường cao đẳng nghề an giang

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Giáo trình gồm chƣơng, chƣa kể mở đầu, tổng cộng khoảng 55 trang, không kể phần phụ lục trang tài liệu tham khảo LỜI GIỚI THIỆU Việc biên soạn tài liệu giảng dạy yêu cầu cần thiết để có tài liệu thống chung nhà trƣờng cho học sinh sinh viên học tập tham khảo Chính điều nhà trƣờng yêu cầu khoa phải có kế hoạch cụ thể biên soạn giáo trình riêng cho khoa Trong mơn học DUNG SAI & ĐO LƢỜNG KỸ THUẬT môn học bắt buộc nội dung đào tạo khoa Cơ khí động lực Tất ngành học khoa phải học qua môn học Với chƣơng trình mơn học 30 tiết, nội dung giáo trình đƣợc xây dựng dựa chƣơng trình chi tiết mơn học dung sai & đo lƣờng kỹ thuật tổng cục dạy nghề quy định chƣơng trình đào tạo Tuy nhiên trình biên soạn có chỉnh sửa lại số nội dung, đề mục cho phù hợp với thiết bị có nhà trƣờng Mơn học đƣợc bố trí giảng dạy song song với môn học/ mô đun sau: MH 08, MH 09, MH 11, MH 12, MH13, MH 14 Trong trình biên soạn, nội dung giáo trình đƣợc rút gọn, động vấn đề cho phù hợp với trình độ học tập học sinh sinh viên khoa khí chế tạo hình thức đào tạo trƣờng cao đẳng nghề Cuốn giáo trình đề cập đến số nội dung : - Bài mở đầu : Các khái niệm dung sai lắp ghép - Chƣơng : Hệ thống dung sai lắp ghép - Chƣơng : Dung sai hình dạng lắp ghép mối ghép thơng dụng, chuỗi kích thƣớc Việc biên soạn tài liệu giảng dạy để đạt đƣợc chất lƣợng cao việc khó Trong q trình biên soạn, cố gắng song không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp đồng nghiệp em học sinh sinh viên thiếu sót để giáo trình ngày hoàn thiện An Giang, ngày 01 tháng 07 năm 2018 Tham gia biên soạn Trang MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU Mục lục BÀI MỞ ĐẦU CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP Giới thiệu môn học Khái niệm tính đỗi lẫn chức chế tạo khí 3 Khái niệm kích thƣớc, sai lệch giới hạn, dung sai CHƢƠNG HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP I Khái niệm lắp ghép, biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai II Hệ thống dung sai, hệ thống lắp ghép 13 III Dung sai hình dạng, vị trí độ nhám bề mặt 21 Chƣơng Dung sai hình dạng lắp ghép mối ghép thông dụng, chuỗi kích thƣớc I Dung sai hình dạng lắp ghép mối ghép thông dụng 38 II Chuỗi kích thƣớc 49 PHỤ LỤC Phụ lục Dung sai lắp ghép bề mặt trơn 56 Phụ lục Dung sai hình dạng vị trí bề mặt 70 Phụ lục Dung sai kích thƣớc góc 72 Phụ lục Dung sai kích thƣớc ren 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Trang BÀI MỞ ĐẦU CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP A.Mục tiêu: - Trình bày đầy đủ kích thƣớc danh ngh a, kích thƣớc thực, kích thƣớc giới hạn, dung sai chi tiết, dung sai kích thƣớc - Tuân thủ quy định, quy phạm dung sai kỹ thuật đo B.NỘI DUNG: I GiỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC Dung sai lắp ghép môn học bắt buộc nội dung đào tạo khoa Cơ khí động lực Tất ngành học khoa phải học qua mơn học Với chƣơng trình mơn học 30 tiết, nội dung giáo trình đƣợc xây dựng dựa chƣơng trình chi tiết mơn học dung sai & đo lƣờng kỹ thuật tổng cục dạy nghề quy định chƣơng trình đào tạo Tuy nhiên q trình biên soạn có chỉnh sửa lại số nội dung, đề mục cho phù hợp với thiết bị có nhà trƣờng Trong trình biên soạn, nội dung giáo trình đƣợc rút gọn, cô động vấn đề cho phù hợp với trình độ học tập học sinh sinh viên khoa khí chế tạo hình thức đào tạo trƣờng cao đẳng nghề II KHÁI NIỆM VỀ LẮP LẪN TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ Bản chất tính lắp lẫn (đổi lẫn) - Tính đổi lẫn loại chi tiết khả thay cho nhau, khơng cần lựa chọn sửa chữa thêm mà đảm bảo chất lƣợng sản phẩm quy định - Loạt chi tiết tất chi tiết đổi lẫn đƣợc cho loạt chi tiết có tính đổi lẫn hồn tồn - Nếu loạt chi tiết có số chi tiết khơng đổi lẫn đƣợc cho loạt chi tiết có tính đổi lẫn khơng hồn tồn - Các chi tiết có tính đổi lẫn phải giống hình dáng, kích thƣớc đƣợc khác phạm vi cho phép, phạm vi cho phép gọi dung sai - Ví dụ : thay ổ bi mòn xe gắn máy ổ bi loại ; thay bóng đèn hỏng bóng đèn với đui đèn Ý nghĩa tính lắp lẫn a Đối với thiết kế - Do hình dáng, kết cấu thơng số kỹ thuật chi tiết máy đƣợc tiêu chuẩn hóa nên giảm đƣợc thời gian cơng sức cho thiết kế b Đối với sản xuất - Tính đổi lẫn chức nguyên tắc thiết kế chế tạo.Đó điều kiện để ta chun mơn hóa hợp tác hóa sản xuất Trang c Đối với sử dụng - Việc sửa chữa máy đơn giản thay chi tiết có tính đổi lẫn (phụ tùng thay thế) - Giảm đƣợc thời gian chết máy phải chờ đợi chế tạo chi tiết bị hƣ hỏng - Giảm nhẹ việc tổ chức phận sửa chữa, chế tạo chi tiết bị hƣ hỏng III KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƢỚC, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI Khái niệm kích thước - Kích thƣớc giá trị số đại lƣợng đo chiều dài (đƣờng kính, chiều dài, chiều rộng,…) theo đơn vị đo đƣợc lựa chọn Trong chế tạo máy đơn vị đo thƣờng dùng mm m = 1000 mm mm = 1000  m Kích thƣớc danh nghĩa - Là kích thƣớc mà dựa vào chức điều kiện làm việc chi tiết để tính tốn xác định chọn theo trị số kích thƣớc tiêu chuẩn Ký hiệu : D D N : kích thƣớc danh ngh a chi tiết lỗ d dN : kích thƣớc danh ngh a chi tiết trục Kích thƣớc thực - Là kích thƣớc đo đƣợc trực tiếp chi tiết dụng cụ đo phƣơng pháp đo xác mà kỹ thuật đo đạt đƣợc Ký hiệu : Dt : kích thƣớc thực chi tiết lỗ dt : kích thƣớc thực chi tiết trục Kích thƣớc giới hạn - Là kích thƣớc lớn nhỏ giới hạn phạm vi cho phép kích thƣớc chi tiết Kích thƣớc giới hạn lớn : Dmax , dmax Kích thƣớc giới hạn nhỏ :Dmin , dmin - Điều kiện để kích thƣớc chi tiết sau chế tạo đạt yêu cầu : Dmin ≤ Dt ≤ Dmax (đối với lỗ) dmin ≤ dt ≤ dmax (đối với trục) Trang Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn kích thƣớc giới hạn sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn a Sai lệch giới hạn (ES, es) - Là hiệu đại số kích thƣớc giới hạn lớn kích thƣớc danh ngh a Đối với lỗ : ES = Dmax – D Đối với trục : es = dmax - d b Sai lệch giới hạn dƣới (EI, ei) - Là hiệu đại số kích thƣớc giới hạn lớn kích thƣớc danh ngh a Đối với lỗ : EI = Dmin – D Đối với trục : ei = dmin - d Dung sai - Là hiệu số kích thƣớc giới hạn lớn kích thƣớc giới hạn nhỏ Đối với lỗ : TD = Dmax – Dmin = ES - EI Đối với trục : Td = dmax – dmin = es – ei * Ghi : - Dung sai luôn dƣơng T > - Đơn vị dung sai mm  m - Kích thƣớc đƣợc ghi gồm : Kích thƣớc danh ngh a Sai lệch giới hạn (tất phải đơn vị) 0,03 Ví dụ : 3000,05 ; 300,05 ; 0,02 ;  45 Ф70±0,03 Ví dụ : Một chi tiết trục có kích thƣớc danh ngh a d = 32 mm, kích thƣớc giới hạn lớn dmax = 32,050 mm , kích thƣớc giới hạn nhỏ dmin = 32,034 mm - Tính trị số sai lệch giới hạn dung sai chi tiết trục Trang - Kích thƣớc thực trục sau gia công đo đƣợc d t = 32,042 mm Chi tiết trục gia cơng có đạt u cầu khơng ? Giải : - Sai lệch giới hạn kích thƣớc trục : es = dmax – d = 32,050 – 32 = 0,050 mm ei = dmin – d = 32,034 – 32 = 0,034 mm - Dung sai kích thƣớc trục : Td = dmax – dmin = 32,050 – 32,034 = 0,016 mm Hoặc : Td = es – ei = 0,050 – 0,034 = 0,016 mm - Chi tiết trục đạt u cầu kích thƣớc thực thỏa mãn bất đẳng thức dmin ≤ dt ≤ dmax ta có : dt = 32,042 mm dmin = 32,034 mm < dt = 32,042 mm dt = 32,042 mm < dmax = 32,050 mm Kết luận : chi tiết trục gia công đạt yêu cầu CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP A.Mục tiêu: - Trình bày đầy đủ kích thƣớc danh ngh a, kích thƣớc thực, kích thƣớc giới hạn, dung sai chi tiết, dung sai lắp ghép - Trình bày r đặc điểm kiểu lắp ghép: Lắp lỏng - Lắp chặt - lắp trung gian - Trình bày đầy đủ quy định lắp ghép theo hệ thống lỗ hệ thống trục, hai dãy sai lệch lỗ trục lắp ghép tiêu chuẩn - Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai theo hệ thống lỗ hệ thống trục xác định đƣợc đặc tính lắp ghép cho lắp ghép - ác định đựợc phạm vi phân tán kích thƣớc trục lỗ để điều chỉnh dụng cụ cắt kiểm tra kích thƣớc gia cơng - Giải thích dạng sai lệch hình dạng, sai lệch vị trí bề mặt đƣợc ghi vẽ gia cơng - iểu diễn giải thích ký hiệu độ nhám vẽ gia công - Tuân thủ quy định, quy phạm dung sai kỹ thuật đo B Nội dung: I KHÁI NIỆM VỀ LẮP GHÉP, BIỂU DIỄN SƠ ĐỒ PHÂN BỐ MIỀN DUNG SAI Khái niệm lắp ghép Trang - Lắp ghép phối hợp hai hay nhiều chi tiết với để tạo thành phận máy hay máy có ích -Ví dụ: Đai ốc vặn chặt vào bu lông (cố định) ;pittông xy lanh (di động) Trong mối ghép có khái niệm sau: - ề mặt tiếp xúc hai chi tiết lắp ghép với gọi bề mặt lắp ghép - Kích thƣớc bề mặt lắp ghép gọi kích thƣớc lắp ghép Một lắp ghép có chung kích thƣớc danh ngh a cho hai chi tiết lắp ghép đƣợc gọi kích thƣớc danh ngh a lắp ghép - ề mặt lắp ghép chia làm loại : bề mặt bao bề mặt bị bao : Hình 1.2 Lắp ghép chi tiết điển hình a Lắp ghép có độ hở (lắp lỏng) - Là lắp ghép kích thƣớc bao ln ln lớn kích thƣớc bị bao để tạo thành độ hở lắp ghép Ký hiệu : S Hình 1.3 Lắp ghép có độ hở (lắp lỏng) Đặc trƣng lắp ghép : - Độ hở lớn : Smax = Dmax – dmin = ES – ei - Độ hở nhỏ : Smin = Dmin – dmax = EI – es - Độ hở trung bình : S tb  S max  S Trang - Dung sai độ hở : TS = Smax – Smin = TD + Td - Sử dụng với mối ghép mà hai chi tiết lắp ghép chuyển động tƣơng tùy theo chức mối ghép mà ta chọn kiểu lắp có độ hở nhỏ, trung bình lớn b Lắp ghép có độ dơi - Là lắp ghép kích thƣớc bao ln nhỏ kích thƣớc bị bao để tạo thành độ dôi lắp ghép.Ký hiệu : N Hình 1.4 Lắp ghép có độ dơi (lắp chặt) Đặc trƣng lắp ghép : - Độ dôi lớn : Nmax = dmax – Dmin = es – EI - Độ dôi nhỏ : Nmin = dmin – Dmax = ei – ES - Độ dơi trung bình : (Ntb) N tb  N max  N - Dung sai độ dôi : TS = Nmax – Nmin = TD + Td - Sử dụng với mối ghép cố định không tháo đƣợc tháo sửa chữa lớn c Lắp ghép trung gian - Là lắp ghép kích thƣớc thực trục lớn nhỏ kích thƣớc lỗ ngh a lắp ghép có độ dơi độ hở Trị số độ dôi độ hở nhỏ Trang Hình 1.5 Lắp ghép trung gian Đặc trƣng lắp ghép : - Độ hở lớn : Smax = Dmax – dmin = ES – ei - Độ dôi lớn : Nmax = dmax – Dmin = es – EI - Độ hở trung bình độ dơi trung bình đƣợc tính nhƣ sau: Nếu Smax > Nmax : S tb  Nếu Nmax > Smax : N tb  S max  N max N max  S max - Dung sai lắp ghép : TS-N = Nmax + Smax = TD + Td - Sử dụng mối ghép cố định nhƣng thƣờng xuyên phải tháo lắp trình sử dụng mối ghép yêu cầu độ đồng tâm cao chi tiết lắp ghép Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai a Hệ thống lỗ Trang Hình 1.6 Sơ đồ biểu diễn hệ thống lỗ - Là hệ thống kiểu lắp mà vị trí miền dung sai lỗ cố định luôn sát với đƣờng ―khơng‖ , muốn có kiểu lắp khác thay đổi vị trí miền dung sai trục so với đƣờng ―không‖ - Miền dung sai lỗ kyù hiệu H có đặc tính : EI = ; ES = TD b Hệ thống trục Hình 1.7.Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục - Là hệ thống kiểu lắp mà vị trí miền dung sai trục cố định dƣới sát với đƣờng ―khơng‖, muốn có kiểu lắp khác thay đổi vị trí miền dung sai lỗ so với đƣờng ―không‖ - Miền dung sai trục kí hiệu h có đặc tính : es = ; ei = -Td c Sơ đồ lắp ghép - Để đơn giản thuận tiện ta biểu diễn lắp ghép dƣới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai + Cách vẽ sơ đồ lắp ghép - Kẻ đƣờng nằm ngang biểu diễn vị trí đƣờng kích thƣớc danh ngh a Tại vị trí sai lệch kích thƣớc nên cịn gọi đƣờng không - Trục tung biểu diễn giá trị sai lệch kích thƣớc theo đơn vị  m - Giá trị sai lệch dƣơng đặt đƣờng ―không‖ ; giá trị sai lệch âm đặt dƣới đƣờng ― khơng‖ - Miền dung sai kích thƣớc đƣợc biểu thị hình chữ nhật có gạch chéo đƣợc giới hạn hai sai lệch giới hạn Trang 10 - Ví dụ : Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép có d = D = 40 mm Sai lệch giới hạn kích thƣớc lỗ ES = 25  m ; EI = Sai lệch giới hạn kích thƣớc trục es = - 25  m ; ei = -50  m Hình 1.8 Sơ đồ phân bố miền dung sai + Công dụng sơ đồ lắp ghép Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta xác định đƣợc : - Giá trị kích thƣớc danh ngh a mối ghép (D, d) - iết đƣợc giá trị sai lệch giới hạn (ES, EI, es, ei) - iết đƣợc vị trí giá trị kích thƣớc giới hạn (Dmax, Dmin, dmax, dmin ) - Trị số dung sai kích thƣớc lỗ, trục (TD, Td ) mối ghép - Dễ dàng nhận biết đƣợc đặc tính lắp ghép : Lắp có độ hở miền dung sai lỗ nằm miền dung sai trục Lắp có độ dơi miền dung sai trục nằm miền dung sai lỗ Lắp trung gian miền dung sai lỗ trục nằm xen kẽ - iết đƣợc trị số độ hở, độ dôi giới hạn Ví dụ : Cho lắp ghép có sơ đồ phân bố miền dung sai nhƣ hình vẽ : Hình 1.9 Qua sơ đồ ta xác định đƣợc : - Kích thƣớc danh ngh a mối ghép : D = d = 45 mm Trang 11 - Sai lệch giới hạn : ES = 25  m , EI = es = 50  m , ei = 34  m - Kích thƣớc giới hạn : Dmax = 45,025 mm, Dmin = 45 mm dmax = 45,05 mm, dmin = 45,034 mm - Dung sai kích thƣớc lỗ trục : TD = 0,025 mm , Td = 0,016 mm - Dung sai mối ghép : TS-N = TD + Td = 0,025 + 0,016 =0,041mm - Mối ghép lắp có độ dơi miền dung sai trục nằm miền dung sai lỗ - Độ dôi giới hạn : Nmax = 0,05 mm , Nmin = 0,009 mm BÀI TẬP CÂU HỎI ÔN TẬP Trang 12 II HỆ THỐNG DUNG SAI, HỆ THỐNG LẮP HỆ THỐNG DUNG SAI a Khái niệm - Hệ thống dung sai lắp ghép tập hợp quy định dung sai lắp ghép đƣợc thành lập theo quy luật đƣa thành tiêu chuẩn thống - Nhà nƣớc Việt Nam ban hành hàng loạt tiêu chuẩn kỹ thuật có tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn, TCVN 2244-99 Tiêu chuẩn đƣợc xây dựng sở tiêu chuẩn quốc tế ISO 286-1 : 1988 - Hệ thống dung sai lắp ghép khắc phục đƣợc lựa chọn tùy tiện , tạo khả tiêu chuẩn hóa dụng cụ cắt calip đo Cơng thức tính trị số dung sai T = a.i a – hệ số phụ thuộc vào mức độ xác kích thƣớc Kích thƣớc xác a nhỏ, trị số dung sai bé ngƣợc lại a lớn, trị số dung sai lớn, kích thƣớc xác i - đơn vị dung sai, đƣợc xác định thực nghiệm phụ thuộc vào phạm vi kích thƣớc Đối với kích thƣớc từ 1÷ 500 mm : i  0,453 D  0,001D b Cấp xác - Tiêu chuẩn Việt Nam quy định có 20 cấp xác (cấp dung sai tiêu chuẩn) đƣợc kí hiệu IT01, IT0, IT1,…,IT18 Các cấp xác từ IT1 đến IT18 đƣợc sử dụng phổ biến - Cấp xác từ IT1 ÷ IT4 đƣợc sử dụng kích thƣớc yêu cầu độ xác cao (chế tạo dụng cụ đo, mẫu) - Cấp xác từ IT5, IT6 đƣợc sử dụng l nh vực khí xác - Cấp xác từ IT7, IT8 đƣợc sử dụng l nh vực khí thơng dụng - Cấp xác từ IT9 ÷ IT11 thƣờng đƣợc sử dụng l nh vực khí lớn (chi tiết có kích thƣớc lớn) - Cấp xác từ IT12 ÷ IT16 thƣờng đƣợc sử dụng kích thƣớc chi tiết u cầu gia cơng thơ c Khoảng kích thƣớc Trang 13 Hình 2.1 - Từ đồ thị biểu diễn quan hệ trị số dung sai kích thƣớc, ta thấy : khoảng Δd kích thƣớc, giá trị dung sai kích thƣớc biên khoảng so với giá trị trung bình khoảng sai khác khơng đáng kể nên bỏ qua - Để đơn giản thuận tiện cho việc sử dụng ngƣời ta quy định dung sai cho khoảng kích thƣớc giá trị dung sai khoảng kích thƣớc đƣợc tính theo kích thƣớc trung bình (D) khoảng : D  D1 D2 Trong : D1, D2 kích thƣớc biên khoảng - Sự phân khoảng kích thƣớc danh ngh a phải tuân theo nguyên tắc đảm bảo sai khác giá trị dung sai tính theo kích thƣớc biên khoảng so với giá trị dung sai tính theo kích thƣớc trung bình khoảng khơng q ÷ % Theo ngun tắc kích thƣớc từ 1÷ 500 mm phân thành 13 ÷ 25 khoảng tùy theo đặc tính loại lắp ghép (bảng 2.1) Trang 14 Trang 15 d Sai lệch - Sai lệch hai sai lệch dƣới gần với đƣờng không dùng để xác định vị trí miền dung sai so với đƣờng khơng Trang 16 e Bảng dung sai tiêu chuẩn + CÁC BẢNG DUNG SAI 2.HỆ THỐNG LẮP GHÉP a.Lắp ghép có độ dơi Trang 17 Chọn kiểu lắp ghép có độ dơi Trang 18 b LẮP GHÉP CÓ ĐỘ HỞ Chọn kiểu lắp ghép có độ hở Trang 19 c Lắp ghép trung gian Chọn kiểu lắp ghép trung gian Trang 20 ... thƣớc giới hạn, dung sai chi tiết, dung sai kích thƣớc - Tuân thủ quy định, quy phạm dung sai kỹ thuật đo B.NỘI DUNG: I GiỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC Dung sai lắp ghép môn học bắt buộc nội dung đào tạo... chƣơng trình mơn học 30 tiết, nội dung giáo trình đƣợc xây dựng dựa chƣơng trình chi tiết môn học dung sai & đo lƣờng kỹ thuật tổng cục dạy nghề quy định chƣơng trình đào tạo Tuy nhiên q trình. .. 2.1) Trang 14 Trang 15 d Sai lệch - Sai lệch hai sai lệch dƣới gần với đƣờng không dùng để xác định vị trí miền dung sai so với đƣờng không Trang 16 e Bảng dung sai tiêu chuẩn + CÁC BẢNG DUNG SAI