hướng dẫn thí nghiệm môn học kỹ thuật đo

Mặt vai khối V đặt vuông góc với phương trục AB, tiếp xúc với điểm cao nhất trên mặt C của chi tiết, hạn chế 1 bậc tự do, chỉ còn lại 1 bậc tự do xoay cho chi tiết.. Xoay mặt chỉ thị của

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ

NCM CƠ KHÍ CHÍNH XÁC & QUANG HỌC

- -

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐO Họ tên sinh viên : ………

MSSV : ………

Lịch thí nghiệm : Thời gian: ………

Thứ …… Tuần ………

Hà N i, 2022 ộ

Trang 2

+0.002 0 Ø3

Trang 3

BÀI I KIỂM TRA THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA CHI TIẾT HÌNH TRỤ TRƠN BẰNG DỤNG CỤ CẦM TAY

 Chi tiết mẫu theo bản vẽ hình 1

 Thước cặp 0 200, giá trị chia 0,02 mm

 Panme 25 50, giá trị chia 0,01 mm

- Nội dung thí nghiệm:

 Kiểm tra kích thước chiều dài L20-0,2; L40-0,25

 Kiểm tra đường kính và sai số hình dáng của mặt trụ 42-0,06

- Sai lệch prôfil mặt cắt dọc trục được tính theo công thức:

Sai lệch prôfil dọc trục của chi tiết được coi là đạt yêu cầu nếu 𝑚𝑎𝑥(∆𝑝1−1, ∆𝑝2−2, ∆𝑝3−3) ≤ 0,03 𝑚𝑚

Trang 4

Tên học sinh thí nghiệm : Lớp :

Lần đo L20-0,2 L40-0,251

2 3 4 5 Kết luận (Đạt hay không đạt)

2 Đo 42-0,06với sai lệch độ tròn cho phép [ o]= 0,01 mm, sai lệch prôfil dọc trục cho phép [ ]= 0,03 mm p

Bảng số liệu 1-2 Thông số đo

Tại 2-2 Tại 3-3 Sai lệch độ tròn đo

o

So sánh với kích thước 42-0,06 và kết luận:

So sánh với [ o] và kết luận

Kết luận chung cho sản phẩm kiểm tra: Câu hỏi kiểm tra:

Trang 5

1 Đo lường là gì? Đo bằng thước cặp có vi phạm nguyên tắc Abbe hay không? Chỉ rõ vị trí của kích thước đo được so với kích thước chuẩn, vẽ hình minh họa

Nguyên t c Abbe: ắ “Khi kích thước cần đo và kích thướ ấc l y làm chu n trên dẩ ụng cụ đo nằm trên một đường th ng thì k t qu ẳ ế ả đo có độ chính xác cao nhất”.

Trang 6

BÀI II KIỂM TRA KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH HÌNH DÁNG VÀ SAI LỆCH VỊ TRÍ CỦA CHI TIẾT HÌNH TRỤ TRƠN BẰNG GÁ ĐO ĐỂ BÀN

- Thiết bị đo và dụng cụ thí nghiệm:

 Chi tiết mẫu như bản vẽ hình 1  Đồng hồ so có giá trị chia độ 0,001 mm  Đồng hồ chân què có giá trị chia độ 0,01 mm  Gá đo Số 1 Số 2 Số 3- -

 Trục mẫu hoặc căn mẫu 30

 Đo đường kính hai cổ trục 30k7

 Đo sai lệch sai lệch profil mặt cắt dọc trục và sai lệch độ tròn 30k7 Đo độ đảo hướng kính của 42 so với 30k7

 Đo độ đảo của mặt đầu D so với 30k7

- Các bước thí nghiệm:

Chi tiết được định vị 5 bậc tự do như hình 2-1

theo phương pháp 2 tiếp điểm

Dùng gá Số 1 là khối V có góc 900, một mặt V làm chuẩn đo, một mặt V làm chuẩn tỳ

 Điều chỉnh cho đầu đo 1 trên 30k7 (mặt A) hướng qua tâm trục. Đặt căn mẫu 30 vào mặt chuẩn V, chỉnh “0” cho đồng hồ 1

 Bỏ căn mẫu ra, đưa chi tiết áp sát vào chuẩn tỳ như hình 2 1 mô tả Đo - A, đọc sai lệch chỉ thị trên đồng hồ là x và ghi vào bảng 2-1

 Tiến hành tương tự với B

Kích thước đo được tính theo công thức:

Trong đó L là kích thước danh nghĩa của căn mẫu (lấy L00 30 mm) Kích thước được kết luận là đạt nếu:

30,002 ≤ Dth ≤ 30,023

2 Đo sai lệch profil trên một mặt cắt dọc trục 30k7

Thao tác này cần được tiến hành ngay khi đo đường kính A và B trên gá số 1

 Để mặt E áp sát vào mặt trái khối V bên phải

 Từ từ kéo chi tiết sang trái cho tới lúc mặt C tì vào mặt phải khối V bên trái Ghi biến thiên chỉ thị xmax , xminvào bảng 2-2

 Sai lệch profil trên mặt cắt dọc trục được tính theo công thức:

0th

Trang 7

3 Đo sai lệch độ tròn 30k7 theo phương pháp đo 3 tiếp điểm và đo độ đảo hướng kính 42 so với AB trên gá số 2

Gá số 2 có khối V 600

 Nâng đầu đo lên Đưa chi tiết vào vị trí đo cho chi tiết áp sát vai C vào mặt phải của khối V bên trái như sơ đồ 2-1 Hạ đầu đo xuống sao cho đồng hồ so nằm trong miền làm việc và điều chỉnh cho đầu đo qua tâm chi tiết.

 Xoay từ từ chi tiết đi 1 vòng, theo dõi giá trị chỉ thị trên đồng hồ 1 (hoặc 1’) Ghi giá trị chỉ thị lớn nhất xmax và giá trị chỉ thị nhỏ nhất xminvào bảng 2-3

Sai lệch độ tròn được tính theo công thức:

Với góc = 60 ta có: 0

Để đo độ đảo hướng kính của 42 so với chuẩn A,B, đặt đầu đo 3 vào mặt 42 như sơ đồ hình 2 1 Điều chỉnh cho chỉ thị về xung quanh “0” Xoay chi -tiết 1 vòng, quan sát giá trị chỉ thị lớn nhất xmax và giá trị chỉ thị nhỏ nhất xmintrên đồng hồ 3 và ghi vào bảng 2 Độ đảo hướng kính của 42 so với A, B -4tính theo công thức:

4 - Đo độ đảo hướng trục của mặt đầu D so với A B trên gá số 3,

Hai khối V ngắn định vị hai mặt A, B hạn chế 4 bậc tự do Mặt vai khối V đặt vuông góc với phương trục AB, tiếp xúc với điểm cao nhất trên mặt C của chi tiết, hạn chế 1 bậc tự do, chỉ còn lại 1 bậc tự do xoay cho chi tiết

Chân của đồng hồ chân què 2 có hướng áp vào mặt D của chi tiết Chỉnh gá đo để đồng hồ ở giữa phạm vi đo Xoay mặt chỉ thị của đồng hồ sao cho số chỉ ban đầu trên đồng hồ gần “0”

Xoay chi tiết đi 1 vòng, quan sát giá trị chỉ thị lớn nhất xmax và giá trị chỉ thị nhỏ nhất xmin trên đồng hồ 2 và ghi vào bảng 2 Độ đảo mặt D so với A, B tính -4theo công thức:

E

Trang 8

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI II

Ngày thí nghiệm : Người hướng dẫn :

SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN KẾT QUẢ ĐO

(Chi tiết đo số: )

1- Đo đường kính cổ trục 30k7(+𝟎, 𝟎𝟐𝟑

Bảng 2-1

Thông số đo Thứ tự

Sai lệch chỉ thị x ( m)

Kích thước đo được (mm)

Tại A Tại B A B 1

Dmax = 30,023

Dmin = 30,002 2

3 4 5

Kết luận về kích thước Kết luận chung :

2- Đo sai lệch prôfil trên một mặt cắt dọc trục 30k7 trên gá Số 1

Bảng 2-2 Vị trí đo

Giá trị chỉ thị( m) Tại A Tại B Sai lệch prôfil cho phép (mm) xmax

xmin

0,02 Kết luận Sai lệch prôfil đo(mm)

x x

Trang 9

3- Đo sai lệch độ tròn của 30k7 trên gá Số 2

Bảng 2-3 Vị trí đo

Giá trị chỉ thị( m) Tại A TạiB Sai lệch độ tròn cho phép (mm) xmax

xmin

0,01 Kết luận : Sai lệch độ tròn đo(mm)

x x

4- Đo độ đảo hướng kính của 42 (gá số 2) và độ đảo mặt đầu D so với AB (gá số 3)

Bảng 2-4

Thông số đo

Giá trị chỉ thị đo (µm)

Độ đảo đo được (mm)

Độ đảo cho phép

(mm)

Kết luận xmax xmin

Độ đảo hướng kính

Độ đảo mặt đầu

𝛥𝑑𝐷/𝐴𝐵= 𝑥𝑚𝑎𝑥− 𝑥𝑚𝑖𝑛 0,1 5- Kết luận chung cho sản phẩm: Câu h i ki m tra: ỏ ể So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa các sơ đồ đo sai lệch độ tròn của trục A, độ đảo hướng kính c a trủ ụ 42 so với AB và độ đảo mặt đầu D so v i AB (so sánh v ớ ề sơ đồ gá đặt, v ị trí đặt đầu đo, thao tác đo) ……….

Trang 10

Nội dung thí nghiệm:

 Đo bán kính cong của chỏm cầu

Đo chiều cao cung H tr c ti p ự ế

Đặt c u k lên bàn chuầ ế ẩn, khi đó đầu đo sẽ ằ n m trên dây cung AB Đọc giá trị này là X 1

Sau đó đặt cầu kế lên chỏm cầu cần đo bán kính, lúc này đồng hồ so của cầu kế có giá tr Xị 2

Giá tr chi u cao cung H tính b ng X Xị ề ằ 2– 1

Đo so sánh chiều cao cung H

- Tính chiều cao cung H0của chỏm cầu mẫu R theo công thức0 : 𝐻0= 𝑅0− √𝑅02− 𝐿2

Hình 3.1 Cầu kế đặt lên chỏm cầu cần đo bán kính Chỏm c u ầ

cần đo Cầu k ế

M

Trang 11

Trong đó : R là 0 bán kính danh nghĩa của chỏm cầu cần đo (Ro= ……mm) 2L là đường kính vòng chặn của cầu kế; 2L = 38mm

- Tìm trong hộp căn mẫu tấm căn mẫu có kích thước H0 để chỉnh ‘0’ cho đồng hồ Nếu không tìm được căn mầu đúng bằng H0thì lấy căn mẫu xấp xỉ H0, phần chênh lệch với H0 sẽ được gửi vào chỉ thị của đồng hồ so

- Đặt căn mẫu lên bàn chuẩn, sau đó đặt cầu kế lên căn mẫu để chỉnh ‘0’ theo R : Trước tiên xoay mặt chỉ thị của đồng hồ so sao cho kim đồng 0 ta hồ chỉ ‘0’, nếu giá trị căn mẫu không bằng H hì ta tiếp tục xoay mặt đồng hồ 0 tđi đúng bằng lượng chênh lệch giữa căn mẫu và H (giả sử H tính được là 002,79 mm mà căn mẫu chọn là 3 mm thì xoay mặt đồng hồ đi +0,21 mm)

- Đặt cầu kế lên chỏm cầu đo, lúc này đọc sai lệch X so với vị trí ‘0’ trên đồng hồ Giá trị chiều cao cung H H + X 0

Bán kính cong của chỏm cầu được tính theo công thức: 𝑅 = 𝑅0+𝐾 𝑋

2Trong đó : 𝐾 = − [𝐿𝐻22− 1]

BA

Trang 12

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI III

𝑅 = 𝑅0+𝐾.𝑋

Câu hỏi kiểm tra:

1 Giá trị tuyệt đối của hệ số khuếch đại K thể hiện điều gì? Khi đo chỏm cầu bằng cầu kế thì cần hệ số khuếch đại K lớn hay bé?

Hệ s khuố ếch đại:

Trang 13

BÀI IV: ĐO ĐƯỜNG KÍNH VÒNG CHIA CỦA BÁNH RĂNG - Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm:

 Bánh răng mẫu; trục chuẩn có đường kính dp = 1,5.m

 Thước cặp đồng hồ 0 200/0,02 mm hoặc panme 75- -100/0,01 mm - Nội dung thí nghiệm:

 Đo đường kính vòng chia của bánh răng bằng trục chuẩn và thước cặp hoặc panme

- Xác định bánh răng có số răng z = …… và module m = ……

- Sử dụng 2 trục chuẩn đặt vào các rãnh răng đối xứng nhau (với số răng chẵn) và gần đối xứng nhất (với số răng lẻ) như hình 1 Chọn trục chuẩn có đường kính 4phù hợp (dp = 1,5 × m) để tâm của trục chuẩn nằm trên vòng chia của bánh

(a) Bánh răng có số răng chẵn (b) Bánh răng có số răng lẻHình 4.1 Tr c chuụ ẩn đặt vào các rãnh răng

- Đo khoảng cách Md giữa 2 trục chuẩn, từ đó suy ra đường kính vòng chia của bánh răng

Với bánh răng số răng chẵn: dc = Md – dp

Với bánh răng số răng lẻ: Md = dc.cos90

𝑧 + d d = (M dp)/ cospcd– 90𝑧𝑜 (hình 11.1b)

- Đo z/2 lần khoảng cách M giữa 2 con lăn, ghi số liệu vào bảng d 4.1

Trang 14

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI IV

Bảng 4.1 Đường kính vòng chia của bánh răng qua 2 trục chuẩn:

Md dc Md

dc

Trang 15

BÀI V: ĐO GÓC THEO PHƯƠNG PHÁP ĐO GIÁN TIẾP BẰNG BI HOẶC CON LĂN

- Thiết bị đo và dụng cụ thí nghiệm:

 Bi cầu

 Đồng hồ so có phạm vi đo 0-50 mm, giá trị chia độ 0,01mm  Pan me đo ngoài 0-25 có giá trị chia độ 0,01mm

 Bàn chuẩn

 Đo góc côn trong

Hình 5.1 Hai viên bi cầu nằm trong lỗ côn Vậy góc côn 2 liên quan đến d1, d2 và h , h12

1 Đo đường kính bi cầu 5 lần theo các phương đo khác nhau Số liệu đo được ghi vào bẳng 5-1

2 Tiến hành lần lượt các bước sau:

 Điều chỉnh cho đồng hồ tiếp xúc với bàn chuẩn và chỉnh “0”  Cho lần lượt từng viên bi nhẹ nhàng vào lỗ côn

 Hạ đầu đo từ từ tiếp xúc với viên bi trên đỉnh cao nhất,lần lượt đo h1,h2  Động tác đo được tiến hành 5 lần, ghi số liệu vào bảng 5-1

h1 h2 d2

d1

2

Trang 16

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI V

Bảng 5-1

𝑑2= ℎ1= ℎ2= 2

3 4 5

Tính 𝑑1, 𝑑2, ℎ1, ℎ2 theo công th c sau :ứ 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 1

Trang 17

BÀI VI ĐO KHOẢNG CÁCH TÂM 2 LỖ TRÊN VỎ HỘP GIẢM TỐC

BẰNG MÁY ĐO TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN 3 CHIỀU

 Chi tiết đo (dạng vỏ hộp giảm tốc)

 Máy đo Tọa độ không gian 3 chiều Mitutoyo Crysta Apex S544,

phạm vi đo 500 × 400 × 400 mm - Nội dung thí nghiệm:

 Đo khoảng cách L từ tâm lỗ A đến tâm lỗ B

1 Sử dụng máy đo tọa độ không gian 3 chiều CMM

- Vì CMM (hình 6.1) là máy đo rất chính xác, đầu đo được dẫn động theo 3 trục x, y, z bằng các sống dẫn sử dụng đệm khí nên sinh viên phải tuân thủ các hướng dẫn của Giáo viên để tránh xảy ra tai nạn hay hỏng hóc đáng tiếc.

- Trước tiên kiểm tra áp suất làm việc của 3 sống dẫn đệm khí có đúng 4 bar không(hình 6.2)!

Trang 18

Hình 6.2 Đồng h ồ hiển thị áp suất đầu vào của CMM

- Sau khi kiểm tra áp suất làm việc, chúng ta bắt đầu bấm nút Power On, để ở chế độ đo Manual Kiểm tra hiển thị trên Bảng điều khiển Joystick xem máy đo có bị lỗi gì không (nếu có lỗi sẽ hiển thị Error …, còn không sẽ hiển thị ABS0 Tiếp ) theo, bấm nút start trên Joystick để máy lấy lại gốc 0

- Kích đúp chuột để khởi động phần mềm đo MCosmos-1v4.3, sẽ ra giao diện như hình 6.3

Hình 6.3 Giao di n ệ khởi động của phần mềm MCosmos-1v4.3 Bộ lọc hơi

nước

Van đóng ngắt h ệ thống khí nén

Van điều chỉnh áp suất khí nén

Đồng hồ hi n ểthị áp suất khí nén

Create a new part

CMM learn mode

Các chương trình đ đã cóo

Trang 19

- Để tạo chương trình đo mới nhấn vào “Create a new part”, để mở chương trình đo đã có kích đúp chuột vào biểu tượng cạnh chương trình đo cần mở Nếu là chương trình đo mới kích tiếp vào biểu tượng “CMM learn mode” để thực hiện các lệnh cần đo

- Sau đó thực hiện tiếp các bước sau: 1 Chọn hệ số giãn nở nhiệt của chi tiết đo để phần mềm bù sai lệch kích thước theo nhiệt độ đo thực tế 2 Bấm “Exit and calibrate” để đi đến bước chọn và hiệu chuẩn đầu đo Bấm “ProbeBuilder” để chon đúng loại đầu đo sử dụng, “Define probes” để xác định 2 góc quay A và B của đầu đo (Với đầu đo MH20i của Renishaw thì góc A quay từ 0 ÷ 90 , góc B quay từ o -165 đến 180o) Bấm “Calibrate” để hiệu chuẩn đầu đo với quả cầu chuẩn kích thước 19,97523 mm 3 Xong các bước trên bấm chọn góc đầu đo để sử dụng và xác nhận đã dịch chuyển về đúng góc của đầu đo (ví dụ như hình 6.4)

Hình 6.4 Xác nhận là đã ịch đầu đo vềd góc A = 0, B = 0 Giao diện như hình 6.5 sẽ xuất hiện sau khi xác nhận góc đầu đo

Hình 6.5 Giao di n chính bao g m các lệ ồ ệnh đo, chọn h tệ ọa độ cho vật đo và tính toán k t qu ế ả đo

2 Đo khoảng cách L từ tâm lỗ A đến tâm lỗ B

Hình 6.6 là hình chi u ế đứng c a chi tiủ ết Để xác đinh khoảng cách tâm gi a 2 lữ ỗ, trước tiên cần xác định n1 điểm trên lỗ A và n2 điểm trên l B (n1, n2 ỗ ≥ 3 để xác định được đường tròn và càng lớn thì thu được b mề ặt càng khách quan, nhưng thời gian đo sẽ lâu)

Đo góc

Tính kho ng cách ảĐo điểm

Đo đường thẳng Đo đường tròn

Tính độ thẳng Tính độ phẳng

Tính độ tròn

Tính độ song song Tính độ vuông góc

Tính góc

Độ đố ứi x ng c a mp ủTính độ đảo

Trang 20

- Để thuận tiện trong xử lý kết quả đo, người ta thường chuyển hệ tọa độ xyz của máy đo như hình 6.1 sang hệ tọa độ của vật đo bằng cách bấm chọn “Coor.sys./ Align coordinate system ” Phần mềm đưa ra 8 lựa chọn hệ trục tọa độ trên vật đo: 1 Một mặt phẳng và hai đường thẳng, 2 Một mặt phẳng và hai đường tròn, 3 Một mặt phẳng + một đường tròn và một đường thẳng với gốc tọa độ O là tâm đường tròn, 4 Một mặt phẳng + một đường tròn và một đường thẳng với gốc tọa độ O là giao điểm của đường thẳng đã chọn với đường thẳng vuông góc với nó và đi qua tâm đường tròn 5 Một mặt trụ và hai điểm, 6 Một mặt trụ + một đường tròn và một điểm, 7 Một mặt trụ + một đường thẳng và một điểm, 8 Một mặt trụ + một đường thẳng và một điểm

- Nếu cần xuất số liệu đo ra file dữ liệu chọn “Output/ Open output file ”, sau đó , chọn đường dẫn ghi file, định dạng file (File format) và các loại dữ liệu cần xuất ra(Output)

- Để đo đối tượng đường tròn, kích vào biểu tượng lệnh đo đường tròn trên thanh công cụ như hình 6.5, chọn thuật toán xử lý số liệu đo, mặt phẳng mà các điểm đo sẽ chiếu lên, tên đối tượng đo (Name), số điểm đo (No Of pts.), đo tự động hay đo bằng tay (hình 6.7)

- Đo các điểm trên đường tròn A và B như hướng dẫn ở trên và hình 6.7

Hình 6.6 Chi tiết vỏ h p gi m t c cộ ả ố ần đo khoảng cách giữa lỗ A và l B ỗ

Hình 6.7 Các thu c tính cộ ủa đối tượng đo đường tròn Đo tự động/

bằng tay

Trang 21

Để tính khoảng cách giữa đường tròn A và B chọn lệnh “Distance” trên thanh công cụ hình 6.5 sẽ xuất hiện hộp thoại như hình 6.8

Hình 6.8 Hộp thoại khi tính khoảng cách giữa 2 phần tử

Kết quả đo khoảng cách sẽ xuất hiện ở cửa sổ “List of results”, nếu muốn xuất kết quả ra file thì thước đó phải thực hiện lệnh “Output/ Open output file ” rồi, bây giờ mới tiếp tục thực hiện lệnh “Output/ Close output file ” thì kết quả mới được ghi vào file đã chọn

Ghi các kết quả tọa độ tâm, đường kính, độ tròn và khoảng cách giữa 2 lỗ vào bảng số liệu 6.1 Sau đó mở file đã ghi dữ liệu để lấy kết quả tọa độ các điểm đã đo vào Bảng số liệu 6.1

Tên c a kho ng ủ ảcách c n tính ầ

Chiếu lên mp Oxy Chiếu lên mp Oyz Chiếu lên mp Oxz Cộng thêm bán kính

Không bù bán kính Trừ đi bán kính