Kỹ thuật đo lường, kiểm tra trong chế tạo cơ khí sách được dùng làm giáo trình cho sinh viên đại học và cao đẳng kỹ thuật nguyễn tiến thọ, nguyễn thị xuân bảy

THƯ VIỆN ■ N THỌ - NGUYỄN THỊ XUÂN BẢY - NGUYỄN THỊ CAM TÚ ĐẠI HỌC NHA TRANG M 681.2 Ng 527 Th ỉ Ọ DO LlẩilN G K IỀ M TR A chế tạo co khí 0-0 Ũ t* □ n 5] * Õ0 o õ ĩ ĩ * 3000014314 f NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT PGS TS NGUYỄN TIẾN THỌ GVC NGUYỄN THỊ XUÂN BẢY THS NGUYỄN THỊ CAM tú KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG - KIỂM tra TRONG CHẾ TẠO Cơ KHÍ (Sách dùng làm giáo trình cho sinh viên đại học cao đẳng kỹ thuật) (In lần thứ 3, có bổ sung sửa chừa) AI , ụ * > i TMỮMS&ẠI HỌCNHAỮRANG THỮ VIỂN NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2007 C h •i u t r c h n h i ê• m x u ấ t b ả n B iên tậ p PGS.TS TÔ ĐĂNG HẢI NGUYỄN THỊ NGỌC KHUÊ NGUYỄN MẠNH HÙNG S a b ả n in T rìn h b y bìa MẠNH HÙNG TIẾN HÙNG In 1.000 cuốn, khổ 19 X 27cm Tại Xưởng in NXB Văn hóa Dân tộc Q uyết định xuất bàn số: 730-2006/CXB/111-59/KHKT In xong n ộ p lưu chiểu Quí I năm 2007 MỤC LỤC Trang Lời nói đấu Chương CÁC KHÁI NIỆM VÀ NGUYÊN TẮC c BẢN TRONG ĐO LƯỜNG 1.1 Mở đáu 1.2 Các khái niệm kỹthuật đo lường 1.2.1 Đo lường 1.2.2 Đơn vị đo - Hệ thống đơn vị đo 10 1.2.3 Phương pháp đo 10 1.2.4 Kiểm tra - Phương pháp kiểm tra 12 1.2.5 Phương tiện đo - Phân loại phương tiện đo 13 1.2.6 Các chí tiêu đo lường 14 1.3 Các nguyên tắc 14 1.3.1 Nguyên tắc Abbe 14 1.3.2 Nguyên tắc xích kích thước ngắn 16 1.3.3 Nguyên tắc chuẩn thống 16 1.3.4 Nguyên tắc kinh tế 17 Chương PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC THƠNG s ố HÌNH HỌC VÀ 18 CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA CHI TIẾT c KHÍ 2.1 Phương pháp đo kích thước thẳng 18 2.1.1 Phương pháp đo hai tiếp điểm 18 2.1.2 Phương pháp đo ba tiếp điểm 18 2.1.3 Phương pháp đo tiếp điểm 23 2.2 Phương pháp đo kích thước góc 25 2.2.1 Phương pháp đo trực tiếp kích thước góc 25 2.2.2 Phương pháp đo gián tiếp kích thước góc 28 2.2.3 Đo góc theo phương pháp toạ độ 31 2.3 Phương pháp đo kích thước lỗ 31 2.3.1 Phương pháp đo đồng hồ đo lỗ 31 2.3.2 Dùng gá đo lỗ 34 2.3.3 Phương pháp đo lỗ phương tiệnđo khí nén 35 2.4 Phương pháp đo kích thước lớn 37 2.4.1 Phương pháp đo cung 37 2.4.2 Phương pháp chu vi 38 2.4.3 Phương pháp lăn 38 2.4.4 Phương pháp đo máy kinh vĩ 39 2.5 Phương pháp đo kích thước tế vi 39 2.5.1 Phương pháp mặt cắt ánh sáng 40 2.5.2 Phương pháp giao thoa 40 2.5.3 Phương pháp đo tiếp xúc 41 2.6 Phương pháp thông số tiêu chất lượng chi tiết 42 khí 2.6.1 Phương pháp đo thơng số sai số hình dáng bề mặt 2.6.1.1 Đo độ tròn 43 2.6.1.2 Đo độ trụ 47 2.6.1.3 Đo độ thẳng 51 2.6.1.4 Đo độ phẳng 53 2.6.2 Phương pháp đo thông số sai số vị trí tương đối 43 55 2.6.2.1 Đo độ song song 58 2.6.2.2 Đo độ vng góc 60 2.6.2.3 Đo sai lệch góc nghiêng 62 2.6.2.4 Đo độ đồng trục độ dao hướng tâm 63 2.6.2.5 Đo độ đảo hướng trục 67 2.6.2.6 Đo độ xuyên tâm 68 2.6.2.7 Đo độ đối xứng 69 2.7 Phương pháp đo thông số cùa chi tiết ren 71 2.7.1 Đo đường kính trung bình ren 71 2.7.2 Đo góc nửa prơíin ren 75 2.7.3 Đo bước ren 76 2.8 Phương pháp đo thông số bánh 79 2.8.1 Phương phấp kiểm tra tống hợp kiểu ăn khớp bên 80 2.8.2 Phương pháp kiểm tra tống hợp kiểu ăn khớp khít 85 2.8.3 Phương pháp đo sai số tích luỹ bước vòng 87 2.8.4 Phương pháp đo sai lệch giới hạn bước pháp sở 91 2.8.5 Phương pháp đo sai lệch khoảng pháp tuyến chung 91 2.8.6 Phương pháp độ dáo hướng tâm vành 93 2.8.7 Phương pháp đo đường kính vịng chia 94 2.8.8 Phương pháp đo sai số prồfin 95 2.9 Phương pháp đo độ cứng bề mặt 97 2.9.1 Phương pháp đo độ cứng Brinell 97 2.9.2 Phương pháp đo dộ cứng Rockwell 98 2.9.3 Phương pháp độ cứng Wickker 100 Chương LÝ THUYẾT SAI s ố - PHƯƠNG PHÁP XỬLÝ 101 KẾT ỌUẢ ĐO THỰC NGHIỆM 3.1 Khái niệm sai số đo phân loại 101 3.2 Sai số ngẫu nhiên - Phương pháp tính thơngsố đặc trưng 102 3.3 Sai số hệ thống - Phương pháp khử sai số hộ thống I 17 3.4 Sai số thô - Các tiêu loại sai số thô 121 3.5 Xử lý kết gián tiếp 126 3.5.1 Bài toán thuận 127 3.5.2 Bài toán nghịch 130 3.6 Độ xác độ tin cậy kết dc 134 3.6.1 Khi đo trực tiếp đại lượng điều kiện 134 3.6.2 Khi đo trực tiếp đại lượng không điều kiện đo 139 3.6.3 Xác định số lần đo cần thiết theo độ xác độ tin cậy yêu cầu 141 3.7 Phương pháp xác định mối quan hệ thực nghiêm 144 3.7.1 Xác định quan hệ hàm số đại lượng 145 3.7.2 Xác định mối quan hệ tương quan đại lượng 151 3.7.3 Áp dụng lý thuyết hàm ngẫu nhiên nghiên cứu quan hệ 158 thực nghiệm Chương CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐO 160 4.1 Chọn phương pháp đo 160 4.2 Chọn độ xác phương pháp 165 4.3 Chọn số lần 169 PHỤ LỤC 176 Bảng giá trị tích phân Laplass 176 Bảng giá trị tích phân Student 177 Bảng giá trị tích 178 Tài liệu tham khảo phân Macxoen 179 LỜI NĨI ĐẨU Một q trình sản xuất nghiêm túc q trình tạo sản phẩm có chất lượng Chất lượng sản phẩm thể chất lượng lao động Chỉ với chất lượng lao động cao tạo sản phẩm có chất lượng tốt Khơng thể hy vọng có sản phẩm đạt chất lượng cao không thực lao động nghiêm túc Trong S e in xuất, đo lường phương pháp đê nhận biêt chất lượng, dung cụ đo lường trở thành công cụ lao động góp phần tạo lao động có chất lượng cao, tạo sản phẩm chất lượng tốt Trong quy trình cơng nghệ tạo sản phâm với tiêu kỹ thuật qui định, bắt buộc phải bố trí ngun cơng kiểm tra sau ngun cơng hay cổng đoạn góp phần hình thành yếu tố có chất lượng qui định Chỉ thế, sản phẩm đảm bảo đạt tiêu kỹ thuật yêu cầu Cuốn "K ỹ th u â t đ o lư n g - k iể m tra tr o n g c h ế tao co k h i' cung cấp kiến thức sở kỹ thuật đo cho kỹ SƯ chế tạo máy để giải cơng nghệ sản xuất đưa quy trình cồng nghệ hợp lý, có khả giải vấn đề kỹ thuật đo lường kiểm tra chất lượng sản phẩm, thế, thiẽt kê gá lắp kiểm tra cho trang bị công nghệ ch ế tạo san phâin, chọn độ xác hợp lý cho phương pháp đo Cuốn sách trình bày vấn đề kỹ thuật đo mà không tỉ mỉ, cụ thể vào cấu tạo, hoạt động dụng cụ đo Trọng tâm sách dành cho vân đề phương pháp đo để xác định thông số hình học chi tiỏt khí Về thiết k ế chuyên đổi đo kết cấu cụ thể thiết bị đo chiều dài trình bày " T h iết b ị đ o tro n g c h ế tao kh i' Ngồi để phục vụ cho cơng tác nghiên cứu thực nghiệm, sách cịn trình bày kiến thức bản, tóm tắt lý thuyết sai số phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm - kiến thức thiếu công tác đo lường - kiểm tra sản xuất để đánh giá có tính chất thống kê chât lượng sản phẩm, máy móc Cuốn sách "K ỹ th u â t đ o lư n g - k iể m tra tro n g c h ế tao co k h i' soạn làm tài liệu học tập thức cho sinh viên ngành Chế tạo khí MÁy xác, làm tai liẹu tiiam Khao cho cac sinh viêin, học si nhi kỹ tthiuật ngành khí nói chung Cuốn sách cịn giúp ích cho cán b«ộ Hàm cơing tác kiểm tra kỹ thuật khí, kỹ sư cơng nghệ chế tạo mgườíi «quan tâm đến vấn đề kỹ thuật đo lường - kiểm tra nghiên cứu thực nglhiệmi Ngồi mục đích trang bị kỹ thuật đo lường - Ikiỏim tira đảm báo chất' lượng sản phẩm, cn sách cịn giúp người thiết lkế nêu mộ>t cách hợp lý nhu cầu chất lượng sản phẩm đưa roiộtt quy trình cơng nghệ hợp lý để đảm bảo chất lượng Cuốn sách giúp ta chọn phương án đo vả độ xác dụng cụ đo phù hợp với yêu cầu cfộ -chính >xác sản phẩm Do cuồn sách xuất lần đầu nén khó» tránh khỏi sai sót, chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp độc giả H À NỘI 2001 Các tác giả Chương / CÁC KHÁI NIỆM VÀ NGUYÊN TẮC Cơ BẢN TRONG ĐO LƯỜNG 1.1 MỞ ĐẨƯ Đám báo chấl lượng sán phẩm san xuất đảm háo hiệu kinh tế cho nén sản xuất Việc dám bảo chất lượnu sán phẩm không đơn việc kiểm tra sán phẩm sau chế tạo mà phải vạch nguyên nhân gây sai hỏng gia công đê cỏ quy trình cơng nghệ hợp lý cỏ the diều chinh trinh gia công nhằm tạo sán phẩm dụt chất lượng Mức dỏ dưa thiết bị kỹ thuật đo vào công nghệ chế tạo the mức độ tiên tiến san xuất 1.2 C Á C KH ÁI N IỆ M C BÁN TRONG KỸ T H U Ậ T ĐO LƯỜNG 1.2.1 Đo lường Đo lườne việc định lượng độ lớn đối tượne đo Đỏ việc thiết lập quan hụ eiữa dại lượng cần đo đại lượn 11 cỏ cù ne tính chất vật lý qui định dù ne làm đơn vị đo Thực chất đổ việc so sánh đại lượne cần đo với đơn vị đo để tìm tý lộ chíine Độ lớn đối tượne cần đo dược biểu diễn bàne tri số tý lộ nhân kèm theo đơn vi đo dùng so sánh c Kết đo đọc qua giá trị thị tống đại số giá trị thực cứa dại lượng đo sai số phương ị)hap đo At: X = Q + AI Khi giá trị thực dại lượng vượt giới hạn cho phép: Q > Qm;tN đá nu cần kết luận sản phẩm không đạt yêu cầu Nhưng sai sổ đo dại lượng luồn giả thiết có phân hổ chuẩn mà: AQ = Q - Q.nax < ỈAI'1 thì: X = Q,n,, + AQ + At < Qm:tx 1 II MamiiiiorTpoemie MorKBa 1972 r r Ị B y p a y ETựiHHHiỊbi (|)iỉ3iỉiiecKiix Iỉejiiiinm MociìBa 1967 E M /ịo ố p b im n ì ripnriopbi 11 mnr i i i bi x iia.Mepeiuia "MaiiiiiiiocTpoeiimí" Mock lia I9()7 16 B y¡¡;(\\íixo r| i m a M H K a i K í M e p r m i 11 M o r u n a 17 A II HCMaTii'ieriuix ; UI>1 111 Iirii Miix 1975 B BbJCOYixHFÍ FJ Cỉpvrnc r i p n ổ o p II y r T p o í í e T B a ;i.iíi a i í T i i m i o r o p 0.11 a p a a i w e p o B B M a i i i i m o c T p o e i m i í M a m m a M o r u n a N itili npiioopoB ICOHT- 19(>1 Hoc P h i D u n e c ụ đ o kjú N h x u ấ l b n C ô n e n e h i ệ p c k h í B ắ c K i n h N g u y ê n b ả n t i ế n g T r u n g Q u ố c 1966 19 Bành Sư Nhan L ý t h u y ế t s s ố v x l ý s ố l i ệ u t h í n g h i ệ m N g u y ê n l ả n t i ế n g T r u n g Q u ố c N h xu ất b ả n K hoa học Bắc K inh, 180