báo cáo thí nghiệm bộ nhám bề mặt

Các phương pháp đánh giá nhám bề mặt hiện nay  Nhám bề mặt được đánh giá bằng độ nhấp nhô của profil được tạo thành bởigiao tuyến giữa bề mặt thực với bề mặt vuông góc với bề mặt thực..

BÀI 1: ĐO ĐỘ NHÁM BỀ MẶT

I – Mục đích

- Các phương pháp đánh giá nhám bề mặt

- Làm quen với máy đo độ nhám Mitutoyo model FJ 201T

- Đo độ nhám trên máy đo độ nhám FJ 201T

- Chuyển đổi giữa các thông số đo độ nhám

…

2 Các phương pháp đánh giá nhám bề mặt hiện nay

 Nhám bề mặt được đánh giá bằng độ nhấp nhô của profil được tạo thành bởigiao tuyến giữa bề mặt thực với bề mặt vuông góc với bề mặt thực Nó nhậnđược bằng cách cắt bề mặt thực bằng một mặt phẳng, thường là mặt phẳngpháp tuyến

 Theo tiêu chuẩn TCVN 2511 – 95 có các chỉ tiêu đánh giá:

a) Sai lệch trung bình số học của profin Ra

- Là trị số trung bình của các khoảng cách từ profin thực tới đường trung bìnhtrong giới hạn chiều dài chuẩn

Hoặc tính gần đúng

b) Sai lệch bình phương trung bình của profin Ra

c) Chiều cao trung bình nhấp nhô của profin theo 10 điểm

- Là giá trị trung bình của trị tuyệt đối chiều cao 5 điểm cao nhất của phần lõi

và 5 điểm thấp nhất của phần lõm tới đường trung bình m trong giới hạnchiều dài chuẩn

Trong đó: và là khoảng cách từ 5 điểm cao nhất và 5 điểm thấp nhất tớiđường thẳng song song nằm phía dưới và không cắt phần thực

d) Chiều cao trung bình của các nhấp nhô

Là giá trị trung bình của bước nhấp nhô của profin trong giới hạn chiều dàichuẩn

e) Chiều cao nhấp nhô

Là khoảng cách giữa đỉnh cao nhất của phần lõi và đáy thấp của phần lõm củaprofin trong giới hạn chiều dài chuẩn

f) Bước trung bình của các nhấp nhô profin Sm

Là giá trị trung bình của bước nhấp nhô của profin trong giới hạn chiều dàichuẩn

g) Bước trung bình của các nhấp nhô theo đỉnh S

Là giá trị trung bình khoảng cách giữa các đỉnh nhấp nhô trong giới hạn chiềudài chuẩn

h) Chiều dài tựa tương đối của profin tp

Là tỉ số giữa chiều dài tựa của profin tp và chiều dài chuẩn l tính theo %

Trong đó: tp – chiều dài tựa tương đối của profin

bi – giới hạn bởi profin thực theo đường thẳng cho trước song songvới đường chuẩn

- Chiều dài tựa của profin được xác định trên mức thiết lập P tức là trên khoảngcách cho trước giữa đường đỉnh và đường song song với đường đỉnh cắtprofin thực Trong đó đường đỉnh là đường đi qua đỉnh cao nhất của profinsong song với đường trung bình

- Ngoài các thông số này, tùy theo điều kiện làm việc của chi tiết, người thiết kế

có thể quy định thêm các yêu cầu phụ về hướng nhấp nhô bề mặt Hướngnhấp nhô bề mặt là hình vẽ quy ước được tạo thành bởi các hình chiếu vuônggóc của các điểm cao nhất và thấp nhất của bề mặt trên mặt phẳng trung bình.Việc quy định hướng nhấp nhô được dùng cho các bề mặt ma sát đối tiếp cóchuyển động tương đối với nhau để dẫn hướng hoặc dẫn hướng cho các dòngchảy hoặc khi chuyển động so với bề mặt cũng như để đảm bảo độ ổn địnhchống rung và độ bền khi chịu tải chu kỳ

 Người ta thường sử dụng 3 phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt:

Từ 320 160Dưới 160 80Dưới 80 40Dưới 40 20Dưới 20 10Dưới 10 6,3Dưới 6,3 3,2Dưới 3,2 1,6Dưới 1,6 0,8Dưới 0,8 0,4Dưới 0,4 0,2Dưới 0,2 0,1Dưới 0,1 0,005Dưới 0,05 0,025

Bảng 1.1 Độ nhám bề mặt chi tiết máy

3 Máy đo độ nhám SJ 210P

 Máy đo độ nhám là một trong những thiết bị chuyên dùng để đo độ nhám, độbóng, độ phẳng bề mặt của chi tiết kim loại sau khi gia công xong Trong cácchi tiết sản xuất có một số chi tiết hoặc bề mặt yêu cầu phải đạt được độ nhám,

độ bóng, độ phẳng bề mặt theo tiêu chuẩn được đưa ra trên bản vẽ kỹ thuật

 Máy đo độ nhám, độ bóng và độ phẳng bề mặt đo theo các tiêu chuẩn như: Ra,

+ Nút bấm: để bật nguồn, lưu hay in dữ liệu

Power/Data: bật nguồn, khởi động dữ liệu

Start/Stop: bắt đầu đo

Page: chuyển đổi giữa các thang đo như Ra, Rz, Rq,…

Blue, Red: để hiển thị màu trên màn hình

Esc (Guide): hiển thị hướng dẫn

+ Có thể đo bề mặt cong hoặc thẳng

+ Số hiệu: máy SJ 210P số hiệu 178-561-02E

4 Cách sử dụng máy đo độ nhám SJ 210P

- Cách sử dụng: (Hình 1-3, Hình 1-4, Hình 1-5)

Đầu tiên cần lắp đầu đo vào máy đo rồi đặt lên vật cần đo

+ Bước 1: Bật nút nguồn (Power/Data)

+ Bước 2: Lấy chiều dài chuẩn.

+ Bước 3: sau đó ấn bắt đầu máy sẽ tự thực hiện kết quả đo

+ Bước 4: lật trang để chuyển đổi các thang đo giữa Ra, Rz, Rq

- Kết quả sau khi đo được cho trong bảng 1.2:

Mặt cần đo Thang đo

Sau khi đo ta thấy rằng các thông số , , giữa 2 mặt của mẫu đo là khác nhau, do 1

số nguyên nhân sau:

- Do ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện nên cấu trúc tế vi 2 mặt của mẫu đo làkhông đồng đều

- 2 mặt mẫu đo được mài phằng khác nhau dẫn tới độ nhám khác nhau

- Do ảnh hưởng của các yếu tố môi trường bên ngoài

Hình 1.2 Máy đo độ nhám SJ 210P

Hình 1.3

Hình 1.4

Hình 1.5

BÀI 2: GIỚI THIỆU CÁC DỤNG CỤ ĐO VẠN NĂNG THÔNG DỤNG - ỨNG DỤNG ĐỂ LẮP BẢN VẼ CHI

TIẾT

I – Mục đích

1 Nắm được cách sử dụng các dụng cụ đo vạn năng thông dụng

2 Lập bản vẽ chi tiết và tra dung sai cho mối ghép

 Cấu tạo: (Hình 2.1) Hàm đo trong, hàm đo ngoài, hàm cố định, hàmđộng, chốt hãm, đo sâu và thân thước, đơn vị đo thước cặp là mm vàinch

Hình 2.1 Cấu tạo thước cặp

 Phân loại:

- Về tính chính xác:

+ Thước cặp 1/10: đo được kích thước chính xác tới 0,1 mm

+ Thước cặp 1/20: đo được kích thước chính xác tới 0,05 mm.+ Thước cặp 1/50: đo được kích thước chính xác tới 0,02 mm.

- Về đặc điểm:

+ Thước cặp đồng hồ: hiển thị kết quả đo trên đồng hồ số

+ Thước cặp cơ khí: hiển thị kết quả đo trên vạch cơ khí

+ Thước cặp điện tử: hiển thị kết quả đo trên đồng hồ điện tử

 Nguyên lý của thước kẹp: (Hình 2.2)

Hình 2.2 – Nguyên lý của thước cặp

 Cách sử dụng:

- Giả sử khi đo số 0 của du xích nằm trong khoảng giữa cạnh chia thứ m

và (m + 1) của thước milimet Vì mỗi độ chia của du xích nhỏ hơn mỗi độ chiacủa thước milimet nên chắc chắn có một độ chia thứ n của du xích trùng vớivạch m + n của thước milimet Vậy độ dài cần đo sẽ là:

L = (m + n)a – nb = ma + n(a - b) Suy ra: L = ma + a/N

- Cách đo:

+ Trước khi đo cần phải kiểm tra thước có chính xác hay không.+ Phải kiểm tra xem thước và bề mặt vật cần đo có sạch không,nếu không sạch cần lau chùi sạch sẽ bằng giẻ sạch

+ Khi đo phải giữ cho 2 mặt phẳng của thước song song với kíchthước cần đo

+ Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo thì vặn đai ốc hãm để

cố định hàm động với thân thước chính

+ Chú ý: nếu đo mặt trong của chi tiết thì ta phải cộng thêm 10mmvới thước đơn vị mm

Cách tính toán giá trị đo: lấy hai giá trị trên cộng vào nhau(giá trị phần thập phân nhân với sai số ghi trên thân thước, sai số đó có thể là0,1 mm; 0,05 mm; 0,02 mm).

- Cách bảo quản:

+ Không được dùng thước để đo khi vật đang quay

+ Không đo các bề mặt thô, bẩn, bám bụi

+ Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo

+ Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số.+ Thước đo xong phải đặt đúng vị trí trong hộp, không đặt thướcchồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác chồng lên thước

+ Luôn giữ cho thước không bị bụi bẩn bám vào, nhất là bụi đámài, phoi gang, dung dịch tưới

+ Hàng ngày hết ca làm việc phải lau chùi thước bằng giẻ sạch vàbôi dầu mỡ

1.2 Thước panme.

- Panme là dụng cụ đo chính xác, tính vạn năng kém (phải chế tạo từngloại panme đo ngoài, đo trong, đo sâu) phạm vi đo hẹp (trong khoảng 25 mm)

- Panme có nhiều cỡ: 025mm, 2550mm, 5075mm, 75100mm, 100125mm, 125150mm…

- Có rất nhiều kiểu panme, phổ thông nhất vẫn là những dòng sản phẩmcủa Mitutoyo

- Có nhiều cấp độ chính xác và độ phân giải khác nhau Hiện nay trên thịtrường đã có Panme độ phan giải 4 số lẻ (0.0001mm)

- Đơn vị hiển thị thường là mm hoặc inch

a) Cấu tạo (Hình 2.3)

Hình 2.3 Cấu tạo thước cặp

- Đầu đo tĩnh (anvil)

- Đầu đo di động (spindle)

- Phân loại theo bước ren

+ Trục ren có bước ren 1 mm, ống di động (thước phụ) có thangchia vòng được chia thành 100 phần Ưu điểm: Dễ đọc số đo, nhưng thânlớn, nặng, thô (ngày nay ít dùng)

+ Trục ren có bước ren 0,5 mm, thang chia vòng của thước độngchia ra 50 phần

- Phân loại theo công dụng

+ Panme đo kích thước ngoài (Outsite Micrometer)

+ Panme đo kích thước trong (Insite Micrometer)

+ Panme đo chiều sâu (Depth Micrometer)

c) Hướng Dẫn Sử Dụng Panme

 Kiểm tra trước khi tiến hành đo

- Kiểm tra bề mặt ngoài: Kiểm tra xem panme có bị mòn hay sứt mẻ gìkhông Đặc biệt nếu đầu đo bị mòn hay sứt mẻ thi kết quả đo sẽ không đượcchính xác

- Kiểm tra xem các bộ phận có chuyển động trơn tru hay không

- Vệ sinh bề mặt đo

- Kiểm tra điểm “0”: Trước khi đo phải kiểm tra điểm “0” Nếu điểm “0”

bị lệch thì dù có đo chính xác cũng không cho kết quả đo chính xác

+ Đối với panme từ 025 mm ta cho tiếp xúc trực tiếp 2 bề mặt đo.Kiểm tra điểm “0”

+ Đối với panme từ 2550 mm,… thì ta dùng block gauge tươngứng để kiểm tra điểm “0”

+ Trước khi đo cần kiểm tra xem panme có chính xác không

* Cách điều chỉnh điểm 0Trong trường hợp điểm 0 bị lệch ta tiến hành điều chỉnh điểm 0 như sau:

- Trường hợp điểm 0 bị lệch lên trên

+ Cố định spin doll bằng chốt khóa+ Dùng dụng cụ xoay để xoay giá trị bị lệch

+ Kiểm tra lại xem điểm 0 đã ăn khớp hay chưa+ Nếu điểm 0 vẫn bị lệch tiến hành làm lại từ đầu

- Trường hợp điểm 0 bị lệch xuống dưới

+ Cố định spin doll bằng chốt khóa+ Dùng dụng cụ xoay để xoay giá trị bị lệch+ Kiểm tra lại xem điểm 0 đã ăn khớp hay chưa+ Nếu điểm 0 vẫn bị lệch tiến hành làm lại từ đầu

* Những chú ý khi sử dụng panme (Micrometer)

- Chú ý tuyệt đối không làm rơi micrometer

- Khi spin doll chạm vào chi tiết, dùng tay xoay tay xoay 3 lần

- Không được phép cầm thanh xoay để xoay khung

- Khi đo dựa vào mép thước động ta đọc được số "mm" và nửa "mm".của kích thước

- Dựa vào vạch chuẩn trên thước chính ta đọc được phần trăm "mm" trênthước

- Trước khi đo cần kiểm tra xem panme có chính xác không

- Khi đo tay trái cầm panme, tay phải vặn cho đầu đo đến gần tiếp xúc thìvặn núm vặn cho đầu đo tiếp xúc với vật đúng áp lực đo

- Phải giữ cho đường tâm của 2 mỏ đo trùng với kích thước cần đo

- Trường hợp phải lấy panme ra khỏi vị trí đo thì vặn đai ốc hãm (cầnhãm) để cố định đầu đo động trước khi lấy panme ra khỏi vật đo

d) Cách bảo quản

- Không được dùng thước để đo khi vật đang quay

- Không đo các mặt thô, bẩn

- Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo

- Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo

- Thước đo xong phải đặt đúng vị trí ở trong hộp, không đặt thước chồnglên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác chồng lên thước.

- Luôn giữ cho thước không bị bụi bẩn bám vào thước, nhất là bụi đámài, phoi gang, dung dịch tưới

- Hàng ngày hết ca làm việc phải lau chùi thước bằng giẻ sạch và bôi dầumở

1 Biết cách vận hành máy đo ba chiều CMM 544 Mitutoyo

2 Biết cách xây dựng đường cong phân bố thực

- Các máy đo tọa độ 3 chiều CMM hoạt động theo nguyên lý dịch chuyển mộtđầu đo để xác định tọa độ các điểm trên một bề mặt của vật thể Máy đo tọa

độ thường đo các tọa độ theo phương chuyển vị X, Y, Z

- Bàn đo được làm bằng đá granit, đầu đo được gắn trên giá, giá lắp trên thântrượt theo phương Z, khi đo thì đầu đo tiếp xúc với một điểm cần đo của mẫu

đo, mỗi vị trí đo có tọa độ (X, Y, Z) Tập hợp các điểm có thể tính toán được

ra thông số hình học cần thiết Khi đầu đo được điều chỉnh đến một điểm đonào đó thì đầu đo sẽ cho ta biết 3 tọa độ X, Y, Z tương ứng với độ chính xáccao, có thể lên đến 0,1m

d) Đặc điểm kỹ thuật

- Kích thước trục: Trục X: 505mm

Trục Y: 405mm

Trục Z: 405mm

- Chi tiết đo: Kích thước cao nhất là 545mm

Trọng lượng tối đa là 180kg

- Làm việc trong điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn là 16 – 260C

- Khí cung cấp: Lưu lượng 12,5 l/phút với áp suất 0,4Mpa

- Kích thước toàn bộ máy: Rộng: 1082mm

Dài: 1122mm.

Cao: 2185mm

- Trọng lượng toàn bộ máy: 515kg

- Máy CMM 544 sử dụng đầu đo TP20

- Máy được điều khiển bằng phần mềm MCOSMOS24

- Chúng ta có thể thiết lập các lệnh đo đơn như: Đo điểm, đo đường thằng, đođường tròn,…

- Ngoài ra chúng ta có thể thiết lập lệnh chạy tự động cho máy (CNC) tiến hành

đo biên dạng tự động (2D cũng như 3D)

- Phần mềm MCOSMOS 24 cho phép xuất các dữ liệu do máy đo xử lý chuyển

sang các định dạng CAD – đây là tính năng rất quan trọng trong ứng dụng kỹ

thuật ngược.

e) Tính năng của máy

- Máy cho phép đo với các lệnh đo đơn với giải đo 0,0001mm Cho ra các dạngdung sai kích thước…

- Ngoài ra CMM 544 còn có thể quét được bề mặt 3D phức tạp của chi tiết.Cho phép xuất các dữ liệu do máy đo xử lý chuyển sang các định dạng CAD

f) Cách sử dụng máy đo tọa độ CMM 544

- Đầu tiên ta cần chuẩn bị các thiết bị, kiểm tra thiết bị đầu đo và phần mềm đođảm bảo có thể hoạt động tốt

- Điều chỉnh lập trình phần mềm đo để đo tự động hoặc đo bằng tay

- Mở khí từ máy nén khí (nguồn)

- Ta tiến hành thí nghiệm xác định tọa độ đối với các mẫu đo cần đo Gá đặt chitiết cố định và di chuyển đầu đo đến điểm cần đo, thông thường là 3 điểm, đểkiểm tra thông số, đầu đo vừa đủ lực chạm tới mẫu đo để xác định các tọa độ(X, Y, Z)

- Tiến hành xác định tọa độ gồm 3 điểm trên mẫu đo sau đó đọc và ghi lại kếtquả thí nghiệm đo được

2 Lập đường cong phân bố thực, so sánh đường cong phân bố thực với đường cong phân bố chuẩn, phân tích và giải thích

- Ta có bảng 60 mẫu có đường kích d(mm) chi tiết trục : Bảng 1

STT Kết quả đo STT Kết quả đo

- Chia miền phân bố thực thành 6 miền nhỏ, ta có bảng sau:

ST

Số chi tiết nằmtrong bảng (mi)

Tần suất Với N = 60

TÇn suÊt mi

N

dmĐường nối trung điểm đỉnh cột cao là đường cong phân bố thực của chi tiết

- So sánh dạng đường cong phân bố thực với đường cong phân bố chuẩn:

Đường cong phân bố chuẩn

+ Đường cong phân bố thực không được trơn, đều, đẹp như đường cong phân

bố chuẩn

+ Đáy của đường cong phân bố thực rộng hơn, đỉnh nhọn hơn

+ Sườn đường cong phân bố thực dốc hơn đường cong phân bố chuẩn

- Giải thích:

+ Vì quá trình gia công có những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của cácchi tiết trục, gá đặt dao, không đúng tâm, trong quá trình gia công dao bị mòntheo thời gian (đường kính bị lớn lên), thành phần vật liệu của chi tiết khôngđồng nhất ở các vị trí, máy dùng để gia công có sai số và bị mòn trong quátrình sử dụng, dao dùng để gia công có sai số, điều chỉnh dao không chínhxác

3 Đo được sai số hình dánh hình học, phân biệt sai số hình dáng hình học và dung

= 0,3 (m)

Đo được cả về độ không trụ, độ đảo mặt đầu…

 Phân biệt sai số hình dáng hình học và dung sai kích thước

Sai số hình dáng hình học Dung sai kích thước

Là sai số giữa bề mặt thực hoặc profin

nhận được sau khi gia công so với bề mặt

danh nghĩa hoặc profin danh nghĩa đã cho

trên bản vẽ

Dung sai được hiểu là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giớihạn nhỏ nhất, là phạm vi cho phép của sai số

Có trị số bằng khoảng cách lớn nhất giữa

bề mặt thực hoặc profin thực hoặc bề mặt

cận tiếp hoặc profin cận tiếp trong giới

hạn chiều dài chuẩn

Có trị số bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới

Sai số hình dáng hình học sinh ra trong

quá trình gia công chi tiết do nhiều yếu tố

gây ra Sai số càng lớn thì bề mặt của chi

tiết sau khi gia công không đúng với bề

mặt danh nghĩa của nó trên bản vẽ và

ngược lại

Dung sai kích thước là phạm vi cho phép sai số, đặc trưng cho độ chính xác yêu cầucủa kích thước Trị số dung sai càng nhỏ, yêu cầu độ chính xác chế tạo kích thước càng cao, vật liệu chế tạo càng khó khăn

và ngược lại