Tiệu-luận-Dung-Sai

môn dung sai kĩ thuật đo chúng ta sẽ được tìm hiểu về căn mẫu song song, trên đây là bài tiểu luận cuối khóa của nhóm mình hi vọng sẽ giải đáp thắc của bạn về căn mẫu song song ...chúc các bạn sẽ gặt hái nhiều thành công

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

DUNG SAI – KỸ THUẬT ĐO

Tiểu luận của nhóm 1

CĂN MẪU SONG SONG

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Phụng

Thành viên nhóm 1 : 1.Nguyễn Văn Mạnh - 17144257 2.Phan Văn Đạo - 17144206 3.Phạm Bá Trọng - 17144303 4.Phạm Văn Đức - 17144215 5.Nguyễn Võ Hoài An - 17144182 6.Nguyễn Duy Luật - 17144256 7.Trương Tấn Lợi - 17144253 8.Lê Hoài Vũ - 17144323

MỤC LỤC

PHẦN 1 SƠ LƯỢC VỀ CĂN MẪU

1.1 Lịch sử hình thành

Hộp căn mẫu, còn được gọi là "Hộp Jo", được phát triển bởi nhà phát minh người Thụy Điển Carl Edvard Johansson Johansson được tuyển dụng vào năm 1888 với tư cách là thanh tra viên vũ khí của nhà nước tiểu bang Carl Gustafs, ông Gevärsfaktori (Nhà máy Rifle của thị trấn Carl Gustaf) tại thị trấn Eskilstuna , Thụy Điển Ông đã quan tâm đến các công cụ đắt tiền để đo các bộ phận cho súng trường Remington sau đó trong sản xuất theo giấy phép tại Carl Gustaf Khi Thụy Điển đã thông qua một biến thể phù hợp của xe ngựa Mausernăm 1894, Johansson rất vui mừng về cơ hội để nghiên cứu phương pháp đo lường của Mauser, để chuẩn bị cho sản xuất theo giấy phép tại Carl Gustaf (bắt đầu vài năm sau đó) Tuy nhiên, một chuyến viếng thăm nhà máy Mauser ở Oberndorf am Neckar , Đức, hóa ra lại là một

sự thất vọng Trên tàu về nhà, anh nghĩ về vấn đề này, và anh nghĩ ra một tập hợp các khối có thể được kết hợp để tạo nên bất kỳ biện pháp nào

Đã có một lịch sử lâu dài của việc tăng sử dụng đồng hồ đo đến thời điểm này, chẳng hạn như đồng hồ đo và đi / không đi đồng hồ đo , được tùy chỉnh được thực hiện riêng trong một phòng để sử dụng trên sàn cửa hàng; nhưng chưa bao giờ có những khối đo siêu chính xác có thể vung vào nhau để tạo nên những độ dài khác nhau, như Johansson đã hình dung ra

Trở về nhà, Johansson chuyển chiếc máy may Singer của vợ mình thành một cái máy mài và vỗ Ông thích thực hiện công việc chính xác này ở nhà, vì các máy mài tại nhà máy súng trường không đủ tốt Vợ ông, Margareta, đã giúp ông rất nhiều với việc mài bên cạnh công việc gia đình Một khi Johansson đã chứng minh thiết lập của mình tại Carl Gustaf, chủ nhân của ông đã cung cấp thời gian và nguồn lực để ông phát triển ý tưởng Johansson đã được cấp bằng sáng chế Thụy Điển đầu tiên vào ngày

2 tháng 5 năm 1901, bằng sáng chế SE số 17017, được gọi là "Hộp căn mẫu để đo lường chính xác" Johansson thành lập công ty Thụy Điển CE Johansson AB (còn được gọi là 'CEJ') vào ngày 16 tháng 3 năm 1917

Johansson đã trải qua nhiều năm ở Mỹ; trong suốt cuộc đời của mình, ông vượt Đại Tây Dương 22 lần Hộp căn mẫu CEJ đầu tiên được thiết lập ở Mỹ đã được bán cho Henry M Leland tại Công ty ô tô Cadillac vào khoảng năm 1908 Nhà máy sản xuất đầu tiên ở Mỹ cho bộ hộp căn mẫucủa ông được thành lập tại Poughkeepsie , Dutchess County, New York, 1919 Môi trường kinh tế của cuộc suy thoái sau Thế chiến thứ nhất và trầm cảm của 1920–21 đã không trở nên tốt đẹp cho công ty, do đó, vào năm 1923 ông đã viết một lá thư cho Henry Ford của Công ty Ford Motor, nơi ông đề xuất một hợp tác để cứu công ty của mình Henry Ford đã trở nên quan tâm, và vào ngày 18 tháng 11 năm 1923, ông bắt đầu làm việc cho Henry Ford ở Dearborn, Michigan Hounshell (1984), trích dẫn Althin (1948) và nhiều nguồn tin chính khác, nói, "Henry Ford mua hoạt động đánh giá nổi tiếng của người Thụy Điển CE Johansson vào năm 1923 và sớm chuyển nó vào phòng thí nghiệm ở Dearborn Giữa năm 1923 và 1927, Bộ phận Johansson đã cung cấp 'các khối Jo' cho phòng công cụ

của Ford và bất kỳ nhà sản xuất nào có thể mua được Nó cũng làm cho một số thiết bị

đo 'đi' và 'không đi' của Ford được sử dụng trong sản xuất cũng như các thiết bị sản xuất chính xác khác

Đồng thương hiệu của các logo CEJ, Ford và B & S

Năm 1936, ở tuổi 72, Johansson cảm thấy đã đến lúc nghỉ hưu và trở lại Thụy Điển Ông được trao tặng huy chương vàng lớn của Viện Hàn lâm Khoa học Kỹ thuật Hoàng gia Thụy Điển năm 1943, ngay sau khi ông qua đời

Tại một thời điểm nào đó, thương hiệu CE Johansson (hoặc ít nhất là sự hiện diện của Mỹ) đã trở thành liên kết với Brown & Sharpe , và chặn các thương hiệu cùng với các logo của CE Johansson và Brown & Sharpe Các khối đồng thương hiệu với logo CE Johansson và Ford cũng đôi khi vẫn được sử dụng ngày nay

1.2 Giới thiệu chung

Hộp căn mẫu (còn được gọi là hộp gage , đồng hồ đo Johansson , đồng hồ đo trượt , hoặc hộp Jo ) là hệ thống để tạo ra độ dài chính xác Hộp đo cá nhân là một khối kim loại hoặc gốm đã được làm nền chính xác và mài ghiền đến một độ dày cụ thể Các hộp căn mẫu có các bộ khối với một loạt các độ dài tiêu chuẩn Trong sử dụng, các khối được xếp chồng lên nhau để tạo nên độ dài mong muốn

Một tính năng quan trọng của các hộp căn mẫu là chúng có thể được nối với nhau với độ không đảm bảo chiều rất nhỏ Các khối được nối với nhau bằng một quá trình trượt gọi là vắt , khiến cho các bề mặt siêu phẳng của chúng bám vào nhau Một

số lượng nhỏ các hộp căn mẫu có thể được sử dụng để tạo độ dài chính xác trong phạm vi rộng Bằng cách sử dụng 3 khối từ một bộ 30 khối, người ta có thể tạo ra bất

kỳ 1000 độ dài từ 3.000 đến 3.999 mm trong 0,001 mm bước (hoặc 3000 đến 0,999 inch trong 0,0001 inch bước) Hộp căn mẫu được phát minh vào năm 1896 bởi nhà chế tạo người Thụy Điển Carl Edvard Johansson Chúng được sử dụng làm tài liệu tham khảo để hiệu chuẩn thiết bị đo được sử dụng trong các cửa hàng máy , chẳng hạn như micromet ,thanh sin , thước đo và các chỉ số quay số (khi được sử dụng trong vai trò kiểm tra ) Các hộp căn mẫu là phương tiện chính được sử dụng trong ngành công nghiệp

Mỗi khối đo là một khối kim loại hoặc gốm với hai mặt đối lập mặt đất chính xác bằng phẳng và song song, một khoảng cách chính xác ngoài Khối lớp tiêu chuẩn được làm bằng hợp kim thép cứng, trong khi các khối lớp hiệu chuẩn thường được làm bằng cacbua vonfram hoặc crôm cacbua vì nó khó hơn và ít hao mòn hơn Các khối đo có các khối có độ dài khác nhau, cùng với hai khối mặc, để cho phép nhiều độ dài tiêu chuẩn được tạo thành bằng cách xếp chồng chúng Chiều dài của mỗi khối thực sự là hơi ngắn hơn chiều dài danh nghĩa đóng dấu trên nó, bởi vì chiều dài đóng dấu bao gồm chiều dài của một bộ phim vắt, một bộ phim chất bôi trơn tách khuôn mặt khối liền kề trong sử dụng bình thường Độ dày của màng vắt là khoảng 25 nanomet (0,98 μin) Chiều dài danh định của thước đo còn được gọi là chiều dài giao thoa

Trong sử dụng, các khối được lấy ra khỏi bộ, làm sạch lớp phủ bảo vệ của chúng ( dầu mỏ hoặc dầu mỏ) và vặn lại với nhau để tạo thành một chồng kích thước cần thiết Các khối đo được hiệu chỉnh chính xác ở 68 ° F (20 ° C) và phải được giữ ở nhiệt độ này khi thực hiện các phép đo Điều này giảm thiểu tác động của việc giãn nở nhiệt Các khối mặc, được làm bằng chất cứng hơn như cacbua vonfram , được bao gồm ở mỗi đầu của ngăn xếp, bất cứ khi nào có thể, để bảo vệ các khối đo không bị hư hỏng khi sử dụng

Machinists và các nhà sản xuất dụng cụ cố gắng sử dụng một ngăn xếp với số lượng ít nhất các khối để tránh tích tụ các lỗi kích thước Ví dụ, một ngăn xếp tổng cộng 638 bao gồm 2 khối (một khối 500 quăng xuống một khối 138) là thích hợp hơn với một ngăn xếp cũng tổng cộng 638 bao gồm 4 khối (chẳng hạn như 200,

149 , 151, và 138 tất cả đều đọng lại với nhau) Chi tiết trong các lớpphần, mỗi khối

có dung sai kích thước của một vài phần triệu inch, do đó, xếp chồng chúng lại với nhau giới thiệu một sự không chắc chắn tích lũy Tuy nhiên, lỗi xếp chồng lên nhau từ nhiều khối thường không đáng kể trong tất cả các mục đích nhưng đòi hỏi khắt khe nhất Trong một cửa hàng bận rộn, một số khối sẽ được sử dụng ở nơi khác, do đó, một khối tạo ra một ngăn xếp từ các khối có sẵn tại thời điểm đó Thông thường, vài phần triệu của một sự khác biệt inch sẽ không thể phát hiện được, hay là vật chất, trong ngữ cảnh Các bối cảnh đòi hỏi độ chính xác cuối cùng là hiếm hơn và yêu cầu chi phí bổ sung (ví dụ, nhiều bộ khối và các khối cao hơn)

PHẦN 2 CĂN MẪU SONG SONG

2.1 Cấu tạo

Căn mẫu song song là một loại căn mẫu chuẩn về chiều dài và có dạng hình khối chữ nhật với hai bề mặt làm việc được chế tạo rất song song, đạt độ chính xác và kích thước bề mặt cao

Kích thước đo L của căn mẫu là khoảng cách hai điểm chính giữa của hai bề mặt làm việc trên căn mẫu Để giữ độ chính xác của kích thước làm việc này, căn mẫu được chế tạo bằng thép hợp kim chất lượng cao, có hệ số giãn nở nhiệt thấp và được nhiệt luyện đạt độ cứng cao (62 ÷ 65 HRC) hoặc ceramic Căn mẫu được chế tạo theo

4 cấp chính xác với mức độ chính xác giảm dần: cấp 0, 1, 2, 3 Trong đó, căn mẫu cấp

0 và 1 được dùng trong phòng thí nghiệm để đo lường cơ bản hay để kiểm tra và điều chỉnh các loại dụng cụ đo khác Căn mẫu cấp 2, 3 được dùng trong sản xuất để kiểm tra sản phẩm

Tiết diện của căn mẫu là 9 x 30mm đối với các miếng căn mẫu có kích thước

đo L ≤ 10mm và bằng 9 x 35mm đối với các miếng căn mẫu có kích thước đo L

>10mm

2.2 Ghép căn mẫu

Vì mỗi miếng căn mẫu chỉ thể hiện một kích thước định trước nên để tạo ra một kích thước bất kỳ cần phải ghép nhiều miếng khác nhau trong một bộ Căn mẫu thường được chế tạo thành từng bộ và đặt trong hộp Số lượng miếng căn mẫu trong mỗi hộp thay đổi khác nhau (từ 7 đến 116 miếng) nhưng thông dụng nhất là bộ có 87 miếng và có kích thước được phân bổ như sau:

Căn chênh lệch 0,001: 1,001 – 1,002 – … – 1,009 : 9 miếng Căn chênh lệch 0,01: 1,01 – 1,02 – … – 1,49 : 49 miếng Căn chênh lệch 0,5: 0,5 – 1 – 1,5 – … – 9,5 : 19 miếng Căn chênh lệch 10: 10 – 20 – 30 – … – 100 : 10 miếng Tổng cộng : 87 miếng

Muốn kiểm tra kích thước L = 80-0,014 mm, cần có hai miếng căn mẫu có kích thước Lmax = 80mm và Lmin = 79,986mm Miếng căn mẫu với kích thước Lmax đã

có sẵn, còn miếng căn mẫu vỡi kích thước Lmin được ghép từ các miếng sau:

Lmin = 1,006 + 1,48 + 7,5 + 70 = 79,986mm

2.3 Vắt

Vắt là quá trình trượt hai khối lại với nhau để khuôn mặt của chúng gắn kết nhẹ nhàng Bởi vì các bề mặt siêu phẳng của chúng, khi vặn, các khối đo bám chặt vào nhau Các khối vung đúng cách có thể chịu được lực kéo 75 lbf (330 N) Trong khi cơ chế chính xác gây ra vắt là không rõ, nó được cho là sự kết hợp của:

- Áp suất không khí áp dụng áp lực giữa các khối vì không khí bị ép ra khỏi khớp.

- Sức căng bề mặt từ dầu và hơi nước hiện diện giữa các khối

- Sự hấp dẫn phân tử xảy ra khi hai bề mặt rất phẳng được đưa vào tiếp xúc Lực này gây ra các khối đo để tuân thủ ngay cả khi không có chất bôi trơn bề mặt và trong chân không

- Người ta tin rằng hai nguồn cuối cùng là quan trọng nhất

Không có từ tính có liên quan, mặc dù với một người dùng bám vào nhau của các khối cảm thấy một chút giống như nam châm tủ lạnh yếu gắn bó với nhau Tuy nhiên, không giống như nam châm, việc bám chỉ kéo dài trong khi các khối được nối hoàn toàn - các khối không thu hút nhau qua bất kỳ khoảng trống nhìn thấy được nào, như nam châm

Quá trình vắt liên quan đến bốn bước:

- Lau sạch một khối đo sạch trên một miếng đệm dầu (xem phần phụ kiện )

- Lau sạch thêm dầu ra khỏi khối đo bằng cách sử dụng miếng đệm khô (xem phần phụ kiện )

- Khối này sau đó được trượt vuông góc với khối khác trong khi áp dụng áp suất vừa phải cho đến khi chúng tạo thành một hình khối

- Cuối cùng, khối được luân chuyển cho đến khi nó được nội tuyến với khối khác

Sau khi sử dụng các khối được tái oiled hoặc mỡ để bảo vệ chống ăn mòn Khả năng cho một khối đo cho vắt được gọi là vắt ; nó được chính thức xác định là "khả năng của hai bề mặt tuân thủ chặt chẽ với nhau trong trường hợp không có phương tiện bên ngoài." Các điều kiện tối thiểu để vắt là bề mặt hoàn thiện của 1 microinch (0,025 μm) AA hoặc tốt hơn, và độ phẳng ít nhất là 5 μin (0,13 μm)

Có một thử nghiệm chính thức để đo lường tính vắt Đầu tiên, khối được chuẩn

bị để vắt bằng quy trình chuẩn Khối này sau đó được trượt qua một mức tham chiếu 2 inch (51 mm) (độ phẳng 1 μin (0,025 μm)) bằng phẳng quang học thạch anh trong khi

áp dụng áp suất vừa phải Sau đó, đáy của khối đo được quan sát (thông qua phẳng quang) cho dầu hoặc màu Đối với các lớp liên bang 0,5, 1, và 2 và lớp ISO K, 00, và

0 không có dầu hoặc màu sắc nên được nhìn thấy dưới khối đo Đối với các lớp liên bang cấp 3 và ISO loại 1 và 2, không quá 20% diện tích bề mặt sẽ hiển thị dầu hoặc màu Lưu ý rằng thử nghiệm này khó thực hiện trên các khối đo mỏng hơn 0,1 in (2,5 mm) vì chúng có xu hướng không phẳng ở trạng thái thoải mái

2.4 Phụ kiện

Các phụ kiện hình ảnh cung cấp một bộ chủ sở hữu và các công cụ để mở rộng tính hữu dụng của hộp căn mẫu Chúng cung cấp một phương tiện kẹp chặt các ngăn xếp lớn với nhau, cùng với các điểm tham chiếu, người ghi chép và các hình khối khác nhau hoạt động như hàm răng hàm, bên ngoài hoặc bên trong Các hình nón-tip

dễ dàng đo lường khoảng cách giữa các trung tâm giữa các trung tâm lỗ Một đống các khối gauge với các phụ kiện caliper-hàm bên ngoài, tất cả kẹp lại với nhau, hoạt động như một kích thước tùy chỉnh lắp ráp nhanh chóng đi hoặc không đi đo

Một khối đá đo được sử dụng để loại bỏ các nicks và gờ để duy trì tính vắt

Có hai miếng vắt được sử dụng để chuẩn bị một khối đo để vắt Đầu tiên là một miếng dầu , áp dụng một lớp dầu nhẹ vào khối Thứ hai là một miếng đệm khô , loại

bỏ bất kỳ dầu dư thừa nào từ khối sau khi đã sử dụng miếng dầu

2.5 Bậc

Bộ căn mẫu có sẵn trong các bậc khác nhau, tùy thuộc vào mục đích sử dụng của chúng Tiêu chí phân loại là độ bền của dung sai đối với kích thước của chúng; do

đó cấp cao hơn được thực hiện để dung sai chặt hơn và có độ chính xác và độ chính xác cao hơn Các tiêu chuẩn phân loại khác nhau bao gồm: JIS B 7506-1997 (Nhật Bản) / DIN 861-1980 (Đức), ASME (US), BS 4311: Phần 1: 1993 (Anh) Dung sai sẽ thay đổi trong cùng một cấp với độ dày của vật liệu tăng lên

- Tham chiếu (AAA): dung sai nhỏ (± 0,05 μm) được sử dụng để thiết lập các tiêu chuẩn

- Hiệu chuẩn (AA): (dung sai +0.10 μm đến −0.05 μm) được sử dụng để hiệu chỉnh khối kiểm tra và đo chính xác rất cao

- Kiểm tra (A): (khoan dung 0,15 mm đến -0,05 mm) được sử dụng như phòng chứa dụng cụ tiêu chuẩn để cài đặt các công cụ đo lường khác

- Hội thảo (B): dung sai lớn (dung sai + 0,25 μm đến −0,15 μm) được sử dụng làm tiêu chuẩn cửa hàng để đo lường chính xác

Các chỉ định cấp gần đây bao gồm (Đặc tả Liên bang Hoa Kỳ GGG-G-15C):

• 0,5 - thường tương đương với AAA hạng

• 1 - thường tương đương với lớp AA

• 2 - thường tương đương với điểm A +

• 3 - mức độ thỏa hiệp giữa A và B

và ANSI / ASME B89.1.9M, xác định cả hai độ lệch tuyệt đối từ các kích thước danh nghĩa và giới hạn song song như các tiêu chí để xác định cấp Nói chung, điểm số tương đương với các điểm liên bang cũ của Hoa Kỳ như sau:

• 00 - thường tương đương với lớp 1 (yêu cầu độ chính xác cao nhất và chính xác)

• 0 - thường tương đương với lớp 2

• AS-1 - thường tương đương với lớp 3 (báo cáo là viết tắt của American Standard - 1)

• AS-2 - thường kém chính xác hơn lớp 3

• K - thường tương đương với độ phẳng lớp 00 (song song) với độ chính xác

AS-1 cấp

Tiêu chuẩn ANSI / ASME tuân theo một triết lý tương tự như được quy định trong ISO 3650 Xem tài liệu tham khảo NIST dưới đây để biết thêm thông tin chi tiết

về dung sai đối với từng cấp và kích thước khối Cũng tham khảo trang 3 của: Dung sai khối đo thương mại (Chiều dài đề cập đến độ dày hiệu chuẩn)

2.6 Sản xuất

Khối đo thường được làm từ thép công cụ hợp kim cứng hoặc từ cacbua bê tông (như cacbua vonfram hoặc cacbua tantali ) Thường thì cacbua có độ cứng 1500 Vickers Khối chuỗi dài được làm từ thép chất lượng cao có mặt cắt ngang (35 × 9 mm) với các lỗ để kẹp hai phiếu với nhau Chúng cũng có sẵn trong vật liệu thép cacbon Khối thép đang cứng và nóng Các độ cứng rất quan trọng vì nó làm chậm tốc độ của gauge của mặctrong quá trình sử dụng (đây là lý do tại sao các loại đồng hồ

đo khác, chẳng hạn như ghim, phích cắm và vòng, cũng được làm cứng.) Việc cắt các khối theo kích thước được thực hiện bằng mài, sau đó là lapping Thông thường không có mạ hoặc lớp phủ khác có liên quan Các khối được giữ rất nhẹ, được bảo quản và sử dụng trong điều kiện khí hậu khô hạn; các khối đo thép không tráng, không tráng có thể tồn tại hàng thập kỷ mà không bị rỉ sét

2.7 Công dụng

Kiểm tra trực tiếp kích thước chi tiết như bề rộng rãnh …

Kết hợp với các dụng cụ đo khác như đồng hồ so, optimet… để xác định kích thước chi tiết bằng phương pháp đo so sánh

Dùng làm chuẩn để kiểm tra và khắc vạch các loại dụng cụ đo

Dùng làm chuẩn để điều chỉnh máy trước khi gia công chi tiết trong sản xuất hàng loạt bằng phương pháp tự động đạt kích thước

2.8 Các yêu cầu của việc lắp ghép và bảo quản căn mẫu

Lau sạch căn mẫu bằng xăng trắng và vải mềm trước khi ghép

Dùng phương pháp vừa xoa vừa ép với một áp lực nhẹ để đảm bảo các miếng

tự dính chặt với nhau thành một khối

Số lượng căn mẫu cần thiết để ghép thành một kích thước bất kỳ càng ít càng tốt (không quá 4 miếng) và phải nằm trong cùng một bộ

Sau khi sử dụng xong nên tháo rời các miếng căn mẫu, rửa sạch bằng xăng trắng, lau khô và bôi một màng mỏng vadơlin để bảo vệ

Hộp căn mẫu phải được đặt nơi khô ráo, không có nắng nóng và nhiệt độ ít thay đổi

PHẦN 3 KẾT LUẬN

*Tài liệu tham khảo

https://en.wikipedia.org/wiki/Gauge_block

http://hiseda.com/tin-tuc/gioi-thieu-can-mau-song-song-hieu-chuan-54.html