DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH LÀO CAI KHOA: CƠ KHÍ – ĐỘNG LỰC GIÁO TRÌNH DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT NGHỀ: HÀN DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP NGHỀ ( Lưu hành nội bộ) Tác giả: Tạ Thị Hoàng Thân Lào Cai, năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng dạy học trường, phù hợp với phát triển chung ngành đât nước Nhằm bước thống nội dung dạy học trường Nội dung giảng xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung sở tiêu chuẩn hành nhà nước Việt Nam với mục đích đối tượng môn học Nghiên cứu nguyên tắc thiết lập biện pháp chế tạo để chi tiết máy đạt tính đổi lẫn chức mặt hình học chi tiết máy máy Trang bị tiêu chuẩn dung sai biện pháp kiểm tra yếu tố hình học chi tiết máy để giúp cho việc thực nguyên tắc thiết kế chế tạo chi tiết cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật hiệu kinh tế Trang bị khái niệm phương pháp đo thông số kỹ thuật ngành chế tạo máy Để đảm bảo tính đổi lẫn chức năng, chi tiết máy lắp lẫn cần có tính đồng về: Kích thước, hình dáng, độ cứng, độ bền, tính vật lý, hố học Nếu tất cảc thơng số chức chi tiết máy quy định giới hạn dung sai đảm bảo tiêu kỹ thuật tính kinh tế máy Tuy nhiên môn học dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật đảm bảo tính đổi lẫn chức chi tiết máy thông số hình học: kích thước, hình dáng, vị trí tương quan bề mặt, nhám bề mặt Môn học nhằm giải tính đổi lẫn chức mối quan hệ người thiết kế chế tạo cho chế tạo theo nguyên tắc thiết kế đem lại hiệu kinh tế cao Người thiết kế máy mong muốn kích thước cho đạt độ xác cao nghĩa dung sai gia công phải nhỏ Dung sai gia cơng nhỏ q trình lắp ráp đảm bảo xác chức làm việc như: độ tin cậy, vận tốc, công suất Ngược lại, người chế tạo lại mong muốn dung sai lớn để việc chế tạo dễ dàng hơn, dẫn tới độ dao động lớn kích thước chi tiết làm cho chất lượng lắp ráp thấp, độ tin cậy tuổi thọ giảm Vì lý mà cần phải nghiên cứu, thiết lập tiêu chuẩn dung sai lắp ghép nhằm thống người thiết kế người chế tạo, đảm bảo sản phẩm sản xuất có chất lượng tốt tính kính tế cao Nghiên cứu phương pháp đo lường dụng cụ đo thơng dụng Nói chung, đối tượng nghiên cứu môn học vấn đề nguyên tắc thiết kế chế tạo, đồng thời nghiên cứu nhhững tiêu chuẩn dung sai cách đo lường, kiểm tra yếu tố hình học chi tiết cho chúng đạt tính đổi lẫn chức mà đảm bảo hiệu kinh tế hợp lý Với tính chất tài liệu học tập cho học sinh, sinh viên ngành cắt gọt kim loại nên nội dung giảng hạn chế vấn đề chủ yếu cần thiết Bản thân chúng tơi có cố gắng để xây dựng giảng giúp đỡ đồng nghiệp, không tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp bạn đồng nghiệp HƯỚNG DẪN ĐỌC GIÁO TRÌNH Chương trình mơn học sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Hướng dẫn số điểm phương pháp dạy học - Môn học ‘Dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật’ bao gồm lý thuyết thực hành (bài tập) Những trọng tâm chương trình cần ý - Trình bày khái niệm dung sai lắp ghép - Giải tốn chuỗi kích thước đơn giản - Tra bảng dung sai thao tác sử dụng loại dụng cụ đo thành thạo MỤC LỤC Nội dung Trang Lời nói đầu Hướng dẫn nghiên cứu giáo trình Mục lục Chương 1: Khái niệm dung sai lắp ghép 1.1 Khái niệm kích thước, sai lệch, dung sai 1.1.1 Khái niệm kích thước 1.1.2 Sai lệch giới hạn 1.1.3 Dung sai 1.2 Lắp ghép loại lắp ghép 1.2.1 Khái niệm lắp ghép 1.2.2 Các loại lắp ghép Chương Các loại lắp ghép 2.1 Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn 2.1.1 Quy định dung sai 2.1.2 Hệ thống lắp ghép 2.2 Phạm vi ứng dụng lắp ghép tiêu chuẩn 2.2.1 Phạm vi ứng dụng kiểu lắp lỏng 2.2.2 Phạm vi ứng dụng kiểu lắp trung gian 2.2.3 Phạm vi ứng dụng kiểu lắp chặt 2.3 Dung sai truyền động bánh 2.3.1 Các thông số truyền bánh 2.3.2 Các yêu cầu kĩ thuật 2.3.3 Đánh giá mức xác truyền bánh 2.3.4 Cấp xác chế tạo bánh 2.3.5 Kí hiệu bánh vẽ 2.4 Dung sai mối ghép ren 2.4.1 Dung sai lắp ghép ren hệ mét 2.4.2 Dung sai lắp ghép ren thang Chương 3: Sai lệch hình dạng, vị trí nhám bề mặt 3.1 Sai lệch hình dạng vị trí bề mặt 3.1.1 Sai lệch hình dáng 3.1.2 Sai lệch vị trí tương quan bề măt 3.1.3 Ghi kích thước cho vẽ 3.2 Nhám bề mặt 3.2.1 Khái niệm 3.2.2 Các tiêu đánh giá nhám 3.2.3 Các kí hiệu vẽ Chương 4: Các dụng cụ đo lường thông dụng chế tạo máy 4.1 Dụng cụ đo có độ xác thấp (thước khơng có Du xích) 4.2.Dụng cụ đo dạng thước cặp 4.2.1 Công dụng,cấu tạo 4.2.2 Nguyên lí du xích 4.2.3 Cách sử dụng 4.2.4 Cách bảo quản 4.3.Dụng cụ đo dạng panme 4.3.1 Panme đo 4.3.2 Panme đo 4.4 Dụng cụ đo dạng đồng hồ so 4.4.1 Công dụng,cấu tạo 4.4.2 Cách sử dụng 4.4.3 Cách bảo quản 4.5 Các dụng cụ đo kiểm khác 4.5.1 Calíp 4.5.2 Căn mẫu Tài liệu tham khảo……………………………………………………………… CHƯƠNG KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1.1 KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH, DUNG SAI 1.1.1 Khái niệm kích thước 1.1.1.1 Kích thước Kích thước giá trị số đại lượng đo chiều dài Theo đơn vị đo lựa chọn Trong công nghệ chế tạo khí, đơn vị đo thường dùng milimét (mm) quy ước thống vẽ khơng cần ghi chữ (mm) Ví dụ: Chi tiết có đường kính 19,95mm, chiều dài 125,5mm vẽ cần ghi ø19,95 125,5 1.1.1.2 Kích thước danh nghĩa Kích thước danh nghĩa kích thước mà dựa vào chức chi tiết xác định sau tính tốn đảm bảo thơng số kỹ thuật độ cứng, độ bền sau quy trịn phía lớn lên theo giá trị dãy số kích thước tiêu chuẩn Ký hiệu: - Chi tiết lỗ: DN - Chi tiết trục: dN Hình 1.1: Kích thước danh nghĩa a - Chi tiết trục, b - Chi tiết lỗ Ví dụ: Khi tính tốn người thiết kế xác đinh kích thước xác định kích thước chi tiết 35,785; đối chiếu với bảng tiêu chuẩn chọ kích thước 36mm Kích thước 36mm kích thước danh nghĩa chi tiết Việc lựa chọn kích thước danh nghĩa chi tiết theo tiêu chuẩn nhằm giảm bớt số loại, kích cỡ chi tiết sản phẩm, giảm số loại, kích cỡ trang bị công nghệ dụng cụ cắt, dụng cụ đo Số loại giảm sản lượng tăng, tạo điều kiện thuận lợi cho trình sản xuất đạt hiệu kinh tế cao Kích thước danh nghĩa ghi vẽ dùng làm gốc để tính tốn sai lệch, kích thước danh nghĩa bề mặt lắp ghép chung cho chi tiết tham gia lắp ghép 1.1.1.3 Kích thước thực Kích thực kích thước nhận từ kết đo chi tiết với sai số cho phép Ký hiệu: : - Chi tiết lỗ: Dt - Chi tiết trục: dt Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục panme có giá trị vạch chia 0,01 mm kết đo nhận 25,97 mm kích thước thực trục dt = 25.97 mm với sai số cho phép  0.01 mm Khi gia công đạt kích thước thực hồn tồn kích thước danh nghĩa Sai lệch kích thước thực kích thước thiết kế phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ xác máy, dao, dụng cụ lắp, dụng cụ đo kiểm, trình độ tay nghề người thợ Miền sai lệch cho phép kích thước thực so với kích thước danh nghĩa phụ thược vào mức độ xác yêu cầu tính chất lắp ghép chi tiết 1.1.1.4 Kích thước giới hạn Kích thước giới hạn hai kích thước giới hạn khoảng mà kích thước chi tiết chế tạo u cầu phải nằm khoảng chi tiết đạt yêu cầu Để xác định phạm vi cho phép sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn ký hiệu sau: - Kích thước giới hạn lớn lỗ trục: Dmax, dmax - Kích thước giới hạn nhỏ lỗ trục: Dmin, dmin Kích thực nằm phạm vi cho phép đạt u cầu, chi tiết có kích thước đạt u cầu kích thước thực thoả mãn điều kiện bất đẳng thức sau: dmin  dt  dmax 1.1.2 Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn sai lệch kích thước giới hạn so với kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn lớn hay sai lệch giới hạn trên: hiệu đại số kích thước giới hạn lớn kích thước danh nghĩa, ký hiệu es chi tiết trục ES chi tiết lỗ ES = Dmax - DN es = dmax - dN - Sai lệch giới hạn nhỏ hay sai lệch giới hạn dưới: hiệu đại số kích thước giới hạn nhỏ kích thước danh nghĩa, ký hiệu ei chi tiết trục EI chi tiết lỗ EI = Dmin - DN ei = dmin - dN Sai lệch giới hạn có giá trị âm, dương khơng Khi kích thước giới hạn kích thước danh nghĩa sai lệch khơng, nên đường biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa cịn gọi đường khơng (đường “0”) a b c d Hình 1.2 Sai lệch giới hạn chi tiết trục (a, b) chi tiết lỗ (c, d) Ngoài sai lệch giới hạn TCVN 2244 - 77 qui định sai lệch thực sai lệch Sai lệch thực hiệu đại số kích thước thực kích thước danh nghĩa Sai lệch hai sai lệch (trên dưới) dùng để xác định vị trí miền dung sai so với đường “0” (đường biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa)trong tiêu chuẩn quy định sai lệch gần với đường “0” sai lệch Sai lệch giới hạn ký hiệu vẽ ghi bên phải kích thước danh nghĩa, sai lệch ghi trên, sai lệch ghi dưới, sai lệch không ghi Trong bảng tiêu chuẩn dung sai sai lệch tính đơn vị micrơmét (m) Ví dụ: Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 50mm; kích thước giới hạn lớn dmax = 50,055mm; kích thước giới hạn nhỏ dmin = 49,985mm Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn Bài giải : - Sai lệch giới hạn trục: es = dmax – dN = 50,055 - 50 = 0,055mm - Sai lệch giới hạn trục: ei = dmin – dN = 49,985 - 50 = - 0,015mm Trên vẽ thường khơng nghi kích thước giới hạn lớn nhất, kích thước giới hạn nhỏ mà ghi kích thước danh nghĩa sai lệch giới hạn Trong thí dụ kích thước gia cơng chi tiết trục ghi vẽ là: Như nghĩa là: - Sai lệch giới hạn - Sai lệch giới hạn 1.1.3 Dung sai + 0,055 mm - 0,015 mm Khi gia cơng, kích thước thực phép sai khác so với kích thước danh nghĩa phạm vi hai kích thước giới hạn Phạm vi sai cho phép chi tiết gọi dung sai Dung sai hiệu số kích thước giới hạn lớn nhỏ hiệu số sai lệch giới hạn sai lệch giới hạn Dung sai ký hiệu T tính theo cơng thức sau: - Đối với chi tiết lỗ : TD =Dmax - Dmin TD = ES - EI - Đối với chi tiết trục: Td = dmax - dmin Dmax Dmin dmin dmax ITd ITD Td = es – ei Hình 1.3 Kích thước giới hạn dung sai Cần ý: Kích thước giới hạn lớn lớn kích htuwowcs giới hạn nhỏ dung sai ln ln có giá trị dương biểu phạm vi cho phép sai số kích thước Giá trị dung sai nhỏ u cầu độ xác kích thước cao ngược lại giá trị dung sai lớn u cầu độ xác kích thước thấp Vì dung sai đặc trưng cho độ xác u cầu kích thước hay cịn gọi độ xác thiết kế Ví dụ: Biết kích thước chi tiết lỗ  50 00,,020 041 - Tính kích thước giới hạn dung sai - Kích thực lỗ sau gia cơng đo Dt =  49,950 mm, hỏi chi tiết lỗ gia cơng có đạt u cầu khơng? Bài giải Kích thước giới hạn lớn lỗ là: Dmax = DN + ES = 50 + 0,020 = 50,020 (mm) Kích thước giới hạn nhỏ lỗ là: Dmin = DN + EI = 50 - 0,041 = 49,959 (mm) Dung sai lỗ: TD = ES - EI = 0,020 - (- 0,041) = 0,061 (mm) 4.2.1 Panme đo ngồi * Cơng dụng: Panme đo ngồi dùng đo kích thước: chiều dài, chiều rộng, độ dài, đường kính ngồi chi tiết Panme đo ngồi có nhiều cỡ, giới hạn đo loại là:0-25; 25-50; 50- 75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275; 275-300; 300-400; 400-500; 500-600 mm * Cấu tạo Hình 3.7 Cấu tạo panme Trên ống số có khắc vạch 1mm 0,5mm Trên mặt ống di động 10 chia 50 khoảng có 50 vạch Bước ren vít vi cấp 0,5mm Vì ống 10 quay 1vạch (quay 1/50 vịng) vít tịnh tiến đoạn L = 0,5x = 0,01mm Ta nói giá trị vạch thước động (ống 10) 0,01mm 50 Trên panme cịn có núm ăn khớp với chốt dùng để giới hạn áp lực đo Khi mỏ đo động tiếp xúc với vật đo đủ áp lực cần thiết, ta vặn núm trượt lên làm cho thước động 10 đầu đo động 11 không quay không tịnh tiến thêm Đai ốc dùng để hãm chặt đầu đo động 11 với ống 7cho khỏi xê dịch đọc trị số đo * Cách sử dụng + Cách đọc trị số panme: Dựa vào mép thước động số 6, đọc milimét nửa milimét ống cố định số Dựa vào vạch chuẩn ống cố định số 3, đọc phần trăm milimét mặt thước động Ví dụ: Đọc trị số kích thước hình 3.8 Hình 3.8 cách đọc trị số thước cặp Theo mép thước 10 ta đọc mm ống số Theo vạch chuẩn ống số ta đọc 0,38mm phần côn thước động 10 Vậy trị số đo L = + 0,38 = 7,38 mm Theo mép thước 10 ta đọc 7,5 mm ống số Theo vạch chuẩn ống số ta đọc 0,22mm phần côn thước động 10 Vậy trị số đo L = 7,5 + 0,22 = 7,72 mm + Cách đo: Trước đo phải kiểm tra xem panme có xác khơng Panme xác hai mỏ đo tiếp xúc khít với vạch mặt ống thẳng hàng với vạch chuẩn ống 3, vạch ống trùng với mép ống (đối với loại panme – 25mm) Ngồi dùng mẫu kiểm tra số đọc panme có với kích thước mẫu khơng Khi đo tay trái cầm thân panme, tay phải vặn cho đầu đo tiến sát vật đo gần tiếp xúc vặn núm cho đầu đo tiếp xúc với vật áp lực đo Cần ý Phải giữ cho đường tâm hai mỏ đo trùng với kích thước cần đo Trường hợp phải lấy panme khỏi vị trí đo đọc trị số cần vặn đai ốc số để hãm cố định đầu đo động trước lúc lấy panme khỏi vật đo 4.2.2 Panme đo Panme đo dùng để đo đường kính lỗ, chiều rộng rãnh từ 50mm trở lên * Cấu tạo: Gồm thân có nắp đầu đo cố định, nắp, vít hãm Phía phải thân có ren để lắp vít vi cấp Vít vi cấp cố định với ống cố định nắp có đầu đo động Đặc điểm panme khơng có phận khống chế áp lực đo Để mở rộng phạm vi đo, panme đo kèm theo trục nối có chiều dài khác Như dùng panme đo đo dược nhiều kích thước khác như: 75-175; 75-600; 150- 1250 mm * Cách sử dụng: Cách đọc trị số panme đo giống panme đo Nhưng cần ý, panme có lắp trục nối kết đo trị số đọc panme cộng thêm chiều dài trục nối Khi đo cần ý giữ cho panme vị trí cân bằng, đặt lệch, kết đo xác Vì khơng có phận giới hạn áp lực đo nên cần vặn để tạo áp lực đo vừa phải, tránh vặn mạnh 4.3 Bảo quản Không dùng panme đo vật quay, không đo mặt thô, bẩn Không vặn trực tiếp ống để mỏ đo ép vào vật đo, mỏ đo tiếp xúc với vật đo, ta vặn ống dễ làm cho vít đai ốc bị hỏng ren Trừ trường hợp cần thiết, không nên lấy thước khỏi vị trí đo đọc để giảm bớt ma sát mặt đầu đo với vật đo Các mặt đo thước cần giữ gìn cẩn thận, tránh để rỉ bị bụi cát phôi kim loại mài mòn Cần tránh va chạm làm sây sát biến dạng mỏ đo Trước đo, phải lau vật đo mỏ đo panme Khi dùng xong phải lau chùi panme rẻ bôi dầu mỡ (nhất hai mỏ đo), nên xiết đai ốc số để cố định mỏ đo động đặt panme vào vị trí hộp Nếu dùng lâu ngày ren vít đai ốc panme bị mịn làm panme xác Đồng hồ so 5.1 Công dụng, cấu tạo nguyên lý làm việc đồng hồ so 5.1.1 Công dụng: Được dùng nhiều việc kiểm tra sai lệch hình dạng hình học chi tiết gia công độ côn, độ cong, độ ơvan vv đồng thời kiểm tra vị trí tương đối chi tiết lắp ghép với mặt chi tiết độ song song, độ vng góc, độ đảo, độ không đồng trục vv Đồng hồ so dùng việc kiểm tra hàng loạt kiểm tra kích thước chi tiét phương pháp so sánh 5.1.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc : Đồng hồ so cấu tạo theo nguyên tắc chuyển động bánh răng, Trong chuyển động lên xuống đo truyền qua hệ thống bánh làm quay kim đồng hồ mặt số Hình 3.10 Đồng hồ so Hệ thống truyền động đồng hồ đặt thân số nắp quay với mặt số lớn để điều chỉnh mặt số cần thiết Mặt số lớn kim đồng hồ chia làm 100 vạch, thường giá trị vạch 0,01mm, nghĩa dịch chuyển lên xuống đoạn 0,01mm kim lớn quay vạch Khi kim lớn quay hết vịng (100 vạch) di chuyển đoạn L = 0,01 x 100 = mm lúc kim nhỏ mặt số quay vạch Vậy giá trị vạch mặt số nhỏ mm Thanh có lắp đầu đo Thanh đo số xuyên qua thân đồng hồ dịch chuyển lên xuống ống dẫn hướng số 5.2 Sử dụng bảo quản 5.2.1 Cách sử dụng Khi sử dụng đồng hồ so, trước hết gá đồng hồ lên giá đỡ vạn lên phụ kiện riêng, sau tuỳ theo trường hợp sử dụng mà điều chỉnh cho đầu đo tiếp xúc với vật cần kiểm tra Điều chỉnh mặt số lớn kim vị trí số Di chuyển đồng hồ so cho đầu đo đầu đo tiếp xúc suốt mặt chi tiết cần kiểm tra, vừa di chuyển đồng hồ vừa theo dõi chuyển động kim Kim đồng hồ quay vạch tức đo di chuyển nhiêu phần trăm milimét Từ ta suy độ sai vật cần kiểm tra Đồng hồ đo lỗ nguyên lý cấu tạo tương tự giống đồng hồ đo ngồi Nhưng đồng hồ đo lỗ có hai đầu đo, đầu cố định, đầu di động, đầu đo cịn có cấu định tâm để xác định cho đồng hồ đo vị trí đường kính lỗ Trước đo phải điều chỉnh đồng hồ theo kích thước lỗ Sau điều chỉnh cho kim vị trí vạch số Khi phải đưa đồng hồ qua lại mặt phẳng qua đường tâm hai đầu đo theo dõi chuyển động kim 5.2.2 Cách bảo quản Đồng hồ so loại dụng cụ đo có độ xác cao Vì trình sử dụng, cần nhẹ nhàng, tránh va đập Giữ không để xước dập vỡ mặt đồng hồ Không nên dùng tay ấn vào đầu đo làm cho đo di chuyển mạnh Đồng hồ so phải ga giá, sử dụng xong phải đặt đồng hồ vào vị trí hộp Khơng để đồng hồ so chỗ ẩm Khơng có nhiệm vụ sửa chữa tuyệt đối không tháo nắp đồng hồ so CÂU HỎI ƠN TẬP Trình bầy cơng dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản thước cặp 1/50? Trình bầy cơng dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản panme đo ngồi? 3.Trình bầy cơng dụng, cấu tạo, cách sử dụng bảo quản đồng hồ so? Trình bày cơng dụng phạm vi sử dụng Calíp Trình bày cách sử dụng bảo quản mẫu Chọn miếng 83 miếng để ghép kích thước sau: 45,87 mm; 69,495 mm; 12,805 mm; 37,875 mm 84,995 mm Tài liệu tham khảo: Giáo trình Dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật, Nhà xuất giáo dục - 2002 - Tác giả: Ninh Đức Tốn, Nguyễn Thị Xuân Bảy Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo máy Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 2001- Tác giả: Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú Cơ sở phương pháp đo kiểm tra kỹ thuật: NXB khoa học kỹ thuật 2001- Tác giả: Nguyễn Văn Vượng, Nguyễn Văn Thái Kỹ thuật đo lường: NXB Đại học quốc gia - 2001 - Tác giả: Trần Vũ An, Thái Thị Thu Hà, Nguyễn Lê Quang Dung sai lắp ghép: NXB khoa học kỹ thuật - 2001- Tác giả Nguyễn Văn Vui Các tiêu chuẩn nhà nước dung sai lắp ghép BẢNG PHỤ LỤC