3.1.1 Kiểm tra và đo đường kính trục và lỗ bằng calíp
Trong sản xuất hàng loạt, khi kiểm tra kích thước sản phẩm thường người ta không cần đo để xác định giá trị thực của kích thước chi tiết mà chỉ cần xác định xem kích thước của chi tiết có nằm trong phạm vi dung sai cho phép hay không.Trong cơ khí người ta chế tạo ra một loại dụng cụ đơn giản để đáp ứng yêu cầu trên. Đó là calíp.
Có hai loại calíp: calíp tiêu chuẩn và calíp giới hạn. (Hình 3.1 và Hình 3.2) Calíp tiêu chuẩn ít dùng. Trong thực tế thường dùng calíp giới hạn gồm calíp để kiểm tra lỗ (calíp nút) và calíp kiểm tra trục (calíp hàm).
Hình 3.1: Calip giới hạn Hình 3.2: Calip đo trong
3.1.2 Phương pháp sử dụng
Tuỳ theo nguyên lý làm việc của dụng cụ đo, cách xác định giá trị đo mà ta có các phương pháp đo sau:
59
- Đo trực tiếp: là phương pháp đo mà giá trị của đại lượng đo được xác định trực tiếp theo chỉ số hoặc số đo trên dụng cụ đo:
Đo trực tiếp tuyệt đối dùng đo trực tiếp kích thước cần đo và giá trị đo được nhận trực tiếp trên vạch chỉ thị của dụng cụ.
Đo trực tiếp so sánh dùng để xác định trị số sai lệch của kích thước so với mẫu chuẩn. Giá trị sai số được xác định bằng phép cộng đại số kích thước mẫu chuẩn với trị số sai lệch đó.
- Đo gián tiếp: dùng để xác định kích thước gián tiếp qua các kết quả đo các đại lượng có liên quan đến đại lượng đo.
- Đo phân tích (từng phần): dùng xác định các thông số của chi tiết một cách riêng biệt, không phụ thuộc vào nhau.
3.1.2.1 Calip hàm để kiểm tra trục
- Đầu lọt của calíp giới hạn để đo lỗ được chế tạo theo kích thước giới hạn
nhỏ nhất của sàn phẩm, đầu không lọt chế tạo theo kích thước giới hạn lớn nhất cùa sản phẩm. (Hình 3.3)
- Để kiêm tra trục, đâu lọt chế tạo theo kích thước giới hạn lớn nhất của sản phẩm, đầu không lọt chế tạo theo kích thước giới hạn nhỏ nhất của sản phẩm.
Hình 3.3: Calip hàm kiểm tra trục
- Kích thước của sản phẩm sẽ nằm trong giới hạn đã cho nếu đầu lọt của calíp lọt qua sản phẩm cần kiểm tra.
- Để kiểm tra chiều dài của sản phẩm hình thành giữa các bề mặt song song bằng calíp kiểm tra kiểu hàm, dung sai được áp dụng theo dung sai của calíp hình trụ trơn.
60
3.1.2.2 Ca lip trục để kiểm tra lỗ
- Dùng để kiểm tra kích thước của lỗ, rãnh các chi tiết gia công khi sản xuất hàng loạt (Hình 3.4)
Hình 3.4: Dùng Calip trục kiểm tra lỗ
Cấu tạo calíp gồm có thân 1 và hai đầu đo: đầu qua 2 và đầu không qua 3. Đầu qua có chiều dài lớn hơn đầu không qua.
Đầu qua ký hiệu là GO; Đầu không qua ký hiệu là NOGO. (Hình 3.5)
Hình 3.5: Calip trục
Kích thước danh nghĩa của đầu qua được chế tạo theo kích thước giới hạn nhỏ nhất, kích thước danh nghĩa của đầu không qua được chế tạo theo kích thước giới hạn lớn nhất của chi tiết cần kiểm tra.
Để thuận tiện cho việc sử dụng, calíp nút dùng cho những phạm vi kích thước khác nhau được chế tạo theo nhứng kết cấu khác nhau.
3.1.3 Đo kiểm tra góc và độ côn
3.1.3.1 Kiểm tra góc và độ côn
Là sai lệch của prôpin mặt cắt dọc mà các đường sinh là những đường thẳng nhưng không song song với nhau (Hình 3.6)
61
Hình 3.6: Độ côn
3.1.3.2 Cách kiểm tra
Hình 3.7: Trục dưỡng và dưỡng ống côn
Với dưỡng ống hình côn người ta kiểm tra thí dụ như các chuôi hình côn của dao phay, với dưỡng đo trong hình côn người ta kiểm tra hình côn bên trong của chi tiết (Hình 3.7). Trước khi kiểm tra bằng calip đo trong hình côn cũng như với dưỡng ống hình côn ta gạch một đường phấn mỏng trên lõi hình côn hoặc chi tiết hình côn theo hướng trục và sau đó xoay phôi và mẫu ngược với nhau. Đường phấn mỏng phải bị xóa mờ đều. Tại những nơi nào không bị mờ, hình côn không tiếp xúc. Hai vòng đánh dấu trên mẫu ống côn được sử dụng như một đường kính chuẩn. Nếu đường kính của hình côn bên trong còn nằm trong dung sai, thì đường kính lớn phải nằm giữa hai vòng đánh dấu.
Việc đo độ lệch kích thước và hình dạng của hình côn, có thể đơn giản nhất với các thiết bị đo bằng khí nén.
Thiết bị đo độ côn được trang bị đồng hồ đo chính xác hoặc đầu đo cảm ứng và đo hoặc là góc hình côn hay hai đường kính kiểm tra trong khoảng cách quy định (Hình 3.8).
62
Hình 3.8: Đo độ côn
3.2. Kiểm tra sai số hình dáng của các bề mặt 3.2.1 Kiểm tra độ phẳng
Mặt phẳng hoặc đường thẳng phải giới hạn chi tiết có dung sai sao cho khoảng cách của chúng tối thiểu, khoảng cách này là độ lệch hình dạng. (Hình 3.9)
Hình 3.9: Đo độ thẳng Hình 3.10: Đo độ song song
Độ thẳng được giới hạn bởi hai đường thẳng song song. Các điểu kiện tối thiểu được đáp ứng nếu đạt được khoảng cách nhỏ nhất giữa hai đường. (Hình 3.10)
Để đo độ song song, mặt phẳng kiểm tra nào của chi tiết phẳng hơn sẽ được chọn làm mặt phẳng chuẩn. Vì chính mặt phẳng này cũng có sai lệch, nên nó phải được điều chỉnh lại, thí dụ với các chốt kiểm tra trên tấm đo theo điều kiện tối thiểu. Độ lệch song song fp là khoảng cách đo được từ hai mặt phẳng song song chứa mặt phẳng có dung sai.
Trong phân xưởng lưỡi dao thẳng nhọn (thước lá được sử dụng để kiểm tra độ thẳng và độ phẳng (Hình 3.11). Độ vênh (độ không phẳng) từ 2 µm trở lên có thể nhìn thấy ở khe ánh sáng. Độ phẳng cũng chỉ có thể kiểm chứng gần đúng ở các lần đo lặp lại bằng lưỡi dao mẫu vì độ thẳng luôn luôn chỉ có thể được kiểm tra ở một khu vực bề mặt phẳng. Việc kiểm tra độ thẳng của xylanh được thực hiện với lưỡi dao thẳng ít nhất hai lần ở chu vi cách nhau 90°. Khi so sánh độ phẳng với tấm đo làm một mặt phẳng tiêu chuẩn, các chi tiết với bề mặt để kiểm
63
tra được đặt trên tấm đo và người ta tìm kiếm độ lệch phẳng lớn nhất với một đầu đo (Hình 3.12)
Bảng 3.1: Dung sai của đường thẳng, mặt phẳng và góc Ký hiệu và tính chất
dung sai Khu vực dung sai Thí dụ ứng dụng
Chỉ dẫn trong bản vẽ Giải thích Dung sai hình dạng phẳng Độ thẳng
Trục của phần hình trụ bulông phải nằm trong xylanh với đường kính tG = 0,03 mm
Độ phẳng
Bề mặt khảo sát (có dung sai) phải nằm giữa hai mặt phẳng song song với khoảng cách tE = 0,01 mm Dung sai hướng Độ song song
Bề mặt khảo sát phải nằm giữa hai mặt phẳng song song với mặt phẳng chuẩn có khoảng cách
tF = 0,01 mm Độ
vuông góc
Trục khảo sát phải nằm giữa hai mặt phẳng song song, thẳng góc với mặt phẳng chuẩn A và hướng mũi tên với khoảng cách tR = 0,05 mm
Độ nghiêng
Trục của lỗ khoan nằm giữa hai mặt phẳng, nghiêng với mặt phẳng chuẩn A một góc 60° và song song với nhau với khoảng cách tN = 0,01 mm
Độ phẳng của mặt phẳng đo ở căn mẫu hoặc ở thước panme có thể được kiểm tra bằng kính phẳng với độ chính xác cao (Hình 3.13). Phương pháp kiểm tra dựa trên sự giao thoa của sóng ánh sáng. Có thể nhìn thấy và đo được độ sai lệch phẳng qua đường cong và số lượng của các vân giao thoa.Từ một vân giao thoa đến vân tiếp theo, khoảng cách của mặt phẳng đo đến tấm đo đã thay đổi khoảng 0,3 µm.
Hình 3.13: Kiểm tra độ phẳng
3.2.2 Kiểm tra độ không trụ
Đối với chi tiết trụ trơn thì sai lệch xét theo hai phương:
* Sai lệch prôpin theo phương ngang: (mặt cắt ngang) bao gồm các dạng: (Hình 3.14; Hình 3.15; Hình 3.16).
Hình 3.14: Sai lệch độ Hình 3.15: Sai lệch độ Hình 3.16: Sai lệch độ tròn cạnh ô van phân cạnh
Vì số lượng lớn của trục truyền động bánh răng, ổ lăn và bạc lót, việc kiểm tra độ đồng tâm được áp dụng rất phổ biến trong sản xuất.Trong hoàn cảnh lệ thuộc vào dung sai, khả năng sử dụng một phương pháp kiểm tra phù hợp với chức năng vì thế đặc biệt quan trọng cho các cấu kiện này (Bảng 3.2).
Bảng 3.2: Dung sai dạng tròn, dung sai chỗ, dung sai chạy Ký hiệu và tính chất
dung sai Vùng dung sai
Thí dụ ứng dụng Chỉ dẫn trong bản vẽ Giải thích Dung sai dạng tròn Độ tròn (dạng vòng tròn)
Đường chu vi cảu mỗi một tiết diện phải nằm trong hình xuyến (hình vành khăn) với bề dày tk = 0,02 mm
Độ trụ (dạng
trụ)
Bề mặt có dung sai phải nằm giữa hai xy- lanh đồng trục với bề dày t2 = 0,05 mm
Dung sai chỗ
Độ đồng trục, độ đồng tâm
Trục của phần có dung sai của trục khảo sát phải nằm trong xylanh có đường kính tko = 0,03 mm. Trục của
xylanh này phải thẳng hàng với trục của chi tiết chuẩn.
Dung sai chạy
Độ đảo
Khi quay quanh trục chuẩn AB, độ đảo trong mỗi một mặt phẳng đo thẳng góc không được vượt quá tL = 0,1 mm
Sai lệch độ tròn có thể xảy ra vì dao động máy hay bánh mài không tròn. Hình này đều gây ra bởi các lực kẹp trong mâm cặp ba chấu (Hình 3.17).
Hình 3.17: Xác định độ lệch tròn của hình dày đều.
Sai lệch độ trụ có thể được xem như là sự kết hợp của các sai lệch thẳng, tròn và song song.
3.2.3 Kiểm tra độ cong của lỗ
Là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôpin thực tới vòng tròn áp Khi phân tích sai lệch hình dạng theo phương ngang người ta còn xét các dạng thành phần của sai lệch độ tròn là độ ô van và độ phân cạnh. (Hình 27)
Hình 3.18: Độ cong của lỗ
Cữ đầu lọt phải được cấu tạo sao cho kích thước và hình dạng của chi tiết gia công được kiểm tra khi ghép với dưỡng kiểm. Chỉ nên kiểm tra kích thước riêng lẻ với cữ không lọt, thí dụ như đường kính.
3.2.4 Kiểm tra độ ô van
Là sai lệch độ tròn mà prôpin thực là hình ôvan
68
Sai lệch prôpin theo mặt cắt dọc trục: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm trên prôpin thực đến phía tương ứng của prôpin áp. Tương tự như sai lệch hình dạng theo phương ngang, khi phân tích các sai lệch hình dạng theo phương dọc trục người ta xét các dạng thành phần của sai lệch.
3.2.5 Kiểm tra độ côn
Hình côn trong và ngoài khi lắp ghép phải”đỡ” lẫn nhau, nghĩa là các bề mặt ngoài của hai hình côn phải tiếp xúc toàn bộ. Hầu hết các số liệu kiểm tra có thể bắt nguồn từ yêu cầu này (Hình 3.19).
Hình 3.19: Độ côn
- Đường kính D và d - Độ côn C= 1: x - Chiều dài côn L
- Sai lệch hình dạng và độ nhám của bề mặt - Góc côn alpha
Hình 3.20: Trục dưỡng và dưỡng ống côn
Với dưỡng ống hình côn người ta kiểm tra thí dụ như các chuôi hình côn của dao phay, với dưỡng đo trong hình côn người ta kiểm tra hình côn bên trong
69
của chi tiết (Hình 3.20).Trước khi kiểm tra bằng calip đo trong hình côn cũng như với dưỡng ống hình côn ta gạch một đường phấn mỏng trên lõi hình côn hoặc chi tiết hình côn theo hướng trục và sau đó xoay phôi và mẫu ngược với nhau. Đường phấn mỏng phải bị xóa mờ đều. Tại những nơi nào không bị mờ, hình côn không tiếp xúc. Hai vòng đánh dấu trên mẫu ống côn được sử dụng như một đường kính chuẩn. Nếu đường kính của hình côn bên trong còn nằm trong dung sai, thì đường kính lớn phải nằm giữa hai vòng đánh dấu.
Việc đo độ lệch kích thước và hình dạng của hình côn, có thể đơn giản nhất với các thiết bị đo bằng khí nén.
Thiết bị đo độ côn được trang bị đồng hồ đo chính xác hoặc đầu đo cảm ứng và đo hoặc là góc hình côn hay hai đường kính kiểm tra trong khoảng cách quy định (Hình 3.21).
Hình 3.21: Đo độ côn
Trong quá trình gia công, không chỉ kích thước mà hình dạng và vị trí các bề mặt chi tiết cũng bị sai lệch, chẳng hạn khi ta tiện chi tiết trục mà bàn máy mang dao dịch chuyển theo phương không song song với đường tâm trục chính máy tiện thì trục sẽ bị côn. Biến dạng đàn hồi do kẹp chặt chi tiết lỗ làm cho lỗ sau khi gia công xong bị méo, (Hình 3.22: a,b,c,d).
70
Hình 3.22: Biến dạng do kẹp chặt trên mâm cặp 3 vấu a) Phôi để gia công lỗ c) Lỗ sau khi gia công b) Phôi kẹp chặt trên máy bị biến dạng d) Sản phẩm tháo ra khỏi máy
3.2.6 Kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng
Kiểm tra sai lệch độ song song của mặt phẳng là sai lệch giữa khoảng cách lớn nhất a và khoảng cách nhỏ nhất b giữa hai mặt phẳng áp trong giới hạn phần chuẩn quy định. (Hình 3.23)
Hình 3.23: Sai lệnh độ vuông góc của mặt phẳng và tâm lỗ
Sai lệch về độ vuông góc của mặt phẳng hoặc đường tâm đối với đường tâm: là sai lệch góc giữa các mặt phẳng hoặc đường tâm và đường tâm chuẩn so với góc vuông, biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài phần chuẩn.
3.2.7 Kiểm tra độ không song song của các đường tâm lỗ
Kiểm tra sai lệch về độ đồng tâm lỗ với mặt phẳng là sai lệch giữa đường tâm bề mặt đang xét với đường tâm bề mặt lấy làm tiêu chuẩn trên chiều dài quy định của phần bề mặt. (Hình 3.24)
71
3.2.8 Kiểm tra độ không vuông góc của các mặt phẳng
Hình 3.25: Sai lệch độ vuông góc của mặt phẳng
Kiểm tra sai lệch độ vuông góc của mặt phẳng là sai lệch độ vuông góc giữa các mặt phẳng được đo bởi độ dài ∆ trên chiều dài chuẩn L. (Hình 3.25)
3.2.9. Kiểm tra độ không vuông góc của tâm lỗ với mặt cầu
Là sai lệch góc giữa các mặt phẳng so với góc vuông, biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài phần chuẩn (Hình 3.26).
3.2.10 Kiểm tra độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính
Là hiệu ∆ giửa khoảng cách lớn nhất và khoảng cách nhỏ nhất từ các điểm của profin thực mặt đầu tới mặt phẳng vuông góc với đường trục chuẩn được xác định trên đường kính d đã cho hay đường kính bất kỳ trên mặt đầu
72
Hình 3.27: Độ đảo mặt đầu.
Là hiệu ∆ giửa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của profin thực bề mặt quay tới đường trục (Hình 3.27).
Hình 3.27: Độ đảo hướng kính
3.2.11 Kiểm tra khoảng cách tâm
Là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôpin thực của bề mặt quay tới đường tâm chuẩn trong mặt cắt vuônggóc với đường tâm chuẩn. (Hình 3.28)
Hình 3.28: Đo khoảng cách tâm