2.1. Khái niệm
Bề mặt của chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tưởng mà tồn tại những nhấp nhô. Những nhấp nhô này là kết quả của quá trình biến dạng dẻo của bề mặt chi tiết sau khi cắt gọt lớp kim loại do vết lưỡi cắt để lại trên bề mặt của chi tiết gia công, là ảnh hưởng của rung động khi cắt, do tính chất của vật liệu gia công, do
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 44 chế độ cắt, các thông số dụng cụ cắt, do dung dịch trơn nguội và nhiều nguyên nhân khác. Tuy nhiên sự không bằng phẳng này có những bước khác nhau và độ lớn khác nhau. Những nhấp nhô đó không phải đều thuộc về nhám bề mặt mà tuỳ thuộc theo độ lớn của các nhấp nhô người ta phân ra làm ba dạng sai số:
Dạng 1: Độ không phẳng bề mặt( sai lệch hình dạng) Dạng 2: Độ sóng bề mặt Dạng 3: Nhám bề mặt Người ta còn xác định bước sóng và tỷ lệ các bước sóng đó với chiều cao nhấp nhô phù hợp với từng loại sai số.
- Loại nhấp nhô có chiều cao h1 là độ không phẳng bề mặt nó thuộc về sai số hình dáng.
- Loại nhấp nhô có chiều cao h2là độ sóng bề mặt. - Loại nhấp nhô có chiều cao h3là độ nhám bề mặt.
Người ta dựa vào tỷ số giữa bước nhấp nhô l và chiều cao nhấp nhô h
50 h l : sai số thuộc về độ nhám bề mặt 100 h l : sai số thuộc về độ sóng bề mặt 1000 h
l : sai số thuộc về độ không phẳng bề mặt
Vậy nhám bề mặt là những nhấp nhô tế vi có bước và chiều cao nhấp nhô nhỏ, nó ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bảo vệ và độ bền của các chi tiết máy. Hay nhám là mức độ cao thấp của các nhấp nhô xét trong một phạm vi hẹp của bề mặt gia công.
2.2. Các chỉ tiêu đánh giá nhám.
Nhám bề mặt được đánh giá bằng độ nhấp nhô của prôfin được tạo thành bởi giao tuyến giữa bề mặt thực và mặt phẳng vuông góc với bề mặt thực. Nó nhận được bằng cáchcắt bề mặt thực bàng một mặt phẳng, thường là mặt phẳng pháp tuyến.
Khác với sai lệch hình dạng và độ sóng bề mặt có bước nhấp nhô prôfin tương đối lớn, nhám bề mặt có bước nhấp nhô prôfin tương đối nhỏ, và được đánh giá trong một giới hạn phần bề mặt cóchiều dài xác định gọi là chiều dài chuẩn l.
Chuẩn để đánh giá bề mặt là các yếu tố hình học được xác định trong phạm vi chiều dài chuẩn, được tính toán so với đườngtrung bình của prôfin bề mặt.
- Đường trung bình là đường thẳng xác định trong chiều dài chuẩn chia prôfin thực ra làm hai phần có tổng diện tích các đỉnh lồi và đỉnh lõm bằng nhau.
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 45 F1 + F2 + F3 +...+ Fn= F1' + F2' +...+ Fn'
- Chiều dài chuẩn l: là phần chiều dài của bề mặt chi tiết được lựa chọn để đo độ nhám mà trong đó không có sự tham gia của các loại nhấp nhô khác có bước lốn hơn chiều dài chuẩn l.
Theo tiêu chuẩn quy định chiều dài chuẩn có các trị số sau: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25mm
Theo TCVN 2511 - 95 để đánh giá độ nhám bề mặt người ta thường dùng hai chỉ tiêu sau:
a. Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra
Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra là trị số trung bình của các khoảng cách từ prôfin thực tới đường trung bình trong giớ hạn chiều dài chuẩn
n i i l x a y n dx y l R 1 0 1 1
b. Chiều cao nhấp nhô của prôfin theo 10 điểm Rz
Chiều cao nhấp nhô của prôfin tính theo 10 điểm là giá trị trung bình của trị tuyệt đối của chiều cao 5 điểm cao nhất của phần lồi và 5 điểm thấp nhát của phần lõm tới đường trung bình trong giơi hạn chiều dài chuẩn.
5 5 1 min 5 1 max i i i i z H H R
2.3. Các ký hiệu trên bản vẽ.
Trong các bản vẽ thiết kế, để thể hiện yêu cầu nhám bề mặt, người dùng ký hiệu sau:
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 46 (1) : Ghi hai nội dung
- Tên thông số và trị số được lựa chọn. Riêng đối với thông số Ra không cần ghi tên mà chỉ cần ghi trị số.
- Nếu cần quy ước phương pháp gia công ta quy ước như hình vẽ.
Tuy nhiên nếu không quy ước thì không cần ghi ký hiệu để cho người công nghệ tự lựa chon phương pháp gia công
Ví dụ: Gia công bulông có thể gia công bằng hai cách là: + Gia công có phoi: tiện
+ Gia công không phoi: cán ren
(2) Nếu cần quy định phương pháp gia công tinh lần cuối thì ghi tên phương pháp vào vị trí đó.
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 47 (3) Nếu cần quy định chiều dài chuẩn thì ghi trị số chiều dài chuẩn được lựa chọn ở vị trí này.
(4) Nếu cần quy định phương các nhấp nhô.
Ký hiệu nhám của mỗi bề mặt trên bản vẽ chỉ ghi một lần trên đường bao thấy, hay đường kéo dài của đường bao thấy, đỉnh nhọn của ký hiệu hướng vào bề mặt cần ghi.
Nếu tất cả các bề mặt của chi tiết có cùng một cấp độ nhám thì ghi ký hiệu nhám chung ở góc trên bên phải cuả bản vẽ.
Nếu phần lớn các bề mặt của chi tiết có cùng một cấp độ nhám kí hiệu chung ở góc bên phải bản vẽ và đặt trong dấu ngoặc đơn.
Nếu trên cùng một bề mặt có hai cấp độ nhám khác nhau thì dùng nét liền mảnh vẽ đường phân cách, đường phân cách không được vẽ lên đường gạch vật liệu của mặt cắt.
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 48
Độ nhám của bề mặt răng, then hoa
thân khai được ghi trên mặt chia, khi trên bản vẽ không có hình chính diện.
Ký hiệu độ nhám bề mặt làm việc của ren được ghi ngay bên cạnh kích thước đường kính ren hoặc profin ren.
3. Chuỗi kích thước 3.1. Khái niệm chuỗi
+ Định nghĩa
Chuỗi kích thước là tập hợp các kích thứơc nối tiếp nhau ở một hay một số chi tiết tạo thành một vòng khép kín. Chúng xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt, các đường tâm của một hoặc một số chi tiết tham gia lắp ghép.
Để hình thành một chuỗi kích thước phải có 2 điều kiện: - Các kích thước nối tiếp nhau.
- Các kích thước tạo thành một vòng khép kín.
Nghĩa là nếu ta đi một chiều theo các kích thước của chuỗi thì sẽ trở về chỗ xuất phát.
+ Phân loại chuỗi kích thước
Tuỳ theo vị trí và sự phân bố của chuỗi kích thước trong các chi tiết và bộ phận máy, người ta phân chuỗi kích thước thành nhiều loại.
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 49 * Chuỗi kích thước chi tiết
Là chuỗi mà các khâu cùng thuộc về một chi tiết. Các kích thước củachuỗi gọi khâu (hình 2.19a).
Chuỗi kích thước chi tiết dùng để xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc đường trục của một chi tiết.
* Chuỗi kích thước lắp
Chuỗi kích thước lắp là chuỗi mà các khâu của chuỗi là kích thước của các chi tiết khác nhau lắp ghép trong bộ phận máy hoặc máy (hình 2.19b).
Chuỗi kích thước lắp dùng để xác định vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc các đường tâm của một số chi tiết lắp ráp với nhau.
* Chuỗi kích thước đường thẳng
Chuỗi kích thước đường thẳng là chuỗi mà các khâu của chuỗi song song với nhau. Chuỗi kích thước chi tiết, chuỗi kích thước lắp là các chuỗi đường thẳng.
* Chuỗi kích thước mặt phẳng
Chuỗi kích thước mặt phẳng là chuỗi mà các khâu của chuỗi nằm trên một mặt phẳng hay một số mặt phẳng song song với nhau nhưng bản thân các khâu không song song với nhau (hình 6.1c).
* Chuỗi không gian
Chuỗi không gian là chuỗi mà các khâu của chuỗi nằm trong những mặt phẳng bất kỳ.
3.2. Các thành phần của chuỗi
Các kích thước trong chuỗi được gọi là khâu. Dựa vào đặc tính của các khâu chia ra các loại khâu.
3.2.1. Khâu thành phần (Di, di)
Khâu thành phần là khâu mà các kích thước của chúng do quá trình gia công quyết định và kích thước của các khâu thành phần không phụ thuộc vào nhau.
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 50 - Khâu thành phần tăng hay còn gọi là khâu tăng là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên làm tăng kích thước của khâu khép kín và ngược lại.
- Khâu thành phần giảm hay còn gọi là khâu giảm là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên làm giảm kích thước của khâu khép kín và ngược lại.
Muốn phân biệt khâu thành phần và khâu khép kín của một chuỗi kích thước chi tiết ta phải dựa vào trình tự gia công các kích thước trong chuỗi ấy.
3.2.2. Khâu khép kín (K)
Khâu khép kín là khâu mà kích thước của nó được xác định bởi kích thước của các khâu thành phần. Trong một chuỗi chỉ có một khâu khép kín.
Ví dụ ở hình 6.1b khâu A1 là khâu thành phần tăng, khâu A2, A3, A4 là khâu giảm, khâu A5 là khâu khép kín.
3.3. Giải chuỗi kích thước (bài toán thuận)
Cho biết các khâu thành phần cả về kích thước danh nghĩa, sai lệch và dung sai, ta phải đi xác định khâu khép kín cả về kích thước danh nghĩa, sai lệch và dung sai.
Để thuận tiện cho việc giải bài toán chuỗi kích thước người ta thường sơ đồ hoá các chuỗi. Các chuỗi trên hình 6.1 được sơ đồ hoá như sau:
Trong đó hình b ta có : A1là khâu tăng
A2, A3, A4 là các khâu giảm A4 là khâu khép kín
Với A4 = A5- A1- A2 - A3
A4 = A5-(A1+A2+A3)
Trong một kích thước các khâu thành phần có thể gồm nhiều kích thước khác nhau. Để thuận tiện cho việc tính toán ta quy ước một số ký hiệu sau:
K: là khâu khép kín. D: là khâu tăng. d : là khâu giảm.
Theo ký hiệu trên thì kích thước danh nghĩa của khâu khép kín được tính như sau:
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 51 K = D - (d1+d2+d3)
Trong trường hợp có nhiều khâu tăng và nhiều khâu giảm thì quan hệ về kích thước giữa khâu khép kín và các khâu thànhphần được biểu thị bằng phương trình sau và gọi là phương trình cơ bản của chuỗi kích thước.
K = m i i D 1 - n i i d 1
Trong đó: K là kích thước danh nghĩa của khâu khép kín m i i D 1
là tổng kích thước danh nghĩa các khâu tăng. n i i d 1
là tổng kích thước danh nghĩa các khâu giảm. m là số khâu tăng
n là số khâu giảm
Như vậy kích thước danh nghĩa của khâu bằng hiệu số giữa tổng kích thước danh nghĩa các khâu tăng và tổng kích thước danh nghĩacác khâu giảm.
Kích thước giới hạn lớn nhất của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng lớn nhất và tổng các khâu giảm nhỏ nhất.
Kmax = m i i D 1 max - n i i d 1 min
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng nhỏ nhất và tổng các khâu giảm lớn nhất.
Kmax = m i i D 1 min - n i i d 1 max
Dung sai của khâu khép kín bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất của khâu khép kín.
ITK = Kmax - Kmin Hay ITK = m i i ITD 1 + n i i ITd 1 = n m i i ITA 1 Trong đó A chỉ các khâu thành phần.
Vậy dung sai của khâu khép kín bằng tổng dung sai các khâu thành phần trong chuỗi.
Sai lệch trên của khâu khép kín ESK: bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa của khâu khép kín.
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 52 Hay ESK = m i i D E 1 S - n i i eid 1
Trong đó: ESDilà sai lệch trên của các khâu tăng. eidilà sai lệch dưới của các khâu giảm.
Vậy sai lệch trên của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng sai lệch trên của các khâu tăng và tổng sai lệch dưới của các khâu giảm.
Sai lệch dưới của khâu khép kín EIK : bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa của khâu khép kín hoặc bằng hiệu số giữa tổng sai lệch dưới của các khâu tăng và tổng sai lệch trên của các khâu giảm.
EIK = Kmin - K = m i i D E 1 I - n i i esd 1
Trong đó: EIDilà sai lệch dưới của các khâu tăng. eidilà sai lệch trên của các khâu giảm.
CÂU HỎIÔN TẬP
1. Trình bầy khái niệm và các dạng sai lệch hình dạng? 2. Trình bầykhái niệm vàcác dạngsai lệch vị trí bề mặt ?
3. Nêu cách dấu hiệu tương ứng để ký hiệu dung sai hình dạng ,vị trí? Cách ghi ký hiệu sai lệch hình dạng vị trí trên bản vẽ?
4. Thế nào là nhám bề mặt? Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến chất lượng sản phẩm? 5. Cho biết các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt? Ký hiệu và cách ghi độ nhám bề mặt trên bản vẽ?
6. Thế nào chuỗi kích thước? cho ví dụ minh hoạ?
7. Thế nào là khâu thành phần tăng, khâu thành phần giảm của chuỗi kích thước; cho ví dụ về cách xác định đối với một chuỗi kích thước?
8. Nêu các phương phápgiải chuỗi kích thước cho bài toán thuận?
BÀI TẬP Bài 1:Cho chuỗi kích thước như hình vẽ sau:
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 53 Hãy giải chuỗi kích thước để xác định sai lệch, dung sai kích thước A2 .
Biết trình tự gia công là A1, A3, A2
Với A1 = 1000,1; A3 = 450,15 Đáp số: TK= 0,4 (mm); K 0,15 25 , 0 55
Bài 2: Cho chuỗi kích thước như hình vẽ sau:
Hãy giải chuỗi kích thước để xác định sai lệch, dung sai kích thước A2 . Biết trình tự gia công là A1, A3, A2 Với A1 = 1200,15; A3 = 450,16 Đáp số: TK= 0,47 (mm); K 0,16 31 , 0 80
[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 54
CHƯƠNG 4. CÁC DỤNG CỤ ĐO LƯỜNG THÔNG DỤNG
TRONG CHẾ TẠO MÁY 1.Cơ sở đo lường kỹ thuật.
1.1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật
Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo, dựa trên việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo và một đại lượng có cùng tính chất vật lý được quy định dùng làm đơn vị đo.
Thực chất của việc đo lường là việc so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng. Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng khi so sánh.
Ví dụ: Đại lượng cần đo là Q, đơn vị dùng để so sánh là u. Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là q
u
Q .
Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u
Việc chọn độ lớn của đơn vị đo khác nhau khi so sánh sẽ có trị số q khác nhau. Chọn độ lớn của đơn vị đo sao cho việc biểu diễn kết quả đo gọn, đơn giản tránh nhầm lẫn trong khi ghi chép và tính toán. Kết quả đo cuối cùng cần được biểu diễn theo đơn vị đo hợp pháp.
Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh. Độ lớn của đơn vị đo cần được quy định thống nhất mới đảm bảo được việc thống nhất trong giao dịch mua bán, chế tạo sản phẩm để thay thế lắp lẫn ...
Để đảm bảo tính thống nhất trong đo lường, các đơn vị đo cơ bản và các đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống đơn vị đo được quy định trong bảng đơn vị đo hợp