Giáo trình Dung sai lắp ghép và Đo lường Kỹ thuật Nghề hàn (CĐ Lào Cai)

Giáo trình Dung sai lắp ghép & Đo lường kỹ thuật nghề hàn. Cung cấp kiến thức về sai lệch, lắp ghép, dụng cụ đo, kèm bài tập và đáp án chi tiết.

Trường đại học

Trường Cao đẳng Lào Cai

Chuyên ngành

Dung Sai Lắp Ghép và Đo Lường Kỹ Thuật

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Giáo trình

2019

76
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Hướng dẫn A Z Giáo trình Dung sai lắp ghép Đo lường hàn

Giáo trình Dung sai lắp ghép & Đo lường kỹ thuật là nền tảng kiến thức cốt lõi đối với Nghề hàn và các ngành chế tạo cơ khí khác. Môn học này không chỉ cung cấp các khái niệm lý thuyết mà còn trang bị những kỹ năng thực tiễn, giúp người học và kỹ thuật viên đảm bảo độ chính xác và tính đổi lẫn chức năng của sản phẩm. Việc nắm vững các nguyên tắc về dung sai, sai lệch và phương pháp đo lường là yêu cầu bắt buộc để tạo ra các chi tiết và mối ghép đạt tiêu chuẩn chất lượng cao. Theo tài liệu biên soạn bởi giảng viên Tạ Thị Hoàng Thân (Trường Cao đẳng Lào Cai, 2019), nhiệm vụ chính của môn học là nghiên cứu nguyên tắc thiết kế, chế tạo và các tiêu chuẩn về dung sai. Mục tiêu là giúp các kỹ sư và công nhân chuẩn bị bản vẽ thiết kế và công nghệ một cách chính xác, đảm bảo tính công nghệ và chất lượng sản phẩm. Nội dung giáo trình bao quát từ các khái niệm cơ bản như kích thước danh nghĩa, sai lệch giới hạn đến các hệ thống lắp ghép phức tạp, sai lệch hình học và cách sử dụng các dụng cụ đo chuyên dụng. Hiểu biết sâu sắc về dung sai lắp ghép cho phép người kỹ thuật lựa chọn kiểu lắp phù hợp với yêu cầu làm việc, từ đó tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và độ bền của máy móc, thiết bị. Đây là môn học cơ sở bắt buộc, bổ trợ kiến thức cho tất cả các môn học chuyên môn, tạo tiền đề vững chắc cho việc thiết kế sản phẩm mới và hoàn thiện các sản phẩm hiện có.

1.1. Tầm quan trọng của dung sai trong chế tạo cơ khí hiện đại

Trong chế tạo cơ khí hiện đại, không một chi tiết nào có thể được gia công với kích thước chính xác tuyệt đối như trên bản vẽ thiết kế. Luôn tồn tại sự sai khác giữa kích thước thực và kích thước lý thuyết. Khái niệm dung sai ra đời để giải quyết vấn đề này. Dung sai (Tolerance) được định nghĩa là phạm vi cho phép của sai số kích thước, là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất. Giá trị dung sai càng nhỏ, độ chính xác yêu cầu của chi tiết càng cao. Việc tiêu chuẩn hóa dung sai, như trong hệ thống TCVN, giúp đảm bảo tính đổi lẫn chức năng. Điều này có nghĩa là mọi chi tiết được sản xuất ở các thời điểm hoặc nhà máy khác nhau đều có thể lắp lẫn cho nhau mà không cần sửa nguội, giúp đơn giản hóa quá trình lắp ráp, sửa chữa và giảm chi phí sản xuất hàng loạt. Tầm quan trọng của dung sai lắp ghép thể hiện rõ nhất khi tạo ra các mối ghép, nơi hai hay nhiều chi tiết phối hợp với nhau. Lựa chọn dung sai phù hợp quyết định đặc tính của mối ghép: có độ hở để chuyển động tương đối (lắp ghép lỏng), có độ dôi để liên kết cố định (lắp ghép chặt), hay vừa có thể hở vừa có thể dôi (lắp ghép trung gian).

1.2. Mục tiêu cốt lõi của môn học đo lường kỹ thuật nghề hàn

Mục tiêu của môn học Đo lường kỹ thuật trong Nghề hàn không chỉ dừng lại ở việc nhận biết dụng cụ. Theo giáo trình, người học phải đạt được các năng lực cụ thể. Về kiến thức, cần trình bày được các khái niệm cơ bản về hệ thống dung sai lắp ghép, giải thích được sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt. Về kỹ năng, người học phải giải thích đúng ký hiệu dung sai trên bản vẽ, lựa chọn kiểu lắp ghép phù hợp, tính toán các thông số của mối ghép và sử dụng thành thạo các dụng cụ đo thông dụng như thước cặppanme. Kỹ năng đo kích thước trên chi tiết bằng dụng cụ phù hợp là một yêu cầu bắt buộc. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm, môn học rèn luyện tính tuân thủ quy định, tác phong làm việc nghiêm túc, tỉ mỉ và chính xác. Đây là những phẩm chất không thể thiếu của một người thợ hàn chuyên nghiệp, người chịu trách nhiệm về độ bền và an toàn của kết cấu hàn. Sự kết hợp giữa lý thuyết dung sai lắp ghép và thực hành đo lường kỹ thuật tạo nên một nền tảng vững chắc, giúp người học tự tin giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong thực tế sản xuất.

II. Thách thức kiểm soát sai lệch Dung sai lắp ghép cơ khí

Việc kiểm soát sai lệchdung sai lắp ghép là một trong những thách thức lớn nhất trong gia công cơ khíNghề hàn. Các sai số có thể phát sinh từ nhiều yếu tố như độ chính xác của máy công cụ, dụng cụ cắt, trình độ tay nghề của người thợ, và điều kiện môi trường. Việc không quản lý được các sai lệch này sẽ dẫn đến sản phẩm không đạt yêu cầu, không thể lắp ráp hoặc hoạt động không ổn định. Một trong những khó khăn cơ bản là hiểu và phân biệt rõ ràng các loại kích thước. Kích thước danh nghĩa là kích thước thiết kế, trong khi kích thước thực là kết quả đo lường sau gia công. Khoảng cho phép giữa kích thước giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất chính là miền dung sai. Nếu kích thước thực nằm ngoài miền này, chi tiết sẽ bị loại bỏ, gây lãng phí vật liệu và thời gian. Ngoài sai lệch về kích thước, sai lệch hình dạng (độ không tròn, độ không phẳng) và sai lệch vị trí (độ không song song, độ không đồng tâm) cũng là những vấn đề nghiêm trọng. Những sai lệch này không chỉ ảnh hưởng đến khả năng lắp ghép mà còn tác động trực tiếp đến độ bền mỏi, khả năng chịu tải và tuổi thọ của sản phẩm. Việc lựa chọn sai kiểu lắp ghép cũng là một thách thức, có thể dẫn đến hậu quả như kẹt cứng các bộ phận chuyển động hoặc lỏng lẻo các mối ghép cần độ chặt.

2.1. Phân biệt Kích thước danh nghĩa Kích thước thực và giới hạn

Để kiểm soát chất lượng, việc phân biệt các khái niệm kích thước là vô cùng quan trọng. Kích thước danh nghĩa (dN, DN) là kích thước được xác định dựa trên chức năng và tính toán thiết kế, sau đó được làm tròn theo tiêu chuẩn. Nó là gốc để tính toán các sai lệch giới hạn. Kích thước thực (dt, Dt) là kích thước nhận được sau khi đo chi tiết đã gia công. Trong thực tế, kích thước thực không bao giờ bằng chính xác kích thước danh nghĩa. Để chi tiết được coi là đạt yêu cầu, kích thước thực của nó phải nằm trong một phạm vi cho phép, được xác định bởi hai kích thước giới hạn: kích thước giới hạn lớn nhất (dmax, Dmax) và kích thước giới hạn nhỏ nhất (dmin, Dmin). Điều kiện để một chi tiết đạt yêu cầu là: dmin ≤ dt ≤ dmax. Sự chênh lệch giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa được gọi là sai lệch giới hạn, bao gồm sai lệch giới hạn trên (es, ES) và sai lệch giới hạn dưới (ei, EI). Việc hiểu rõ mối quan hệ này giúp người kỹ thuật đọc bản vẽ chính xác và kiểm tra sản phẩm hiệu quả.

2.2. Nguyên nhân gây sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt chi tiết

Sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt là sự không hoàn hảo của chi tiết so với hình dạng hình học lý tưởng trên bản vẽ. Các nguyên nhân chính gây ra các sai lệch này rất đa dạng, bao gồm: độ rung động của hệ thống công nghệ (máy, dao, đồ gá, chi tiết), độ mòn của dụng cụ cắt, biến dạng nhiệt và lực trong quá trình gia công. Ví dụ, độ côn có thể xuất hiện do dao bị mòn không đều, còn độ ôvan có thể do lực kẹp chi tiết quá chặt. Sai lệch vị trí, chẳng hạn như độ không đồng tâm hoặc độ không vuông góc, thường xuất phát từ việc gá đặt chi tiết không chính xác hoặc sai số của bản thân máy công cụ. Những sai lệch này thường có giá trị nhỏ, nhưng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng làm việc của mối ghép, đặc biệt là các chi tiết quay với tốc độ cao hoặc yêu cầu độ chính xác dẫn hướng. Theo tiêu chuẩn, dung sai hình dạng và vị trí thường chỉ bằng một phần nhỏ (từ 1/4 đến 1/2) dung sai kích thước tương ứng, cho thấy yêu cầu kiểm soát chúng rất nghiêm ngặt.

III. Phương pháp chọn hệ thống dung sai và các kiểu lắp ghép

Để giải quyết bài toán tiêu chuẩn hóa và đảm bảo tính đổi lẫn, ngành cơ khí đã xây dựng các hệ thống dung sai lắp ghép khoa học, dựa trên Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN). Phương pháp cốt lõi là lựa chọn một hệ thống lắp ghép ưu tiên, hoặc Hệ thống lỗ cơ bản hoặc Hệ thống trục cơ bản, để giảm số lượng dụng cụ cắt và calip đo, từ đó tối ưu hóa chi phí sản xuất. Việc lựa chọn đúng kiểu lắp ghép là yếu tố quyết định đến chức năng của mối ghép. Có ba nhóm lắp ghép chính: lắp ghép lỏng, lắp ghép chặt, và lắp ghép trung gian. Mỗi nhóm có những đặc tính và phạm vi ứng dụng riêng. Việc lựa chọn dựa trên phân tích yêu cầu làm việc của chi tiết: chi tiết có cần chuyển động tương đối không, có cần truyền mô-men xoắn lớn không, hay có cần tháo lắp thường xuyên không? Dựa vào các yêu cầu này, người thiết kế sẽ chọn một kiểu lắp tiêu chuẩn, ví dụ H7/g6 cho một mối ghép động chính xác hoặc H7/p6 cho một mối ghép cố định cần độ dôi. Sau khi chọn được kiểu lắp, việc tiếp theo là tra cứu các bảng dung sai tiêu chuẩn (TCVN 2244-77, TCVN 2245-77) để xác định các giá trị sai lệch giới hạn cụ thể cho lỗ và trục, từ đó ghi lên bản vẽ kỹ thuật.

3.1. Tìm hiểu Hệ thống lỗ cơ bản H và Hệ thống trục cơ bản h

Hệ thống lắp ghép được xây dựng dựa trên một chi tiết cơ sở (lỗ hoặc trục). Hệ thống lỗ cơ bản là hệ thống được ưu tiên sử dụng rộng rãi nhất. Trong hệ thống này, chi tiết lỗ được chọn làm chi tiết cơ sở, gọi là lỗ cơ bản 'H'. Đặc điểm của lỗ cơ bản là sai lệch giới hạn dưới luôn bằng không (EI = 0). Để tạo ra các kiểu lắp ghép khác nhau, người ta giữ nguyên kích thước giới hạn của lỗ và chỉ thay đổi kích thước giới hạn của trục. Điều này kinh tế hơn vì chế tạo trục với các kích thước khác nhau dễ hơn chế tạo lỗ. Ngược lại, Hệ thống trục cơ bản lấy trục làm chi tiết cơ sở, gọi là trục cơ bản 'h', có sai lệch giới hạn trên bằng không (es = 0). Hệ thống này ít phổ biến hơn, thường chỉ dùng trong các trường hợp đặc biệt như sử dụng một trục tiêu chuẩn kéo dài để lắp nhiều chi tiết có các kiểu lắp khác nhau. Việc lựa chọn một trong hai hệ thống giúp đơn giản hóa đáng kể việc thiết kế và chế tạo.

3.2. Đặc tính 3 nhóm lắp ghép Lỏng Chặt và Trung gian

Đặc tính của một mối ghép được quyết định bởi vị trí tương quan giữa miền dung sai của lỗ và trục. Lắp ghép lỏng (Clearance fit): Là mối ghép luôn có khe hở (độ hở S > 0) giữa lỗ và trục. Miền dung sai của lỗ luôn nằm phía trên miền dung sai của trục. Kiểu lắp này dùng cho các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau, ví dụ trục quay trong ổ trượt. Lắp ghép chặt (Interference fit): Là mối ghép luôn có sự chèn ép (độ dôi N > 0) giữa hai chi tiết. Kích thước lớn nhất của lỗ luôn nhỏ hơn kích thước nhỏ nhất của trục. Miền dung sai của trục luôn nằm trên miền dung sai của lỗ. Kiểu lắp này dùng cho các mối ghép cố định, truyền tải trọng lớn mà không cần then hay chốt, ví dụ vành răng lắp với thân bánh răng. Lắp ghép trung gian (Transition fit): Là mối ghép có thể có độ hở hoặc độ dôi, tùy thuộc vào kích thước thực của lỗ và trục. Miền dung sai của lỗ và trục xen kẽ nhau. Kiểu lắp này dùng cho các mối ghép cố định yêu cầu độ đồng tâm cao và có thể tháo lắp, thường kết hợp với then để truyền mô-men.

IV. Bí quyết ghi ký hiệu dung sai hình dạng và nhám bề mặt

Bên cạnh dung sai kích thước, dung sai hình dạng, vị trí và nhám bề mặt là những yêu cầu kỹ thuật quan trọng quyết định chất lượng làm việc của chi tiết. Việc ghi ký hiệu các yêu cầu này một cách chính xác trên bản vẽ kỹ thuật là kỹ năng không thể thiếu. Theo TCVN, mỗi loại sai lệch hình dạng (độ thẳng, độ phẳng, độ tròn) và sai lệch vị trí (độ song song, độ vuông góc, độ đồng tâm) đều có một ký hiệu tượng trưng riêng. Các ký hiệu này được đặt trong một khung chữ nhật, nối với bề mặt yêu cầu bằng một đường dóng có mũi tên. Việc hiểu và áp dụng đúng các ký hiệu này đảm bảo thông tin thiết kế được truyền đạt một cách rõ ràng và thống nhất từ người thiết kế đến người gia công và người kiểm tra. Tương tự, nhám bề mặt – mức độ nhấp nhô tế vi trên bề mặt gia công – cũng ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi, khả năng chống mài mòn và độ kín khít của mối ghép. Việc lựa chọn và ghi đúng cấp độ nhám (thông qua các chỉ tiêu như Ra, Rz) giúp kiểm soát chất lượng bề mặt, đảm bảo chi tiết hoạt động đúng chức năng thiết kế. Một bí quyết quan trọng là không lạm dụng các yêu cầu dung sai và độ nhám quá cao khi không cần thiết, vì điều này sẽ làm tăng chi phí gia công một cách đáng kể.

4.1. Các chỉ tiêu đánh giá và ký hiệu độ nhám bề mặt Ra Rz

Nhám bề mặt được đánh giá qua các chỉ tiêu định lượng. Theo TCVN 2511-95, hai chỉ tiêu phổ biến nhất là RaRz. Ra (Sai lệch trung bình số học của prôfin) là trị số trung bình của các khoảng cách từ các điểm trên prôfin thực tới đường trung bình. Đây là chỉ tiêu được sử dụng rộng rãi nhất do tính ổn định và dễ đo. Rz (Chiều cao nhấp nhô của prôfin theo 10 điểm) là giá trị trung bình cộng của chiều cao 5 đỉnh cao nhất và chiều sâu 5 đáy thấp nhất. Rz nhạy hơn với các đỉnh nhọn hoặc vết xước riêng lẻ. Trên bản vẽ, yêu cầu về độ nhám được thể hiện bằng một ký hiệu gốc. Trị số Ra hoặc Rz được ghi phía trên ký hiệu này. Nếu chỉ ghi một con số mà không có ký hiệu, ngầm hiểu đó là trị số Ra. Việc lựa chọn chỉ tiêu và cấp độ nhám phụ thuộc vào chức năng của bề mặt, ví dụ bề mặt làm việc của ổ trượt yêu cầu độ nhám thấp hơn bề mặt không lắp ghép.

4.2. Phân tích Chuỗi kích thước và phương pháp giải bài toán thuận

Chuỗi kích thước là một tập hợp các kích thước nối tiếp nhau tạo thành một vòng khép kín, dùng để xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt. Một chuỗi kích thước bao gồm các khâu thành phần (kích thước được gia công trực tiếp) và một khâu khép kín (kích thước được hình thành sau cùng, là kết quả của các khâu thành phần). Việc phân tích chuỗi kích thước rất quan trọng trong thiết kế và lắp ráp để đảm bảo khe hở hoặc vị trí tương đối giữa các chi tiết nằm trong giới hạn cho phép. Bài toán thuận của chuỗi kích thước là khi biết dung sai của tất cả các khâu thành phần, cần xác định dung sai của khâu khép kín. Giải bài toán này giúp người thiết kế kiểm tra xem với các phương pháp gia công đã chọn, yêu cầu về độ chính xác của khâu khép kín có được đảm bảo hay không. Đây là công cụ mạnh mẽ để phân bổ dung sai một cách hợp lý, cân bằng giữa yêu cầu kỹ thuật và chi phí chế tạo.

V. Top các dụng cụ đo lường kỹ thuật thông dụng ngành cơ khí

Để đảm bảo các chi tiết được gia công đúng theo dung sai trên bản vẽ, việc sử dụng các dụng cụ đo lường kỹ thuật là không thể thiếu. Đo lường kỹ thuật là quá trình so sánh kích thước của chi tiết với một đơn vị đo chuẩn để xác định giá trị kích thước thực. Trong Nghề hàn và cơ khí, có nhiều loại dụng cụ đo từ đơn giản đến phức tạp, nhưng một số dụng cụ được coi là cơ bản và thông dụng nhất. Thước cặpPanme là hai trong số những dụng cụ phổ biến hàng đầu, có khả năng đo lường với độ chính xác cao (tới 0.02mm với thước cặp và 0.01mm hoặc cao hơn với panme). Bên cạnh đó, các dụng cụ khác như căn mẫu, thước đo góc, đồng hồ so cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra kích thước, sai lệch hình dạng và vị trí. Việc lựa chọn đúng dụng cụ đo cho từng yêu cầu cụ thể, nắm vững nguyên lý hoạt động, cách đọc trị số và phương pháp bảo quản đúng kỹ thuật là những kỹ năng cơ bản mà bất kỳ kỹ thuật viên hay thợ cơ khí nào cũng phải thành thạo. Sự chính xác của quá trình đo lường ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định một chi tiết có đạt yêu cầu hay không, từ đó quyết định chất lượng của toàn bộ sản phẩm cuối cùng.

5.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thước cặp du xích

Thước cặp là dụng cụ đo vạn năng, dùng để đo kích thước ngoài, kích thước trong, và chiều sâu của chi tiết. Cấu tạo chính bao gồm một thân thước chính có vạch chia theo milimét và một con trượt (du xích) có thể di chuyển dọc thân thước. Trên con trượt có các vạch chia nhỏ hơn, gọi là thang đo du xích. Nguyên lý hoạt động của thước cặp dựa trên sự chênh lệch giữa hai thang đo. Độ chính xác của thước được quyết định bởi giá trị một độ chia trên du xích. Ví dụ, thước cặp có độ chính xác 0.02mm có thang đo du xích dài 49mm được chia thành 50 phần bằng nhau. Khi đo, kích thước phần nguyên của chi tiết được đọc trên thước chính, còn phần lẻ được xác định bằng cách tìm vạch nào của du xích trùng chính xác nhất với một vạch bất kỳ trên thước chính. Nhờ cấu tạo đơn giản và đa năng, thước cặp là dụng cụ không thể thiếu trong mọi xưởng cơ khí.

5.2. Hướng dẫn sử dụng và đọc trị số chính xác trên Panme

Panme (Micrometer) là dụng cụ đo có độ chính xác cao hơn thước cặp, thường dùng để đo đường kính ngoài của các chi tiết trụ hoặc độ dày của các chi tiết phẳng. Cấu tạo của panme bao gồm thân chính, mỏ đo tĩnh, mỏ đo động, ống cố định có vạch chia chính, và ống di động (trống đo) có vạch chia phụ. Nguyên lý làm việc của panme dựa trên sự kết hợp giữa cơ cấu vít-đai ốc. Khi xoay ống di động, mỏ đo động sẽ tịnh tiến. Một vòng quay của ống di động thường tương ứng với một khoảng dịch chuyển là 0.5mm. Để đọc trị số, đầu tiên xác định số milimét và nửa milimét nguyên trên vạch chia của ống cố định. Sau đó, đọc phần trăm milimét trên vạch chia của ống di động, tại vị trí vạch chuẩn của ống cố định. Tổng của hai giá trị này là kích thước thực của chi tiết. Khi sử dụng panme, cần đảm bảo lực đo vừa phải và giữ cho đường tâm của dụng cụ vuông góc với bề mặt đo để có kết quả chính xác nhất.

VI. Tương lai ngành hàn với Dung sai lắp ghép và Đo lường 4

Kiến thức về Dung sai lắp ghép & Đo lường kỹ thuật sẽ luôn là nền tảng không thể thay thế trong Nghề hàn và sản xuất cơ khí. Tuy nhiên, sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang mở ra những xu hướng mới, nâng tầm vai trò của lĩnh vực này. Vai trò của các tiêu chuẩn như TCVN ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh toàn cầu hóa, nơi các sản phẩm cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe và có khả năng tương thích quốc tế. Việc tuân thủ tiêu chuẩn không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn là yếu tố cạnh tranh của doanh nghiệp. Trong tương lai, việc kiểm soát dung sai không chỉ dừng lại ở các phương pháp đo lường thủ công. Công nghệ đo lường 4.0, với sự ra đời của các thiết bị đo lường kỹ thuật số, máy đo tọa độ 3 chiều (CMM), máy quét laser và hệ thống kiểm tra quang học tự động, đang dần thay thế các phương pháp truyền thống. Những công nghệ này cho phép thu thập dữ liệu kích thước với tốc độ và độ chính xác vượt trội, đồng thời tích hợp trực tiếp vào hệ thống quản lý sản xuất (MES). Đối với Nghề hàn, điều này có nghĩa là quá trình kiểm tra chất lượng kết cấu hàn, từ kích thước mối hàn đến các biến dạng sau khi hàn, sẽ được thực hiện nhanh chóng, khách quan và chính xác hơn bao giờ hết, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

6.1. Vai trò của tiêu chuẩn hóa TCVN trong sản xuất hiện đại

Tiêu chuẩn hóa, đặc biệt là việc áp dụng hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về dung sai lắp ghép, đóng một vai trò sống còn trong sản xuất hiện đại. TCVN cung cấp một ngôn ngữ kỹ thuật chung, giúp tất cả các bên liên quan, từ nhà thiết kế, kỹ sư công nghệ, công nhân vận hành đến nhân viên kiểm tra chất lượng, đều hiểu và diễn giải các yêu cầu trên bản vẽ một cách thống nhất. Điều này loại bỏ sự mơ hồ, giảm thiểu sai sót và đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng đúng ý đồ thiết kế. Hơn nữa, việc tuân thủ các tiêu chuẩn như TCVN 2244-77 hay TCVN 2245-77 giúp doanh nghiệp tạo ra các sản phẩm có tính đổi lẫn cao, dễ dàng tích hợp vào các hệ thống lớn hơn và thuận lợi cho việc bảo trì, thay thế. Trong bối cảnh hội nhập kinh tế, việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc gia hài hòa với tiêu chuẩn quốc tế (như ISO) còn là tấm vé thông hành giúp sản phẩm Việt Nam vươn ra thị trường toàn cầu.

6.2. Xu hướng ứng dụng công nghệ đo lường 4.0 trong nghề hàn

Công nghệ đo lường 4.0 đang cách mạng hóa ngành cơ khí và Nghề hàn. Các hệ thống đo lường không tiếp xúc như máy quét laser 3D và hệ thống thị giác máy tính (computer vision) cho phép kiểm tra 100% sản phẩm ngay trên dây chuyền sản xuất mà không làm gián đoạn quy trình. Các dữ liệu đo lường được thu thập theo thời gian thực và phân tích bằng phần mềm chuyên dụng, giúp phát hiện sớm các sai lệch và dự đoán các lỗi tiềm ẩn. Trong Nghề hàn, công nghệ này có thể được ứng dụng để tự động kiểm tra hình dạng, kích thước của mối hàn, phát hiện các khuyết tật bề mặt như cháy chân, rỗ khí. Hơn nữa, việc tích hợp các cảm biến vào robot hàn cho phép điều chỉnh quy trình hàn một cách tự động để bù trừ cho các sai lệch về gá đặt, đảm bảo chất lượng mối hàn đồng đều và chính xác. Sự kết hợp giữa đo lường kỹ thuật chính xác và tự động hóa là chìa khóa để nâng cao năng lực cạnh tranh trong kỷ nguyên số.

04/10/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Khái niệm về dung sai lắp ghép. Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai. Khái niệm về kích thước. Sai lệch giới hạn.

Lắp ghép và các loại lắp ghép. Khái niệm về lắp ghép. Các loại lắp ghép. Các loại lắp ghép.

Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn. Quy định dung sai. Hệ thống lắp ghép. Các bảng dung sai.

Chọn mối ghép tiêu chuẩn. Các kiểu lắp lỏng. Các kiểu lắp trung gian. Các kiểu lắp chặt.

Dung sai mối ghép ren. Các thông số kích thước cơ bản. Dung sai lắp ghép ren. Cấp chính xác chế tạo ren hệ mét.

32 Chương 3: Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt. Sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt. Khái niệm chung. Sai lệch và dung sai hình dạng.

Sai lệch và dung sai vị trí. Sai lệch và dung sai tổng cộng về hình dạng và vị trí. Ghi kí hiệu dung sai hình dạng và vị trí trên bản vẽ. Nhám bề mặt.

Các chỉ tiêu đánh giá nhám. Các kí hiệu trên bản vẽ. Chuỗi kích thước. Các thành phần của chuỗi kích thước.

Giải chuỗi kích thước. 50 Chương 4: Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy. Cơ sở đo lường kỹ thuật. Khái niệm về đo lường kỹ thuật.

Dụng cụ đo và các phương pháp đo. Cấu tạo, công dụng và các bộ căn mẫu. Cách bảo quản. Thước cặp.

Công dụng, cấu tạo, nguyên lý du xích. Cách sử dụng. Cách bảo quản. Nguyên lý làm việc của pan me.

Cách sử dụng. 65 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………. 67 Bảng phụ lục. KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1.

KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH, DUNG SAI 1. Khái niệm về kích thước 1. Kích thước Kích thước là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài. Theo đơn vị đo được lựa chọn.

Trong công nghệ chế tạo cơ khí, đơn vị đo thường dùng là milimét (mm) và quy ước thống nhất trên các bản vẽ không cần ghi chữ (mm). Ví dụ: Chi tiết có đường kính 19,95mm, chiều dài 125,5mm thì trên bản vẽ chỉ cần ghi ø19,95 và 125,5. Kích thước danh nghĩa. Kích thước danh nghĩa là kích thước mà dựa vào chức năng của chi tiết xác định được sau khi đã tính toán đảm bảo các thông số kỹ thuật như độ cứng, độ bền.

sau đó được quy tròn về phía lớn lên theo giá trị của 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 toán người thiết kế xác đinh được kích thước xác định được kích thước của chi tiết là 35,785; đối chiếu với bảng tiêu chuẩn chọn kích thước là 36mm. Kích thước 36mm này là kích thước danh nghĩa của chi tiết. Việc lựa chọn các kích thước danh nghĩa của chi tiết theo tiêu chuẩn nhằm giảm bớt số loại, kích cỡ của các chi tiết và sản phẩm, do đó cũng giảm được số loại, kích cỡ của trang bị công nghệ như dụng cụ cắt, dụng cụ đo.

Số loại giảm thì sản lượng sẽ tăng, vì vậy sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao. Kích thước danh nghĩa được ghi trên bản vẽ và dùng làm gốc để tính toán các sai lệch, kích thước danh nghĩa của bề mặt lắp ghép chung cho các chi tiết tham gia lắp ghép. Kích thước thực. Kích thực là kích thước nhận được từ kết quả đo chi tiết với sai số cho phép.

[Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 6 Ký hiệu: : - Chi tiết lỗ: Dt - Chi tiết trục: dt Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục bằng panme có giá trị vạch chia là 0,01 mm kết quả đo nhận được là 25,97 mm thì kích thước thực của trục là dt = 25.97 mm với sai số cho phép là  0. Khi gia công không thể đạt được kích thước thực hoàn toàn đúng như kích thước danh nghĩa. Sai lệch giữa kích thước thực và kích thước thiết kế phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ chính xác của máy, dao, dụng cụ lắp, dụng cụ đo kiểm, trình độ tay nghề của người thợ.Miền sai lệch cho phép của kích thước thực so với kích thước danh nghĩa phụ thược vào mức độ chính xác yêu cầu và tính chất lắp ghép của chi tiết. Kích thước giới hạn.

Kích thước giới hạn là hai kích thước giới hạn một khoảng nào đó mà kích thước của các chi tiết chế tạo yêu cầu phải nằm trong khoảng đó thì chi tiết mới đạt yêu cầu. Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn và được ký hiệu như sau: - Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và trục: Dmax, dmax - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và trục: Dmin, dmin Kích thực nằm trong phạm vi cho phép ấy thì đạt yêu cầu, chi tiết có kích thước đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thoả mãn điều kiện bất đẳng thức sau: dmin  dt  dmax 1. Sai lệch giới hạn. Sai lệch giới hạn là sai lệch của các kích thước giới hạn so với kích thước danh nghĩa.

- Sai lệch giới hạn lớn nhất hay sai lệch giới hạn trên: là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa, ký hiệu là es đối với chi tiết trục và ES đối với chi tiết lỗ. ES = Dmax - DN es = dmax - dN - Sai lệch giới hạn nhỏ nhất hay sai lệch giới hạn dưới: là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa, ký hiệu là ei đối với chi tiết trục và EI đối với chi tiết lỗ EI = Dmin - DN ei = dmin - dN Sai lệch giới hạn có thể có giá trị âm, dương và bằng không. Khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa thì sai lệch bằng không, nên đường biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa còn gọi là đường không (đường “0”). [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 7 ei Dmax Dmin dmin EI dmax d=D Dmax dmax Dmin dmin a b c d Hình 1.

Sai lệch giới hạn của chi tiết trục (a, b) và chi tiết lỗ (c, d) Ngoài sai lệch giới hạn TCVN 2244 - 77 còn qui định sai lệch thực và sai lệch cơ bản. Sai lệch thực là hiệu đại số giữa kích thước thực và kích thước danh nghĩa. Sai lệch cơ bản là một trong hai sai lệch (trên hoặc dưới) được dùng để xác định vị trí của miền dung sai so với đường “0” (đường biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa)trong tiêu chuẩn này quy định sai lệch gần với đường “0” là sai lệch cơ bản. Sai lệch giới hạn ký hiệu trên bản vẽ được ghi bên phải kích thước danh nghĩa, sai lệch trên ghi ở trên, sai lệch dưới ghi ở dưới, sai lệch bằng 0 không ghi.

Trong bảng tiêu chuẩn dung sai thì sai lệch tính bằng đơn vị micrômét (m). Ví dụ: Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 50mm; kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 50,055mm; kích thước giới hạn nhỏ nhất d min = 49,985mm. Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới. Bài giải : - Sai lệch giới hạn trên của trục: es = dmax – dN = 50,055 - 50 = 0,055mm - Sai lệch giới hạn dưới của trục: ei = dmin – dN = 49,985 - 50 = - 0,015mm Trên bản vẽ thường không nghi kích thước giới hạn lớn nhất, kích thước giới hạn nhỏ nhất mà ghi kích thước danh nghĩa và các sai lệch giới hạn.

Trong thí dụ trên kích thước gia công của chi tiết trục được ghi trên bản vẽ là: Như vậy nghĩa là: - Sai lệch giới hạn trên là + 0,055 mm - Sai lệch giới hạn dưới là - 0,015 mm [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 8 1. Khi gia công, kích thước thực được phép sai khác so với kích thước danh nghĩa trong phạm vi giữa hai kích thước giới hạn. Phạm vi sai cho phép đó của chi tiết gọi là dung sai. Dung sai là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất hoặc là hiệu số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới.

Dung sai ký hiệu là T và được tính theo công thức sau: - Đối với chi tiết lỗ : TD =Dmax - Dmin TD = ES - EI - Đối với chi tiết trục: Td = dmax - dmin Td = es – ei ITD ITd dmax Dmin Dmax dmin Hình 1. Kích thước giới hạn và dung sai Cần chú ý: Kích thước giới hạn lớn nhất bao giờ cũng lớn hơn kích thước giới hạn nhỏ nhất vì thế dung sai luôn luôn có giá trị dương và biểu hiện phạm vi cho phép của sai số kích thước. Giá trị dung sai càng nhỏ thì yêu cầu độ chính xác kích thước càng cao và ngược lại nếu giá trị dung sai càng lớn thì yêu cầu độ chính xác kích thước càng thấp. Vì vậy dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi là độ chính xác thiết kế.

Ví dụ: Biết kích thước của chi tiết lỗ là  50 00,,020 041 - Tính các kích thước giới hạn và dung sai. - Kích thực của lỗ sau khi gia công đo được là Dt =  49,950 mm, hỏi chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không? Bài giải Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ là: Dmax = DN + ES = 50 + 0,020 = 50,020 (mm) Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ là: Dmin = DN + EI = 50 - 0,041 = 49,959 (mm) Dung sai của lỗ: TD = ES - EI = 0,020 - (- 0,041) = 0,061 (mm) [Giảng viên: Tạ Thị Hoàng Thân ] 9 Chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thoả mãn bất đẳng thức Dmax  Dt  Dmin Ta nhận thấy: Dmin = 49,959 (mm) > Dt = 49,950 (mm) Vậy chi tiết lỗ đã gia công không đạt yêu cầu. LẮP GHÉP VÀ CÁC LOẠI LẮP GHÉP 2. Khái niệm về lắp ghép.

Lắp ghép là sự phối hợp giữa hai hay nhiều các chi tiết máy lại với nhau một cách cố định hay di động. Các chi tiết máy chỉ có ý nghĩa khi chúng phối hợp với nhau, ví dụ như đai ốc vặn chặt vào bu lông là mối ghép cố định hoặc pittông chuyển động trong xilanh thì tạo thành mối ghép di động. Trong các lắp ghép có những bề mặt và những kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ