CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP I. Mục tiêu: - Trình bày đầy đủ kích thước danh nghĩa, kích thước thực, kích thước giới hạn, dung sai chi tiết, dung sai lắp ghép - Trình bày rõ đặc điểm của các kiểu lắp ghép: lắp lỏng- lắp chặt - Xác định đựợc dung sai của chi tiết, mối ghép. - Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác, tuân thủ các nguyên tắc dung sai lắp ghép. Nội dung chương: 2.
Đổi lẫn chức năng và vấn đề tiêu chuẩn hóa 2. Bản chất tính đổi lẫn chức năng. Tất cả các máy móc, thiết bị đều do nhiều bộ phận hợp thành, mỗi bộ phận lại do nhiều chi tiết ghép lai với nhau. Trong công nghiệp cùng như trong cuộc sổng con người mong muốn các chi tiết máy cùng loại có khả năng đổi lẫn được cho nhau; có nghĩa là khi lắp ghép trong chế tạo hoặc thay thể khi sửa chữa không cần phải lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bào được yêu cầu kỹ thuật của máy móc và thiết bị.
Tính chất đó được gọi là tính đổi lẫn của chi tiết máy. Vậy tính đổi lẫn của các chi tiết máy là khả năng thay thế cho nhau, không cần lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bào được chất lượng của sản phẩm như đã quy định. Tính đồi lẫn trong cơ khí chế tạo máy là điều kiện cơ bản và cần thiểt của nền sản xuất tiên tiến. Trong sản xuất hàng hóa nếu không đảm bảo các nguyên tắc của tính đổi lẫn thỉ sẽ không sử dụng bình thường nhiều lọai đồ dùng hàng ngày và các lọai máy móc công nghiệp.
Thí dụ: lắp một bóng đèn điện vào đui đèn ; vặn một êcu vào bu lông cùng kích thước; lắp một ổ lăn cùng số liệu vào trục máy bơm nước, xe máy, ôtô; hoặc lap đạn vào sủng v. đểu phải đảm bảo tính đổi lẫn hoàn toàn. • Trong sản xuất tính đổi lẫn cùa các chi tiết máy làm đơn giản quá trình lắp ráp. • Trong sửa chữa, nếu thay thể một chi tiết máy bj hỏng bàng một chi tiết dự trữ cùng lọai thì máy có the làm việc được ngay, giảm thời gian ngừng máy để sửa chữa, tận dụng được thời gian sản xuất.
• về mặt công nghệ, nếu các chí tiết máy được thiết kế và chế tạo đảm bảo tỉnh đổi lẫn hoàn toàn sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho hợp tác sàn xuất giữa các công ty, xí nghiệp; thực hiện chuyên môn hóa dễ dàng, tạo điểu kiện thuận lợi để áp dụng công nghệ tiên tiến, tổ chức sàn xuất hợp lý, nâng cao năng suất và chất lượng, hạ giá thành sản phẩm. Như vậy, tính đồi lẩn cùa chi tiết có ý nghĩa rẩt lớn về một kinh tế • và kỹ thuật. Quy định dung sai và tiêu chuẩn hóa. Qui định dung sai trên cơ sở tính đổi lẫn chức năng là điều kiện thuận lợi cho việc thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa trong phạm vi quốc gia và tiêu chuẩn quốc tế.
Khì nền công nghiệp phát triển thì sản phẩm càng đa dạng và phong phú, không chỉ riêng chủng loại, mẫu mã mà còn cả kích thước nữa. Trong điều kiện như vậy đòi hỏi sự thống nhất hóa về mặt quản lý nhà nước. Mặt khác, để nâng cao hiệu quả kinh tế của sàn xuất và đảm bảo giao lưu hàng hóa rộng rãi thì phải qui cách hóa và tiêu chuẩn hóa các sản phẩm, Việc nhà nước ban hành các tiêu chuẩn trong đó có tiêu chuẩn về dung sai và lắp ghép ỉà một đòi hòi cấp thiết. Nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam đã ban hành bộ tiêu chuấn về dung sai và lắp ghép, TCVN 2244-77 vả TCVN 2245-77 dựa trên cơ sở các tiêu chuẩn ISO (tổ chức tiêu chuấn hóa quổc tế International organization for standadization).
Áp dụng hệ thống dung sai lấp ghép theo TCVN đáp ứng dược yêu cầu về sự hợp tác giữa nước ta và các nước trên the giới, đảm bảo được sự thống nhất về dung sai lap ghép, thống nhất về công nghệ, về dụng cự, bâo đảm được tính đôi lẫn; do đỏ đảm bảo việc trao đôi hàng hóa vả phát triên thương mại. Ý nghĩa của tiêu chuẩn hóa. Nền sản xuất công nghiệp dựa trên cơ sở tiêu chuần hóa sẽ đem ỉại hiệu quả rẩt lớn, Các sản phẩm đã được qui cách hóa và tiêu chuẩn hóa không còn phụ thuộc vào địa điếm sản xuất; Đó chính là điều kiện để chuyên môn hóa và hợp tác sàn xuất giữa cảc quốc gia. Hợp tác hóa và chuyên môn hóa sản xuất sẽ dẫn đến sản xuất tập trung với qui mô lớn tạo điều kiện tổt để áp dụng công nghệ và kỹ thuật tiên tiến, trang thiết bị, máy móc hiện đại và hình thức sản xuất với năng suất cao; vừa đảm bảo chất lượng lại giảm được giá thành sản phẩm.
Mặt khác thiết kế và chể tạo sản phẩm theo tiêu chuẩn hóa là điều kiện thuận lợi cho việc mạng hóa các qui trình công nghệ gia công của một công ty trên toàn quốc hoặc toàn cầu hóa, mang ỉại lợi ích rất lớn về kinh tê và quản lý sản xuất. Khái niệm về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai Là giá trị đo bằng số của các đai lượng đo như chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đường kính. theo đơn vị đo được lựa chọn. Trong công nghệ chế tạo máy đơn vị đo thông dụng nhất là milimét (mm) và quy ước trên bản vẽ không ghi mm.
Ví dụ chi tiết máy có đường kính 19,95 mm, chiều dài 125,5 mm thì trên bản vẽ chỉ ghi 19,95 và 125,5. Kích thước thực. Là kích thước đo được trực tiếp trên chi tiết bằng dụng cụ đo và phươmg pháp đo chính xác nhất mà kỹ thuật đo có thể đạt được. 7 Ký hiệu : - Chi tiết lỗ: Dt.
- Chi tiết trục: dt. Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục bằng pan me có giá trị vạch chia là 0,01 mm, kết quả đo nhận được là 24,98 mm, đó chính là kích thước thực của trục với sai số cho phép là ±0,01 mm. Kích thước giới hạn. Khi gia công bất kỳ một kích thước nào đó ta cần phải xác định một phạm vi cho phép của sai số gia công kích thước chi tiết đó.
Phạm vi cho phép này được giới hạn bởi 2 kích thước quy định gọi là kích thước giới hạn (KTGH) - Kích thước giới hạn lớn nhất: + Đối với chi tiết lỗ: Dmax. + Đối với chi tiết trục: dmax. -Kích thước giới hạn nhỏ nhất : + Đối với chi tiết lỗ: Dmin. + Đối với chi tiết trục: dmin.
Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn Dmin < Dt < Dmax dmin < dt < dmax. Sai lệch giới hạn. Là hiệu đại số giữa KTGH và KTDN. - SLGH trên: là hiệu đại số giữa KTGH lớn nhất và KTDN.
Ký hiệu: + Với chi tiết lỗ: ES = Dmax - DN. + Với chi tiết trục: es = dmax - dN. - SLGH dưới: + Với chi tiết lỗ: EI = Dmin - DN. + Với chi tiết trục: ei = dmin - dN * Chú ý: Trị số SLGH mang dấu “+” khi KTGH > KTDN.
8 Mang dấu “- “khi KTGH < KTDN và bằng “0” khhi KTGH = KTDN 2. Là phạm vi cho phép của sai số. Trị số dung sai bằng hiệu đai số giữa KTGH lớn nhất và KTGH nhỏ nhất hoặc bằng hiệu đại số giữa SLGH trên và SLGH dưới. - Dung sai kích thước lỗ: TD = Dmax - Dmin.
Hoặc TD = ES - EI. - Dung sai kích thước trục: Td = dmax - dmin. Hoặc Td = es - ei. * Chú ý: Dung sai luôn có giá trị dương vì KTGH lớn nhất bao giờ cũng lớn hơn KTGH nhỏ nhất.
Trị số dung sai càng nhỏ thì phạm vi của sai số càng nhỏ tức là yêu cầu độ chính xác về kích thước càng cao. Ngược lại trị số dung sai sàng nhỏ thì yêu cầu độ chính xác chế tạo càng thấp. Vậy dung sai đặc trưng cho độ chính xác thiết kế. Ví dụ 1: Cho một chi tiết trục có KTDN = 32 mm, KTGH lớn nhất là 32,050 mm, KTGH nhỏ nhất là 32,034 mm.
Tính trị số SLGH và dung sai ? Giải: - Tính SLGH: es = dmax - dN = 32,050 - 32 = 0,050 mm. ei = dmin - dN = 32,034 - 32 = 0,034 mm. - Dung sai kích thước trục: Td = e s - ei = 0,050 - 0,034 = 0,016 mm. Ví dụ 2: Cho chi tiết lỗ có KTDN = 45 mm.
KTGH lớn nhất 44,992 mm, KTGH nhỏ nhất là 44,967 mm. Tính trị số các SLGH và dung sai? Giải: - Tính trị số các SLGH: ES = Dmax - DN = 44,992 - 45 = - 0,008 mm. EI = Dmin - DN = 44,967 - 45 = - 0,033 mm. - Tính trị số dung sai: TD = ES - EI = (- 0,008) - ( - 0,033) = 0,025 mm.
Ví dụ 3: Biết KTDN của chi tiết trục là 28 mm và các SLCB es = -0,020 mm, ei = - 0,041 mm .Tính các KTGH và dung sai. Nếu gia công xong người ta đo được kích thước thực là 27,976 mm thì chi tiết trục có đạt yêu cầu không? Giải : - Tính KTGH: dmax = dn + es = 28 + (- 0,020) = 27,980 mm Dmin = dn + ei = 28 + (- 0,041 ) = 27,959 mm 9 Ta biết rằng chi tiết trục gia công đạt yêu cầu khi dmin < dt < dmax Trong trường hợp này chi tiết trục sau khi gia công 27,959 mm < 27,976 mm < 28 mm Vậy chi tiết đã gia công đạt yêu cầu đề ra. Các loại lắp ghép. Nhóm lắp lỏng.
Trong nhóm lắp ghép này kích thước lỗ luôn lớn hơn kích thước trục đảm bảo lắp ghép luôn có độ hở. Độ hở của lắp ghép ký hiệu là S. Tương ứng với các KTGH của lỗ và trục lắp ghép có độ hở giới hạn : Nhóm lắp ghép lỏng Smax = Dmax - dmin = ES - ei. Smin = Dmin - dmax = EI = es.
Đối với một lắp ghép thì DN = dN. S max+S min Độ hở trung bình : Sm = 2 Nếu kích thước của loạt chi tiết được phép dao động trong khoảng Dmax - Dmin (đối với chi tiết lỗ) từ dmas - dmin (đối với chi tiết trục). Thì độ hở của lắp ghép cũng được phép dao động trong khoảng từ Smax - Smin. Tức là trong khoảng dung sai của độ hở.
Ts = Smax - Smin. Hoặc Ts = TD + Td. Vậy dung sai độ hở bằng tổng dung sai kích thước lỗ và dung sai kích thước trục.