CHƯƠNG 1 : KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP Mã chương: MH 09- 01 Giới thiệu: Trong cơ khí chế tạo, một bộ phận máy hoặc máy được tạo thành bởi hai hoặc nhiều chi tiêt lắp ghép. Vì vậy để chế tạo các chi tiết lắp ghép chính xác, tránh được các sai sót và hạn chế phế phẩm, đảm bảo tính kinh tế và chất lượng sản phẩm cao cần nắm vững các kiến thức cơ bản về Dung sai lắp ghép. Mục tiêu: - Hiểu được những kiến thức cơ bản về dung sai lắp ghép, những kiến thức về dung sai kích thước trong gia công cơ khí. - Nhận thức được tầm quan trọng của kích thước trên bản vẽ.
- Tuân thủ các quy định, quy phạm về dung sai lắp ghép. Nội dung chính: 1. Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai 1. Khái niệm kích thước.
Kích thước danh nghĩa - Khái niệm: Là kích thước được xác định bằng tính toán xuất phát từ chức năng của chi tiết sau đó quy tròn (về phía lớn lên) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn (bảng 1. Khi tra bảng 1.1 ta ưu tiên sử dụng dãy 1( Ra5) trước rồi mới đến dãy 2 ( Ra10). Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn R a5 Ra10 Ra20 Ra40 Ra Ra10 Ra20 Ra40 R a5 Ra10 Ra20 Ra40 (R5) (R’10) (R’20) (R’40) (R5) (R’10) (R’20) (R’40) (R5) (R’10) (R’20) (R’40) 1,0 1,0 1,0 1,0 10 10 10 10 100 100 100 100 1,05 10,5 105 1,1 1,1 11 11 110 110 1,15 11,5 120 1,2 1,2 1,2 12 12 12 125 125 125 1,3 13 130 1,4 1,4 14 14 140 140 1,5 15 150 1,6 1,6 1,6 1,6 16 16 16 16 160 160 160 160 1,7 17 170 1,8 1,8 18 18 180 180 1,9 19 190 2,0 2,0 2,0 20 20 20 200 200 200 2,1 21 210 2,2 22 22 220 220 2,4 24 240 8 2,5 2,5 2,5 2,5 25 25 25 25 250 250 250 250 2,6 26 260 2,8 2,8 28 28 280 280 3,0 30 300 3,2 3,2 3,2 32 32 32 320 320 320 3,4 34 340 3,6 3,6 36 36 360 360 3,8 38 380 4,0 4,0 4,0 4,0 40 40 40 40 400 400 400 400 4,2 42 420 4,5 4,5 45 45 450 450 4,8 48 480 5,0 5,0 5,0 50 50 50 500 500 500 5,3 53 530 5,6 5,6 56 56 560 560 6,0 60 600 6,3 6,3 6,3 6,3 63 63 63 63 630 630 630 630 6,7 67 670 7,1 7,1 71 71 710 710 7,5 75 750 8,0 8,0 8,0 80 80 80 800 800 800 8,5 85 850 9,0 9,0 90 90 900 900 9,5 95 950 - Kí hiệu: dN đối với chi tiết trục, DN đối với chi tiết lỗ. - Ví dụ: Chẳng hạn khi tính toán theo sức bền vật liệu ta xác định được đường kính của chi tiết trục là 29,876mm.
Theo các giá trị của dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn ta quy tròn là 30 mm. Vậy kích thước danh nghĩa của chi tiết trục dN= 30 mm Trong chế tạo cơ khí đơn vị đo kích thước thẳng được dùng là milimét (mm) và qui ước thống nhất trên các bản vẽ mà không cần ghi ký hiệu đơn vị ‘’ mm’’. Kích thước danh nghĩa được dùng làm gốc để xác định các sai lệch của kích thước. Kích thước thực: - Khái niệm: Là kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép.
9 - Kí hiệu: dth đối với chi tiết trục; Dth đối với chi tiết lỗ. - Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục bằng panme có giá trị vạch chia là 0,01mm. Kết quả đo được là: 24,98mm, thì kích thước thực của trục là dth=24,98 mm với sai số cho phép là ± 0,01mm. Nếu dùng dụng cụ đo chính xác hơn thì kích thước thực nhận được cũng chính xác cao hơn.
Kích thước giới hạn: - Khái niệm: Là kích thước để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn (hình 1. TD Td ES es ES EI es EI ei Dmin Dmax dmax Dmax dmax TD Dmin Td dmin dmin DN dN ` Hình 1. Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn - Kí hiệu: + Kích thước giới hạn lớn nhất kí hiệu dmax (Dmax) + Kích thước giới hạn nhỏ nhất kí hiệu dmin (Dmin) Chú ý: Kích thước của chi tiết đã chế tạo (kích thước thực) nằm trong phạm vi cho phép ấy thì đạt yêu cầu. Như vậy chi tiết chế tạo xong đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thoả mãn bất đẳng thức sau: Dmax ≥ Dth ≥ Dmin dmax ≥ dth ≥ dmin 1.
Khái niệm sai lệch giới hạn: - Khái niệm: Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa. - Kí hiệu và công thức: + Sai lệch giới hạn trên es(ES) : Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa. es = dmax - dN ES = Dmax - DN 10 + Sai lệch giới hạn dưới ei(EI): Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa. ei = dmin - dN EI = Dmin - DN Chú ý : - Sai lệch giới hạn có thể có giá trị “-’’ khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa hoặc “+” khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa hoặc bằng “0” khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa (hình 1.
- Sai lệch giới hạn được ghi kí hiệu trên bản vẽ bên cạnh kích thước danh nghĩa và đơn vị là milimét (mm), trong bảng tiêu chuẩn dung sai tính bằng micrômét (m). Dạng chung: es Chi tiết lỗ DN ES ; Chi tiết trục: dN EI ei 1. Khái niệm dung sai. - Khái niệm: là phạm vi cho phép của sai số.
Trị số dung sai bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất với kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới (hình 1. - Kí hiệu và công thức: Dung sai được kí hiệu là T( Tolerance) được tính theo công thức sau: + Dung sai kích thước lỗ: TD = Dmax - Dmin TD = ES - EI + Dung sai kích thước trục: Td = dmax - dmin Td = es – ei TD Td ES es ES EI es EI ei Dmin dmax Dmax Dmax TD dmaxd Dmin T dmin dmin DN dN ` Hình 1. Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn 11 Chú ý: - Dung sai luôn luôn có giá trị dương và nó biểu hiện phạm vi cho phép của sai số kích thước. - Trị số dung sai càng nhỏ thì phạm vi cho phép của sai số càng nhỏ, yêu cầu độ chính xác chế tạo kích thước càng cao.
Ngược lại nếu trị dung sai càng lớn thì yêu cầu độ chính xác chế tạo càng thấp. Như vậy dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi độ chính xác thiết kế. Ví dụ : Gia công một chi tiết lỗ có DN = 60mm. Biết Dmax= 60,05mm; Dmin = 59,97mm.
- Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới và dung sai chi tiết lỗ? - Kích thước chi tiết lỗ gia công xong đo được D th= 60,03mm có dùng được không? Tại sao? - Ghi kích thước chi tiết trên bản vẽ. Giải: - Áp dụng các công thức đã học ta có: ES = Dmax - DN = 60,05 - 60 = 0,05mm EI = Dmin - DN = 59,97 - 60 = - 0,03mm TD = Dmax - Dmin = 60,05 - 59,97 = 0,08mm Hay TD = ES - EI = 0,05 - (- 0,03) = 0,08mm - Nếu chi tiết gia công xong đo được Dth = 60,03mm thì dùng được vì chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi Dmax ≥ Dth ≥ Dmin mà đây Dmax > Dth> Dmin, cụ thể 60,05 > 60,03 > 59,97mm. +0,05 - Cách ghi kích thước trên bản vẽ 60 −0,03 Khi gia công thì người thợ phải nhẩm tính ra các kích thước giới hạn, rồi đối chiếu với kích thước đo được (kích thước thực) của chi tiết đã gia công và đánh giá chi tiết đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu. Dưới đây là một số ví dụ về cách nhẩm tính kích thước giới hạn và đánh giá, bảng 1.
Cách nhẩm tính kích thước giới hạn và đánh giá Kích thước Kích thước giới hạn Kích thước Đánh giá ghi trên bản dmax = dN +es thực kết quả vẽ dmin = dN +ei +0.01 dmin = 30 - 0,0 1 = 29,99 30± 0,07 dmax = 30 + 0,07 = 30,07 29,92 Không đạt dmin = 30 - 0,0 7 = 29,93 Không đạt 30+0,045 dmax = 30 + 0,045 = 30,045 30,05 dmin = 30 + 0 = 30 30−0,03 dmax = 30 + 0 = 30 29,94 Không đạt dmin = 30 - 0,03 = 29,97 −0,02 30−0,04 dmax = 30 - 0,02 = 29,98 29,99 Không đạt dmin = 30 - 0,04 = 29,96 2. Khái niệm lắp ghép và lắp ghép bề mặt trơn 2. Khái niệm về lắp ghép Hai hay một số chi tiết phối hợp với nhau cố định (đai ốc vặn vào bu lông) hoặc di động (piston lắp vào xilanh) thì tạo thành mối ghép. Những bề mặt và kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép.
Bề mặt lắp ghép: có 2 loại Bề mặt bao ( bề mặt chi tiết lỗ, rãnh) Bề mặt bị bao ( bề mặt chi tiết trục, con trượt) 1 2 2 d d 1 Kích Hìnhthước 1- lỗ 1.2: lắp ghép: Hình 1.3: 1- Rãnh trượt 2- trục 2- Con trượt Kích thước của bề mặt bao: D Kích thước của bề mặt bị bao: d 13 Một lắp ghép bao giờ cũng có chung một kích thước danh nghĩa cho hai chi tiết lắp ghép gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép: D N = dN. Phân loại lắp ghép: Các mối ghép sử dụng trong chế tạo máy có thể phân loại theo hình dạng bề mặt lắp ghép. - Lắp ghép bề mặt trơn bao gồm: + Lắp ghép trụ trơn: bề mặt lắp ghép là bề mặt trụ trơn, hình 1. + Lắp ghép phẳng: bề mặt lắp ghép là hai mặt phẳng song song, hình 1.
+ Lắp ghép côn trơn: bề mặt lắp ghép là mặt nón cụt, hình 1.4 - Lắp ghép ren: bề mặt lắp ghép là mặt xoắn ốc có dạng prôfin tam giác, hình thang,.4: Lắp ghép côn trơn Hình 1.5: Lắp ghép ren Lắp ghép truyền động bánh răng: Bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kỳ của các răng bánh răng (thường là bề mặt thân khai), hình 1. Trong thực tế các mối ghép của các chi tiết máy có dạng lắp ghép bề mặt trơn hay lắp ghép trụ trơn được sử dụng nhiều nhất. Đặc tính của lắp ghép bề mặt trơn được xác định bởi hiệu Hình 1.