Chế tạo cơ khí là ngành đòi hỏi phải có độ chính xác cao, các chi tiết phải đáp ứng được dung sai tiêu chuẩn. Vậy dung sai là gì? Dung sai được tính theo công thức nào? Tham khảo bài viết dưới đây để biết thêm nhiều thông tin về dung sai nhé.
Dung sai là gì?
Khái niệm của dung sai
Đầu tiên để hiểu dung sai là gì chúng ta sẽ đi sơ qua khái niệm về kích thước. Kích thước là giá trị bằng số của các đại lượng đo chiều dài(bán kính, chiều rộng, chiều dài,…) theo đơn vị đo được lựa chọn. Trong gia công cơ khí chính xác đơn vị thường được dùng là milimet(mm) và được quy ước thống nhất trên bản vẽ kỹ thuật không cần ghi chữ “mm”. Hoặc nhỏ hơn nữa là micrômét (viết tắt là µm).
Dung sai là khoảng sai số cho phép của kích thước, dung sai được tính bằng hiệu số giữa sai lệch trên và sai lệch dưới hoặc bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất.
Công thức tính dung sai
Sai lệch giới hạn trên là sai lệch có độ lớn nhất nằm phía trên max
Sai lệch giới hạn dưới là sai lệch có độ lớn nhằm ở phía dưới min
Dung sai có ký hiệu là T (Tolerance)
Công thức tính dung sai (công thức tính sai lệch giới hạn):
- Dung sai đo trục : Td = dmax – dmin hoặc Td = es – ei
- Dung sai đo lỗ : TD = Dmax – Dmin hoặc TD = ES – EI
Trong đó:
- Dmax,dmax là kích thước gới hạn lớn nhất của lỗ và trục.
- Dmin, dmin là kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và trục.
Giá trị của dung sai phụ thuộc vào yêu cầu sản phẩm tuy nhiên dung sai luôn có giá trị dương, độ sai lệch về dung sai càng nhỏ thì độ chính xác càng cao, độ khớp giữa sản phẩm lắp ghép càng cao. Và ngược lại khi độ dung sai càng lớn thì độ ăn khớp càng giảm, tuy nhiên vẫn phải đảm bảo độ khớp giữa các chi tiết với nhau. Như vậy dung sai đặc trưng cho biên độ chính xác của kích thước trên bản vẽ hoặc trên thiết kế
Lưu ý nên biết về dung sai
Trên bản vẽ chi tiết người thiết kế sẽ ghi kích thước danh nghĩa, sau đó ghi kích thước dung sai phía sau, sai lệch giới hạn trên ghi bên trên, sai lệch giới hạn dưới ghi phía dưới. (quan sát ô màu đỏ trên hình)
Có một điểm cần lưu ý với các sản phẩm đặc biệt là kim loại đó là độ giãn nở của sản phẩm rất nhạy bén với nhiệt độ như Sắt, Thép, Gang, Inox,… Nên quá trình đo đạc và kiểm soát kích thước sản phẩm trong dung sai cho phép phải ở nhiệt độ tiêu chuẩn. Vì đối với ngành gia công cơ khí chính xác thì độ sai số là rất nhỏ, không thể nhìn bằng mắt thường mà phải dùng dụng cụ, thiết bị đo.
Vì vậy trong quá trình gia công thì người thợ sẽ dựa vào kinh nghiệm của mình thông qua vật liệu, nhiệt độ môi trường để phán đoán về kích thước bộ phận được gia công.
Dung sai là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chi tiết có đạt yêu cầu hay không. Điều này có nghĩa là đây là khoảng sai số được cho phép khi gia công công một sản phẩm nào đó. Ngược lại khi kích thước đo được vượt quá dung sai cho phép thì sản phẩm chưa đạt yêu cầu
Dung sai bao nhiêu là được phép thì nó tùy thuộc vào yêu cầu từ bản vẽ hoặc từ bên yêu cầu làm sản phẩm, dung sai cho phép lớn hay nhỏ không phụ thuộc vào yếu tố cố định. Vậy nên khi gia công hoặc làm sản phẩm bạn cần lưu ý phần dung sai này để kiểm tra sản phẩm đã đạt tiêu chuẩn chưa.
Các dụng cụ đo dung sai
Thước lá
Thước là dụng cụ đo có thể nói là quen thuộc với tất cả mọi người, trong gia công cơ khí thước lá là từ vật liệu nhôm, nhẹ không gỉ và ít co dãn. Thước lá có độ chính xác khoảng ±0,5.
Thước cặp
Thước cặp hay thước kẹp là dụng cụ dùng để đo đường kính trong và ngoài của vật thể với độ chính xác cao và thao tác đơn giản.
Thước cặp gồm hai hàm trên, dưới và một núm giữ nhỏ trên thước, giúp người sử dụng dễ dàng khóa vị trí thước và đọc kết quả đo một cách dễ dàng. Một thước cặp cơ học bao gồm một thang chia độ chính tính bằng milimet hoặc inch và một thước chia độ trượt được gắn vào hàm di chuyển.
Kích thước cuối cùng được tính theo công thức:
S = Kết quả thang đo chính + (Tỷ lệ thang Vernier x tỷ lệ sai số của thước)
Tuy đơn giản nhưng dụng cụ đo này phụ thuộc lớn vào kỹ năng cũng như thị lực của người đo.
Panme
Panme là một dụng cụ đo có độ chính xác cao, thường được dùng để đo các chi tiết nhỏ, với thao tác rất đơn giản.
Panme bao gồm các phần chính sau:
- Khung hình chữ U
- Ống lót
- Du xích
- Núm vặn
Cách sử dụng panme: Xoay núm ngược chiều kim đồng hồ để hai đầu đo vào vật đo, núm phát ra tiếng “cạch”. Khi đó kết quả đo sẽ được hiển thị trên ống và thước phụ. Số đo cuối cùng sẽ được tính theo công thức sau:
Kết quả thực tế = Kết quả đo được trên ống lót + (Kết quả thước phụ x Tỷ lệ sai )
Panme được chia thành panme điện tử, panme cơ khí,…. Panme điện tử thường được người dùng lựa chọn vì kết quả đo hiển thị trên màn hình LCD rất tiện lợi, khi hết pin người dùng vẫn có thể đo được như panme cơ khí.
Đồng hồ so
Đồng hồ so được dùng để đo độ phẳng, độ thẳng, độ đảo hướng kính của mặt trong, độ đảo mặt đầu.
Dụng cụ này được thiết kế rất thuận tiện bởi nó có thể cầm tay, nhỏ gọn nên dễ dàng di chuyển. Thao tác sử dụng dễ dàng, chỉ cần đặt đồng hồ đo phù hợp và thanh đo được đặt vuông góc với bề mặt đo.
Ngoài ra còn rất nhiều các dụng cụ và thiết bị đo khác dùng để đo đạc dung sai như: máy đo đung sai, bàn map, Pin,…
Dung sai lắp ghép được chia làm 2 loại
Dung sai lắp ghép then
Là loại được sử dụng rất phổ biến để cố định các chi tiết trên trục như bánh đai, bánh răng, tay quay,… Dung sai lắp ghép then phụ trách chức năng truyền momen xoắn hoặc dẫn hướng chính xác khi các chi tiết cần di trượt trục dọc.
Dung sai then có 2 loại phổ biến: then bằng và then bán nguyệt. Dung sai kích thước và lắp ghép của chúng được quy định theo TCVN 4216 ÷ 4218-86.
Dung sai lắp ghép then hoa
Tuy nhiên có những chi tiết không thể sử dụng dung sai lắp ghép then, trong trường hợp đó ta sẽ dùng dung sai lắp ghép then hoa. Cùng tìm hiểu một vài khái niệm khi tính dung sai sau đây nhé:
Khái niệm về mối ghép chi tiết
Mối ghép được tạo nên từ sự phối hợp của hai hay nhiều chi tiết một cách cố định hay di động.
Ví dụ:
– Đai ốc vặn vào bu lông tạo thành một mối ghép bắt chặt.
– Piston và xéc măng(ring) được lắp trong xilanh động cơ để tạo thành mối ghép có tác dụng nén khí-> gây nổ-> phát lực.
Một mối ghép bao giờ cũng có chung một kích thước danh nghĩa cho cả hai chi tiết lắp ghép gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép.
Kích thước danh nghĩa là gì?
Là kích thước được xác định dựa vào các chức năng của chi tiết, sau đó chọn cho đúng với trị số gần nhất của kích thước có trong bảng tiêu chuẩn.
Ví dụ: Người thiết kế xác định được kích thước của chi tiết này là 43.765mm, đối chiếu với bản tiêu chuẩn chọn kích thước là 44mm. Kích thước 44mm chính là kích thước danh nghĩa của chi tiết đó.
Kích thước danh nghĩa còn được dùng để xác định tính sai lệch và các kích thước giới hạn của chi tiết.
Ký hiệu kích thước danh nghĩa:
+ Đối với chi tiết trục: dN
+ Đối với chi tiết lỗ: DN
Kích thước thực là gì?
Là kích thước nhận được từ kết quả đo trực tiếp trên chi tiết. Dụng cụ đo quyết định sai số của kích thước thực.
Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng xác định được kích thước một cách chính xác như vậy, nên trong thực tế chúng ta được phép quan niệm rằng kích thước thực là kích thước được xác định trong sai số cho phép.
Kích thước:
+ Đối với chi tiết trục: dth
+ Đối với chi tiết lỗ: Dth
Khi gia công chi tiết không phải lúc nào thành phẩm cũng hoàn hảo theo kích thước của kích thước danh nghĩa, sự sai lệch giữa kích thước thực và kích thước danh nghĩa phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau như: độ chính xác của máy, dao gia công, dụng cụ đo kiểm, trình độ tay nghề của người thợ, nhiệt độ thời tiết,…
Miền sai lệch cho phép phụ thuộc vào mức độ chính xác yêu cầu và tính chất lắp ghép của các chi tiết.
Kích thước giới hạn
Kích thước giới hạn lớn nhất: Là kích thước lớn nhất cho phép của chi tiết khi chế tạo mà kích thước thực phải nhỏ hơn hoặc bằng với nó.
Ký hiệu:
+ Đối với chi tiết trục: dmax
+ Đối với chi tiết lỗ: Dmax
Kích thước giới hạn nhỏ nhất: Là kích thước nhỏ nhất cho phép của chi tiết khi chế tạo mà kích thước thực phải lớn hơn hoặc bằng với nó.
Ký hiệu:
+ Đối với chi tiết trục: dmin
+ Đối với chi tiết lỗ: Dmin
Sai lệch giới hạn
Sai lệch giới hạn trên: là hiệu của kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa.
Ký hiệu:
+ Đối với chi tiết trục: es
+ Đối với chi tiết lỗ: ES
Sai lệch giới hạn dưới: là hiệu kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa.
Ký hiệu:
+ Đối với chi tiết trục: ei
+ Đối với chi tiết lỗ: EI
Công thức tính dung sai
+ Với chi tiết trục:
Td(chi tiết trục) = dmax – dmin = es- ei
+ Với chi tiết lỗ:
TD(chi tiết lỗ) = Dmax – Dmin = ES -EI
* Lưu ý: Dung sai là một giá trị thực nên giá trị của dung sai luôn luôn dương. (T>0)
Dung sai được quy định rằng giá trị dung sai phải căn cứ vào quá trình làm việc hay chế độ lắp ghép của các cơ cấu:
+ Nếu chỉ số dung sai lớn thì độ chính xác chi tiết thấp.
+ Nếu chỉ số dung sai nhỏ thì độ chính xác chi tiết cao.
Vậy nên trong gia công cơ khí cả bằng phương pháp tiện CNC, hay gia công phay CNC, … dù đã lập trình bằng máy móc nhưng vai trò của con người trong điều chỉnh kiểm soát hoạt động của máy rất quan trọng.
Bảng tra dung sai lắp ghép
Dung sai lắp ghép phải đáp ứng được quy định được đề ra, dựa vào bảng kích thước tiêu chuẩn dưới đây bạn sẽ dễ dàng tra cứu được dung sai theo kích thước của chi tiết:
Trên đây là một số thông tin về dung sai là gì? công thức tính dung sai, bảng tra dung sai,… mà VNJ Precision đã giúp bạn tìm hiểu, mong rằng chúng tôi đã có thể giải đáp những thắc mắc của bạn.
>>> Xem ngay tất tần tật về ngành cơ khí chế tạo máy tại đây.
