Kỹ thuật kiểm tra

3. Kỹ thuật kiểm tra

Khi sản xuất và lắp ráp các chi tiết gia công, việc kiểm tra lại nhiều lần các đặc tính theo yêu cầu là cần thiết. Việc này bao gồm xem xét các kích thước, chất lượng bề mặt và giữ nguyên hình dạng mong muốn được chỉ dẫn trong bàn vẽ kỹ thuật. Với mục đích này, các giá trị thực (trị số thực tế) được so sánh với giá trị mong muốn (trị số cài đặt) bằng các phương tiện thích hợp.
Kiểm tra nghĩa là so sánh một trạng thái thực tế với một trạng thái mong muốn (Hình 1).

Khi kiểm tra, các kích thước kiểm tra được so sánh với đơn vị của chúng, quá trình này được gọi là sự đo lường. Công việc này được thực hiện với những thiết bỊ đo thích hợp. Kết quà của quá trình đo là kích thước thực (Hình 2 và Hình 3).

Trái lại đối với dưỡng kiểm (calip, rập, càn mẫu, cử chuẩn) các kích thước cần kiểm tra được so sánh với một dưỡng kiềm, các căn mẫu này biểu thị (tượng trưng) cho kích thước hoặc hình dáng mong muốn, được gọi là trạng thái định trước (Hình 4). Kết quả của quá trình này là nhận xét: “tốt”, “làm lại” hoặc “bị loại”.

3.1 Kiểm tra độ dài và kiểm tra góc

Để có được trị số có thể so sánh người ta cần phải xác định các đại lượng cơ bản thống nhất. Trong hệ thống đơn vị quốc tế SI có tổng cộng 7 đại lượng cơ bản và đơn vị cơ bản độc lập với nhau được quy định.
Đơn vị cơ bản cùa chiều dài là mét (m). Mét là khoảng cách của ánh sáng truyền trong chân không trong khoảng thời gian của 1/299.792.458 giây.
Do nhu cầu có được trị số không quá lớn hoặc không quá nhỏ trong các ứng dụng nhất định, các trị số này được giảm đi hoặc tăng lên bằng cách thêm các chữ đứng trước (tiếp đầu ngữ) thích hợp. Trong cơ học các đơn vị này là cm và mm. Tuy nhiên ở các giá trị nhỏ hơn như thông số độ nhám (độ nhấp nhô) thì đơn vị là pm.
Đơn vị cho góc là độ (°). Một độ là 1 phần 360 của nguyên một vòng tròn.
Sự phân chia độ thành các phần thập phân hoặc phút (‘) và giây (“).
1° = 60′

1′ = 60”

30’ = 0,5°

3.2 Phương tiện kiểm tra cơ học

Tùy thuộc vào độ chính xác được yêu cầu, các phương tiện kiểm tra khác nhau được sử dụng để đo chiều dài và đo góc. Để nhận biết các chiều dài lớn hơn người ta sử dụng các thước đo bằng thép hoặc các băng đo (thước cuốn). Qua đó độ đọc chính xác cổ thể đạt được khoảng 0,2 đến 0,5 mm (Hình 1).

 

3.2.1 Thước cặp

Được sử dụng đa diện hơn và cũng chính xác hơn băng đo và thước đo bằng thép là thước cặp (Hình 2).

Với thước cặp người ta có thể thực hiện các phép đo ngoài cũng như đo trong và cà chiều sâu. Thước cặp gồm có một ngàm (mỏ) đo cố định và một ngàm đo di động. Một thang đo millimeter (mm) được ghi trên ngàm đo cô định. Ngàm đo di động mang thước chạy (nonius – du xích – vecniê). Đây lá sự phân chia 19 mm thành các khoảng chia bằng nhau (vạch) chẳng hạn như thành 10 vạch (thước chạy 1/10) hoặc thành 20 vạch (thước chạy 1/20). Khoảng cách vạch tương ứng 19/10 = 1,9 mm hoặc 19/20 = 0,95 mm. Do đó, độ sai biệt giữa vạch gần nhất trên thang đo cố định tương ứng với mỗi phán vạch 0,1 hoặc 0,05 mm (Hình 3).

Khi đọc các trị số hiệu chỉnh người ta xem đường vạch ở số 0 cùa thước chạy là dấu phẩy. Bên trái của đường vạch này ta đọc trị số nguyên bằng millimeter trên thang đo và sau đó tìm bên phải của nó vạch nào của thước chạy trùng một cách rõ ràng nhất với một vạch của thang đo cố định. Việc đọc này cho kết quả 1/10 hay 1/20 mm. ở thước cặp có thang đo hình tròn, sư chuyển động dài của ngàm đo di động được biến đổi sang sự chuyển động của kim chỉ của một đồng hồ đo. Qua đó, trị số đo có thể được đọc nhanh hơn và chính xác hơn (Hình 4).

Các thước cặp có bộ hiển thị bằng kỹ thuật số cung cấp khả năng đọc đáng tin cậy nhất. Chúng hiển thị bằng số millimeter, phần mười millimeter và phần trăm millimeter (Hình 4). Thước cặp đáp ứng nhiều trường hợp trong lĩnh vực cơ điện tử, để thực hiện các phép đo chiều dài và đường kính với độ chính xác được định trước. Tuy nhiên, một số nguyên tắc phải được tuân thủ khi thao tác để có thể tận dụng độ chính xác có được cùa các thiết bị đo:
■ Các mặt đo và bề mặt kiểm phải sạch và không có bavia (gờ).
■ Thước cặp và chi tiết đo không bị lệch (vênh).
■ Lực đo không được quá lớn nhưng cũng không được quá nhỏ.
■ Không thực hiện trên chi tiết bị lay động hay bị nung nóng.

3.2.2 Thước panme (vít đo- vi kế)

Thước panme được sử dụng tại nơi mà độ chính xác của thước cặp không đáp ứng được. Độ chính xác đọc được của thước đo panme là 0,01 mm. Trên thị trường chúng được cung cấp theo nhiều loại kết cấu khác nhau để đo trong hay đo ngoài. Nếu so sánh với các phương tiện đo bằng cơ, thì phạm vi đo của thước panme nhỏ, cho nên tùy theo nhu cầu, có thề sử dụng những kích cỡ có sẵn trên thị trường. Thông thường thước panme sẵn có được phán loại theo từng bậc là 25 mm.
Nguyên tắc đo của thước panme là chuyển động tịnh tiến (thẳng) đòi hỏi của đầu đo (mặt đo) có thề đạt được qua chuyển động quay của trục đo. Độ tăng của trục quay thường là 0,5 mm. Có nghĩa là với một vòng quay của trục, thì trống (ống xoay) di chuyển một quãng chạy 0,5 mm. Nếu trên vỏ bọc (ống lót) thực hiện chuyền động quay có một thang đo có 50 phần (vạch) bằng nhau, thi mỗi phần tương ứng với một vạch = 0,5 mm : 50 = 0,01 rnm (Hình 1).

Số nguyên millimeter hay một nửa số nguyên 0,5 mm cũng đọc được trên thang đo của thước panme. số phần trăm millimeter được đọc trên trống (ống xoay) của thang đo sẽ được cộng với trị số trên (Hình 2 và 3). Để cân bằng với những lực đo khác nhau, khi thao tác người ta sừ dụng bộ ly hợp trượt. Cũng như ở thước cặp, thước panme cũng được trang bị bộ hiển thị bằng kỹ thuật số (digital).

Những nguyên tắc khi đo với thước panme:

Những nguyên tắc khi đo với thước panme:
■ Các mặt đo và bề mặt kiểm tra phải sạch và không có bavia
■ Tránh làm lệch (vênh) chi tiết hay thước đo panme
■ Đặt đúng nhiệt độ tham chiếu ghi sẵn
■ Các thước panme chỉ nên tác động qua bộ ly hợp chống trượt.

3.2.3 Đồng hồ đo

Ở đồng hồ đo (Hình 4), chuyển động thẳng (tuyến tính) của trục đo biến thành chuyển động vòng tròn của kim đo qua bộ truyền động (thường là bánh răng hay thanh răng). Một quãng chạy một millimeter (mm) ứng với một vòng quay trọn vẹn. Nếu trên thang đo của đồng hồ được chia thành 100 phần bằng nhau, thì độ chính xác đọc được là 1mm : 100 = 0,01 mm.

Đồng hồ đo thường được sử dụng cho các phép đo so sánh, thí dụ như xác định độ sai lệch giữa căn mẫu đo (mẫu chuẩn của kích thước định trước) và kích thước thực tế.

3.2.4 Thước đo góc

Thước đo góc cần thiết để xác định vị trí (góc) của cạnh hoặc bề mặt liên quan với cạnh chuẩn hoặc bề mặt chuẩn. Ngoài ra thước đo góc đơn giản với độ chính xác tương đối thấp hoặc thước đo góc đa năng với độ chính xác hiển thị đến 5’ (phút) cũng được sử dụng.
Thước đo góc đa năng có thang đo chính với vòng chia bốn phần 90° (4 X 90° = 360 °) diễn tả mẫu chuẩn (kích thước tiêu biểu) và thước chạy (du xích, vecniê) giống như thước cặp. Thước chạy này của thước đo được phân giải theo 5 phút của góc. Khi đọc, người ta đếm số độ (°) của góc trước hết dựa trên thang đo chính từ 0° đến vạch 0 của thước chạy và sau đó đọc số phút (‘) ở thước chạy theo cùng hướng (Hình 1).

Chú ý: Góc đo được không phải lúc nào cũng tương ứng trực tiếp với hiển thị. Ở Hình 2 góc tù a là kết quả có được từ phép tính 180° trừ đi góc /3 được hiển thị.

Ở thước đo góc có bộ hiển thị kỹ thuật số, kết quả có thể được đọc dễ dàng hơn. ở thước này ta có thể chọn đo góc để đọc góc theo độ, phút, giây hoặc theo độ thập phân (Hình 3).

Giống như ở các thiết bị đo khác, khi làm việc với các thước đo góc cũng phải tuân thủ nguyên tắc làm việc:
■ Phải thẳng góc với bề mặt kiểm tra
■ Bề mặt đo và bề mặt kiểm tra phải sạch và không có bavia
■ Qua các bề mặt kiểm tra và bề mặt đo không được có khe hở ánh sáng tháy được.

Bài tập:

1 Hãy giải thích sự khác nhau giữa thước đo và dưỡng kiểm (calip, căn mẫu) bằng một thí dụ.
2 Hãy giải thích chức năng của thước chạy (nonius) ở một thước cặp.
3 Nguyên tắc đo của panme (vi kế) đo ngoài là gì?
4 Hãy mô tả nguyên tắc đo của đồng hồ đo và hình thức thực hiện.
5 Hãy nêu các trị số đo cho thí dụ đo ở hình bên cạnh.

3.3 Thiết bị đo bằng khí nén

Khi đo bằng khí nén, sự thay đổi áp suất hay sự thay đổi dòng chảy được sử dụng để xác định sự thay đổi chiều dài. Các phương pháp này được gọi là phương pháp đo áp suất hay phương pháp đo thể tích (Hình 1).

Khi khoảng cách của một chi tiết gia công đối với một bộ béc phun đo bị thay đổi do kích thước của nó thay đổi, thì áp suất của dòng khí thoát ra cũng thay đổi. Sự thay đổi áp suất này được truyền qua một áp kế có thang đo theo chiều dài (Hình 2). ở phương pháp đo thể tích, những thay đổi của lưu lượng do sự thay đổi của khoảng cách gây ra được xác định và được biến đổi thành thang đo theo chiều dài.

Trị số thang đo của các thiết bị đo bằng khí nén thường là 0,001 mm, độ chính xác đo khoảng 0,01 mm. Vì phải cần một bộ thu nhận trị số đo đặc biệt (thí dụ cảm biến) cho mỗi kích thước đo, nên phương pháp này không thích hợp cho các kiểm tra đơn lẻ. Nó được sử dụng nhiều hơn trong kiểm tra hàng loạt. Các ưu điểm nằm ở đô chính xác cao, vị trí đo được làm sạch vì không khí còn tồn tại áp suất thoát ra, và không gây hư hại cho chi tiết gia công do đo không tiếp xúc.

3.4 Thiết bị đo bằng điện

Thiết bị đo bằng điện bao gồm bộ thu nhận trị số đo (đầu dò), bộ biến đổi trị số đo và thiết bị hiển thị.
Nguyên tắc đo của thiết bị đo bằng điện là các đại lượng đo cơ học được dò tìm (quét) và được biên đổi thành các tín hiệu điện. Điều này thường được thực hiện bằng việc tận dụng sự thay đổi điện cảm. Qua đó, đầu dò (cảm biến) được nối với một lõi sắt di chuyển giữa hai cuộn dây. Sự chuyển động của đầu dò dân đến sự thay đổi điện áp của cuộn dây (xem trang 286). Điện áp này được thu nhận như tín hiệu, được khuếch đại và hiển thị trên thiết bị thích hợp. Độ chính xác đo vào khoảng 0,001 mm (Hình 3).

Ưu điểm của thiết bị đo bằng điện là:
■ Phạm vi đo rất lớn
■ Độ chính xác đo cao
■ Sử dụng dữ liệu trong các máy tính và hệ điều khiển

■ Các trị số đo thường được hiển thị kỹ thuật số

3.5 Thiết bị đo điện tử

Về cơ bản, thiết bị đo điện tử hoạt động dựa trên hệ thống đo quãng đường bằng quang-điện. Một đầu dò chuyển động trên một thước đo bằng thủy tinh và ghi nhận các phân đoạn của quãng đường đã đi qua (tức là gia số – tăng lên từng phân đoạn). Thước đo thủy tinh được phân chia thành các phân đoạn rất nhỏ, một đoạn cho ánh sáng xuyên qua và xen kẽ với một đoạn không cho ánh sáng xuyên qua. Những tín hiệu được thu nhận bằng quang học được xử lý thành tín hiệu điện tử (Hình 1).

Độ chính xác hiển thị ở hệ thống đo quãng đường bằng quang-điện tử đạt đến 0,001 mm. Bộ đánh giá điện tử cho phép ta tùy ý chọn phép đo chiều dài theo gia số hoặc theo tuyệt đối.
Hệ thống đo quãng đường bằng quang-điện tử được gắn bên trong các máy gia công CNC và trong các thiết bị đo tọa độ (Hình 2).

 

3.6 Kiểm tra bằng dưỡng kiểm

Khi chi tiết được nối kết cùng với các chi tiết khác trong cùng một cụm lắp ráp, thì điều quan trọng trước tiên là chúng phải “ăn khớp nhau”, để đáp ứng các chức năng được dự định. Các chi tiết khớp với nhau khi kích thước của chúng nằm trong giới hạn định trước. Sự tuân thủ “độ đúng kích thước” này (kích thước giới hạn) thường được kiểm tra bằng các dưỡng kiểm.
Bằng các dưỡng kiểm (cử chuẩn, căn mẫu) người ta có thể xác định một kích thước có nằm giữa các trị số giới hạn cho phép hay không. Kết quả kiểm tra là tốt, bị loại hay làm lại.
Kích thước đo ngoài được kiểm tra bằng các dưỡng kiểm hàm giới hạn, kích thước đo trong bằng trụ dưỡng kiểm giới hạn. Mặt “tốt” được biểu thị là kích thước tối đa khi sử dụng các phép đo ngoài và là kích thước tối thiểu khi phép đo trong được yêu cầu.

Kích thước đo ngoài được kiểm tra bằng các dưỡng kiểm hàm giới hạn, kích thước đo trong bằng trụ dưỡng kiểm giới hạn. Mặt “tốt” được biểu thị là kích thước tối đa khi sử dụng các phép đo ngoái và là kích thước tối thiểu khi phép đo trong được yêu cầu.
Mặt “bị loại” được biểu thị lớn hơn kích thước tối thiểu được yêu cầu ở các phép đo ngoài và nhỏ hơn kích thước tối đa được phép ở các phép đo trong (Hình 3 và hình 4).

 

 

Vật thể bị loại ở dưỡng kiểm (căn mẫu) được biểu thị bằng một dấu hiệu màu đỏ. Nếu kiểm tra về kích thước không thực hiện được vì các dưỡng kiểm hàm giới hạn không ăn khớp ở trên hoặc bên trong vật thể kiểm tra thì cần phải làm lại.
Bên cạnh việc kiểm tra kích thước, các dưỡng kiểm (căn mẫu) cũng thích hợp cho việc kiểm tra hình dáng. Do các căn mẫu luôn chỉ thể hiện một kích thước danh định, nên việc sử dụng của chúng rất bị giới hạn. Việc sử dụng các căn mẫu giảm mạnh bởi sự gia tăng của các phương tiện đo đạc tân tiến hơn và đa dạng hơn.

3.7 Kiểm tra bề mặt

Bên cạnh việc giữ đúng kích thước, thì việc tạo ra chất lượng bề mặt theo yêu cầu cũng quan trọng như khi chế tạo các thành phần riêng lẻ. Thí dụ như mặt phẳng cắt (tiết diện) của một proíin nhôm có thể tương đối nhám nếu khi lắp đặt được che đậy bởi một nắp nhựa, tuy nhiên độ nhám bề mặt của lỗ khoan trong đó có bulông di chuyển phải ít hơn nhiều.

3.7.1 Khái niệm cơ bản về kiểm tra bề mặt

Như ở kích thước các chi tiết, khi kiểm tra bề mặt người ta cũng nói về trạng thái mong muốn và trạng thái thực tế.
Bề mặt mong muốn là bề mặt của chi tiết được cho trước bởi các số liệu trong bản vẽ. Bề mặt thật là bề mặt có được trong thực tế bằng các phương pháp kỹ thuật đo bề mặt có thể kiểm tra được.
ở kiểm tra bề mặt, một proíin bề mặt (Profin thực = Profin P) được xác định bằng phương pháp kỹ thuật đo (Hình 1).

Nếu độ nhám của bề mặt được lọc, người ta có được đường proíln gợn sóng (profin W). việc lọc độ gợn sóng cho kết quả một đường proíin nhám (profin R) của bề mặt (Hình 2).

Vi điều kiện kỹ thuật gia công tạo ra sự sai lệch, nên bề mặt thật có nhiều đặc tính khác biệt với hình dáng lý tưởng được yêu cầu trong bản vẽ. Trong DIN 4760 các sai lệch hình dáng có thể được xếp hạng trong 6 cấp bậc (Hình 3).

3.7.2 Phương pháp kiểm tra bề mặt

Hiện nay cộ sẵn nhiều phương pháp khác nhau để kiểm tra chất lượng bề mặt. Chúng được lựa chọn tùy thuộc vào điều kiện vận hành và các yêu cầu kỹ thuật đo đạc.
Kiểm tra bằng giác quan
ở kiểm tra bằng giác quan bề mặt của chi tiết được so sánh với bề mặt của mẫu so sánh (Hình 4).

Sau đó, bề mặt của chi tiết kiểm tra và bề mặt của mẫu so sánh được luân phiên cà bằng móng tay. Thông qua phương pháp kiểm tra chủ quan này cho phép người sử dụng có kinh nghiệm xác định sự khác biệt về độ nhám đến tối đa 0,002 mm.

Phương pháp cắt tìm dò
ở phương pháp này, một đầu dò với một mũi nhọn bằng kim cương được di chuyển trên bề mặt cần kiểm tra (Hình 1).

Mũi dò, tương ứng với độ nhám của bề mặt chi tiết, thực hiện các chuyển động thẳng góc với hướng dẫn tiến. Những chuyển động này được ghi nhận và được chuyển đổi thành tín hiệu điện để hiển thị (Hình 2).

Bên cạnh các thiết bị đo độ nhám được mô tả trên còn có các thiết bị khác hoạt động theo nguyên tắc quang-điện. Tuy nhiên, các thiết bị này thường chỉ dùng trong các cơ xưởng chuyên ngành hoặc các phòng chuyên khoa.

3.7.3 Đo độ nhám (Độ nhấp nhô)

Về cơ bản các số liệu độ nhám bề mặt được tính bằng pm (= phần ngàn millimeter). Các số liệu sau đây được phân biệt:
Chiều cao độ nhám lớn nhất Rmax
Là khoảng cách nhấp nhô z lớn nhất được hiển thị trên toàn bộ khoảng đo (Hình 4).
Chiều cao nhấp nhô (chiều cao đỉnh-trũng) trung bình Rz
Đây là trị số trung bình cộng của năm chiều cao nhấp nhô riêng lẻ từ Z1 đến Z5. Ngoài ra khoảng cách đo tổng cộng được phân ra thành năm phần bằng nhau. Qua đó chiều cao nhấp nhô lớn nhất Rmax được xác định cho mỗi khoảng chia (Hình 3).

Sai lệch trung bình Ra (Trung bình sai lệch số học biên độ)
Sai lệch trung bình Ra tương ứng với trị số trung bình của tất cả các sai lệch từ đường trung bình (Hình 4).

Độ sâu nhẵn Rp
Độ sâu này là khoảng cách giữa đỉnh profin lớn nhất đối với đường trung bình (Hình 4).

Các đặc tính hiệu dụng của chi tiết gia công được xác định trực tiếp một phần bởi chất lượng bề mặt của chúng. Chất lượng của bề mặt chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các yếu tố sau đây:
■ Quá trình sản xuất
■ Hoạt động (Dụng cụ và chi tiết)
■ Dữ liệu cắt
■ Chất lượng của máy gia công
■ Sự cẩn thận trong chế tạo
Trong sản xuất hàng loạt hiện nay, các chi tiết riêng lẻ thường được kiểm tra theo một chương trình kiểm tra chính xác dành riêng cho chúng tại chỗ làm việc.

Không thể đạt được trị số độ nhám (độ nhấp nhô) bất kỳ dù dùng tất cả phương pháp gia công. Trong Bảng 1 trị số có thể đạt được Ra và Rz được sắp xếp trong các phương pháp gia công phổ biến. Các trị số khác được trích ra từ sách cẩm nang.

3.7.4 Số liệu của chất lượng bề mặt (độ bóng bề mặt) trong các bản vẽ kỹ thuật

Một nguyên tắc cơ bản trong sản xuất lả:
“Luôn luôn làm việc chính xác theo như yêu cầu”.
Phương châm này áp dụng cho cả việc giữ đúng kích thước cũng như kết cấu của bề mặt. Các số liệu chuẩn trong các bản vẽ kỹ thuật như thế nào thì phải làm việc đúng như thế. Những biểu tượng (ký hiệu hình) được sử dụng để giải thích chủ yếu về độ nhám và nếu cần biểu tượng cũng giải thích phương pháp sản xuất (Hình 1).
Thông thường một số liệu độ nhám được kê khai cho toàn chi tiết. Các vị trí biểu lộ các dấu hiệu của độ nhám sai lệch phải được đánh dấu riêng biệt. Các số liệu này được đặt trong dấu ngoặc khi kê khai độ nhám toàn diện (Hình 1).

Bài tập:
Hãy tìm trong Hình 1 những trị số độ nhám được yêu cầu và sắp xếp chúng theo những phương pháp gia công phù hợp.

3.8 Dung sai và lắp ghép

Kích thước mong muốn của một chi tiết gia công và mô tả kỹ thuật của bề mặt trình bày trường hợp lý tưởng cố gắng đạt được. Tuy nhiên trong thực tế, sau khi gia công tất cả các chi tiết bị sai lệch nhiều hơn hoặc ít hơn so với tình trạng mong muốn này. Các trị số của độ lệch chủ yếu tùy thuộc quá trình gia công. Nếu các sai lệch này nằm trong một dung sai thì chi tiết được chấp nhận, nếu không, việc làm lại được yêu cầu hoặc bị loại.
Sự sai lệch của tình trạng thực tế so với tình trạng mong muốn ở mức có thể chấp nhận được là do các nguyên nhân về gia công và chi phí. Sự sai lệch này được gọi là dung sai.
Các trị số của dung sai chủ yếu được xác định bởi chức năng của các chi tiết (Hình 1 và 2).

Thí dụ như các chi tiết phụ (không quan trọng) của một giá đỡ được thực hiện với dung sai lớn hơn so với các chi tiết chịu trách nhiệm cho việc chuyển động không có độ rơ (khít) của các bộ phận. Nguyên tắc cơ bản là: Dung sai phải lớn ở mức kỹ thuật chức năng cho phép.

Các chi tiết được sản xuất theo quan điểm này phải phù hợp với chức năng dự kiến và thích ứng với các chi tiết khác, có nghĩa là tạo thành một lắp ghép thích hợp.
Tình trạng mong muốn ráp (ghép) hai chi tiết với nhau để cùng đáp ứng một chức năng được gọi là lắp ghép.

3.8.1 Dung sai kích thước

Kích thước ban đầu để gia công các chi tiết trong bàn vẽ kỹ thuật là kích thước danh định Tuy nhiên như đã mô tả ở trên, kích thước danh định này nằm trong khoảng kích thước giới hạn được xác định. Kích thước lớn nhất Go và kích thước nhò nhất Gu được gọi là kích thước giới hạn. Kích thước lớn nhất được tạo nên từ kích thước danh định và sai lệch trên ES (es), kích thước nhỏ nhất được tạo nên từ kích thước danh định và sai lệch dưới El (ei). Sự sai biệt (hiệu số) của kích thước lớn nhất và kích thước nhỏ nhất là dung sai T (Hình 3).

Thí dụ :

Một lỗ khoan với kích thước danh định 0 100 mm có độ sai lệch ES = 30 pm và El = – 60 ụm. GoB. Gub và Tb được tính như sau:
Gob = N + ES =100 mm + 0,030 mm = 100,030 mm
GuB = N + El = 100 mm – 0,060 mm = 99,940 mm

TB = GoB – GuB = 100,030 mm – 99,940 mm = 0,090 mm

Một trục có kích thước danh định 0 22 mm và kích thước giới hạn GoW = 22,015 mm và GuW = 21,995 mm. Như vậy es, ei và Tw bằng bao nhiêu?
es = Gow – N = 22,015 mm – 22 mm = 0,015 mm

ei = GuW – N = 21,995 mm – 22 mm = – 0,005 mm

Tw = es- ei = 0,015 mm – (- 0,005 mm) = 0,020 mm

Các đại lượng của dung sai (miền dung sai) phụ thuộc chủ yếu vào các trị số của kích thước danh định và chức năng mà bộ phận phải đáp ứng trong nhóm lắp ráp.
Miền dung sai cảng nhỏ thì chất lượng càng lờn.
Chất lượng dung sai được phân chia theo DIN ISO trong 18 cấp (DIN ISO = Deutsches Instutut fur Normung – International Standards Organization = Học viện tiêu chuẩn Đức – Tiêu chuẩn quốc tế) với các số thứ tự từ 01 đến 18 trong cấp dung sai. Trị số dung sai 01 là nhỏ nhất cho một kích thước danh định, chỉ số 18 đặc trưng cho dung sai lớn nhất cho phép (Hình 1).

Chất lượng của một kích thước lắp ghép được biểu thị bằng cấp dung sai của nó với các số từ 01 đến 18.
Bên cạnh chất lượng, đặc biệt vị trí của miền dung sai đối với kích thước danh định (đường 0) đóng một vai trò quan trọng. Thi dụ nếu một chi tiết được kết nối và bắt buộc di chuyển được với một chi tiết khác, thì phải nhận miền dung sai dưới đường 0, và nếu một chi tiết được gắn (được lắp) không được phép di chuyển trong mọi trường hợp, phải có miền dung sai trên kích thước danh định.

Vị trí của miền dung sai đối với đường 0 được mã hóa bằng các mẫu tự (Hình 2).

Sự sắp đặt của cấp dung sai và vị trí của miền dung sai đối với các kích thước danh định riêng lẻ được quy định trong bảng kê khai (xem sách cẩm nang).

Thông tin về dung sai trong các bản vẽ kỹ thuật
Các dung sai được lựa chọn theo ISO được kê khai trong các bản vẽ kỹ thuật như chỉ số bổ sung cho các kích thước danh định, ở đây cần lưu ý rằng, những thông tin về kích thước ngoài dùng mẫu tự viết thường, kích thước trong biểu thị bằng mẫu tự viết hoa (Hình 1).
Tại những dung sai được phép lựa chọn tự do không xác định theo quy cách phân hạng ISO, thì những dung sai cho phép này đặt trực tiếp sau kích thước (Hình 1).

Nếu không có dung sai ghi trong bản vẽ, thì phải tuân theo dung sai tổng quát. Độ lớn của chúng hướng theo kích thước danh định và cấp dung sai (chính xác, trung bình, thô và rất thô).

3.8.2 Lắp ghép

Chỉ khi hai chi tiết ráp lại vừa vặn với nhau mới cho một lắp ghép. Các lắp ghép xác định vị trí của các chi tiết tương ứng với nhau (Hình 2 và Hình 3, trang 97).

Lắp ghép lỏng luôn luôn bảo đảm một “độ hở” giữa các chi tiết (Hình 3).
Ở lắp ghép chặt luôn luôn xảy ra một “độ dôi” ép lên chi tiết kết nối (Hình 3).
Lắp ghép trung gian có thể tạo nên cả “độ hở” cũng như cả “độ dôi”.
Vì cá hai chi tiết lắp ghép được cung cấp với kích thước dung sai, cái này có kích thước dung sai lớn nhất và cái kia có dung sai nhỏ nhất, nên qua đó cũng có thể hình thành các lắp ghép cho độ hở lớn nhất Psh và độ hở nhỏ nhất PSM hoặc độ dôi lớn nhất P(jH và độ dôi nhỏ nhất P(JM- Các điều kiện sau đây được áp dụng (Chỉ số B: lỗ, chỉ số W: trục):

Độ hở lớn nhất                                 Psh = GoB – GuW
Độ hở nhỏ nhất                                PSM = GuB – GoW
Độ dôi lớn nhất                                PuH = GuB – Gow
Độ dôi nhỏ nhất                                PuM = GqB – GuW

3.8.3 Hệ thống lắp ghép

Lắp ghép cũng giúp cho việc thay thế giữa các chi tiết với nhau được đơn giản do các chi tiết này có dung sai phù hợp theo hệ thống tiêu chuẩn hóa. Điều này đặc biệt cũng áp dụng cho các chi tiết tiêu chuẩn như chốt và lò xo bị hỏng bởi tải trọng cao và vì thế chúng phải được thay thế thường xuyên.

Để đạt được các loại lắp ghép khác nhau, trên cơ bản có hai cách:
1 Lỗ tiếp nhận một sai lệch chuẩn, ở đây vị trí của miền dung sai luôn cố định (H), Trong trường hợp này loại dung sai phái đạt được trên vị trí miền dung sai của trục. Người ta gọi là hệ thống lỗ cơ bản (Hình 4, trang 98).

2 Vị trí miền dung sai của trục không thay đồi (h) và vị trí miền dung sai của các lỗ bị thay đổi. Hệ thống này được gọi là hệ thống trục cơ bản (Hình 1).

Trong gia công, việc thay đổi đường kính trục hoặc kích thước ngoài nói chung đơn giản hơn nhiều so với đường kính lỗ hoặc kích thước trong. Vì lý do này, hệ thống lỗ cơ bản (đơn vị lỗ) được ứng dụng thường xuyên hơn.

Bài tập:
Hình vẽ dưới đây cho thấy nhiều chi tiết riêng lẻ được lắp ghép chung với một nhóm lắp ráp. Hãy đánh dấu các bề mặt lắp ghép và giải thích với sự hỗ trợ của sách cẩm nang cho mỗi loại lắp ghép. Ngoài ra hãy xác định kích thước lắp ghép và loại lắp ghép.

3.8.4 Dung sai hình dạng và dung sai vị trí

Bên cạnh dung sai kích thước và chất lượng bề mặt, trước tiên hình dạng và vị tri cũng quan trọng cho chức năng của hệ thống cơ điện tử. Thí dụ: ở những chi tiết rời của bộ truyền động ren trong Hình 1, bên cạnh độ đúng kích thước còn có các yêu cầu khác:
■ Chạy vòng phải đủ “tròn”.
■ Hướng thẳng phải đủ “độ phẳng”.
■ Các mặt phẳng của các ổ đỡ phải “song song”.
■ Các kết nối phải cho thấy “độ nghiêng” theo yêu cầu đối với bề mặt tựa.
Tất cả các yêu cầu này đối với hình dạng và vị trí phải được trích dẫn trong bản vẽ gia công và kiểm tra trong trường hợp yêu cầu.

Mỗi điểm của các phần tử khảo sát (có dung sai) phải nằm trong phạm vi, phạm vi đó được định nghĩa là dung sai hình dạng và dung sai vị trí.
Biểu tượng (Bảng 1) và đặc tinh của dung sai hình dạng và dung sai vị trí được quy định trong DIN ISO 1101 (xem sách cẩm nang).