Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng dung ssai lắp ghép và đo lường
-ẤT: DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP Chương ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG VÀ VẤN ĐỀ TIÊU CHUẨN HỐ 1.1 Tính đổi lẫn chức - Tính đổi lẫn chức nguyên tắc thiết kế, chế tạo đảm bảo phận máy chi tiết máy loại khơng có khả lắp thay cho không cần sửa chữa gia công bổ sung mà đảm bảo khả sử dụng hiệu kinh tế hợp lý chúng - Mối quan hệ tiêu sử dụng máy A thông số chức Ai chi tiết lắp thành máy có dạng: A f ( A1 , A2 , A3 , An ) (i = n ) (1.1) Với Ai đại lượng biến đổi độc lập - Do sai số gia công, lắp ráp mà tiêu sử dụng máy A thông số chức Ai chi tiết máy đạt độ xác tuyệt đối giá trị thiết kế Bởi cần xác định phạm vi thay đổi hợp lý A Ai quanh giá trị thiết kế, phạm vi thay đổi hợp lý cho phép gọi dung sai tiêu sử dụng máy T dung sai thông số chức chi tiết Ti - Các chi tiết máy đảm bảo tính đổi lẫn chức thoả mãn điều kiện: n T i 1 f Ti Ai (1.2) - Loạt chi tiết máy sản xuất ra, tất đổi lẫn loạt đạt tính đổi lẫn chức hồn tồn Nếu có khơng đạt tính đổi lẫn loạt đạt tính đổi lẫn chức khơng hồn tồn 1.2 Vấn đề tiêu chuẩn hố sản phẩm - Cơng nghiệp phát triển sản phẩm khí đa dạng (cả chủng loại lẫn mẫu mã, kích cỡ) Để thuận lợi cho việc quản lý, tổ chức sản xuất sử dụng sản phẩm, cần thiết phải thống hoá tiêu chuẩn hoá sản phẩm - Ý nghĩa tiêu chuẩn hoá sản phẩm: + Tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo chi tiết phận máy đảm bảo tính đổi lẫn chức + Tạo điều kiện để hợp tác hoá chun mơn hố sản xuất + Thuận lợi cho người sử dụng dễ kiếm phụ tùng thay để sửa chữa + Thuận lợi cho quản lý tổ chức sản xuất giảm chủng loại, kích cỡ thiết bị, dụng cụ cắt, dụng cụ đo - Các tiêu chuẩn xây dựng phạm vi ngành, quốc gia quốc tế HƯỚNG DẪN HỌC BÀI - Hiểu chất tính đổi lẫn chức điều kiện để chi tiết, phận máy đảm bảo tính đổi lẫn chức - Tìm ví dụ tính đổi lẫn chức lĩnh vực khí - Ý nghĩa tiêu chuẩn hố sản phẩm, tìm ví dụ minh hoạ Chương CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP 2.1 Kích thước - Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn Ra5, Ra10, Ra20, Ra40: giá trị cấp số nhân có cơng bội φ: + Dãy Ra5 có 5 10 1,6 + Dãy Ra10 có 10 10 1,25 + Dãy Ra20 có 20 10 1,2 + Dãy Ra40 có 40 10 1,06 - Kích thước danh nghĩa dN: kích thước nhận tính toán xuất phát từ chức chi tiết (độ bền, độ cứng …) sau quy trịn phía lớn lên theo giá trị dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn + Kích thước danh nghĩa chọn theo giá trị dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn phải ưu tiên chọn dãy có độ chia lớn + Kích thước danh nghĩa bề mặt lắp ghép chung cho chi tiết tham gia lắp ghép - Kích thước thực dth: kích thước nhận từ kết đo dụng cụ đo với sai số cho phép - Kích thước giới hạn dmax, dmin: kích thước lớn nhỏ qui định để giới hạn miền biến thiên kích thước chi tiết Chi tiết đạt yêu cầu kích thước thực thoả mãn điều kiện: dmin dth dmax 2.2 Sai lệch giới hạn - Sai lệnh giới hạn kích thước hiệu đại số kích thước giới hạn kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn trên: hiệu đại số kích thước giới hạn lớn kích thước danh nghĩa Với lỗ: ES= Dmax - DN (2.1) Với trục: es =dmax - dN (2.2) - Sai lệch giới hạn dưới: hiệu đại số kích thước giới hạn nhỏ kích thước danh nghĩa Với lỗ: EI = Dmin - DN (2.3) Với trục: ei = dmin - dN (2.4) 2.3 Dung sai kích thước T - Là hiệu kích thước giới hạn lớn nhỏ nhất, hiệu đại số sai lệch giới hạn sai lệch giới hạn Với kích thước lỗ: TD = Dmax - Dmin = ES – EI (2.5) Với kích thước trục: Td = dmax - dmin = es – ei (2.6) Dung sai lớn nghĩa sai số chế tạo lớn, dễ chế tạo giá thành chế tạo giảm Hình 2.1 Sơ đồ biểu diễn kích thước, sai lệch dung sai 2.4 Lắp ghép - Là phối hợp hai hay số chi tiết cách cố định (như bánh cố định trục) di động (như pit tông xi lanh) - Những bề mặt kích thước mà dựa theo chúng chi tiết phối hợp với gọi bề mặt lắp ghép kích thước lắp ghép - Dựa vào dạng bề mặt lắp ghép có: lắp ghép trụ trơn, lắp ghép côn trơn, lắp ghép ren, lắp ghép truyền động bánh răng, lắp ghép phẳng (lắp ghép then với rãnh, lắp séc măng với rãnh pittông ) 2 Ø50 60 Hình 2.2 Lắp ghép trụ trơn – Bề mặt bao – Bề mặt bị bao Hình 2.3 Lắp ghép phẳng – Bề mặt bao – Bề mặt bị bao Td dmin dmax Dmin Dmax Smin Smax TD - Đặc tính lắp ghép xác định hiệu số kích thước bề mặt bao bị bao Dựa vào đặc tính lắp ghép có nhóm sau: + Lắp lỏng: lắp ghép ln đảm bảo có độ hở (hình 2.4) Hình 2.4 Lắp lỏng Độ hở : Độ hở giới hạn: Độ hở trung bình: S=D–d (2.7) Smax = Dmax – dmin Smin = Dmin – dmax (2.8) (2.9) Stb = S max S (2.10) dmin Dmin Dmax dmax TD Nmax Nmin Td Dung sai độ hở (hoặc dung sai lắp ghép): Ts = Smax – Smin = TD + Td (2.11) - Lắp chặt: nhóm lắp ghép ln đảm bảo có độ dơi N (hình 2.5) Hình 2.5 Lắp chặt Độ dôi: N=d-D (2.12) Độ dôi giới hạn: Nmax = dmax- Dmin Nmin = dmin - Dmax Độ dơi trung bình: Ntb = (2.13) (2.14) N max N (2.15) Dung sai độ dôi (hoặc dung sai lắp ghép): TN = Nmax - Nmin = TD + Td (2.16) - Lắp trung gian: lắp ghép có độ dơi độ hở (hình 2.6) Nmax Td Smax dmin dmax Dmin Dmax TD Hình 2.6 Lắp trung gian Đặc trưng lắp ghép trung gian độ hở lớn độ dôi lớn nhất: Smax = Dmax - dmin (2.17) Nmax = dmax - Dmin (2.18) Dung sai lắp ghép : TNS = Smax + Nmax = TD + Td (2.19) 2.5 Biểu diễn dung sai lắp ghép sơ đồ - Đường thẳng nằm ngang biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa - Trục tung biểu thị giá trị sai lệch kích thước (μm).m) - Sai lệch dương đặt phía trên, sai lệch âm đặt phía kích thước danh nghĩa m +27 dN=40mm TD -25 Td -50 Hình 2.7 Sơ đồ phân bố dung sai kích thước lắp ghép HƯỚNG DẪN HỌC BÀI - Các khái niệm kích thước, sai lệch giới hạn dung sai - Đặc tính dung sai ba loại lắp ghép - Cách biểu diễn sơ đồ phân bố dung sai kích thước lắp ghép Chương SAI SỐ GIA CÔNG CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CHI TIẾT 3.1 Khái niệm sai số gia cơng - Các thơng số hình học, động học, lý hoá chi tiết tạo thành q trình gia cơng chi tiết Khi gia công loạt chi tiết điều kiện sai số gia cơng làm cho giá trị thơng số xuất chi tiết thường khác - Các nguyên nhân gây sai số gia công gồm: + Máy gia cơng khơng xác (do chế tạo, mịn ) + Dụng cụ cắt chế tạo khơng xác + Mịn dụng cụ cắt q trình gia cơng + Biến dạng nhiệt hệ thống công nghệ (máy - dao - đồ gá - chi tiết) + Biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ tác dụng lực cắt .v.v - Các sai số nhận chi tiết tổng hợp loại sai số: + Sai số hệ thống cố định: sai số có giá trị xuất chi tiết loạt + Sai số hệ thống thay đổi: sai số có giá trị xuất chi tiết loạt thay đổi theo quy luật + Sai số ngẫu nhiên: sai số có giá trị xuất chi tiết loạt có tính chất ngẫu nhiên - Sai số gia công làm cho thông số hình học, động học, lý hố loạt chi tiết biến đổi ngẫu nhiên 3.2 Sai số gia cơng kích thước 3.2.1 Một vài khái niệm xác suất - Xét ví dụ: để đánh giá tỷ lệ phế phẩm loạt sản phẩm, ta lấy số sản phẩm để kiểm tra Giả sử kiểm tra 100 sản phẩm có sản phẩm phế phẩm, ta có tần suất xuất phế phẩm phế phẩm Dãy 20 ; 300 ; kiểm tra 300 sản phẩm có tần suất xuất 100 tiếp tục có 20 23 , , 100 300 400 23 400 tiến dần tới số P đó, P 1 P gọi xác suất xuất phế phẩm loạt sản phẩm - Xác suất xuất kiện A (kí hiệu P(A)) khả xuất kiện A điều kiện cho trước 3.2.2 Áp dụng lý thuyết xác suất để nghiên cứu phân bố kích thước - Các nghiên cứu cho thấy: loạt chi tiết loại, gia cơng điều kiện phân bố kích thước loạt thường theo quy luật phân bố chuẩn xác suất (qui luật phân bố Gauss) x2 y e 2 2 (3.1) Trong đó: e - số logarit tự nhiên (e = 2,71828) - sai lệch bình phương trung bình - Đường cong phương trình (3.1) có tính đối xứng qua trục tung gọi “đường cong phân bố mật độ xác suất” kích thước gia cơng (hình 3.1) y x dN x1 x2 dtb Hình 3.1 Đường cong phân bố mật độ xác suất kích thước gia cơng - Xác suất xuất kích thước khoảng x1÷ x2 là: x2 P( x1 x2 ) ydx x1 Đổi biến x Z dz z2 P( x1 x2 ) z1 dx và: z2 e dz ( z ) ( z1 ) 2 (3.2) P( x1 x2 ) giá trị diện tích phần gạch hình 3.1 - Xác suất xuất kích thước khoảng -x ÷ +x (hình 3.2) Vì đường cong có tính đối xứng qua trục tung nên: x x P( x x ) ydx 2 ydx x Áp dụng công thức (3.2): z2 e dz 2( z ) 2 z P( x x ) 2 trị hàm (z ) 2 ( z ) (3.3) Gía tính sẵn bảng hàm Laplace (bảng 3.1) y x -x dN +x dtb Hình 3.2 Xác suất xuất kích thước khoảng -x ÷ +x Z 0,10 0,20 0,40 0,75 1,00 (z ) 2 ( z ) 0,04 0,0795 0,1555 0,2735 0,3415 0,0797 0,1585 0,3108 0,5467 0,6827 Bảng 3.1 Gía trị hàm Laplace (z ) 2 ( z ) Z 1,25 0,3945 0,7887 1,50 0,4330 0,8664 2,00 0,4810 0,9545 3,00 0,4986 0,9973 4,00 0,4990 0,9990 Theo bảng Laplace: x = 3σ tức Z 3 3 2 ( z ) = 0,9973 coi xác suất xuất kích thước khoảng -3σ ÷ +3σ 100% - Nếu trường phân bố kích thước khơng nằm chọn trường dung sai có phế phẩm (hình 3.3) 10 ... BÀI - Các khái niệm kích thước, sai lệch giới hạn dung sai - Đặc tính dung sai ba loại lắp ghép - Cách biểu diễn sơ đồ phân bố dung sai kích thước lắp ghép Chương SAI SỐ GIA CƠNG CÁC THƠNG SỐ HÌNH... A A A 17 Dung sai độ song Asong đường tâm lỗ so với bề mặt A 0,01mm Dung sai độ song song đường tâm chung lỗ mặt chuẩn A 0,02mm Dung sai độ song song bề mặt B bề mặt A 0,02mm 3.4.4 Sai lệch độ... tác dụng lực cắt .v.v - Các sai số nhận chi tiết tổng hợp loại sai số: + Sai số hệ thống cố định: sai số có giá trị xuất chi tiết loạt + Sai số hệ thống thay đổi: sai số có giá trị xuất chi tiết
