Chương VIII ĐO CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA CHI TIẾT MÁY 8.1 - Các phương pháp đo kích thước thẳng 8.1.1 - Phương pháp đo 1 điểm Với phương pháp đo một tiếp điểm, đầu đo tiếp xúc với bề mặt đo từng điểm một. Từ tọa độ các điểm đo, qua đó xác định được kích thước cần đo. Tùy theo cách đặt các điểm đo mà công thức tính toán kết quả đo khác nhau. Do phép đo quan hệ với các tọa độ điểm đo mà phương pháp đo một tiếp điểm còn gọi là phương pháp đo tọa độ. Ví dụ: sơ đồ đo lỗ như hình vẽ. Chi tiết được kẹp trên bàn đo, đầu đo bi gắn trên thân trượt của máy đo lần lượt tiếp xúc tại A và B. Tại A và B, trên máy đo tọa độ xác định được tọa độ điểm tiếp xúc: X A , X B . Hình 8.1 Khi đó đường kính D: D = X A - X B + d d - đường kính bi - Ưu điểm của phương pháp đo tọa độ là có thể đo kích thước các chi tiết phức tạp, khó đo, không yêu cầu rà chỉnh chi tiết đo trước khi đo, giảm số lượng lớn các động tác chuẩn bị khi đo. - Tùy theo số tọa độ của máy mà khả năng đo lường thông số của nó cũng càng tăng. Có thể có các máy đo 1, 2, 3, 4, 5 tọa độ. Số tọa độ của thiết bị càng nhiều thì thao tác đo càng đơn giản. Số tọa độ càng nhiều, số điểm đo càng nhiều thì việc xác định kết quả đo càng khó khăn. - Phần lớn các thiết bị đo tọa độ có trang bị sẵn các chương trình tính cho các yêu cầu đo thường gặp để giúp cho quá trình đo nhanh chóng. Ví dụ thiết bị QM Data được trang bị trên các máy đo tọa độ Độ chính xác của phương pháp đo phụ thuộc vào số điểm đo và cách phân bố các điểm đo trên chi tiết đo. 108 8.1.2 - Phương pháp đo 2 điểm. - Là phương pháp đo hai tiếp điểm mà khi đo các yếu tố đo của thiết bị đo tiếp xúc cùng lúc với bề mặt chi tiết đo ít nhất là trên 2 tiếp điểm. Trong đó, nhất thiết phải có 2 tiếp điểm nằm trên phương biến thiên của kích thước đo 0 - 0 0 0 M§ MC MC M§ 0 0 C Hình 8.2 - Trong 2 tiếp điểm, một gắn với yếu tố định chuẩn MC và một gắn với yếu tố đo MĐ. Yêu cầu MĐ // MC và cùng vuông góc với 0 - 0. áp lực đo có phương trùng với 0-0. Để chi tiết đo được ổn định, nâng cao độ chính xác, khi đo người ta cần chọn mặt chuẩn và mặt đo phù hợp với hình dáng bề mặt đo (mặt đo phải song song với mặt chuẩn và vuông góc với 0 - 0) sao cho chi tiết đo ổn định dưới tác dụng của áp lực đo. - Ngoài ra, để giảm ảnh hưởng của sai số chế tạo mặt chuẩn và mặt đo (MC không song song với MĐ) cần có thêm các tiếp điểm phụ C để làm ổn định thông số đo và thực hiện phương pháp đo so sánh với chi tiết mẫu có hình dạng gần giống với chi tiết đo. 8.1.3 - Phương pháp đo 3 điểm. - Là phương pháp đo mà khi đo các yếu tố đo của thiết bị đo tiếp xúc cùng lúc với bề mặt chi tiết đo ít nhất là 3 điểm. Trong đó, không tồn tại một cặp tiếp điểm nào nằm trên phương biến thiên của kích thước đo. * Cơ sơ của phương pháp: α α ∆h ∆h Hình 8.3 109 a) Từ một điểm I ngoài vòng tròn, quan sát vòng tròn dưới 2 tiếp điểm IA và IB hợp với nhau góc α. Khi R thay đổi thì tâm O của vòng tròn thay đổi trên phân giác Ix. Để nhận biết được sự thay đổi này, người ta có thể đặt điểm quan sát tại M hoặc N. Chuyển vị ở M hoặc N sẽ cho sự thay đổi của h. Với: R = 1 2 1 ± α Sin h . Dấu ( + ) khi đặt điểm quan sát ở N (1). Dấu ( - ) khi đặt điểm quan sát ở M (2). Trong kỹ thuật bắt buộc phải tiến hành phép đo so sánh vì kích thước h không xác định được. Do đó có: ∆R = 1 2 1 ± ∆ α Sin h và R = R 0 + ∆R Trong đó: R 0 là bán kính chi tiết mẫu dùng khi so sánh. Ứng với điều kiện (1) ta có sơ đồ đo a) và điều kiện (2) ta có sơ đồ đo b). Tỷ số truyền phụ của sơ đồ đo: K= R h ∆ ∆ = 1 2 1 ± α Sin Với 45 0 ≤ α ≤ 120 0 thì luôn có K a ≥ 1, K b ≥ 1. Nhận xét: * Sơ đồ a) dùng khi kiểm tra thu nhận, yêu cầu độ chính xác cao và kích thước không lớn lắm. * Sơ đồ b) dùng để kiểm tra các chi tiết đang gia công, các chi tiết khó tháo khác ra khỏi vị trí gia công hoặc vị trí lắp ráp, các chi tiết nặng. Dụng cụ đo được thiết kế dưới dạng tự định vị trên chi tiết. - Phương pháp đo 3 điểm đặc biệt ưu việt khi đáp ứng yêu cầu đo đường kính các mặt trụ, mặt cầu gián đoạn như: bánh răng, then hoa đặc biệt mặt đo bị gián đoạn hoặc có số cạnh lẻ. 8.2 - Các phương pháp đo góc 8.2.1 - Phương pháp đo trực tiếp kích thước góc. Phương pháp đo này dựa trên cơ sở hệ tọa độ cực, trong đó, gốc tọa độ cực là tâm quay của yếu tố mang mặt đo, còn véc tơ gốc gắn với yếu tố mang mặt chuẩn. Tọa độ của mặt đo được 110 chỉ ra trên băng chia độ góc gắn với yếu tố chuẩn. Tại vị trí O’ mặt đo trùng với mặt chuẩn, véc tơ Ox chỉ 0. Khi đo α là góc giữa AB và CD, đặt AB ≡ MC. Sau đó, xoay Ox ≡ CD vật chỉ thị sẽ chỉ cho trị số góc α trên băng chia α C D A B MC 0 M§ 0 Hình 8.4 Đây là nguyên tắc cơ bản để thiết kế dụng cụ đo góc như: thước đo góc, thị kính đo góc, bàn xoay đo góc trong các thiết bị đo góc Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào độ đồng tâm của bảng chia với tâm quay của mặt đo. Đây là điểm hạn chế cơ bản của phương pháp đo góc trực tiếp khi muốn đạt độ chính xác đo cao. Để đo góc có độ chính xác cao, người ta dùng thị kính đo góc gắn trên kính hiển vi dụng cụ hoặc các máy đo góc chuyên dùng. Th ¦ íc ®o trùc tiÕp Hình 8.5 8.2.2 - Phương pháp đo gián tiếp kích thước góc. - Phương pháp đo gián tiếp góc dựa trên cơ sở mối quan hệ lượng giác giữa các yếu tố cạnh và góc trong tam giác. Nhờ đó, có thể sử dụng những phương tiện đo chiều dài để đo góc có độ chính xác cao, ngay cả khi yếu tố góc được hình thành trong chi tiết rất khó đo. a) Đo góc bằng bi cầu hoặc con lăn. 111 α Hình 8.6 Sơ đồ đo mô tả mặt cắt của một lỗ côn hay rãnh côn. Trong tam giác O 1 IO 2 có: α = arcsin IO IO 1 2 . Trong đó: O 2 I = 2 12 dd − . O 1 O 2 = h 2 – h 1 - 2 12 dd − . Suy ra: α = arcsin 12 1 12 12 − − − dd hh . α Hình 8.7 Trong hình vẽ sau, có: α = 2 arctg H LL 2 21 − . 112 b) Đo góc bằng kích thước góc Sin, Tang. Dựa trên quan hệ lượng giác trong tam giác: α = arcsin L a hoặc α = arctg b a Từ đó, thiết kế ra các dụng cụ đo chuyên dùng là thước sin, tang: - Trong thước Sin khoảng cách giữa 2 con lăn L không đổi, trong thước Tang khoảng cách b không đổi. Hình 8.8 Khi α thay đổi sẽ làm a thay đổi. Từ sự thay đổi đó của a xác định sự thay đổi của α. Phương pháp đo bằng thước sin, tang thường được dùng đo góc tại hiện trường, tại phân xưởng hoặc dùng tạo ra các góc chuẩn trong đồ gá đo lường hoặc đồ gá công nghệ 8.2.3 - Đo góc theo phương pháp tọa độ. - Khi có yêu cầu đo góc tạo bởi tâm 3 lỗ, dùng phương pháp đo tọa độ xác định được tọa độ O 1 , O 2 , O 3 và khoảng cách tâm a, b, c. góc α có thể được xác định bằng cách qua hệ thức hàm số cos hoặc sin trong tam giác: α = arccos bc acb 2 222 −+ α 02 01 03 b a c Hình 8.9 113 Phng phỏp ny c bit u vit khi kim tra v trớ tng quan gia l trờn bn mỏy, v hp vi chớnh xỏc ph thuc vo chớnh xỏc ca phng phỏp xỏc nh O 1 , O 2 , O 3 . 8.3 - Cỏc phng phỏp o sai s hỡnh dỏng b mt Trong quỏ trỡnh gia cụng khụng ch cú kớch thc m hỡnh dng v v trớ cỏc b mt ca chi tit cng b sai lch. Sai lch hỡnh dng v v trớ cỏc b mt nh hng rt ln n chc nng s dng ca chi tit mỏy v b phn mỏy. Vỡ vy, yờu cu t ra cn phi kho sỏt v xỏc nh mt cỏch nh tớnh , cng nh nh lng cỏc thụng s ú chi tit gia cụng m bo cỏc yờu cu k thut. 8.3.1 - Phng phỏp o cỏc thụng s sai s hỡnh dỏng b mt - Nhúm cỏc thụng s quy nh sai s hỡnh dỏng b mt v kớ hiu c ch dn trong bng sau theo TCVN 10-85 ( ISO P1101 ). Kí hiệu Trên bản vẽ Viết tắt Tên sai lệch Loại sai lệch Sai lệch độ phẳng - độ không phẳng Sai lệch profil trên tiết diện dọc Sai lệch độ thẳng - độ không thẳng Sai lệch độ trụ - độ không trụ Sai lệch độ tròn - độ không tròn EFE EFL EFZ EFK EFP Sai lệch hình dáng bề mặt - Trong cỏc sai lch trờn chỳ ý rng thụng s khụng tr l ch tiờu ỏnh giỏ sai s mt tr mt cỏch tng quỏt nht. Vỡ nú xỏc nh cỏc sai lch theo phng vuụng gúc vi trc, bao gm: ụvan, a cnh; v xỏc nh cỏc sai lch theo phng dc trc nh: cụn, li, lừm, cong trc. Vỡ vy, khi trỡnh by phng phỏp o cn tỏch cỏc ch tiờu tng hp thnh cỏc ch tiờu riờng l lm i tng o. - Vic tỏch ch tiờu tng hp thnh cỏc ch tiờu thnh phn s gõy khú khn cho vic phõn phi tr s dung sai tng thnh dung sai thnh phn. n gin thỡ ỏp dng phng phỏp cõn bng tỏc dng cho cỏc thnh phn. Tuy nhiờn vi nhng bi toỏn c th thỡ cn c theo kh nng cụng ngh yờu cu phõn phi dung sai m khụng ỏp dng phng phỏp cõn bng tỏc dng. Ngoi ra vic xỏc nh tng thụng s n l s khụng trỏnh khi nh hng ca cỏc thụng s khỏc cú liờn quan. Vỡ vy, dung sai ca thụng s m trong khi o luụn luụn nh hng ti kt qu o ca cỏc thụng s khỏc, c quy nh kht khe nht tc l cú tr s nh nht. Vớ d: trũn l thụng s nh hng ti kt qu o ca cỏc thụng s khỏc nh cụn, cong vỡ vy khi phõn b dung sai bao gi tr s ca trũn cng cn nh hn ti mc nh hng ca nú ti kt qu o cỏc thụng s cũn li cú th b qua c. 114 Khi kiểm tra có thể một trong các chỉ tiêu đo vượt trị số dung sai thành phần song nếu khi tính sai lệch tổng hợp không vượt quá dung sai cho chỉ tiêu tổng hợp thì sản phẩm vẫn xem là đạt yêu cầu. 8.3.1.1 - Phương pháp đo độ không tròn. - Sai lệch về độ tròn là khoảng cách lớn nhất ∆ từ các điểm thuộc prôfin thực đến đường tròn áp (đường tròn cận tiếp) Gọi : R a là bán kính đường tròn áp. R t là bán kính bề mặt thực được lấy cùng tâm với đường tròn áp. R m i n R m a x § ¦ ê n g t r ß n ¸ p B Ò m Æ t t h ù c Hình 8.10 Khi đó sai lệch lớn nhất giữa hai đường tròn là: EFK = R a – R t max. +) Với chi tiết trục: R a là bán kính đường tròn ngoại tiếp và cũng là bán kính lớn nhất của bề mặt thực R t max. Khi đó trị số sai lệch độ tròn là EFK được xác định khi R t = R t max. +) Với chi tiết lỗ: R a là bán kính đường tròn nội tiếp và cũng là bán kính bé nhất của bề mặt thực. Khi đó trị số sai lệch độ tròn EFK sẽ nhận được khi R t = R t max. Vậy ứng với cả 2 trường hợp trên có: EFK = R max – R min (4.1) R m a x R m i n R m a x R mi n § ¦ ê n g t r ß n ¸ p B Ò m Æ t t h ù c R m a x R m i n Hình 8.11 Trên thực tế để xác định sai lệch về độ tròn, người ta cho chuyển đổi đo đứng yên còn chi tiết đo thì xoay toàn vòng. Khi chi tiết đo xoay đầu đo luôn luôn rà trên bề mặt chi tiết, vì vậy 115 có thể dễ dàng xác định d max và d min . Khi đó, với chi tiết có số cạnh chẵn thì (4-1) có thể viết thành: EFK = 2 minmax dd − Vậy thực tế xuất phát từ số cạnh méo mà có những phương pháp đo độ không tròn khác nhau: a) Khi số cạnh là chẵn: Có thể dùng sơ đồ đo độ không tròn theo phương pháp đo 2 tiếp điểm xác định d max , d min : EFK = 2 minmax dd − T rong đó: d max , d min - lần lượt là trị số đo lớn nhất và nhỏ nhất trong các số đo. Hình 8.12 Về nguyên tắc, để xác định d max , d min cần phải đo liên tục trên toàn vòng chi tiết. Trong khi đo, chuyển đổi đo thường đứng yên, chi tiết xoay toàn vòng. Khi đó, việc xoay chi tiết liên tục, đầu đo luôn rà trên bề mặt chi tiết làm mòn đầu đo và mặt chuẩn đo. Trong thực tế, để tránh tổn hại dụng cụ đo và đo nhanh, người ta chấp nhận việc xác định gián đoạn các điểm đo như hình vẽ Khi tăng số điểm đo sẽ làm tăng độ tin cậy của phép đo làm kết quả đo càng chính xác, tuy nhiên việc tăng lên quá 3 điểm đo không làm độ tin cậy tăng lên đáng kể mà làm phức tạp hóa quá trình đo hoặc kết cấu các điểm theo dõi số liệu đo. Trong thực tế sơ đồ đo cơ bản dùng đo độ không tròn theo phương pháp 2 điểm được mô tả như hình vẽ. Ở đó chi tiết được định vị trên đồ gá là khối V chuyển đổi đo đứng yên còn chi tiết quay toàn vòng. Trong quá trình đo đầu đo luôn rà trên bề mặt chi tiết. Khi đó chuyển vị của chuyển đổi cho trị số x max , x min sau 1 vòng quay khi đó độ không tròn xác định theo công thức: max min EFK = 2 x x − 116 X Hình 8.13 h1 h2 Hình 8.14 Trong kiểm tra tự động, để khỏi xoay chi tiết và tránh phải ghi nhận trị số chỉ thị, người ta tổ chức các điểm theo dõi kích thước theo sơ đồ như hình vẽ rồi đưa tín hiệu đo vào thiết bị trừ, kết quả sẽ chỉ cho ta ngay biên độ x max - x min . Ví dụ: Sử dụng sơ đồ đo kiểu khí nén như hình vẽ. Hai nhánh đo theo dõi 2 kích thước trên 2 phương vuông góc I – I và II – II. Áp đo trên 2 nhánh h 1 và h 2 được đưa vào áp kế vi sai. Trị số chỉ thị trên áp kế cho ta trị số ovan hay 2 làn trị số độ tròn của chi tiết. b) Khi số cạnh là lẻ: Các sản phẩm sau mài vô tâm, sau nghiền hoặc do các biến dạng đàn hồi khi kẹp để gia công thường cho sản phẩm không tròn với số cạnh lẻ. Với chi tiết có số cạnh lẻ không dùng phương pháp đo 2 tiếp điểm, vì theo mọi phương kích thước đường kính d đều bằng nhau. Khi đó sử dụng sơ đồ đo dùng 3 tiếp điểm. Chi tiết đo được định tâm theo vòng tròn ngoại tiếp với mặt trụ ngoài và vòng nội tiếp với mặt trụ trong. Tùy theo yêu cầu về độ chính xác và số cạnh người ta có thể dùng các sơ đồ đo có chuẩn định vị khác nhau và bố trí của các chuyển đổi khác nhau, sao cho có được hệ số phản ánh tương đối đơn giản. Thực tế sơ đồ đo 3 tiếp điểm dạng đối xứng như hình vẽ. Chi tiết được định vị 4 bậc tự do trên 2 khối chữ V ngắn và 1 bậc tịnh tiến dọc trục. Đồng hồ đo đặt đối xứng với chuẩn đo là 117 [...]... thc quanh tõm lý tng to bi ng ni tõm ca 2 tit din cỏch nhau mt chiu di chun kim tra Thụng thng cong trc s ln nht ti im gia chiu di chi tit Khi ú, u o ca chuyn i cn t ni cú th phỏt hin ra cong trc ln nht n gin nh hng ca cỏc sai s ph khỏc u o cng c t trờn mt no ú cú trũn v nhn cao hn S o cong trc nh hỡnh v: Hỡnh 8.20 +) Trng hp a): chi tit t trờn mt chun phng khi ú cg = xmax- xmin trong ú: xmax,... vũng quay ca chi tit +) Trng hp b): chi tit t trờn 2 khi V cg = x max xmin 2 +) Trng hp c) : chi tit gỏ trờn 2 mi tõm cg = x max xmin 2 8.3.1.3 - Phng phỏp o khụng thng - khụng thng l sai lch ln nht gia ng thng thc v ng thng cn tip (ỏp) trong gii hn phn chun L 122 X1 ĐƯ ờng áp ĐƯ ờng thực A X2 B ĐƯ ờng lý thuyết (đƯ ờng" 0 ") MC Hỡnh 8.21 - o khụng thng ca ng thng thc trờn on AB, t chi tit lờn... ln nht v nh nht khi u o r t A n B Vi cỏc chi tit khụng ln lm, ngi ta gỏ nú lờn bn iu chnh c Vi chiu di chun kim tra l AB, ngi ta iu chnh sao cho AB // phng trt chun C l phng trt ca bng mỏy o cú mang chuyn i nõng cao chớnh xỏc dn trt v gim ma sỏt trong chuyn ng o, trong nhiu mỏy ngi ta s dng dn trt trong m khớ hoc du Vi cỏc chi tit nng nh bng trt ca mỏy, vic t chi tit lờn cỏc c cu iu chnh l rt khú khn,... bị chỉ thị kiểu vi sai Hỡnh 8.19 b) Phng phỏp o thay i ng kớnh dc trc ( phỡnh, tht) Chi tit cú ng kớnh thay i theo phng dc trc s lm cho ng sinh ca chi tit khụng thng bin thiờn ca ng kớnh d = xmax - xmin , khụng thng ng sinh s l: ts = xmax xmin 2 xỏc nh phỡnh tht ta s dng s o ng kớnh Vic o c tin hnh trờn sut chiu di ca ng kớnh tỡm c dmax v dmin Hỡnh 8.20 Tuy nhiờn phỡnh tht ph thuc rt nhiu... cỏc sai lch thnh phn, bao gm: cụn, phỡnh, tht v cong trc a) Phng phỏp o cụn: - Vi cỏc chi tit c khớ cụn c cho theo sai lch ng kớnh o trờn 2 tit din c gi l cụn tuyt i cụn tuyt i bng hiu 2 ng kớnh o c - cụn tng i c tớnh bng cụn tuyt i trờn chiu di chun kim tra L Tr s L c chn theo yờu cu k thut ca sn phm Nu chiu di chun L c quy nh thỡ tr s cụn c cho thnh cụn tuyt i 119 - Vi cụn tuyt i vic kim... l sai lch khong cỏch ln nht gia hai yu t (ng hay mt) o trờn chiu di chun kim tra Sai lch song song gia cỏc mt phng, sai lch tng ca song song v phng, mt phng vi ng tõm l, tõm trc hoc gia cỏc ng vi nhau c o theo phng phỏp r hoc o im trờn chiu di chun ó c quy nh trc khụng song song ghi trong ch tiờu k thut c cho cú th nguyờn di l mm/mm chiu di chun Thng cú th dựng cỏc dng c o di vn nng o Khi o,... tõm ca b mt c dựng lm yu t chun o trờn chiu di chun Tõm ca mt mt l ng tõm i xng ca cỏc im tng ng trờn b mt Bi vy cỏc trc cú tit din tam giỏc, t giỏc, a cnh u hoc cú tit din trũn u cú th tn ti mt khỏi nim gi l ng tõm 129 Trng hp cỏc trc cú tit din trũn, chi tit cú th quay quanh ng tõm, ngi ta a ra khỏi nim o - l sai lch khong cỏch ln nht ca tõm tit din thc ca b mt chi tit o so vi tõm tit din quay quanh... - Trong quỏ trỡnh kim tra, chi tit c khng ch 5 bc t do Chi tit c khng ch 4 bc t do trờn 2 khi V ngn Tựy theo phng phỏp khng ch nt bc th 5 cũn li m ta cú cỏc kt qu o khỏc nhau Vi s a) khng ch mt u trc bng mt mt phng Sai lch ch th sau mt vũng quay cho ta kt qu o Vi s ny, cht lng b mt tip xỳc vi yu t nh v khụng nh hng ti kt qu o Vi s b) khng ch mt u trc bng mt im t ti tõm chi tit Tuy nhiờn khụng phi... t trờn mt mỳt o Kt qu o c bng hai ln o õy l phng ỏn cho ta kt qu chớnh xỏc nht - Khỏi nim o ch tn ti khi chi tit quay quanh trc ca nú Ch tiờu ny c kim tra khi mt u chi tit l b mt lm vic v trong quỏ trỡnh lm vic nú quay quanh ng tõm ca nú o sinh ra do s khụng vuụng gúc gia mt u vi trc quay ca chi tit Tr s ca o phn ỏnh bng hai ln tr s khụng vuụng gúc ca mt u vi trc quay ca nú 4.2.5 Phng phỏp o ... xỏc dn trt chun Khi o song song cho phộp trờn tng chiu di chun, cỏc mt o ln, ngi ta cú th chuyn nú sang dng tang gúc nghiờng gia hai mt Khi ú cú th s dng cỏc dng c o chuyờn dựng nh: nivụ k thut, nivụ o gúc nh nhm ỏnh giỏ song song qua gúc nghiờng gia hai mt Mt s vớ d mụ t cỏc phng phỏp o khụng song song gia cỏc b mt 125 Hỡnh 8.23 * Hỡnh a) - vi mt chi tit hp, ta cn xỏc nh khụng song song ca hai . Chương VIII ĐO CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA CHI TIẾT MÁY 8.1 - Các phương pháp đo kích thước thẳng 8.1.1 - Phương pháp đo 1 điểm Với phương pháp đo một. số điểm đo và cách phân bố các điểm đo trên chi tiết đo. 108 8.1.2 - Phương pháp đo 2 điểm. - Là phương pháp đo hai tiếp điểm mà khi đo các yếu tố đo của