Dung sai kỹ thuật

Trong kỹ thuật cơ khí, dung sai đặt độ lệch cho phép so với kích thước được chỉ định. Việc sử dụng dung sai giúp đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng có thể sử dụng được dễ dàng, đặc biệt nếu nó là một phần của tổ hợp lớn hơn.

Không đặt dung sai trong khu vực quan trọng có thể khiến bộ phận không sử dụng được theo mục đích thiết kế, vì mỗi phương pháp chế tạo đều có một mức độ không chính xác nhất định.

Tuy nhiên, việc xác định chính xác dung sai phù hợp đảm bảo rằng công ty sản xuất biết cách giải quyết một số điểm cụ thể trong quy trình sản xuất một cách chú ý hơn. Đây có thể là sự khác biệt giữa các bộ phận kết hợp hoàn hảo và kim loại phế liệu.

Dung sai trong kỹ thuật là gì?

Dung sai kỹ thuật là sự thay đổi cho phép trong các phép đo xuất phát từ phép đo cơ bản.

Dung sai có thể áp dụng cho nhiều đơn vị khác nhau. Ví dụ: điều kiện làm việc có thể có dung sai về nhiệt độ (° C), độ ẩm (g/m ³ ), v.v. Trong kỹ thuật cơ khí, chúng ta chủ yếu nói về dung sai áp dụng cho các kích thước tuyến tính, góc và các kích thước vật lý khác.

Nhưng bất kể đơn vị là gì, dung sai cho biết phạm vi đo có thể chấp nhận được từ điểm cơ sở (giá trị danh nghĩa).

Giả sử bạn đang thiết kế một cái rây để tách những viên sỏi 3,5 mm khỏi những viên sỏi 2,5 mm. Bạn muốn những viên sỏi nhỏ hơn rơi qua các lỗ trong khi giữ những viên lớn hơn trên sàng.

Những mảnh đá lớn hơn có kích thước khác nhau giữa 3,3 mm và 3,7 mm. Những cái nhỏ hơn nằm trong khoảng 2,3…2,7 mm.

Để đảm bảo rằng chỉ những cái nhỏ hơn, tất cả chúng, sẽ thực sự rơi qua các lỗ trong khi giữ những cái lớn hơn trên sàng, bạn có thể đặt giá trị danh nghĩa cho đường kính lỗ là 2,8 mm. Đồng thời, độ chính xác của sản xuất có nghĩa là bạn có thể có một số lỗ ở mức 2,6 mm.

Thêm giới hạn dưới -0 mm và giới hạn trên +0,3 mm đảm bảo rằng tất cả các lỗ sẽ có đường kính từ 2,8 đến 3,1 mm.

Dung sai kích thước

Vì máy móc không thể hoạt động hoàn hảo nên kích thước cuối cùng của sản phẩm chắc chắn sẽ khác với các phép đo đã nêu. Ví dụ: một lỗ 15 mm trên bản vẽ có thể có kích thước 15,1 mm đối với các bộ phận được cắt bằng laser .

Vì vậy, hãy xem bạn có thể làm gì để đảm bảo rằng các sai lệch nằm ở hướng bạn muốn. Đối với ví dụ này, chúng tôi sẽ sử dụng kích thước tuyến tính.

Giá trị danh nghĩa

Giá trị danh nghĩa là kích thước cơ bản bạn thường đưa ra trên bản vẽ. Nếu không chỉ định dung sai cho phép, các nhà sản xuất sẽ cố gắng duy trì giá trị gần với giá trị nhưng sẽ có một số sai lệch do khả năng của máy, thiết lập, năng lực của thợ máy, v.v., tất cả đều đóng một vai trò nào đó.

Độ lệch thấp hơn

Việc thêm độ lệch thấp hơn cho nhà sản xuất biết một phép đo nhất định có thể nhỏ hơn bao nhiêu. Điều này được ghi chú bằng cách sử dụng dấu “-”.

Khi thực hiện một phần trên bản vẽ, phép đo giữa 99,5 và 100 mm được chấp nhận. Bất cứ điều gì dưới hoặc trên đều không nằm trong giới hạn đã đặt.

Độ lệch trên

Độ lệch trên hoàn toàn ngược lại với độ lệch dưới. Việc thêm nó cho thấy một phép đo có thể lớn hơn bao nhiêu so với giá trị danh nghĩa.

Vì vậy, phép đo cuối cùng có thể nằm trong khoảng từ 100 đến 100,5 mm theo giới hạn dung sai trên bản vẽ.

lệch song phương

Cách thứ ba để đưa ra phạm vi dung sai là sử dụng độ lệch song phương.

Bản vẽ cho biết 99,75 là kích thước tối thiểu có thể chấp nhận được và 100,25 mm là kích thước tối đa. Do đó, tổng “khoảng trống cho lỗi” vẫn như cũ – 0,5 mm – nhưng nó có thể chênh lệch 0,25 mm so với giá trị danh nghĩa.

Một câu hỏi đặt ra ở đây có thể là – có sự khác biệt nào giữa giá trị danh nghĩa là 99,5 mm và giới hạn trên là +0,5 mm và giá trị danh nghĩa là 100 mm và giới hạn dưới là -0,5 mm không?

Giờ đây, nếu nhà sản xuất đã tạo một hộp chứa đầy các bộ phận phù hợp với phạm vi từ 99,5 đến 100 mm, thì họ có thể gửi các bộ phận đó đi trong cả hai trường hợp. Vì vậy, ở giai đoạn này, về cơ bản không có sự khác biệt.

Tuy nhiên, đối tác sản xuất sẽ lấy giá trị danh nghĩa làm điểm tham chiếu chính để phấn đấu trong giai đoạn sản xuất. Do đó, hộp 99,5 +0,5 mm có thể sẽ chứa nhiều bộ phận hơn với kích thước 99,6 mm và hộp 100 -0,5 mm sẽ quay trở lại với phần lớn hơn các bộ phận có kích thước 99,9 mm.

Dung sai chung

Một bản vẽ kỹ thuật có thể bao gồm các dung sai chung ở dạng bảng hoặc chỉ một ghi chú nhỏ ở đâu đó trên bản vẽ (ví dụ: “ISO 2768-m”).

Chúng có thể được áp dụng cho một số điều kiện, bao gồm kích thước tuyến tính, kích thước góc, bán kính ngoài, chiều cao vát, v.v. Ở Châu Âu, tiêu chuẩn cần tuân theo là ISO 2768. Y14.5 của ASME là phiên bản Hoa Kỳ của tiêu chuẩn tương tự nhưng không bao gồm dung sai chung.

Vậy, một ghi chú như ISO2768-m trên bản vẽ có ý nghĩa gì?

Điều đó đòi hỏi nhà sản xuất phải tuân theo cấp dung sai m (trung bình) khi chế tạo các bộ phận. Điều này áp dụng cho tất cả các kích thước trừ khi có quy định khác trên bản vẽ. Do đó, một dung sai cụ thể cho một lỗ sẽ vượt qua các yêu cầu về dung sai chung.

Hãy bao gồm bảng kích thước tuyến tính để được giải thích rõ hơn:

Ở đây bạn có thể thấy rằng nếu một kích thước tuyến tính rơi vào khoảng từ 6 đến 30 mm, thì độ lệch cho phép là +/- 0,2 mm khi nhìn vào cột m (trung bình). Và đối với kích thước từ 400 đến 1000 mm, cho phép dung sai +/- 0,8 mm.

Vì vậy, 25,2 mm được chấp nhận cho vết cắt 25 mm và 599,2 mm theo tiêu chuẩn cho giá trị danh nghĩa 600 mm.

Phù hợp

Sự ăn khớp trục và lỗ đi kèm với rất nhiều tùy chọn khác nhau và luôn yêu cầu dung sai để có được sự phù hợp. Nhưng một sự phù hợp trong ngắn hạn là gì?

Giới hạn và khớp mô tả dung sai giữa trục và lỗ. Ngược lại, phụ cấp là sự khác biệt về kích thước tối đa giữa đường kính của hai đường kính.

Có ba loại phù hợp với kỹ thuật lỗ trục.

giải phóng mặt bằng phù hợp

Kiểu lắp này yêu cầu đường kính trục phải nhỏ hơn đường kính của lỗ. Nghĩa là giữa hai người sẽ luôn có một khoảng cách.

Nếu giải pháp kỹ thuật cần cả hai để có thể trượt hoặc xoay độc lập với nhau, thì đây là cách nên làm.

Vì vậy, trong trường hợp này, cả trục và lỗ đều có dung sai để đảm bảo không chồng chéo.

chuyển đổi phù hợp

Tùy chọn này có nghĩa là kích thước trục tối đa lớn hơn kích thước tối thiểu của lỗ. Đồng thời, kích thước trục tối thiểu cũng nhỏ hơn kích thước tối đa của lỗ.

Vì vậy, nó không phải là một sự phù hợp giải phóng mặt bằng cũng không phải là một sự can thiệp. Tùy thuộc vào các phép đo cuối cùng, dung sai cho phép cả hai kịch bản xảy ra mà không đi đến mức cực đoan.

Phù hợp với sự can thiệp

Ở đây, kích thước đường kính trục luôn lớn hơn lỗ. Ngay cả khi trục có đường kính nhỏ nhất và lỗ có đường kính lớn nhất.

Một sự phù hợp can thiệp đảm bảo không có chuyển động giữa hai phần. Áp dụng lực là cần thiết trong quá trình lắp vật lý. Làm nóng lỗ, đóng băng trục và sử dụng chất bôi trơn đều có thể giúp quá trình này dễ dàng hơn.

GD&TĐ

Kích thước và dung sai hình học bổ sung thêm một khía cạnh khác cho kiến ​​thức cơ bản về dung sai kỹ thuật.

Lúc đầu, hệ thống này có vẻ hơi khó khăn và phức tạp nhưng giúp truyền đạt các yêu cầu theo cách được tiêu chuẩn hóa toàn cầu. GD&T xác định dung sai hình học cho các sản phẩm kỹ thuật bằng cách sử dụng các tham chiếu trong phần.

Ví dụ, bạn có thể sử dụng nó để xác định tính song song của hai bề mặt.

Ở bên trái, bạn có thể thấy biểu tượng tính năng mốc. Điều này chỉ định bề mặt bên trái làm tham chiếu.

Khung điều khiển tính năng trỏ về phía bên phải của khối có ba thành phần – biểu tượng song song, dung sai (khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song) và tham chiếu chuẩn.

Vì vậy, những gì chúng ta có thể làm cho tất cả?

Bề mặt bên trái hoạt động như một mặt phẳng tham chiếu. Vì máy móc sẽ không thể làm cho cả hai mặt song song hoàn toàn nhưng chúng tôi yêu cầu một giới hạn nhất định, nên chúng tôi đã cho nó dung sai độ song song.

Do đó, mặt phải phải song song với mặt trái trong dung sai 0,1 mm, cho phép có một số sai lệch. Hình ảnh trên cho thấy một kết quả có thể xảy ra.

Mặt bên phải được làm thon rõ ràng nhưng nằm trong giới hạn (các mặt phẳng màu xanh lá cây), do đó đáp ứng các yêu cầu về độ song song đã đặt.

Tại sao dung sai lại quan trọng & Sử dụng ở đâu?

Như đã nói, phạm vi dung sai đặt cho nhà sản xuất một ranh giới cho độ lệch. Nếu dự án kỹ thuật của bạn yêu cầu một mức độ chính xác nhất định, thì không có cách nào tốt hơn để đảm bảo điều đó hơn là sử dụng hệ thống dung sai.

Nếu bạn không đưa chúng vào bản vẽ của mình, nhà sản xuất sẽ sử dụng tiêu chuẩn nội bộ của họ. Đây có thể là một lớp kích thước chung hoặc một cái gì đó hoàn toàn tùy chỉnh.

Mọi thứ có thể đo lường được, từ kích thước tuyến tính đến trọng lượng và độ cứng của vật liệu sẽ luôn thay đổi từ bộ phận này sang bộ phận khác. Khi thiết kế không tính đến sự thay đổi, các bộ phận có thể không khớp với nhau hoặc bị chùng quá nhiều, dẫn đến hỏng hóc sớm.

Vì vậy, bây giờ bạn có nên áp dụng dung sai cho mọi thứ, xác định từng chốt có dung sai điều kiện vật liệu tối đa và mỗi lỗ có dung sai điều kiện vật liệu tối thiểu không?

Không chắc chắn không.

Đầu tiên, bạn phải tính đến phương pháp sản xuất. Điều quan trọng là bạn đang muốn sử dụng cắt laser hay cắt plasma . Phương pháp chế tạo càng chính xác thì bạn có thể yêu cầu dung sai chính xác hơn.

Thứ hai, chi phí chính xác. Yêu cầu cao hơn có nghĩa là bạn cần phải trả nhiều tiền hơn. Vì vậy, chỉ xác định chính xác các yêu cầu khi cần thiết và đưa chúng vào đơn đặt hàng của bạn. Đừng chỉ dựa vào bất kỳ sự khoan dung nào ở đây và ở đó, nếu không bạn sẽ không thể cạnh tranh với thị trường vì giá sản phẩm của bạn sẽ cao ngất ngưởng.