Người thiết kế bản vẽ ghi「dung sai」trên bản vẽ nhằm đảm bảo chi tiết được gia công đúng với hình dạng mà họ mong muốn. Dung sai được hiểu là「sai lệch cho phép dựa trên một giá trị chuẩn」và có nhiều loại như dung sai kích thước và dung sai hình học.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào「độ tròn」- một trong các loại dung sai hình học; đồng thời giới thiệu đặc điểm, các loại thiết bị và sự khác biệt với「độ trụ」một cách dễ hiểu.
Mục lục
- Độ tròn gì là?
- Ký hiệu độ tròn
- Phương pháp đo độ tròn
- Đặc tính và lưu ý của các thiết bị đo độ tròn
- Kết luận
Độ tròn là gì?
Độ tròn là chỉ tiêu thể hiện mức độ chính xác về hình dạng tròn của lỗ hoặc trục (nói cách khác là mức độ gần với hình tròn lý tưởng mà chi tiết cần đạt được khi gia công).
Theo ISO 1101/JIS B 0621-1984, độ tròn được quy định như sau:
Định nghĩa và biểu thị sai lệch hình học
【Định nghĩa】Độ tròn là mức độ sai lệch của một hình tròn so với một hình tròn hình học lý tưởng.
【Biểu thị】Độ tròn được xác định bằng hiệu bán kính giữa hai đường tròn đồng tâm, sao cho khoảng cách giữa hai đường tròn này là nhỏ nhất khi kẹp hình tròn cần đo. Giá trị độ tròn được biểu thị bằng mm hoặc μm (ví dụ: Độ tròn_mm, Độ tròn_μm).
Ngay cả những lỗ hoặc trục trông có vẻ được gia công rất đẹp cũng vẫn tồn tại các sai lệch như biến dạng hoặc độ lượn sóng. Bằng việc chỉ định dung sai độ tròn, có thể kiểm soát chính xác hình dạng tròn của chi tiết đó.
Nếu độ biến dạng quá lớn, có thể khiến trục không lắp được vào lỗ, hoặc gây ra tiếng ồn bất thường, thậm chí dẫn đến hư hỏng. Vì vậy việc kiểm soát mức độ biến dạng chính là vai trò của dung sai độ tròn.
Việc gia công để đạt được một hình tròn hoàn toàn lý tưởng là rất khó, do chịu ảnh hưởng từ tình trạng của dụng cụ cắt và các điều kiện gia công, nên sẽ phát sinh nhiều dạng biến dạng khác nhau. Do đó, khi đo độ tròn, nên thay đổi vị trí đo và thực hiện đo từ hai điểm trở lên để có kết quả đánh giá chính xác hơn.
Ký hiệu độ tròn
Độ tròn trên bản vẽ thường được chỉ định như hình minh họa bên dưới.
Đây là một trong các dung sai hình dạng, và không cần chỉ định chuẩn như mặt chuẩn hay đường chuẩn.
Nếu như hình minh họa phía trên, tại phần trục có chỉ định độ tròn là 0.1, điều đó có nghĩa là mức độ sai lệch (biến dạng, độ lượn sóng, v.v.) của trục (hình tròn) so với hình tròn hình học lý tưởng phải nằm trong phạm vi 0.1mm.
→ Diễn đạt theo cách dễ hình dung hơn, có thể hiểu như sau:
Khi hình tròn có chỉ định độ tròn được kẹp giữa hai hình tròn đồng trục và hoàn toàn tròn lý tưởng, nếu hình dạng thực tế của chi tiết nằm gọn trong phạm vi 0.1mm, thì có thể đánh giá là đáp ứng yêu cầu độ tròn 0.1.
Sự khác nhau giữa độ tròn và độ trụ
Hình dạng đối tượng của độ tròn là「đường cắt trên mặt cắt vuông góc với trục của hình trụ」．Trong khi đó, nếu cần kiểm soát toàn bộ hình dạng của hình trụ, thì sẽ chỉ định dung sai hình học「độ trụ」．
Độ trụ thể hiện mức độ tròn chính xác của chi tiết trong một chiều dài nhất định. Dung sai độ trụ thường được chỉ định cho các sản phẩm dạng thanh tròn quay như trục. Nếu vượt ra khỏi dung sai được quy định, sản phẩm sẽ không thể thực hiện đúng chức năng của nó.
Do việc đo độ trụ cần đánh giá toàn bộ hình trụ, nên máy đo tọa độ ba chiều thường được sử dụng để đo. Ngoài ra, trong bản vẽ kỹ thuật, rất hiếm khi độ trụ và độ tròn được chỉ định cùng lúc tại cùng một vị trí.
Phương pháp đo độ tròn
Máy đo độ tròn
Đây là phương pháp đặt sản phẩm lên bàn xoay, sau đó cho stylus (đầu dò tiếp xúc) chạm vào bề mặt để đo các gợn lồi lõm rất nhỏ trên toàn bộ chu vi. Phương pháp này không chỉ đo được độ tròn và độ trụ, mà còn có thể đo nhiều loại dung sai hình học khác như độ đồng trục, độ song song, độ phẳng, độ vuông góc, độ đảo tròn và độ đảo toàn phần.
Thước cặp và panme
Khi đo đường kính của chi tiết trục bằng thước cặp hoặc panme tại nhiều vị trí khác nhau, lấy giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất, sau đó lấy chênh lệch giữa hai giá trị này chia cho 2, ta có thể xác định được độ tròn.
Giả sử để xác nhận độ tròn 0.1 như trong ví dụ trên, ta tiến hành đo phần đường kính Ø10mm tại nhiều vị trí khác nhau. Nếu tại thời điểm đo, giá trị lớn nhất là「9.97」mm, thì độ tròn được tính như sau:
Độ tròn = (Giá trị lớn nhất 10.03 – Giá trị nhỏ nhất 9.97) ÷ 2 = 0.03
Nếu biểu đạt một cách cực đoan, có thể xem sản phẩm này có hình dạng「elip」 như trong hình minh họa phía trên. Tuy nhiên, do giá trị vẫn nằm trong phạm vi 0.1mm nên được đánh giá là đáp ứng yêu cầu độ tròn 0.1.
Thước đo cao và đồng hồ so
Bằng cách thay đầu đo của thước đo bằng đồng hồ so, sau đó đặt sản phẩm lên khối V (V-block), cho đầu đồng hồ so tiếp xúc với bề mặt cần đo, rồi xoay sản phẩm một vòng, tay sẽ lấy chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất, sau đó chia cho 2 để xác định độ tròn.
Dưỡng đo lệch tâm và đồng hồ so
Bằng cách lắp chi tiết lên dưỡng đo lệch tâm, cho đồng hồ so tiếp xúc với bề mặt của sản phẩm, sau đó xoay sản phẩm một vòng, lấy chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất, rồi chia cho 2, ta có thể xác định độ tròn.
Panme ba chấu
Trong trường hợp đo độ tròn của đường kính trong, có thể đo tại nhiều vị trí khác nhau bằng panme ba chấu, sau đó xác định độ tròn dựa trên chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất.
Cách tính độ tròn của đường kính trong: Độ tròn = Giá trị lớn nhất – Giá trị nhỏ nhất
Khác (Thiết bị đo kích thước bằng hình ảnh, máy đo ba chiều)
Phương pháp sử dụng thiết bị đo kích thước bằng hình ảnh, trong đó đọc hình ảnh của sản phẩm để xác định độ tròn, hoặc phương pháp sử dụng máy đo tọa độ ba chiều, bằng cách cho đầu dò tiếp xúc với số lượng điểm đo nhất định trên bề mặt để tính toán độ tròn.
Danh sách thiết bị đo lường của Agency Assist Vietnam
Đặc tính và lưu ý của các thiết bị đo độ tròn
Như đã đề cập ở phần đầu, dù cố gắng gia công gần với hình tròn lý tưởng đến đâu, thì sai lệch (biến dạng) vẫn có thể phát sinh do ảnh hưởng của dụng cụ cắt và điều kiện gia công.
Tùy thuộc vào loại thiết bị đo được sử dụng, trong một số trường hợp, việc nắm bắt chính xác độ tròn (phát hiện các dạng biến dạng) có thể gặp khó khăn. Vì vậy, dưới đây là tổng hợp các đặc tính và điểm cần lưu ý của từng thiết bị đo.
Thước cặp và panme
Vì thước cặp và panme đo bằng cách kẹp sản phẩm tại hai điểm nên: Dễ phát hiện các dạng biến dạng hình elip, nhưng khó phát hiện các dạng biến dạng hình tam giác.
Panme ba chấu
Đúng như tên gọi, do phương pháp này đo tại ba điểm nên rất dễ phát hiện các biến dạng có dạng tam giác (giống hình nắm cơm onigiri). Tuy nhiên, đối với các chi tiết có dạng hình elip hoặc chỉ bị biến dạng cục bộ ở một phần, việc phát hiện sai lệch sẽ trở nên khó khăn hơn.
Thiết bị đo kích thước bằng hình ảnh, máy đo độ tròn, máy đo tọa độ ba chiều
Khác với thước cặp hay panme, các thiết bị này đánh giá độ tròn bằng cách lấy nhiều điểm đo trên vòng tròn, vì vậy có thể đo độ tròn mà không phụ thuộc vào hình dạng chi tiết. Tuy nhiên, cần lưu ý các điểm sau:
| Loại thiết bị đo | Các điểm cần chú ý chủ yếu |
| Thiết bị đo kích thước bằng hình ảnh | ・Do chỉ hiển thị giá trị số nên khó phán đoán hình dạng thực tế của vòng tròn (có thể nhận biết nếu sử dụng thêm công cụ nhận dạng hình dạng). ・Đối với sản phẩm có chiều cao lớn, có trường hợp bóng ở phần trên và dưới chồng lên nhau, dẫn đến bị nhận dạng nhầm thành hình elip. |
| Máy đo độ tròn | ・Không thể đo đối với sản phẩm có hình dạng không thể cố định chắc chắn. ・Nếu chưa cài đặt điều kiện đo phù hợp, có nguy cơ đầu đo va chạm mạnh vào sản phẩm. |
| Máy đo tọa độ ba chiều | ・Nếu số lượng điểm đo ít, trong một số trường hợp không phát hiện được độ méo hoặc biến dạng, do đó cần lấy số điểm đo nhiều hơn. ・Khi thực hiện đo tự động hoặc đo dò theo biên dạng, nếu cài đặt sai, có nguy cơ đầu đo va chạm vào sản phẩm. |
Việc hiểu rõ đặc tính của từng loại thiết bị đo là rất quan trọng. Khi cảm thấy kết quả đo bằng số có dấu hiệu bất thường, việc đo lại bằng phương pháp khác sẽ giúp đạt được kết quả đo đáng tin cậy hơn.
Kết luận
Khi đưa một thanh trụ vào lỗ và cố gắng xoay, nếu cả lỗ và thanh đều có hình elip, thì dù có thể lắp vào được, vẫn không thể xoay trơn tru. Vì vậy, đối với lỗ và trục, không chỉ đánh giá kích thước đường kính ngoài/đường kính trong, mà còn cần đánh giá độ tròn chính xác.
Hiện nay có nhiều phương pháp đo độ tròn khác nhau, do đó cần hiểu rõ đặc tính của từng thiết bị đo và lựa chọn phương pháp đo phù hợp với hình dạng chi tiết để thực hiện đo độ tròn chính xác.
Tại Agency Assist Vietnam, chúng tôi đáp ứng việc sản xuất các chi tiết gia công cơ khí từ 1 sản phẩm đơn chiếc đến sản xuất hàng loạt. Trong quá trình đó, công tác đảm bảo chất lượng và đo kiểm kích thước chính xác được thực hiện tại Trung tâm Quản lý Chất lượng đặt tại tỉnh Tây Ninh (Long An). Nhân viên kiểm tra sẽ tiến hành kiểm tra toàn bộ các hạng mục trước khi giao hàng, nhằm cung cấp các chi tiết có chất lượng ổn định và đáng tin cậy.
Nhận báo giá gia công linh kiện tại đây!
