Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5121:1990 về Sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt – Yêu cầu chung về phương pháp đo

• Số hiệu: TCVN5121:1990
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 1990

Dạng bề mặt đo của đầu đo	Hình vẽ của đầu đo	Dạng bề mặt được đo
Cầu		Mặt phẳng và mặt trụ trong
Trụ		Đường sinh của mặt ngoài của vật thể quay
Lưỡi dao		Mặt trụ ngoài
Phẳng	r = R = ∞	Mặt cầu

Các bán kính r và R của đầu đo, µm được chọn theo dãy sau: 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25; 80;

CHÚ THÍCH Cho phép sử dụng đầu có bán kính quy định trong tiêu chuẩn đối với dạng thiết bị đo cụ thể.

3.2. Đặc trưng tần số của khí cụ đo sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt kể cả bộ lọc tần số ở sơ đồ biến đổi tín hiệu đo và đặc trưng tần số của thiết bị đo phải đảm bảo loại trừ ảnh hưởng nhám bề mặt và bảo đảm khả năng đo được độ mấp mô bề mặt với bước bé nhất bằng chiều dài chuẩn lấy đối với nhám bề mặt đo.

3.3. Trong những dụng cụ có đầu đo dịch chuyển thẳng đối với phần được đo, bước song giới hạn λ_gR, mm, được chọn theo dãy: 0,08; 0,25; 0,8; 2,5 tương ứng khi bộ lọc, để loại trừ nhám, truyền đi được chiều cao mấp mô bằng 75%.

Nếu không có ghi chú đặc biệt, bước sóng giới hạn được chọn phù hợp vào nhám bề mặt tương ứng theo Bảng 2.

Bảng 2

Thông số nhám, m

Λ_gR, mm

Ra

...

...

...

Đến 0,025

Đến 0,1

0,25

Trên 0,25 đến 3,2

Trên 0,1 đến 1,6

0,80

Trên 0,4 đến 3,2

Trên 1,6 đến 12,5

2,5

...

...

...

Trên 12,5 đến 50,0

8,0

Trên 12,5 đến 100

Trên 50,0 đến 400,0

25,0

Trên 100,0

Trên 400,0

80,0

CHÚ THÍCH:

...

...

...

2. Khi sử dụng bộ lọc có bước sóng giới hạn λ_gR nhỏ hơn chỉ dẫn trong Bảng 2 trong profin được lọc có chứa phần nhám bề mặt.

Do vậy giá trị đo được của sai lệch hình dạng sẽ lớn hơn.

3.4. Trong những dụng cụ đo có đầu đo dịch chuyển tròn đối với phần tử được đo, số dao động giới hạn trong một vòng quay của chi tiết h_gR được chọn theo dãy: 15; 20; 50; 150; 500; 1500 tương ứng khi bộ lọc, để loại trừ nhám, truyền đi được chiều cao mấp mô bằng 75%.

Nếu không ghi chú đặc biệt, số dao động giới hạn trong một vòng quay được chọn phụ thuộc vào dung sai độ tròn và đường kính của phần tử được đo theo Bảng 3.

Bảng 3

Đường kính danh nghĩa của bề mặt được đo

mm

Số dao động giới hạn sau một vòng quay của chi tiết h_gR khi dung sai độ tròn

Đến 2,5µm

...

...

...

Trên 5 µm đến
10 µm

Trên 10 µm

Đến 10

150

50

50

50

Trên 10 đến 50

500

...

...

...

150

50

Trên 50 đến 120

1500

500

500

150

Trên 120 đến 250

1500

...

...

...

500

500

Trên 250

1500

1500

1500

1500

CHÚ THÍCH:

1. Khi sử dụng bộ lọc có số dao động giới hạn h_gR nhỏ hơn chỉ dẫn trong Bảng 3, phần sai lệch hình dạng (độ sóng) được lọc bỏ. Do vậy giá trị được đo của sai lệch đo độ tròn sẽ nhỏ hơn.

...

...

...

3. Để đo độ tròn không tính đến độ sóng cho mọi đường kính, có thể dùng bộ lọc có số lọc có số dao động giới hạn h_gR trong một vòng quay là 15.

4. Khi sử dụng bộ lọc có số dao động giới hạn lớn hơn chỉ dẫn ở bảng 3, trong profin được lọc có chứa phần nhám bề mặt trong thiết diện ngang. Do vậy giá trị đo được của sai lệch hình dạng sẽ lớn hơn.

3.5. Trong phương pháp đo sai lệch hình dạng và vị trí kiểu tiếp xúc, lực đo phải được lựa chọn sao cho đảm bảo sự tiếp xúc đều giữa phần đầu đo với phần tử được đo, đồng thời biến dạng của phần tử được đo và hệ thống đo có thể bỏ qua được.

4. Sai số đo cho phép về hình dạng và vị trí bề mặt

4.1. Sai số đo cho phép về hình dạng và vị trí bề mặt khi kiểm tra nghiệm thu phụ thuộc vào dung sai hình dạng và vị trí bề mặt và phải phù hợp với chỉ dẫn trong Bảng 4.

Sai số đo cho phép theo Bảng 4 không áp dụng cho chi tiết có sai số đo cho phép về hình dạng và vị trí đã được quy định trong các tiêu chuẩn khác.

Bảng 4

Đơn vị tính bằng µm

Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt của chi tiết được đo

...

...

...

Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt của chi tiết được đo

Sai số đo cho phép

Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt của chi tiết được đo

Sai số đo cho phép

0,1

0,04

6

2

400

...

...

...

0,12

0,04

8

3

500

100

0,16

0,06

10

...

...

...

600

120

0,20

0,07

12

4

800

160

0,25

...

...

...

16

6

1000

200

0,3

0,1

20

7

1200

...

...

...

0,4

0,14

25

9

1600

320

0,5

0,18

30

...

...

...

2000

400

0,6

0,20

40

12

2500

500

0,8

...

...

...

50

15

3000

600

1,0

0,35

60

18

4000

...

...

...

1,2

0,40

80

20

5000

1000

1,6

0,60

100

...

...

...

6000

1200

2,0

0,70

120

30

8000

1600

2,5

...

...

...

160

40

10000

2000

3,0

1,0

200

50

12000

...

...

...

4,0

1,4

250

50

16000

3200

5,0

1,8

300

...

...

...

-

-

CHÚ THÍCH:

Đối với dung sai độ đồng trục, độ đối xứng, độ giao nhau của các đường trục, dung sai vị trí, trị số dung sai chỉ ra ở Bảng 4 là dung sai theo bán kính. Nếu trị số dung sai được cho theo đường kính, phải chia đôi trị số này sau đó xác định sai số đo cho phép theo Bảng 4.

4.2. Sai số cho phép theo tiêu chuẩn này là sai số đo lớn nhất, kể cả sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống không được loại trừ, được tạo thành bởi tất cả những sai số thành phần phụ thuộc vào thiết bị đo, phương pháp đo, biến dạng nhiên liệu, lực đo và v.v…

Chỉ dẫn để xác định sai số đo sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt được đo trong Phụ lục 3.

4.3. Khi dung sai hình dạng và vị trí bề mặt không phù hợp với chỉ dẫn ở Bảng 4, sai số cho phép được chọn theo giá trị dung sai nhỏ gần nhất

5. Kiểm tra dung sai hình dạng và vị trí bằng ca líp

5.1. Ca líp để kiểm dung sai hình dạng và vị trí về mặt được dung cho dung sai hình dạng và vị trí bề mặt phụ thuộc và cho phép đánh giá sản phẩm bằng dấu hiệu “đạt” hay “không đạt” mà không cần xác định sai lệch thực về hình dạng và vị trí bề mặt.

...

...

...

CHÚ THÍCH: Khi kiểm tra chi tiết có dung sai hình dạng và vị trí không phụ thuộc bằng ca líp, có thể chấp nhận những chi tiết có sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt vượt quá dung sai cho trước một lượng phụ thuộc vào sai lệch kích thước của phần tử được kiểm tra. Trong trường hợp khi độ tăng này được bù với việc dịch miền dung sai của ca líp vào trong miền dung sai của chi tiết hoặc độ tăng này cùng với các thành phần khác của sai số kiểm không vượt quá trị số cho phép theo Bảng 4, có thể dung ca líp kiểm dung sai vị trí không phụ thuộc.

5.2. Có thể dung calíp để kiểm tra hình dạng bề mặt trong trường hợp khi sai lệch hình dạng (ví dụ sai lệch độ thẳng của đường trục) vượt ra ngoài giới hạn miền dung sai kích thước của phần tử.

Không kiểm tra dung sai hình dạng bề mặt bằng ca líp, nếu dung sai này nằm trong miền dung sai kích thước và nhỏ hơn dung sai kích thước. Calíp giới hạn để kiểm tra dung sai kích thước, nếu các calíp này đáp ứng được các kích thước giới hạn theo TCVN 2245-77, chỉ có thể quy định được rằng sai lệch giới hạn nằm trong giới hạn dung sai kích thước.

5.3. Calíp để kiểm tra vị trí bề mặt được sử dụng đối với dung sai cho trước về độ đồng trục, độ đối xứng, độ giao nhau của các đường trục, độ vuông góc, độ nghiêng của các đường trục hoặc của đường trục đối với mặt phẳng, dung sai vị trí của các đường trục hoặc của các mặt phẳng đối xứng.

Phương pháp tính toán về dung sai calip để kiểm tra vị trí bề mặt theo TCVN 3882 : 1983.

PHỤ LỤC 1

Thuật ngữ và định nghĩa

1. Profin đo - hình ảnh gần đúng của profin thực đo kết quả đo liên tục hoặc rời rạc (điểm) profin tạo nên.

...

...

...

3. Profin lọc - profin do trong đó nhờ bộ lọc số hoặc bộ lọc tương tự (cơ khí hoặc điện) các thành phần xác định của nhám bề mặt và sai lệch hình dạng được loại trừ.

4. Bề mặt lọc - bề mặt đo được tạo bởi tổng hợp các profin lọc

5. Bộ lọc dùng để loại trừ nhám bề mặt - bộ lọc điện tần số thấp dùng để loại trừ thành phần sóng ngắn trong profin đo, nghĩa là để loại trừ nhám.

6. Bước sóng giới hạn λgR - chiều dài sóng hình sin có biên độ được bộ lọc truyền đi 75%, sau khi đã loại trừ nhám bề mặt

7. Bước sóng giới hạn ηgR - số sóng hình sin trong một vòng quay của chi tiết có biên độ được bộ lọc truyền đi được 75%, sau khi đã loại trừ nhám bề mặt.

PHỤ LỤC 2

Ví dụ đánh giá chấp nhận chi tiết theo kết quả đo sai lệch thành phần hình dạng và vị trí bề mặt

Trên hình vẽ chi tiết, cho dung sai vị trí đường tâm trục lỗ TPP=0,025 mm (H.8). Thay cho việc sai lệch vị trí, tiến hành đo các kích thước Lx và Ly, xác định tọa độ đường tâm lỗ

...

...

...

                                   (1)

Hình 8

1. Đánh giá sự chấp nhận của chi tiết theo điều 1.2.1 đối với chi tiết được đo sai lệch kích thước thành phần là ∆Lx = 0,006 mm, ∆Ly = 0,008 mm. sai lệch vị trí theo công thức (1) là:

Vì dung sai vị trí theo đường kính giá trị gấp đôi của sai lệch vị trí trong trường hợp này 2EPP = 0,02 mm.

Điều kiện 2EPP = 0,02mm < TPP= 0,025 mm. Như vậy chi tiết được coi là chấp nhận được.

2. Đánh giá sự chấp nhận của chi tiết theo điều 1.2.2

Dựa vào dung sai vị trí TPP, xác định dung sai thành phần cho các sai lệch kích thước xác định tọa độ của đường trục (±dLx, ±dLy) từ điều kiện :

...

...

...

Khi giả thiết dLx = dLy , từ (2) ta được:

Đối với chi tiết cụ thể, các giá trị đo được của sai lệch kích thước là d1x = 0,006 mm, d1y = 0,008 mm, chi tiết được coi là chấp nhận được vì một trong hai sai lệch không vượt quá dung sai công nghệ bằng 0,008 mm được quy định trong tài liệu công nghệ.

Đối với chi tiết khác các giá trị đo được của sai lệch kích thước ví dụ là ΔLx = 0,01mm và ΔLy = 0,005 mm; giá trị ΔLx vượt quá dung sai thành phần quy định trong tài liệu công nghệ nhưng không nhỏ hơn mức dung sai vị trí cho nên trên bản vẽ chi tiết phải được loại bỏ.

Nếu trong tài liệu công nghệ quy định trước rằng đối với những chi tiết như trên, cho phép đánh giá sự chấp nhận của chi tiết theo sai lệch vị trí tính toán thì tiến hành tính toán sai lệch vị trí cho chi tiết này

Điều kiện EPP = 0,022mm < TPP = 0,025 được thỏa mãn

Chi tiết được coi là chấp nhận được.

...

...

...

Chỉ dẫn để xác định sai số đo sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt

1. Sai số đo sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt khi đo trực tiếp được xác định theo công thức gần đúng dưới đây:

           (3)

Trong đó:

v_∑ - sai lệch đo.

v₁ - sai số thiết bị đo (xem Điều 2).

v₂ - sai số phương pháp đo (xem Điều 3).

v₃ - sai số do biến dạng nhiệt (xem Điều 4).

v₄ - sai số do lực đo (xem Điều 5).

...

...

...

v₆ - sai số do thành phần khác không chứa các thành phần từ v₁ đến v₅.

Các sai số v₁…v₆ là các sai số giới hạn bao gồm cả sai số thành phần ngẫu nhiên và sai số hệ thống không thể loại bỏ và được đánh giá với xác suất tin cập P (P> 0,95).

2. Sai số thiết bị do v₁ được xác định theo công thức:

         (4)

Trong đó: v₁₁…v₁₄ các sai số cơ bản của thiết bị đo (đơn vị của dụng cụ đo và bộ biến đổi đo) được dùng trong thiết bị đo kiểm.

3. Sai số phương pháp đo v₂ được xác định theo công thức :

     (5)

Trong đó:

v₂₁ - sai số định vị đo sai số của các phần tử định vị của thiết bị đo (nếu những sai số này không thuộc vào sai số dụng cụ), sai số hình dạng và vị trí phần tử định vị của chi tiết được đo.

...

...

...

v₂₃ - sai số đo ảnh hưởng không loại trừ được của nhám bề mặt đo (ví dụ độ sâu của đầu đo trong rãnh mấp mô của nhám bề mặt). Ttrong trường hợp khi dùng xe calíp, trục kiểm, tấm kiểm, khối V là những phần tử đo định vị khác có dạng danh nghĩa giống bề mặt đo hoặc giống bề mặt tiếp xúc với bề mặt đo có thể coi nhám bề mặt tiếp xúc với phần tử đo thực tế không ảnh hưởng đến kết quả đo kiểm sai lệch hình dạng hoặc vị trí,

v₂₄ sai số đo đặc trưng không loại trừ được của sai số lệch hình dạng bề mặt được đo (khi đo sai lệch vị trí )

v₂₅ sai số đo đặc trưng của sai lệch hình dạng hoặc vị trí không được ổn định, nếu sử dụng sơ đồ đồ có những đặc trưng này

v₂₆ các sai số thành phần khác của phương pháp đo không chứa các thành phần v₂₁ ¸ v₂₅, ví dụ sai số gây ra bởi sai lệch kích thước phần tử đo và phần tử định vị của chi tiết trong các phương pháp đo riêng sai lệch vị trí bề mặt được hạn chế bởi dung sai không phụ thuộc.

4. Khi đo những sai lệch được đánh giá bằng hiệu kích thước được đo và danh nghĩa (ví dụ sai lệch vị trí, hình dạng bề mặt hoặc prôfin cho trước đối với chuẩn) cũng như khi kiểm bằng calíp thì sai số đo biến dạng nhiệt v₃ được đánh giá như khi đo kích thước. Khi đo sai lệch hình dạng và vị trí được đánh giá chỉ số của dụng cụ đo, có thể chỉ ra được ảnh hưởng của sai lệch đo dao động nhiệt độ môi trường xung quanh trong một chu kỳ đo và không gian làm việc. Đối với những sai lệch, sai số đo biến dạng nhiệt chỉ tính đến khi đo đặc biệt chính xác.

5. sai số do lực đo v₄ khi đo sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt bằng khí cụ đo được xác định chủ yếu bằng dao động của lực đo được biểu thì bằng dao động uốn của giá, bệ máy trong một chu kỳ đo. Thực tế có thể bỏ qua dao động biến dạng tiếp xúc (đặc biệt khi đo chi tiết bằng thép)

Khi kiểm tra sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt bằng calíp, cần tính đến biến dạng của calíp và chi tiết do đó ảnh hưởng của lực đo lớn nhất. Trong trường hợp cần thiết đặc biệt khi đo chi tiết để biến dạng hoặc khi dung calíp đến biến dạng cần quy định lực đo cho phép.

6. Sai số sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt khi đo gián tiếp điều kiện sai lệch đo E xác định bằng tính toán theo công thức liên hệ sai lệch trên với giá trị đo trực tiếp:

(x₁, x₂….x_n)

...

...

...

Trong trường hợp chung được xác định bằng phương trình:

     (7)

Trong đó:

- hệ số kể đến ảnh hưởng của các thông số đến yếu tố đo

v_∑xi - sai số đo của giá trị thứ i được xác định theo các Điều từ 1 đến 4 của Phụ lục này.