Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MỘT SỐ TRANG BỊ
CÔNG NGHỆ CHO MÁY ĐO ĐỘ NHÁM BỀ
MẶT
Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH
Sinh viên thực hiện: HUỲNH NGỌC DIỆN
Đà Nẵng, 07/2020

TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám
bề mặt.
Họ tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Diện MSSV: 101150041 Lớp: 15C1A
Khoa: Cơ Khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy
GV hƣớng dẫn: PGS.TS Lƣu Đức Bình
GV duyệt: T.S Nguyễn Phạm Thế Nhân
Nội dung đề tài:
1. Nhu cầu thực tế của đề tài:
- Hiện nay các máy đo độ nhám bề mặt trên thị trƣờng đƣợc trang bị rất ít trang
bị phụ trợ đi kèm do đó khả năng đo độ nhám của các chi tiết bị hạn chế.
- Các trang bị phụ trợ khác muốn có phải mua thêm nhƣng với chi phí rất cao.
- Trang bị công nghệ thiết kế, chế tạo đƣợc ứng dụng ngay cho máy đo độ nhám
bề mặt Mitutoyo SJ 310 hiện có tại khoa Cơ khí trƣờng ĐH Bách Khoa Đà
Nẵng.
2. Phạm vi nghiên cứu đề tài:
Trên cơ sở thiết kế tiến hành chế tạo mô hình thực tế.
3. Nội dung đề tài đã thực hiện:
 Thuyết minh : 01 bản
 Số bản vẽ : 05 bản
 Mô hình : 01 mô hình.
4. Kết quả đạt đƣợc:
 Phần lý thuyết tìm hiểu:
 Tổng quan về độ nhám bề mặt.
 Tìm hiểu về máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ 310.
 Thiết kế một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.
 Vận hành các trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám.
 Phần mô hình:
Đã hoàn thiện mô hình nhƣ trong thuyết minh và đƣợc trang bị cho máy đo
độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ 310 để tiến hành đo độ nhám.
Đà Nẵng, Ngày 30 tháng 06 năm 2020
Huỳnh Ngọc Diện
DUT.LRCC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌCBÁCH KHOA
KHOA CƠKHÍ
CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Diện Số thẻ sinh viên: 101150013
Lớp:15C1A Khoa: Cơ khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy
1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám
bề mặt.
2. Đề tài thuộc diện: ☒ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện.
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Thiết kế, chế tạo trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ 310.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tínhtoán:
Chƣơng 1: Tổng quan về độ nhám bề mặt.
Chƣơng 2: Máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ 310.
Chƣơng 3: Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt
Mitutoyo SJ 310.
Chƣơng 4: Vận hành các trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thƣớc bản vẽ)
Bản vẽ A0: 05 bản
6. Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Lƣu Đức Bình
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ….. / ….. /2020
8. Ngày hoàn thành đồ án: ….. / ….. /2020
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020
Ngƣời hƣớng dẫn
PGS.TS Lƣu Đức Bình
DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp:
Thiết kế chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt
GVHD: PGS.TS Lƣu Đức Bình 3 SVTH: Huỳnh Ngọc Diện
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU……...………………………………………………………………………….5
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT.............................................................6
1.1. Khái niệm, nguyên nhân dẫn đến độ nhám bề mặt và các tiêu chuẩn về độ
nhám.6
1.1.1. Khái niệm. ...........................................................................................................6
1.1.2. Nguyên nhân gây ra độ nhám bề mặt...............................................................6
1.1.3. Tiêu chuẩn hóa về độ nhám bề mặt. .................................................................7
1.2. Ảnh hƣớng của độ nhám bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy. ........16
1.2.1. Tầm quan trọng của độ nhám bề mặt. ...........................................................17
1.2.2. Ảnh hƣởng của độ nhám bề mặt đến khả năng chống ăn mòn....................17
1.2.3. Ảnh hƣởng của độ nhám bề mặt đến độ bền mỏi của chi tiết máy..............18
1.2.4. Ảnh hƣởng của độ nhám bề mặt đến tính chống ăn mòn hóa học của lớp bề
mặt chi tiết máy. ..............................................................................................................18
1.3. Các phƣơng pháp đo độ nhám bề mặt...................................................................18
1.3.1. Xác định độ nhám bằng cách so sánh mẫu. ...................................................19
1.3.2. Phƣơng pháp đo không tiếp xúc (dùng máy đo quang học).........................20
1.3.3. Phƣơng pháp đo kiểu tiếp xúc (dùng máy đo độ nhám bề mặt). ................23
Chƣơng 2. MÁY ĐO ĐỘ NHÁM BỀ MẶT MITUTOYO SJ 310 .....................................25
2.1. Đại cƣơng về máy đo độ nhám SJ 310. ..................................................................25
2.2. Những nét chính của máy: ......................................................................................26
2.3. Bảng phím và panel cảm ứng của máy SJ 310. .....................................................27
2.3.1. Chức năng của các phím bấm. ........................................................................27
2.3.2. Bảng điều khiển cảm ứng.................................................................................28
2.4. Cài đặt cho máy đo độ nhám SJ 310. .....................................................................30
2.4.1. Cài đặt................................................................................................................30
2.4.2. Nối và tháo rời bộ đo:.......................................................................................31
2.4.3. Nạp giấy in.........................................................................................................31
2.4.4. Gắn miếng bảo vệ màn hình cảm ứng ............................................................32
2.4.5. Bật/tắt bộ nguồn ...............................................................................................33
2.5. Thao tác đo. ..............................................................................................................34
2.5.1. Quy trình đo......................................................................................................34
2.5.2. Lấy mẫu.............................................................................................................34
2.5.3. Đo. ......................................................................................................................36
DUT.LRCC

2.6. Kích thƣớc của máy đo độ nhám Mitutoyo SJ 310...............................................36
2.7. Trang bị đi kèm theo máy. ......................................................................................37
2.7.1. Chân hỗ trợ No.12AAA216..............................................................................37
2.7.2. Bộ phận dẫn hƣớng cho bề mặt phẳng No.12 AAA217. ...............................38
2.7.3. Bộ phận dẫn hƣớng cho hình trụ No.12AAA218...........................................40
2.7.4. Bộ tiếp hợp đo thẳng đứng No. 12AAA219....................................................41
2.8. Các trang bị phụ trợ không đi kèm theo máy. ......................................................41
2.8.1. Thanh mở rộng:................................................................................................41
2.8.2. Bộ tiếp hợp đế từ tính.......................................................................................42
Chương 3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MỘT SỐ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ CHO MÁY ĐO
ĐỘ NHÁM MITUTOYO SJ 310...........................................................................................44
3.1. Tính cấp thiết và mục đích của đề tài thiết kế chế tạo. ........................................44
3.2. Thiết kế trang bị công nghệ phụ trợ cho máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ
310. 45
3.2.1. Trang bị công nghệ thiết kế, chế tạo...............................................................45
3.2.2. Thiết kế giá đỡ. ......................................................................................................48
3.2.3. Thiết kế khối V chuyên dùng để đo độ nhám chi tiết dạng trụ.........................54
3.3. Chế tạo một số chi tiết cho trang bị công nghệ. ....................................................54
3.3.1. Chọn máy gia công................................................................................................54
3.3.2. Chọn dao và tính toán chế độ cắt.........................................................................56
3.3.3. Trình tự thực hiện các bƣớc gia công trong phần mềm ứng dụng Pro Engineer
5.0......................................................................................................................................60
3.4. Lắp ráp hoàn thiện trang bị....................................................................................128
Chƣơng 4. VẬN HÀNH CÁC TRANH BỊ CÔNG NGHỆ CHO MÁY ĐO ĐỘ NHÁM129
4.1. Lắp đặt các bộ phận của trang bị công nghệ chế tạo với máy đo độ nhám......129
4.2. Vận hành trang bị công nghệ................................................................................130
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................132
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................133
DUT.LRCC

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, các sản phẩm công
nghiệp ngày càng hiện đại với tính đa dạng về hình dáng, mẫu mã và đòi hỏi chất
lƣợng rất cao. Do vậy các máy móc, trang thiết bị cũng ngày một phát triển không
ngừng, cùng theo đó là sự phát triển của các trang thiết bị phụ trợ để nâng cao khả
năng công nghệ cho các máy móc, trang thiết bị, phù hợp với tình hình thực tế.
Là một sinh viên năm cuối khoa Cơ khí, ngành Công nghệ chế tạo máy việc làm
đồ án tốt nghiệp không chỉ để cũng cố kiến thức mà còn giúp cho sinh viên bƣớc đầu
tiếp cận với những công nghệ thực tế, thông qua đó hình thành tƣ duy logic và sáng
tạo hơn.
Đề tài “thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề
mặt” của em đƣợc thầy PGS.TS Lƣu Đức Bình giao cho. Với những kiến thức đƣợc
học và trãi qua quá trình tìm tòi nghiên cứu, sự giúp đỡ của thầy PGS.TS Lƣu Đức
Bình và các thầy cô khác trong khoa Cơ khí thì em cũng đã hoàn thành đƣợc đồ án
này. Xong với kiến thức còn hạn chế cộng với kinh nghiệm thực tế chƣa nhiều nên đồ
án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, góp ý
của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, Ngày 01 tháng 07 năm 2020
Huỳnh Ngọc Diện
DUT.LRCC

Chƣơng 1.
TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT
1.1. Khái niệm, nguyên nhân dẫn đến độ nhám bề mặt và các tiêu chuẩn về độ
nhám.
1.1.1. Khái niệm.
Bề mặt của chi tiết máy sau khi đƣợc gia công không bằng phẳng, trơn láng một
cách lý tƣởng (Hình 1.1) mà chúng có sự nhấp nhô với chiều cao và bƣớc khá nhỏ.
Tập hợp các nhấp nhô đó trên phạm vi chiều dài chuẩn đƣợc gọi là độ nhám bề mặt.
Hình 1.1. Bề mặt thực của chi tiết sau khi gia công.
Độ nhám bề mặt là một trong những chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá chất
lƣợng của chi tiết máy, bởi sự ảnh hƣởng của nó tới khả năng làm việc cũng nhƣ tuổi
bền của chi tiết máy là rất lớn.
1.1.2. Nguyên nhân gây ra độ nhám bề mặt.
Trong quá trình cắt, lƣỡi cắt của dụng cụ cắt và sự hình thành phoi kim loại tạo
ra những vết xƣớc cực nhỏ trên bề mặt gia công. Nhƣ vậy bề mặt có độ nhám.
Vết gia công
Chiều cao
độ nhám
Chiều rộng
độ nhám
Chiều rộng
độ gợn sóng
Chiều cao
độ gợn sóng
DUT.LRCC

Tuy vậy, không phải toàn bộ những mấp mô trên bề mặt đều thuộc về nhám bề
mặt, mà nó là tập hợp những mấp mô có bƣớc tƣơng đối nhỏ và đƣợc xét trong giới
hạn chiều dài chuẩn (là chiểu dài của phần bề mặt đƣợc chọn để đo nhám bề mặt).
 Những mấp mô có tỉ số giữa bƣớc mấp mô (p) và chiều cao mấp mô (h) ≤
50 thuộc độ nhám bề mặt (mấp mô có chiều cao h3).
 Những mấp mô mà 50 ≤ p/h ≤ 1000 thuộc độ sóng bề mặt (mấp mô có chiều
cao h2).
 Những mấp mô mà p/h > 1000 thuộc sai lệch hình dạng (mấp mô có chiều
cao h1).
Hình 1.2. Phân loại mấp mô bề mặt.
1.1.3. Tiêu chuẩn hóa về độ nhám bề mặt.
Độ nhám bề mặt đƣợc đánh giá bằng sự nhấp nhô của prôfin đƣợc tạo thành bởi
giao tuyến giữa bề mặt thực và mặt phẳng vuông góc với bề mặt thực.
Hình 1.3. Độ nhám bề mặt.
Chuẩn để đánh giá độ nhám là đƣờng trung bình của prôfin, là đƣờng có hình
dáng của prôfin danh nghĩa sao cho trong giới hạn của chiều dài chuẩn l, sai lệch bình
phƣơng của prôfin đƣợc đo tới đƣờng này là nhỏ nhất.
DUT.LRCC

Theo một cách khác đƣờng chuẩn là đƣờng chia prôfin thực làm hai phần có
tổng diện tích các đỉnh lồi và đáy lõm bằng nhau F1+F3+F5=F2+F4+F6 (Hình 1.4).
Chiều dài chuẩn là phần chiều dài của bề mặt chi tiết đƣợc lựa chọn để đo độ
nhám. Không có sự tham gia của các loại nhấp nhô khác có bƣớc lớn hơn chiều dài
chuẩn l. Tiêu chuẩn qui định chiều dài tiêu chuẩn có các trị số sau 0,01; 0,03; 0,08;
0,25; 0,8; 2,5; 8; 25 mm.
Hình 1.4. Đƣờng chuẩn và chiều dài chuẩn.
Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám thƣờng dùng là:
 Sai lệch prôfin trung bình cộng Ra: là sai lệch trung bình số học các giá trị
tuyệt đối của sai lệnh prôfin trong khoảng chiều dài chuẩn. Sai lệnh prôfin là
khoảng cách giữa các điểm đến đƣờng trung bình.
Ra = .∫ | | = .∑ | | (µm)
 Chiều cao nhấp nhô Rz: Là chiều cao trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh
cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhám tính trong phạm vi chiều dài chuẩn.
Rz =
( ) ( )
(µm)
Tùy theo điều kiện làm việc của chi tiết, ngƣời thiết kế có thể yêu cầu thêm các
yêu cầu phụ về hƣớng nhấp nhô bề mặt. Hƣớng nhấp nhô bề mặt là hình vẽ quy ƣớc
đƣợc tạo thành bởi các hƣớng chiếu vuông góc của các điểm cao nhất và thấp nhất của
nhấp nhô bề mặt trên mặt phẳng trung bình.
Nhám bề mặt đƣợc thể hiện bằng độ nhám bề mặt. Theo TCVN 2511: 1995 quy
định 14 cấp độ nhám và trị số của các thông số nhám Ra và Rz. Trị số nhám càng bé
thì bề mặt càng nhẵn. Việc chọn chỉ tiêu Ra và Rz là tùy theo chất lƣợng yêu cầu của
bề mặt và đặc tính kết cấu của bề mặt. Trong sản xuất thƣờng dùng chỉ tiêu Ra để đánh
giá các bề mặt có độ nhám trung bình từ (cấp 6-12). Đối với những bề mặt có độ nhám
quá thô (cấp 1-5) hoặc rất tinh (cấp 13-14) thì dùng chỉ tiêu Rz, vì nó đánh giá chính
xác hơn. Chỉ tiêu Rz còn đƣợc sử dụng đối với những bề mặt không thể kiểm tra trực
DUT.LRCC

tiếp thông số Ra chẳng hạn những bề mặt kích thƣớc nhỏ hoặc prôfin phức tạp (lƣỡi
cắt của dụng cụ, chi tiết đồng hồ…). Tùy theo điều kiện làm việc và tính chất sử dụng
của các bề mặt chi tiết mà xác định cấp độ nhám. Các bề mặt tiếp xúc yêu cầu thông số
nhám có trị số bé, các bề mặt không tiếp xúc yêu cầu thông số nhám có trị số lớn. Độ
chính xác của kích thƣớc càng cao, yêu cầu thông số nhám có trị số càng bé. Các bề
mặt chi tiết có độ nhám khác nhau, đòi hỏi các phƣơng pháp gia công khác nhau. Bề
mặt có trị số nhám càng bé đòi hỏi gia công càng tinh vi.
Dãy các giá trị độ nhám bề mặt tƣơng ứng với chất lƣợng bề mặt nhƣ bảng.
Chất
lƣợng
bề mặt
Cấp
độ
nhám
Thông số độ nhám Chiều dài
chuẩn
(mm)
Ra (µm) Rz (µm)
Thô
1 80 - 40 320 - 160
8,0
2 40 – 20 160 - 80
3 20 – 10 80 – 40
4 10 – 5 40 – 20 2,5
Bán
tinh
5 5 – 2,5 20 – 10
6 2,5 – 1,25 10 – 6,3
0,8
7 1,25 – 0,63 6,3 – 3,2
Tinh
8 0,63 – 0,32 3,2 – 1,6
9 0,32 – 0,16 1,6 – 0,8
0,25
10 0,16 – 0,08 0,8 – 0,4
11 0,08 – 0,04 0,4 – 0,2
Siêu
tinh
12 0,04 – 0,02 0,2 – 0,1
13 0,02 – 0,01 0,1 – 0,05 0,08
14 0,01 – 0,005 0,05 – 0,025
Chú ý: Ƣu tiên sử dụng các giá trị in dậm cho Ra và Rz
Bảng 1. Chất lƣợng bề mặt ứng với các cấp độ nhám.
Các thuật ngữ về tiêu chuẩn độ nhám bề mặt bạn nên biết:
Độ chính xác gia công: là mức độ chính xác đạt đƣợc sau khi gia công so với
yêu cầu ban đầu trong thiết kế mà bạn mong muốn.
Trong thực tế độ chính xác gia công đƣợc biểu thị bằng các sai số về kích
thƣớc, sai lệch về hình dáng hình học, sai lệch về vị trí tƣơng đối giữa các yếu tố hình
học của chi tiết đƣợc biểu thị bằng dung sai.
DUT.LRCC

Độ chính xác gia công còn phần nào đƣợc thể hiện ở hình dáng hình học lớp tế
vi trên bề mặt của chi tiết. Đó là độ bóng hay độ nhẵn bề mặt, còn gọi là độ nhám.
Cấp chính xác: Cấp chính xác đƣợc qui định theo trị số từ nhỏ đến lớn theo
mức độ chính xác kích thƣớc.
TCVN và ISO chia ra 20 cấp chính xác khác nhau, chúng đƣợc đánh số theo
thứ tự độ chính xác giảm dần là 01, 0, 1, 2, …15, 16, 17, 18. Trong đó:
- Cấp 01 ÷ cấp 1 là các cấp siêu chính xác.
- Cấp 1 ÷ cấp 5 là các cấp độ chính xác cao. Các cấp này áp dụng cho các chi tiết
chính xác, dụng cụ đo.
- Cấp 6 ÷ cấp 11 các cấp độ chính xác thƣờng. Các cấp này áp dụng cho các mối
lắp ghép.
- Cấp 12 ÷ cấp 18 là các cấp độ chính xác thấp. Các cấp này dùng cho các kích
thƣớc tự do (không lắp ghép).
Lƣu ý:
 Hai bề mặt có hình dạng prôfin có thể khác nhau nhƣng có thể có cùng độ
nhám (hình 1.6).
Hình 1.5. Bề mặt có cùng độ nhám nhƣng biên dạng khác nhau.
 Để ghi độ nhám bề mặt ngƣời ta dùng các kí hiệu sau:
Hình 1.6. Ký hiệu độ nhám bề mặt
a. Ký hiệu nhám không chỉ rõ phƣơng pháp gia công.
b. Ký hiệu nhám chỉ rõ phƣơng pháp gia công bằng cắt gọt.
c. Ký hiệu nhám chỉ rõ phƣơng pháp gia công không phoi.
a) c)
b)
DUT.LRCC

 Trên kí hiệu cơ bản có 4 vị trí ghi thông số nhƣ sau với h là chiều cao khổ
chữ trên bản vẽ:
Hình 1.7. Ký hiệu cơ bản.
Các ví dụ:
 Vị trí 1: ghi trị số Ra hoặc Rz (nếu ghi thông số Ra thì không cần ghi kí hiệu
thông số)
Hình 1.8. Kí hiệu trên vị trí 1
 Vị trí 2: Ghi phƣơng pháp gia công đặc biệt (cạo, mài, đánh bóng)
Hình 1.9. Kí hiệu trên vị trí 2.
 Vị trí 3: Nếu cần quy định chiều dài chuẩn thì ghi chiều dài đƣợc lựa chọn
vào vị trí này.
 Vị trí 4: Ghi hƣớng nhấp nhô. Trên bề mặt chi tiết gia công thƣờng có các
hƣớng nhấp nhô sau:
- Hƣớng nhấp nhô song song. =
- Hƣớng nhấp nhô vuông góc. ┴
- Hƣớng nhấp nhô cắt chéo nhau. ×
- Hƣớng nhấp nhô bất kỳ. M
- Hƣớng nhấp nhô tròn. C
- Hƣớng nhấp nhô hƣớng tâm. R
1.25 2.5 Rz10
0,32 0,01
Cạo Đánh bóng
DUT.LRCC

Trên các bản vẽ cũ, nhám bề mặt đƣợc thể hiện theo cấp với ký hiệu tam giác
ngƣợc. Đó là ký hiệu của độ bóng bề mặt theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ.
Ra
µm
Ra
µ in
Ký hiệu cấp độ
nhám bề mặt
(kiểu mới)
Ký hiệu cấp độ
nhám bề mặt
(kiểu cũ)
Rt
Kí hiệu
kiểu cũ
Tiêu
chuẩn
Mỹ
50
25
12,5
6,3
3,2
1,6
0,8
0,4
0,2
0,1
0,05
0.025
2000
1000
500
250
125
63
32
16
8
4
2
1
N12
N11
N10
32
16
8
4
2
1
0,5
0,25
N9
N8
N7
N6
N5
N4
N3
N2
N1
Bảng 2. Bảng chuyển đổi độ nhám giữa hệ inch và mét,
giữa hệ thống Liên Xô cũ và hiện nay
Tùy theo điều kiện làm việc của chi tiết, ngƣời thiết kế có thể yêu cầu thêm các
yêu cầu phụ về hƣớng nhấp nhô bề mặt. hƣớng nhấp nhô bề mặt là hình vẽ quy ƣớc
đƣợc tạo thành bởi các hƣớng chiếu vuông góc của các điểm cao nhất và thấp nhất của
nhấp nhô bề mặt trên mặt phẳng trung bình.
Kí hiệu độ nhám của mỗi bề mặt trên bản vẽ chi ghi 1 lần trên đƣờng bao thấy,
hay đƣờng kéo dài của đƣờng bao thấy, đỉnh nhọn của ký hiệu hƣớng vào bề mặt cần
ghi.
Hình 1.10. Ký hiệu độ nhám trên từng mặt.
Nếu tất cả các bề mặt của chi tiết có cùng một cấp độ nhám thì ghi kí hiệu nhám
chung ở góc trên bên phải của bản vẽ.
DUT.LRCC

Hình 1.11. Ký hiệu độ nhám chung cho toàn bản vẽ.
Nếu phần lớn các bề mặt của chi tiết có cùng một cấp độ nhám kí hiệu chung ở
góc bên phải của bản vẽ và đặt trong dấu ngoặc đơn.
Hình 1.12. Ký hiệu độ nhám cho phần lớn các mặt trên toàn bản vẽ.
Nếu trên cùng một bề mặt có hai cấp độ nhám khác nhau thì dùng nét liền mảnh
vẽ đƣờng phân cách, đƣờng phân cách không đƣợc vẽ lên đƣờng gạch vật liệu của mặt
cắt.
Hình 1.13. Ký hiệu độ nhám cho một mặt có hai độ nhám khác nhau.
Độ nhám của bề mặt răng, then hoa thân khai đƣợc ghi trên mặt chia, khi trên
bản vẽ không có hình chính diện.
DUT.LRCC

Hình 1.14. Ký hiệu độ nhám trên bề mặt răng thân khai.
Kí hiệu độ nhám bề mặt làm việc của ren đƣợc ghi ngay bên cạnh kích thƣớc
đƣờng kính đỉnh ren hoặc prôfin ren.
Hình 1.15. Ký hiệu độ nhám trên bề mặt ren.
Trị số cho phép của thông số nhám đƣợc lựa chọn dựa vào chức năng sử dụng
của bề mặt cũng nhƣ điều kiện làm việc của chi tiết. Mặt khác cũng cần phải căn cứ
vào phƣơng pháp gia công hợp lý đảm bảo yêu cầu nhám bề mặt. Việc quyết định trị
số quá nhỏ sẽ dẫn đến tăng chi phí cho gia công bề mặt, tăng giá thành của sản phẩm
đó là điều không có lợi cho sản xuất.
DUT.LRCC

Phƣơng pháp gia công Cấp chính xác Cấp độ nhám
Tiện ngoài, tiện trong, bào thô
Tiện ngoài, tiện trong, bào bán tinh
Tiện ngoài, tiện trong, bào tinh
Phay thô
Phay tinh
Khoan, khoét
Doa thô
Doa tinh
Chuốt thô
Chuốt tinh
Mài thô
Mài bán tinh
Mài tinh
Mài khôn thô
Mài khôn tinh
Nghiền thô
Nghiền bán tinh
Nghiền tinh
Xọc răng, phay răng thô
Xọc răng, phay răng tinh
Cà răng
5
4
3
4
3
5
3
2
2a
2
3a
2
1
2
1
2
1
1
4
2
2
1-3
4-7
7-9
1-3
4-5
4-6
5-7
8-9
6-8
9-10
6-7
8-9
9-10
10-12
13-14
6-8
8-9
9-11
5-6
6-7
8
Bảng 3. Bảng số liệu cấp chính xác và cấp độ nhám bề mặt đạt đƣợc nhờ các
phƣơng pháp gia công.
Chú ý:
Cần phân biệt độ nhẵn (hay độ nhám) với độ bóng. Độ nhẵn là độ nhấp nhô trên
bề mặt, còn độ bóng là độ sáng của bề mặt.
Bảng trên chỉ có giá trị tham khảo. Độ nhám bề mặt còn tùy vào điều kiện của
máy móc, tay nghề công nhân và các điệu kiện khác…
DUT.LRCC

Ngoài ra, độ nhám bề mặt còn liên quan đến dung sai kích thƣớc và dung sai
hình dạng.
Cấp chính
xác kích
thƣớc
Dung sai hình dạng
theo % của dung
sai kích thƣớc
Kích thƣớc danh nghĩa (mm)
≤18 >18 ÷ 50 >50 ÷ 120 >120 ÷ 500
Giá trị Ra µm, không lớn hơn
IT 3
100
60
40
0.2
0.1
0.05
0.4
0.2
0.1
0.4
0.2
0.1
0.8
0.4
0.2
IT 4
100
60
40
0.4
0.2
0.1
0.8
0.4
0.2
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
IT 5
100
60
40
0.4
0.2
0.1
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
1.6
0.8
0.4
IT 6
100
60
40
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
IT 7
100
60
40
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
IT 8
100
60
40
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
IT 9
100: 60
40
25
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
IT 10
100: 60
40
25
3.2
1.6
0.8
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
IT 11
100: 60
40
25
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
12.5
6.3
3.2
12.5
6.3
3.2
IT 12
IT 13
100: 60
40
12.5
6.3
12.5
6.3
25
12.5
25
12.5
Chú ý: trong trƣờng hợp cần thiết, có thể lấy Ra nhỏ hơn chỉ dẫn trong bảng.
Bảng 4: Độ nhám bề mặt ứng với dung sai kích thƣớc
và hình dáng.
1.2. Ảnh hƣớng của độ nhám bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy.
DUT.LRCC

1.2.1. Tầm quan trọng của độ nhám bề mặt.
Nhám bề mặt ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng làm việc của chi tiết máy. Đối với
những chi tiết trong mối ghép động (ổ trƣợt, sống dẫn, con trƣợt...), bề mặt chi tiết làm
việc trƣợt tƣơng đối với nhau, nên khi nhám càng lớn càng khó đảm bảo hình thành
màng dầu bôi trơn bề mặt trƣợt. Dƣới tác dụng của tải trọng các đỉnh nhám tiếp xúc
với nhau gây ra hiện tƣợng ma sát nửa ƣớt, thậm chí cả ma sát khô, dẫn đến làm giảm
hiệu xuất làm việc, tăng nhiệt độ làm việc của mối ghép. Mặt khác tại các đỉnh tiếp
xúc, lực tập trung lớn, ứng xuất lớn vƣợt quá ứng xuất cho phép gây biến dạng chảy
phá hỏng bề mặt tiếp xúc, bề mặt làm việc nhanh mòn. Thời kỳ mòn ban đầu càng
ngắn thì thời gian phục vụ của chi tiết càng giảm.
Đối với các chi tiết có độ dôi lớn khi ép hai chi tiết lại với nhau thì nhám sẽ bị
san phẳng, nhám càng lớn thì san phẳng càng lón độ dôi của mối ghép càng giảm
nhiều, giảm độ bền của mối ghép. Việc chọn Rz phù hợp với đặc tính các mối ghép có
thể theo công thức kinh nghiệm sau với δ là độ dôi:
 Khi đƣờng kính lắp ghép Φ > 50 mm: Rz = (0,1 - 0,15)δ ( μm)
 Khi đƣờng kính lắp ghép Φ 18- 50 mm: Rz = (0,15 - 0,2)δ ( μm)
 Khi đƣờng kính lắp ghép Φ < 18 mm: Rz = (0,2 - 0,25)δ ( μm)
Đối với những chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải chu kỳ và tải trọng thì nhám
là nhân tố tập trung ứng suất dễ phát sinh rạn nứt làm giảm độ bền mỏi của chi tiết. Tại
đáy các mấp mô là nơi tập trung ứng suất với trị số rất lớn, tại đó sẽ xuất hiện các vết
nứt tế vi - đó chính là nguyên nhân phá hỏng chi tiết. Vì vậy, nếu độ nhám bề mặt
tăng, bán kính đáy các mấp mô lớn thì sẽ nâng cao độ bền mỏi của chi tiết.
Nhám càng nhỏ thì bề mặt càng nhẳn, khả năng chống lại sự ăn mòn càng tốt.
Một cách khác trực quan có thể giải thích điều đó bằng hiện tƣợng mà chúng ta thƣờng
thấy: bề mặt càng nhẵn thì càng lâu bị gỉ.
1.2.2. Ảnh hƣởng của độ nhám bề mặt đến khả năng chống ăn mòn.
Do bề mặt của hai chi tiết tiếp xúc nhau có nhấp nhô tế vi trong giai đoạn đầu
của quá trình làm việc, hai bề mặt này tiếp xúc với nhau ở một số đỉnh cao nhấp nhô,
diện tích tiếp xúc thực chỉ bằng một phần diện tích tiếp xúc toàn phần.
Tại các đỉnh nhấp nhô đó, áp suất rất lớn vƣợt quá giới hạn chảy, có khi vƣợt cả
giới hạn bền của vật liệu. Áp suất đó làm cho các điểm tiếp xúc bị nén đàn hồi và biến
dạng dẻo các nhấp nhô, đó là biến dạng tiếp xúc. Khi hai bề mặt có chuyển động tƣơng
DUT.LRCC

đối với nhau sẽ xảy ra hiện tƣợng trƣợt dẻo ở các đỉnh nhấp nhô, các đỉnh nhấp nhô bị
mòn nhanh chóng làm khe hở ghép tăng lên. Đó là hiện tƣợng mòn ban đầu.
Trong điều kiện làm việc vừa và nhẹ, mòn ban đầu có thể làm cho chiều cao
nhấp nhô giảm 65 – 75%, lúc đó diện tích tiếp xúc thực tăng lên và áp xuất tiếp xúc
giảm xuống. Sau giai đoạn mòn ban đàu này, quá trình mòn trở nên bình thƣờng và
chậm, đó là giai đoạn mòn bình thƣờng (giai đoạn này chi tiết làm việc tốt nhất).
Cuối cùng là giai đoạn mòn kịch liệt, khi đó bề mặt tiếp xúc bị tróc ra, nghĩa là
cấu trúc bề mặt chi tiết máy bị phá hỏng.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng, nếu giảm hoặc tăng độ nhám tới trị số tối ƣu, ứng
với điều kiện làm việc của chi tiết máy thì sẽ đạt đƣợc lƣợng mòn ban đầu ít nhất, qua
đó kéo dài tuổi thọ chi tiết máy.
Ví dụ: Đối với ổ bi độ nhám Ra tối ƣu là 0,04-0,08 µm, độ nhám tối ƣu của bộ
đôi xylanh-piston động cơ là 0,08-0,32 µm.
1.2.3. Ảnh hƣởng của độ nhám bề mặt đến độ bền mỏi của chi tiết máy.
Độ nhám bề mặt có ảnh hƣởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy, nhất là khi chi
tiết máy chịu tải trọng chu kì có đổi dấu, tải trọng va đập vì ở đáy các nhấp nhô tế vi
có ứng suất tập trung lớn, ứng suất này sẽ sinh ra các vết nức tế vi ở đáy các nhấp nhô,
đó là nguồn gốc phá hỏng chi tiết máy.
Nếu độ nhám thấp thì độ bền, giới hạn mỏi của vật liệu sẽ cao và ngƣợc lại.
1.2.4. Ảnh hƣởng của độ nhám bề mặt đến tính chống ăn mòn hóa học của lớp bề
mặt chi tiết máy.
Các chổ lõm bề mặt có độ nhám tạo ra là nơi chứa các tạp chất nhƣ axit, muối.
Các tạp chất này có tác dụng ăn mòn hóa học đối với kim loại. Quá trình ăn mòn hóa
học trên lớp bề mặt chi tiết làm các nhấp nhô mới hình thành.
Nhƣ vậy bề mặt chi tiết càng ít nhám thì sẽ càng ít bị ăn mòn hóa học (vì khả
năng chứa tạp chất ít), bán kính các nhấp nhô càng lớn khả năng chống ăn mòn của lớp
bề mặt càng cao.
Có thể chống ăn mòn hóa học bằng cách phủ lên bề mặt chi tiết máy một lớp
bảo vệ bằng phƣơng pháp mạ hoặc phƣơng pháp cơ khí làm cứng lớp bề mặt.
1.3. Các phƣơng pháp đo độ nhám bề mặt.
Có 3 phƣơng pháp kiểm tra độ nhám bề mặt thƣờng dùng là:
DUT.LRCC

 Xác định độ nhám bề mặt bằng cách so sánh (bằng mắt) vật cần đo với mẫu
có sẳn.
 Dùng máy đo độ nhám bề mặt (phƣơng pháp đo kiểu tiếp xúc): để đo các bề
mặt có độ nhám lớn.
 Dùng máy đo quang học (phƣơng pháp đo không tiếp xúc): dùng khi độ
nhám nhỏ.
Chú ý: Khi đo độ nhám các bề mặt lỗ, có thể dùng chất dẻo đắp lên chi tiết, sau
đó đo độ nhám thông qua bề mặt chất dẻo đó.
1.3.1. Xác định độ nhám bằng cách so sánh mẫu.
Bản chất của phƣơng pháp này là sử dụng các mẫu độ nhám chuẩn (Roughness
Specimen), gồm các miếng thép (hoặc gang) có kích thƣớc 30x20mm xếp thành bộ.
Bề mặt các miếng kim loại này đƣợc gia công với các phƣơng pháp khác nhau nhƣ
tiện, phay, mài, gia công tia lửa điện, … với giá trị độ nhám đƣợc in bên cạnh.
Hình 1.16. Các mẫu độ nhám bề mặt chuẩn.
Ngƣời sử dụng so sánh bằng mắt giữa bề mặt chi tiết gia công và mẫu tƣơng
ứng với phƣơng pháp gia công đó để xác định độ nhám bề mặt. Khi so sánh thông
thƣờng dựa trên các yếu tố: vết gia công và độ sáng trên bề mặt.
Ƣu điểm của phƣơng pháp này là đơn giản, nhanh chóng, xác định đƣợc giá tri
khi chi tiết còn đang ở trên máy gia công. Tuy nhiên rỏ ràng phƣơng pháp này không
thể cho đƣợc kết quả cố độ chính xác cao vì so sánh bằng mắt và không thể có đủ mẫu
chuẩn để so sánh.
DUT.LRCC

1.3.2. Phƣơng pháp đo không tiếp xúc (dùng máy đo quang học).
Phƣơng pháp này sử dụng ánh sáng chiếu vào bề mặt cần đo độ nhám, rồi dùng
kính hiển vi để xác định giá trị. Phƣơng pháp này dựa trên hai nguyên lý là mặt cắt ánh
sáng và giao thoa ánh sáng.
a. Phƣơng pháp mặt cắt ánh sáng.
Nguyên tắc của phƣơng pháp này là dùng một dãi ánh sáng song song, mỏng
chiếu vuông góc với các vết gia công để quan sát độ nhấp nhô. Để quan sát và đo
lƣờng dễ dàng, nhấp nhô đƣợc tạo ảnh và khuếch đại lên tiêu diện của thị kính đo
lƣờng.
Nguyên lý của kính hiển vi kép mặt cắt ánh sáng (Double Microscope) nhƣ sau:
Hình 1.17. Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi kép mặt cắt ánh sáng.
Hệ thống I là hệ thống kính hiển vi chiếu sáng, chắn 1 có dạng chữ nhật hẹp,
đặt trên tiêu diện của thấu kính 2. Khi khe chắn sáng 1 đƣợc chiếu sáng nó sẽ đƣợc vật
kính 3 tạo ảnh lên mặt phản xạ là một vạch bị gãy khúc theo nhấp nhô.
Hệ thống II là hệ thống kính hiển vi quan sát nhằm khuếch đại nhấp nhô của vệt
sáng và đo độ nhấp nhô đó. Vật kính 4 sẽ tạo ảnh vệt sáng nhấp nhô lên tiêu diện của
thị kính tại màn 5, tại đây bố trí hệ thống đọc số kiểu panme. Ảnh của vệt sáng tạo trên
màng 5 có dạng khe sáng gợn sóng, khi đó ta sẽ di chuyển vạch chuẩn từ chân lên đỉnh
gợn sóng và đọc số trên panme.
Vì đƣờng tâm trục của hai kính hiển vi tạo thành với nhau một góc 900
và
nghiêng 450
so với bề mặt chi tiết đo độ nhám nên các kích thƣớc thẳng đứng của nhấp
nhô bề mặt sẽ đƣợc phóng đại lên √ lần so với trị số thực của chúng. Do vậy, trƣớc
khi đo, ta tính chính xác độ chia thực của panme có thị kính. Muốn vậy ta đặt miếng
DUT.LRCC

thủy tinh trên đó có vẽ thang chia độ lên bàn. Điều chỉnh cho trùng khớp vạch đọc của
kính hiển vi lần lƣợt với các vạch độ của miếng thủy tinh, ta xác định đƣợc giá trị thực
độ chia của panme có thị kính.
Với loại thiết bị này, cần phải đo chiều cao từng điểm, do vậy chỉ có thể đo
đƣợc chỉ tiêu chiều cao nhấp nhô Rz.
Do nguyên tăc đo dựa trên tính phản xạ của các mặt có độ cao khác nhau nên
nếu sự khác nhau về độ cao quá bé thì ảnh vệt sáng sẽ bị lóa, sai số đo rất lớn. Do đó
phƣơng pháp này chỉ dùng để đo độ nhám bề mặt Rz 2 .
Nhìn chung, dòng thiết bị này ít đƣợc sử dụng ngày nay do sử dụng tƣơng đối
phức tạp, mất thời gian so với các thiết bị ra đời sau này.
Hình 1.18. Thiết bị đo độ nhám theo phƣơng pháp mặt cắt ánh sáng.
b. Phƣơng pháp giao thoa ánh sáng.
Nguyên tắc của phƣơng pháp này là đo độ cao và khoảng cách của các vân giao
thoa khi chiếu ánh sáng đơn sắc vào kính hiển vi giao thoa.
Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi giao thoa ánh sáng (Light Interferometer) đo
độ nhám bề mặt nhƣ sau:
DUT.LRCC

Hình 1.19. Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi giao thoa ánh sáng.
Ánh sáng đi từ nguồn đơn sắc 1 hoặc từ nguồn sáng trắng 3 qua tụ quang 2 tới
lăng kính xẻ đôi có tráng lên mặt tiếp xúc lớp bán mạ, tại đây nguồn sáng bị tách đôi,
một tới phần mặt phản xạ mẫu 12 rồi phản xạ trở lại qua 11, 10, qua 13 đến 14, một
phần phản xạ lên mặt của chi tiết cần kiểm tra 9, chùm phản xạ trở lại qua 8, 7, 10, 13
đến 14. Trên mặt 14, ảnh của hai vật phản xạ 9 và 12 tạo với nhau một nêm quang học,
sự giao thoa của hai phần chùm sáng bị tách ra ban đầu đƣợc thực hiện trên màn 14.
Ta có thể quan sát ánh sáng giao thoa và đo độ cao, khoảng cách của các vân giao thoa
nhờ thị kính 17 hoặc để giao thoa lên màn ảnh 16 và chụp ảnh qua kính mờ 18.
Chiều cao nhấp nhô đƣợc xác định thông qua công thức:
Rz = . ( )
Với, a: chiều cao cong vênh của các vân giao thoa.
b: khoảng cách giữa những vân cùng tên.
: chiều dài bƣớc sóng ánh sáng, nếu là ánh sáng vàng thì = 0,55 .
DUT.LRCC

Các loại máy đo độ nhám theo nguyên lý giao thoa này có thể đo đƣợc những
nơi khó tiếp cận nhƣ: mặt bên vòng xoắn ốc của vít dẫn, bề mặt răng, các bề mặt trong,
…. Phạm vi đo độ nhám có thể đo đƣợc trong khoảng Rz= 0,05-1,6 .
1.3.3. Phƣơng pháp đo kiểu tiếp xúc (dùng máy đo độ nhám bề mặt).
Phƣơng pháp này sử dụng một kim dò (Stylus) bằng kim cƣơng di chuyển theo
phƣơng vuông góc với các vết gia công, độ nhấp nhô bề mặt chi tiết tiếp xúc với kim
dò sẽ đƣợc phản ánh thành dịch chuyển theo phƣơng trục của kim dò. Dịch chuyển này
đƣợc khuếch đại bằng phƣơng pháp cơ khí, quang, điện, thủy lực, … và đƣợc chỉ thị
trực tiếp trên bảng chia hoặc chụp ảnh, ghi đồ thị liên tục.
Sơ đồ nguyên lý của máy đo độ nhám bề mặt kiểu tiếp xúc đƣợc thể hiện nhƣ
sau:
Hình 1.20. Sơ đồ nguyên lý máy đo độ nhám kiểu tiếp xúc
Kim dò bằng kim cƣơng 1 gắn trên cần 2 là phần ứng của bộ biến đổi. Hệ thống
từ bộ biến đổi gồm hai cuộn dây 3 và lõi 4. Hai cuộn dây của bộ biến đổi và hai nửa
cuộn sơ cấp của biến áp đầu ra vi sai 6 tạo ra cầu đo, nguồn nuôi cầu này là máy phát
tần số âm thanh 5. Khi kim chuyển dịch trên mặt phẳng cần đo thì cẩn 2 bị dao động
so với gối tỳ 10. Các dao động của cần (là phản ứng của hệ thống từ) làm thay đổi các
khe hở không khí giữa cần và các lỏi của các cuộn dây 3, nhờ vậy làm thay đổi điện áp
DUT.LRCC

ở đầu ra biến áp vi sai 6. Sự thay đổi điện áp đƣợc khuếch đại bằng bộ điện từ 7, đầu
ra của bộ này đƣợc nối với dụng cụ chỉ thị 8 hoặc dụng cụ tự ghi 9.
Trƣớc khi đo cần phải hiệu chuẩn lại máy với các mẫu chuẩn đƣợc cung cấp
theo máy. Cho máy đo trên bề mặt của mẫu chuẩn, điều chỉnh lại máy (mỗi loại máy
sẽ có nút điều chỉnh cụ thể) nếu kết quả đo không trùng với giá trị của mẫu chuẩn. Sau
khi chỉnh lại máy xong mới bắt đầu đo chi tiết.
Hình 1.21. Thiết bị đo độ nhám bề mặt kiểu tiếp xúc
Để phản ánh trung thực bề mặt kiểm tra, kim phải tiếp xúc với mọi điểm trên
đƣờng di trƣợt, muốn vậy mũi kim phải nhọn gần nhƣ tuyệt đối, thực tế không thể chế
tạo đƣợc loại mũi kim nhƣ vậy, hơn nữa cũng không thể dùng đƣợc vì khi trƣợt trên
mặt chi tiết kim sẽ cà hỏng mặt chi tiết. Thực tế, kim đƣợc chế tạo có hình dạng chóp
lăng trụ, chóp côn, … có bán kính góc lƣợng nhất định (r = 6-10 ) ở phần đỉnh và
làm bằng vật liệu quý, chống mòn và cứng nhƣ hợp kim cứng hoặc kim cƣơng. Do vậy
mà kết quả đo sẽ mắt phải sai số, đó là độ sai lệch giữa prôfin thực và prôfin đo.
Phƣơng pháp này thƣờng dùng để đo các kính thƣớc tế vi rất nhỏ với các thông
số Rz = 0,05 , sai số phép đo .
DUT.LRCC

Chƣơng 2.
MÁY ĐO ĐỘ NHÁM BỀ MẶT MITUTOYO SJ 310
2.1. Đại cƣơng về máy đo độ nhám SJ 310.
Máy đo độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt kim loại: Là một trong những
thiết bị chuyên dụng dùng để đo độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt của chi tiết kim
loại sau khi đƣợc gia công xong. Trong các chi tiết sản xuất có một số chi tiết hoặc bề
mặt yêu cầu phải đạt đƣợc độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt theo tiêu chuẩn đƣợc
đƣa ra trên bản vẽ kỹ thuật.
Một số máy gia công CNC có thể phay, tiện, chuốt, … có thể tạo ra các chi tiết
có độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt cao nhƣng có một số vị trí không đảm bảo đƣợc
độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt theo yêu cầu. Vì vậy máy đo độ nhám/độ bóng/độ
phẳng bề mặt để kiểm tra là điều rất quan trọng.
Máy đo độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt đƣợc sản xuất và chế tạo để kiểm tra
một số thông số tiêu chuẩn về độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt nhƣ Ra, Rz, Rq, Rt,
Rp, Rk, S, Sm, Pc theo tiêu chuẩn quốc tế và một số nƣớc có nền công nghiệp phát
triển nhƣ tiêu chuẩn ISO/DIN/ANSI/ASME/ACME/JIS, …
Máy đo độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt kim loại của hãng Mitutoyo Nhật là
một trong những sản phẩm đạt chất lƣợng cao của G7. Với bề dày kinh nghiệm, máy
đo độ nhám/độ bóng/độ phẳng bề mặt kim loại của hãng Mitutoyo Nhật có vị trí đứng
DUT.LRCC

rất to lớn trên thị trƣờng Châu Á và Châu Âu. Đƣợc khách hàng tín nhiệm và sử dụng
để đo các sản phẩm sản xuất của mình.
Máy đo độ nhám SJ 310 là máy đo độ nhám bằng đầu kim, đƣợc phát triển cho
việc sử dụng ở phân xƣởng. Máy có khả năng xác định kết cấu bề mặt với những
thông số khác nhau phù hợp với các tiêu chuẩn quốc gia khác nhau và tiêu chuẩn quốc
tế. Kết quả đo đƣợc hiển thị qua màn hình hoặc đƣa ra giấy in.
 Nguyên tắc đo của máy:
Một mũi dò sẽ đƣợc kéo một đoạn nhỏ trên bề mặt của chi tiết. Độ nhám của
mặt phẳng đƣợc xác định từ sự thay đổi vị trí theo chiều thẳng đứng của mũi dò
khi đầu dò đi ngang qua mặt phẳng. Kết quả đo sẽ đƣợc hiển thị trên màn hình.
2.2. Những nét chính của máy:
Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ-310 đƣợc làm bằng chất liệu cao cấp, chịu đƣợc
va chạm giúp sản phẩm bền lâu, chống mài mòn sau thời gian sử dụng.
Máy có thiết kế nhỏ gọn, nhẹ và dễ dàng mang theo sử dụng hoặc cất khi không
sử dụng: máy SJ-310 nhẹ khoảng 1.7kg, có kích cỡ của 1 chiếc máy tính xách tay. Với
túi đeo, máy có thể đƣợc mang trên vai.
Màn hình LCD màu, cảm ứng, kích thƣớc 5,7 inch giúp cải thiện khả năng hoạt
động và đạt đƣợc khả năng hiển thị cao. Màn hình LCD cũng bao gồm 1 đèn nền để
cải thiện khả năng hiển thị trong môi trƣờng bóng tối.
Máy in nhiệt tốc độ cao đƣợc tích hợp bên trong máy cho phép ngƣời dùng thực
hiện toàn bộ quá trình đo và in ra kết quả chỉ bằng một cái nhấn nút (nút Start).
Các nút đƣợc bảo vệ để tránh tác động với các yếu tố môi trƣờng bên ngoài.
Pin có dung lƣợng cao, thời gian sạc khoảng 4h (có thể thay đổi do nhiệt độ môi
trƣờng). Độ bền khoảng 1500 lần đo khi sạc pin đầy. Có chức năng tự ngủ để duy trì
nguồn điện.
Máy có cấp bảo vệ IP53 cho khả năng chống nƣớc và bụi giúp kéo dài tuổi thọ
cho máy. Máy đạt tiêu chuẩn chất lƣợng ISO-1997, tiêu chuẩn ANSI.
Tuân thủ các tiêu chuẩn về độ nhám JIS-B0601-2001 JIS-B0601-1994, JIS-
B0601-1982, VDA, ISO-1997 và ANSI.
Tối đa mƣời điều kiện đo cùng với dữ liệu đƣợc lƣu trữ có thể đƣợc hiển thị và
in ra bằng máy in nhiệt tích hợp. Nó cũng có thể lƣu trữ tối đa 10 điều kiện đo với bộ
nhớ tích hợp.
DUT.LRCC

SJ-310 hỗ trợ thẻ micro-SD (tùy chọn) để lƣu trữ tới 10.000 giá trị đo, 500 điều
kiện đo, 1000 dữ liệu đo, 500 dữ liệu hình ảnh (BMP), 500 dữ liệu thống kê hoặc tự
động lƣu tối đa 10 bộ cuối cùng dữ liệu đo lƣờng.
USB, đầu ra SPC Digimatic, RS-232C và kết nối phần mềm bên ngoài đƣợc hỗ
trợ.
Bảo mật đƣợc quản lý thông qua khóa mật khẩu để hạn chế thay đổi chức năng
và các cài đặt không cần thiết có thể gây ra lỗi hoạt động.
Máy tích hợp đến 16 ngôn ngữ khác nhau có thể chuyển đổi ngôn nghữ tự do và
nhanh chóng.
Phạm vi đo rộng và một danh sách các thông số độ nhám dài: Máy SJ-301 có
phạm vi đo lớn nhất khoảng 350 micromet (từ -200 đến 150 micromet) và hỗ trợ
những thông số bề mặt khác nhau cho việc đánh giá kết cấu bề mặt.
Thông tin đo lƣờng đƣợc hiển thị trên màn hình.
Dễ dàng thao tác trên panel cảm ứng.
Có bộ nhớ trong và thẻ nhớ ngoài để lƣu trữ những điều kiện đo và các dữ liệu.
Chứa những quá trình thực hiện chức năng thống kê.
2.3. Bảng phím và panel cảm ứng của máy SJ 310.
Máy SJ 310 đƣợc thao tác với các phím bấm trên màn hình và panel cảm ứng.
2.3.1. Chức năng của các phím bấm.
Gồm có các nút: đo, dừng đo, in, gọi chế độ đo, xuất dữ liệu và những thao tác
khác đƣợc thực hiện với các phím bấm. Mỗi phím có một chức năng riêng.
DUT.LRCC

Nút [PRINT]: in kết quả đo ra giấy.
Nút [FEED]: nạp giấy in vào khay.
Nút [MENU]: gọi các chế độ đo đã đƣợc lƣu trữ trong bộ nhớ của màn hình.
Nút [DATA]: đƣa dữ diệu đến bộ xử lý, và đƣợc lƣu trữ trong thẻ nhớ.
- Xuất dữ liệu SPC: kết nối bộ xử lý dữ liệu với máy SJ-310 trƣớc. Sau đó
thiết lập chức năng của phím [DATA] cho chế độ xuất dữ liệu SPC.
- Dữ liệu SPC bao gồm các giá trị thông số đƣợc hiển thị trên màn hình.
Những thông số xuất dữ liệu SPC phải ở dạng thập phân, ngoài ra máy
sẽ báo lỗi.
Nút [START]: bắt đầu việc đo.
Nút [STOP]: kết thúc việc đo.
2.3.2. Bảng điều khiển cảm ứng.
Thiết lập chế độ đo, thống kê, chế độ in và những thiết lập khác đƣợc cài đặt
thông qua bảng điều khiển cảm ứng.
 Sử dụng bảng điều khiển cảm ứng:
- Các nút có chức năng khác nhau sẽ đƣợc hiển thị trên bảng điều khiển
cảm ứng. Có thể dùng tay hoặc viết để thao tác trên màn hình.
 Chú ý: Cần thực hiện theo hƣớng dẫn để bảng điều khiển cảm ứng không bị
hƣ hại do:
- Không nhấn vào bảng điều khiển cảm ứng quá mạnh.
- Không thao tác những vật có đầu sắc nhọn.
Đặc điểm của bảng điều khiển và các tính năng của nó:
 Cho phép hiển thị biểu tƣợng icon hoặc dạng văn bảng trên mang hình giúp
ngƣời dùng thuận tiện thao tác. Ngoài ra tính năng hƣớng dẫn còn cung cấp
giải thích chi tiết về các nút trên màn hình cảm ứng.
DUT.LRCC

 Dễ dàng diễn tả các điều kiện đánh giá từ một danh sách: Việc đặc điều kiện
đánh giá là đơn gản vì bạn có thể chọn điều kiện mong muốn từ danh sách
hiển thị (ví dụ chọn dạng tiêu chuẩn hay dạng tham số)
 Thu phóng dạng sóng trong phân tích sự khác biệt tọa độ: Bạn không chỉ có
thể phóng to hoặc thu nhỏ dạng sóng mà còn tính toán sự khác biệt tọa độ sự
khác biệt giữa hai điểm bằng thƣớc. Bạn có thể nhanh chóng kiểm tra trạng
thái bất thƣờng mà không cần chờ bản in.
 Xóa dữ liệu không cần thiết: Với máy đo độ nhám SJ-310, bạn có thể xóa
các phần của dữ liệu đo lƣờng. Tính năng này cho phép bạn làm mới tính
toán bằng cách xóa dữ liệu không đạt trong các tham số tính toán, chẳng hạn
nhƣ dữ liệu trên một vết xƣớc.
DUT.LRCC

 Hiển thị kết quả đạt/ không đạt: Bằng cách chỉ định dung sai trƣớc, bạn có
thể hiển thị kết quả đạt / không đạt.
 Kết quả đo có thể đƣợc trình bày dƣới dạng 1 tham số, biên dạng, 4 tham số
hoặc hiển thị vết của các phép đo mới nhất.
Hiển thị 1 tham số Hiển thị tham số và biên dạng
Hiển thị 4 tham số Hiển thị các phép đo gần nhất.
2.4. Cài đặt cho máy đo độ nhám SJ 310.
2.4.1. Cài đặt.
Những thông số cài đặt sau phải đƣợc tiến hành trƣớc khi thực hiện việc đo đạc
với máy SJ-310.
 Lắp đặt bộ dò với đầu dò.
 Lắp đặt cuộn giấy in.
 Gắn miếng bảo vệ màn hình.
DUT.LRCC

 Bật bộ cung cấp nguồn.
 Cài đặt ngôn ngữ, ngày và đơn vị đo.
 Lắp máy đo vào túi đeo.
2.4.2. Nối và tháo rời bộ đo:
Máy SJ-310 gồm có màn hình, bộ dò và đầu dò đƣợc đóng gói riêng biệt. Kết
nối 3 bộ phận lại với nhau bằng dây cáp kết nối.
Chú ý: Luôn luôn giữ phần thân của đầu dò trong khi nối hoặc tháo ra. Nếu
mũi dò bị chạm vào khi nối hoặc tháo ra, bộ dò có thể bị hƣ hại. Đừng bao giờ chạm
vào mũi dò, chúng có thể bị hƣ hại.
 Kết nối bộ dò:
- Nếu đầu dò đƣợc ráp khít vào bộ dò, đừng dùng lực tác dụng lên đầu dò.
Nó có thể là nguyên nhân gây hƣ hỏng.
- Trƣớc tiên đầu dò phải di chuyển nhẹ nhàng vào đúng đƣờng dẫn hƣớng
bên trong bộ dò, sau đó chúng đƣợc nối kết lại với nhau.
 Tháo bộ dò: Nhẹ nhàng kéo thẳng đầu dò ra khỏi bộ dò.
- Các bƣớc:
1. Kiểm tra đầu dò ở phía trƣớc.
2. Sau khi xác nhận hƣớng của cả hai đầu dò và bộ dò, kết nối đầu dò nhẹ
nhàng và thẳng hƣớng vào lỗ bên trong bộ dò.
Tháo rời: nhẹ nhàng kéo đầu dò thẳng hƣớng với bộ dò.
 Kết nối bộ dò với màn hình: Bảo đảm rằng việc kết nối và ngắt kết nối dây
cáp chỉ đƣợc tiến hành khi máy đã đƣợc tắt nguồn hoặc ở chế độ tắt tạm
thời.
2.4.3. Nạp giấy in.
Bộ dò
Đầu dò
DUT.LRCC

Máy in, đƣợc sử dụng để in kết quả do đạc, đƣợc lắp bên trong máy SJ-310.
Cuộn giấy in phải đƣợc gắn vào để sử dụng máy in.
 Nạp cuộn giấy in
- Tháo tấm bảo vệ máy in
1. Tắt nguồn.
2. Đẩy tấm bảo vệ máy in theo rãnh trƣợt đồng thời ấn xuống tấm che
sẽ đƣợc tháo ra.
- Nạp giấy in: Để nạp cuộn giấy in mới, gở bỏ cuộn giấy in còn lại ra khỏi
máy rồi lắp cuộn giấy mới vào.
- Gắn tấm bảo vệ: Kéo phần cuối của cuộn giấy in qua khe của tấm bảo
vệ, rồi gắn nó vào vị trí trên thân máy.
2.4.4. Gắn miếng bảo vệ màn hình cảm ứng
1. Đầu tiên, lau sạch màn hình bằng vải mềm.
2. Tách rời phần chia ra (miếng bảo vệ bề mặt) từ tấm bảo vệ màn hình.
3. Đặt vuông góc với cạnh thẳng, không để lệch góc, vào kẻ hở giữa màn hình
và tấm bảo vệ màn hình.
4. Đặt miếng bảo vệ vào vị trí và dùng vải mềm nhấn nhẹ nhàng lên toàn bộ bề
mặt.
Chú ý:
 Không đặt miếng bảo vệ sai hƣớng, nếu màn hình đƣợc đặt trong túi đeo,
phần đƣợc kéo ra của miếng bảo vệ có thể đƣợc ấn vào túi đeo…
Khay nộp giấy in
DUT.LRCC

 Nếu phần đƣợc kéo ra hoặc cạnh góc bị nhấn quá mạnh, màn hình cảm ứng
có thể phản ứng lại.
 Thay thế miếng bảo vệ màn hình: Vết bẩn hoặc miếng bảo vệ màn hình bị
vặn vẹo có thể dẫn đến việc hoạt động không tin tƣởng của máy SJ-310
Kiểm tra miếng bảo vệ mỗi ngày. Thay thế nếu nó bị bẩn nhiều hoặc màn
hình thấy khó xem. Việc thay thế miếng dán bảo vệ có thể mua đƣợc từ nhà
phân phối.
2.4.5. Bật/tắt bộ nguồn
Bộ chuyển đổi nguồn xoay chiều và pin gắn trong máy đƣợc sử dụng để cung
cấp nguồn điện cho máy SJ-310.
Nếu chỗ nối nguồn điện có sẵn, kết nối với bộ chuyển đổi nguồn xoay chiều và
bật máy.
Muốn sử dụng máy với pin gắn trong, bật máy mà không kết nối với bộ chuyển
đổi nguồn.
a) Bật/tắt nguồn:
 Bật nguồn pin lên trƣớc: Đừng kết nối với bộ chuyển đổi nguồn xoay chiều
và bật pin lên. Ngoài ra, pin có thề bị quá tải.
 Pin gắn trong dùng để giữ lại những kết quả đo và những dữ liệu khác khi
máy ở chế độ tự động ngủ. Do đó, khi bộ chuyển đổi nguồn xoay chiều cung
cấp điện, cần thiết phải bật pin lên.
b) Bật điện với bộ chuyển đổi nguồn xoay chiều:
 Đảm bảo rằng pin đã đƣợc bật.
 Kết nối bộ chuyển đỏi nguồn xoay chiều ra đầu cắm.
 Kết nối dây cáp cắm vào màn hình.
 Nhấn nút [POWER].
Chú ý: Nếu bộ chuyển đổi nguồn đƣợc sử dụng, chế độ tự ngủ sẽ không hoạt động bất
chấp đã thiết lập chức năng tự ngủ. Để tắt nguồn nhấn nút [POWER].
 Bật nguồn để thao tác với pin gắn trong:
 Bật nguồn pin.
 Nhấn nút [POWER].
c) Tắt nguồn: Có 2 cách để tắt nguồn điện cung cấp:
 Bằng nút [POWER]: máy có chức năng tự động tắt nguồn. Tuy nhiên, thông
thƣờng nguồn điện đƣợc tắt bằng tay với nút [POWER].
DUT.LRCC

 Bằng chức năng tự ngủ: với pin gắn trong đƣợc sử dụng và chế độ tự ngủ
đƣợc bật, nếu máy không hoạt động trong khoảng thời gian xác định sau khi
bật nguồn, nguồn điện sẽ tự động tắt với chế độ tự ngủ. Chế độ tự ngủ ngăn
ngừa việc tiêu thụ pin mà quên tắt nguồn.
2.5. Thao tác đo.
2.5.1. Quy trình đo.
 Lắp đặt máy SJ-310 (kết nối đầu dò và bộ truyền chuyển động với dây cáp).
 Lựa chọn nguồn cung cấp.
 Hiệu chỉnh điều kiện đo lƣờng cần thiết.
 Lấy mẫu đo lƣờng để hiệu chỉnh đầu dò.
 Đo chi tiết và hiển thị kết quả.
2.5.2. Lấy mẫu.
Quá trình lấy mẫu nhám bề mặt đƣợc thực hiện bằng cách đo một chi tiết tham
khảo (chi tiết mẫu) và hiệu chỉnh sự khác nhau giữa giá trị đo và giá trị tham khảo.
Việc thực hiện lấy mẫu có thể đƣợc thực hiện bằng thao tác lấy mẫu.
a) Chuẩn bị lấy mẫu:
Thiết lập mẫu đo chuẩn:
1. Đặt mẫu đo trên bàn phẳng.
2. Gắn chân hỗ trợ ở phía sau bộ truyền chuyển động.
3. Giữ thẳng đầu dò và bộ truyền chuyển động bằng cách điều chỉnh độ cao của
chân.
4. Lắp máy SJ-310 sao cho đầu dò đi vuông góc với vết cắt trên mẫu đo.
DUT.LRCC

5. Đảm bảo đầu dò song song với mặt phẳng đo.
 Hƣớng nhìn phía trƣớc đầu đô
Mẫu đo độ nhám
Chân hổ trợ
Điều khiển độ cao của bộ dò song song với
mẫu cần đo
Mẫu thử độ nhám
Hƣớng nhìn
trên xuống
DUT.LRCC

 Hƣớng nhìn mặt bên đầu đo.
2.5.3. Đo.
Để thực hiện việc đo, đặt máy SJ-310 lên chi tiết và nhấn nút START. Sau khi
việc đo đạc hoàn tất, kết quả đo sẽ đƣợc hiển thị trên màn hình.
Để cho việc đo độ nhám thành công, cần phải đƣợc thao tác trên 1 đế vững
chắc, cô lập với mọi nguồn gây rung động. Nếu việc đo đƣợc tiến hành với đối tƣợng
bị rung động, kết quả có thể không đáng tin cậy.
2.6. Kích thƣớc của máy đo độ nhám Mitutoyo SJ 310.
Kích thƣớc đầu đo.
Đầu dò
Bề mặt đo
Đầu dò
Bề mặt đo
DUT.LRCC

Kích thƣớc thân máy.
2.7. Trang bị đi kèm theo máy.
2.7.1. Chân hỗ trợ No.12AAA216.
Dùng để đo những chi tiết thấp hơn đơn vị của bộ truyền động.
Đơn vị mm/inch
Chân hổ trợ
Bộ dò
Bề mặt đo
DUT.LRCC

Cách lắp chân hổ trợ:
2.7.2. Bộ phận dẫn hƣớng cho bề mặt phẳng No.12 AAA217.
Chân hổ trợ
Bộ dò
Đầu dò
Rãnh
Vít kẹp
DUT.LRCC

Gắn bộ phận dẫn hƣớng cho bề mặt phẳng.
Đơn vị mm/inch
Chân hổ trợ
Bộ dò
Bộ dẫn hƣớng cho mặt phẳng
Bề mặt đo
Bộ dò
Bộ dẫn hƣớng cho bề mặt phẳng
Đầu dò
Vít
DUT.LRCC

2.7.3. Bộ phận dẫn hƣớng cho hình trụ No.12AAA218.
Gắn bộ phận dẫn hƣớng cho bề mặt trụ.
Đơn vị mm/inch
Đầu dò
Bộ dò
Bộ dò
Chân hổ trợ
Vít
Bộ dẫn hƣớng cho bề mặt trụ
Bề mặt đo
Bộ dẫn hƣớng cho bề mặt trụ
DUT.LRCC

2.7.4. Bộ tiếp hợp đo thẳng đứng No. 12AAA219.
Gắn bộ tiếp hợp đo thẳng đứng.
2.8. Các trang bị phụ trợ không đi kèm theo máy.
2.8.1. Thanh mở rộng:
Đƣợc sử dụng để đo bề mặt ở trong lỗ khoan sâu.
Đơn vị mm/inch
Bộ dò
Chi tiết do độ nhám
Bộ tiếp hợp đo thẳng đứng
Giữ bằng tay
Bộ dò
Vít
Bộ tiếp hợp đo thẳng đứng
Đầu dò
DUT.LRCC

Gắn thanh mở rộng: Gắn thanh mở rộng vào trong bộ truyền động sau đó gắn
đầu dò tìm tới thanh mở rộng.
2.8.2. Bộ tiếp hợp đế từ tính.
Để sử dụng an toàn Bộ truyền động/Máy dò tìm nhờ đế từ tính. Bộ tiếp hợp này
hữu ích nếu thiếu không gian cho Bộ truyền động/Máy dò tìm hay nếu Bộ truyền
động/Máy dò tìm không thể giữ đƣợc bằng tay.
Đơn vị mm/inch
Chi tiết đo độ nhám
Đầu dò
Bộ dò
Thanh mở rộng
Bộ dò
Thanh mở rộng
Đầu dò
DUT.LRCC

Gắn bộ tiếp hợp đế từ tính.
1. Gắn bộ tiếp hợp đế từ tính ở phía sau Bộ truyền động/Máy dò tìm. 2
2. Sử dụng vít bake siết chặt hai trục vít đƣợc chỉ rõ.
Đơn vị mm/inch
Bộ dò
Giá đỡ
Bộ chuyển đổi cho chân đế
Đầu dò
Bộ dò
Vít
Bộ chuyển đổi cho chân đế
DUT.LRCC

Chương 3.
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MỘT SỐ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ CHO MÁY ĐO ĐỘ
NHÁM MITUTOYO SJ 310
3.1. Tính cấp thiết và mục đích của đề tài thiết kế chế tạo.
Các trang bị công nghệ đƣợc trang bị đi kèm với máy đo độ nhám thƣờng rất ít,
nếu có chúng chỉ có khả năng đo đƣợc độ nhám của một số chi tiết đơn giản (hình
3.1), các chi tiết dạng mặt phẳng, các chi tiết có kích thƣớc lớn, …. Tuy nhiên các chi
tiết cần đo độ nhám không phải lúc nào cũng đơn giản nhƣ vậy, hình dáng và kích
thƣớc của chi tiết là muôn vẽ. Không phải lúc nào ta cũng có thể đặt trực tiếp bộ phận
đo dọc theo chiều dài chi tiết (nhƣ hình 3.1a), điển hình là các chi tiết trụ nhỏ có chiều
dài ngắn hơn bộ phận đo của bộ phận đo độ nhám. Không phải lúc nào cũng có thể đặt
bộ phận đo trên một mặt phẳng thuận lợi để đo độ nhám (nhƣ hình 3.1b), điển hình là
các chi tiết dạng bậc. Để đo đƣợc độ nhám của các chi tiết này một các nhanh chóng
và đơn giản nhƣng cho kết quả đo chinh xác hơn thì ngoài các trang bị công nghệ đi
kèm theo máy còn cần có các trang bị công nghệ phụ trợ khác (hình 3.2).
a) b)
Hình 3.1. Đo độ nhám bằng các trang bị công nghệ đi kèm theo máy.
a) Đô độ nhám của chi tiết trụ.
b) Đo độ nhám của chi tiết phẳng.
DUT.LRCC

Hình 3.2. Đo độ nhám bề mặt chi tiết với trang bị công nghệ phụ trợ khác.
Việc kiểm tra độ nhám của chi tiết là hết sức quan trọng nếu muốn chi tiết làm
việc ổn định và lâu dài. Do đó hầu hết máy đo độ nhám nào cũng cần thiết phải trang
bị cho mình các trang bị công nghệ phụ trợ để việc kiểm tra độ nhám trở nên thuận
tiện, nhanh chong hơn, cho kết quả đo chính xác hơn.
Trên thị trƣờng có rất nhiều loại trang bị công nghệ phụ trợ cho máy đo độ
nhám bề mặt, tuy nhiên hầu hết các trang bị đều có giá thành rất đắt, đây cũng chính là
mục đích của đề tài thiết kế, chế tạo, nhằm tạo ra các trang bị công nghệ phù hợp với
máy đo độ nhám, đáp ứng đƣợc các yêu cầu kĩ thuật của máy, có khả năng đo đƣợc độ
nhám của nhiều dạng chi tiết khác nhau đặc biệt là có giá thành thấp. Đề tài này đi sâu
vào thiết kế chế tạo bộ phận giá đỡ cho bộ phận đo của máy đo độ nhám và thiết kế
chế tạo trang bị để định vị các chi tiết dạng trụ hổ trợ cho máy đo độ nhám bề mặt
Mitutoyo SJ 310.
3.2. Thiết kế trang bị công nghệ phụ trợ cho máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo
SJ 310.
3.2.1. Trang bị công nghệ thiết kế, chế tạo.
a. Giá đỡ.
Để nâng cao khả năng công nghệ của máy đo độ nhám nói chung và máy đo độ
nhám Mitutoyo SJ 310 nói riêng ta cần phải trang bị cho nó bộ phận giá đỡ. Bộ phận
giá đỡ có tác dụng chính là đỡ cho đầu ở vị trí cố định để đo độ nhám của chi tiết.
Ngoài ra giá đỡ còn có tác dụng điều chỉnh độ cao của đầu đo cho phù hợp để đo độ
nhám của nhiều chi tiết khác nhau, điều chỉnh độ nghiêng của đầu đo để đo độ nhám
của các bề mặt nghiêng, mặt côn, ...
DUT.LRCC

Dƣới đây là một số hình ảnh của các loại giá đỡ dành cho máy đo độ nhám có
trên thị trƣờng:
Hình 3.3. Giá đỡ của máy đo độ nhám bề mặt INSIZE ISR-S1000A.
Hình 3.4. Giá đỡ máy đo độ nhám Form Talysurf PGI 2000E.
DUT.LRCC

Hình 3.5. Giá đỡ của máy đo độ nhám PCE-RTS 620.
Theo nhƣ quan sát qua các ví dụ trên ta giá đỡ gồm các bộ phận chính nhƣ sau:
- Bộ đỡ dầu đo: có tác dụng gá đặt đầu đo và điều chỉnh độ nghiêng của đầu đo
cho phù hợp với độ nghiêng của bề mặt chi tiết cần đo độ nhám.
- Cơ cấu điều chỉnh nâng hạ: Điều chỉnh nâng hạ bộ đỡ đầu đo, giúp máy có thể
đo đƣợc độ nhám của nhiều dạng chi tiết khác nhau.
- Thân và đế giá đỡ.
b. Khối V chuyên dùng để đo độ nhám chi tiết dạng trụ.
Mục đích của trang bị này là giúp cho đầu đo của máy tiếp xúc với chi tiết trong
suốt quá trình đo độ nhám các chi tiết dạng trụ.
Dƣới đây là dẫn hƣớng cho bề mặt tru của máy đo độ nhám Mitutoyo SJ 310
đƣợc trang bị đi kèm theo máy.
DUT.LRCC

Hình 3.6. Dẫn hƣớng cho bề mặt trụ của máy đô độ nhám Myitutoyo SJ 310
(Mã sản phẩm: No.12AA218).
Tuy máy đã đƣợc trang bị dẫn hƣớng cho bề mặt trụ, tuy nhiên trong qua trình
đo gặp nhiều bất cập: bề mặt khối V khá nhỏ và ngắn nên không thể đảm bảo đầu đo
luôn tiếp xúc với chi tiết trong suốt quá trình đo, dẫn đến sai kết quả đo. Do vậy cần
thiết kế lại trang bị dẫn hƣớng cho bề mặt trụ.
3.2.2. Thiết kế giá đỡ.
a. Các phƣơng án thiết kế.
 Phƣơng án 1: dùng tay quay con trƣợt:
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý phƣơng án dùng tay quay con trƣợt.
1. Dẫn hƣớng
2. Con trƣợt
3. Tay quay
4. Thanh truyền
5. Cụm mang đầu đo
DUT.LRCC

- Mô tả phƣơng án:
Cụm mang đầu đo 5 đƣợc gắn trên con trƣợt 2. Khi quay tay quay 3 làm thanh
truyền 4 chuyển động mang con trƣợt 2 chuyển động lên xuống theo phƣơng của dẫn
hƣớng 1.
- Đặc điểm:
Ưu điểm: Cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm: Chiều dài hành trình lên xuống ngắn, do đó khả năng điều chỉnh
độ cao của đầu đo bị hạn chế. Khi quay tay quay con trƣợt di chuyển nhanh nên khó
điều chỉnh chính xác vị trí của đầu đo.
 Phƣơng án 2: dùng vít me đai ốc.
Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý phƣơng án dùng vít me-đai ốc.
Khi quay tay quay 1 làm vít me 3 quay tại chổ thông qua gối đỡ 2. Khi vít me
quay thì đai ốc 4 sẽ chuyển động lên xuống mang cụm mang đầu đo di chuyển.
- Đặc điểm:
Ưu điểm:
Bộ truyền vít đai ốc có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành không cao. có
kích thƣớc nhỏ gọn, tiện sử dụng.
Bộ truyền có khả năng tải cao, làm việc tin cậy. Không gây tiếng ồn.
1. Tay quay
2. Gối đỡ
3. Vít me
4. Đai ốc vít me
5. Cụm mang đầu đo
DUT.LRCC

Có tỷ số truyền rất lớn tạo ra đƣợc lực dọc trục lớn, trong khi chỉ cần đặt lực
nhỏ vào tay quay.
Có thể thực hiện đƣợc di chuyền chậm, chính xác cao.
Nhược điểm: Ren bị mòn nhanh, nên tuổi bền không cao, nhất là khi phải làm
việc với tốc độ lớn.
 Phƣơng án 3: dùng bánh răng thanh răng.
.
Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý phƣớng án dùng bánh răng-thanh răng.
Bánh răng 3 đƣợc gắn với cụm mang đầu đo 1. Thanh răng đƣợc gắn cố định.
Khi quay bánh răng thì nó sẽ chuyển dộng đi lên hoặc đi xuống mang cụm mang đầu
đo di chuyển.
- Đặc điểm:
Ưu điểm: Cơ cấu đơn giản. Khả năng tải cao.
Nhược điểm: Khi vận hành với vận tốc lớn sẽ gây tiếng ồn khó chịu.
b. Chọn phƣơng án thiết kế.
Qua phân tích ƣu nhƣợc điểm của 3 phƣơng án thiết kế ta thấy việc sử dụng cơ
cấu vít me đai ốc là hợp lý nhất. Nó có kết cấu nhỏ gọn, chế tạo đon giản, giá thành
không cao nhƣng có khả năng thực hiện di chuyển với độ chính xác cao.
Để nâng cao độ cứng vững cũng nhƣ độ chính xác của phƣơng án đƣợc chọn ta
nên dùng kết hợp nó với cơ cấu dẫn hƣớng.
c. Tính chọn kết cấu.
 Tính chọn vít me đai ốc.
1. Cụm mang bộ dò
2. Thanh răng
3. Bánh răng
DUT.LRCC

Trong quá trình làm việc vít me chỉ mang cụm dầu đo (khoảng 3 kg) di chuyển
lên xuống ngoài ra không chịu tác dụng của các lực cơ học nào khác. Ta chọn loại vít
me T8 bƣớc 2. Chiều dài vít me 300mm.
Hình 3.10. Vít me và đai ốc T8.
 Chọn gối đỡ trục vít me.
Vít me có đƣờng kính là 8mm nên ta chọn gối đỡ có đƣờng kính trong là 8mm,
kèm với vị trí bố trí vít me thẳng đứng theo nhƣ thết kế ta chọn ổ đỡ loại KFL08.
Hình 3.11. Gối đỡ vít me KFL08.
 Bộ phận thân giá đỡ.
Bộ phận thân của giá đỡ phải cứng vũng, chắc chắn, ngoài ra còn có độ chính
xác cao do đó chọn vật liệu làm thân giá đỡ là nhôm định hình V-Slot 2040 (chiều dài
300mm).
DUT.LRCC

Hình 3.12. Nhôm V-slot 2040 và nắp bị đầu.
 Chọn dẫn hƣớng.
Có nhiều phƣơng án chọn dẫn hƣớng cho giá đỡ nhƣ là: dẫn hƣớng bằng ray
trƣợt, dẫn hƣớng bằng rãnh trƣợt (rãnh mang cá), … tuy nhiên tận dụng thân giá đỡ
đƣợc làm từ nhôm V-slot, để đơn giản kết cấu ta chọn dẫn hƣớng cho giá đỡ bằng con
lăn Open built chuyên dùng để đẫn hƣớng trên nhôm V-slot.
Hình 3.12. Con lăn Open Build.
d. Thiết kế.
Dựa trên phƣơng án thiết kế và tính chọn kết cấu ta xây dựng thiết kế tổng thể
nhƣ sau:
DUT.LRCC

DUT.LRCC

3.2.3. Thiết kế khối V chuyên dùng để đo độ nhám chi tiết dạng trụ.
Để giải quyết bất cập của đẫn hƣớng cho bề mặt trụ khi đo độ nhám của các chi
tiết trụ nhƣ đã trình bày ở phần trên ta thay khối V ngắn trên dẫn hƣớng thành khối V
dài. Nhƣ vậy ta có thể đảm bảo chắc chắc rằng đầu đo của máy đo độ nhám luôn tiếp
xúc với bề mặt trụ.
Thiết kế
3.3. Chế tạo một số chi tiết cho trang bị công nghệ.
Vì máy đo độ nhám có độ chính xác khá cao nên các chi tiết chế tạo cũng yêu
cầu độ chính xác cao, do đó các chi tiết này phải đƣợc gia công trên các máy CNC
chính xác. Nội dung phần này giới thiệu về máy CNC dùng để gia công, chọn dao, tính
toán chế độ cắt và quy trình thực hiện các bƣớc để gia công chi tiết trên phần mềm ứng
dụng Pro Engineer 5.0.
3.3.1. Chọn máy gia công.
Với khối lƣợng, hình dáng của các chi tiết và dạng sản xuất đơn chiếc nên ta
không cần chọn các đồ gá phức tạp và không cần phải sử dụng nhiều máy. Ở đây ta
chọn một máy phay CNC 3 trục và đồ gá vạn năng (đồ định vị) là êtô để đơn giản các
quá trình chuẩn bị gia công.
Ta chọn máy phay EMCO CONCEPTMILL 250 có các thông số kĩ thuật sau:
DUT.LRCC

Hình 3.13. Máy phay EMCO CONCEPTMILL 250.
DUT.LRCC

3.3.2. Chọn dao và tính toán chế độ cắt.
a. Chọn dao C5-R217.53 -040-09-4A cho nguyên công phay mặt đầu, mặt đáy.
Chọn chế độ cắt:
Chọn vận tốc cắt Vc=260 m/phút.
Chiều sâu cắt t = 0.5 mm.
Số vòng quay trục chính là:
n = = = 2070 (vòng/phút).
b. Chọn dao phay ngón để biên dạng, phay rãnh, phay hốc.
DUT.LRCC

Chọn chế độ cắt.
 Chế độ cắt cho dao phay ngón 512080Z2.0-SIRON-A
Vận tốc cắt: Vc=120 m/phút.
Số vòng quay trục chính là n= 4770 vòng/phút.
 Chế độ cắt cho dao phay ngón 512040Z2.0-SIRON-A.
c. Chọn dao phay cầu để phay biên dạng chữ V.
Chọn dao phay cầu JS532040F1B.0Z2-SIRA có các thông số sau:
DUT.LRCC

Chọn chế độ cắt
d. Chọn dao cho các nguyên công khoang lỗ.
DUT.LRCC

Chọn chế độ cắt:
e. Khoang lỗ ∅10 chọn dao SD203-10.0-31-10R1.
Số vòng quay trục chính là: n = = = 3822 (vòng/phút).
f. Khoang lỗ ∅5 chọn dao SD203-5.0-20-6R1.
g. Khoang lỗ ∅4 chọn dao SD203-4.0-17-6R1.
DUT.LRCC

h. Khoang lỗ ∅3.2 chọn dao SD203-3.2-14-6R1.
i. Khoang lỗ ∅2 chọn dao SD203-2.0-7-4R1.
3.3.3. Trình tự thực hiện các bƣớc gia công trong phần mềm ứng dụng Pro
Engineer 5.0.
a. Gia công tấm đế trên.
 Bản vẽ chế tạo chi tiết.
 Trình tự thực hiện các nguyên công
Nguyên công 1: Gồm 5 bƣớc: Phay mặt đầu  Phay biên dạng Khoang
lỗ ∅5 > Khoang lỗ ∅10 > Khoang lỗ ∅3,2 (để ta rô ren M4).
Nguyên công 2: Lật phôi lại để phay mặt đáy.
DUT.LRCC

 Dựng 3D chi tiết trong phần Part của Pro engineer 5.0.
 Trình tự các bƣớc khi tiến hành gia công trên Pro engineer 5.0.
Bƣớc 1. Thiết lập môi trƣờng gia công: Vào File/New chọn Manufacturing, sau
đó chọn đơn vị là milimet.
Bƣớc 2: Mở file chi tiết: vào Assemble Refernce Model chọn file cần mở 
Oke Default  Oke.
DUT.LRCC

Bƣớc 3: Tạo bản vẽ lồng phôi: Chọn Automatic Workpiece > Thiết lập thông
sô phôi > Oke.
Bƣớc 4: Thiết lập máy, chọn gốc tọa độ, chọn mặt phẳng lùi dao: Vào Step >
Operation để thiết lập.
DUT.LRCC

Bƣớc 5: Phay mặt đầu- FACE.
Bƣớc 6: Thiết lập dao và chế độ cắt.
Bƣớc 7: Chọn mặt phẳng gia công:
DUT.LRCC

Bƣớc 8: Mô phỏng chạy dao:
Bƣớc 9: Phay biên dạng – Proface Milling.
Bƣơc 10: Thiết lập dao và chế độ cắt.
DUT.LRCC

Bƣớc 11: Chọn biên dạng cần gia công.
Bƣớc 12: Mô phỏng chạy dao.
Bƣớc 13: Khoang lỗ ∅5-DRILLING.
DUT.LRCC

Bƣớc 15: Chọn vị trí lỗ cần gia công.
DUT.LRCC

DUT.LRCC

Bƣớc 21: Khoang lỗ ∅3.2-DRILLING.
DUT.LRCC

Bƣớc 25: Phay mặt đáy - FACE.
DUT.LRCC

Bƣớc 27: Thiết lập lại gốc tọa độ và mặt phẳng lùi dao khi thay đổi nguyên
công.
Bƣớc 28: Chọn mặt phẳng cần gia công.
DUT.LRCC

b. Gia công tấm đế dƣới.
 Trình tự thực hiện các nguyên công
lỗ ∅5 > Khoang lỗ ∅10 > Khoang lỗ ∅3,2 (để ta rô ren M4).
DUT.LRCC

 Quy trình thực hiện các bƣớc khi gia công trên Pro engineer 5.0.
DUT.LRCC

sô phôi > Oke.
DUT.LRCC

Bƣớc 5: Phay mặt đầu - FACE.
DUT.LRCC

DUT.LRCC

Bƣớc 21: Khoang lỗ ∅3.2-DRILLING.
DUT.LRCC

DUT.LRCC

Bƣớc 27: Thiết lập lại gốc tọa độ và mặt phẳng lùi dao khi thay đổi nguyên
công.
Bƣớc 28: Chọn mặt phẳng cần gia công.
DUT.LRCC

c. Gia công tấm gá.
 Trình tự thực hiện các nguyên công.
lỗ ∅5 Khoang lỗ ∅10  Khoang lỗ ∅4 (để ta rô ren M5).
DUT.LRCC

 Quy trình các bƣớc thực hiện khi gia công trên Pro engineer 5.0.
DUT.LRCC

sô phôi > Oke.
DUT.LRCC

Bƣớc 5: Phay mặt đầu - FACE.
DUT.LRCC

DUT.LRCC

Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.pdf

Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.pdf

Similar to Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế, chế tạo một số trang bị công nghệ cho máy đo độ nhám bề mặt.pdf