Dung sai và lắp ghép trong gia công cơ khí: ghi bản vẽ sao cho đúng và đủ

Hai lỗi đối nghịch nhau nhưng cùng tốn tiền: ghi dung sai quá chặt khiến giá gia công tăng vọt, và ghi quá lỏng khiến chi tiết không lắp được, phải sửa hoặc làm lại. Ranh giới giữa hai lỗi này nằm ở việc hiểu chi tiết sẽ làm việc thế nào trong cụm lắp ráp.

Dung sai chung: đừng ghi từng kích thước

Một bản vẽ tốt chỉ ghi dung sai riêng cho những kích thước thực sự quan trọng, còn lại để dung sai chung điều chỉnh. Tiêu chuẩn ISO 2768 quy định các cấp dung sai chung cho kích thước dài và góc – mịn, trung bình, thô, rất thô – cùng cấp dung sai hình học tổng quát.

Trong khung tên nên có một dòng rõ ràng, ví dụ: dung sai chung theo ISO 2768-mK. Chỉ dòng này thôi đã loại bỏ phần lớn tranh cãi giữa bên đặt hàng và xưởng gia công.

Lắp ghép trục – lỗ: chọn theo chức năng

Hệ lỗ cơ sở (lỗ ghi H, thay đổi dung sai trục) phổ biến hơn vì dao và dưỡng đo lỗ tiêu chuẩn sẵn có. Ba nhóm lắp ghép thường dùng:

Kiểu lắp	Ví dụ ký hiệu	Dùng cho
Lắp lỏng (có khe hở)	H7/g6, H8/f7	Trục quay trong bạc, chốt định vị tháo lắp thường xuyên
Lắp trung gian	H7/k6, H7/m6	Bánh răng, puly định vị chính xác, có then truyền mô men
Lắp chặt (có độ dôi)	H7/p6, H7/s6	Bạc ép, vòng trong ổ lăn, chi tiết không tháo

Với ổ lăn, đừng tự chọn: nhà sản xuất ổ quy định rõ dung sai trục và lỗ gối theo loại tải và chế độ quay. Chọn sai làm ổ nóng, kẹt hoặc trượt vòng – hỏng rất nhanh.

Dung sai hình học quan trọng hơn dung sai kích thước

Nhiều chi tiết lắp không được dù mọi kích thước đều trong dung sai, vì vấn đề nằm ở hình học: mặt không phẳng, lỗ không vuông góc, hai lỗ không đồng trục. Những ký hiệu nên dùng thường xuyên:

• Độ phẳng cho mặt lắp ghép và mặt đế máy;
• Độ vuông góc cho lỗ so với mặt chuẩn – quyết định việc trục có bị lệch tâm hay không;
• Độ đồng trục / độ đảo cho chi tiết quay;
• Vị trí lỗ theo hệ chuẩn, thay cho việc ghi dung sai ± cho từng khoảng cách.

Ghi dung sai vị trí lỗ theo hệ chuẩn còn giúp nới rộng miền dung sai thực tế (miền tròn thay vì miền vuông) mà vẫn đảm bảo lắp được – nghĩa là rẻ hơn nhưng chắc chắn hơn.

Chuẩn đo phải khớp với chuẩn gá

Bản vẽ cần chỉ rõ mặt chuẩn A, B, C. Nếu chuẩn ghi trên bản vẽ khác với mặt mà xưởng dùng để gá và đo, sai số sẽ cộng dồn theo cách không ai kiểm soát được.

Nguyên tắc: chọn chuẩn là mặt mà chi tiết thực sự tì vào khi làm việc trong cụm lắp ráp. Khi đó dung sai trên bản vẽ phản ánh đúng thứ cần kiểm soát.

Chuỗi kích thước: nơi sai số cộng dồn

Ghi kích thước nối tiếp nhau (10 – 20 – 15 – 30) khiến dung sai cộng dồn trên kích thước tổng. Ghi từ một chuẩn chung (10 – 30 – 45 – 75) giới hạn sai số của mỗi vị trí về đúng dung sai riêng của nó.

Với cụm nhiều chi tiết, nên làm phép tính chuỗi kích thước đơn giản: cộng trường hợp xấu nhất để kiểm tra khe hở tối thiểu còn dương hay không. Năm phút tính toán tránh được cả lô hàng phải sửa.

Độ nhám bề mặt – ghi đúng chỗ cần

Độ nhám ảnh hưởng đến ma sát, độ kín và tuổi thọ, nhưng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian gia công. Tham khảo nhanh:

• Ra 6,3 µm – bề mặt không lắp ghép, mặt gia công thô;
• Ra 3,2 µm – mặt lắp ghép thông thường, mặt bích;
• Ra 1,6 µm – mặt trượt, mặt lắp ổ;
• Ra 0,8 µm hoặc nhỏ hơn – mặt làm kín động, cổ trục làm việc với phớt.

Yêu cầu Ra 0,8 cho toàn bộ chi tiết khi chỉ một cổ trục cần độ bóng đó là cách nhanh nhất để nhân đôi giá gia công.

Ba câu hỏi trước khi gửi bản vẽ đi báo giá

1. Kích thước nào thực sự quyết định chức năng? Chỉ những kích thước đó mới cần dung sai riêng.
2. Chi tiết sẽ được đo bằng gì? Nếu dung sai yêu cầu thiết bị đo mà cả hai bên không có, con số đó không kiểm chứng được.
3. Vật liệu và xử lý nhiệt, xử lý bề mặt ảnh hưởng thế nào? Nhiệt luyện gây biến dạng, mạ làm tăng kích thước – dung sai phải áp cho trạng thái sau xử lý, và bản vẽ phải nói rõ điều đó.

Kết luận

Bản vẽ tốt không phải bản vẽ chặt nhất, mà là bản vẽ mô tả đúng cái cần kiểm soát bằng ngôn ngữ mà xưởng gia công hiểu và đo được. Khi bản vẽ ghi đủ chuẩn, dung sai hình học và trạng thái nghiệm thu, báo giá sẽ chính xác hơn và chi tiết sẽ lắp được ngay lần đầu.