Các chi tiết gia công CNC không bao giờ ra đúng kích thước danh nghĩa. Lực cắt, mòn dao, giãn nở nhiệt và đặc tính vật liệu đều tạo ra biến thiên, đó là lý do mọi kích thước trên bản vẽ đều cần một dung sai rõ ràng hoặc một giá trị mặc định chung để dựa vào. Kích thước gây đau đớn là kích thước không ai nghĩ tới: nó rơi vào một tiêu chuẩn có thể lỏng hơn mức chi tiết thực sự cần, hoặc chặt hơn mức ngân sách cho phép.
Hướng dẫn này là tài liệu tham khảo đầy đủ: các bảng ISO, các bậc thực tế và các quy tắc ghi dung sai giúp bạn không trả tiền cho độ chính xác bạn không dùng.
1. ISO 2768-1: tiêu chuẩn mặc định
ISO 2768-1 định nghĩa dung sai chung cho kích thước thẳng và góc không có ghi chú riêng. Bốn cấp, với độ lệch cho phép tăng khi cấp càng thô và kích thước danh nghĩa càng lớn:
| Phạm vi kích thước danh nghĩa | Mịn (f) | Trung bình (m) | Thô (c) |
|---|---|---|---|
| 0.5 – 3 mm | ±0.05 mm | ±0.10 mm | ±0.20 mm |
| Over 3 – 6 mm | ±0.05 mm | ±0.10 mm | ±0.30 mm |
| Over 6 – 30 mm | ±0.10 mm | ±0.20 mm | ±0.50 mm |
| Over 30 – 120 mm | ±0.15 mm | ±0.30 mm | ±0.80 mm |
| Over 120 – 400 mm | ±0.20 mm | ±0.50 mm | ±1.20 mm |
| Over 400 – 1000 mm | ±0.30 mm | ±0.80 mm | ±2.00 mm |
Bản vẽ ghi ISO 2768-m áp dụng cấp trung bình cho mọi kích thước không được đánh dấu, mặc định phổ biến nhất trong thiết kế cơ khí. ISO 2768-2 quy định riêng dung sai hình học (độ phẳng, độ vuông góc và tương tự) với các bảng cấp H/K/L của nó; hãy tham chiếu khi bản vẽ yêu cầu.
2. ISO 286: mã lắp ghép cho các đặc trưng ghép nối
Ở nơi các chi tiết ghép nối, dung sai hai phía được thay thế bằng ký hiệu lắp ghép. ISO 286 định nghĩa các cấp dung sai IT6 đến IT8 là phạm vi gia công phổ biến, kết hợp với chữ cái độ lệch cơ bản (H cho lỗ, g/h cho trục):
| Danh nghĩa (mm) | IT6 | IT7 | IT8 |
|---|---|---|---|
| Up to 3 | 0.006 | 0.010 | 0.014 |
| 3 – 6 | 0.008 | 0.012 | 0.018 |
| 6 – 10 | 0.009 | 0.015 | 0.022 |
| 10 – 18 | 0.011 | 0.018 | 0.027 |
| 18 – 30 | 0.013 | 0.021 | 0.033 |
| 30 – 50 | 0.016 | 0.025 | 0.039 |
| 50 – 80 | 0.019 | 0.030 | 0.046 |
| 80 – 120 | 0.022 | 0.035 | 0.054 |
Cách dùng lắp ghép trong thực tế: H7/g6 là lắp ghép trượt có khe hở kinh điển, H7/h6 là lắp ghép chuyển tiếp, và lắp ép chuyển sang vùng trục chặt hơn. Các số thay đổi theo đường kính, mã lắp ghép không là một giá trị phổ quát. Bản vẽ nên xác định cả hai chi tiết ghép nối và lắp ghép yêu cầu, không chỉ dải dung sai.
3. Ba bậc thực tế
| Bậc | Phạm vi điển hình | Kiểm tra | Phù hợp nhất với |
|---|---|---|---|
| Tiêu chuẩn | ±0.1 – 0.2 mm | Đo thủ công, kiểm tra điểm | Giá đỡ, vỏ hộp, đặc trưng không quan trọng |
| Chính xác | ±0.05 – 0.1 mm | Xác minh CMM, báo cáo có tài liệu | Chi tiết chức năng, đặc trưng ghép nối |
| Cao chính xác | ±0.01 – 0.025 mm | CMM đầy đủ, môi trường được kiểm soát | Hàng không, y tế, quang học, lỗ ổ bi |
Thực tế chi phí: dung sai chặt thường làm chi phí chi tiết tăng khoảng 2–5 lần so với tiêu chuẩn, do đường cắt tinh chậm hơn, nhiều chu kỳ đo và kiểm soát môi trường. Chính hệ số nhân này là lý do tồn tại của phần tiếp theo.
4. Cách ghi dung sai đúng
Kỷ luật phân biệt bản vẽ tiết kiệm với bản vẽ đắt đỏ:
- Tham chiếu một tiêu chuẩn chung (ISO 2768-m) trên toàn bộ bản vẽ
- Chỉ ghi riêng các đặc trưng thực sự cần kiểm soát chặt hơn về chức năng
- Dùng GD&T (vị trí, độ phẳng, độ vuông góc) cho các quan hệ chức năng thay vì hàng loạt kích thước toạ độ
- Đánh dấu độ nhám bề mặt (Ra) riêng, nó không phải dung sai kích thước
- Xác nhận xưởng cung cấp báo cáo kiểm tra CMM cho các đặc trưng được đánh dấu
Ví dụ áp dụng: một vỏ hộp bánh răng áp dụng ISO 2768-m cho toàn bộ hình học chung (±0.2–0.3 mm), lỗ ổ bi được ghi riêng ±0.01 mm, và mặt kín mang ghi chú độ phẳng ±0.013 mm. Gánh nặng kiểm tra tổng cộng: một báo cáo CMM trên hai đặc trưng, không phải báo cáo kích thước đầy đủ trên bốn mươi kích thước.
5. Khi ISO 2768 không đủ
Gia công dung sai chặt được áp dụng khi lắp ghép hoặc chức năng của một đặc trưng phụ thuộc vào độ chính xác vượt ngoài tiêu chuẩn chung: lỗ lắp ép, mặt kín, lỗ ổ bi, các đặc trưng ghép nối qua hàng nghìn chu kỳ làm việc. Các đặc trưng này nên được đánh dấu riêng bằng GD&T thay vì siết chặt toàn bộ bản vẽ, chỉ kích thước chức năng cần kiểm soát quy trình và kiểm tra bổ sung.
Và hãy nhớ điều thực sự giới hạn khả năng đạt được: vật liệu quan trọng ngang bằng năng lực máy. Vật liệu cứng hơn, ổn định về kích thước và giãn nở nhiệt thấp giữ dung sai chặt đồng đều hơn vật liệu mềm hoặc phản ứng nhiệt. Tình trạng phôi thô, độ cứng máy và độ chính xác dao công cụ cộng dồn với nhau, vì vậy hai xưởng cùng báo dung sai như nhau trên giấy có thể cho độ đồng đều thực tế rất khác nhau trên một lô. Hãy hỏi về năng lực quy trình, không chỉ con số.
6. Thẻ tham chiếu nhanh
| Bạn cần | Ghi chú |
|---|---|
| Chi tiết chung, lắp ghép không quan trọng | ISO 2768-m trên toàn bộ bản vẽ |
| Lắp ghép trượt trên trục | Mã lắp ghép ISO 286 (ví dụ H7/g6) tại đường kính ghép nối |
| Lỗ ổ bi | Ghi chú riêng ±0.01 mm |
| Mặt kín | Ghi chú độ phẳng (ví dụ ±0.013 mm) qua GD&T |
| Lắp ép | Mã lắp ghép nhiễu theo ISO 286 tại đường kính |
| Hình dạng bề mặt | Giá trị Ra (xem hướng dẫn độ nhám bề mặt), không phải dung sai |
Kỷ luật dung sai là đòn bẩy kỹ thuật rẻ nhất trên một chi tiết gia công: bản vẽ đúng có chi phí sản xuất như bản vẽ sai, và giảm một nửa chi phí chế tạo. Nếu bản vẽ của bạn đang đến bước báo giá và chiến lược dung sai là "chặt ở mọi nơi", đó là cuộc trò chuyện cần có trước đường cắt đầu tiên.