Bảng dung sai chung JIS B 0405 (ISO 2768-1) và so sánh với ASME
Hãy mở một bản vẽ của khách hàng hoặc nhà cung cấp Nhật và nhìn gần khung tên (hyodairan, 表題欄). Bạn thường thấy một dòng ghi chú ngắn như 普通公差 JIS B 0405-m (futsu kosa, "dung sai chung") hoặc JIS B 0419-mK. Chỉ vài ký tự này đã quy định dung sai cho mọi kích thước và mọi đặc tính hình học không có dung sai riêng.
Tin tốt là các tiêu chuẩn JIS này là bản dịch của ISO. JIS B 0405 được soạn từ ISO 2768-1 mà không thay đổi nội dung kỹ thuật, nên "JIS B 0405-m" cho cùng giá trị với "ISO 2768-m" đối với kích thước dài và kích thước góc. Điểm cần chú ý nằm ở cách đọc bản vẽ: bản vẽ Nhật theo nguyên tắc độc lập (independency principle) của ISO, không theo nguyên lý bao (Rule #1) của ASME Y14.5 mà nhiều kỹ sư Mỹ quen dùng. Cùng một "Ø20±0,1" có thể mang ý nghĩa khác nhau ở hai hệ thống.
Bài này đưa ra bảng dung sai chung của JIS, giải thích cách dung sai kích thước và dung sai hình học hoạt động trên bản vẽ Nhật, so sánh JIS với ASME Y14.5, và kết thúc bằng danh sách những điều nên xác nhận với phía Nhật.
Mục lục
- "JIS B 0405-m" trên bản vẽ Nhật nghĩa là gì
- Bảng dung sai chung JIS (JIS B 0405 / ISO 2768-1)
- Dung sai kích thước và dung sai hình học
- Dung sai hình học trong JIS: B 0021, B 0022 và ISO 1101
- JIS và ASME Y14.5: nguyên tắc độc lập và Rule #1
- Chọn dung sai theo chức năng
- Thiết kế dung sai: chức năng, năng lực quá trình, kiểm tra
- Danh sách kiểm tra: những điều cần xác nhận với phía Nhật
- Giới hạn của bài viết này
- Tóm tắt
- Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Nguồn tham khảo
"JIS B 0405-m" trên bản vẽ Nhật nghĩa là gì
Nếu ghi dung sai bên cạnh mọi kích thước thì bản vẽ sẽ chi chít con số. Vì vậy người thiết kế chỉ ghi dung sai riêng ở chỗ chức năng đòi hỏi, còn lại gom vào một ghi chú dung sai chung. JIS B 0405 quy định dung sai chung cho kích thước dài và kích thước góc theo bốn cấp:
- f: chính xác (fine, seikyu 精級)
- m: trung bình (medium, chukyu 中級)
- c: thô (coarse, sokyu 粗級)
- v: rất thô (very coarse, gokusokyu 極粗級)
Khi số hiệu tiêu chuẩn và cấp, ví dụ "JIS B 0405-m", được ghi trong hoặc gần khung tên, cấp đó áp dụng cho mọi kích thước không có dung sai riêng. Tiêu chuẩn áp dụng cho chi tiết gia công cắt gọt (lấy bớt vật liệu) hoặc tạo hình từ tấm kim loại. Vật đúc và chi tiết nhựa ép có tiêu chuẩn dung sai chung riêng, nên tiêu chuẩn đúng phụ thuộc vào phương pháp gia công.
Các đặc tính hình học như độ phẳng và độ vuông góc có tiêu chuẩn dung sai chung riêng là JIS B 0419, với ba cấp H, K và L. Ghi chú "JIS B 0419-mK" kết hợp cả hai: cấp m của JIS B 0405 cho kích thước, và cấp K của JIS B 0419 cho hình học.
Bảng dung sai chung JIS (JIS B 0405 / ISO 2768-1)
Các bảng dưới đây liệt kê sai lệch cho phép trong JIS B 0405. Vì JIS B 0405 là bản dịch của ISO 2768-1:1989, giá trị trùng với các bảng của ISO 2768-1. Kích thước càng lớn và cấp càng thô thì dung sai càng rộng.
Sai lệch cho phép đối với kích thước không có dung sai riêng. Tìm khoảng kích thước ở cột trái, rồi đọc ngang sang cấp ghi trên bản vẽ.
| Khoảng kích thước | f (chính xác) | m (trung bình) | c (thô) | v (rất thô) |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 đến 3 | ±0,05 | ±0,1 | ±0,2 | – |
| Trên 3 đến 6 | ±0,05 | ±0,1 | ±0,3 | ±0,5 |
| Trên 6 đến 30 | ±0,1 | ±0,2 | ±0,5 | ±1 |
| Trên 30 đến 120 | ±0,15 | ±0,3 | ±0,8 | ±1,5 |
| Trên 120 đến 400 | ±0,2 | ±0,5 | ±1,2 | ±2,5 |
| Trên 400 đến 1000 | ±0,3 | ±0,8 | ±2 | ±4 |
| Trên 1000 đến 2000 | ±0,5 | ±1,2 | ±3 | ±6 |
| Trên 2000 đến 4000 | – | ±2 | ±4 | ±8 |
| Khoảng kích thước | f, m | c, v |
|---|---|---|
| 0,5 đến 3 | ±0,2 | ±0,4 |
| Trên 3 đến 6 | ±0,5 | ±1 |
| Trên 6 | ±1 | ±2 |
| Cạnh ngắn hơn | f, m | c | v |
|---|---|---|---|
| Đến 10 | ±1° | ±1°30′ | ±3° |
| Trên 10 đến 50 | ±0°30′ | ±1° | ±2° |
| Trên 50 đến 120 | ±0°20′ | ±0°30′ | ±1° |
| Trên 120 đến 400 | ±0°10′ | ±0°15′ | ±0°30′ |
| Trên 400 | ±0°5′ | ±0°10′ | ±0°20′ |
Dấu "–" nghĩa là cấp đó không quy định giá trị cho khoảng này. Với kích thước nhỏ hơn 0,5 mm, dung sai phải ghi ngay cạnh kích thước. Dung sai góc chỉ quy định hướng chung của các đường, không quy định hình dạng. Tổng hợp từ JIS B 0405:1991, trích đoạn JIS B 0405 của Miki Pulley và các bảng ISO 2768-1 đã công bố. Hãy kiểm tra tiêu chuẩn chính thức trước khi dùng các giá trị này để nghiệm thu.
Ví dụ tính (giả định): bản vẽ giá đỡ gia công ghi "JIS B 0405-m", và một kích thước dài không có dung sai riêng là 50. Khoảng "trên 30 đến 120" ở cấp m cho ±0,3, nên chiều dài từ 49,7 đến 50,3 là đạt. Nếu cùng bản vẽ ghi "JIS B 0405-f", khoảng này thu hẹp còn 49,85–50,15.
Dung sai hình học chung (JIS B 0419)
JIS B 0419 là bản dịch JIS của ISO 2768-2:1989. Tiêu chuẩn đặt dung sai chung cho các đặc tính hình học theo ba cấp H, K và L. Độ thẳng, độ phẳng, độ vuông góc, độ đối xứng và độ đảo vòng có giá trị trong bảng; các đặc tính khác như độ tròn và độ song song được suy ra từ dung sai kích thước và các giá trị liên quan.
Dung sai cho các bề mặt, đường không có chỉ định hình học riêng, theo cấp H, K hoặc L.
| Chiều dài danh nghĩa | H | K | L |
|---|---|---|---|
| Đến 10 | 0,02 | 0,05 | 0,1 |
| Trên 10 đến 30 | 0,05 | 0,1 | 0,2 |
| Trên 30 đến 100 | 0,1 | 0,2 | 0,4 |
| Trên 100 đến 300 | 0,2 | 0,4 | 0,8 |
| Trên 300 đến 1000 | 0,3 | 0,6 | 1,2 |
| Trên 1000 đến 3000 | 0,4 | 0,8 | 1,6 |
| Cạnh ngắn hơn | H | K | L |
|---|---|---|---|
| Đến 100 | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
| Trên 100 đến 300 | 0,3 | 0,6 | 1 |
| Trên 300 đến 1000 | 0,4 | 0,8 | 1,5 |
| Trên 1000 đến 3000 | 0,5 | 1 | 2 |
| Đặc tính | H | K | L |
|---|---|---|---|
| Độ đảo vòng | 0,1 | 0,2 | 0,5 |
Với độ phẳng, dùng cạnh dài hơn của bề mặt chữ nhật hoặc đường kính của bề mặt tròn; với độ thẳng, dùng chiều dài của đường. Độ đối xứng không đưa vào đây. Tổng hợp từ trích đoạn JIS B 0419 của Miki Pulley. Hãy kiểm tra tiêu chuẩn chính thức trước khi dùng các giá trị này để nghiệm thu.
Lưu ý: ISO đã hủy ISO 2768-2 vào năm 2021 và thay bằng ISO 22081:2021, tiêu chuẩn này không còn dùng các cấp H, K, L. Bản vẽ Nhật ghi JIS B 0419 vẫn chỉ đến các bảng H/K/L. Nếu hệ thống bản vẽ của công ty bạn đã chuyển sang ISO 22081, hãy thống nhất với phía Nhật quy tắc nào được áp dụng trước khi vẽ lại chi tiết.
Đọc các ghi chú trong khung tên
Bảng sau giải thích các ghi chú thường gặp nhất ở khung tên của bản vẽ Nhật.
| Ghi chú trên bản vẽ | Ý nghĩa |
|---|---|
| JIS B 0405-m | Dung sai chung cho kích thước dài và kích thước góc, cấp m (trung bình) |
| JIS B 0419-mK | Cấp m của JIS B 0405 cho kích thước, cộng với cấp K của JIS B 0419 cho các đặc tính hình học |
| JIS B 0419-K | Chỉ áp dụng dung sai hình học chung cấp K, không nêu cấp của JIS B 0405 |
| JIS B 0419-mK-E | Như mK, cộng thêm yêu cầu bao (E) áp dụng cho từng phần tử kích thước đơn (một mặt trụ hoặc hai mặt phẳng song song). Không phù hợp với phôi vật liệu nguyên liệu (stock) |
| ISO 2768-mK | Cách ghi theo ISO của cùng ghi chú đó |
Với người làm việc tại Việt Nam: nhiều tiêu chuẩn TCVN về dung sai, lắp ghép và dung sai hình học được ban hành theo các tiêu chuẩn ISO tương ứng (ISO 286, ISO 2768, ISO 1101). Bài này chưa đối chiếu số hiệu và năm ban hành TCVN cụ thể, nên khi cần ghi vào hợp đồng hoặc tài liệu đào tạo, hãy tra danh mục TCVN và hỏi khách hàng bản vẽ áp dụng phiên bản JIS hoặc ISO nào.
Dung sai kích thước và dung sai hình học
Dung sai kích thước như "50±0,1" chấp nhận mọi kích thước từ 49,9 đến 50,1; dung sai chính là hiệu của hai giới hạn, ở đây là 0,2. Tuy nhiên nó chỉ quy định khoảng cách giữa hai điểm. Nó không nói gì về độ phẳng của bề mặt, vị trí của lỗ hay việc trục có bị cong không. Dung sai hình học lấp khoảng trống đó bằng cách quy định hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo (runout, độ lắc khi chi tiết quay).
Nói ngắn gọn, dung sai kích thước quy định phần tử lớn bao nhiêu, còn dung sai hình học quy định hình dạng và vị trí của nó. Bản vẽ hiện đại cần cả hai. Mỗi loại làm một việc khác nhau, và chỉ khi kết hợp chúng mới thể hiện đủ ý đồ của người thiết kế.
Ranh giới nằm giữa một bên là kích thước, một bên là hình dạng, hướng và vị trí.
Từ JIS B 0401-1:2016 và JIS B 0420-1:2016, JIS dùng thuật ngữ "dung sai kích thước" (saizu kosa, サイズ公差) thay cho "dung sai chiều dài" (sunpo kosa, 寸法公差). Ở xưởng, sunpo kosa vẫn là cách gọi phổ biến.
Các bản sửa đổi năm 2016 cũng đổi tên kích thước danh nghĩa. Trong tài liệu JIS hiện hành, nó là "kích thước danh nghĩa" (zushi saizu, 図示サイズ). Theo các tiêu chuẩn này, kích thước không có ký hiệu bổ sung được đánh giá theo kích thước hai điểm (two-point size), tức khoảng cách cục bộ đo giữa hai điểm đối diện. Hãy nhớ thuật ngữ và quy ước mặc định này khi so sánh tiêu chuẩn Nhật mới với bản vẽ hoặc tài liệu đào tạo cũ.
Ba cách ghi dung sai kích thước
Bản vẽ Nhật thể hiện dung sai kích thước theo một trong ba cách. Dùng "±" khi kích thước được phép lệch đều hai phía, ghi riêng sai lệch trên và dưới khi dung sai nằm lệch về một phía, và dùng ký hiệu lắp ghép khi kích thước phụ thuộc vào cách lỗ và trục ghép với nhau. Khoảng dung sai càng hẹp thì gia công và kiểm tra càng tốn kém.
Cả ba đều đặt giới hạn trên và giới hạn dưới của kích thước, không hơn.
Lắp ghép (JIS B 0401)
Ở chỗ trục lắp vào lỗ, sự kết hợp dung sai kích thước của hai chi tiết quyết định đó là lắp ghép có độ hở, có độ dôi hay trung gian. Hệ thống lắp ghép (hameai, はめあい) biểu diễn điều này bằng ký hiệu, và JIS B 0401-1:2016 tương ứng với ISO 286-1:2010.
Chữ in hoa dùng cho lỗ, chữ thường dùng cho trục, và con số là cấp dung sai (cấp IT). Với kiểu lắp H7/g6 thường gặp ở khoảng Ø20, lỗ là +0,021/0 và trục là −0,007/−0,020. Luôn có độ hở, nên H7/g6 thường dùng cho chi tiết quay hoặc trượt.
Dung sai hình học trong JIS: B 0021, B 0022 và ISO 1101
Dung sai hình học quy định hình dạng, hướng, vị trí hoặc độ đảo của một phần tử được phép lệch bao xa so với hình học lý tưởng. JIS B 0021 quy định cách thể hiện chúng trên bản vẽ. Bản 1998 được dịch từ ISO/DIS 1101 (1996) mà không thay đổi kỹ thuật, nên ký hiệu và quy tắc khớp với ISO 1101 thời kỳ đó.
Dung sai kích thước là một khoảng chiều dài, còn dung sai hình học là một vùng trong không gian. Ví dụ, dung sai độ phẳng 0,05 nghĩa là toàn bộ bề mặt phải nằm giữa hai mặt phẳng song song cách nhau 0,05.
14 đặc tính trong bốn nhóm
Dung sai hình học chia thành bốn nhóm: hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo. Tính theo ký hiệu có 14 đặc tính, mỗi đặc tính có một ký hiệu riêng trên bản vẽ.
Chỉ dung sai hình dạng có thể chỉ định riêng mà không cần chuẩn.
Biên dạng đường và biên dạng bề mặt là dung sai hình dạng khi không có chuẩn, và là dung sai hướng hoặc vị trí khi có chuẩn. Độ đồng trục và độ đồng tâm dùng chung một ký hiệu.
Trên bản vẽ hằng ngày, sáu đặc tính sau xuất hiện nhiều nhất:
- Độ phẳng
- Độ vuông góc
- Độ song song
- Độ vị trí
- Độ đồng trục
- Độ đảo vòng
Thay vì học thuộc cả 14, hãy bắt đầu từ việc bề mặt hoặc lỗ đó cần làm gì, rồi suy ra ký hiệu để quy định nó.
Khung dung sai và chuẩn
Dung sai hình học được ghi trong một hình chữ nhật chia ô gọi là khung dung sai (feature control frame, kosa kinyu-waku, 公差記入枠). Từ trái sang phải, khung chứa ký hiệu đặc tính, giá trị dung sai và các chữ cái chuẩn, và một đường dẫn nối khung với bề mặt hoặc lỗ được quy định.
Đọc từ trái sang phải: ký hiệu, giá trị dung sai, chuẩn.
Với độ vị trí, vị trí đúng được cho bằng kích thước lý thuyết chính xác (basic dimension), ghi trong khung và không mang dung sai riêng. Chỉ giá trị trong khung dung sai quyết định độ lệch cho phép.
Chuẩn (datum) là điểm, đường hoặc mặt phẳng chính xác về mặt lý thuyết mà dung sai hình học được đo từ đó. JIS B 0022, có tiêu chuẩn quốc tế tương ứng là ISO 5459, cũng định nghĩa hệ chuẩn ba mặt phẳng: ba mặt chuẩn vuông góc với nhau theo thứ tự ưu tiên cố định, xác định hướng của chi tiết.
Hãy chọn chuẩn theo chỗ chi tiết thực sự tiếp xúc và định vị khi lắp ráp. Mặt lắp có thể là chuẩn thứ nhất và mặt tựa vào chốt định vị là chuẩn thứ hai. Theo nguyên tắc, thứ tự chuẩn nên theo thứ tự lắp ráp.
JIS và ASME Y14.5: nguyên tắc độc lập và Rule #1
Nhiều kỹ sư cho rằng nếu kích thước đúng thì hình dạng cũng sẽ đúng. Theo ASME Y14.5, Rule #1 làm cho giới hạn kích thước kiểm soát cả hình dạng. Theo ISO và JIS, dung sai kích thước không kiểm soát hình dạng. Đây là khác biệt quan trọng cần nhớ khi đọc bản vẽ Nhật.
Nguyên tắc độc lập (JIS B 0024 / ISO 8015)
JIS B 0024:2019 là bản chấp nhận có sửa đổi (MOD) của ISO 8015:2011. Tiêu chuẩn quy định mọi yêu cầu trên bản vẽ phải được đáp ứng độc lập với các yêu cầu khác, trừ khi có chỉ định đặc biệt. Kích thước được đánh giá như kích thước, hình học được đánh giá như hình học, mỗi cái riêng biệt.
Kích thước cũng được đánh giá bằng phép đo hai điểm nếu không có quy định khác. Vì vậy một trục đo được trong Ø20±0,1 ở mọi mặt cắt vẫn có thể đạt về kích thước dù cả trục bị cong như cánh cung.
Dù mọi đường kính hai điểm đều trong dung sai, riêng dung sai kích thước không ngăn được trục bị cong.
Để ngăn độ cong, hãy thêm dung sai hình học như độ thẳng, hoặc thêm Ⓔ (yêu cầu bao) vào kích thước. Các con số trong hình là ví dụ giả định.
Chi tiết tấm cũng vậy. Tấm 5±0,1 có thể bị vênh mà vẫn đạt kích thước nếu thước cặp đọc khoảng 5,0 ở bất kỳ chỗ nào. Nếu bề mặt cần phẳng, độ phẳng chỉ là yêu cầu khi bản vẽ ghi ra. Đó là ý nghĩa thực tế của nguyên tắc độc lập.
Yêu cầu bao Ⓔ
Để kiểm soát cả kích thước lẫn hình dạng trên bản vẽ ISO hoặc JIS, người thiết kế thêm yêu cầu bao: chữ E trong vòng tròn sau dung sai kích thước. Khi đó phần tử không được vượt ra ngoài đường bao hình dạng hoàn hảo ở kích thước vật liệu lớn nhất. Với trục, đường bao đó là một hình trụ hoàn hảo ở đường kính lớn nhất cho phép.
Nếu thêm Ⓔ vào trục ở Hình 7, mọi độ cong làm trục lòi ra ngoài hình trụ hoàn hảo Ø20,1 đều bị loại. Cách làm phổ biến là đặt Ⓔ lên lỗ và trục lắp với nhau để bảo đảm chúng lắp được. Để áp dụng cho cả bản vẽ, ghi chú ở khung tên có thể là "JIS B 0419-mK-E".
ASME Y14.5 khác ở điểm nào
ASME Y14.5 áp dụng nguyên lý bao theo mặc định, gọi là Rule #1. Giới hạn kích thước của phần tử kích thước cũng kiểm soát hình dạng của nó, nên dung sai kích thước đồng thời là một kiểm soát hình dạng. ASME cũng có ký hiệu độc lập riêng cho trường hợp muốn tách kích thước khỏi hình dạng.
ISO và JIS làm ngược lại: mặc định là độc lập, và Ⓔ yêu cầu bao. Cùng một "Ø20±0,1" đòi hỏi mức kiểm soát hình dạng khác nhau tùy đọc theo tiêu chuẩn nào. Vì vậy mọi bản vẽ nên ghi rõ hệ thống tiêu chuẩn mà nó tuân theo.
| Điểm so sánh | JIS / ISO | ASME Y14.5 |
|---|---|---|
| Quan hệ mặc định giữa kích thước và hình dạng | Độc lập (JIS B 0024 / ISO 8015) | Nguyên lý bao (Rule #1) |
| Để kích thước kiểm soát hình dạng | Thêm Ⓔ vào kích thước, hoặc "-E" vào ghi chú dung sai chung | Mặc định; không cần thêm gì |
| Để tách kích thước khỏi hình dạng | Mặc định; không cần thêm gì | Thêm ký hiệu độc lập của ASME |
| Tác dụng của riêng "Ø20±0,1" lên một trục | Chỉ kiểm soát đường kính hai điểm. Trục cong vẫn có thể đạt | Còn giới hạn cả hình dạng: trục phải nằm trong biên hình dạng hoàn hảo ở kích thước vật liệu lớn nhất |
| Ký hiệu dung sai hình học | JIS B 0021 (từ ISO 1101) | ASME Y14.5. Phần lớn ký hiệu giống nhau, nhưng một số ký hiệu và cách diễn giải khác nhau |
Chọn dung sai theo chức năng
Phần tử cần dung sai nào phụ thuộc vào việc nó làm gì. Hãy hỏi trước: nó lắp vào cái gì đó, định vị cái gì đó, hay tựa vào hoặc quay trên cái gì đó; lựa chọn sẽ thu hẹp rất nhanh. Cách này cũng hữu ích để đọc bản vẽ Nhật: các ghi chú cho biết người thiết kế coi những phần tử nào là quan trọng.
Xác định mỗi phần tử làm gì, rồi chọn dung sai kiểm soát nó.
Phần tử lắp ghép: dung sai kích thước và lắp ghép
Khi chính kích thước quyết định chức năng, như lỗ và trục hay then và rãnh then, dung sai kích thước làm việc chính. Ký hiệu lắp ghép được chọn theo cách dùng, ví dụ chi tiết quay hay cố định.
Nếu chi tiết nhất định phải lắp vào chi tiết ghép, Ⓔ bổ sung hình dạng vào phần bảo đảm. Với phần tử lắp ghép, hãy kiểm tra bản vẽ đã ghi yêu cầu về hình dạng chứ không chỉ kích thước. Việc kiểm tra này tránh được tình huống kinh điển "lắp không vào" ở công đoạn lắp ráp.
Nhóm lỗ: dung sai vị trí
Với các phần tử như lỗ bu lông mặt bích cần thẳng hàng với nhau, dùng chuẩn kèm độ vị trí phù hợp chức năng hơn là ghi dung sai ± trên kích thước tọa độ. Một lý do là hình dạng của vùng dung sai.
Nếu tâm lỗ có dung sai ±0,1 theo X và theo Y, vùng dung sai là hình vuông 0,2 × 0,2. Nhưng lỗ có vướng bu lông hay không phụ thuộc vào khoảng cách từ tâm đúng. Nếu các góc của hình vuông chấp nhận được, thì vùng dung sai hình tròn cho phép cùng khoảng cách theo mọi hướng là hợp lý hơn.
Nếu chấp nhận các góc của hình vuông, hình tròn cho phép cùng khoảng cách theo mọi hướng sẽ có vùng lớn hơn.
Ví dụ tính với hình tròn có đường kính bằng đường chéo hình vuông (0,2 × √2 ≈ 0,28). Giá trị dung sai thực tế lấy từ khe hở giữa bu lông và lỗ.
Với độ vị trí, các kích thước lý thuyết chính xác trong khung xác định lỗ phải ở đâu, và chỉ giá trị trong khung dung sai quyết định độ lệch cho phép. Các độ lệch chéo vốn bị loại ở vùng hình vuông có thể đạt, nên tỷ lệ đạt tăng lên mà không giảm chức năng.
Kích thước tọa độ ghi nối tiếp còn có một điểm yếu khác: dung sai cộng dồn, và lỗ cuối chuỗi lệch nhiều nhất. Định vị mọi lỗ bằng độ vị trí từ cùng một bộ chuẩn tránh được điều này, đồng thời cho người kiểm tra biết rõ trên bản vẽ phải đo từ chuẩn nào.
Phần tử tựa và quay: độ phẳng, độ vuông góc, độ đảo
Mặt lắp và mặt làm kín tựa vào chi tiết ghép được chỉ định độ phẳng cho chính bề mặt, và độ vuông góc hoặc độ song song cho hướng so với chuẩn. Mặt bị vênh có thể gây lỏng hoặc rò rỉ sau khi siết bu lông.
Với chỗ lắp ổ trục và puli trên chi tiết quay, độ đảo vòng hoặc độ đảo toàn phần kiểm soát độ lắc khi chi tiết quay quanh trục chuẩn. Độ đảo dễ kiểm tra tại xưởng: đặt đồng hồ so lên bề mặt rồi quay chi tiết.
Thiết kế dung sai: chức năng, năng lực quá trình, kiểm tra
Dung sai chặt hơn không tự động có nghĩa là chất lượng tốt hơn. Dung sai chặt hơn mức cần thiết đẩy chi phí gia công và kiểm tra lên, còn dung sai lỏng gây lỗi lắp ráp hoặc hiệu năng kém. Thiết kế dung sai tốt cân bằng ba yếu tố: chức năng, năng lực quá trình và phương pháp kiểm tra.
- Chức năng. Nêu rõ vì sao phần tử cần độ chính xác đó, ví dụ khe hở với chi tiết ghép, độ lệch cho phép khi lắp, hoặc rung khi quay. Sau đó phân bổ dung sai kích thước và dung sai hình học cho phù hợp. Khi nhiều chi tiết xếp chồng, hãy tính chuỗi dung sai (tolerance stack-up) để xác nhận kết quả tổng hợp vẫn đáp ứng chức năng.
- Năng lực quá trình. Kiểm tra thiết bị và quy trình thực tế có giữ được dung sai ổn định không. Các chỉ số năng lực quá trình Cp và Cpk định lượng mức dư của dung sai so với biến động của quá trình. Nếu năng lực không đủ, hãy quyết định trước khi sản xuất hàng loạt là sửa bản vẽ hay đổi quá trình.
- Kiểm tra. Dung sai kích thước kiểm được bằng thước cặp và panme, nhưng dung sai hình học thường cần bàn máp và đồng hồ so, máy đo độ tròn hoặc máy đo tọa độ (CMM). Nếu chưa thống nhất cách gá chuẩn khi đo, cùng một chi tiết có thể đạt với người kiểm tra này nhưng hỏng với người khác. Hãy thống nhất với bộ phận chất lượng sẽ đo gì và đo thế nào ở kiểm tra đầu vào và kiểm tra trong quá trình trước khi phát hành bản vẽ.
Những lỗi thường gặp
- Đặt dung sai chặt cho mọi kích thước, làm tăng chi phí ở những phần tử không ảnh hưởng chức năng
- Thêm dung sai hình học nhưng không có chuẩn, nên không ai biết đo từ đâu
- Cho rằng dung sai kích thước cũng cố định hình dạng, rồi bỏ quên độ phẳng hoặc độ vuông góc
- Không ghi tiêu chuẩn và cấp dung sai chung vào khung tên, khiến các kích thước không có dung sai không có giới hạn rõ ràng
- Trao đổi bản vẽ với đối tác nước ngoài mà chưa thống nhất đọc theo ASME hay ISO
Với CAD 3D, ngày càng nhiều công ty gắn thông tin dung sai và chuẩn vào chính mô hình để bản vẽ và dữ liệu 3D nêu cùng một yêu cầu.
Danh sách kiểm tra: những điều cần xác nhận với phía Nhật
Trước khi báo giá, vẽ lại hoặc kiểm tra một chi tiết từ bản vẽ Nhật, những câu hỏi dưới đây giải quyết phần lớn vấn đề về dung sai. Hãy dùng danh sách này làm mẫu cho RFQ hoặc buổi trao đổi kỹ thuật đầu tiên.
| # | Cần kiểm tra | Vì sao quan trọng |
|---|---|---|
| 1 | Tiêu chuẩn và cấp dung sai chung nào được ghi (ví dụ JIS B 0405-m hoặc JIS B 0419-mK)? Nếu không có, kích thước không có dung sai áp dụng theo gì? | Cấp này quyết định giới hạn của phần lớn kích thước trên chi tiết |
| 2 | "-E" (yêu cầu bao) có nằm trong ghi chú dung sai chung không? | Nó thay đổi cách nghiệm thu từng phần tử kích thước đơn |
| 3 | Bản vẽ đọc theo JIS/ISO (độc lập) hay ASME Y14.5 (Rule #1)? Phiên bản nào? | Cùng một dung sai kích thước kiểm soát hình dạng khác nhau ở mỗi hệ thống |
| 4 | Nếu vẽ lại chi tiết theo ASME, phần tử nào cần thêm kiểm soát hình dạng hoặc ký hiệu độc lập để giữ nguyên ý đồ ban đầu? | Chép nguyên từng ghi chú không giữ được cùng yêu cầu |
| 5 | Dung sai chung giả định phương pháp gia công nào? Vật đúc hoặc chi tiết ép trên cùng bản vẽ có theo tiêu chuẩn dung sai chung khác không? | JIS B 0405 chỉ áp dụng cho chi tiết gia công cắt gọt và chi tiết tấm |
| 6 | Khách hàng vẫn dùng JIS B 0419 (H/K/L) hay đã chuyển sang ISO 22081? | ISO 2768-2 đã bị hủy năm 2021 |
| 7 | Mặt nào là chuẩn thứ nhất, thứ hai, thứ ba, và chi tiết sẽ được gá thế nào khi kiểm tra? | Nếu chưa thống nhất cách gá chuẩn, kết quả khác nhau tùy người kiểm tra |
| 8 | Phần tử nào quan trọng với chức năng (lắp ghép, nhóm lỗ, mặt tựa, chỗ lắp chi tiết quay)? | Cho biết nên tập trung nghiên cứu năng lực quá trình và kiểm tra ở đâu |
| 9 | Khách hàng dùng phương pháp và thiết bị kiểm tra nào để nghiệm thu (kích thước hai điểm, CMM, đo độ đảo)? | Kết quả của bạn cần khớp với kết quả của họ |
| 10 | Bản vẽ dùng thuật ngữ JIS mới (saizu kosa サイズ公差, zushi saizu 図示サイズ) hay cũ (sunpo kosa 寸法公差, kijun sunpo 基準寸法)? | Giúp nhận biết bản vẽ lập theo phiên bản tiêu chuẩn nào |
Giới hạn của bài viết này
- Các bảng ở đây được tổng hợp từ các trích đoạn tiêu chuẩn đã công bố. Để nghiệm thu theo hợp đồng, hãy dùng tài liệu JIS hoặc ISO chính thức ở phiên bản mà bản vẽ viện dẫn.
- Một số công ty thêm tiêu chuẩn bản vẽ riêng chồng lên JIS. Khi bản vẽ viện dẫn tiêu chuẩn của công ty, hãy xin bản sao.
- JIS B 0405 áp dụng cho chi tiết gia công cắt gọt và chi tiết tấm. Vật đúc và chi tiết nhựa ép có tiêu chuẩn dung sai chung riêng, bài này không đề cập.
- Phần so sánh với ASME chỉ nói về các quy tắc mặc định. ASME Y14.5 và các tiêu chuẩn ISO GPS còn khác nhau ở nhiều chi tiết khác, và cả hai đều được sửa đổi theo thời gian.
- Số hiệu TCVN tương ứng chưa được đối chiếu trong bài này (xem phần trên).
- Bài này không quyết định một bản vẽ cụ thể phải được đọc thế nào. Hợp đồng quy định ai sở hữu thiết kế và có quyền quyết định cuối cùng; khi còn nghi ngờ, hãy có cách diễn giải bằng văn bản trước khi sản xuất.
Tóm tắt
- "JIS B 0405-m" trong khung tên cho cùng dung sai chung với "ISO 2768-m"; ví dụ ±0,3 cho kích thước trên 30 đến 120 mm
- Dung sai kích thước quy định kích thước; dung sai hình học quy định hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo
- JIS B 0405 và JIS B 0419 bù vào chỗ bản vẽ không có dung sai riêng
- JIS và ISO theo nguyên tắc độc lập, nên riêng dung sai kích thước không ngăn được cong hay vênh. ASME Rule #1 theo mặc định thì ngược lại
- Phần tử lắp ghép dùng dung sai kích thước với Ⓔ, nhóm lỗ dùng độ vị trí, phần tử tựa hoặc quay dùng độ phẳng hoặc độ đảo
- Đặt dung sai bằng cách cân bằng chức năng, năng lực quá trình và phương pháp kiểm tra
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
JIS B 0405 có giống ISO 2768-1 không?
Giống về nội dung kỹ thuật. JIS B 0405:1991 được soạn bằng cách dịch ISO 2768-1:1989 mà không thay đổi nội dung kỹ thuật, nên giá trị dung sai của từng cấp trùng nhau. Chỉ khác cách ghi: "JIS B 0405-m" trên bản vẽ JIS, "ISO 2768-m" trên bản vẽ ISO.
JIS B 0405-m cho dung sai bao nhiêu với kích thước 50 mm?
±0,3 mm. Kích thước 50 mm thuộc khoảng "trên 30 đến 120", và cấp m (trung bình) cho phép ±0,3 ở đó, nên 49,7–50,3 mm là đạt. Cấp f (chính xác) chỉ cho phép ±0,15.
"JIS B 0419-mK" trên bản vẽ nghĩa là gì?
Nó áp dụng đồng thời hai bộ dung sai chung: cấp m của JIS B 0405 cho kích thước dài và kích thước góc, và cấp K của JIS B 0419 cho các đặc tính hình học như độ phẳng và độ vuông góc. Thêm "-E" (JIS B 0419-mK-E) còn áp dụng yêu cầu bao cho từng phần tử kích thước đơn.
Rule #1 có áp dụng cho bản vẽ Nhật không?
Không, không phải mặc định. Bản vẽ Nhật theo JIS B 0024, dựa trên ISO 8015, trong đó kích thước và hình dạng độc lập. Để có tác dụng bao như Rule #1, bản vẽ phải ghi Ⓔ trên kích thước hoặc "-E" trong ghi chú dung sai chung. Hãy xác nhận với phía Nhật nếu bạn định vẽ lại chi tiết theo ASME Y14.5.
Tiêu chuẩn ISO nào tương ứng với JIS B 0021 về dung sai hình học?
ISO 1101. JIS B 0021:1998 được dịch từ ISO/DIS 1101 (1996) mà không thay đổi kỹ thuật. Chuẩn được quy định trong JIS B 0022, có tiêu chuẩn quốc tế tương ứng là ISO 5459.
Nguồn tham khảo
- Dung sai chung: JIS B 0405:1991 General tolerances – Part 1; Miki Pulley, General tolerances (trích JIS B 0405 / JIS B 0419, tiếng Nhật); Wevolver, ISO 2768 general tolerances: tables, classes, and current status
- Dung sai hình học chung: JIS B 0419:1991 General tolerances – Part 2; SIS, SS-ISO 2768-2 (đã hủy, thay bằng ISO 22081)
- Dung sai hình học: JIS B 0021:1998 Geometrical Product Specifications (GPS) – Geometrical tolerancing
- Chuẩn: JIS B 0022:1984 Datums and datum-systems for geometrical tolerances
- Nguyên tắc độc lập: JIS B 0024:2019 Geometrical product specifications (GPS) – Fundamentals
- Dung sai kích thước và yêu cầu bao: JIS B 0420-1:2016 Dimensional tolerancing – Part 1: Linear sizes
- Lắp ghép: JIS B 0401-1:2016 Basis of tolerances, deviations and fits
- Mặc định của ASME và ISO: Keyence, International industrial standards and GD&T; GD&T Basics, A Comparison of GD&T Standards: ISO GPS vs. ASME Y14.5
Bài gốc tiếng NhậtHướng dẫn này được biên soạn từ một bài viết của MONOSCOPE dành cho độc giả tại Nhật: 寸法公差と幾何公差の違い｜図面での使い分けと公差設計の基本
Về biên tập viên
Biên tập viên MONOSCOPEFOUNDER & EDITORKhoảng mười năm làm việc tại một nhà sản xuất thiết bị nhà máy và một công ty kỹ thuật nhà máy, phụ trách đề xuất, thiết kế và chạy thử thiết bị, sau đó chuyển sang tiếp thị trực tuyến. Hiện là tư vấn web cho các nhà sản xuất B2B, giúp họ trình bày rõ sản phẩm và công nghệ. Có chứng chỉ quốc gia Nhật Bản về Quản lý năng lượng (Energy Manager) và Kỹ sư điện trưởng hạng ba.
Viết blog kỹ thuật từ năm 2017 (hơn 500 bài) và có kênh YouTube tiếng Nhật với khoảng 20.000 người đăng ký. Mỗi hướng dẫn được viết từ góc nhìn hiện trường Nhật Bản và đối chiếu với các tiêu chuẩn được trích dẫn.
