Hiệu chuẩn dụng cụ là một bước cơ bản để đảm bảo độ chính xác khi gia công và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và sản xuất
hiệu quả. Cơ chế cốt lõi mà hiệu chuẩn dụng cụ tác động đến độ chính xác khi gia công được thể hiện ở các khía cạnh
như truyền sai số đo, kiểm soát thông số quy trình và độ chính xác của kiểm tra chất lượng.
Theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001 về thông số kỹ thuật kỹ thuật đo lường, chu kỳ hiệu chuẩn cho việc đo lường
thiết bị thường là 6 đến 12 tháng và đối với dụng cụ chính xác là 3 đến 6 tháng. Độ không đảm bảo đo của dụng cụ
nên được kiểm soát trong khoảng 1/10 đến 1/3 dung sai của phôi được đo, có nghĩa là phép đo
độ chính xác phải cao hơn ít nhất ba lần so với độ chính xác gia công.
Độ chính xác hiệu chuẩn củathước cặplà ±0,02mm, phù hợp với các bộ phận có cấp dung sai IT7-IT12;
độ chính xác hiệu chuẩn của tấclà ±0,002mm, phù hợp với cấp dung sai IT5-IT8;
và độ chính xác hiệu chuẩn của đồng hồ solà ±0,001mm, được sử dụng để kiểm tra cấp dung sai IT4-IT6.
I. Cơ chế truyền sai số đo lên độ chính xác gia công
1. Sai số hệ thống là yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Độ trôi điểm không của dụng cụ đo dẫn đến
độ lệch kích thước tích lũy. Ví dụ, sai số điểm không 0,005mm trong thước đo micrô sẽ gây ra cùng một
độ lệch trong tất cả các kết quả đo, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác kích thước của phôi.
2. Sai số ngẫu nhiên ảnh hưởng đến độ lặp lại của phép đo và sự ổn định của quá trình gia công. Sai số ngẫu nhiên
do mài mòn của dụng cụ đo sẽ dẫn đến sự phân tán trong kết quả đo, tăng độ lệch chuẩn,
và tác động đến chỉ số năng lực quy trình Cpk. Độ nhám bề mặt có ảnh hưởng đáng kể đến tiếp xúc
phép đo, và khi bề mặt được đo có giá trị Ra là 3,2 μm, độ không đảm bảo đo
tăng 50%.
Sai số của con người do sự khác biệt về kỹ năng của người vận hành có thể khác nhau từ 0,005 - 0,02 mm giữa công nhân lành nghề
và người mới. Sai số ngẫu nhiên do các yếu tố bên ngoài như rung động môi trường và nhiễu loạn luồng không khí
cần được giảm bằng cách lấy trung bình của nhiều phép đo. Việc kiểm soát sai số ngẫu nhiên yêu cầu
việc thiết lập các quy trình vận hành tiêu chuẩn, tiêu chuẩn hóa các phương pháp đo, đào tạo thường xuyên,
và việc tạo ra một môi trường đo ổn định.
3. Đánh giá độ không đảm bảo là một phương pháp khoa học để phân tích lỗi. Độ không đảm bảo loại A thu được thông qua thống kê
phân tích và phản ánh độ lặp lại của phép đo. Độ không đảm bảo loại B có nguồn gốc từ chứng chỉ hiệu chuẩn của
thiết bị tiêu chuẩn, các chỉ số kỹ thuật của dụng cụ đo, v.v., và phản ánh các sai lệch hệ thống.
Độ không đảm bảo tiêu chuẩn kết hợp thu được bằng cách kết hợp từng thành phần theo phương pháp căn và,
và độ không đảm bảo mở rộng được lấy làm hệ số mở rộng k = 2 tương ứng với độ tin cậy
xác suất 95%. Việc xác minh khả năng đo được thực hiện bằng cách so sánh với các tiêu chuẩn cao hơn để
xác nhận rằng hệ thống đo đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác.
II. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp hiệu chuẩn dụng cụ đo chính xác
1. Việc hiệu chuẩn các dụng cụ đo chiều dài áp dụng hệ thống truy xuất nguồn gốc từng bước. Bước sóng laser
phục vụ như tham chiếu chiều dài, với độ chính xác cấp 10⁻⁹. Độ chính xác của các khối đo hạng nhất
là ±0,05 μm, được sử dụng để hiệu chuẩn các dụng cụ đo chính xác và thiết bị đo.
Các khối đo làm việc có độ chính xác ±0,1 - 0,5 μm, được sử dụng để hiệu chuẩn thông thường
dụng cụ đo. Việchiệu chuẩn thước cặpsử dụng kết hợp các khối đo tiêu chuẩn để phát hiện
lỗi chỉ báo tại mỗi điểm đo.
Việchiệu chuẩn thước đo micrôcần kiểm tra điểm không, lỗi chỉ báo và các thông số lực đo.
Lực đo tiêu chuẩn là 5 - 10 N. Môi trường hiệu chuẩn yêu cầu nhiệt độ 20 ± 1℃,
độ ẩm tương đối 45% - 65% và không có nhiễu rung. Chứng chỉ hiệu chuẩn phải cung cấp sửa chữa
giá trị và độ không đảm bảo đo. Trong thời hạn hiệu lực của chứng chỉ,cần sửa chữa khi sử dụng nó.
2. Hiệu chuẩn dụng cụ đo góc dựa trên việc chuyển đổi tham chiếu góc.
Lăng kính đa mặt phục vụ như tham chiếu góc, với độ chính xác lên đến 0,1 giây cung. Việc hiệu chuẩn
của thước sin sử dụng thước đo tiêu chuẩn kết hợp để kiểm tra độ chính xác của việc thiết lập góc. Việc hiệu chuẩn
của thước đo góc vạn năng yêu cầu kiểm tra các lỗi chỉ báo ở mỗi vị trí góc, với yêu cầu độ chính xác
từ ±2' đến ±5'. Việc hiệu chuẩn dụng cụ đo mức kiểm tra độ nhạy và lỗi chỉ báo, với độ chính xác
từ 0,01 -0,1 mm/m.
3. Việc hiệu chuẩn các dụng cụ đo hình dạng liên quan đến các thông số hình học phức tạp. Hiệu chuẩn độ thẳng
sử dụng giao thoa kế laser hoặc đường dẫn chính xác để đo độ lệch của độ thẳng tham chiếu.
Hiệu chuẩn độ phẳng sử dụng máy đo ba tọa độ hoặc dụng cụ độ phẳng laser để thiết lập
tham chiếu độ phẳng.
III. Ứng dụng của dụng cụ đo và đảm bảo độ chính xác trong quá trình gia công
1. Việc lựa chọn dụng cụ đo giữa các quy trình ảnh hưởng trực tiếp đến việc kiểm soát chất lượng của quá trình gia công.
Trong giai đoạn gia công thô, các dụng cụ đo thông thường như thước thép và thước cặp được sử dụng,
với các yêu cầu về độ chính xác tương đối thấp và trọng tâm là kiểm soát các kích thước còn lại. Đối với bán thành
gia công, các dụng cụ đo chính xác như thước đo micrô và đồng hồ so được sử dụng để theo dõi
sự thay đổi xu hướng kích thước. Trong giai đoạn gia công tinh, các dụng cụ đo có độ chính xác cao như máy đo khoảng cách laser
và máy đo ba tọa độ được sử dụng để đảm bảo độ chính xác kích thước cuối cùng. Phép đo trực tuyến
công nghệ tích hợp các hệ thống đầu dò để đạt được khả năng phát hiện tự động trong quá trình gia công, với độ chính xác
là ±0,001 - 0,005mm. Việc hiệu chuẩn đầu dò của máy công cụ sử dụng các quả bóng tiêu chuẩn hoặc khối đo để thiết lập
một mối quan hệ chính xác giữa đầu dò và hệ tọa độ máy công cụ. Phép đo tự động
hệ thống có thể bù đắp các lỗi gia công, do đó cải thiện độ chính xác và hiệu quả gia công.
2. Thiết lập dụng cụ và độ chính xác căn chỉnh ảnh hưởng đến kích thước gia công. Độ chính xác của việc căn chỉnh dụng cụ
dụng cụ là ±0,002 - 0,005mm, được sử dụng để cài đặt trước chiều dài và đường kính của dụng cụ. Việc căn chỉnh laser
dụng cụ có độ chính xác ±0,001 - 0,003mm, cho phép bù dụng cụ có độ chính xác cao. Đầu dò tiếp xúc
căn chỉnh có độ chính xác ±0,0005 - 0,002mm, phù hợp với gia công chính xác. Căn chỉnh quang học không tiếp xúc
hệ thống tránh hao mòn dụng cụ và có độ chính xác ±0,001 - 0,005mm. Hệ thống giám sát dụng cụ phát hiện hao mòn dụng cụ trong
thời gian thực và tự động bù đắp các sai lệch kích thước. Chức năng phát hiện hư hỏng ngăn ngừa tai nạn chất lượng,
và cảm biến phát xạ âm thanh theo dõi tình trạng dụng cụ. Hệ thống quản lý tuổi thọ dụng cụ tối ưu hóa dụng cụ
thời gian thay đổi và đảm bảo độ chính xác gia công nhất quán.
3. Độ chính xác định vị của đồ gá là một khía cạnh quan trọng để đảm bảo độ chính xác gia công.
Các lỗ chốt định vị của đồ gá có độ chính xác H7 và khe hở được kiểm soát trong khoảng 0,005 - 0,015mm.
Độ phẳng của bề mặt tham chiếu định vị là 0,005 - 0,02mm, đảm bảo sự ổn định của việc định vị phôi.
Lực kẹp được kiểm soát trong một phạm vi hợp lý để tránh biến dạng của phôi và tác động của nó
về độ chính xác. Các dụng cụ kiểm tra đồ gá bao gồm khối đo, thước đo vòng, nền tảng, hộp vuông,
và các thiết bị chuyên dụng khác.
