Dung sai kích thước là khoảng chênh cho phép giữa kích thước lớn nhất và nhỏ nhất mà một chi tiết vẫn được coi là đạt. Không máy nào làm ra hai chi tiết giống hệt nhau đến từng micromet, nên người thiết kế không ghi một con số duy nhất mà ghi một vùng: chi tiết rơi vào vùng đó là dùng được, lọt ra ngoài là phế phẩm hoặc phải sửa. Toàn bộ nghề gia công chính xác xoay quanh việc hiểu vùng đó rộng bao nhiêu, nằm ở đâu so với kích thước danh nghĩa, và máy của mình có đủ sức đưa chi tiết vào đó không.
Bài này đi từ khái niệm đến cách đọc một ký hiệu như Ø25 H7 thành hai con số cụ thể trên phiếu đo, rồi bàn cách dùng trợ lý AI để tra và tính nháp. AI làm việc này nhanh, nhưng cũng là nơi nó hay bịa số nhất, nên phần cuối dành cho bước kiểm.
Năm khái niệm phải phân biệt trước khi đọc bất kỳ bản vẽ nào
Kích thước danh nghĩa. Là con số tròn người thiết kế chọn, ví dụ 25 mm cho đường kính một trục. Nó là mốc để tính, không phải kích thước bạn phải làm ra chính xác. Một trục danh nghĩa 25 mm có thể được phép nằm trong khoảng 24,980 đến 24,993 mm, tức là không bao giờ đúng 25,000.
Sai lệch trên và sai lệch dưới. Là khoảng cách đại số từ kích thước danh nghĩa đến giới hạn lớn nhất và giới hạn nhỏ nhất. Sai lệch có thể dương, âm hoặc bằng không. Trên bản vẽ, nhiều xưởng quen ghi thẳng dạng 25 cộng 0,021 trừ 0, có nơi ghi ký hiệu chữ và số, có nơi ghi cả hai.
Kích thước giới hạn. Là hai con số thợ thật sự cần: lớn nhất và nhỏ nhất. Lấy danh nghĩa cộng sai lệch trên ra giới hạn lớn nhất, cộng sai lệch dưới ra giới hạn nhỏ nhất. Phiếu đo nên ghi thẳng hai số này để người đứng máy khỏi phải tính lại giữa ca.
Dung sai. Là hiệu của hai kích thước giới hạn, luôn là số dương. Dung sai không cho biết vùng nằm ở đâu, chỉ cho biết vùng rộng bao nhiêu. Hai chi tiết cùng dung sai 0,021 mm có thể một cái nằm trên danh nghĩa, một cái nằm dưới.
Kích thước thực. Là con số đo được trên chi tiết bằng dụng cụ đo cụ thể, ở nhiệt độ cụ thể. Nó luôn mang theo sai số của phép đo, vì vậy một chi tiết đo ra sát mép giới hạn chưa chắc đã đạt thật. Chuyện này có bài riêng về sai số đo trong cùng danh mục.
Cấp chính xác IT: con số sau chữ cái nói lên độ rộng của vùng
Trong hệ ISO 286 mà tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng cũng theo, độ rộng vùng dung sai được chia thành các cấp gọi là IT, từ IT01, IT0, IT1 cho đến IT18. Số càng nhỏ, vùng càng hẹp, chi tiết càng khó làm. Điểm hay bị bỏ qua là cùng một cấp IT nhưng kích thước danh nghĩa càng lớn thì dung sai tính bằng micromet càng lớn: làm một trục đường kính 200 mm đạt IT7 cho phép chênh nhiều micromet hơn một trục 20 mm cũng IT7, vì sai số gia công và đo đều tăng theo kích thước.
Vì vậy bảng dung sai luôn có hai chiều: cột là cấp IT, hàng là khoảng kích thước danh nghĩa, ví dụ trên 18 đến 30 mm, trên 30 đến 50 mm. Muốn biết IT7 của Ø25 là bao nhiêu, bạn tìm hàng chứa 25 rồi dóng sang cột IT7. Theo bảng ISO 286, hàng trên 18 đến 30 mm có IT6 là 13 µm, IT7 là 21 µm, IT8 là 33 µm. Những con số này dùng làm ví dụ xuyên suốt bài; khi làm thật, bạn tra lại trên bản tiêu chuẩn hoặc sổ tay mình đang giữ.
Về cảm giác nghề, sổ tay công nghệ thường xếp các cấp IT theo phương pháp gia công kinh tế: tiện thô ở các cấp lớn, tiện tinh và phay tinh khoảng IT7 đến IT9, mài thường đạt IT6 hoặc IT5 khi máy và đồ gá tốt, còn mài khôn, mài nghiền đi xuống thấp hơn nữa. Đây là định hướng chung chứ không phải cam kết của máy cụ thể. Một máy tiện cũ rơ trục chính có thể không giữ nổi IT8 ổn định, trong khi một máy CNC mới với dao tốt giữ IT7 cả ngày.
Chữ cái trong ký hiệu: vị trí của vùng so với danh nghĩa
Nếu số IT cho biết vùng rộng bao nhiêu, thì chữ cái cho biết vùng đặt ở đâu. Quy ước quan trọng nhất: chữ in hoa dùng cho lỗ, chữ thường dùng cho trục. Bảng dưới tóm tắt ý nghĩa các nhóm chữ hay gặp ở xưởng.
| Nhóm chữ | Với lỗ (chữ hoa) | Với trục (chữ thường) | Hay gặp ở đâu |
|---|---|---|---|
| H / h | Sai lệch dưới bằng 0, vùng nằm trên danh nghĩa | Sai lệch trên bằng 0, vùng nằm dưới danh nghĩa | Lỗ lắp ổ, lỗ bạc, trục tiêu chuẩn, chốt |
| A đến G / a đến g | Vùng nằm hẳn trên danh nghĩa, lỗ rộng ra | Vùng nằm hẳn dưới danh nghĩa, trục nhỏ đi | Lắp có khe hở để quay, trượt |
| JS / js | Vùng chia đều hai phía danh nghĩa | Vùng chia đều hai phía danh nghĩa | Lắp định vị, chi tiết cần đối xứng |
| K, M, N / k, m, n | Vùng sát hoặc dưới danh nghĩa | Vùng sát hoặc trên danh nghĩa | Lắp trung gian, ổ lăn, bánh răng có then |
| P đến ZC / p đến zc | Vùng nằm hẳn dưới danh nghĩa | Vùng nằm hẳn trên danh nghĩa | Lắp chặt, ép nóng, ép nguội |
Ghép chữ với số ta có ký hiệu đầy đủ: H7 là lỗ có sai lệch dưới bằng 0 và độ rộng vùng theo IT7. Với Ø25 H7, sai lệch dưới là 0, sai lệch trên là 0 cộng 21 µm, nên lỗ được phép từ 25,000 đến 25,021 mm. Tương tự Ø25 h6 là trục từ 24,987 đến 25,000 mm. Ký hiệu g6 cho trục thì vùng nằm dưới danh nghĩa một khoảng gọi là sai lệch cơ bản; với hàng 18 đến 30 mm, bảng ghi sai lệch cơ bản của g là âm 7 µm, nên Ø25 g6 là 24,980 đến 24,993 mm.
Đổi một ký hiệu thành hai con số trên phiếu đo
Quy trình dưới đây áp dụng cho mọi ký hiệu dạng chữ cộng số. Làm tay vài lần cho quen, sau đó mới giao phần tra cho AI, vì lúc đó bạn đủ khả năng phát hiện khi nó tra sai.
- Đọc kích thước danh nghĩa, xác định là lỗ hay trục qua chữ hoa hoặc chữ thường. Nhiều bản vẽ scan mờ làm chữ G hoa và g thường trông giống nhau, gặp trường hợp này phải nhìn vào hình vẽ xem đó là bề mặt trong hay bề mặt ngoài.
- Tìm hàng khoảng kích thước chứa con số danh nghĩa. Lưu ý giới hạn khoảng: bảng thường ghi trên 18 đến 30, tức là 18 thuộc hàng trước, 30 thuộc hàng này.
- Tra giá trị IT theo số trong ký hiệu, đó là độ rộng vùng.
- Tra sai lệch cơ bản theo chữ cái. Với H và h thì sai lệch cơ bản bằng 0, không cần tra. Với các chữ khác, bảng sai lệch cơ bản là một bảng riêng, đừng nhầm với bảng IT.
- Tính sai lệch còn lại: nếu sai lệch cơ bản là sai lệch dưới thì sai lệch trên bằng nó cộng IT, nếu là sai lệch trên thì sai lệch dưới bằng nó trừ IT.
- Cộng vào danh nghĩa để ra hai kích thước giới hạn, ghi lên phiếu đo với số chữ số thập phân hợp với dụng cụ đo sẽ dùng.
- Đối chiếu lại một lần với bảng tra sẵn kích thước giới hạn nếu sổ tay của bạn có, vì nhiều sổ tay in luôn bảng sai lệch hoàn chỉnh cho các vùng hay dùng như H7, h6, g6, k6.
Bước 3 và 4 là chỗ người mới hay sai nhất: lấy nhầm cột, nhầm hàng, hoặc lấy sai lệch cơ bản của lỗ đem dùng cho trục. Với vài chữ cái như J, K, M, N ở cấp chính xác cao, tiêu chuẩn còn có một số hiệu chỉnh nhỏ cho sai lệch của lỗ, nên tra bảng sai lệch hoàn chỉnh an toàn hơn tự tính từ quy tắc.
Nhờ AI tra và tính nháp: dùng được, nhưng phải có hàng rào
Trợ lý AI như ChatGPT, Claude, Gemini hay Copilot trả lời rất trôi các câu kiểu "Ø40 H7 là bao nhiêu". Vấn đề là mô hình ngôn ngữ không tra bảng thật, nó đoán con số có vẻ hợp lý dựa trên những gì đã đọc. Với các vùng phổ biến như H7 ở kích thước tròn, kết quả thường đúng; với khoảng kích thước lạ, chữ cái ít dùng hoặc cấp IT cao, nó có thể đưa ra con số sai vài micromet mà giọng văn vẫn chắc nịch. Vài micromet đủ biến một lắp ghép trung gian thành lắp lỏng.
Cách dùng hợp lý là để AI làm phần cơ học, còn số gốc do bạn cung cấp. Ví dụ câu lệnh: "Mình có kích thước danh nghĩa 40 mm, vùng dung sai trục k6. Theo bảng mình đang có, IT6 của khoảng 30 đến 50 mm là 16 µm và sai lệch cơ bản của k là cộng 2 µm. Hãy tính sai lệch trên, sai lệch dưới, hai kích thước giới hạn, trình bày từng bước để mình soát." Khi số đầu vào do bạn đưa, AI chỉ còn làm phép cộng trừ và trình bày, phần dễ kiểm.
Nếu muốn AI giúp tra luôn, hãy yêu cầu nó nói rõ nguồn và khoảng kích thước nó dùng, rồi đem đối chiếu với sổ tay. Một mẹo khác là hỏi cùng một câu theo hai cách, ví dụ hỏi sai lệch của Ø40 k6 rồi hỏi kích thước giới hạn của trục 40 k6; hai câu trả lời vênh nhau là dấu hiệu nó đang đoán. Khi gửi ảnh bản vẽ cho AI đọc ký hiệu, nhớ che khung tên, tên khách hàng, mã hàng và logo trước, vì bản vẽ của khách là tài liệu bí mật kinh doanh của họ.
Dung sai chặt hơn mức cần là tiền bỏ đi
Ở xưởng, chuyện thường gặp không phải bản vẽ thiếu dung sai mà là dung sai ghi chặt theo thói quen. Một mặt không lắp với gì vẫn ghi cộng trừ 0,01 mm, một lỗ bắt bu lông thông thường vẫn ghi H7. Mỗi bậc IT chặt hơn thường kéo theo thêm một nguyên công, đổi phương pháp từ tiện sang mài, hoặc đo bằng dụng cụ chính xác hơn, và tỷ lệ phế phẩm tăng. Người thợ đọc thấy dung sai bất hợp lý nên hỏi lại người thiết kế thay vì cố làm cho bằng được.
Ngược lại, có những chỗ ghi dung sai chung theo bảng ở góc bản vẽ, nhưng lại là bề mặt lắp ghép quan trọng mà người vẽ quên ghi riêng. Đọc bản vẽ, bạn nên khoanh những mặt có tiếp xúc với chi tiết khác, xem đã có ký hiệu riêng chưa. Phần ký hiệu dung sai chung và cách trình bày trên bản vẽ được nói kỹ ở danh mục bản vẽ kỹ thuật của trang; ở đây chỉ lưu ý từ góc người làm ra chi tiết.
Một thói quen tốt cho xưởng nhỏ là lập một bảng nội bộ các vùng dung sai hay dùng, đã tra sẵn kích thước giới hạn cho những đường kính xưởng hay làm, in ra dán cạnh máy. Bảng do người có kinh nghiệm soát một lần, có ngày soát và chữ ký. Khi đó AI chỉ cần dùng cho các trường hợp ngoài bảng, và kết quả của nó luôn có chỗ để đối chiếu.
Câu hỏi thường gặp
Dung sai và sai lệch khác nhau thế nào?
Sai lệch là khoảng cách có dấu từ kích thước danh nghĩa đến từng giới hạn, có thể âm, dương hoặc bằng không. Dung sai là hiệu giữa giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất, luôn dương. Hai chi tiết có thể cùng dung sai nhưng sai lệch khác nhau hoàn toàn, nên chỉ biết dung sai là chưa đủ để gia công.
Vì sao chữ hoa dùng cho lỗ còn chữ thường dùng cho trục?
Đó là quy ước của hệ ISO để một ký hiệu như H7/g6 đọc là biết ngay vế nào là lỗ, vế nào là trục. Ở đây "lỗ" và "trục" hiểu rộng: mọi bề mặt bao bên ngoài như rãnh, lỗ vuông đều tính là lỗ; mọi bề mặt bị bao như then, gờ đều tính là trục.
Có thể tin con số dung sai do AI trả lời không?
Chỉ nên coi là bản nháp. Mô hình ngôn ngữ không tra bảng thật mà đoán theo những gì đã học, nên có thể lệch vài micromet ở khoảng kích thước ít gặp. Cách an toàn là tự đưa số IT và sai lệch cơ bản từ sổ tay vào, để AI chỉ tính và trình bày.
Máy tiện thường đạt được cấp IT mấy?
Sổ tay công nghệ thường xếp tiện tinh vào khoảng IT7 đến IT9, nhưng con số thật phụ thuộc tình trạng máy, dao, đồ gá, vật liệu và tay nghề. Cách biết chắc là gia công thử một loạt nhỏ, đo và ghi lại độ phân tán của chính máy mình.
Kích thước nằm đúng mép giới hạn thì có đạt không?
Về định nghĩa thì giới hạn vẫn nằm trong vùng cho phép, nhưng mọi phép đo đều có sai số. Một chi tiết đo ra đúng mép có thể thật ra đã vượt. Nhiều xưởng tự đặt vùng mục tiêu hẹp hơn dung sai một chút để chừa chỗ cho sai số đo và mòn dao.
Bảng dung sai trong sổ tay cũ còn dùng được không?
Phần lớn giá trị IT và sai lệch cơ bản ổn định qua nhiều phiên bản tiêu chuẩn, nhưng cách trình bày và vài chi tiết có thể đã được sửa. Nếu làm hàng cho khách nước ngoài, nên đối chiếu với phiên bản tiêu chuẩn mà bản vẽ của khách tham chiếu.