Máy Tính Lỗ Khoét - Tìm Kích Thước Lỗ Hoàn Hảo cho Vít & Bu Lông

Máy tính lỗ thông cho vít và bu lông

Lỗ thông là lỗ được khoan lớn hơn một chút so với vít hoặc bu lông để chi tiết liên kết có thể đi qua tự do mà ren không chạm vào thành lỗ. Máy tính lỗ thông tra đường kính lỗ phù hợp với kích thước vít hoặc bu lông dựa trên các bảng kỹ thuật tiêu chuẩn, thay vì ước đoán.

Lỗ thông là gì?

Lỗ dành cho chi tiết liên kết có ba loại cơ bản.

• Lỗ ren có các ren được tạo bên trong. Vít ăn khớp với các ren đó, nhờ vậy hai chi tiết thực sự được giữ lại với nhau.
• Lỗ thông không có ren. Lỗ được tạo rộng hơn vít hoặc bu lông để chúng trượt qua mà không bị cản trở, sau đó ăn ren vào lỗ ren hoặc đai ốc ở phía bên kia.
• Lỗ lắp dôi nhỏ hơn chi tiết liên kết. Chi tiết phải được ép hoặc cưỡng bức lắp vào đó.

Lỗ thông quá nhỏ có thể khiến ren cắt vào thành lỗ hoặc khiến chi tiết liên kết hoàn toàn không thể đi qua. Lỗ quá lớn cho phép chi tiết liên kết lệch khỏi vị trí và làm thu hẹp diện tích phẳng bên dưới đầu bu lông hoặc vòng đệm, nơi chịu lực kẹp.

Lỗ thông cũng tạo khoảng bù cho những sai lệch nhỏ giữa các chi tiết, cho phép cụm lắp dịch chuyển nhẹ khi vật liệu giãn nở hoặc co lại theo nhiệt độ, đồng thời giảm nguy cơ gỗ bị tách hoặc nhựa bị nứt gần lỗ.

Công thức tính lỗ thông

Kích thước lỗ thông không được xác định bằng một công thức đơn giản duy nhất. Các tổ chức tiêu chuẩn công bố bảng độ hở, trong đó độ hở tăng khi vít lớn hơn. Máy tính này sử dụng các giá trị lắp bình thường theo ISO 273 (chi tiết liên kết hệ mét) và ASME B18.2.8 (chi tiết liên kết hệ inch), là những bảng được dùng phổ biến nhất trong sản xuất nói chung, gia công gỗ và chế tạo.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{dung sai (theo bảng tiêu chuẩn)}$

Đối với vít hệ mét, dung sai nằm trong khoảng từ 0,4 mm đối với vít M2 đến 2,0 mm đối với vít M20 hoặc M24 — đây không phải là một giá trị cố định hay một tỷ lệ phần trăm duy nhất. Vít kích thước inch tuân theo bảng riêng trong ASME B18.2.8, với dung sai cũng tăng theo từng bậc khi vít lớn hơn.

Ví dụ minh họa

Vít M6 có đường kính danh nghĩa là 6,0 mm. Lỗ thông lắp bình thường của nó là 6,6 mm — dung sai là 0,6 mm. Mũi khoan 6,6 mm hoặc 6,5 mm là lựa chọn tiêu chuẩn; mũi 6 mm thông thường sẽ quá chặt.

Kích thước lỗ thông hệ mét

Kích thước lỗ thông cho vít cỡ số của Mỹ

ASME B18.2.8 liệt kê các lỗ thông lắp bình thường cho vít máy đánh số từ #0 đến #10, bỏ qua #7 và #9 (những kích thước không phổ biến đối với vít máy). Tiêu chuẩn không quy định hàng lắp bình thường cho #12, nên không cung cấp kích thước đó.

Ví dụ minh họa

Vít #8 có đường kính 0,164 in. Lỗ thông lắp bình thường của nó là 0,196 in, được tạo bằng mũi khoan số 9 tiêu chuẩn. Một số bảng tra mũi khoan liệt kê giá trị nhỏ hơn là 0,177 in cho vít #8. Con số đó xuất phát từ một hệ thống "lắp tự do" khác, chặt hơn, dựa trên các mũi khoan đánh số, chứ không phải từ bảng lắp bình thường ASME B18.2.8 mà máy tính này sử dụng. Trộn lẫn hai hệ thống có thể khiến vít bị kẹt trong lỗ.

Kích thước lỗ thông cho vít phân số của Mỹ

ASME B18.2.8 không quy định hàng lắp bình thường cho 9/16", nên không cung cấp kích thước đó.

Ví dụ minh họa

Bu lông 1/4 inch có đường kính 0,250 in. Lỗ thông lắp bình thường của nó là 0,281 in, tương ứng với mũi khoan tiêu chuẩn 9/32 inch. Đây là dung sai khoảng 1/32 in, chứ không phải 1/16 in như một số quy tắc kinh nghiệm đề xuất.

Máy tính chuyển mọi kết quả theo inch sang milimét để hiển thị, vì 1 in chính xác bằng 25,4 mm.

Lắp khít, lắp bình thường và lắp lỏng

Tiêu chuẩn quy định nhiều hơn một cấp lỗ thông. Lắp khít sử dụng độ hở nhỏ nhất và giữ các chi tiết thẳng hàng chính xác nhất có thể, nhưng lắp ráp chậm hơn. Lắp lỏng sử dụng độ hở lớn hơn, tạo thêm khoảng trống để điều chỉnh sai lệch hoặc bù giãn nở nhiệt, nhưng mối ghép kém khít hơn. Máy tính này chỉ tạo lỗ lắp bình thường, là lựa chọn trung gian được dùng cho hầu hết công việc lắp ráp thông dụng trong gia công gỗ, gia công kim loại và chế tạo máy.

Cách sử dụng máy tính lỗ thông

1. Chọn loại chi tiết liên kết trong trình đơn thả xuống: hệ mét (M2–M24), vít đánh số của Mỹ (#0–#10) hoặc vít phân số của Mỹ (1/4"–1").
2. Đọc đường kính vít và kích thước lỗ thông được khuyến nghị, cả hai đều hiển thị theo milimét.
3. Kiểm tra hình minh họa, trong đó vít và lỗ thông được vẽ theo đúng tỷ lệ để dễ nhìn thấy khe hở giữa chúng.
4. Sao chép kết quả để dán vào bản vẽ, danh sách cắt hoặc phần ghi chú.

Các câu hỏi thường gặp

Lỗ thông và lỗ ren có điểm gì khác nhau?

Lỗ thông không có ren và cho phép chi tiết liên kết đi qua tự do. Lỗ ren có các ren được tạo bên trong để ăn khớp với chi tiết liên kết và giữ mối ghép với nhau. Trong một mối ghép bu lông điển hình, lỗ thông nằm trong chi tiết được gắn, còn lỗ ren (hoặc đai ốc) nằm trong chi tiết mà nó được gắn vào.

Lỗ thông nên lớn hơn vít bao nhiêu?

Điều đó phụ thuộc vào kích thước vít. Đối với vít hệ mét, độ hở nằm trong khoảng từ 0,4 mm ở các kích thước nhỏ nhất đến 2,0 mm ở các kích thước lớn nhất, theo bảng lắp bình thường. Đối với vít kích thước inch, ASME B18.2.8 quy định độ hở riêng cho từng kích thước, cũng tăng theo từng bậc thay vì theo một phần cố định. Không có tỷ lệ phần trăm duy nhất áp dụng cho mọi chi tiết liên kết.

Nên dùng mũi khoan nào cho lỗ thông?

Dùng đúng kích thước nếu có mũi khoan tương ứng. Nếu không, hãy chọn kích thước lớn hơn kế tiếp thay vì nhỏ hơn — lỗ lớn hơn một chút hiếm khi gây vấn đề, trong khi lỗ quá nhỏ có thể ngăn chi tiết liên kết đi qua hoặc buộc nó phải tạo ren mới.

Vì sao một số bảng liệt kê kích thước lỗ thông khác nhau cho cùng một vít?

Một số bảng được công bố sử dụng hệ thống "lắp chặt" hoặc "lắp tự do" kết hợp với mũi khoan đánh số hoặc mũi khoan chữ, chặt hơn bảng lắp bình thường được dùng ở đây. Trộn lẫn các giá trị của hai hệ thống có thể tạo ra lỗ quá chặt đối với chi tiết liên kết, vì vậy nên sử dụng số liệu của một hệ thống xuyên suốt dự án.

Lỗ thông lớn hơn có làm mối ghép yếu đi không?

Không, nếu nằm trong phạm vi lắp bình thường. Độ bền mối ghép chủ yếu phụ thuộc vào mô-men siết của chi tiết liên kết và diện tích phẳng mà đầu bu lông hoặc vòng đệm ép lên. Lỗ lớn hơn nhiều so với độ hở lắp bình thường có thể làm giảm diện tích phẳng đó và cho phép mối ghép dịch chuyển dưới tải, nhưng lỗ lắp bình thường không làm mối ghép yếu đi.

Tài liệu tham khảo

• ISO 273:1979, Chi tiết liên kết — Lỗ thông cho bu lông và vít, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế.
• ASME B18.2.8, Lỗ thông cho bu lông, vít và vít cấy, Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ.