Краткие теоретические сведения. Контроль характера соединения

КОНТРОЛЬ ХАРАКТЕРА СОЕДИНЕНИЯ

Цель работы

Ознакомление с основами выбора и приемами использования средств для измерения линейных размеров, а также с методикой оценки годностей деталей по результатам измерений.

Содержание работы

Измерение диаметров сопрягаемых деталей с помощью выбранных средств измерения, определение характеристик посадки и заключение о годности и характере контролируемо соединения.

Краткие теоретические сведения

Выбор средств измерения осуществляется на основе анализа конструктивных особенностей контролируемого соединения, а также предъявляемых точностных требований.

3.1. На основе анализа контролируемого соединения определяется функциональное назначение, базовые и рабочие поверхности, точностные требования, предъявляемые к соединению, материалы и конструктивные особенности.

Например, тонкостенные или детали из легко деформируемых материалов требуют применения измерительных устройств с низкими измерительными усилиями или применения устройств работающих на основе бесконтактных методов измерения.

Размеры деталей простой геометрической формы могут быть измерены универсальными измерительными средствами, а сложной – специальными.

При выборе метода и средств измерения необходимо соблюдать принцип единства баз, согласно которому эксплуатационные, технологические и измерительные базы должны совпадать, что повышает точность изготовления и, как следствие, улучшает эксплуатационные свойства изделия.

Точностные требования, предъявляемые к соединению определяются его функциональным назначением и задаются на этапе проектирования на основе расчетных теоретических или экспериментальных данных. При этом нормируются размеры, форма, взаимное расположение поверхностей, шероховатость поверхности и ряд других параметров.

На основании точностных требований определяется допустимая погрешность измерения по формуле:

δ_и = К_и · JT

где К_и – коэффициент, выбираемый в зависимости от квалитета точности контролируемого размера (табл. 1);

JT – величина допуска контролируемого размера (табл. 2).

Следует отметить, что δ_и представляет собой не полную величину погрешности, а лишь ее одну половину. При этом обычно полагают, что эта погрешность имеет симметричное расположение.

Важное значение имеют и условия проведения измерений: температура конролируемой поверхности и температура окружающей среды, квалификация контролера.

Погрешность средства измерения (δ_и), в общем случае можно принять как одну из составляющих допустиой погрешности измерений δ_и в виде

δ_си ≤ К_у · δ_и

где К_у – коэффициент учитывающий условия проведения измерений (К_у = 0,6…0,9). (Наименьшее значение К_у целесообразно принять при измерении в цеховых условиях и низкой квалификации контролера, наибольшее – в лабораторных условиях высокой квалификации контролера и совершенной методике измерения).

По полученному значению δ_си выбирается измерительный прибор с требуемыми метрологическими характеристиками, удовлетворяющими условиям проведения измерений и погрешностью прибора δ_п ≤ δ_{си .}

Основные метрологические характеристики универсальных средств измерений для контроля линейных размеров приведены в табл. 3.

3.2. В качестве примера выберем средство для измерения диаметра отверстия 30Js8. Будем считать, что деталь достаточно жесткая и не деформируется от измерительного усилия менее 5 Н.

3.2.1.По табл. 2 значений допусков определяем допуск контролируемого размера – JT8 = 33 мкм.

3.2.2.С помощью табл. 1 находим значение предельной допустимой погрешности измерения

δ_п = К_и · JT =0,25 ·33=0,8 мкм

3.2.3.С помощью табл. 3 подбираем средство измерений с учетом проведения измерений в лабораторных условиях и низкой квалификации контролера (К_у = 0,7)

δ_си ≤ К_у · δ_и = 0,56 мкм

Выбираем нутромер индикаторный с ценой деления 0,002мм, с предельной погрешностью измерения 5,5 мкм, диапазоном измерений 18-50 мм, диапазон показаний 0-1 мм, измерительным усилием до 4,5 Н.

Характеристики средств измерения заносим в табл. 2 лабораторного журнала.

3.3. Действительное значение размера детали зависит от отклонений Фомы поверхности и ее шероховатости. Для определения наибольшего диаметра вала, необходимо описать его прилегающим цилиндром, а для определения наименьшего диаметра отверстия – вписать прилегающий цилиндр. Разность диаметров прилегающих цилиндров определяет действительное значение зазора в посадке. Значение действительно размера в этом случае определяется с учетом отклонений формы и шероховатости поверхности. Поэтому в зависимости от квалитета точности нормируется допуск формы и значение среднего арифметического отклонения профиля R_a табл.4. Если отклонения формы специально не нормированы, то допуск формы равен 100% от допуска на размер, а R_a – максимальное по табл.4.

3.3.1.Отклонения формы определяют как половину наибольшей разности предельных размеров D(d)ⁿ_max и D(d)ⁿ_min при многократных измерениях размера детали в различных сечениях.

3.3.2.Значение параметра шероховатости R_a определяют по результатам измерения на профилографе-профилометре, или на других приборах, позволяющих определить значения этого параметра. Возможно определение шероховатости путем сличения контролируемой поверхности с образцами шероховатости.

3.4. Заключение о годности дается по результатам измерения на основании сравнения действительных значений с предельно допустимыми значениями контролируемых параметров.

3.4.1.Предельные значения размера должны располагаться между предельно допустимыми размерами, определяемыми с помощью табл.2 и табл.5, в виде:

D(d)_max = D(d) + ES(es)

D(d)_min = D(d) + EJ(ei)

где D(d) – номинальный размер контролируемой детали;

ES(es) – верхнее отклонение;

EJ(ei) – нижнее отклонение.

3.4.2.Значение среднего арифметического отклонения профиля R_a не должно превышать предельного значения, установленного по табл.4.

4. Методика проведения измерений.

4.1. Изобразить эскиз узла обозначив на нем контролируемое соединение.

4.2. Определить предельные отклонения и размеры, допуски размера и формы, предельное значение шероховатости поверхности и характеристики посадки и записать полученные данные в табл.1 лабораторного журнала.

4.3. Изобразить схему расположения полей допусков контролируемого соединения.

4.4. Выбрать средства измерения для каждой сопрягаемой поверхности.

4.5. Ознакомиться с метрологическими характеристиками выбранных средств измерения и занести их в табл.2 лабораторного журнала.

4.6. Ознакомиться с конструкцией приборов, приемами их настройки и измерений.

4.6.1.Для приборов требующих предварительной настройки подобрать блок концевых мер заданного размера и по нему настроить прибор на нулевое значение.

4.7. Измерить размеры сопрягаемых деталей в трех радиальных сечениях вдоль двух осевых направлениях. Показания приборов занести в табл.3 лабораторного журнала.

4.8. Определить предельные размеры, отклонения формы. Определить значения шероховатости поверхности по одному из способов, указанных преподавателем и занести полученные данные в табл.3 лабораторного журнала.

4.9. Дать заключение о годности каждой детали соединения.

4.10. Определить действительные параметры контролируемого соединения и дать общее заключение о результатах контроля соединения.

5. Контрольные вопросы.

5.1. Назовите основные метрологические характеристики измерительных приборов.

5.2. Поясните основные правила выбора средств измерения.

5.3. Объясните устройство и принцип действия микрометра, рычажной скобы, нутромера, оптиметра.

5.4. Как настраиваются рычажная скоба, нутромер, оптиметр?

5.5. Как определяются предельные отклонения, размеры, допуск размера, допуск формы, шероховатость поверхности?

Значения коэффициента K_и Таблица 1

№ квалитета	2 … 5	6, 7	8, 9	10 … 16
Kи	0,35	0,30	0,25	0,20

Значения допусков JT, мкм (ГОСТ 25346-82) Таблица 2

Интервалы номинальных размеров, мм	Квалитеты
св. 10 до 18
св. 18 до 30
св. 30 до 50

Таблица 3

Ориентировочные данные о погрешностях измерительных приборов

Тип измерительного прибора	Погрешность ± δп, мкм	Диапазон	Цена деления шкалы, мкм	Измерительное усилие, Н
изм. мм	пок. мм
Штангельциркули по ГОСТ 166-80 ШЦ -1 ШЦ - 2	50; 100	0-125 0-250	0-125 0-250	50; 100	- -
Тип измерительного прибора	Погрешность ± δп, мкм	Диапазон	Цена деления шкалы, мкм	Измерительное усилие, Н
изм. мм	пок. мм
Микрометры по ГОСТ 6507-78 МК – 25 МК – 50		0-25 25-50	0-25 25-50		до 9 до 9
Скобы рычажные по ГОСТ 11098-75 СР – 25 СР – 50		0-25 25-50	± 0,08 ± 0,08		до 4,5 до 4,5
Нутромеры индикаторные по ГОСТ 868-72 НИ – 50	2; 5,5; 20	18-50	1; 5; 10	1; 2; 10	до 4,5
Оптиметр вертикальный по ГОСТ ОВО – 1	0,4 0,5	1-30 30-50	± 0,1 ± 0,1		до 2,7

Максимальное значение среднего арифметического отклонения профиля R_a (мкм) в зависимости от допуска размера и формы для интервала номинальных размеров св.18 до 50 мм.

Таблица 4

Допуск формы, %	Квалитеты
	0,8	1,6	3,2	3,2	3,2	6,3	6,3	12,5
	0,4	0,8	1,6	1,6	3,2	6,3	6,3	12,5
	0,2	0,4	0,8	0,8	3,2	3,2	3,2	6,3
	-	-	-	-	1,6	1,6	1,6	-

Основные отклонения, мкм полей допусков (по ГОСТ 25346-82)

Таблица 5

Интервалы номинальных размеров, мм	Нижнее отклонение отверстий + EI
C	D	E	F	G	H
Верхнее отклонение валов – es
c	d	e	f	g	h
св. 18 до 30
св. 30 до 50

Рис. 1

а б в I

а б в I

II II II II

I

I 2 – 4 мм

Рис. 2

Рис. 3

Лабораторная работа № 1. КОНТРОЛЬ ХАРАКТЕРА СОЕДИНЕНИЯ

Дата добавления: 2015-10-21