Государственный комитет рф по высшему образованию

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

Московский государственный авиационный технологический

университет им. К.Э. Циолковского

Кафедра ²Технология производства двигателей летательных аппаратов²

ИЗМЕРЕНИЕ КАЛИБРА-СКОБЫ С ПОМОЩЬЮ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИННЫ

Методические указания к лабораторной работе по курсу

²Метрология, стандартизация и технические измерения²

Составитель П.Н. Хопин

Редактор М.А. Соколова

Москва 2000

ВВЕДЕНИЕ

Данные методические указания содержат методику для проведения лабораторных занятий по курсу ²Метрология, стандартизация и технические измерения² и другим метрологическим курсам для студентов дневной и вечерней формы обучения.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для измерений размеров деталей в единичном производстве используются универсальные измерительные инструменты и приборы (например, штангенциркули, микрометры и др.). В серийном производстве при изготовлении деталей большими партиями (десятки, сотни деталей в день) измерение каждой детали с помощью известных универсально-измерительных средств занимает много времени. Поэтому в этом случае применяются более высокопроизводительные средства контроля - калибры, оценивающие только годность деталей.

Результатом такого контроля могут быть следующие заключения: деталь годная (Г), деталь бракованная (Б). Причем, брак бывает исправимый (Б⁺), когда вал имеет размер больший, чем требуется по полю допуска, и неисправимый (Б^-), когда вал имеет меньший размер, чем требуется (для внутреннего размера скобы - наоборот) - см. рис.1.1.

Схема контроля валов с помощью гладкого калибра-скобы: а - вал годный (Г); б - вал является исправным браком (Б⁺); в - вал является неисправимым браком (Б^-); ПД - поле допуска вала по чертежу; 1 - непроходной размер скобы; 2 - проходной размер скобы.

Основной принцип применения рабочих калибров: в проходную часть калибра-скобы (обозначается Р-Пр) годный вал должен проходить, а в непроходимой части (Р-НЕ) - должен застревать. По назначению калибры бывают рабочими (имеют индексы Р), которые используются на рабочих местах, и контрольными (контркалибры), которые служат для проверки рабочих (имеют индекс К). В данной работе используются рабочие скобы.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Цель данной работы - оценка годности гладкой предельной скобы. Наиболее часто калибры-скобы проверяются с помощью плоскопараллельных концевых мер длинны или, упрощенно, концевых мер (КМ).

2.1. Построение схемы расположения полей допусков размеров вала и скобы

На каждой скобе обязательно указывается поле допуска вала, которое ею контролируется - например, Æ 15 f 6. Это поле допуска вала строится в следующей последовательности (рис. 2.1.):

Схема расположения полей допусков вала (Æ 15 f 6) и рабочей предельно гладкой скобы (Р-Пр - проходная часть, Р-НЕ - непроходная часть).

Вначале по таблице П.1.1 по букве f определяется основное отклонение (одно из двух предельных отклонений, ближайшее к нулевой линии), которое в данном случае является верхним es=-16 мкм. Затем по таблице П.1.2 по 6 квалитету определяется допуск на изготовление вала T_В =11 мкм (разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами). Нижнее отклонение поля допуска вала составит ei=es-T_В =-16-11=-27 (мкм). Предельные размеры вала рассчитываются следующим образом. Так как согласно определению предельных отклонений (разность между соответствующими предельными и номинальным размерами):

es=d_MAX - d_НОМ., (2.1)

ei=d_MIN - d_НОМ., (2.2)

то d_MAX = es + d_НОМ. =-16 мкм + 15 мм = 14,984 мм, (2.3)

d_MIN = ei + d_НОМ. =-27 мкм + 15 мм = 14,973 мм, (2.4)

Затем рассчитываются предельные размеры калибра-скобы с использованием данных таблицы П.1.3 (ГОСТ 24 853-81), откуда для d_НОМ.=15 мм и 6 квалитета поля допуска вала находим z₁=2,5 мкм, н₁=3 мкм, y₁=2,0 мкм. Расчет предельных размеров проходной и непроходной части скобы проводим в соответствии с расположением полей допусков на рис. 2.1.:

d_{ср. Р-ПР} = d_MAX - z₁= 14,984 - 0,0025 = 14,9815 (мм);

d_{MAX. Р-ПР} = d_{ср. Р-ПР} + н₁/2= 14,9815 + 0,003/2=14,983 (мм);

d_{MIN. Р-ПР} = d_{ср. Р-ПР} - н₁/2= 14,9815 - 0,003/2=14,980 (мм);

d_{MAX. Р-НЕ} = d_MIN. + н₁/2= 14,973 + 0,003/2=14,9745 (мм);

d_{MIN. Р-НЕ} = d_MIN. - н₁/2=14,973 - 0,003/2=14,9715 (мм);

d_ИЗН. = d_MAX. + y₁ =14,984 - 0,002=14,986 (мм).

Схема расположения полей допусков вала, а также проходной и непроходной сторон скобы изображаются на бланке (см. приложение П 2). Предельные размеры скобы заносятся в соответствующие графы таблицы результатов измерений.

2.2. Измерение скобы с помощью блока концевых мер

При измерении скобы с помощью КМ последние применяют обычно в виде блока, собранного из нескольких мер (различных размеров), притертых друг к другу. Блок должен состоять не более, чем из 4 мер. КМ набирают из набора №1, включающего 87 мер, и микрометренного набора №6 из 10 мер. Блок КМ собирается на размер, соответствующий среднему размеру поля допуска калибра. Например, для проходной части скобы (Р-ПР) этот размер равен d_{ср. Р-ПР} = 14,9815= 14,982 мм.

Блок составляют, начиная с КМ с размером, включающим последний десятичный знак размера d_{ср. Р-ПР}, т.е. начинать в этом случае нужно с меры 1,002 мм из микрометренного набора.

Второй и первый десятичные знаки стремятся охватить одной мерой. В нашем случае для этого нужна мера с размером 1,98 мм. Но такая мера в наборе №1 отсутствует. Тогда уменьшаем размер на 0,5 мм и берем меру с размером 1,48 мм. Сумма размеров третьей и четвертой меры составит остаток 14,089 - - 1,009 - 1,48 = 12,5 мм. Тогда третью меру берут с размером 10 мм и четвертую - 2,5 мм.

Сборка блока из подобранных мер производится следующим образом. Вначале рабочие (отполированные) поверхности мер очищаются путем притирки по ткани, наклеенной на крышки микрометренного набора. Притирка мер производится следующим образом:

а) большая по толщине мера кладется на стол; затем на ее край накладывается следующая по толщине мера;

б) верхняя плитка надвигается на нижнюю с одновременным прижатием их друг к другу сверху.

Малейшая царапина на инструментальных плоскостях может послужить причиной потери ею способности притираться.

Для упрощения процедуры сборки блока в работе допускается не производить притирку. Измерение производится в этом случае на столе путем введения блока мер, придерживаемых рукой, в проходную или непроходную части измеряемой скобы. Если этот блок не войдет между измерительными плоскостями скобы, то, очевидно. Она меньше наименьшего предельного размера. Для определения действительного размера скобы надо последовательно уменьшать блок, каждый раз уменьшая микрометренную меру на 0,001 мм.

В этом случае необходимо довести последовательно размер блока до такого значения, при котором блок будет выпадать под действием собственного веса. Тогда предыдущий блок, больший данного на 0,001 мм, будет являться действительным размером (блок КМ можно будет в этом случае покачивать в скобе, но под собственным весом он не выпадет).

Если блок входит, но выпадает, то его размер последовательно увеличивается на 0,001 мм путем замены данной меры из микрометренного набора на большую.

Размеры КМ, входящих в подобранные блоки, записываются в графы Р-Пр и Р-НЕ бланка отчета (см. приложение 2, п.3) - фиксируются размеры всех концевых мер. Суммарные действительные размеры записываются в графу ²действительные размеры² таблицы результатов измерения.

2.3. Определение доверительного интервала. Заключение о годности скобы

Суммарная погрешность измерений D_ИЗМ определяется предельной погрешностью суммарного блока концевых мер D_S, а также дополнительными погрешностями (например, колебанием толщины слоя между притертыми мерами, температурными и др.). В данной работе упрощенно расчет D_ИЗМ производится с учетом только первой составляющей, т.е.

D_ИЗМ»D_S (2.5)

Погрешность блока КМ определяется по закону сложения случайных погрешностей:

D_S=(åDlim_i²)^1/2, (2.6)

где Dlim_i - предельная погрешность одной меры, которую ориентировочно можно принять Dlim_i =0,4 мкм (предельная погрешность действительного значения средней длинны одной меры 2 класса точности с размером до 10 мм).

Тогда для блока КМ, состоящего из 4 мер, суммарная погрешность составит:

D_ИЗМ=D_S=(4×0,4²)^1/2»0,8 (мкм). (2.7)

Границы доверительного интервала получаются последовательным алгебраическим сложением результата измерения с отрицательным и положительным значением D_ИЗМ.

Например, для действительного размера блока КМ из 4 мер 14,982 мм, доверительный интервал составит 14,982 ± 0.0008 = 14,9828¸14,9812 мм. Вероятность попадания случайных значений в пределы доверительного интервала соответствует доверительной вероятности ДВ=99,73% = 0,9973 (что соответствует вероятности попадания случайной величины при нормальном законе распределения в доверительный интервал ±3s - см. рис. 2.2а):

Заключение о годности выносится следующим образом. Вначале определяется попадание действительного размера (д.р.) в пределы поля допуска, т.е. например, для проходной части скобы д.р. = 14,982 мм попадает в диапазон предельных размеров от 14,980 до 14,983 мм (следовательно, эта часть скобы признается годной - Г). Затем определяется, может ли оказать погрешность измерения D_ИЗМ влияние на заключение - Г. Для этого сравнивается доверительный интервал с соответствующим полем допуска. Если он целиком лежит в пределах поля допуска, то D_ИЗМ на заключение влияния не оказывает. Поэтому доверительная вероятность ДВ>0,9973 (рис. 2.2б). Если же одна из границ доверительного интервала выходит в соседнюю зону (брака), то ДВ<0,9973 (рис. 2.2в), т.к. площадь под кривой нормального распределения будет меньше зоны ±3s, соответствующей ДВ=0,9973. Аналогично определяется доверительная вероятность в случае брака, который может быть исправимым (Б⁺), когда размер скобы меньше наименьшего предельного размера скобы, или неисправимым (Б^-), когда действительный размер скобы больше наибольшего предельного размера скобы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дунин-Барковский И.В. Плоскопараллельные концевые меры длины. Методические указания к лабораторной работе; МАТИ М., 1976, 36с.

2. Бобрик П.И., Белых Л.И. Контроль гладких предельных калибров. Методические указания к лабораторной работе; МАТИ М., 1984, 24с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Основные отклонения валов, мкм (из ГОСТ 25346-82) Таблица П.1.1

Интервалы номинальных размеров, мм	a	b	c	d	e	f	g	h	jS	j	k
			Нижнее отклонение ei
	ВЕРХНЕЕ ОТКЛОНЕНИЕ es		Квалитеты
			5,6			4-7	до3, св.7
до 3	-270	-140	-60	-20	-14	-6	-2		п о	-2	-4	-6
св. 3 до 6	-270	-140	-70	-30	-20	-10	-4		р т	-2	-4	-	+1
св. 6 до 10	-280	-150	-80	-40	-25	-13	-5		е к	-2	-5	-	+1
св. 10 до 18	-290	-150	-95	-50	-32	-16	-6		д л	-3	-5	-	+1
св. 18 до 30	-300	-160	-110	-65	-40	-20	-7		е о	-4	-8	-	+2
св. 30 до 40	-310	-170	-120	-80	-50	-25	-9		л н	-5	-10	-	+2
св. 40 до 50	-320	-180	-130	-80	-50	-25	-9		ь е	-5	-10	-	+2
св. 50 до 65	-340	-190	-140	-100	-60	-30	-10		н н	-7	-12	-	+2
св. 65 до 80	-360	-200	-150	-100	-60	-30	-10		ы и	-7	-12	-	+2
св. 80 до 100	-360	-220	-170	-120	-72	-36	-12		е я ± IТ/2	-9	-15	-	+3

Примечание: верхняя граница интервала размера включается в интервал

(например, св. 3 до 6 мм включительно).

Таблица П.1.1 (продолжение)

Интер-валы номи-наль-ных разме-ров,

m

n

p

r

s

t

u

v

x

y

z

za

zb

zc

мм

Нижнее отклонение ei, мкм

до 3

+2

+4

+6

+10

+14

-

+18

-

+20

-

+26

+32

+40

+60

св. 3 до 6

+4

+8

+12

+15

+19

-

+23

-

+28

-

+35

+42

+50

+80

св. 6 до 10

+6

+10

+15

+19

+23

-

+28

-

+34

-

+42

+52

+67

+97

св. 10 до 14

+7

+12

+18

+23

+28

-

+33

-

+40

-

+50

+64

+90

+130

св. 14 до 18

+7

+12

+18

+23

+28

-

+33

+39

+45

-

+60

+77

+108

+150

св. 18 до 24

+8

+15

+22

+28

+35

-

+41

+47

+54

+63

+73

+98

+136

+188

св. 24 до 30

+8

+15

+22

+28

+35

+41

+48

+55

+64

+75

+88

+118

+160

+218

св. 30 до 40

+9

+17

+26

+34

+43

+48

+60

+68

+80

+94

+112

+148

+200

+274

св. 40 до 50

+9

+17

+26

+34

+43

+54

+70

+81

+97

+114

+136

+180

+242

+325

св. 50 до 65

+11

+20

+32

+41

+53

+66

+87

+102

+122

+144

+172

+226

+300

+405

св. 65 до 80

+11

+20

+32

+43

+59

+75

+102

+120

+146

+174

+210

+274

+360

+480

св. 80 до 100

+13

+23

+37

+51

+71

+91

+124

+146

+178

+214

+258

+335

+445

+585

Значение допусков IT, мкм для квалитетов (из ГОСТ 25346-82) Таблица П.1.2

Интервалы номинальных размеров, мм
св. 3 до 6
св. 6 до 10
св. 10 до 18
св. 18 до 30
св. 30 до 50
св. 50 до 80
св. 80 до 120
св. 120 до 180
св. 180 до 250
св. 250 до 315
св. 315 до 400
св. 400 до 500

Допуски и отклонения калибров (из ГОСТ 24853-81) Таблица П.1.3

Ква-лите-ты

Обозна-чение

Интервалы размеров, мм

до-пус-ков

откло-нений

до 3

св. 3 до 6

св. 6 до 10

св. 10 до 18

св. 18 до 30

св. 30 до 50

св. 50 до 80

св. 80 до 120

св. 120 до 180

св. 180 до 250

св. 250 до 315

св. 315 до 400

св. 400

изде-лий

и допусков

Размеры и допуски, мкм

z1 н1 y1

1,5 1,5

2,5 1,5

2,5 1,5

2,5

3,5

z1 н1 y1

1,5 1,5

2,5 1,5

2,5 1,5

2,5

3,5

z1 н1 y1

z1 н1 y1

z1 н1 y1

z1 н1 y1

z1 н1 y1

Примечание: z₁ - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия; н₁ - допуск на изготовление калибров для вала; y₁ - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Дата добавления: 2015-11-04