Файл: Методичка по метрологии.doc

Условие измерения – базирование на средние сечения шеек валов;

Применяемое устройство – ножевые опоры:

1 – измерительная головка;

2 – ножевые опоры

Соосность двух отверстий относительно общей оси

Условие измерения – базирование на крайние сечения отверстий

проверяемой детали;

Применяемое устройство – пневматическое приспособление:

1 – проверяемая деталь;

2 – жесткие упоры;

3 – ножевые опоры;

4 – оправка;

5 – пружинящие упоры

5. Схемы контроля симметричности и разностенности

Симметричность поверхностей

Условие измерения – I, II – различные положения детали при контроле;

Применяемое устройство – оправка, центры:

I, II – различные положения детали при контроле;

оправка, центры

1 – оправка

Симметричность паза и наружной поверхности

Условие измерения – I, II – различные положения индикаторного

приспособления при контроле:

1 – измерительная головка;

2 – оправка

Разностенность

Условие измерения – деталь поворачивается на оправке;

Применяемое устройство – измерительная головка:

1 – проверяемая деталь;

2 – измерительная головка;

3 – оправка

Разностенность

Условие измерения – гильза поворачивается на опорных роликах,

Применяемое устройство – измерительная головка:

1 – гильза;

2 – опорные ролики

Контрольные вопросы

1. Как измеряются допуски формы и расположения?

2. Как нормируются допуски формы и расположения?

3. Как указываются на чертежах допуски формы и расположения?

4. Что такое зависимый допуск и как он определяется?

5. В чем разница между допусками расположения в диаметральном и радиальном выражении?

Лабораторная работа № 7

Технические измерения. Выбор средств измерения

Цель работы: научиться выбирать средство измерения в зависимости от точности изготовления детали и вида контроля (производственного, контроля технологических процессов, экспериментальных исследований).

Общие сведения

На точность измерения влияет ряд факторов, вызывающих как систематические, так и случайные погрешности измерения.

Систематической называют составляющую погрешности измерения, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях. Постоянные по величине систематические погрешности не влияют на форму кривой распределения величин, а вызывают лишь ее смещение.

Случайной называют составляющую погрешности измерения, которая изменяется случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные величины неопределенно изменяются по величине и знаку, являются неизбежными и неустранимыми, можно лишь уменьшить их, повышая требования к отдельным технологическим факторам (стабильности условий замера, аккуратности при отсчете и округлении результатов замера и т.п.).

В общем случае погрешность измерения Δ_изм можно представить в виде:

,

где Δ_ср.и – погрешность средства измерения (включает как систематическую, так и случайную составляющие, определяется при аттестации средства измерения), Δ_ср.и  Δ_д (Δ_д – максимальная допускаемая погрешность средства измерения); Δ_от – погрешность отсчёта (включает как систематическую, так и случайную составляющие, определяется расчетом и проверяется экспериментально); Δ_м – погрешность метода замера (учитывается, если между результатом измерения и процессом измерения отсутствует четкая математическая зависимость); Δ_и.у – погрешность измерения, вызываемая отличием условий измерений от нормальных, установленных ГОСТ 8.050-73 (включает систематическую и случайную погрешности измерения, например, от руки контролёра, учитывается введением поправочных коэффициентов).

В ряде случаев систематическая погрешность может переходить в разряд случайных.

Например: если при измерениях использовано несколько приспособлений; если ошибка СИ берется не по результатам поверки, а по данным табл. 1 (предельно допустимые погрешности  Δ_д).

По ГОСТ 8.050-73 нормальные условия:

• температура окружающей среды – 20 ºC5 ºC;

• атмосферное давление – 760 мм рт. ст. 3,5%;

• относительная влажность – 65 15% при 20ºC;

• ускорение свободного падения – 9,8 м/с²;

• направление линии и плоскости измерения линейных размеров – горизонтальное;

• плоскости измерения углов – горизонтальные;

• относительная скорость движения внешней среды равна нулю;

• значения внешних сил равны нулю.

Допускаемые отклонения указанных параметров в зависимости от точности изготовления указаны в ГОСТ 8.050-73.

Суммарная систематическая составляющая погрешности измерения Δ_изм.с равна алгебраической сумме систематических погрешностей

Суммарная составляющая случайных погрешностей измерения:

При использовании контрольно-измерительных приспособлений возникает _.

Составляющая погрешности измерения при использовании контрольно-измерительных приспособлений (при измерении линейных и угловых величин):

,

где Δ_уэ – погрешность базирования на установочных элементах, вызываемая неточностью их изготовления, определяется измерением при аттестации приспособления (постоянная систематическая составляющая ошибки); Δ_б – погрешность, вызываемая погрешностью изготовления измерительных баз, учитывается при расчётах Δ_б по величине допуска Т на изготовление и ввиду соединения (систематическая переменная); Δ_ус – погрешность установки обусловливается наличием микронеровностей, перекосом осей, определяется при многократной повторной установке (случайная величина); Δ_р – погрешность передаточных устройств (рычагов) определяют расчётным путём и проверяют экспериментально, суммируется алгебраически с учётом знака (систематическая погрешность); Δ_п – случайная погрешность рычагов; Δ_ум – погрешность изготовления установочных мер, определяется при аттестации мер (систематическая погрешность); Δ_умс – случайная погрешность изготовления установочных мер; Δ_з – погрешность закрепления, зависит от приложенной силы закрепления, изменения места приложения (погрешности случайные, независимые).

Чем выше требуемая точность контроля, тем полнее следует учитывать и оценивать влияние каждой из составляющих погрешности измерения. На рис. 1 приведена классификация средств измерений.

Выбор средства измерения. Основные принципы выбора средств измерений в машиностроении заключаются в следующем: точность измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеряемого размера, а трудоёмкость измерений и их стоимость должны быть более низкими, обеспечивающими высокие производительность труда и экономичность (ГОСТ 14.306-73). Чем больше отношение погрешности измерений Δ_изм к допуску Т и чем больше отношение допуска к значению технологического разброса, тем большее число деталей будет неправильно забраковано или признано годными.

Для получения требуемой точности контроля пользуются коэффициентом К_т запаса точности измерений.

Допустимая величина суммарной погрешности измерения должна быть меньше допуска контролируемого размера в 2К_т раз:

_. (1)

В зависимости от вида контроля для измерения линейных и угловых величин величина К_т = 1,5 … 10:

• при контроле точности технологических процессов измерения параметров должны проводиться при К_т = 3 … 6 (средством измерения с ценой деления j не менее );

• в процессе производства К_т = 2,5 … 1,5; j = (0,2 … 0,3)Т;

• при экспериментальных исследованиях К_т = 7…10; j = (0,05…0,2)Т;

• при контроле размеров, слабо влияющих на выполнение изделием возложенных на него функций, К_т = 1,5; j = (0,35 … 0,4)Т;

• при тарировке приборов К_т = 2,5.

Для контроля литых, кованых и штампованных изделий применяют кронциркули, нутромеры, линейки, для контроля деталей грубой обработки (опиливание, черновая обточка и т.п.) – штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм. Повышение точности изготовления однозначно влечёт за собой повышение точности измерений.

Технология контроля определяется также характером производства. В массовом и крупносерийном производстве следует пользоваться калибрами, контрольными приспособлениями и автоматическими средствами контроля. В условиях единичного и мелкосерийного производства целесообразно применять универсальные измерительные средства. Точные измерительные средства применяют во всех видах производств (включая массовое), если требуется определить значения отклонений от правильной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей (при отсутствии специальных приспособлений), при наладке станков, а также при особо ответственных измерениях.

В соответствии с ГОСТ 8.051-81 значения пределов допускаемых погрешностей для линейных размеров задаются в зависимости от допусков и квалитетов

Зависимость ρ от диапазона квалитетов

Для ориентировочного (предварительного) выбора универсальных средств измерений в зависимости от размеров изделия и допусков можно воспользоваться рис. 2 (для измерения валов), рис. 3 (для измерения отверстий), рис. 4 (для измерения глубин и высот).

Рис. 2. Номограмма для выбора СИ валов

Для уточнённого выбора подсчётом по формуле (1) находится погрешность измерения (максимально допустимая). Затем по табл. 1 или 2 по найденному значению и заданному размеру выбирается средство измерения.