Регламентированным параметрам формы

ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ И КОНТРОЛЬ ДЕТАЛЕЙ ПО

РЕГЛАМЕНТИРОВАННЫМ ПАРАМЕТРАМ ФОРМЫ

Методическое пособие для выполнения лабораторных работ для студентов всех форм обучения

 

 

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

Цель лабораторной работы:

Получение знаний и приобретение навыков измерений отклонений формы типовых поверхностей и контроля деталей по нормируемым показателям точности формы.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи (все или несколько из них, на усмотрение преподавателя):

- измерить отклонения от цилиндричности предлагаемой поверхности одного из образцов;

- измерить отклонение от круглости;

- измерить один из дифференцированных показателей круглости;

- измерить отклонения от плоскостности предлагаемой поверхности одного из образцов;

- измерить отклонение от прямолинейности; измерить один из дифференцированных показателей прямолинейности;

- провести анализ комплексных отклонений формы;

- оценить погрешности измерения и ошибки контроля.

Введение. Общие положения и основные термины.

 

Реализация различных технологий измерения отклонений формы и расположения связана с выбором базирования контролируемой детали. Выбор базирования определяет и возможную величину методической погрешности.

(1)

где e_м – методическая составляющая погрешности измерения - методическая погрешность; e_си – инструментальная составляющая погрешности измерения – инструментальная погрешность; e_суб – погрешность, вносимая оператором – субъективная погрешность.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от действительного значения. При этом за действительное значение принимают значение измеряемой величины, получаемое с погрешностью пренебрежимо малой, чем определяемая погрешность измерения.

Методическая погрешность – это разность между значением величины по определению и тем значением, которое могло быть получено по выбранной методике (технологии) измерения при отсутствии инструментальной и субъективной погрешности измерения.

Погрешность средств измерения (инструментальную), используемого в нормальных условиях, называют основной. Составляющую погрешности средства из измерений, обусловленную использованием его в условиях, отличающихся от нормальных, называют дополнительной погрешностью средств измерения.

Субъективная погрешность – включает погрешность считывания значений измеряемой величины со шкал и диаграмм и некоторые погрешности обработки диаграмм.

Результаты измерения признаются достоверными, если погрешность измерения не превышает установленной величины допускаемой погрешности измерения. При выборе средства измерения необходимо, чтобы допускаемая погрешность средства измерения не превышала разности между допускаемой погрешностью измерения и суммой методической и субъективной составляющей.

При этом особенность измерения (контроля) отклонений формы и (или) расположения в том, что в структуре погрешности измерения доминирует, как правило, методическая составляющая, причем та ее часть, которая отражает несоответствие выбранной схемы или метода измерения определению контролируемого отклонения формы и (или) расположения. В то же время не следует забывать, что при измерении некоторых отклонений расположения существенной может оказаться та часть методической погрешности, которая вызвана отклонением условий измерения от нормальных. Это заметно проявляется при контроле деталей сложной конструкции, в которой, например, температурные деформации могут существенно изменить отклонение расположения. Для нежестких деталей методическая составляющая измерения (контроля) отклонений формы и расположения может проявиться в результате выбора контактного метода измерения.

За начало отсчета отклонений формы при нормировании предпочтительно принимают прилегающие поверхности и профили. В обоснованных случаях за начало отсчета могут приниматься средние элементы или номинальные поверхности и профили.

Средний элемент – поверхность (профиль), имеющая номинальную форму и такие размеры и (или) расположение, чтоб сумма квадратов расстояний между реальным и средним элементом в пределах нормируемого участка имела минимальное значение.

Отклонение формы количественно оценивается наибольшим расстоянием от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профилю). В обоснованных случаях допускается нормировать отклонение формы, включая шероховатость поверхности. При определении отклонения формы от среднего за оценку ее величины принимают сумму абсолютных значений наибольших отклонений точек реальной поверхности (профиля), лежащих по обе стороны реального профиля. Оценка от среднего в общем случае не равна оценке от прилегающей поверхности.

 

Определения параметров отклонений формы (ЕF) отличается от общего определения отклонений формы лишь указанием вида прилегающей поверхности.

Отклонение от круглости – наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилегающей окружности. Допуск круглости Т – наибольшее допустимое значение отклонение от круглости. Поле допуска круглости – область на плоскости, перпендикулярной оси поверхности вращения или проходящей через центр сферы, ограниченная двумя концентричными окружностями, отстоящими друг от друга на расстоянии, равном допуску круглости Т.

Частными видами отклонений от круглости являются овальность и огранка.

Рисунок 2 – Отклонение от круглости

Овальность – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях.

Огранка – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру.

Овальность возникает вследствие биения шпинделя токарного или шлифовального станков, дисбаланса детали и других причин. Появление огранки объясняется изменением положения мгновенного центра вращения детали, например при бесцентровом шлифовании.

Отклонением профиля продольного сечения называется наибольшее расстояние от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка.

Прилегающим профилем продольного сечения называют две параллельные прямые, соприкасающиеся с реальным профилем продольного сечения цилиндрической поверхности и расположенные вне материала элемента детали так, что наибольшее отклонение точек реального профиля от соответствующей стороны прилегающего профиля продольного сечения в пределах нормируемого участка имеет минимальное значение. Частными видами отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность (рис. 3 а), бочкообразность (рис.3 б) и седлообразность. (рис. 3 в). При контроле их значения определяются как максимальные полуразности двух диаметров: для конусообразности – диаметров крайних сечений; для бочкообразности – диаметров среднего и крайнего сечений; для седлообразности – диаметров крайнего и среднего сечений.

Рисунок 3 – Отклонение профиля продольного сечения

 

Отклонение от прямолинейности может относиться не только к прямолинейному профилю, но и к оси в пространстве. Отклонением от прямолинейности оси в пространстве называется наименьшее значение диаметра цилиндра, внутри которого располагается реальная ось поверхности вращения в пределах нормируемого участка. Реальная ось это геометрическое место центров прилегающих окружностей в сечениях, перпендикулярных оси прилегающего цилиндра.

В справочном приложении ГОСТ 24642-81 были введены следующие дополнительные параметры отклонений формы.

Среднее арифметическое отклонений формы профиля EF_а – это среднее арифметическое из абсолютных значений расстояний h(s) или h _i между реальным профилем и средним профилем по нормали к среднему профилю в пределах нормируемого участка:

 

(2)

 

Этот параметр может использоваться для оценки отклонений от прямолинейности, отклонений от круглости и отклонений профиля продольного сечения.

Среднее квадратическое отклонение формы профиля EF _q – это среднее квадратическое расстояний h(s) или h_i между реальнымпрофилем и средним профилем по нормали к среднему профилю в пределах нормируемого участка:

 

=√ √ (3)

 

Отклонение расположения – это отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения. При этом реальные поверхности (профили) заменяются прилегающими, а за оси, плоскости симметрии и центры реальных поверхностей или профилей принимаются оси, плоскости симметрии и центры прилегающих элементов.

Параметры, установленные для оценки отклонений расположения (ЕР) относятся к одной детали или могут относиться к нескольким деталям, если они соединены неподвижно. При этом вместо реальных поверхностей (профилей) рассматриваются расположения прилегающих относительно выбранных баз или взаимное расположение без выделения базы.

Отклонение от параллельности может относиться к различным элементам.

Отклонение от параллельности плоскостей – разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка.

Для оценки отклонения от соосности, в зависимости от используемой базы, можно использовать один из двух следующих параметров.

Отклонение от соосности относительно базовой поверхности – наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности вращения на длине нормируемого участка.

Отклонение от соосности относительно общей оси – наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности и общей осью двух и более поверхностей вращения на длине нормируемого участка. За общую ось принимают прямую, проходящую через оси рассматриваемых поверхностей в среднем сечении.

Допуск соосности и позиционный допуск могут быть заданы в диаметральном и радиусном выражении, что указывается знаками Æ и R. Допуск в диаметральном выражении – это диаметр цилиндра, внутри которого должен находиться нормируемый элемент. Допуск в радиусном выражении ограничивает отклонение элемента от номинального положения в любом направлении. Аналогично может назначаться и допуск симметричности и допуск пересечения осей, но для обозначения применяют соответственно T и T/2.

Допуски формы и расположения могут назначаться как независимыми, так и зависимыми от действительного размера рассматриваемого и (или) базового элемента.

Зависимый допуск расположения или формы – допуск, указываемый на чертеже или в другой технической документации в виде значения, которое допускается превышать на значение, зависящее от отклонения действительного размера рассматриваемого элемента и (или) базы от предела максимума материала. Зависимые допуски расположения и формы обозначают условным знаком , который помещают: после числового значения допуска, ; после буквенного обозначения базы ; после числового значения допуска и буквенного обозначения базы . Из определения следует:

- зависимый допуск может быть отнесен только к охватываемым (валам) или охватывающим (отверстиям) поверхностям;

- на чертеже указывается только минимальное значение и, следовательно, при определенных действительных значениях размеров действительные значения отклонений формы или расположения могут быть больше указанного допуском;

- минимальное (указанное на чертеже) значение допуска регламентирует отклонения, соответствующие случаю, когда действительный размер элемента (или нескольких) детали равен пределу максимума материала (наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия);

- указанный на чертеже допуск разрешается превышать на величину абсолютной разности действительного размера и предела максимума материала, то зависимый допуск равен 0.

Суммарные отклонения формы и расположения ограничиваются единым допуском и при контроле определяются по точкам реальной (а не прилегающей или средней) поверхности относительно прилегающих базовых поверхностей элементов деталей (в том числе и осей). Суммарные отклонения могут регламентироваться или указанием на чертеже в одном поле сразу двух знаков допуска при одном числовом значении или применением специальных параметров суммарных отклонений.

Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси.

Полное радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от всех точек реальной поверхности в пределах нормируемого участка до базовой оси. Этот параметр относится только к номинальным цилиндрическим поверхностям.

 

Рисунок 4 – Радиальное биение

Рисунок 5 – Торцовое биение

Торцовое биение – суммарное отклонение торцовой поверхности от плоскостности и отклонение этой поверхности от перпендикулярности относительно базовой оси; оно равно разности Δ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси. Торцовое биение иногда определяют на заданном диаметре d.