Уніфікація – це різновидність методів стандартизації, вона полягає в раціональному скороченні числа типів, видів та розмірів об'єктів однакового функціонального призначення. 3 глава

- похибки, що залежать від вимірювального зусилля,

- похибки, які виникають від температурних деформацій,

- специфічні похибки при вимірюванні внутрішніх розмірів,

- похибки, що залежать від досвіду оператора (тобто суб'єктивні помилки).

Порядок вибору засобів вимірювання.

При вибору засобів вимірювання треба по-перше визначити допустиму похибку, а потім вибрати засіб вимірювання з належною похибкою вимірювання. При цьому головним правилом повинні бути умови, згідно яких похибка вимірювання повинна бути менше допустимої похибки, або дорівнювалась їй. Якщо вона буде більше, то такий прилад не придатний до вимірювання (дивися першу лекцію), тобто

δ_вим. < δ_доп – придатний

δ_вим. > δ_доп – не придатний

Допустима похибка визначається згідно формули

δ_доп=К·Т_р ,

де Т_р – допуск розміру вала T_d , або отвору T_D ;

К – коефіцієнт, який згідно ГОСТ 8.051-81 залежить від квалітету розміру:

для квалітетів IT2-IT5 він дорівнює К=0,31-0,35 ,

для квалітетів IT6-IT9 він дорівнює К=0,26-0,30 ,

для квалітетів IT10-IT18 він дорівнює К=0,20-0,25 ,

Найбільш часто використовується формула

δ_доп=0,30·Т_d(D).

Похибки вимірювання для засобів вимірювання, які серійно виробляються спеціалізованими заводами, наведено в нормативно-технічних документах, тобто в паспортах засобів, а також в РД 50-98-86 ("руководящие" [рос.] документи). Ця похибка має також назву таблична похибка. Вона залежить від багатьох параметрів, але головними параметрами, від яких залежить похибка вимірювання, є ціна поділки шкали засобу вимірювання і вимірюємий розмір.

Наприклад, треба визначити засіб вимірювання для вала 36е9.

Визначаємо допуск і допустиму похибку відхилення: es=- 0,050,

ei=- 0,112мм

Td = es-ei = - 0,050-(-0,112)=0,062мм

δ_доп=0,30·Т_d =0,30·0,062=0,0186мм=18,6мкм

Вибираємо засіб вимірювання.

В таблиці похибок вимірювання для розміру 36мм маємо:

Штангенциркуль ШЦ-I з δ_вим.=150мкм=0,150мм

Штангенциркуль ШЦ-II з δ_вим.=80мкм=0,080мм

Мікрометр гладкий МК з δ_вим.=7,5мкм=0,0075мм

Скоба важільна з δ_вим.=4,5мкм=0,0045мм

Скоба індикаторна з δ_вим.=11мкм=0,011мм

Оптиметр вертикальний з δ_вим.=0,2мкм=0,0002мм

Мікроскоп інструментальний з δ_вим.=5мкм=0,005мм

Мікроскоп інструментальний з цифровим пристроєм з δ_вим.=1мкм=0,001мм

З приведених похибок у засобів вимірювання в залежності від метрологічних, експлуатаційних і економічних показників, найбільш підходить мікрометр з похибкою вимірювання δ_вим.=0,0075мм, яка менше похибки допустимої, тобто

δ_вим. < δ_доп → 0,0075 < 0,0186мм.

6 Метрологічна служба України

Метрологічна служба України регламентується ДСТУ2682-94 і складається із:

- Державної - Держстандарт комітет України з стандартизації, метрології та сертифікації;

- Відомчих метрологічних служб.

Державна метрологічна служба - це система державних метрологічних органів, на які покладена відповідальність за забезпечення єдності вимірювань у Державі. Вона є в кожному обласному центрі.

Відомча метрологічна служба - це метрологічна служба Міністерств або інших центральних органів державної виконавчої влади, об’єднання підприємств, а також підприємств, установ, організацій.

Єдність вимірювань означає, що результати вимірювання виражаються в узаконених одиницях і похибки вимірювань відомі із заданою ймовірністю.

Міри і вимірювальні прилади, що застосовуються в народному господарстві Держави, в залежності від їх призначення підлягають перевірці в зазначені строки. Від дотримання цих строків залежить єдність умов вимірювання в Державі.

Керівники підприємств, організацій незалежно від форми власності, а також громадяни - суб’єкти підприємницької діяльності, які перешкоджають органам державної метрологічної служби виконувати покладені на них функції, несуть відповідність згідно з чинним законодавством.

7 Закордонні організації з стандартизації

Американський національний інститут стандартів і технології (NIST)

NIST — неурядова некомерційна організація, що координує роботи по добровільній стандартизації в приватному секторі економіки.

Розробляють федеральні стандарти авторитетні організації, акредитовані американським національним інститутом стандартів. Найвідоміші з них: Американське суспільство по випробуваннях і матеріалах (ASTM); Американське суспільство по контролю якості (ASQC); Американське суспільство інженерів-механіків (ASME); Об'єднання випробувальних лабораторій компаній страховок, Суспільство інженерів-автомобілебудівників (SAE), Інститут інженерів по електротехніці і електроніці (IEEE) і ін. Ці організації розробляють не тільки федеральні, але і стандарти, що носять добровільний характер. Всього в США розробкою добровільних стандартів займається більше 400 різних організацій і фірм, а добровільних стандартів налічується більше 35 тис.

Британський інститут стандартів (BSI)

Британський інститут стандартів (BSI) створений в 1901 р. за ініціативою суспільств інженерів-механіків, інженерів-суднобудівників, інженерів-електриків і інженерів-металургів.

Інформаційним забезпеченням стандартизації і розповсюдженням інформації про стандарти займається центральна довідкова служба, яка має автоматизовану систему інформації "Standardline". Система організована з урахуванням участі BSI в діяльності ІСО і є складовою частиною ІСОНЕТ.

"Standardline" дозволяє оперативно відшукати інформацію про стандарти і доповнення або зміни, внесені в них, знайти дату затвердження стандарту, замовити копію стандарту на будь-яких носіях. Інформаційна служба BSI має центральний доступ до банків даних інших країн і є абонентом 50 національних інформаційних систем. У свою чергу абонентами "Standardline" є більше 30 країн світу.

Французька асоціація по стандартизації (AFNOR)

Це приватна некомерційна структура, яка очолила діяльність по стандартизації в країні. Постійний штат AFNOR налічує близько 400 співробітників, але до роботи притягуються як експерти або консультанти близько 25 тис. фахівців з різних організацій, підприємств, наукових центрів, лабораторій і ін.

Німецький інститут стандартів (DIN)

Між інститутом і урядом укладена угода, згідно якій DIN зобов'язав діяти на користь всього суспільства і вносити внесок в усунення технічних бар'єрів в торгівлі, а також в охорону праці, захист споживачів і навколишнього середовища.

Японський комітет промислових стандартів (JISC)

Це консультативний орган при Міністерстві зовнішньої торгівлі і промисловості, підлеглий Управлінню науки і техніки, яке затверджує плани робіт JISC, а відділ стандартизації цього управління по суті виконує роль секретаріату JISC.

Діяльність JISC фінансується урядом.

Стандарти серії ISO 9000 - це пакет документів по забезпеченню якісної взаємодії та випуску продукції на міжнародному рівні.

Європейські стандарти EN 29001, EN 29002, EN 29003 є аналогами стандартів ISO 9001, ISO 9002, ISO 9003.

6 ЛЕКЦІЯ

Тема:"Допуски форми і розташування поверхонь"

1 Поверхні і терміни

Поряд з розмірами номінальними і дійсними існують поверхні номінальні (ідеальні) і реальні (дійсні). Реальні поверхні деталей одержують в результаті обробки заготовок, або завдяки експлуатації машин.

Номінальне розташування поверхонь визначається номінальними лінійними і кутовими розмірами між ними і базами. В машинобудуванні існує правило базування і зазначення баз.

Базою може бути поверхня, або лінія.

Базою визначають одну із площин, або осей системи координат, по відношенню до котрої задається допуск розміщення або визначається відхилення. Базу позначають зачорненим трикутником, котрий з'єднують з рамкою допуску, або базу позначають буквою і з'єднують з трикутником (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - Позначення бази

Прийнято такі позначення:

Δ - відхилення форми, відхилення розміщення поверхні, або сумарне відхилення форми і розміщення;

Æ або T - допуск форми, допуск розташування, або сумарний допуск форми і розташування в діаметральному виразі;

R - допуск у радіальному виразі;

L - довжина нормованої ділянки.

2 Відхилення і допуски

Під відхиленням форми і відхиленням розташування поверхонь розуміють відхилення, що одержують в результаті обробки і які відрізняються від допусків, що задані на кресленнях.

Основними причинами, що викликають відхилення форми і розташування поверхонь деталей при механічній обробці є:

- неточності і деформації вузлів і деталей металорізальних верстатів, інструментів і пристроїв, а також деформації самої деталі, що обробляється;

- нерівномірність припуску на оброблюваній поверхні деталі;

- неоднорідність хімічного складу і характеристик міцності в різних перерізах деталі;

Відхилення розташування поверхонь виявляються як незалежно одне від одного, так і спільно. В зв'язку з цим запроваджені поняття незалежного і залежного допуску розташування.

Поняття залежного допуску розташування може бути застосовано тільки до валів і отворів. Залежними можуть бути в окремих випадках і допуски форми, наприклад, допуск прямолінійності осі отвору або вала.

Залежним називається допуск розташування, який залежить не тільки від заданого на кресленні значення допуску, але й від дійсних розмірів поверхні.

Залежні допуски повинні бути або спеціально позначені на кресленнях. або вказані в технічних вимогах. При відсутності спеціальних позначень або вказівок допуски приймаються як незалежними.

Незалежним називається допуск розташування, який залишається незмінним при зміні дійсних розмірів поверхонь, що координуються.

3 Умовні позначення допусків форми та розташування

Усі відхилення і допуски діляться на три групи: допуски форми, допуски розташування поверхонь і сумарні допуски форми і розташування поверхонь. Позначення допусків наведено в таблиці 6.1

Таблиця 6.1 - Умовні позначення допусків форми та розташування поверхонь

3.1 Позначення незалежних допусків

Правила позначення допусків форми і розташування поверхонь на кресленнях виробів для всіх галузей промисловості встановлені ГОСТ2.308-79. В результаті виробничих похибок форма деталі буде завжди мати деякі відхилення від заданого на кресленні. В зв'язку з цим допускаються граничні відхилення форми і розташування поверхонь. Ці відхилення показують на кресленнях у вигляді умовних позначень (таблиця 6.1), або текстом в технічних вимогах. Перевага надається умовним позначенням, а не тексту.

Дані про граничні відхилення, тобто допуски, показують на кресленні у прямокутній рамці, що поділена на дві або три частини (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 - Позначення незалежних допусків

а - знак діаметра (Æ) ставиться перед числовим значенням допуску, якщо колове або циліндричне поле допуску вказують його діаметром;

б - знак радіуса R ставиться, якщо колове або циліндричне поле допуску вказують його радіусом;

в - знак T ставиться, якщо допуски симетричності, перетину осей, форми заданого профілю, заданої поверхні виражають через діаметр;

г - знак T/2 ставиться якщо допуски симетричності, перетину осей, форми заданого профілю, заданої поверхні виражають через радіус;

д - якщо допуск відноситься до частини поверхні заданої довжини (площі), то її значення вказують поряд з допуском, відділяючи від нього лінію з нахилом;

е - позначення бази;

ж - позначення сумарного допуску перпендикулярності і площинності;

и - позначення сумарного допуску паралельності і площинності.

У перші частині пишуть знак допуску згідно таблиці 6.1, в другій - числове значення допуску в мм., в третій - буквене позначення бази. Якщо баз декілька, то пишуть всі їх позначення. Висота цифр, букв і знаків повинна дорівнювати розміру шрифту розмірних чисел.

3.2 Залежні допуски

Залежним називається допуск, мінімальне значення якого вказується на кресленнях і залежить від дійсного розміру.

Залежні допуски є перемінними, а їх мінімальні значення повинні бути спеціально позначені на кресленнях додатково буквою М в колі (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 - Позначення залежних допусків

а - буква М ставиться в другій частині рамки після числового значення допуску, якщо залежний допуск пов'язаний з дійсними розмірами елемента, що розглядається;

б - буква М ставиться в третій частині рамки після буквеного позначення бази, якщо залежний допуск пов'язаний з дійсними розмірами базового елемента;

в - буква М ставиться в другій частині рамки після числового значення допуску і в третій після буквеного позначення бази, якщо залежний допуск пов'язаний з дійсними розмірами розглядуваного і базового елементів;

г - буква М ставиться в третій частині рамки після, якщо база буквою не позначається і якщо залежний допуск пов'язаний з дійсними розмірами базового елемента;

д- буква М ставиться в другій частині рамки після числового значення допуску і в третій частині рамки, якщо база буквою не позначається і якщо залежний допуск пов'язаний з дійсними розмірами базового елемента.

Розглянемо приклад розташування допуску співвісності двох отворів

та (рисунок 6.4).

Мінімальний допуск співвісності T_min складає 0,05 мм.

де - допуски першого (другого) отворів;

Сумарний допуск співвісності T_max = T_{min + =} 0,05 + 0,047=0,097 мм

Рисунок 6.4 - Розташування допуску співвісності двох отворів

4 Числові значення допусків

ГОСТ 24642-81 і ГОСТ 24643-81 складають комплекс необхідний для нормування допусків форми і розміщення поверхонь в деталях машин та приладів.

Для кожного виду допусків форми і розміщення встановлено 16 ступенів точності. Найвища ступінь перша, а найнижча - шістнадцята.

Ступені точності не збігаються з квалітетами, вони вибираються на одиницю менше, якщо деталь має нормальну геометричну точність.

ГОСТ 24643-81 встановлено також три рівня відносної геометричної точності:

А - нормальна;

В - підвищена;

C - висока.

Всі допуски форми або розміщення приймаються залежно від допуску розміру:

Для А - Tф = 0,60× Tр;

Для В - Tф = 0,40× Tр;

Для С - Tф = 0,25× Tр.

Для циліндричних поверхонь:

А - T = 0,30×Tр;

В - T = 0,20×Tр;

С - T = 0,12×Tр;

5 Контроль

Контроль розміщення поверхонь проводиться за допомогою калібрів. Калібри проектуються прохідними. Виріб вважається придатним, якщо калібр з'єднується з виробом по всім контрольованим поверхням.

На виробництві є порядок, при якому спочатку перевіряють розміри деталей, а потім розміщення поверхонь. Це дає змогу заздалегідь відбраковувати вироби за розмірами.

Недоліком калібру є різноманітність їх типорозмірів. Однак контроль за допомогою калібрів є більш продуктивний і простий ніж другими засобами.

6 Приклади позначень допусків форми та розташування

Рисунок 6.5.1 - Допуск прямолінійності утворюючої конуса не перевищує 0,01 мм

Рисунок 6.5.2 - Допуск паралельності верхньої поверхні не перевищує 0,02 мм відносно бази А

Рисунок 6.5.3 - Допуск площинності верхньої поверхні не перевищує 0,1 мм на площі 100 х 100 мм

Рисунок 6.5.4 - Допуск паралельності осі отвору не перевищує 0,05 мм відносно зовнішньої поверхні

Рисунок 6.5.5 - Допуск співвісності отвору відносно осі другого отвору не перевищує 0,08 мм

Рисунок 6.5.6 - Допуск радіального биття поверхні відносно загальної осі поверхонь А і Б не перевищує 0,1 мм

Рисунок 6.5.7 - Допуск торцевого биття відносно поверхні А не перевищує 0,1 мм

7 Приклади способів контролю допусків розташування

7.1 Способи контролю паралельності

Рисунок 6.6.1 - Паралельність площин

Рисунок 6.6.2 - Паралельність осі відносно площини

7.2 Способи контролю перпендикулярності

Рисунок 6.6.3 - Перпендикулярність площин

Рисунок 6.6.4 - Перпендикулярність площин

Рисунок 6.6.5 - Перпендикулярність отвору відносно площини

Рисунок 6.6.6 - Перпендикулярність осій

7.3 Способи контролю радіального биття

Рисунок 6.6.7 - Радіальне биття

Рисунок 6.6.8 - Радіальне биття

7 ЛЕКЦІЯ

Тема:"Калібри"

1. Характеристика калібрів

Калібрами називається без шкальні контролюючі інструменти. Вони служать для контролю розмірів гладких циліндричних, конусних, різьбових та шліцьових деталей, а також для контролю форми і взаємного розміщення частин деталей.

На відміну від штангенінструментів, мікрометрів та інших універсальних засобів, калібрами не можна вимірювати дійсні розміри деталей та їх числові значення. Калібри служать тільки для перевірки граничних розмірів деталей і визначення придатності як розмірів деталей, так і самої деталі. За допомогою калібрів з'ясовують виходить чи ні розмір, що перевіряється, за нижній або верхній граничні розміри, тобто чи знаходиться дійсний розмір між двома граничними розмірами, в полі допуску. Вали і отвори з допусками точніше 6^-го квалітету не рекомендується контролювати калібрами, бо вноситься велика похибка. Такі вироби перевіряють універсальними засобами.

2 Типи калібрів

За конструктивними ознаками калібри розрізняють на:

- прохідні і непрохідні;

- однобічні, в яких прохідна і непрохідна сторони розташовані на одному кінці калібру;

- двобічні, в яких на протилежних кінцях розташовані прохідна і непрохідна сторони.

За призначенням калібри розрізняють на:

-робочі, які застосовують для контролю виробів під час їх виготовлення на робочому місці;

-приймальні, з якими працюють працівники ВТК (відділ технічного контролю) при прийомі виробів. Приймальними калібрами є частково зношені робочі калібри;

-контрольні, які використовуються для контролю робочих калібрів і регульованих калібрів-скоб;

-установчі, які використовують для установки на заданий розмір регульованих калібрів і вимірювальних засобів.

За видами вимірюваних поверхонь розрізняють:

-калібри-пробки;

-калібри-скоби;

-калібри-кільця;

-калібри-втулки.

3 Маркування калібрів

На калібр наносять (рисунок 7.1):

- номінальний розмір деталі для якого призначений калібр;

- буквене позначення поля допуску виробу;

- числове значення граничних відхилень виробу в мм (на робочих калібрах);

- тип калібру (ПР, НЕ, К-I );

- товар знака заводу-виробника.

(а)

(б)

Рисунок 7.1 - Маркування калібру-пробки (а) та калібру-скоби (б)

4 Позначення допусків калібрів

Допуски на розміри виробів встановлено ГОСТ 25346-89. Допуски на калібри для квалітетів від 6 до 18 і розмірами до 500 мм встановлено ГОСТ 24853-81, а для розмірів від 500 мм до 3150 мм з допусками від 9 до 18 квалітету ГОСТ24852-81.

Вали і отвори з допусками точніше шостого квалітету не рекомендуються перевіряти калібрами, бо вноситься велика похибка вимірювання. Такі вироби перевіряють універсальними засобами.

Згідно ГОСТ 24853-81 для робочих калібрів прийнято слідуючи позначення параметрів на виготовлення:

, - найбільші і найменші граничні розміри отворів;

, - найбільші і найменші граничні розміри валів;

T - допуск виробів;

H - допуск калібр-пробки;

H_1- допуск калібр-скоби;

H_s - допуск калібр-пробки з сферичними виконавчими поверхнями;

H_p - допуск контрольних калібрів для скоб;

z - відхилення середини поля допуску ПР сторони калібр-пробки в середину поля допуску виробу;

z₁- відхилення середини поля допуску ПР сторони калібр-скоби в середину поля допуску виробу;

y - дозволений вихід розміру спрацьованого калібр-пробки за межі поля допуску виробу;

y₁ - дозволений вихід розміру спрацьованого калібр-скоби за межі поля допуску виробу;

α - величина для компенсації похибок контролю калібр-пробкою непрохідної сторони виробу;

α₁ - величина для компенсації похибок контролю калібр-скобою непрохідної сторони виробу.

5 Розрахунки виконавчих розмірів калібрів

Калібри служать для контролю граничних відхилень розмірів, форми і взаємного розміщення частин деталей.

Згідно з цим, граничні розміри деталей і одночасно номінальні розміри відповідних калібрів, що використовуються при розрахунках, дорівнюють:

- номінальний розмір ПР калібр-пробки дорівнює найменшому діаметру отвору ;

- номінальний розмір НЕ калібр-пробки дорівнює найбільшому діаметру отвору ;

- номінальний розмір ПР калібр-скоби дорівнює найбільшому діаметру вала ;

- номінальний розмір НЕ калібр-скоби дорівнює найменшому діаметру вала .

Перед розрахунком калібрів згідно ГОСТ 24853-81 та СТ СЄВ 157-75 визначають допуски H (H₁) і параметри z (z₁),y (y₁), α (α₁) . Розміри робочих калібрів і їх граничні відхилення розраховують за формулами згідно ГОСТ 24853-81, наведеними в таблиці 7.1.

Таблиця 7.1 - Формули для розрахунку калібрів

В міліметрах

6 Розміщення полів допусків

Рисунок 7.2 - Схема розміщення полів допусків на виготовлення калібра - пробки для контролю отвору Æ60H7

Рисунок 7.3 - Схема розміщення полів допусків на виготовлення калібру - скоби для контролю вала Æ60f7

7 Оформлення креслень калібрів

Граничні розміри калібрів, по яким виготовляють нові калібри, називаються виконавчими.

На кресленнях калібр-пробки позначають найбільший граничний розмір з від'ємним допуском H (рисунок 7.4). На кресленнях калібр-скоби позначають найменший граничний розмір з додатнім допуском H₁ (рисунок 7.5).

Рисунок 7.4 - Позначення виконавчих розмірів калібр-пробки

Рисунок 7.5 - Позначення виконавчих розмірів калібр-скоби

Загальні розміри калібрів залежать від номінального розміру вимірювальної деталі і регламентуються рядом ГОСТ: ГОСТ 18362, ГОСТ 18362, ГОСТ 18363, ГОСТ 18364, ГОСТ 14810, ГОСТ 14812, ГОСТ 14815, ГОСТ 14820, ГОСТ 14821.

Числові параметри шорсткості робочих поверхонь калібрів, регламентовані ГОСТ 2789-73, наведені в таблиці 7.2.

Таблиця 7.2 - Числові значення параметрів шорсткості

В міліметрах

Параметр шорсткості Ra (мкм) не повинен перевищувати 10% допуску калібру, але не більше 0,2 мкм при допусках виробів з квалітетами IT6-12 і не більше 0,4 мкм при допусках виробів з квалітетами понад IT12.