mss3 (Хандамиров)

Метрология, стандартизация и спецификация

Факторы, влияющие на точность детали

1. Состояние оборудования и его точность

2. Состояние тех оснастки

3. Неоднородность заготовки и припусков на обработку

4. Составляющая температурной деформации

5. Упругие деформации станка

6. Режим обработки (скорость резания, подача, толщина срезаемого слоя)

7. Субъективные ошибки рабочих

Геометрические погрешности

1. Отклонение размера

2. Погрешность расположений (перпендикулярность) (дельта расположения)

3. Погрешность формы

4. Волнистость

5. Шероховатость

• Назначить номинальное значение

• Нормировать точность этих параметров, путём установлением их предельных значений

Основные понятия о размерах, отклонениях. Допуски

Понятие	Обозначение
	Отверстие	Вал
Истинный размер — полученный, в результате обработке детали	Dист	dист
Действительный — Полученный измерением с точностью необходимым для данной цели	Dr	dr
Предельный — задаются на чертеже и определяют условия годности детали Наибольший Наименьший	Dmax Dmin	dmax dmin
Номинальный — указывается на чертеже, служит началом отсчета . От него задаются предельные отклонения.является общим Для 2 деталей образуемых соединений. Получают расчетным путём, исходя из расчетов на жёсткость, прочность и тд либо назначают исходя из требований к технологичности конструкции, эргономический и эстетических требований. Округляют и выбирают из ряда нормальных линейных размеров.	D	d
Отклонение — разница размера и номинального размера Действительное = Dr-D Предельный А. Верхнее =Dmax-D Б. Нижнее	ER ES EI	er es ei
Допуск — разность предельных размеров, абсолютная величина разности предельных отклонений. Является мерой рассеивания размеров партий годных деталей.определяет качество детали. Чем меньше допуск — выше качество (себестоимость) определяет технологию изготовления деталей (тех цепочку, набор операций) определяется квалитетом. Является исходным для выбора средств измерения или контроля	TD	Td

Отверстие — охватывающая поверхность

В ал — охватываемая поверхность

(На практике вместо истинным принимают действительное)

Измерение полученное проводимое на порядок точнее чем проводимое измерение модно считать действительным

Условия годности ОТК Dmin<=Dr<=Dmax

Ряды предпочтительных чисел

Ra5 (10)^(1/5) = 1,6

Ra10 (10)^(1/10) = 1,25

Ra20

Ra40

Ra5 : 10 16 25 40 63 100 160 (каждое пятое является умножением на 10)

Ra10 : 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 120 160

ER=Dr-D

er = dr- d

EI=Dmin-D(аналогично)

Вал диаметром 30 0,5 – es , 0,3 – ei

d min = d +ei =30+(-0,35)=29,65мм

d max= d+es =30+0=30мм

Td=dmax-dmin =| es-ei|

Графическое изображение допусков

В
ал

Основные понятия в области метрологии

Метрология — наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их в единства, способов достижения требуемой точности.

Единство измерений — такое состояние измерения при котором результаты измерения выражены в узаконенных единицах и их погрешности не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Метр — расстояние которое проходит свет в вакууме за 1/299792458 с.

Точность измерений— характеризует близость результатов измерений к истинному значению измеряемой величины

По способу получения значения измеряемой величины различают методы :

1. Непосредственной оценки — при котором значение величины определяют по отчетному устройству прибора прямого действия

2. Метод сравнения с мерой —при котором измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой

Мера — средство измерения, предназначенная для воспроизведения физической величины заданного размера. Для воспроизведения линейных размеров используют плоскопараллельные концевые меры длины.

Различают также

1. Контактные (есть физический контакт между прибором и деталью)

2. Бесконтактные измерения (оптически)

1. Поэлементные (отдельно)

2. Комплексно (суммарный показатель)

1. Прямые (значение определяется из Эксперимента)м

2. Косвенные

Погрешность измерений — разность между результатом и истинным значением измеряемой величины

Классификация погрешностей измерений по причинам возникновения

Погрешность :

1. Инструментальная (70%) зависит от погрешности применяемых средств измерения. Возникает в следствии:

• Несовершенство конструкции прибора

• Неточность изготовления сборки и детали узлов прибора

• Погрешность градуировки шкалы прибора

В тех паспорте указывается предел допускаемой погрешности прибора, т е та наибольшая погрешность при которой прибор можно использовать для измерений .

Для большинства приборов нормируется по участкам шкалы либо задается в виде функции

Длиномер вер мод ИЗВ1 погрешность = ±(1,2+L/120)

Погрешность прибора связана с измеряемой величиной

Погрешность концевых мер длины это разница между номинальным и действительным значением.

ПИ – пределы измерений, ДП – диапазон показаний —начальное и конечное значение шкалы прибора

1. М
   
   етодическая отражает несовершенство или упрощение методики измерений. Например

• при проведении дискретным измерений вместо непрерывных,

• при отличии реальной схемы от теоретической,

• и
  
  з-за взаимного влияния деталей и приборов

1. Субъективная погрешность

1. Погрешность отсчета (отсчёт – показания)

• Погрешность интерполяции — оценка долей делений шкалы на глаз (0,1мм)

• П
  огрешность параллакса— кажущееся смещение относительно шкалы прибора, возникающая при неперпендикулярность наблюдении плоскости шкалы. Погрешность = h*tana. 0,3от деления шкалы

1. П
   огрешность установки

Инструментальная {1,2,3}

Величина связана с тем, что мы заменили непрерывные измерения на дискретные

Основная погрешность

Дополнительная погрешность — изменяются все основные составляющие погрешности

l=l(t1a1-t2a2)

Нормальные условия

• T=20o

• Влажность58%

• Р = 760 мм рт столба

При НУ

• Аттестуются средства измерения

• Происходит градуировка шкал приборов

• Задаются допуски и основных отклонения

Классификация погрешности по свойствам

и={сл сист}

• С лучайная

• Систематическая

грубая — погрешность существенно превышаемая ожидаемую при данных условиях измерений.

3S

Систематическая

— погрешность постоянная по значению и знаку, либо изменяющаяся по определенному закону, при повторных измерениях одной и той величины

Возникает из-за Действия ограниченного числа доминирующих факторов:

• Неточная настройка прибора

• Погрешность градуировки шкалы прибора

Случайная погрешность

— непостоянная по величине и знаку погрешность, которая возникает при повторных измерениях одной и той же величины, в зависимости от случайных обстоятельств.

• Непостоянство измерительных сил

• Изменение момента трения

• Попадание микрочастиц

Обнаружение и устранение систематической погрешности

Р ассеивание результатов многократных наблюдений чаще всего подчиняется закону нормальному распределения (гаусса) для которого плотность вероятности определяется уравнением

Сигма Среднее квадратическое отклонение определяет меру рассеивания результатов наблюдения.

М(х)- математическое ожидание, определяет центр результатов наблюдения.

Оценка сигма (теор) — эмпирическая sqrt((sum(xi-x)^2)/n-1)

X среднее арифметическое значение по всем результатам наблюдений

М(х) — среднее арифметическое значение по результатам наблюдений n значений

Способы определения систематической погрешности измерения

1. Сопоставление данного результатам результатом более точного измерения, полученным более точным прибором и Болле точным методом. Более точный результат принимается за действительное значение

2. Сравнение результатов измерения образца и детали

3. Метод компенсации систематической погрешности по знаку( ср арифметическое по двум значениям)

сл =+-E=+-tpS/sqrt n

Tp- P

Математическая обработка результатов многократных наблюдений

1. определение ср арифметического

2. Определение сред квадратического отклонения

3. Определения и исключение результатов с грубой погрешностью

4. Возвращаемся к 1

5. Определение и исключение систематической погрешности

6. Определение случайной

7. Запись результата измерения

Суммирование погрешности измерений

1. Прямые измерения

Систематическая погрешность суммируется алгебраически с учетом знака

Случайная погрешность =+-tpS/sqrt n

S =sqrt(sum(Si))

1. Косвенные измерения

Y=f(x1,x2…xn)

Показывают меру влияния погрешности данного прямого измерения на суммарную погрешность измеряемой величины

Систематическая погрешность суммируется алгебраически с учётом знака

Выбор средства измерения

1. Технический контроль

Td — то, что задаётся конструктором

1. Исследование

R — в процессе изготовления

С целью обеспечения единства измерений из <=расчетная допустимое значение

Паспортная систематическая погрешность меньше или равна допустимой погрешности

Учитывать:

• Размер— предел измерения прибора И конфигурация детали.

Предел измерения — какой размер можно измерить.

• Диапазон показаний — то, что нанесено на шкале

• Производительность измерения

Правила округления погрешности и результатов измерений

Погрешность измерения показывает какие цифры в значении результата являются сомнительными.

1. Погрешность результата измерения представляется с одной или двумя значащими цифрами (При промежуточных расчетах и в случае если первая значащая цифра. 1 или 2)

2. Округлять результат измерений следует так, чтобы он оканчивался цифрой того же разряда, что и значение его погрешности

Нормирование точности гладких элементов детали машин

системы допусков и посадок — это совокупность рядов допусков и посадок путём экспериментальных исследований, теорет. Обобщений и оформлений в виде стандартов

Основные характеристики

1. Единицы допуска — отражает зависимость величины допуска от размеров T=k*i

Dm-среднее значение интервала размера =sqrt(Dmin *Dmax)

1. Квалитеты IT — уровень точности(всего 20) с 0,1—нулевой, далее по порядку с 1 по 18 k-отражает зависимость величины допуска от квалитета.

Области определения квалитета

IT0,1 IT1 — плоскопараллельные концевые меры длины

IT2-IT4 — средства предельного контроля(калибры)

IT5-IT12 — для образования посадок(соединений)

IT14-IT18— квалитеты свободных размеров.

IT		5	6	7	8	9	10	11	12
K		7	10	16	25	40	64	100	160

1. Интервалы размеров

T=ki IT6

k=10

T
=10(0,45*D^(1/3) + 0,001D)

1. О
   сновные отклонения — Определяет поля допуска относительно нулевой линии. Называется одно из двух предельных отклонений(верхнее или нижнее)расположенное ближе к нулевой линии.

Схема расположения основных отклонений

Js — симметричное отклонение от поля допуска

1. Посадки с зазором

2. Переходные посадки

3. Посадки с натягом

Обозначение полей допусков

Для отверстия А11 Js7 R5 буква основного отклонения, цифра — квалитет

Посадки

О пределяет Легкость взаимного смещения детали, либо степень сопротивления этого смещения

Различают типы посадок в зависимости от

1. П
   осадки с зазором D>d -> S

2. П
   осадки с натягом d>D->N

1. 
   Переходные посадки

Система отверстие. Система вал.

1. Отверстие

Посадка образуется сочетанием поля допуска основного отверстия (Н) с различными полями допусков вала. (a…z_c )

1. Вал

Посадка образуется сочетанием основного вала (h) с различными полями допусков отверстия

Экономически выгоднее система отверстием — Сократить номенклатуру инструментов и средств контроля.

В первую — предпочтительное (в рамочке)

Выбор посадок с Натягом по заданным значением натягов

Этапы

1. Выбираем систему — система отверстие

2. Определение допуска отверстия

1. TD=Td

2. TD=1,6Td

TN=Nmax-Nmin=TD+Td. TD=TN/2 округляется из гост тд табл —> IT

1. Определяем основное отклонение вала ei = ES+Nmin округление в большую сторону и выбираем букву основного отклонения

2. Определяем допуск вала Td=Nmax-ei округлять в меньшую

Примеры применения рекомендуемых посадок

Рекомендуемая Обеспечивает точное центрирование, предназначенное для соединения колёс с валом

Предпочтительные менее жесткие точности к центрирования, сменные зубчатывае колеса с валом.

Подшипники скольжения н7ф7

С натягом неподвижное соединение и не сборно-разборное

Шероховатость

— совокупность неровностей с относительно малым шагом, выделяемое с помощью байховой блины. L нужна для

1. Отделение шероховатостей от других видов погрешностей (отклонение формы, волнистость)

2. Н
   ормирования(задания значения) параметра шероховатости

1. Отклонение формы. S/H>1000

2. Волнистость 1000>=S/H>=50

3. Ш
   ероховатость S/H <50

1. Среднее арифметическое отклонение профилей Ra

R
a=1/l *интеграл от 0 до l |y(x)|dx

1. В
   ысота неровности профиля по 10 точкам Rz

4Ra~Rz

1. Н
   аибольшая высота неровности профиля Rmax

2. Средний шаг неровности профиля Sm

3. С
   редний шаг по местным выступам S

4. Относительная опорная длина профиля t_p

1—3 – высотные (мкм)

4—5 – шаговые (мм)

6- параметры формы

tp = sum(bi)/l

bi-отрезки, отсекаемые лини уровне в профиле

Обозначение шероховатости на чертеже:

1— вид обработки (глагол в повелительном наклонении) (необязательно)

2— условное обозначение направления неровности шероховатости (необязательно)

3— базовая длинна (в мм, но без указания размерности) мб не указана и это значит, что она соответствует стандартам. Для остальных параметров указывается всегда

4 — параметр шероховатости

Вид обработки не установлен

С нимается слой материала

Б ез снятия материала

Не обрабатывается

У
словные обозначения направления неровностей

Знак может ставится

1. На поверхность

2. На размерной линии

3. На выносных полках

На нижнюю и правую поверхность через полку. На всех поверхностях должен стоять знак шероховатости

Если шероховатость одинаковая то в правом верхнем углу на расстоянии 5…10 от рамки

Или ставят знак преобладающей шероховатости , а отдельную указать

Относительная геометрическая точность

А- нормальная Ra=5%Td

В- повышенная Ra=2,5%Td

С- высокая Ra=1,25%Td

Для нормирования отклонения формы используют прилегающие поверхности:

1. Прилегающая плоскость — поверхность касательная к реальной, и проведённая таким образом, что расстояние от неё до наиболее удаленной точки реальной поверхности будет минимальной

1. Прилегающий цилиндр

2. В сечениях (прямая и окружность )

Списать у Наташи

Уровни	Отклонения формы	Для цилиндров
А	60% IT	30%IT
В	40%IT	20%IT
С	25% IT	12,5%IT

кр=0,3Td=0,3*100=30мкм ->кр =32мкм (Ra5 или 10)

• Отклонение от плоскостности пл

В сечении

• О
  
  тклонение от прямолинейности пр

Отклонение расположения рассматривается между прилегающими и номинальными поверхностями

Реальные заменяем прилегающими

1. О тклонение от параллельности

2. О тклонение от перпендикулярности

3. О тклонение от угла наклона

4. О тклонение от симметрии

5. О тклонение от соосности

6. О тклонение от пересечения осей

7. П озиционирующее отклонение

Отклонение угла наклона

Н
оминальное — 60*

П
ринимаем большее отклонение при отверстии

Отклонение от симметричности

Расстроенная между скрешивающимися осями симметрии — отклонение от симметричности

Позиционное отклонение

Н
аибольшее расстояние между номинальным и реальным положением

Биение — включающее в себя и отклонение формы и

1. Р
   адиальное

1. Торцевое

Размерные цепи

— совокупность взаимосвязанных размеров , образующих замкнутый контур и определяет взаимное расположение осей поверхностей одной Или деталей в узле и механизме

Замыкающий размер— последний размер в процессе обработки, которые автоматические определяются ( указывается со звездочкой или не указываются)

Звенья:

1. Уменьшающие А1 и стрелка справа на лево

2. Увеличивающие А1,А2 и тд и знак вектора( стрелочка слева на право) А1ув

Если при увеличении составляющего звена замыкающий размер увеличивается, то размер называется увеличивающим, иначе уменьшающим.

Исходный размер —наиболее ответственный размер узла или ещё чего-то. Может быть и составляющие и замыкающими

По возможности при конструировании детали исходный размер не должен быть замыкающим размеро

При решении размерных цепей встречаются два типа задач:

1. Проверочный расчёт

Дано: номинальные размеры, составляющих звеньев

Допуски и предельные отклонения на составляющих звенья

Требуется: определить допуск и предельное отклонение замыкающего размера

1. Проектный расчёт

Дано: номинальные замеры

Допуск и предельное отклонение на замыкающий размер

Требуется: назначить допуски и предельные отклонения на составляющие звенья

Неизвестно ничего, кроме замыкающего размера

Методы:

1. Метод полной взаимозаменяемости (максимум и минимум)

2. Вероятностный метод

3. Метод регулирования

4. Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка)

5. Метод пригонки

Метод максимума—минимума

Крупно серийное и массовое производство при небольшом количества звеньев размерной цепи и точности не выше 6-7 квалитета

В особых ответственных, когда не допустима возможность появления брака (космос)

Обеспечивает 100% годности

1. Проверочный расчёт

1. О пределение номинального размера замыкающего звена А0 = А2-А1

А0= Сумм(увеличА) – Сумм(уменьшА)

1. Опередить предельные размеры

А0мах = А2мах-А1мин

А
0мах = Сумм( увеличА)- Сумм(уменьшА)

ESA0= sum(ESA>) – sum(ESA<)

TA0= sum(TAij)

1. Проектный расчёт

Известны допуск и замыкающий размер, требуется назначить допуски на составляющие звенья

1. Способ равной точности (способ одного квалитета)

ТAij = K*i

K- коэффициент квалитета

i = 0,45 (A)^1/3 + 0,001 A

TAo = sum TAij = K*sum i => K= TAo/sum i v> IT => TAij => проверка TAo >=sum TAij если не соблюдается, то один из размеров берём по более точному квалитету. Если все равно не , то ещё один. Большой запас — экономически не выгодно

Существенный разброс номинальных размеров звеньев цепи

Назначение предельных отклонений

Назначается для всех звеньев кроме одного. Поверхности изготавливаются резками , не мерным инструментом.

ESAij = TAij

EIAij=0

esAij = 0

esAij = Taij

ESAo = sum ESA (увеличив) – sum EIAij (уменьш)

1. Способ равных допусков

TAij = TAo/k (k- количество звеньев)

А
1 = 120 мм 35(7)

А2=А4= 20 мм 21(7)

А3=80 мм. 30(7) 19(6)

S=0,4….0,3 мм

S= 0 ^+0,4 _+0,3

So

K= TSo/ sum i = 100/ 2,17+2*1,313+1,88= 15 K=16 IT7 K=10 IT6

TSo = TA1+TA2+TA3+TA4

100 = 35+2*21+30=106

A1 =120 +0,035

A2=A4= 20 ⁰ _-0,021

EIA3= -ESSo + ESA1-2EIA2=-400+35+2*21=-323 мкм

ESA3= -323+19=-304

А3= 80 -0,304 -0,323 мм