Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ

В современном машиностроительном производстве наибольшая часть контроля приходится на геометрические параметры деталей. Контроль их в процессе производства является обязательным. Затраты на выполнение контрольных операций существенно влияют на себестоимость изделий машиностроения, а точность их оценки определяет качество выпускаемых изделий.

Правильность выбора средств измерения (СИ) должен уметь оценивать конструктор, технолог и метролог. При выполнении операций технического контроля (измерение деталей и изделий) должен обеспечиваться принцип единства измерений.

Единство измерений - это такое состояние измерений, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах и погрешность измерений известна с указанной вероятностью (см. РМГ 29-99).

Контроль должен быть объективным и достоверным.

На выбор методов и средств измерений влияет большое количество факторов, которые необходимо учитывать.

Организационно-технические факторы зависят от специфики производства (тип производства, стабильность техпроцесса, обеспечение полной или групповой взаимозаменяемости и т.п.). Различают виды контроля: сплошной 100%-ный контроль всех деталей (единичное, мелкосерийное производство, нестабильный техпроцесс, групповая взаимозаменяемость, авиа- и судостроение) и выборочный, статистический контроль (крупносерийное, массовое производство, полная взаимозаменяемость, стабильный техпроцесс).

Универсальные средства измерений находят широкое применение во всех типах производства, так как имеют низкую себестоимость. Производительность операций контроля при этом также низкая.

Применение специальных средств измерения должно быть экономически обосновано. Калибры, контрольные приспособления, средства автоматизированного контроля относятся к средствам единичного производства. Их проектирует и изготавливает предприятие-потребитель, применение их выгодно в крупносерийном, массовом производстве. Они должны быть аттестованы и периодически подвергаться калибровке.

Конструктивные параметры изделия (габариты, масса, жесткость конструкции, конструктивные особенности, доступность к точкам контроля и контролируемый размер) также существенно влияют на выбор методов и средств измерения. Могут быть использованы контактные и бесконтактные, абсолютные и относительные, прямые и косвенные методы измерений. Для деталей нежесткой конструкции необходимо применять бесконтактные методы измерений. Косвенные методы применяются в том случае, если непосредственное измерение размера невозможно.

Используются стационарные и переносные средства измерений (для крупногабаритных деталей).

Применяются различные средства измерений для деталей типа вал, втулка (отверстие), зубчатое колесо, резьбовая деталь и так далее.

Метрологические характеристики средств измерений (цена деления, пределы и диапазон измерения, погрешность и класс точности) необходимо согласовывать с контролируемыми параметрами изделия 15.

Номинальный размер обеспечивает выбор средств измерения по пределу измерения. Допуск на контролируемый параметр определяет выбор средств измерений по допускаемой погрешности измерения (табл. 7.1).



2. ИСТОЧНИКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Погрешности измерения зависят от субъективных и объективных причин. Субъективные погрешности зависят от оператора, его квалификации, навыка работы, его утомляемости и других факторов. Различают субъективные погрешности профессиональные, а также субъективные от присутствия оператора (теплоизлучение оператора), погрешности действия, обусловленные настройкой прибора и перемещением подвижных частей, погрешности параллакса (кажущееся смещение стрелки прибора при неправильном расположении оператора).

Большинство субъективных погрешностей относится к случайным, хотя они могут быть систематическими (например, погрешности неправильной настройки прибора).

Объективные погрешности измерений могут быть как систематическими, так и случайными Правильность измерения определяется стремлением к нулю систематических погрешностей. Точность измерения оценивается стремлением к нулю случайных погрешностей. Поэтому необходимо выявлять источники систематических погрешностей и устранять их до начала измерения.

Источники систематических объективных погрешностей:

? инструментальные погрешности, зависящие от конструкции (когда нарушен принцип Аббе, требующий, чтобы измеряемый размер и шкала отсчета находились на одной прямой), точности изготовления и износа измерительного средства, которые определяются при их аттестации;

? погрешности установочных мер при относительном методе измерения, зависящие от формы контактных наконечников приборов (контакт должен быть точечный, а не плоскостной);

? погрешности базирования, обусловленные погрешностями поверхностей контакта детали и измерительного средства, для их исключения необходимо соблюдать принцип единства баз конструкторских и измерительных;

? температурные погрешности, вызванные колебанием температуры при измерении и отклонением ее от нормальной;

? погрешности, зависящие от измерительного усилия при контактных методах измерения, когда пониженная жесткость детали, стоек и других устройств;

Таблица 1. Допускаемые погрешности измерения , в мкм, по ГОСТ 8.051

Квалитеты	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Интервалы номинальных размеров, мм	IT		IT		IT		IT		IT		IT		IT		IT		IT		IT
Св. 1 до 3	4	1,4	6	1,8	10	3	14	3	25	6	40	8	60	12	100	20	140	30	250	50
” 3 ” 6	5	1,6	8	2	12	3	18	4	30	8	48	10	75	16	120	30	180	40	300	60
” 6 ” 10	6	2	9	2	15	4	22	5	36	9	58	12	90	18	150	30	220	50	360	80
” 10 ” 18	8	2,8	11	3	18	5	27	7	43	10	70	14	110	30	180	40	270	60	430	90
” 18 ” 30	9	3	14	4	21	6	33	8	52	12	84	18	130	30	210	50	330	70	520	120
” 30 ” 50	11	4	16	5	25	7	39	10	62	16	100	20	160	40	250	50	390	80	620	140
” 50 ” 80	13	4	19	5	30	9	46	12	74	18	120	30	190	40	300	60	460	100	740	160
” 80 ” 120	15	5	22	6	35	10	54	12	87	20	140	30	220	50	350	70	540	120	870	180
” 120 ”180	18	6	25	7	40	12	63	16	100	30	160	40	250	50	400	80	630	140	1000	200
” 180 ”250	20	6	29	8	46	12	72	18	115	30	185	40	290	60	460	100	720	160	1150	240
” 250 ”315	23	8	32	10	52	14	81	20	130	30	210	50	320	70	520	120	810	180	1300	260
” 315 ”400	25	9	36	10	57	16	89	24	140	40	230	50	360	80	570	120	890	180	1400	280
” 400 ”500	27	9	40	12	63	18	97	26	155	40	250	50	400	80	630	140	970	200	1550	320
” 500 ”630	30	12	44	18	70	23	110	35	175	56	280	70	440	110	700	180	1100	220	1750	350
” 630 ”800	35	14	50	20	80	26	125	40	200	64	320	80	500	120	800	200	1250	250	2000	400
” 800”1000	40	16	56	23	90	29	140	45	230	74	360	90	560	140	900	230	1400	280	2300	460
Относительная погрешность измерения	30…35%	30…25%	25%	25…20%	20%
Примечание: Для размеров с неуказанными допусками по ГОСТ 8.549-86 =0,5IТ для квалитетов с 12-го по 17-й.

? погрешности, зависящие от измерительного усилия при контактных методах измерения, когда пониженная жесткость детали, стоек и других устройств;

?методические погрешности или теоретические, которые зависят от метода измерения, выбранной схемы измерения, алгоритма обработки результатов. Могут быть и другие источники погрешностей.

Способы исключения систематических погрешностей следующие:

? до начала измерения (профилактика измерений);

? в процессе измерения (экспериментальное исключение);

? по окончании выполнения измерений;

? перевод систематической погрешности в случайную и выполнение многократных измерений [15].

При измерении линейных размеров может проявиться систематическая температурная погрешность, которая зависит от температурного режима процесса измерения. Нормальные условия для выполнения линейных измерений установлены ГОСТ 8.050. В производственных условиях трудно обеспечить точное соблюдение температурного режима, однако для компенсации температурных погрешностей необходимо выдерживать детали и приборы в одних и тех же температурных условиях от 2 до 12 часов при колебании температуры в пределах 2…4 ⁰С. До начала выполнения измерений геометрических параметров необходимо устранить температурную погрешность, а также погрешность базирования, проверить нулевую установку прибора, наличие сертификата годности и другие причины.

В процессе измерения возможно противодействие погрешностей, т.е. в начале увеличивающее воздействие и затем уменьшающее. Используется, например, поворот детали на 180 для исключения влияния эксцентриситета осей, или измерения при прямом и обратном ходе с целью учета зазора.

По окончании измерений вносится известная поправка погрешность с обратным знаком. Например, при относительном методе измерения погрешность блока концевых мер, найденная по аттестату на поверку (калибровку) набора концевых мер длины.

Наиболее существенными при измерении являются систематические инструментальные погрешности, которые должны быть меньше допускаемых погрешностей измерения, указанных в ГОСТ 8.051 и 8.549. В этих стандартах погрешности измерений даны для выполнения однократных измерений, при устранении известных источников систематических погрешностей до начала измерения. Допускаемая инструментальная погрешность (Д) должна всегда регламентировать выбор средств измерений.

При выполнении технических измерений систематическая погрешность является доминирующей, т.е. она существенно больше случайной, присущей данному методу. Поэтому эти измерения достаточно производить один раз.

При выполнении метрологических измерений (поверке и калибровке) случайная погрешность является доминирующей, поэтому необходимо осуществлять многократные измерения и производить обработку полученных результатов. Число измерений n следует выбрать таким образом, чтобы ошибка среднего арифметического была меньше систематической инструментальной погрешности, т.е. чтобы последняя опять определяла точность результата измерения, так как погрешность среднего арифметического убывает в раз. Окончательный результат измерения должен содержать:

? числовое значение среднего арифметического,

? возможный интервал его рассеивания (доверительный интервал),

? доверительную вероятность, соответствующую доверительному интервалу по таблицам нормального закона распределения случайных величин.



3. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ПОГРЕШНОСТИ И ДОПУСКА РАЗМЕРА

Выбор СИ для однократных измерений по метрологическим факторам заключается в сравнении допускаемой погрешности измерения (табл. 7.1) с инструментальной погрешностью Д (табл. 7.2), в установлении приемочных границ и приемочного процента риска. Необходимо соблюдать условие .

Если необходимые по точности средства измерения отсутствуют, то более грубые должны быть индивидуально аттестованы, т.е. следует определить их систематическую погрешность и учитывать ее путем введения поправки в результат измерения.

Допускаемая погрешность измерения включает случайные и неучтенные систематические погрешности (погрешность СИ).

В табл. 7.1 даны допускаемые погрешности измерения для сопрягаемых размеров по ГОСТ 8.051-81. Расчет допускаемых погрешностей в этом стандарте производится в зависимости от допуска по следующей зависимости:

=(0,2…0,35)IT

Меньшее значение относится к более грубым квалитетам, а большее к точным квалитетам.

Данная зависимость для контроля размеров с неуказанными допусками (свободных размеров) требует применения довольно точных СИ, что удорожает производство. Применение штангенциркулей и других грубых СИ для контроля размеров с неуказанными допусками по ГОСТ 8.051-81 было незаконным.

В 1986 году был принят ГОСТ 8.549-86, который узаконил применение грубых СИ для размеров с неуказанными (общими) допусками. Теперь для размеров с неуказанными допусками (12…17 квалитеты) допускаемая погрешность измерения по ГОСТ 8.549-86 равна половине допуска размера =0,5IT. Это необходимо учитывать, чтобы не усложнять процесс измерения грубых (неответственных) размеров, особенно в приборостроении и авиации (здесь 12 квалитет используется для свободных размеров с общими допусками). Если же по 12-му квалитету выполняется соединение (посадка), то СИ необходимо выбирать по ГОСТ 8.051-81.

Таблица 2. Предельные погрешности средств измерений ±, мкм, по РД 50 -98-96

Контрольно-измерительные средства	Цена деления,
мм	Диапазон измерений, мм
		до
10	10-
50	50-80	80-120	120-180	180-250	250-500
Код	Наименование и
условное обозначение
(предел измерения)	ГОСТ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Штангенциркуль
ШЦ-1, ШЦ-II,III	166	0,1	150	150	200	200	200	200	250
2	Штангенциркуль
ШЦ-1, ШЦ- II,III	166	0,05	80	80	100	100	100	-	-
3	Микрометр гладкий
МК-25 (50; 75?600)	6507	0,01	5,0	10	10	15	20	25	50
4	Микрометр рычажный,
контакт любой
МР-25; (50; 75?600)	4381	0,002	4,0	6,0	10	10	15	25	50
5	Микрометр рычажный,
контакт линейный
МР-25; (50; 75 ?1000)	4381	0,002	3,0	4,0	5,0	6,0	10	10	10
6	Скоба индикаторная,
в руках СИ-50 (100?1000) КМД-4 кл.	11098	0,01	15	20	20	20	20	40	50
7	Скоба индикаторная,
на стойке СИ-50; (100?1000) КМД-4 кл.	11098	0,01	10	10	10	10	10	10	10
8	Скоба рычажная,
в руках СР-25; (50?150) КМД-3 класса	11098	0,002	4,0	5,0	10	20	25	-	-
9	Скоба рычажная,
на стойке СР-25;
(50 ?150) КМД-3 кл.	11098	0,002	2,0	2,0	3,0	5,0	5,0	-	-
10	Головка измерительная рычажно -зубчатая
1 ИГ (?0,05)
КМД-3 кл.	18833	0,001	2,0	2,5	2,5	2,5	3,0	4,0	-
11	Головка измерительная рычажно- зубчатая
2 ИГ (?0,01) КМД-3 кл.	18833	0,002	4,0	4,0	5,0	5,0	6,0	8,0	-
12	Головка пружинная,
микрокатор 1 ИГП (?0,03) КМД-3 кл.	28798	0,001	0,5	0,5	1,0	1,0	1,0	-	-
13	Головка пружинная,
микрокатор 5 ИГП (?0,15) КМД-3 кл.	28798	0,005	3,0	3,0	3,0	5,0	5,0	-	-
14	Головка пружинно-оптическая, оптикатор 05П (?0,05) КМД-3 кл.	28798	0,0005	0,3	0,5	0,5	0,5	0,7	-	-
15	Головка пружинно-оптическая, оптикатор 01П (?0,012) КМД-3 кл.	28798	0,0001	0,25	0,3	0,35	0,4	0,4	-	-
16	Нутромер микрометрический НМ-75 (500)	10	0,01	-	-	15	20	20	20	30
17	Нутромер индикаторный НИ-10 (20?500)
КМД-4 класса	868	0,01	-	15	20	20	25	25	30
18	Нутромер индикаторный НИ-10 (20?500) (КМД-3 кл.;Ra=0,4 у детали)	9244	0,001	-	4,5	5,5	6,5	6,5	7,5	11
19	Нутромер индикаторный, повышенной точности (КМД-2 класса Ra=0,4 у детали)	Модель 103
	0,001	2,0	2,5	3,5	-	-	-	-
20	Нутромер индикаторный, повышенной точности (КМД-2 класса Ra=0,8 у детали)	Модель 106
	0,002	-	3,5	5,0	6,0	6,0	8,0	-
21	Пневмопробки с отсчетным прибором Ra=0,2 у детали	Установочные
кольца по
ГОСТ
14865	0,0005	-	2,0	3,0	4,0	-	-	-
22	Пневмопробки с отсчетным прибором Ra=0,8 у детали		0,0005	-	5,0	5,0	5,0	-	-	-
23	Пневмопробки с отсчетным прибором Ra=0,2 у детали		0,0002	1,0	0,5	0,5	0,8	-	-	-
24	Индикаторы
ИЧ-2, ИТ-2 (0…2)	577	0,01	10	10	10	10	10	10	10
25	Индикаторы ИЧ-10,
ИТ-10 (0…10)	577	0,01	20	20	20	20	25	30	40
26
	Индикатор многооборотный
1МИГ (0…1)	9696	0,001	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	-
27	Индикатор многооборотный
2МИГ (0…2)	9696	0,002	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	-
28	Вертикальный
оптиметр ИКВ (±0,1 по шкале); (0…100)
КМД-3 класса	---	0,001	0,5	1,0	1,0	1,0	1,0	-	-
29	Горизонтальный
оптиметр ИКГ(±0,1 по шкале); (0…300)
КМД-3 класса	--	0,001	0,5	1,0	1,0	1,0	1,0	-	-
30	Измерительная машина с трубкой оптиметра(±0,1 по шкале); (0…100)
ИЗМ - 1(2,3) м
КМД-3 класса	--	0,001	-	-	1,0	1,0	1,0	1,5	2,0
32	Длинномер оптический ИЗВ- (0-250)	14028	0,001	1,5	2,0	2,5	2,5	3,0	3,5
31	Микроскоп инструментальный ММИ(0…75)	8074	0,005	5,0	5,0	10	-	-	-	-
32	Микроскоп инструментальный БМИ (0…150)	8074	0,005	5,0	5,0	10	10	-	-	-
33	Универсальный
микроскоп УИМ-200	--	0,001	3,5	4,5	5,5	7,0	9,0	12	-

Примечание: Коды с 16 по 23 и 29 использовать для контроля отверстий.

4. ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ НА ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

При приемочном контроле погрешность измерения накладывается на погрешность изготовления детали и оказывает влияние на достоверность результатов контроля. Детали, у которых размеры находятся близко к границам поля допуска, могут быть неправильно оценены, т.е. годные забракованы, а бракованные пропущены как годные. Такое сочетание погрешности измерения и истинного размера контролируемой детали является случайным событием. В ГОСТ 8.051 установлены параметры достоверности результатов контроля, т.е. параметры разбраковки:

> m - риск заказчика (в %), необнаруженный брак, т.е. число деталей в процентах от общего числа измеренных, размеры которых выходят за приемочные границы;

> n - риск изготовителя (в %), т.е. ложный брак, забракованы фактически годные детали (истинные размеры в пределах поля допуска);

> с ? вероятностная величина выхода размера за каждую границу поля допуска у неправильно принятых деталей.

На рис. 7.1 представлены графики по определению параметров разбраковки при распределении контролируемых размеров по нормальному закону в зависимости от коэффициента точности технологического процесса:

K=IT/ _тех,

где IT ? допуск на контролируемый размер (допуск вала Td или отверстия TD);

_тех ? среднее квадратичное отклонение технологического процесса (погрешности изготовления).

На каждом графике указаны по три кривых, которые выбираются в зависимости от относительной погрешности метода измерения А_мет():

А_мет () =100% _мет /IT, (1)

где _мет ? среднее квадратичное отклонение погрешности измерения.

При доверительной вероятности P=0,95 случайная погрешность (соответствующая не исключенной инструментальной погрешности ) принимается как 2_мет. Тогда _мет = /2.

Когда точность технологического процесса неизвестна (на этапе конструкторских разработок), ориентировочно предельные значения параметров разбраковки можно определить по табл. 7.3. Рекомендуется принимать:

A_мет (у) =16% ? для размеров с допусками по квалитетам со 2-го по 7-й;

A_мет () =12% для размеров по 8-му и 9-му квалитетам,

A_мет () =10% для размеров более грубых квалитетов.

Таблица 3. Предельные значения параметров рассортировки деталей по ГОСТ 8.051

Относительная погрешность метода измерения в %	Количество в % от общего количества измеренных деталей	Вероятный выход размера за границы поля допуска
	Забракованных деталей в принятой партии m	Годных деталей в забракованных n
1,6	0,37…0,39	0,7…0,75	0,01
3	0,87…0,90	1,2…1,3	0,03
5	1,6… 1,7	2,0…2,25	0,06
8	2,6… 2,8	3,4…3,7	0,1
10	3,1… 3,5	4,5…4,75	0,14
12	3,75…4,1	5,4…5,8	0,17
16	5,0… 5,4	7,8…8,25	0,225

Примечания: 1.Табличные значения соответствуют нормальному закону распределения размеров в технологическом процессе и учитывают только случайные погрешности измерения с доверительной вероятностью .

2. В каждой строке первое значение m; n соответствует нормальному закону распределения погрешности измерения; второе - закону равной вероятности.

Анализ данных о параметрах разбраковки позволяет сделать ряд выводов:

? точность технологического процесса в большей мере влияет на параметры разбраковки, чем погрешность измерения;

? число неправильно забракованных деталей обычно больше, чем число неправильно принятых;

? с увеличением погрешности СИ А_мет() возрастают параметры m и n.

При отсутствии необходимых по точности средств измерения, возможно использование более грубых при условии их индивидуальной аттестации.

Рис. 1. Графики определения неправильной разбраковки:

а - риск заказчика; б - риск изготовителя; в - вероятностный выход размера за границу поля допуска

5. РОЛЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СЛУЖБ В ВЫБОРЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

В выборе измерительных средств участвуют конструкторские, технологические и метрологические службы в пределах возложенных на них обязанностей. технический квалитет деталь брак

Конструктор, назначая точность размера (квалитет), решает вопрос о возможном проценте неправильно принятых деталей (риске заказчика - m). Возможны три варианта установления приемочных границ размеров, по которым производится приемка изделий.

При первом варианте (рис. 2, а) приемочные границы совпадают с нормируемыми предельными значениями проверяемого изделия:



Т_пр= IT= 1Т_изд.

Этот вариант является основным в практике конструирования.

Во втором варианте (рис. 2, б) приемочные границы устанавливают введением так называемого производственного допуска, который меньше табличного допуска на величину погрешности измерения. Этот вариант применяется редко, так как возрастает риск изготовителя:

Т_пр= IT- = Т_изд или Т_пр= IT- = Т_изд -.

В третьем варианте (рис. 7.2, в) также вводится производственный допуск, однако смещение производится на величину вероятностного выхода размера за пределы поля допуска у неправильно принятых деталей:

Т_пр= IT-2c= Т_изд - 2с.

При введении производственного допуска необходимо рассчитывать новые значения приемочных границ.

Второй вариант применяется в условиях мелкосерийного производства при выпуске особо ответственных изделий (авиация, космонавтика, приборостроение и другие), когда недопустимо поступление бракованных деталей на сборку. Третий вариант применяется в условиях серийного и крупносерийного производства при нестабильном технологическом процессе (IT/у_тех 6) с целью расширения области использования грубых универсальных средств (таких, как штангенциркуль, микрометр и др., у которых большая абсолютная погрешность и малая относительная).

Технолог производит выбор средств измерений для операционного и приемочного контроля, оценивая действительный и ложный брак с учетом допускаемой погрешности измерения. Если технолог повышает требования к точности измерения, то сокращается процент ложного брака, однако при этом удорожается процесс измерения. Применяемые средства измерения должны обеспечивать оптимальное значение погрешности измерения, т.е. необходимо оценивать затраты на измерения и потери от ложного брака (рис. 7.3).

Метрологическая служба предприятия контролирует правильность выбора и эксплуатации средств измерений, дает рекомендации конструкторам и технологам при выполнении метрологической экспертизы технической документации, осуществляет поверку (калибровку) и аттестацию средств измерений.

Рис. 2. Варианты установления приемочных границ:

a - приемочные границы совпадают с предельными размерами (Т_пр=Т_изд);

б - смещены на половину допускаемой погрешности измерения (Т_пр=Т_изд - );

в - смещены на вероятную величину с (Т_пр=Т_изд -2с)



Погрешности измерений являются источником неблагоприятных событий, таких как экономические потери из-за брака, возможность травматизма, загрязнение окружающей среды и т.д. Повышение точности измерений снижает размеры этих последствий, однако требует вложения дополнительных затрат.

Потери пропорциональны квадрату погрешности измерения, а затраты обратно пропорциональны ей.

Увеличение погрешности в 2 раза приводит к увеличению потерь в 4 раза, а затраты на измерения уменьшаются лишь на 50%.

Для решения спорных вопросов между изготовителем и заказчиком может быть назначена арбитражная перепроверка забракованных деталей. Для этой цели используются более точные измерительные средства, погрешность которых принимается 30% от, ранее выбранной по табл. 7.1, допускаемой погрешности по табл. 7.1. Расчет арбитражной погрешности выполняется по формуле:

Д _арб =0,3 д. (2)

Рис. 3. Влияние погрешности измерения на стоимость изделий



6. ПРИМЕР ВЫБОРА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Исходные данные: вал размером Ш40k6; производство - серийное, распределение погрешностей изготовления и измерения подчиняется нормальному закону, IT/у_тех = 4,5.

Так как процесс не стабильный (IT/у_тех 6) в условиях серийного производства, то требуется ввести производственный допуск и выбрать универсальные средства измерения. Деталь жесткой конструкции и можно применить контактный метод измерения.

Устанавливаем допуск на изготовление (IT) и по табл. 7.1 - допускаемую погрешность измерения (д): для Ш40k6 при IT= 0,018? 0,002 =0,016 мм;

допускаемая погрешность измерения д = 5 мкм.

По табл. 7.2 выбираем возможные измерительные средства.

Это микрометр рычажный МР-50 ГОСТ 4381 с кодом 5 или скоба рычажная СР-50 ГОСТ 11098 с кодом 8. Учитывая наличие средств измерений в лаборатории, их стоимость и удобство в эксплуатации, выбираем микрометр рычажный МР-50 ГОСТ 4381. Его техническая характеристика: предел измерения 25…50 мм, цена деления отсчетного устройства 0,002 мм, предельная погрешность измерительного средства Д = 6 мкм (контакт любой). Методы измерения - прямой, контактный, абсолютный с отсчетом результата измерения по микровинту и отсчетной шкале. Перед началом работы проверить правильность нулевой установки по установочной мере 25 мм и выдержать деталь и прибор в лаборатории не менее трех часов.

Рычажная скоба работает относительным методом измерения, и для настройки требуются концевые меры длины, т.е. более дорогой и сложный процесс измерения.

Далее производится оценка влияния погрешности измерения микрометра рычажного на результаты рассортировки деталей. Определяется относительная точность метода измерения по формуле (1):

А _мет (у) =3/16 ?100%=18,5%; у _мет =Д/2=6/2=3 мкм.

По графикам рис. 7.1 при A _мет (у) = 16% для заданной точности технологического процесса IT/у_тех = 4,5 находим: m =1,8%; n = 4,5%; с/IT = 0,07.

Следовательно, с = 0,07М16 =1,12 мкм ? 1 мкм.

Оценка годности деталей производится по предельно допустимым размерам:

d _max = 40,018 мм;

d _min = 40,002 мм.

Среди годных деталей могут оказаться бракованные (не более 1,8%), у которых размеры выходят за границы поля допуска на величину до

1,0 мкм. Это риск заказчика. Риск изготовителя в этом случае будет не более 4,5%, т.е. будут забракованы фактически годные детали.

Принимаем условие недопустимости риска заказчика при . В этом случае увеличится риск изготовителя. Производим расчет производственного допуска:

T_пр = IT-2с =16-2?1,0=14,0 мкм.

Предельно допустимые размеры с учетом производственного допуска будут следующие: d max. пр = 40,018 ?0,001? 40,017 мм,

d min. пр =40,002 + 0,001?40,003 мм.



Выбираем средство измерений для арбитражной перепроверки деталей. Допускаемая погрешность при арбитражной перепроверке по формуле (2) и составит:

д_арб = 0,3?5= 1,5 мкм.

По табл. 7.2 выбираем вертикальный оптиметр ИКВ с кодом 28 или длинномер оптический ИЗВ с кодом 32. Техническая характеристика ИКВ: цена деления ? 0.001 мм, предельная инструментальная погрешность Д = 1,0 мкм, предел измерения 0…100 мм. Метод измерения - относительный, прямой, контактный, для нулевой настройки оптиметра требуются концевые меры длины.

Техническая характеристика ИЗВ: цена деления ?0,001 мм, Д = 1,5 мкм, предел измерения 0…250 мм. Метод измерения - абсолютный, прямой, контактный. Учитывается наличие средств измерений на фирме.

1.Размещено на Allbest.ru

...