Взаимозаменяемость, метрология и стандартизация

 

Министерство образования  и науки, молодежи и спорта Украины

Севастопольский национальный технический  университет

 

 

                                                                                            Кафедра АТПиП

 

 

 

 

Расчетно - графическое  задание

По дисциплине

«Взаимозаменяемость, метрология и  стандартизация»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                  Выполнил: ст. гр. К - 32д

                                                                                  Кизим А.С.

                                                   Проверил: Балакин А.В.

 

 

 

 

 

 

Севастополь

2012

                                             СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

Введение……………...................................................................................3

1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений………………………………………………………….….5
1. Выбор посадки с зазором…………………………….….5
2. Выбор посадки с натягом…………………………….….6
3. Выбор переходной посадки………………………….….7
2. Расчет размерной цепи…………………………………….…...9
3. Выбор средств измерения……………………………………..11

     Заключение……………………………………………………………….22

Список используемой литературы……………………………………...23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Проблема качества изделий  электронной техники охватывает широкий круг вопросов, при решении которых существенное значение имеют взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения.

Взаимозаменяемость связывает  в единое целое конструирование, технологию производства и контроль изделий.

Стандартизация и унификация деталей и элементов конструктивной и схемотехнической базы электронной аппаратуры способствуют ускорению и удешевлению конструирования и производства изделий.

Разработка, изготовление и эксплуатация электронной аппаратуры сопряжено с выполнением большого числа измерений. При этом получаемая измерительная информация может быть использована как в целях собственно измерения (нахождения значений физических величин), так и для выработки соответствующих суждений в процедурах контроля и диагностики и управляющих воздействий в системах управления. Так как измерительная техника является основным средством получения объективной информации о свойствах используемых объектов, то повышение качества продукции находится в прямой зависимости от степени метрологического обеспечения производства и состояния измерительной техники. Совершенствование электронной аппаратуры требует опережающего развития метрологии., поскольку для разработки аппаратуры с улучшенными техническими характеристиками необходимы более точные методы и средства технического контроля.

Цель курса «Основы  метрологии, взаимозаменяемости и стандартизации» - дать представление о месте и  роли метрологии, взаимозаменяемости и стандартизации в решении задач  повышения технического уровня и  качества изделий электронной техники; дать основы знаний по теории измерений и теории погрешностей измерений;

дать общие сведения о взаимозаменяемости и ее размерной составляющей, о  размерах и допусках на размер, о  различных характерах соединений деталей  и способах их обеспечения; дать основные понятия в области стандартизации, ее нормативных документах, о стандартизации в различных сферах деятельности человека.

Цель расчетно-графического задания – изучить основные понятия и определения в области метрологии, основные вопросы теории измерений, теорию погрешностей измерений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Технические измерения  на производстве должны быть организованы так, чтобы было гарантировано выполнение всех требований, предъявляемых к изделию, в соответствии с техническими условиями (чертежами) и технологическими картами и исключено получение брака. При этом измерительные средства должны обладать требуемой точностью, быть производительными и, кроме того, они должны быть такими, чтобы с их помощью можно было воздействовать на ход технологического процесса, т. е. предупреждать появление брака.

Таким образом, точность, производительность и профилак- тичность — вот основные требования, которые  должны быть предъявлены к методам  контроля и измерительным средствам.

Универсальное средство измерения выбираем в зависимости от придела допускаемой погрешности . Погрешность средства измерения составляет 50-90% придела допусков погрешности.

4.1. Выбор средств измерений наружных размеров.

Ø34h6

Td=16 мкм

δ= 5 мкм

  4- микрометры гладкие с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на 0 по установочной мере.

  5- скобы  индикаторные с ценой деления  0,01 мм

6- микрометры рычажные с ценой деления 0,002 и 0,01мм, скобы рычажные при установке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения.

7 – Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм класс точности 1;

9- Головки рычажно-зубчатые с ценой деления 0,001мм и пределом измерения ±0,05мм, с настройкой по концевым мерам;

11- Индикаторы многооборотные с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм;

13- головки измерительные пружинные (микрокаторы) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения ±0,3.

 

4.2. Выбор средств измерений  внутренних размеров деталей 

Ø34G7

Td = 25 мкм

δ= 7 мкм

5 – нутромеры индикаторные с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм

6 - нутромеры индикаторные при замене отсчетного устройства измерительной головки с ценой деления 0,001 или 0,002 мм

7 – нутромеры повышенной  точности с ценой деления отсчетного устройства 0.001 и 0.002 мм

9 –  пневматические  пробки с отсчетным прибором  с ценой деления 0,5 мкм с  настройкой по установочным пальцам 

 

Скобы индикаторные с ценой  деления 0,01 мм

Рис.1 - Индикаторная скоба: 
 
1 и 2 — подвижная и переставная пятки; 3 — переставной упор; 
4 — индикатор часового типа; 5 — отводка; 6 — корпус.

Для относительных линейных измерений применяются индикаторные скобы, в которых в качестве отсчетного устройства используется зубчатый индикатор типа ИЧ, закрепленный в расточке скобы.

Индикаторные скобы выпускаются  гаммой из 10 типоразмеров с диапазоном измерения до 1000 мм, причем, начиная  с диапазона измерения 200 мм, скобы  оснащаются переставными сменными пятками. Для удобства пользования измерительная пятка индикаторных скоб, перемещение которой измеряется индикатором, снабжается арретиром. Также, как на рычажные, на индикаторные скобы устанавливаются теплоизолирующие накладки.

Как и микрометры, скобы могут  выполняться в настольном исполнении.

При оценке общей погрешности скоб должны быть учтены лишь погрешности, связанные с деформацией скобы  от перепада измерительного усилия, неплоскостностью и непараллельностью измерительных  пяток, с перекосом подвижной  пятки и погрешностью отсчетного устройства и установочной меры.

Пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 0,5 мкм с настройкой по установочным пальцам

Пневматически прибор, содержащий ротаметрическое отсчетное устройство, выполненное в виде группы ротаметров, коническую пробку с рукояткой и двумя направляющими коническими поясками с жестким упором, причем рукоятка снабжена каналами для подвода сжатого воздуха, соединенными с соответствующим ротаметром отсчетного устройства и соответствующей парой измерительных сопл, оси которых перпендикулярны к образующей конусной пробки, и две меры настройки, одна из которых выполнена в виде втулки с эталонным конусным отверстием, а другая - в виде кольца, отличающийся тем, что каналы подвода сжатого воздуха к измерительным соплам выполнены в виде коаксиально расположенных цилиндров, внутренние и наружные поверхности которых являются рабочими, каждая полость которого с одной стороны соединена с соответствующей парой сопл, а с другой стороны - с соответствующим ротаметром отсчетного устройства, при этом между торцевыми поверхностями коаксиально расположенных цилиндров и торцевыми поверхностями конической пробки и рукоятки установлены эластичные элементы герметизации в виде колец. 
    Пневматическая пробка при помощи шланга присоединяется к пневматическому измерительному прибору. Проверка герметичности, которую необходимо повторять время от времени, осуществляется у пневматического прибора с водяным манометром очень просто, закрывая пальцем сопла пробки.

 Пневматические пробки  особенно удобны для быстрого определения разнообразных погрешностей формы отверстий. Для контроля отклонений от цилиндрической формы отверстия - конусности, бочкообразности или корсетности требуется перемещать пневматическую пробку и наблюдать на шкале прибора за изменением отклонения.

Пневматический измерительный  прибор в машиностроении, средство измерения линейных размеров деталей  машин и механизмов по расходу  воздуха, выходящего под давлением  из сопла. Деталь, линейный размер которой  надо измерить, располагают перед  торцом сопла на определённом расстоянии. В зависимости от размера детали изменяется зазор (расстояние между деталью и торцом сопла), благодаря чему изменяется расход воздуха (объём воздуха, проходящего в единицу времени через калиброванное отверстие — сопло). Обычно прибор настраивают по размеру образцовой детали или концевым мерам длины.

Пневматический измерительный  прибор имеет: узел подготовки воздуха, в котором осуществляется его очистка и стабилизация давления; отсчётное, или командное, устройство, преобразующее изменение расхода или связанного с ним давления в воздухопроводе в значение определяемого размера; измерительную оснастку с одним или несколькими соплами (диаметр отверстия 1—2 мм), из которых воздух вытекает на деталь. По видам отсчётных устройств пневматический измерительный прибор разделяют на ротаметрические и манометрические. В пневматический измерительный прибор ротаметрического типа (рис. 1) сжатый воздух под постоянным давлением поступает в нижнюю часть расширяющейся конической прозрачной (обычно стеклянной) трубки (1), в которой находится поплавок (2). Из верхней части трубки воздух подводится к измерительному соплу (3) и через зазор S выходит в атмосферу. В соответствии со скоростью воздуха поплавок устанавливается на определённое расстояние l от нулевой отметки шкалы, которая отградуирована в единицах длины.

В приборах манометрического типа (рис. 2) сжатый воздух под  постоянным давлением поступает в рабочую камеру (1), в которой находится входное сопло (2), далее в измерительное сопло (4) и через зазор — в атмосферу. Давление в камере, зависящее от зазора S, измеряется манометром, шкала которого отградуирована в единицах длины. Применяются приборы манометрического типа высокого (30—40 кн/м2) и низкого (5—10 кн/м2)давления.

Пневматический измерительный прибор используются в системах активного контроля (см. Контроль активный)и в контрольных автоматах (см. Контроль автоматический). В качестве чувствительного элемента используются упругие элементы (трубчатые пружины, сильфоны, мембранные коробки, упругие и вялые мембраны) или жидкостные дифманометры (U - образные и чашечные). Пневматический измерительный прибор разделяются на бесконтактные (воздух из измерительного сопла обдувает непосредственно деталь) и контактные (воздух из измерительного сопла направлен на торец измерительного стержня или одно из плеч рычага, второй конец которого входит в контакт с деталью).

Преимущества Пневматический измерительный прибор: относительная простота конструкции, возможность бесконтактных измерений при очистке измеряемой поверхности струей воздуха, большое увеличение при измерении (до 10 тыс. раз) и, как следствие, высокая точность, возможность определения размеров, погрешностей формы, суммирования и вычитания измеряемых величин, получение непрерывной информации и дистанционные измерения. К недостаткам пневматический измерительный прибор относятся: необходимость иметь очищенный воздух со стабилизированным давлением; инерционность пневматической системы; колебание температуры в зоне измерения.

Перспективными являются созданные конструкции, в которых сочетаются преимущества пневматического метода с использованием индуктивных или др. преобразователей.

 

2. РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ

Размерные цепи отражают объективные  размерные связи в конструкции  машины при сборке, а также размерные  связи в технологических процессах обработки или измерения деталей.

 Размерные цепи  позволяют составить метрическую  модель изделия и оптимизировать  требования к точности геометрических  параметров, с целью обеспечения  показателей качества функционирования  в заданных пределах при установленных затратах на производство.

Размерная цепь - совокупность взаимосвязанных размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно  участвующих в решении поставленной задачи.

Решение размерной цепи методом полной взаимозаменяемости.

 

A_{j ум.} =201,7 мм

A_{j ув.} =200 мм

А₀=200– 201,7 = 1,3 мм – обеспечивает выполнение условия

 

Определяем среднее количество единиц допуска( коэффициент степени  точности) :

 

 

 

где ТА₀ - допуск замыкающего звена; ∑ТА_{j ст} – суммарный допуск стандартных изделий, мкм; i_j – значение единицы допуска каждого j-го составляющего звена, мкм.

№	тип	i, мкм	Taj, мкм	Taj пр., мкм	EsAj; EiAj
1	2	3	4	5	6
А1 =18	ум.	-	120	120	180 -0,120
А2 =14	ум.	1,08	70	70	140-0,070
А3 =28	ум.	1,31	84	84	280-0,084
А4 =28	ум.	1,31	84	84	280-0,084
А5 =32	ум.	1,56	100	61	32-339-0,400
А6 =9	ум.	0,90	58	58	90-0,058
А9 =28	ум.	1,31	84	84	280-0,084
А10 =24	ум.	1,31	84	84	240-0,084
А12 =0,7	ум.	0,55	40	40	0,70-0,040
А13 =20	ум.	-	120	120	200-0,120
А7 =2	ув.	0,55	40	40	20-0,040
А8 =190	ув.	2,89	185	185	190+0.1850
А11 =11	ув.	1,08	70	70	11+0.0700
∑		13,85	1139	1100,00