Фгбоу впо «московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (мади)»
Кафедра
«Технологии конструкционных материалов»
РАКОВЩИК Т.М., ШАЛАМОВ А.Н.
«ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ НА КАЧЕСТВО КОНТРОЛЯ»
Методические указания к практическим работам
по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»
Москва 2013
УДК 53.088:52.14
ББК
Р
Раковщик Т.М., Шаламов А.Н., «Влияние погрешностей измерения на качество контроля». Методические указания к практическим работам по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация». МАДГТУ. Москва. 2013.- 21 с.
Настоящее издание является частью учебно-методического комплекса по общепрофессиональной дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация», включающего учебную программу, учебное пособие, методические указания по практическим и лабораторным работам.
В методических указаниях рассмотрены основные сведения по определению влияния погрешностей измерения на качество контроля и установления приемочных границ.
Методические указания предназначены для обучения студентов в рамках общепрофессиональной дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», учебного плана подготовки бакалавров по профилю подготовки 100100.62 «Сервис транспортных средств», 190600.62 «Автомобильный сервис» и 190600.62 «Сервис дорожно-строительных машин и оборудования», специалистов по направлению подготовки 190109.65 «Автомобильная техника в транспортных технологиях», а так же могут быть использованы для обучения студентов других направлений при изучении дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация».
Печатается по решению кафедры «Технологии конструкционных материалов» МАДГТУ от 21.02.2013 г., протокол № 1.
Московский автомобильно-дорожный государственный
технический университет (МАДИ) 2013
Влияние погрешности измерения на качество контроля деталей
1.Общие сведения
Действительный размер – это размер элемента детали, полученный измерением с допускаемой погрешностью измерения δ.
Деталь считается годной, если действительный размер ее элемента находится между наибольшим и наименьшим предельными размерами или равен им.
При проведении приемочного контроля деталей серийного и массового производства погрешности измерения, являясь случайными величинами, неизбежно приводят к рассеянию результатов измерений и влияют на качество контроля.
Влияние погрешностей измерения на размеры, которые находятся ближе к центру группирования, будет сказываться только на их перераспределении внутри поля допуска.
Влияние погрешностей измерения на размеры, которые находятся близко к границам поля допуска, приведет к тому, что часть деталей, истинные размеры которых находятся за пределами поля допуска будет принята как годная (рис.1, позиция А), а часть годных деталей - их истинные размеры находятся в пределах поля допуска - будет забракована (рис.1, позиция Б).
По ГОСТ 8.051-81 влияние погрешностей измерения оценивается параметрами:
m – количество деталей в процентах от общего количества измеренных, имеющих размеры, выходящие за предельные размеры и принятые в числе годных (неправильно принятые – риск заказчика);
n – количество деталей в процентах от общего количества измеренных, имеющих размеры, не превышающие предельные размеры и забракованные (неправильно забракованные – риск изготовителя);
с – вероятностная предельная величина выхода размера за предельные размеры у неправильно принятых деталей m.
Рис.1. Типовая схема контроля вала
При распределении контролируемых размеров элементов детали по нормальному закону и когда распределение погрешностей измерения соответствует нормальному закону или закону равной вероятности значения m, n и c определяются:
• либо по графикам ГОСТ 8.051 – 81, в зависимости от значения IT ⁄ σтех (характеризует точность технологического процесса) и коэффициента Aмет(σ) =(σ ⁄ IT)∙100% :
где IT – допуск контролируемого размера;
σтех - среднее квадратическое отклонение погрешности изготовления;
σ - среднее квадратическое отклонение погрешности измерения;
• либо по табл. 1 при неизвестной точности технологического процесса.
Таблица 1
Предельные значения параметров m, n и с/IT
-
Квалитет
Aмет(σ), %
m, %
n, %
c / IT
10 и грубее
10
от 3,1 до 3,5
от 4,5 до 4,75
0,14
8,9
12
от 3,75 до 4,1
от 5,4 до 5,8
0,17
2-7
16
от 5,0 до 5,4
от 7,8 до 8,25
0,25
Примечания:
1. Первые значения m и n соответствуют распределению погрешностей измерения по нормальному закону; вторые – по закону равной вероятности. При неизвестном законе распределения погрешностей измерения параметры m и n принимать как средние из значений, определенных по данным табл.1.
2. Параметры m, n и с/IT даны при симметричном расположении допуска относительно центра группирования контролируемых размеров элементов деталей.
ГОСТ 8.051 – 81 предусматривает два способа установления приемочных границ с учетом погрешностей измерения.
Первый способ. Приемочные границы совпадают с предельными размерами (рис.2).
Пример.
При проектировании вала Ø100 мм было установлено, что для заданных условий эксплуатации его предельные отклонения должны быть равны: верхнее отклонение es = 0, нижнее отклонение ei = - 0,022 мм, что по ГОСТ 25346-89 (прилож. 2, табл.1) для вала Ø100 соответствует условному обозначению поля допуска h6.
В соответствии с ГОСТ 8.051-81 для вала Ø100h6(-0,022), для которого допуск IT6=0,022 мм, допускаемая погрешность измерения δ= 0,006 мм (прилож. 3).
В соответствии с табл.1 определяют, что для 6-го квалитета Aмет(σ) = 16% и неизвестной точности технологического процесса при нормальном законе распределения случайных погрешностей измерения:
m = 5,0%; n = 7,8%; c = 0,25∙IT = 0,25∙0,022 = 0,0055 мм.
Это означает, что среди годных деталей может оказаться до 5,0% неправильно принятых деталей с предельными отклонениями:
es′ = es + c = 0+0,0055 =+0,0055 мм;
ei ′ = ei – c = (-0,022) - 0,0055 = - 0,0275 мм.
Предельные размеры у m деталей:
dmax = d+ es′ =100+0,0055 =100,0055 мм;
dmin = d+ ei′ =100+(-0,0275) = 99,9725 мм.
Если полученные данные не повлияют на эксплуатационные показатели вала, то на его рабочем чертеже указывают первоначально выбранное поле допуска Ø100h6(-0,022). Предельные размеры, по которым определяется годность элемента детали, будут равны:
dmax =d+ es =100+0=100 мм;
dmin =d+ ei =100+(-0,022)=99,978 мм.
В противном случае назначают более точный квалитет или другое поле допуска с этим же квалитетом.
+
+
δ
Нулевая линия
es=0
-
-
δ
0
Приемочные границы
ITd
= 0,022
Поле допуска
вала
ei
=- 0,022
d
+δ
-δ
dmax
d min
Рис.2. Приемочные границы совпадают с предельными размерами
Второй способ. Приемочные границы смещают внутрь относительно предельных размеров.
Для устранения влияния погрешностей измерения на качество контроля вводят производственный допуск.
При введении производственного допуска могут быть два варианта установления предельных значений размеров приемки в зависимости от того, известна или неизвестна точность технологического процесса.
Вариант 1. При назначении предельных размеров точность технологического процесса неизвестна.
В соответствии с ГОСТ 8.051- 81 предельные размеры изменяются на половину допускаемой погрешности измерения, т. е. на 0,5δ (рис. 3).
Для вала Ø100h6 (-0,022) допускаемая погрешность измерения δ = 0,006 мм.
С учетом смещения приемочных границ внутрь поля допуска на 0,5δ = 0,003 мм определяют предельные отклонения:
es′= es - 0,5δ = 0 - 0,003 = - 0,003 мм;
ei′ = ei + 0,5δ = - 0,022 + 0,003 = - 0,019 мм.
В
технической документации будет указан
вал Ø
.
Предельные размеры, по которым определяется годность элемента детали, будут равны:
dmax = 100+(- 0,003)=99,997 мм;
dmin = 100+(- 0,019)=99,981 мм.
δ/2=0,003
/2
+
δ
Нулевая линия
es=0
-
δ
0
ei
=- 0,022
Приемочные границы
-
ITd
= 0,022
Поле допуска
вала
+δ
d
δ/2=0,0033
dmax
-
δ
d min
Рис.3. Приемочные границы смещены на половину
допускаемой погрешности измерения (0,5 δ)
Вариант 2. При назначении предельных размеров точность технологического процесса известна, например, IT / δ тех = 4 .
В этом случае предельные размеры уменьшают на значение параметра с (рис. 4).
Для
вала Ø100h6
(-0,022)
по графикам ГОСТ 8.051 – 81 (черт.1,2,3) в
зависимости от значения IT
/ σтех
= 4 и коэффициента А
мет
(σ)
=
16% определяют:
m =1,25%; n = 6%; c / IT ≈ 0,1 и с = 0,1∙0,022 = 0,0022 мм.
С
учетом полученных данных принимают вал
.
Предельные размеры, по которым определяется годность элемента детали, будут равны:
dmax =100+(- 0,0022)=99,9978 мм; dmin =100+(- 0,0198)=99,9802 мм.
с=0,0022
+
Нулевая линия
+
δ
es=0
0
-
-
δ
ei
=- 0,022
Приемочные границы
ITd
= 0,022
Поле допуска
вала
+δ
d
-
δ
dmax
с=
0,0022
d min
Рис.4. Приемочные границы смещены на величину с