«Методы и средства измерений отклонений формы типовых поверхностей деталей машин» Л/р№1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова

Кафедра КТПМП

Лабораторная работа №1

«Методы, схемы и средства измерений отклонений формы типовых поверхностей деталей машин»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Ижевск, 2013

Составитель: ст. преподаватель кафедры КТПМП Береснева А.В.;

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов направлений 150900.62 и 151900.62 и специальности 151001 очной и заочной форм обучения. – Ижевск, 2013г. – 21 с.

Утверждены на заседании кафедры КТПМП

Протокол от 10.01.2013г. №_110_

Заведующий кафедрой КТПМП Гольдфарб В.И.

______.______.20___г.

Рецензенты:

Методические указания предназначены для проведения лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» направлений 150900.62, 151900.62 и специальности 151001 очной и заочной форм обучения. Методические указания содержат описания схем, методов и средств измерений геометрической точности изделий машиностроения.

Лабораторная работа №1 «Методы, схемы и средства измерений отклонений формы типовых поверхностей деталей машин»

Цель работы: Изучить некоторые методы, схемы и средства измерений следующих отклонений формы:

• отклонение от цилиндричности ( ),

• отклонение от круглости ( ),

• отклонение профиля продольного сечения ( ),

• отклонение от прямолинейности ( ),

• отклонение от плоскостности ( ).

Общая теоретическая часть

Отклонением формы в соответствии с ГОСТ 24642-81 называется отклонение формы реальной поверхности (ограничивающей тело и отделяющей его от окружающей среды) от формы номинальной поверхности. Под номинальной понимается идеальная поверхность, форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Отклонения формы могут рассматриваться и применительно к профилю – линии пересечения поверхности с плоскостью, обычно, перпендикулярной к поверхности.

Неровности, относящиеся к шероховатости поверхности, в отклонениях формы поверхности не включаются. При измерении отклонений формы исключение влияния шероховатости происходит за счет применения достаточно большого радиуса измерительного наконечника или электрических фильтров, не пропускающих высокочастотную составляющую измерительного сигнала. Волнистость поверхности относится к отклонениям формы. В обоснованных случаях, которые предусмотрены техническими условиями, устанавливают самостоятельные нормы на волнистость поверхности.

Отклонение формы оценивается по всей поверхности (по всему профилю) или на нормируемом участке, если заданы его площадь, длина или угол сектора, а в необходимых случаях и расположение его на поверхности. Если расположение нормируемого участка не задано, то его считают любым в пределах всей поверхности или профиля.

Р ис. 1.

Отсчет отклонений формы поверхности производится от прилегающей поверхности, имеющей номинальную форму, соприкасающейся с реальной и расположенной вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Отклонение формы профиля оценивается аналогично – от прилегающего профиля.

Следует заметить, что условие минимального значения отклонения в наиболее удаленной точке не распространяется на прилегающий цилиндр и прилегающую окружность, так как их определения связаны с понятием о предельных поверхностях, ограничивающих поле допуска размера.

Определения отклонений и допусков формы, а так же прилегающих профилей и поверхностей для каждого отклонения см. в Приложении 1 к лабораторному практикуму и в примечаниях к нему.

Параметром для количественной оценки отклонения формы является наибольшее расстояние Δ от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профиля) по нормали к последней (Рис.1.а) в пределах нормируемого участка L. При измерении отклонений формы допускается их оценка относительно средней поверхности или среднего профиля. Средняя поверхность имеет форму номинальной поверхности и расположена так, чтобы среднее квадратическое отклонение точек реальной поверхности от средней в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Аналогично определяется и средний профиль. Отклонение формы при отсчете от средней поверхности (профиля) равно сумме (Δ) абсолютных величин наибольших отклонений точек реальной поверхности по обе стороны от средней (Рис.1.б). Чаще всего такой подход используется при измерениях на координатно-измерительных машинах (КИМ) и при лазерном сканировании поверхности, т.к. математически и алгоритмически проще рассчитать именно средний профиль (поверхность), а вышеназванные средства измерений обычно снабжены мощным вычислительным аппаратом и компьютерными средствами. Различия в величинах отклонений, измеренных относительно прилегающей и средней поверхностей, практически не превышают 5 – 10%.

Допуском формы называется наибольшее допускаемое значение отклонения формы. Требования, определяемые допуском формы, геометрически поясняются понятием о поле допуска формы. Поле допуска формы – это область в пространстве или на плоскости, внутри которой должны находиться все точки реальной поверхности или реального профиля в пределах нормируемого участка.

Примечание: Следует помнить, что если к поверхности не предъявлено требование, ограничивающее отклонение формы, то в этом случае

допуск формы включен в допуск размера, причем

= 1/2 , =1/2 ; =1/2 ; = _, где

- допуск линейного размера между двумя поверхностями, отклонение от плоскостности одной из которых рассматривается;

- допуск диаметрального размера цилиндрической поверхности.

Схемы измерений, рассмотренные в данной работе, соответствуют ГОСТ 28187-89 «Общие требования к методам измерений отклонений формы и расположения поверхностей». Другие варианты схем измерения и более развернутые определения отклонений рассмотрены в [2].

I. Отклонение от прямолинейности .

Отклонение от прямолинейности нормируется у плоских поверхностей, для которых важна форма в заданном направлении [4, Приложение 1]. Например, это характерно для направляющих станков или приборов; осей тел вращения; узких плоских поверхностей планок играющих роль направляющих баз и т.д.

З адание №1. Измерить отклонение от прямолинейности сечения детали. Сравнить полученные результаты с допуском заданным на эскизе:

Оборудование:

1) Линейка лекальная ЛД ГОСТ 8026-75;

2) Набор щупов №1 (0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1) или набор щупов №2 (0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,45; 0,5);

3) Объект измерения: деталь с плоской поверхностью протяженной в одном направлении.