Вопросы для самоподготовки:
1. Чем заготовка отличается от детали?
2. Что называют резанием?
3. Что относят к элементам резания при точении?
4. Чем определяется сила резания при механической обработке?
5. Как определяется мощность процесса резанием?
Лекция №6 Метрологическое обеспечение механической обработки Теоретические вопросы
6.1. Основные метрологические понятия
6.2. Системы измерений и измерительная техника
6.3. Выбор измерительных средств. Приемы и точность измерений
6.1. Основные метрологические понятия
Измерительная техника является неотъемлемой частью промышленного производства. Без развернутой системы измерений, позволяющей контролировать технологические процессы, оценивать свойства и качество продукции, не может существовать ни одна отрасль науки и техники. Измерения служат основой научных исследований.
В машиностроении, где габаритные размеры изделий достигают нескольких метров, а допускаемые отклонения этих размеров и микронеровности поверхности нередко составляют не более 1 мкм, высокоточные линейные и угловые измерения обеспечивают взаимозаменяемость изделий, высокое качество, надежность и долговечность машин и приборов.
Современная измерительная техника сложилась в результате длительного развития средств измерений и учения об измерениях. Ускоренный прогресс техники измерений начался во второй половине XVIII в. и был связан с развитием промышленности. Повышение точности й производительности измерительных приборов происходило благодаря использованию новых принципов измерений, основанных на достижениях науки и техники.
Одним из направлений развития системы измерений шло по пути создания Единой Международной системы единиц (СИ). На первом этапе возникали трудносопоставимые национальные единицы измерений, которые определялись такими условными обозначениями, как локоть, фут (ступня), вершок (половина указательного пальца), а позднее — специальными образцами.
В конце XVIII в. во Франции была разработана метрическая система мер, основанная на «естественных» эталонах — метре и килограмме. Метр был определен как длина одной десятимиллионной части четверти Парижского меридиана. На основе измерений дуги меридиана был изготовлен первый эталон метра в виде платиновой концевой меры длиной 1 м, шириной 25 мм и толщиной 4 мм, названный «метр Архива». В 1872 г. «метр Архива» был принят в качестве прототипа метра с тем, чтобы избежать расхождений в определении «естественного» метра из-за погрешности измерений (рис. 29).
Рис. 29.
По новому прототипу был изготовлен 31 эталон в виде штриховых мер из платиноиридиевого сплава, отличающегося высокой размерной стабильностью во времени. Каждый эталон представлял собой брус длиной 102 см X- образного сечения, размером 20 х 20 мм, со штрихами, нанесенными по краям на расстоянии 1 м друг от друга. Эталон № 6 в 1889 г. был утвержден в качестве международного прототипа метра. Эталон № 28, полученный Россией, был в дальнейшем утвержден (до 1960 г.) Государственным эталоном СССР. Поиски нового «естественного» эталона, неразрушаемого и обладающего большой точностью, и развитие интерференционного* метода измерений позволили в 1960 г. принять новое определение метра в длинах световой волны, соответствующей оранжевой линии спектра криптона-86, и создать современный эталон метра.
Международное признание и развитие метрической системы измерений, расширение международного сотрудничества привели к тому, что в 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила «Международную систему единиц», основанную на метрической системе мер.
В России метрическая система мер была разрешена к использованию после подписания Метрической конвенции наряду с национальной системой мер — сажень, фунт и ведро. В 1918 г. Русская система мер была отменена и заменена метрической системой единиц. В 1961 г. ГОСТ 8967-59 рекомендовал предпочтительное применение Международной системы единиц (СИ) во всех областях науки, техники и народного хозяйства.
Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Например, длина, масса, электропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. д.
Единица физической величины — физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1.
Например: масса — 1 кг, сила — 1 Н, давление — 1 Па, длина 1 м, угол 1°.
Значение физической величины — оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Например: диаметр отверстия — 0,01 м, масса тела — 93 кг.
Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Например: измерение диаметра вала — микрометром, давления среды — манометром или вакуумметром.
В метрологии различают истинное и действительное значения физических величин. Истинное значение — значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Истинное значение должно быть свободно от ошибок измерения, но так как все физические величины находят опытным путем и их значения содержат ошибки измерений, то истинное значение физических величин остается неизвестным.
Действительное значение — значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него. При технических измерениях значение физической величины, найденной с допустимой по техническим требованиям погрешностью, принимается за действительное значение.