книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

с к о б тгеется полное совпадение значений допусков, приведен­ ных в табл'. •'). И тех случаях, когда допуск на изготовление не совпадает с указанными в табл. Я. погрешность измерения допус­ кается выбирать по ближайшему меньшему значению 6„ет. Вели­ чины допускаемых погрешностей измерения составляют от 20 (для грубых классов) до 35% от допуска на изготовление из­ делия.

Установленные стандартом погрешности измерения являются наибольшими, которые можно допускать при измерении; они вклю­ чают как случайные, так и неучтенные систематические погреш­ ности измерения (погрешности измерительных средств, установоч­ ных .мер, базирования, температурных деформаций и т. д.). Зна­ чения размеров, полученных при измерении с погрешностью, не превышающей погрешностей, указанных в табл. 3, принимаются за действительные.

Случайная погрешность измерения не должна превышать 0,6 нормируемого предела допускаемой погрешности измерения. Вы­ деление при нормировании случайной погрешности, а не система­ тической, объясняется трудностью определения последней. Значе­ ние случайной погрешности измерения, в соответствии с реко­ мендацией ISO, принимается с достоверностью 0,954, т. е. вели­ чиной, равной ± 2о, что приемлемо для практики.

Допускаемые погрешности измерения нормируются вне зависи­ мости от способа измерения при приемочном контроле. Однако при измерении точными автоматическими и полуавтоматическими измерительными средствами изделий с допускаемыми погреш­ ностями измерения, соответствующими 4-му ряду (табл. 3) и грубее, рекомендуется принимать допускаемую погрешность измерения на один ряд точнее по сравнению с указанными в стан­ дарте.

Погрешности измерения не должны нарушать взаимозаменяе­ мости изделий и ухудшать их качество. Влияние погрешности измерения может проявляться в том, что часть измеренных изде­ лий будет отнесена к годным, хотя истинные значения их размеров находятся за пределами поля допуска (неправильно принятые), а часть годных изделий, т. е. имеющих размеры в пределах поля допуска, будет отнесена к бракованным (неправильно забракован­ ные). Имеет значение также параметр, характеризующий вероят­ ную предельную величину С выхода размера за каждую границу поля допуска у неправильно принятых изделий.

Количество неправильно принятых т и неправильно забрако­ ванных п изделий, а также величина размера С выхода у первых определяются вероятностным расчетом, так как они являются след­ ствием случайных погрешностей обработки и измерения. Следова­ тельно, в общем виде значения т, п п С зависят от законов рас­ пределения погрешностей изготовления и измерения и от располо­ жения полей их рассеяния относительно границ поля допуска или относительно приемочных границ.

151

На рис. 5(5—58 показаны графики для определения величин т , п и С при распределении погрешностей изготовления и измере­ ния но нормальному закону (сплошные кривые) it по закону рав­ ной вероятности (штриховые кривые). По осп абсцисс указана относительная точность изготовления изделий, выраженная как отношение допуска изготовления 6иад к среднему квадратическому

т° / о

Активный, контроль

Рис. 56. Количество неправильно принятых дета­ лен т, %

отклонению погрешностей изготовления атех. Каждая кривая графиков соответствует определенному значению относительной погрешности измерения

л__°.мет

^мет (а) — х , °изд . .

где амет — среднее квадратическое отклонение погрешностей изме­ рения.

Как видно из рис. 56—58, значения параметров разбраковки мало отличаются при распределении погрешности измерения по нормальному закону и закону равной вероятности, принятым

154

за граничные законы распределения погрешностей измерения. Однако такая зависимость имеет место только тогда, когда отно­ сительные погрешности измерения выражены через омех, а не через поля рассеяния погрешностей измерения. Ото и дало возможность погрешности измерения на графиках выразить величиной

При определении параметров разбраковки рекомендуется при­ нимать AWT(,) ■--- 16% — для рядов погрешностей измерения

грубее.

Графики на рис. 56—58 построены исходя из условий, что отсутствуют систематические погрешности изготовления и изме­ рения, центр группирования размеров при обработке совпадает с серединой поля допуска, а центр группирования погрешностей измерения — с приемочными границами.

Параметры разбраковки при известных значениях системати­ ческих погрешностей можно рассчитывать по тем же графикам при помощи математических зависимостей (см. приложение 1

ГОСТ 8.051—73).

Возможные предельные значения параметров разбраковки, соответствующие экстремальным значениям кривых, приведены в табл. 5.

155

Таблица б

Возможные предельные значения параметров разбраковки (при нормальном законе распределения размеров)

Пределы допускаемых погрешностей измерения могут быть увеличены только в двух случаях: а) когда уменьшен допуск изделия по сравнению с нормируемым (т. е. когда вводится производственный допуск *), что дает возможность использовать существующие (менее точные) измерительные средства; б) при разделении изделий на размерные группы для селективной сборки.

Положение приемочных границ. Конструктор первоначально выбирает допуск на изготовление исходя из служебного назначе­ ния изделия. После этого по табл. 3 находят допускаемую погреш­ ность измерения и далее по графикам, показанным на рис. 56—58, или по табл. 5, определяют количество неправильно принимае­ мых изделий, а также возможную величину С выхода размера неправильно принимаемых изделий.

Пример. Исходя пз эксплуатационных требований вал должен быть изго­ товлен диаметром 100С (ЮО-0,0,3).

По табл. 3 устанавливаем, что предел допускаемой погрешности измерения для этого вала равен 0,006 мм. Принимаем ,4метео = 16%.

. Для данного значения 4 мет(т) при неизвестной точности технологичес­ кого процесса (это имеет место при проектировании новых машин) по табл. 5

Если по условиям работы изделия влияние погрешностей измерения признается допустимым, то оставляют выбранный допуск и этим устанавливают, что приемочными границами будут

* Допуск па изготовление, сокращенный для уменьшения отрицатель­ ного влияния погрешностей измерения,

156

являться предельные размеры изделия (рис. 59, а). Если кон­ структор признает влияние погрешности измерения существенным

инедопустимым, то есть два способа уменьшения этого влияния:

1)можно выбрать другой класс точности или другое поле допуска, при которых влияние погрешности измерения будет признано допустимым; 2) можно ввести производственный допуск, когда приемочные границы смещаются внутрь поля допуска (происходит уменьшение допуска на изготовление). Первый способ является предпочтительным.

При введении производст­ венного допуска могут быть два варианта в зависимости от того, известна или неизвестна точность технологического про­ цесса.

1. Точность технологиче­ ского процесса неизвестна. Пре­ дельные отклонения умень­ шаются у каждой границы на половину допускаемой погреш­ ности измерения. Для рассмот­

100 С вводится производствен­ ный допуск: размер должен быть не более ф 99,997 и не менее ф 99,980».

2.Точность технологиче­

должна быть надпись: «При измерении размера 0 100 С вводится производственный допуск: размер должен быть не более 0 99,998

и не менее 0 99,979».

Введение производственного допуска должно быть обосно­ вано.

Нормируемые допускаемые погрешности измерения являются исходными при выборе конкретных измерительных средств.

Пример. Выбрать измерительное средство для контроля отверстия ф 40Л3 с поверхностью 9-го класса шероховатости.

157

Г ЛАВА VI

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ПО ФОРМЕ, РАСПОЛОЖЕНИЮ, ВОЛНИСТОСТИ И ШЕРОХОВАТОСТИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ д етал ей .

МЕТОДЫ II СРЕДСТВА ИХ КОНТРОЛЯ

§21. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ПО ФОРМЕ

II РАСПОЛОЖЕНИЮ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Воснову нормирования и систему отсчета отклонений формы

ирасположения поверхностей положен принцип прилегающих поверхностей и профилей (ГОСТ 10356—63). Различают следую­ щие основные рпды прилегающих поверхностей и профилей.

В)

Рис. 60. Прилегающие поверхности и профили:

а — прилегающая плоскость; б — прилегающий цилиндр; в — прилегающая окруж­ ность

или профилем вне материала детали и расположенные так, чтобы расстояние от наиболее удаленной точки соответственно действи­ тельной поверхности или профиля до прилегающей плоскости или прямой было наименьшим (рис. 60, а ). Прилегающий цилиндр и прилегающая окружность: для отверстия — цилиндр или окруж­ ность наибольшего возможного диаметра, вписанные соответст­ венно в действительную поверхность или в действительный про­ филь (рис. 60, б); для вала — цилиндр или окружность наимень­ шего возможного диаметра, описанные вокруг действительной поверхности или действительного профиля (рис. 60, в).

159

Прилегающие поверхности и профили соответствуют условиям сопряжения деталей при посадках с нулевым зазором. При изме­ рении прилегающими поверхностями служат рабочие поверхности контрольных плит, интерференционных стекол, лекальных и поверочных линеек, калибров, контрольных оправок и т. п. В некоторых случаях измерение отклонений формы целесообразно производить от средней окружности, как это принято, например, в Англии.

Для нормирования отклонений формы устанавливаются как дифференцированные (элементарные), так и комплексные показа­ тели. Под отклонением формы понимается отклонение формы действительной поверхности (или профиля) от формы номинальной поверхности (или профиля), заданной чертежом (например, изго­ товленная цилиндрическая деталь в поперечном сечении может стать некруглой, а в продольном — конусообразной). За величину отклонения формы принимают наибольшее расстояние от точек действительной поверхности (или профиля) до прилегающей поверхности (или профиля).

При определении отклонения формы волнистость не учитывают. Но при необходимости она может нормироваться и контролиро­ ваться самостоятельно.

Шероховатость поверхности при измерении отклонений формул не учитывается. Это достигается тем, что при контроле отклонений формы применяют измерительные наконечники с радиусами за­ кругления, значительно большими (в 100—1000 раз), чем у алмаз­ ных игл, используемых при контроле шероховатости поверхности.

Отклонения формы цилиндрических поверхностей. Точность формы цилиндрических поверхностей определяется точностью кон­ тура в поперечном (перпендикулярном оси) сечении и образующих цилиндра в продольном (ироходяуцем через ось) сечении.

Контур поперечного сечения цилиндрического тела описы­ вается окружностью; Комплексным показателем отклонений кон­ тура поперечного сечения является некруглость (отклонение от окружности), определяемая как наибольшее расстояние от точек действительного профиля до прилегающей окружности (рис. 61, а). Некруглость характеризует совокупность всех отклонений формы поперечного сечения цилиндрической поверхности.

К дифференцированным отклонениям формул в поперечном сечении относят овальность и огранки, являющиеся отклонениямуу от окружуюсти (рис. 61, б, в).

Овальность — это отклонение от окружности, при котором действительнулй профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой (вдоль большой и малой осей овала) находятся во взаимую перпендику­ лярных направлениях. Величина овальности Дов = dHSL„о — climm- Овальность детали возникает, например, вследствие биения шпинделя токарного уши шлифовального станков, дисбаланса детали и других причин.

160

Огранка — отклонение, при котором профиль детали представ­ ляет собой многогранную фигуру с криволинейными гранями. Величина огранки Догр определяется как наибольшее расстояние от точек действительного профиля до прилегающей окружности. Появление огранки объясняется изменением положения .мгновен­ ного центра вращения при обработке детали, что чаще всего наблюдается при бесцентровом шлифовании. Мгновенных центров вращения (а следовательно, и граней) может быть три и более трех (см. рис. 61, в).

Совокупность всех отклонений формы цилиндрической поверх­ ности только в продольном сечении (отклонения от прямолиней­ ности и параллельности образующих) может быть определена

Рис. 61. Отклонения формы цилиндрической поверхности в плоскости, перпендикулярной к оси:

а — некругдость; б — овальность; в — огранка

комплексным показателем — отклонением профиля продольного сечения.

Отклонение профиля продольного сечения цилиндрической по­ верхности определяется как наибольшее расстояние от точек действительного профиля до соответствующей стороны прилегаю­ щего профиля (рис. 62, а). Прилегающий профиль для этого случая образуется двумя параллельными прямыми, соприкасающимися с действительным профилем вне материала детали и расположен­ ными но отношению к нему так, чтобы отклонение формы было наименьшим.

Отклонения от цилиндрической формы наиболее полно могут быть регламентированы комплексным показателем — нецилипдричностъю (отклонением от цилиндричностн), включающим все виды отклонения формы поверхности от прямого круглого ци­ линдра, т. е. некругдость и отклонение профиля продольного сечения. Величина нецилиндричности определяется как наиболь­ шее расстояние от точек действительной поверхности до приле­ гающего цилиндра (рис. 62, б).

К дифференцированным отклонениям формы цилиндрических поверхностей в продольном сечении (рис. 63) относят бочкообраз-