Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по дисциплине «Технология контроля и испытаний машин» для студентов направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машинос
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ДГТУ)
Кафедра «Технология машиностроения»
ПРАКТИКУМ
по дисциплине
«ТЕХНОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ МАШИН»
для студентов направления 15.03.05
«Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств»
Ростов-на-Дону
ДГТУ
2018
1
УДК 621.01
Составители: доц., к.т.н. Прокопец Г.А
асс. Прокопец А.А.,
Практикум по дисциплине «Технология контроля и испытаний
машин» для студентов направления 15.03.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств». –
Ростов-на-Дону: Донской гос. техн. ун-т, 2018. – 37 с.
Излагается методика выбора контрольно-измерительных средств для контроля
линейных размеров, проектирования контрольных приспособлений, методы оценки
результатов контроля. Приводятся необходимые расчетные зависимости, справочные
материалы.
Предназначен для использования в учебном процессе при проведении практических
занятий по дисциплине «Технология контроля и испытаний машин», а также в курсовом и
дипломном проектировании при проектировании технологических процессов механической
обработки деталей и сборки машин и при проектировании контрольных приспособлений.
Предназначен для студентов бакалаврской подготовки по направлению 15.03.05
"Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств" по
профилю «Технология машиностроения».
УДК 621.01
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Донского государственного технического университета
Ответственный за выпуск
зав. кафедрой «Технология машиностроения»
д.т.н. проф. М.А.Тамаркин
В печать 27.12. 2018 г.
Формат 60х84/14. Объем 2,3 усл. п.л.
Тираж 30 экз. Заказ № 2316.
______________________________________________________________________________
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
344, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Донской государственный
технический университет, 2018
2
Практическая работа № 1
а
б
Расчет исполнительных размеров предельных калибров
Цель работы: Ознакомление с гладкими предельными калибрами, правилами их
эксплуатации и методикой расчета исполнительных размеров.
Калибрами называются измерительные инструменты, которыми проверяются
правильность размеров и формы изделий и при помощи которых можно установить, что
изготовленные изделия соберутся друг с другом в сборке и что это соединение изделий будет
нужного качества. Калибры предназначаются, главным образом, для измерения одного
определенного размера. Они не позволяют измерить фактический размер изделия, а только
дают возможность установить, что изделие не вышло за пределы указанных в чертеже
границ - допусков на его изготовление.
Калибры бывают нормальные и предельные. Нормальные калибры имеют один
размер, тот, который желательно получить на изделии. Годность изделия определяется
вхождением в него калибра с большей или меньшей степенью плотности. Пользование
нормальными калибрами требует большой квалификации и опыта рабочего и контролера.
Предельные калибры имеют два размера: один размер калибра равен наименьшему
предельному размеру детали, второй - наибольшему. Один конец калибра обязательно
должен входить в деталь (обычно под своим весом, иногда под определенным усилием), а
второй - входить не должен. Один из этих размеров называется проходным, другой
непроходным. Пользование предельными калибрами обеспечивает полную
взаимозаменяемость деталей и не требует высокой квалификации рабочего и контролера.
В настоящее время применяются, главным образом, предельные калибры.
Нормальными калибрами пользуются значительно реже. Они применяются только в качестве
контрольных калибров, а также для контроля профильных поверхностей изделий. Гладкие
калибры применяются для измерения диаметров отверстий, диаметров валов, длин и высот.
Предельные калибры для отверстий называются калибрами-пробками (рис. 1.1,а).
Одна сторона имеет наименьший предельный размер отверстия и называется проходной,
вторая - имеет наибольший предельный размер и называется непроходным концом калибра.
Предельными калибрами для валов служат калибры-скобы (рис. 1.1,б). Один конец скобы
проходной, другой - непроходной. Размер проходной стороны равен наибольшему
предельному размеру вала, размер непроходной стороны - наименьшему предельному
размеру вала.
Рис. 1.1. Предельные калибры: а - двусторонние калибры-пробки б - двусторонний
калибр-скоба
Проходные калибры-пробки при измерении должны свободно входить в отверстие,
непроходные - не должны входить в отверстие полностью, а только «закусывать». Если
непроходной калибр входит в отверстие, то это значит, что сделан брак. Проходные скобы
должны надеваться на вал под действием собственного веса. Непроходные скобы не должны
надеваться на вал. Если непроходная скоба надевается на вал, то вал бракуется.
Предельные размеры изделий, для которых предназначены калибры, называются
номинальными размерами калибров. Калибры для контроля изделий называются рабочими.
3
Калибры для контроля размеров калибров называются контрольными калибрами или
а
б
Рис. 1.2. Виды пробок: а - пробки листовые
неполные односторонние и двусторонние; б
- комплект неполных калибров-пробок; в штихмас
в
контркалибрами. Виды калибров, допуски на их изготовление и износ установлены
государственными стандартами и носят название системы допусков для предельных
калибров.
При разработке и выборе конструкций калибров следует исходят из основного
принципа конструирования измерительных инструментов - принципа подобия. Сущность
этого принципа состоит в том, что проходная сторона калибра должна представлять собой по
своей форме подобие сопрягаемой детали и ограничивать все элементы изделия, а
непроходная сторона - производить проверку отдельных ограниченных участков или
сечений, проверяемого изделия. Калибры для контроля отверстий выполняются в виде:
1) пробок гладких полных;
2) пробок листовых неполных и пробок неполных;
3) штихмасов и нутромеров сферических;
4) пробок конических.
Пробки гладкие листовые неполные и пробки неполные (рис. 1.2,а) применяются для
проверки отверстий более крупных размеров. Измерительные поверхности листовых
неполных и неполных пробок представляют собой часть цилиндра, диаметр которого равен
диаметру калибра. Непроходные стороны неполных пробок короче проходных. Хотя
проходные стороны таких калибров и менее надежны (нарушается принцип подобия), они
все же предпочтительнее для крупных размеров изделий в связи с меньшим весом калибров.
Гладкие калибры-пробки полные бывают цельными, т. е. сделанными из одного куска
металла, и составными. Пробки для отверстий диаметром от 1 до 50 мм делаются в виде
конических вставок (пробок с коническими хвостовиками), для отверстий диаметром от 30
до 100 мм в виде цилиндрических насадок. Пробки бывают односторонними или
двусторонними. Односторонние пробки имеют одну коническую вставку или одну
цилиндрическую насадку. Двусторонние пробки имеют две вставки или две насадки.
Непроходная пробка значительно короче проходной. Пробка представляет комбинацию
полной проходной и неполной проходной. В конструкции этого комплекта пробок
последовательно проведен принцип подобия.
Предельные штихмасы (рис. 1.2,в) представляют собой цилиндрические стальные
стержни, оканчивающиеся шаровыми измерительными поверхностями с радиусом,
значительно меньшим радиуса измеряемой поверхности. Для измерения отверстия
изготовляются два штихмаса: проходной и непроходной. Для отличия на непроходном
штихмасе делается одна проточка, а на контрольном штихмасе - две; проходной штихмас
проточек не имеет. Чтобы удобнее пользоваться, на штихмас надевается рукоятка из
пластмассы или дерева. Штихмасы с измерительными поверхностями, образованными
радиусом, равным половине размера штихмаса, называются сферическими нутромерами.
Для измерения валов применяются калибры-скобы. Скобы бывают жесткие и
4
регулируемые. Жесткие скобы изготовляются штампованными, литыми и листовыми, а
Рис. 1.3. Листовые калибры скобы: а - двусторонний
калибр-скоба; б - прямоугольная односторонняя
скоба; в - круглая односторонняя скоба; г - листовая
скоба для длин; д - трубчатая скоба для длин.
Рис. 1.4. Регулируемая скоба
также односторонними и двусторонними. Односторонними скобами можно измерять один
или два предельных размера. Если односторонняя скоба предназначена для измерения
двухпредельных размеров, то размеры расположены один за другим ступеньками,
разделенными друг от друга канавкой. Односторонние скобы выпускаются с мерительными
размерами до 180 мм.
Двусторонние штампованные калибры-скобы (рис. 1.3) изготовляются до размера 100
мм. Непроходная сторона губок двусторонних скоб скошена под углом 45°. Этот скос
облегчает ввод непроходной стороны скобы в изделие и помогает по внешнему виду
отличать непроходную сторону скобы от проходной. Литые жесткие скобы по внешнему
виду похожи на штампованные. Они изготовляются из ковкого чугуна и имеют стальные
вставные губки, укрепляемые винтами. Листовые жесткие калибры-скобы бывают
двусторонними и односторонними. Они изготовляются из листовой стали толщиной от 4 до
10 мм и могут быть изготовлены в любой лекальной мастерской. Недостатки листовых скоб
состоят в том, что они не имеют достаточной жесткости при измерениях.
Регулируемые калибры-скобы (ГОСТ 2216-43) (рис. 1.4) получили свое название
потому, что их можно установить перед измерением на нужный размер с определенной
точностью и восстановить их рабочий размер по мере его износа. Размер калибра-скобы
регулируется вращением винтов, расположенных на его торцевых поверхностях, и
закрепляется винтами, расположенными на боковой плоскости. Устанавливают
регулируемые скобы на размер по контрольным калибрам или по блокам
плоскопараллельных концевых мер. После установки скобы головки установочных винтов
заливают сургучом или мастикой и клеймят заводским клеймом. Регулируемые скобы
изготовляются для диаметров - до 330 мм. Регулируемые скобы не рекомендуется применять
в качестве калибров первого и второго классов точности.
Для измерения длин и высот применяются калибры из листового материала. При
измерении уступомерами, глубиномерами и высотомерами правильность размера
определяют по световой щели: в одном случае у измеряемой поверхности должна
образовываться световая щель, в другом случае ее быть не должно. При этом условии
изделие считается изготовленным в пределах заданных допусков. Стороны калибров
называются большей и меньшей стороной. Для измерения канавок и проточек применяются
калибры с рисками.
Конические поверхности обычно проверяются такими предельными калибрами, в
которых проходная и непроходная стороны объединены в одном калибре. Различают:
калибр-кольцо и калибр-пробку. При измерении калибром-кольцом торец изделия
обязательно должен лежать между плоскостями А и Б; при измерении пробкой - между
5
рисками В и Г. Такими калибрами можно определить только диаметр конуса, но нельзя
Рис. 1.5. Калибры для конических
поверхностей
определить, чему равен угол этого конуса. Угол конуса изделия может быть проверен этим
калибром только на краску.
Система допусков предельных калибров
Фактические размеры калибров отличаются от их номинальных размеров и имеют
свои допуски на изготовление, а также износ их во время эксплуатации. Величины этих
допусков, их расположение по отношению к номинальным размерам калибров установлены
соответствующими государственными стандартами и носят название системы допусков для
калибров. Допуски предельных гладких калибров устанавливаются в зависимости от
назначения калибров. Для проверки изделия рабочим и контролером применяются рабочие
калибры; проходной и непроходной. Для приемки изделий от завода заказчиком
применяются приемные калибры. Эти калибры представляют собой изношенные до
известных пределов рабочие калибры. Приемные калибры обозначаются: П-ПР (приемный
проходной) и П-НЕ (приемный непроходной). Для контроля самих калибров служат
контрольные калибры. Впереди их условного обозначения ставится буква К, а следующие
буквы повторяют название калибров, для которых они предназначаются. Так, К-РП проходной контркалибр для нового рабочего проходного калибра; его еще называют
припасовочным калибром для изготовления проходной стороны рабочего калибра; К-НЕ проходной контркалибр для рабочего непроходного калибра, или припасовочный калибр для
изготовления непроходной стороны рабочего калибра. Для контроля пробки служит скоба
или кольцо, для контроля скобы служит пробка. Обозначения калибров:
К-И - непроходной контркалибр для проходной стороны рабочих и приемных
калибров. Буква И означает, что им контролируется износ. К-И окончательно бракует
проходную сторону рабочих и приемных калибров, если они износились настолько, что
проходят в калибр К-И, т.е. вышли за пределы допускаемого износа.
КП - проходной калибр для приемного проходного калибра. Если контркалибр КП
входит в проходную сторону рабочего калибра, то этот рабочий калибр можно перевести в
приемный калибр, как уже изношенный до соответствующего размера.
На калибрах маркируют обозначения квалитетов точности и приведенные выше
сокращенные буквенные обозначения типов калибров.
Система допусков для предельных калибров устанавливает: размеры новых калибров
и контркалибров; допуски на их изготовление; размеры, при которых калибры должны
браковаться по износу, и расположение допусков относительно номинальных размеров
калибров, т.е. в плюс или в минус. Допуски на неточность изготовления калибров обычно
задаются так, чтобы тело проходной стороны имело припуск на будущий износ. Для
непроходных калибров допуски на износ не устанавливаются, так как они не входят в деталь
и не изнашиваются.
Правила эксплуатации калибров:
1. Никогда не применять усилий при пользовании калибрами; нельзя вводить их в
изделие ударами или с сильным нажимом.
2. Проходная сторона калибра должна под действием своего веса легко, без нажима
входить в изделие. Непроходная сторона - не должна входить или в крайнем случае может
только закусывать изделие. При излишнем усилии калибр пружинит, теряет свой размер и
6
быстро изнашивается.
Калибр
Контроль
Условия
применения
Формулы для расчета
исполнительных размеров
Предельные
отклонения
Верхнее
Нижнее
Предельные калибры для контроля размеров валов
Кольцо
гладки
й
проход
-ной
Наиболь
шего
диаметра
вала
max
d
Калибр должен
проходить по валу
под действием
собственной силы
тяжести или
определенной силы
min max 1 1
/2ПР d Z H
, где
1
Z
- отклонение середины поля
допуска на изготовление
калибра-скобы ПР относительно
наибольшего предельного
размера вала;
1
H
- допуск на
изготовление калибров-скоб
1
H
0
Скоба
гладки
й
непроходной
Наимень
шего
диаметра
вала
min
d
Калибр не должен
проходить по валу
min min 1 1
/2HE d H
, где
1
- компенсация
погрешности контроля
калибрами-скобами (для валов
диаметром свыше 180 мм)
1
H
0
Предельные калибры для контроля размеров отверстий
Пробка
гладки
й
проход
-ной
Наимень
шего
диаметра
отверсти
я
min
D
Калибр должен
проходить по валу
под действием
собственной силы
тяжести или
определенной силы
max min
/2ПР D Z H
, где Z-
отклонение середины поля
допуска на изготовление
калибра-пробки ПР
относительно наименьшего
предельного размера отверстия;
H
-допуск на изготовление
калибра-пробки
0
H
Пробка
гладки
й
непрох
одной
Наиболь
шего
диаметра
отверсти
я
max
D
Калибр, как
правило, не должен
входить под
действием
собственной силы
тяжести или
определенной силы
min max
/2HE D H
, где -
компенсация погрешности
контроля калибрами-пробками
(для валов диаметром свыше
180 мм)
0
H
3. Проверяемое калибрами изделие должно быть очищено от пыли, грязи, заусенцев и
насухо вытерто. Проверка смазанных изделий или изделий смазанными калибрами приводит
к ошибкам в оценке размера изделия.
4. Запрещается проверка калибрами вращающихся изделий.
5. Нельзя производить проверку нагретых изделий. Изделие должно быть охлаждено до
температуры калибра. Проверка нагретых изделий приводит к ошибкам в определении
размера изделия и порче калибра.
6. Строго в установленные сроки калибры должны предъявляться органам технического
контроля для проверки.
7. Калибры должны храниться на рабочем месте и в кладовой на деревянных подушках.
Их измерительные поверхности не должны соприкасаться с металлическими предметами. Не
следует допускать ударов по калибру или падения калибра на пол.
Таблица 1.1
Формулы для расчета исполнительных размеров калибров
7
Квалитет
Обозначение
Интервалы размеров, мм
До 3
Св .3 до 6
Св. 6 до 10
Св. 10 до 18
Св. 18 до 30
Св. 30 до 50
Св .50 до 80
Св. 80 до 120
Св .120 до 180
Св .180 до 250
Св .250 до 315
Св. 315 до 400
Св .400 до 500
6
Z
1
1,5
1,5 2 2
2,5
2,5 3 4 5 6 7 8
H
1 1 1
1,5
1,5 2 2 3 3 4 5 6 7
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 4 5
1
Z
1,5 2 2
2,5 3 3,5 4 5 6 7 8 10
11
1
Y
1,5
1,5
1,5 2 3 3 3 4 4 5 6 6 7
;sHH
1,2
1,5
1,5 2 2,5
2,5 3 4 5 7 8 9
10
1
H
2
2,5
2,5 3 4 4 5 6 8
10
12
13
15
7
1
;ZZ
1,5 2 2
2,5 3 3,5 4 5 6 7 8 10
11
1
;YY
1,5
1,5
1,5 2 3 3 3 4 4 6 7 8 9
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 4 6 7
1
;HH
1,5
2,5
2,5 3 4 4 5 6 8
10
12
13
15
s
H
- - 1,5 2 2,5
2,5 3 4 5 7 8 9
10
Рис. 1.6 - Калибр-пробка и калибр-скоба
На калибры установлены допуски по ГОСТ 24853-81 и ГОСТ 24852-81. Схемы
расположения полей допусков калибров приведены на рис. 1.7, а значения допусков в табл.
1.2. Допуск калибров для контроля отверстий обозначен буквой Н, а для контроля валов –
Н1. Поля допусков калибров НЕ расположены симметрично относительно их номинального
размера. Поля допусков калибров ПР расположены внутри поля допуска контролируемого
изделия; их положение определяют координаты Z (калибры ПР для контроля отверстий) и
Z1 (калибры ПР для контроля валов). Калибры ПР в процессе эксплуатации изнашиваются, а
поэтому для них предусмотрена граница износа, подостижении которой калибр должен
изыматься из применения. Граница износа располагается от проходного предела отверстия
на расстоянии Y, а от проходного предела вала - на расстоянии Y1. Для калибров 9 - 17-го
квалитетов номинальных размеров до 180 мм предел износа совпадает с проходными
пределами отверстия и вала, поэтому Y=Y1=0.
Таблица 1.2
Допуски, мкм, гладких рабочих калибров для отверстий и валов с размерами до 500 мм
(ГОСТ 24853-81) (дана в сокращении)
8
Квалитет
Обозначение
Интервалы размеров, мм
До 3
Св .3 до 6
Св. 6 до 10
Св. 10 до 18
Св. 18 до 30
Св. 30 до 50
Св .50 до 80
Св. 80 до 120
Св .120 до 180
Св .180 до 250
Св .250 до 315
Св. 315 до 400
Св .400 до 500
8
1
;ZZ
2 3 3 4 5 6 7 8 9
12
14
16
18
1
;YY
3 3 3 4 4 5 5 6 6 7 9 9 11
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 6 7 9
H
2
2,5
2,5 3 4 4 5 6 8
10
12
13
15
1
H
3 4 4 5 6 7 8
10
12
14
16
18
20
s
H
- - 1,5 2 2,5
2,5 3 4 5 7 8 9
10
9
1
;ZZ
5 6 7 8 9
11
13
15
18
21
24
28
32
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 6 7 9
H
2
2,5
2,5 3 4 4 5 6 8
10
12
13
15
1
H
3 4 4 5 6 7 8
10
12
14
16
18
20
s
H
- - 1,5 2 2,5
2,5 3 4 5 7 8 9
10
10
1
;ZZ
5 6 7 8 9
11
13
15
18
24
28
32
37
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 9
11
14
H
2
2,5
2,5 3 4 4 5 6 8
10
12
13
15
1
H
3 4 4 5 6 7 8
10
12
14
16
18
20
s
H
- - 1,5 2 2,5
2,5 3 4 5 7 8 9
10
11
1
;ZZ
10
12
14
16
19
22
25
28
32
40
45
50
55
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0
10
15
15
20
1
;HH
4 5 6 8 9
11
13
15
18
20
23
25
27
s
H
- - 4 5 5 7 8
10
12
14
16
18
20
12
1
;ZZ
10
12
14
16
19
22
25
28
32
45
50
65
70
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0
15
20
30
35
1
;HH
4 5 6 8 9
11
13
15
18
20
23
25
27
s
H
- - 4 5 5 7 8
10
12
14
16
18
20
13
1
;ZZ
20
24
28
32
36
42
48
54
60
80
90
100
110
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0
25
35
45
55
1
;HH
4 5 6 8 9
11
13
15
18
20
23
25
27
s
H
- - 9
11
13
16
19
22
25
29
32
36
40
14
1
;ZZ
20
24
28
32
36
42
48
54
60
100
110
125
146
1
;
0 0 0 0 0 0 0 0 0
45
55
70
90
1
;HH
4 5 6 8 9
11
13
15
18
20
23
25
27
s
H
- - 9
11
13
16
19
22
25
29
32
36
40
9
Рис. 1.7. Схема расположения полей допусков калибров: для отверстий (а - D < 180 мм; б -
D> 180 мм); для валов (в - d < 180 мм; г - d > 180 мм)
Исполнительные размеры гладких калибров рассчитывают по формулам табл. 1.1 или
принимают по ГОСТ 21401-75 без проведения расчетов. Исполнительным размером
называется размер калибра, проставленный на чертеже. Для калибров-колец и калибров-скоб
исполнительный размер - наименьший размер с нижним отклонением, равным нулю, и
верхним отклонением со знаком плюс, численно равным допуску Н1 калибра.
Исполнительный размер калибров-пробок - это их наибольший размер с верхним
отклонением, равным нулю, и нижним отклонением со знаком минус, численно равным
допуску «Н» калибра. Предельные отклонения назначают в «тело» калибра, что гарантирует
с большой вероятностью изготовление годных калибров.
Методику расчета исполнительных размеров предельных калибров покажем на
примере. Примеры выполнения рабочих чертежей калибров приведены на рис. 1.8 и 1.9.
Пример.
Калибр пробка для контроля отверстия диметром 22Н7
Для контроля отверстия 22Н7(
+0,021
) используется калибр-пробка. Определим
предельные и исполнительные размеры калибра для контроля внутреннего диаметра.
Предельные отклонения детали: ES=+0,021 мм, ЕI=0. Предельные отклонение отверстия:
D
=22,021мм, D
max
=22 мм.
min
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]