1.1 Выбор универсальных средств измерения
Выбираем универсальные средства измерения соединяемых деталей, считая, что измерение производим в индивидуальном производстве.
Выбор универсальных измерительных средств производится с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов. При выборе универсальных средств измерения необходимо, чтобы предельная погрешность средств измерения lim равнялась или были бы меньше допустимой погрешности измерения . т. е. чтобы соблюдалось условие:
Для рассматриваемого соединения dH=50 мм, TD =39 мкм, Td =39 мкм, выбираем из таблицы приложения 3для отверстия5H8 = 10 мкм; для вала50z8 = 10 мкм.
Этим требованиям соответствуют (приложение 4) для отверстия - нутромер индикаторный при замене отсчётного устройства измерительной головкой с ценой деления 0,001 или 0,002 мм, а для вала – микрометр 1-ого класса.
Таблица 1.1. Исходные данные и характеристика выбранных средств измерений
Деталь |
Величина допуска детали, IT детали, мкм |
Допустимая погрешность ,мкм |
Предельная погрешность средств измерения ,мкм
|
Наименование измерительных средств и их метрологическая характеристика |
Отвер- стие |
39 |
10 |
5,5 |
нутромер индикаторный при замене отсчётного устройства измерительной головкой с ценой деления 0,001 или 0,002 мм |
Вал |
39 |
10 |
8 |
Микрометр 1-ого класса |
Расчёт исполнительных размеров калибров
Предельные калибры представляют собой специальные бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для установления годности деталей машин без определения действительных значений контролируемых размеров.
Предельные калибры используют в основном для контроля размеров деталей, изготавливаемых в условиях крупносерийного и массового производств. Они разделяются на калибры для контроля отверстий и калибры для контроля валов, имеют проходную и непроходную стороны, обозначаемые соответственно символами ПР и НЕ.
Размеры отверстий контролируют пробками. Конструктивно они могут быть выполнены двусторонними или отдельно проходная и не проходная сторона.
Размеры валов контролируют скобами. Калибры-скобы могут быть двусторонними или односторонними (в последнем случае проходная и непроходная стороны совмещаются), листовыми, штампованными или литыми, регулируемыми и нерегулируемыми. Регулируемые калибры-скобы чаще всего используют для контроля деталей в условиях ремонтного производства. Их применяют в том случае, когда размер изготовляемой или ремонтируемой детали не вписывается в размеры стандартного жесткого калибра. Регулируемые калибры для контроля валов могут быть настроены на ремонтные размеры, под которые жесткие калибры не изготовляются. По сравнению с жесткими калибрами регулируемые калибры имеют меньшую точность и надежность, поэтому их рекомендуется применять для контроля деталей с размерами до 180 мм и точностью, начиная с 8-го квалитета и грубее.
С целью увеличения срока службы калибров-пробок и калибров-скоб длины
их проходных сторон выполняются большими, чем длины непроходных сторон. Кроме того, для снижения затрат на калибры и увеличения их срока службы проходные стороны снабжают твердым сплавом, повышая таким образом износостойкость калибров в 50... 150 раз по сравнению с износостойкостью обычных стальных калибров.
Номинальный размер проходной стороны пробки соответствует минимальному размеру контролируемого отверстия (Dmin), а непроходной — его максимальному размеру (Dmax). У скобы, наоборот, номинальный размер Проходной стороны равен максимальному диаметру контролируемого вала (dmax), а непроходной — его минимальному диаметру (dmin). Если при контроле отверстия или вала проходная сторона калибра не проходит, то это означает, что действительный размер отверстия меньше его минимального значения (Dд<Dmin) или действительный размер вала больше Максимального (dд>dmax:) и, следовательно, имеет место исправимый брак. Исправимый брак устраняют дополнительной обработкой отверстия или вала.
В том случае, когда при контроле проходит непроходная сторона калибра (Dд>Dmin или dд<dmin), брак будет неисправимым. Устранить неисправимый брак дополнительной обработкой деталей невозможно.
По назначению предельные калибры разделяют на рабочие, приемные и контрольные. Рабочие калибры служат для контроля деталей непосредственно на рабочих местах в процессе их изготовления. Приемными калибрами пользуются представители заказчика при приемке готовой продукции. В отличие от рабочих калибров их принято обозначать: проходную сторону через П-ПР, а непроходную через П-НЕ. Контрольные калибры, обозначаемые К-ПР и К-НЕ, служат для проверки новых рабочих калибров-скоб. Существуют также контрольные калибры (К-И) для проверки величины износа проходной стороны рабочих калибров-скоб. Контркалибры-пробки К-И изготавливаются с размерами, соответствующими предельно допустимому износу проходных сторон рабочих скоб и являются непроходными. Если калибр К-И проходит через контролируемую скобу, то она изношена свыше установленного предела и подлежит изъятию. Контрольных калибров для проверки новых и изношенных рабочих калибров-пробок не существует. Размеры рабочих калибров-пробок проверяются универсальными измерительными средствами.
Исполнительными называют предельные размеры калибра, по которым изготавливают новый калибр. Калибрами контролируются валы и отверстия с допусками по IТ6 и грубее. Размеры деталей, выполненные с допусками точнее IТ6, проверяются универсальными измерительными средствами.
Отклонения калибров отсчитывают от соответствующих предельных размеров изделий. Так, отклонения проходных калибров для валов отсчитывают от наибольшего предельного размера вала, а отклонения непроходных калибров — от наименьшего предельного размера вала. Соответственно, отклонения проходных калибров для отверстий отсчитывают от наименьшего предельного размера отверстия, а отклонения непроходных калибров — от наибольшего предельного размера отверстия.
Входящие в формулы расчетные параметры означают (соответственно для калибра-пробки и калибра-скобы):
Dmax и dmax — наибольшие предельные размеры отверстия и вала;
Dmax и dmin— наименьшие предельные размеры отверстия и вала;
Н и H1 — допуски на изготовление калибров;
Z и Z1 — координаты середин полей допусков на изготовление калибров;
Y и Y1 — границы износа проходных сторон калибров.
Рассчитаем рабочие калибры для контроля деталей соединения .
Определяем предельные и исполнительные размеры калибра-пробки для контроля отверстия . По таблице приложения 2 дляIT8 находим данные для расчета калибра-пробки:
Н = 4 мкм; Z = 6 мкм; Y = 5 мкм.
Проходная сторона калибра-пробки:
ПРmах=Dmin+Z+ (1.1.1)
ПРmах=50+0,006+=50,008 мм,
ПРmin=Dmin+Z– (1.1.2)
ПРmin=50+0,006–=50,004 мм,
ПРизн=Dmin –Y (1.1.3)
ПРизн=50–0,005=49,995 мм.
Исполнительными размерами проходной и непроходной сторон гладких рабочих калибров для отверстий (пробок) являются их наибольшие предельные размеры с допуском численно, равным допуску на изготовление Н, направленным в тело калибра (в «минус»).
Тогда для проходной стороны пробки исполнительный размер:
ПРисп =50,008 -0,004
Непроходная сторона калибра-пробки:
НЕmах=Dmax+ (1.1.4)
НЕmах=50,039+=50,041 мм,
НЕmin=Dmax– (1.1.5)
НЕmin=50,039–=50,037 мм.
Для непроходной стороны пробки исполнительный размер:
НЕисп. = 50,041-0,004
Далее производим расчет калибра-скобы для контроля вала. По той
же таблице приложения 2 для IT8 данные для расчета калибра-скобы:
H1 = 7 мкм; Z1 = 6 мкм; Y1 = 5 мкм.
Проходная сторона калибра-скобы:
ПРмах=dmax-Z1+ (1.1.6)
ПРмах=50,175-0,006+=50,1655 мм,
ПРмin=dmax-Z1- (1.1.7)
ПРмin=50,175-0,006-=50,1725 мм,
ПРизн=dmax +Y1 (1.1.8)
ПРизн=50,175+0,005=50,18 мм.
Исполнительными размерами проходной и непроходной сторон рабочих калибров для валов (скоб) являются их наименьшие предельные размеры с допуском, численно равным допуску на изготовление Н1 направленным в тело калибра (в «плюс»).
Тогда для проходной стороны скобы исполнительным размером будет следующий:
ПРисп=50,1725+0,007
Непроходная сторона калибра-скобы:
HEmax =dmin+
(1.1.9)
HEmax =50,136+=50,1395мм,
HEmin =dmin-(1.1.10)
HEmin =50,136-=50,1325 мм.
Для непроходной стороны скобы исполнительным размером будет следующий:
НЕисп = 50,1325+0,007
При расчетах рабочих и исполнительных размеров калибров размеры, оканчивающиеся на 0,25 и 0,75 мкм, следует округлять до величин, кратных 0,5 мкм, в сторону сокращения производственного допуска.
Схемы расположения полей допусков и эскизное изображение калибров для контроля отверстия и вала приведены на листе 2.
Результаты расчетов схемы взаимного расположения полей допусков и эскизы гладких рабочих калибров заносятся в таблицу 1.1.1.
Таблица 1.1.1. Результаты расчетов схемы взаимного расположения полей допусков и эскизов гладких рабочих калибров.
Контрольная деталь |
Значение элементов рабочих калибров | ||||||||||||||
H1, H мкм |
Z1, Z мкм |
Y1,Y мкм |
Проходная сторона |
Непроходная сторона | |||||||||||
Номинальный размер, мм |
Предельные размеры, мкм |
Номинальный размер, мм |
Предельные размеры, мкм | ||||||||||||
ПРmax |
ПРmin |
ПРизм |
Исполни-тельный размер |
|
НЕmax |
НЕmin |
НЕизм | ||||||||
Отверстие |
4 |
6 |
5 |
50 |
50,008 |
50,004 |
49,995 |
50,008-0,004 |
50 |
50,041 |
50,037 |
50,041-0,004 | |||
Вал |
7 |
6 |
5 |
50 |
50,1655 |
50,1725 |
50,18 |
50,1725+0,007 |
50 |
50,1395 |
50,1325 |
50,1325+0,007 |