Лабораторная работа №10 исследование трудоемкости и качества контроля размеров деталей различными средствами измерений

1. Цель работы: выбор средства измерения на основе экспериментальных исследований трудоемкости и качества контроля размеров деталей различными измерительными инструментами.

2. Основные понятия и определения

Контроль размера детали можно понимать как определение того, находится ли действительный размер детали d_д между наибольшим d_max и наименьшим d_min предельными размерами.

Результаты контроля размеров деталей удобно представлять графически c использованием схем полей допусков. При графическом изображении (рисунок 17) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему es и нижнему ei предельным отклонениям относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру d. При этом ось изделия располагается под схемой. Номинальный размер указывается в мм, а отклонения в мкм.

Наибольший предельный размер – алгебраическая сумма номинального размера и верхнего предельного отклонения [10, (38)], а наименьший предельный – номинального размера и нижнего предельного отклонения [10, (39)].

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами равна допуску Тd [10, (40)].

Действительным размером называется размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Систематическая погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же величины.

Случайная погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Точность измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

а) б)

Рис. 17. Схема поля допуска: а) в общем виде; б) для размера 20n10

Точность измерений можно оценить числом измерений n_и [10, (41)] в каждой точке при доверительной вероятности P=0,95.

nи ,

(33)

где t_ – коэффициент Стьюдента, выбираемый из [10, табл. 5];

 – среднее квадратичное отклонение [10, (23)];

 – случайная составляющая допустимой погрешности измерения _и [10, табл. 15].

 = 0,6  

(34)

Чем меньше число измерений n_и, тем точнее измерительный инструмент.

Трудоемкость контроля t_к рекомендуется оценивать по формуле [10, (43)].

3. Методика выполнения работы

а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные

Измерительные приборы: штангенциркуль, микрометр, рычажная скоба, предельные калибры-скобы, набор концевых мер длины, секундомер.

Объекты измерения: партия цилиндрических деталей, изготовленных с определенной точностью.

Задание: проконтролировать диаметры деталей измерительными инструментами, оценивая точность измерений штангенциркулем, микрометром и рычажной скобой, годность деталей и трудоемкость контроля. Выбрать приборы, обеспечивающие наибольшую точность и наименьшую трудоемкость измерений. Дать рекомендации по эффективному применению измерительных средств.

Литература: по устройству применяемых измерительных инструментов, их настройке и обработке результатов измерений смотри литературные источники [1-3, 4-12].

б) Порядок выполнения работы

1. Определить допустимую погрешность измерения _и [10, (табл. 15)] в зависимости от номинального размера для данного квалитета (ГОСТ 8.051-81).

2. Рассчитать случайную составляющую допустимой погре­шности измерения [10, (42)].

3. Осуществить предварительную оценку годности рассматриваемых приборов, сравнив инструментальные (паспортные) погрешности приборов _и (штангенциркуль _и=0,05 мм; микрометр _и=0,004 мм; рычажная скоба _и=0,002 мм) с . Неподходящие инструменты изъять.

4. Построить поле допуска измеряемых деталей [10, (рис. 13,б)], на основании чертежа. Рассчитать наибольший [10, (38)] и наименьший [10, (39)] предельные размеры.

5. Проконтролировать размеры партии деталей с помощью предельных калибров-скоб. Определить число деталей: годных, с исправимым и неисправимым браком. Измерить трудоемкость контроля детали секундомером.

6. Произвести настройку приборов с помощью концевых мер длины и измерить секундомером время настройки каждого прибора t_н. Настройка штангенциркуля, микрометра заключается в определении поправки нульпункта. Рычажная скоба настраивается на средний размер (или другой размер, чтобы попасть в пределы измерения прибора) по чертежу с определением поправки нульпункта.

7. Произвести пробные измерения годных деталей штангенциркулем, микрометром и рычажной скобой. Определить число измерений (n_и), необходимых для обеспечения заданной точности измерения [10, (41)]. Оценить точность измерения каждым прибором.

8. Рассчитать трудоемкость контроля штангенциркулем, микрометром и рычажной скобой [10, (43)].

9. Оценить трудоемкость контроля каждым прибором.

10. Сделать выводы по выбору варианта измерительного прибора по точности и трудоемкости измерений.

в) Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Эскиз детали, число деталей в партии.

3. Данные о средствах измерения: наименование, цена деления, пределы измерения по шкале, пределы измерения прибора, паспортная погрешность.

4. Результаты предварительной оценки годности приборов для измерения данной детали.

5. Результаты контроля партии деталей предельными калибрами-скобами.

6. Результаты измерения трудоемкости настройки приборов.

7. Результаты расчета необходимого числа измерений деталей в каждой точке.

8. Выводы по точности и трудоемкости измерения деталей.

9. Рекомендации по выбору измерительных средств для разных типов производства.