Национальный исследовательский ядерный университет



НазваниеНациональный исследовательский ядерный университет
страница1/2
Дата08.06.2013
Размер0.51 Mb.
ТипДокументы
источник
  1   2



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет

«МИФИ»

Озерский технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ




КАФЕДРА ТМ и МАХП






Н.М. Бурова, А.А. Комаров, В.Г. Сосюрко




сборник

лабораторных работ по курсам


^ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ» и «НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ»




УТВЕРЖДЕНО

редсоветом института

в качестве учебного пособия


2009

УДК 621.753

УДК 658.516

Бурова Н.М., Комаров А.А., Сосюрко В.Г.


Сборник лабораторных работ по курсам «Метрология, стандартизация и сертификация» и «Нормирование точности»: Учебное пособие. – Озёрск: ОТИ НИЯУ МИФИ, 2009. – 41с.: ил.


В сборнике лабораторных работ представлена методика выполнения лабораторных работ по курсам «Метрология, стандартизация и сертификация» и «Нормирование точности», описаны средства и способы измерения, а также методы обработки результатов. Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов по подготовке специалистов технических специальностей.

Сборник предназначен для студентов, обучающихся по специальностям 151001 «Технология машиностроения», 240601 « Машины и аппараты химических производств», выполняющих лабораторные работы по курсу «Нормирование точности», и другим техническим специальностям.


Рецензенты: 1 Руководитель группы прочностных поверочных расчётов УПБ и ИПП ФГУП «ПО «Маяк», к.т.н. М.А. Ребрин.

2 Доцент кафедры ТОМ Кыштымского филиала ЮУрГУ В.В. Ахлюстина.


^

Озёрский технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ, 2009


содержание


Предисловие………………………………………………………………...4

1 Лабораторная работа №1.

Измерение ступенчатого валика

штангенциркулем и микрометром………………………………………....5

2 Лабораторная работа № 2.

Определение посадок путём измерения

сопряженных деталей……………………………………………………..13

3 Лабораторная работа № 3.

Измерение основных параметров наружной резьбы

на инструментальном микроскопе……………………………………….22

4 Лабораторная работа № 4.

Измерение плоскопараллельной концевой меры длины

на вертикальном оптиметре……………………………………………….31

5 Лабораторная работа №5.

Измерение калибра-пробки на миниметре…………………………..…...35

Литература…………………………………………………………….……..40


Предисловие


Повышение качества продукции, выпускаемой промышленностью, имеет весьма важное экономическое значение. Контроль качества продукции – это проверка соответствия показателей качества установленным требованиям, зафиксированным в стандартах.

Качество машин и механизмов в значительной степени зависит от точности изготовления и соединения их деталей, задаваемые допусками и посадками.

При изготовлении деталей машин и механизмов, в процессе придания им заданного размера и формы, необходимо контролировать полученные размеры, форму и шероховатость поверхности. Величина действительного размера, формы или шероховатости поверхности, созданная при обработке, должна быть выявлена измерением с необходимой точностью или, иными словами, с допустимой погрешностью.

Это означает, что для измерения следует применять такое средство (инструмент, прибор) и выполнять приёмы измерения так тщательно, чтобы погрешность этого измерения оказалась не больше допустимой, иначе качество детали будет оценено неправильно.

Целью настоящего лабораторного практикума является ознакомление студентов с методами измерений деталей различного назначения, определения посадок в соединениях, применяемыми при этом измерительными инструментами и приборами, а также приобретение практических навыков работы с нормативной документацией единой системы допусков и посадок (ЕСДП), измерения и оценки точности измерения. При этом студенты получают наглядное представление о связи чертежа с реальным воплощением детали.

Настоящий сборник включает в себя описание 5 лабораторных работ.

В сборнике лабораторных работ теоретические сведения изложены в краткой форме. Поэтому до выполнения лабораторных работ студенты должны повторить основные теоретические положения соответствующих разделов курсов «Метрология, стандартизация и сертификация» и «Нормирование точности», касающихся выполнения конкретной работы, используя конспекты лекций и литературу, указанную в календарном плане.

При написании сборника лабораторных работ использовались источники [1] – [8].


^ 1 Лабораторная работа №1


измерение ступенчатого валика штангенциркулем и микрометром


Цель работы – приобретение навыков пользования штангенциркулем, штангенглубиномером и микрометром; определение годности деталей (соответствие чертежу).


Средства измерения и измеряемые объекты:

а) ступенчатый валик и его чертеж;

б) штангенциркуль с ценой деления 0,02 мм и 0,05 мм и пределами измерения 0…250 мм; штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм и пределами измерения 0…150 мм;

в) штангенглубиномер с ценой деления 0,02 мм или 0,05 мм и пределами измерения 0…250 мм;

г) два микрометра для измерений с ценой деления 0,01 мм с пределами измерения 0…25 мм и 25…50 мм.


Требуется путем измерения валика выявить соответствие между его фактическими размерами и предельными, допускаемыми по ГОСТ 25347-82.


    1. Теоретические сведения


Различают номинальный, действительный и предельный размеры.

Номинальный размер – размер, который указывают на чертеже на основании инженерных расчетов, опыта проектирования, обеспечения конструктивного совершенства или удобства изготовления детали (изделия).

В производстве невозможно выполнить абсолютно точно требуемые размеры деталей. Некоторая погрешность вносится также при измерении. Поэтому существует понятие – действительный размер детали. Так называют размер, полученный в результате измерения с погрешностью мерительного инструмента.

Для определения допускаемого диапазона требуемых размеров устанавливают предельные размеры детали. Такими называются наибольшее и наименьшее допустимые значения размера, между которыми должен находиться действительный размер годной детали. Больший из них называется наибольшим предельным размером, меньший – наименьшим предельным размером. Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности детали.

Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от номинального размера, проставляемые рядом с этим размером.

Верхним предельным отклонением называется алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижним предельным отклонением – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Действительным отклонением называется алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Отклонение является положительным, если предельный или действительный размер больше номинального, и отрицательным, если указанные размеры меньше номинального.

Допуском Т называется разность между наибольшим и наименьшим допустимыми значениями того или иного параметра. Допуск размера – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Он равен также алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Допуск – величина всегда положительная. Он определяет величину допустимого рассеяния действительных размеров годных деталей в партии, то есть заданную точность изготовления.

При схематическом изображении полей допусков предельные отклонения размеров откладываются по вертикали в определенном масштабе от линии, условно соответствующей номинальному размеру, называемой нулевой линией. Положительные отклонения откладываются вверх от нулевой линии, а отрицательные – вниз.

Термин «поле допуска» безотносительно к схематическому изображению допусков, определяет интервал размеров годной детали, ограниченный предельными размерами.

Все выше перечисленные элементы, относящиеся к отверстию, обозначаются прописными буквами, относящиеся к валу – строчными.


Таблица 1.1


^ Наименование параметра

Буквенное обозначение

Отверстие

Вал

Номинальный диаметр

D

d

Наибольший предельный диаметр

Dmax

dmax

Наименьший предельный диаметр

Dmin

dmin

Верхнее предельное отклонение

ES

es

Нижнее предельное отклонение

EI

ei

Допуск размера

TD

Td




    1. Средства измерения и методика измерения


Измерение наружного размера валиков с помощью микрометра (рисунок 1.1).

Перед измерением тщательно протереть измерительные плоскости микрометра – торец микрометрического винта 3 и торец пятки 2, запрессованной в скобу 1; проверить плавность холла микровинта и нулевую установку. Для микрометра с пределом измерения 25…50 мм измерительные плоскости микрометра приводят в соприкосновение с эталоном длиной 25 мм. Если нулевая установка сбита, следует вновь протереть измерительные поверхности, привести их в соприкосновение под усилием трещотки 8, закрепить микровинт 3 стопором 4 и осторожно отвернуть установочный колпачок 7 на пол-оборота. При этом барабан 6 освобождается; вращая его, совместить нулевой штрих с продольной линией стебля 5. После этого барабан закрепить колпачком 7.




Рисунок 1.1 – Микрометр


Измерение микрометром производить, пользуясь трещоткой. Использование барабана для подвинчивания микровинта недопустимо. Не следует пользоваться микрометром с застопоренным микровинтом как жесткой скобой.

Выбор измерительного средства для каждого размера производится в зависимости от величины допуска, установленной для данного размера, и от конструкции детали, руководствуясь тем, что предельная погрешность метода измерения не должна превышать 20…30% величины допуска на данный размер.

Предельная погрешность измерения с помощью микрометра составляет 10 мкм; с помощью штангенциркуля и штангенглубиномера с ценой деления 0,05 мм составляет 80 мкм.

Зависимость выбора измерительного инструмента от конструкции детали на примере штангенинструмента: при одинаковой точности измерений штангенглубиномером (рисунок 1.2) измеряют размеры уступов, а штангенциркулем – диаметр ступеней. Универсальным штангенциркулем измеряют диаметры и размеры уступов, но точность измерения при этом ниже (рисунок 1.3).




Рисунок 1.2 - Штангенглубиномер




Рисунок 1.3 – Штангенциркуль


1.3 Порядок выполнение работы


      1. Выполнить эскиз детали согласно рабочему чертежу (рисунок 1.5).

      2. В таблицу отчета выписать из ГОСТ 25347-82 предельные допускаемые отклонения для всех размеров, указанных на рабочем чертеже детали.

      3. Подсчитать предельные размеры, допуски размеров и результаты занести в соответствующие графы таблицы отчета.

      4. Произвести выбор измерительных средств для измерения каждого размера.

      5. Определить действительные размеры всех диаметров и длин измеряемой детали с помощью выбранных измерительных средств.

На рисунках 1.1 – 1.3 показаны основные приемы измерительных операций с помощью микрометрического и штангенинструментов.

Измерение каждого размера производить в трех положениях инструмента по отношению к детали, расположенных под углом 1200 одно к другому.

      1. Среднее арифметическое значение по трем измерениям одного размера принять за действительный размер, сравнить его с предельными допустимыми по ГОСТ 25347-82 и сделать вывод о качестве исполнения данного размера («годный», «брак исправимый», «брак окончательный»). Аналогичное заключение сделать по каждому размеру.

      2. Вычертить схему расположения полей допусков для трех размеров (по указанию преподавателя), проставить на них числовые значения предельных отклонений, номинального, предельных и действительного размеров.

В качестве примера рассмотрим построение поля допуска для размера на валу d = 16h8 (рисунок 1.4).

Данный размер выполнен по 8-му квалитету с основным отклонением h . Из ГОСТ 25347-82 для 8-го квалитета, номинального размера 16 мм, лежащего в интервале размеров «свыше 10 до 18», и основного отклонения h верхнее отклонение равно нулю, а нижнее – минус 27 мкм. От линии номинала N – N в определенном масштабе откладываем значения предельных отклонений (в микронах), предельные размеры (в мм), которые равны 16 мм и 15,973 мм, и значение действительного размера.

Если действительный размер вала лежит между допускаемыми размерами 16 и 15,973, то деталь «годная», если размер больше 16 мм – «брак исправимый», если же размер меньше 15,973 – «брак окончательный».




Рисунок 1.4 – Схема расположения поля допуска

Примечание. Если номинальный размер детали лежит на границе двух интервалов, то его предельные отклонения находятся по интервалу меньших размеров.


      1. Дать краткую характеристику инструментов, использованных при выполнении работы (название инструмента, цена деления, пределы измерения).


Таблица 1.2 Результаты измерения детали


Обозначение размера по эскизу

Размер, указанный на эскизе

Предельные отклонения, мкм

Предельные размеры,

мм

Допуск, мкм

Измерительный инструмент

Действительный размер, мм

Заключение о годности размера

Наибольший

Наименьший

Наибольший

Наименьший

d1

























































d5




























l1

























































l5
































Рисунок 1.5 – Рабочий чертеж деталей







Продолжение рисунка 1.5 – Рабочий чертеж деталей

1.4 Контрольные вопросы


1.4.1 Штангенциркуль. Порядок работы, составные части, цена деления.

1.4.2 Микрометр. Порядок работы, составные части, цена деления.

1.4.3 Что называется квалитетом?

1.4.4 Что такое допуск, верхнее, нижнее отклонение размера?

1.4.5 Сколько существует квалитетов?

1.4.6 Что называется полем допуска?

1.4.7 Какой размер называется действительным?

1.4.8 Какая линия называется нулевой?


2 Лабораторная работа № 2


определение посадок путем измерения сопряженных деталей


Цель работы – приобретение практических навыков определения посадок сопряженных деталей по действительным размерам.


Средства измерения:

а) кольцо с несколькими валиками, выполненными по различным посадкам в системе отверстия с номинальным диаметром 50 мм или 40 мм;

б) микрометр для измерения диаметров валов с ценой деления 0,01 мм и пределами измерения 25…50 мм;

в) нутромер для измерения внутреннего диаметра кольца с ценой деления 0,001 мм;

г) блок плиток для настройки нутромера и микрометра;

д) струбцина с боковичками для настройки нутромера.


Требуется:

а) измерить диаметры всех валиков и кольца;

б) сделать заключение о характере сопряжения каждого валика с кольцом и указать посадку сопряжения;

в) построить поля допусков для выбранных посадок по ГОСТ 25347-82.


2.1 Теоретические сведения


Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых деталей называются сопрягаемыми.

Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называются сопрягаемыми поверхностями. Остальные поверхности называются несопрягаемыми (свободными). В соответствии с этим различают размеры сопрягаемых и несопрягаемых (свободных) поверхностей.

В соединении деталей, входящих одна в другую, есть охватывающие и охватываемые поверхности. Для гладких цилиндрических и конических деталей охватывающая поверхность называется отверстием, охватываемая – валом, а соответствующие размеры – диаметром отверстия и диаметром вала. Наибольшие и наименьшие диаметры отверстия и вала обозначаются соответственно Dmax, Dmin, и dmax, dmin.

Допуски размеров охватывающей и охватываемой поверхностей принято сокращенно называть соответственно допуском отверстия (^ TD) и допуском вала (Td).

По форме сопрягаемых поверхностей деталей различают:

а) гладкие цилиндрические и конические соединения;

б) плоские соединения;

в) резьбовые и винтовые соединения;

г) зубчатые цилиндрические, конические, волновые, винтовые, гипоидные передачи;

д) шлицевые соединения;

е) сферические соединения.

По степени свободы взаимного перемещения деталей различают:

а) неподвижные неразъёмные соединения;

б) неподвижные разъёмные соединения;

в) подвижные соединения.

В зависимости от эксплуатационных требований сборку соединений осуществляют с различными посадками.

Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нём зазоров или натягов. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению соединяемых деталей. Тип посадки определяется величиной и взаимным расположением полей допусков отверстия и вала.

Если размер отверстия больше размера вала, то разность их называется зазором; если размер вала больше размера отверстия, то их разность называется натягом. В расчётах натяг может быть выражен как отрицательный зазор.

Различают предельный наибольший Smax и наименьший Smin зазоры, определяемые по формулам:


(2.1)

,



(2.2)
.


Аналогично различают наибольший Nmax и наименьший Nmin натяги, которые подсчитывают по формулам:


(2.3)

,


(2.4)

.


Посадки разделяются на три группы: с зазором, натягом и переходные посадки.

Посадками с зазором (подвижными посадками) называются такие, в которых между сопрягаемыми поверхностями имеется зазор, обеспечивающий возможность относительного перемещения собранных деталей (рисунок 2.1, а). Они разделяются на посадки с гарантированным зазором и посадки с наименьшим зазором, равным нулю.

Для посадок с зазором поле допуска отверстия (на схеме) расположено над полем допуска вала.

Посадками с натягом называются такие, к которых между сопрягаемыми поверхностями до сборки имелся гарантированный натяг, обеспечивающий взаимную неподвижность деталей после их сборки.

Для посадок с натягом поле допуска вала (на схеме) расположено над полем допуска отверстия (рисунок 2.1, б).

Переходными называются такие посадки, при осуществлении которых с собранной паре могут получаться как натяги, так и зазоры. Для этих посадок поля допусков отверстия и вала частично или полностью перекрываются (рисунок 2.1, в).







Рисунок 2.1 – Расположение полей допусков:

а) при посадке с зазором; б) при посадке с натягом;

в) при переходных посадках.


Допуском посадки TS (N) называется разность между наибольшим и наименьшим допустимыми зазорами (допуск зазора в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допустимыми натягами (допуск натяга в посадках с натягом).



(2.5)
,


(2.6)

.


В переходных посадках допуск посадки определяется суммой наибольшего натяга и наибольшего зазора:


(2.7)

.


Для всех посадок допуск посадки численно равен



(2.8)
.


2.2 Методика измерений с помощью микрометра и нутромера


2.2.1 Методика измерения наружного размера валиков с помощью микрометра описана в лабораторной работе № 1.

2.2.2 Измерение внутреннего диаметра кольца с помощью нутромера с ценой деления 0,001 мм. Внешний вид нутромера показан на рисунке 2.2.




Рисунок 2.2 – Индикаторный нутромер


Перед началом измерения нутромер необходимо настроить на нуль по блоку плиток, имеющему размер, равный номинальному размеру сопряжения. Для настройки блок плиток установить между двумя боковичками и закрепить в специальной струбцине (рисунок 2.3). Нутромер своими измерительными наконечниками ввести между выступающими кольцами боковичков. Покачиванием нутромера в различных плоскостях добиться того, чтобы показания его стали минимальными (в этом случае линия измерения перпендикулярна рабочим плоскостям боковичков), и путем поворота шкалы прибор настроить на нуль.



Рисунок 2.3 – Индикаторный нутромер со струбциной

Измерение внутреннего диаметра кольца (рисунок 2.4) проводится, как и для валиков, в трех точках в среднем сечении кольца. Среднее арифметическое значение из полученных результатов считается действительным размером отверстия. Необходимо помнить, что нутромер показывает лишь отклонения размера отверстия от его номинального значения, причем положительные отклонения отсчитываются в направлении против часовой стрелки.




Рисунок 2.4 – Измерение внутреннего диаметра


2.3 Порядок выполнения работы


2.3.1 Измерить наружный размер валиков с помощью микрометра. Измерение производить в трёх точках среднего сечения валика. Результаты измерений записать в соответствующие графы таблицы. Среднее арифметическое этих результатов считать действительным размером валика.


Таблица «Результаты измерений» (номинальный размер  ____мм)


Наименование

детали

Диаметр, мм

Средний диаметр, мм

Поле допуска (предельные отклонения)

1

2

3

Кольцо
















Вал

1
















2
















3
















4
















2.3.2 Измерить внутренний диаметр кольца с помощью нутромера. результаты измерений занести в таблицу.

2.3.3 Назначить точность изготовления деталей, помня о том, что точность изготовления вала должна соответствовать точности изготовления отверстия или отклоняться в ту или иную сторону не более, чем на один номер квалитета. Затем из ГОСТ 25347-82 в таблицу отчёта выписать для каждого действительного размера валиков и отверстия предельные отклонения для назначенных квалитетов точности.

Выбор предельных отклонений рассмотрим на конкретном примере.

^ Дано:

Номинальный размер сопряжения d (D) = 30 мм.

действительный размер вала dr = 29,987 мм;

действительный размер отверстия Dr = 30,032 мм.

Размеры получены в результате измерения деталей:

Определить:

Предельные отклонения для вала и отверстия, используя ГОСТ 25347-82, при условии годности действительных размеров.

Решение:

На сетке с номинальной линией N – N указать действительные размеры (мм) для вала и отверстия. Номинальным размером для данного сопряжения является диаметр  30 мм (рисунок 2.3).




Рисунок 2.3 – Схема расположения номинального и действительных

размеров (отклонений) соединения.


Пусть отверстие выполнено по 7-му квалитету точности, а вал – по 6-му. Теперь в ГОСТ 25347-82 найдём такое поле допуска для вала, чтобы действительный размер оказался внутри этого поля допуска. Так, для интервала размеров «свыше 24 до 30 мм» действительный размер вала войдёт в поле допуска g6 (верхнее отклонение «-7», нижнее «-20»), для которого наибольший предельный размер вала составляет 29,993 мм, а наименьший – 29,980 мм.

Аналогично определяется и поле допуска для отверстия. Для данного действительного размера отверстия подходящим оказалось поле допуска F7 c верхним предельным отклонением «+41» и нижним «+20» (предельные размеры соответственно 30,041 мм и 30,020 мм). Вид полученной схемы расположения полей допусков показан на рисунке 2.4.




Рисунок 2.4 – Схема расположения полей допусков

для заданного соединения


2.3.4 Построить схему расположения полей допусков выбранных посадок с указанием действительных размеров деталей сопряжений (рисунок 2.5).





Рисунок 2.5 – Схема расположения полей допусков выбранных посадок

2.3.5 Сравнивая действительные размеры сопрягаемых деталей, а также допускаемые размеры, сделать заключение о характере сопряжения каждого вала с кольцом. Так, например, получаем посадку с гарантированным зазором, так как dmaxDmin . Обозначение посадки 30 F7/g6.

^ Параметры посадки:

наибольший зазор

Smax = Dmaxdmin = ES – ei = 41 - (-20) = 61 (мкм);

наименьший зазор

Smin = Dmin dmax = EI – es = 20 – (-7) = 27 (мкм);

допуск посадок

TS = SmaxSmin = 34 (мкм).

Соединение заданных деталей имеет зазор

Sr = Dr – dr = 30,032-29,987 = 0,045 (мм).

2.3.6 Вычертить заданные сопряжения и входящие в них детали с обозначением выбранных посадок на чертежах по схеме указанной на рисунке 2.6.













Рисунок 2.6 – Обозначение выбранных посадок на чертеже

2.4 Контрольные вопросы


2.4.1 Что называют допуском?

2.4.2 Что называют посадкой?

2.4.3 Назовите 3 группы посадок, их названия.

2.4.4 Что называют зазором?

2.4.5 Что называют натягом?

2.4.6 Что называют нулевой линией и полем допуска?

2.4.7 Что называется допуском посадки?

2.4.8 Что называют квалитетом?

2.4.9 В какой размерности указывают отклонения и допуски на чертежах и в справочниках?

  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:



Если Вам понравился наш сайт, Вы можеть разместить кнопку на своём сайте или блоге:
refdt.ru


©refdt.ru 2000-2013
условием копирования является указание активной ссылки
обратиться к администрации
refdt.ru