Метрология. Допуски и технические измерения. Раздел 2

ВВЕДЕНИЕ
Качество продукции в машиностроении
Метрология
Стандартизация
Взаимозаменяемость
Виды взаимозаменяемости
14.10.2020
Коккарева Е.С.

КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Качество продукции - это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.
Качество продукции зависит от:
труда рабочего
материалов
технологических процессов
Качество труда рабочего зависит от:
организации труда
точность изготовления по размерам;
точность изготовления по форме;
точность сборки;
выбор средств контроля;
опыт работы, знания.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Метрология
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Стандартизация
Стандартизация - деятельность по разработке (ведению), утверждению, изменению (актуализации), отмене, опубликованию и применению документов по стандартизации и иная деятельность, направленная на достижение упорядоченности в отношении объектов стандартизации (по 162-ФЗ от 29.06.2015)
Стандартизация является нормативной базой взаимозаменяемости серийно выпускаемых изделий и многократно воспроизводимых процессов.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Взаимозаменяемость
В технике взаимозаменяемость изделий подразумевает возможность равноценной (с точки зрения оговоренных условий) замены одного другим в процессе изготовления или ремонта.
Чем более подробно и жестко нормированы параметры изделий, тем проще реализуется замена, но тем сложнее обеспечить взаимозаменяемость.
Одинаковый (колеблющийся в пределах пренебрежимых для потребителя различий) уровень качества конечных изделий конкретного производства обеспечивается выполнением определенного набора требований. Требования предъявляются ко всем элементам деталей и сопряжений, которые обеспечивают нормальную работу изделия.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Взаимозаменяемость
Обеспечение взаимозаменяемости, а значит и заданного уровня качества изделий подразумевает:
установление комплекса требований ко всем параметрам, оказывающим влияние на взаимозаменяемость и качество изделий (нормирование номинальных значений и точности параметров);
соблюдение при изготовлении установленных норм, единых для одинаковых объектов, и эффективный контроль нормируемых параметров.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Взаимозаменяемость
В число нормируемых параметров изделий могут входить:
геометрические (размеры, форма, расположение и шероховатость поверхностей);
физико-механические (твердость, масса, отражательная способность и т.д.);
экономические (себестоимость, лимитная цена, производительность и др.);
прочие (эргономические, эстетические, экологические и др.).
Детали для изделий машиностроения держат первый экзамен на взаимозаменяемость в процессе сборки. Неточно изготовленные детали могут не собраться друг с другом или сломаться при попытке собрать их силой, поэтому для механических деталей и узлов в первую очередь рассматривается такой аспект как геометрическая взаимозаменяемость.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Виды взаимозаменяемости
Полная взаимозаменяемость - детали и узлы полностью взаимозаменяемы (устанавливают при сборке без дополнительных операций по обработке, без регулировок и подбора, т.е. только закрепляют).
Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость - при сборке требуется установка детали, либо узла только с определёнными размерами (размерами определённой группы) - групповая взаимозаменяемость, или требуется дополнительная обработка одного из элементов детали.
Внешняя взаимозаменяемость - взаимозаменяемость по выходным данным узла: его присоединительным размерам и эксплуатационным параметрам (вышедший из строя подшипник можно заменить другим такого же типоразмера.
Внутренняя взаимозаменяемость - взаимозаменяемость деталей, входящих в узел, или узлов, входящих в изделие (шарики в подшипнике качения).
Функциональная взаимозаменяемость изделий гарантирует равноценное выполнение ими заранее оговоренных функций.
Размерная (геометрическая) взаимозаменяемость - если в телевизоре сгорел кинескоп, то новый кинескоп устанавливают в старый корпус, на то же место (кинескоп обладает размерной взаимозаменяемостью).
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Виды взаимозаменяемости
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Подтверждение соответствия - документальное удостоверение соответствия продукции или иных объектов, процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг требованиям технических регламентов, документам по стандартизации или условиям договоров (по 184-ФЗ от 27.12.2002)
Сертификация - форма осуществляемого органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, документам по стандартизации или условиям договоров
Подтверждение соответствия
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Метрология
Стандартизация
Подтверждение соответствия
Законодательная метрология
Измерения при подтверждении соответствия
Подтверждение соответствия требованиям документов по стандартизации
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Метрология – наука об измерениях
Объект и предмет метрологии
Основные понятия и определения метрологии
Измерения физических величин
Средства измерительной техники
Измерительные устройства
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Объект и предмет метрологии
Любая наука является состоявшейся, если она имеет свой объект, предмет и методы исследования.
Метрология (от греч. «metron»– мера, «logos» – учение) – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения единства измерений и методах и средствах обеспечения их требуемой точности.
Предметом метрологии является измерение свойств объектов (длины, массы, плотности и т.д.) и процессов (скорость протекания, интенсивность протекания и др.) с заданной точностью и достоверностью.
Объектом метрологии является физическая величина. Важнейшей задачей метрологии является обеспечение единства измерений.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Основные понятия и определения метрологии
Физическая величина – это одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого физического объекта.
Физические величины делятся на измеряемые и оцениваемые.
Измеряемые физические величины могут быть выражены количественно в установленных единицах измерения (единицах физической величины).
Оцениваемые физические величины это величины, для которых единицы измерений не могут быть введены. Их определяют при помощи установленных шкал.
Физические величины классифицируются по следующим видам явлений:
вещественные – они описывают физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них;
энергетические – описывают энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и поглощение (использование) энергии;
характеризующие протекание процессов во времени
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Основные понятия и определения метрологии
Воспроизведение величины заданного размера осуществляется посредством меры величины
Мерой физической величины называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых известны с необходимой точностью.
Примерами мер являются штриховая мера длины, нормальный элемент (мера ЭДС с номинальным значением 1 В), кварцевый генератор (мера частоты электрических колебаний).
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Основные понятия и определения метрологии
Меры подразделяют на:
однозначные (мера, хранящая один размер величины, например, плоскопараллельная концевая мера длины или конденсатор постоянной емкости);
многозначные (мера, хранящая несколько размеров величины, например, штриховая мера длины и конденсатор переменной емкости).
В измерительной практике широко применяют не только отдельные меры, но и наборы мер (комплект мер разного размера одной и той же величины, например, набор плоскопараллельных концевых мер длины), а также магазины мер (набор мер, конструктивно объединенных в одно устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях, например, магазин электрических сопротивлений).
Воспроизводя или храня размер величины, которому присвоено определенное значение, мера тем самым хранит единицу этой величины. Иначе говоря, мера выступает в качестве носителя единицы величины и поэтому служит основой измерения.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Меры длины штриховые
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Меры длины штриховые брусковые ГОСТ 12069-90
Меры длины штриховые брусковые ГОСТ 12069-90 предназначены для использования в качестве шкал приборов и станков для измерения линейных размеров или перемещений, рабочих мер для регулировки, настройки и проверки точности измерительных приборов и перемещений в станках, непосредственного измерения длины и линейных перемещений в станках и приборах, а также при поверке мер длины, шкал приборов, машин и станков и линейных измерительных преобразователей.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Меры длины концевые плоскопараллельные
Меры длины концевые плоскопараллельные предназначены для использования в качестве рабочих мер для регулировки и настройки показывающих измерительных приборов и для непосредственного измерения линейных размеров промышленных изделий.
Соответствуют ГОСТ 9038–90
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Набор концевых мер длины
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измерения физических величин
Измерение ► отображение физической величины ее значением путем эксперимента и вычислений с помощью специальных технических средств
Погрешность измерения ► отклонение результата измерения от условно истинного значения измеряемой величины
Числовые оценки погрешности:
● абсолютная погрешность ;
● относительная погрешность ;
● приведенная погрешность .
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Средства измерительной техники
Средства измерительной техники (СИТ) ► технические средства для выполнения измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики.
СИТ: ● средства измерений;
● измерительные устройства.
Средства измерений:
измерительные приборы (электромеханические; сравнения; электронные; цифровые; виртуальные);
регистрирующие ср-ва (регистрируют сигналы измерительной информации);
кодовые средства (АЦП – преобразуют аналоговую измерительную информацию в кодовый сигнал);
измерительные каналы (совокупность СИТ, средств связи и др. для создания сигнала ИИ одной измеряемой величины);
измерительные системы (совокупность измерительных каналов и измерительных устройств для создания ИИ нескольких измеряемых величин).
14.10.2020
Коккарева Е.С.

● эталоны, образцовые и рабочие меры (для воспроизведения и хранения размера физических величин);
● измерительные преобразователи (для изменения размера измеряемой величины или преобразование измеряемой величины в другую величину);
● компараторы ( для сравнения однородных величин);
● вычислительные компоненты (совокупность средств ВТ и программного обеспечения для выполнения вычислений в процессе измерения).
Измерительные устройства
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Задание для самостоятельной работы
Ознакомиться с разделами 2, 4-6 [РМГ 29-2013. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. (введены в действие Приказом Росстандарта от 05.12.2013 N 2166-ст) – М.: Стандартинформ, 2014]
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измерение линейных размеров методом непосредственной оценки
Методы непосредственной оценки
Штриховые меры длины. Линейки.
Штангенинструмент
Нониус
Штангенциркуль
Задание для самостоятельной работы
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Методы непосредственной оценки
Методы непосредственной оценки бывают контактные и бесконтактные.
В контактном методе измерительные поверхности прибора касаются поверхностей объекта (штангенциркуль, микрометр).
Бесконтактные измерения можно производить с помощью микроскопа или специальных проекторов.
Линейка, штангенциркуль, микрометр, угломер представляют собой средства измерения, применяемые для измерения линейных размеров методом непосредственной оценки, контактным методом.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штриховые меры длины. Линейки.
Измерительные линейки относятся к штриховым мерам и предназначены для измерения размеров изделий 14... 18 квалитетов точности. Они предназначены для измерений высот, длин, диаметров, глубин. Их основное преимущество — простота конструкции, низкая стоимость, надежность и простота в измерении.
Измерение производят прикладыванием линейки к измеряемому объекту, чаще всего совмещая нулевой штрих линейки с краем детали. Отсчет по шкале на другом краю детали дает искомый результат измерения.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штриховые меры длины. Линейки.
Конструкции линеек однотипны. Они представляют собой металлическую полосу шириной 20...40 мм и толщиной 0,5... 1,0 мм, на широкой поверхности которой нанесены деления. Линейки изготавливают с одной или двумя шкалами, с верхними пределами измерений 150, 300, 500 и 1 000 мм и ценой деления 0,5 или 1 мм. Линейки с ценой деления 1 мм могут иметь на длине 50 мм от начала шкалы полумиллиметровые деления.
Также линейки могут изготавливаться в виде рулеток (для измерения длин более 1000 мм)
Допускаемые отклонения действительной общей длины шкалы линеек от номинального значения находятся в пределах +(0,10...0,20) мм в зависимости от общей длины шкалы, а отдельных подразделений— не более ±(0,05...0,10) мм.
Поверку (калибровку) линеек, т. е. определение погрешности нанесения штрихов, производят по образцовым измерительным линейкам, которые называются штриховыми мерами. Погрешность такого сравнения не превышает 0,01 мм.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штриховые меры длины. Линейки.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штриховые меры длины. Линейки.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штриховые меры длины. Линейки.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенинструмент
Шта̀нгенинструме́нт (от нем. Stange — «стержень, прут» и лат. instrumentum — «орудие») — общее название для средств и приборов для измерения и разметки внешних и внутренних размеров.
Представляет собой две измерительные поверхности, между которыми устанавливается размер. Одна из поверхностей инструмента, базовая, составляет единое целое со штангой-линейкой. Другая поверхность соединяется с двигающейся по линейке рамкой. На линейке нанесены деления, а на рамке установлен или выгравирован нониус.
В целях повышения надёжности штангенинструмент изготавливается из материалов с высокой износостойкостью и не подвергающихся коррозии, для чего используются закалённые стали, хромирование и армирование рабочих поверхностей твёрдым сплавом.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенинструмент
Виды штангенинструмента:
Штангенциркуль — универсальный инструмент, предназначенный для измерений с высокой точностью: наружных и внутренних размеров деталей и изделий; а также глубин отверстий.
Штангенрейсмас — имеет основание, нижняя поверхность которого является рабочей и соответствует нулевому отсчёту по шкале.
Штангенглубиномер — прибор для измерения глубин отверстий, пазов, высоты уступов.
Штангензубомер — предназначен для измерения толщины зубьев.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенинструмент
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенинструмент
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Нониус
Длина нониуса 19 мм, поделена на 10 равных частей, значит, цена каждого деления 1,9 мм. При сомкнутых губках, нулевые штрихи шкалы штанги и нониуса совпадают, а десятый штрих нониуса совмещается с девятнадцатым штрихом миллиметровой шкалы. Первый штрих нониуса не доходит до второго штриха шкалы штанги ровно на 0,1 мм (2 - 1,9 = 0,1). Это и позволяет производить замеры с точностью до 0,1 мм.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенциркуль
Линейка позволяет измерять размеры деталей с точностью до 1 мм. Для измерения с большей точностью (до 0,05 мм) служит штангенциркуль. Это универсальный измерительный инструмент. С его помощью можно измерять наружные и внутренние размеры деталей, глубину отверстия. Штангенциркули бывают разных видов, они отличаются пределами измерений и точностью измерения
1 – с индикатором;
2 – электронный;
3 – ШЦ-2;
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенциркуль ШЦ-1
Пределы измерения от О до 125 мм. Точность до 0,1 мм.
Основу его составляет штанга, на которой нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На штанге имеются измерительные губки. По штанге перемещается подвижная рамка с губками и соединенным с ней глубиномером. Рамка во время измерений закрепляется на штанге зажимным винтом. Нижние губки служат для измерения наружных размеров, а верхние - внутренних. На скошенной грани рамки нанесена вспомогательная шкала, называемая нониусом.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенциркуль ЩЦ-2
Применяется для внутренних и наружных измерений (соответственно наличие губок с плоскими измерительными поверхностями и цилиндрическими), а также для разметочных работ. Одинарная шкала имеет цену деления 0,05 мм, Существует модификация с шагом 0,02 мм.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Штангенциркуль ЩЦ-2
Штангенциркуль ШЦ - 2:
1 - штанга;
2 - рамка;
3 - нониус;
4 - верхние губки;
5 - нижние губки;
6 - стопорные винты
7 -микрометрическая подача
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Подготовка к процессу измерения
очистить от смазки и пыли (уделяя особое внимание рабочим поверхностям)
проверить на точность: совместить основные (широкие) губки инструмента, расположенные снизу. При этом должны совпасть нулевые отметки двух шкал – подвижной нониусной и неподвижной шкалы рабочей – миллиметровой – поверхности. Одновременно с этим девятнадцатый штрих миллиметровой шкалы должен совместиться с десятым штрихом на нониусе. Если оба условия выполняются – инструмент пригоден к работе.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измерение
При измерении штангенциркуль берут в левую руку и ослабляют зажимной винт рамки, затем разводят измерительные губки на размер, помещают деталь между губками и передвигают рамку до соприкосновения губок с поверхностью детали. Измеряя деталь, закрепляют рамку зажимным винтом и вынимают деталь.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Считывание показаний
При считывании показаний штангенциркуль нужно держать прямо перед глазами. Целые миллиметры отсчитывают от нулевого штриха штанги к нулевому штриху нониуса. Если нулевой штрих нониуса не совпадает со штрихом штанги, а находится за ним, то это значит, что в размер входят и десятые доли миллиметра. Тогда десятые доли миллиметра отсчитывают по делениям нониуса, начиная от нулевого до штриха, совпадающего со штрихом штанги. Складывая целую часть и десятые доли, получают полный размер детали или глубину отверстия
а –положение глаз; б – примеры отсчёта: 39 +0,1∙8 = 39,8 (мм); 61 + 01∙4 = 61,4 (мм).
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измерение наружных размеров
При измерении наружного размера штангенциркуль берут в правую руку (четыре пальца обхватывают штангу, большой палец лежит на рамке) и ослабляют зажимной винт рамки, затем разводят измерительные губки на размер, несколько больший размера измеряемой детали, помещают деталь между губками и большим пальцем передвигают рамку до соприкосновения губок с измеряемой поверхностью. Измеряя деталь, закрепляют рамку зажимным винтом.
Перед считыванием результата необходимо убедиться в том, что губки заняли правильное положение: перекосы отсутствуют, а при перемещении детали между ними соблюдается нормальность усилия (деталь проходит между измерительными поверхностями, легко контактируя с ними). Затем вынимают деталь из промежутка между губками штангенциркуля. Расположив штангенциркуль перед собой, считывают результат измерения.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измерение внутренних размеров и глубины
Внутренние размеры детали измеряют с помощью заострённых губок штангенциркуля. Для этого достаточно привести их в сомкнутое состояние и поместить в измеряемую деталь. После этого вспомогательные губки разводятся. Перед определением результата проверяют соблюдение тех же условий, что и при считывании показаний при измерении наружных размеров.
Глубину пазов и отверстий, а также высоту различных уступов деталей измеряют с помощью глубиномера. Взяв штангенциркуль в правую руку, и ослабив зажимной винт рамки, упирают торец штанги в верхний край измеряемого углубления. Перемещая подвижную рамку, вводят линейку глубиномера в отверстие или другое углубление до тех пор, пока глубиномер не упрётся в поверхность, закрепляют это положение рамки зажимным винтом, вынимают глубиномер из углубления и считывают результат измерения
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Правила обращения со штангенциркулем.
Перед началом работы штангенциркуль нужно протереть чистой тканью, удалив смазку и пыль (особенно тщательно очищают измерительные поверхности). Нельзя очищать инструмент шлифовальной шкуркой или ножом.
Нельзя класть инструмент на нагревательные приборы.
Измеряемые детали должны быть чистыми , сухими, без задиров и заусенцев. Руки также должны быть чистыми и сухими.
Губки штангенциркуля имеют острые концы, поэтому при измерении следует соблюдать осторожность.
Нельзя допускать перекоса губок штангенциркуля. Их слегка фиксируют зажимным винтом.
При чтении показаний на измерительных шкалах держите штангенциркуль прямо перед глазами.
Штангенциркуль должен лежать на рабочем месте так, чтобы им было удобно пользоваться. На него не должны падать пыль, стружка, опилки.
После работы штангенциркуль надо протереть чистой тканью, смазать его и уложить в футляр.
Во время хранения штангенциркуля измерительные поверхности губок должны быть слегка разъединены, а зажим рамки – соединен.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

Задание для самостоятельной работы
Ознакомиться с ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76). Штангенциркули. Технические условия. (утв. Постановлением Госстандарта СССР от 30.10.1989 N 3253) (ред. от 01.10.1992) – М.: ИПК Издательство стандартов, 2003
Ознакомиться с ГОСТ 6507-90. Микрометры. Технические условия. (утв. Постановлением Госстандарта СССР от 25.01.1990 N 86) (ред. от 01.10.1992) – М.: ИПК Издательство стандартов, 2004
Изучить устройство микрометров и механических угломеров [Текстовый документ «Микрометр. Механический угломер»]
Изучить по учебнику п. 2.2 [Схиртладзе А. Г., Радкевич Я. М. Метрология, стандартизация и технические измерения: учебник / А. Г. Схиртладзе, Я. М. Радкевич. — Старый Оскол: ТНТ, 2010. — 420 с.]
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуски и посадки. Шероховатость
Определение точности обработки
Отклонения и допуски на размеры деталей
Предельные отклонения
Допуск
Посадки цилиндрических соединений
Допуски формы поверхности
Отклонение расположения
Шероховатость поверхностей
Задание для самостоятельной работы
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.
Определение точности обработки
Под точностью обработки в машиностроении понимается степень приближения
размеров,
формы,
взаимного расположения,
шероховатости
поверхностей детали к значениям, заданным по чертежу.

Отклонения и допуски на размеры деталей
Указанные на чертеже размеры абсолютно точно получить невозможно.
Причины:
изнашивание станка;
износ режущей части инструмента;
деформация детали при обработке;
погрешность измерительных
приборов.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

На чертежах размеры деталей указывают с отклонениями, которые проставляются вверху и внизу рядом с номинальным размером.
Номинальным размером называют общий размер для
соединяемого вала и отверстия, например 20 мм.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Предельные отклонения
Размеры 20+0,5 и 20-0,2 – это номинальный размер с верхним +0,5(мм) и нижним -0,2(мм) предельными отклонениями.
Верхнее отклонение ES, es — алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами.
Верхнее отклонение вала +0,5 мм означает, что наибольший размер вала должен быть 20мм+0,5мм=20,5 мм.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Предельные отклонения
Нижнее отклонение EI, ei — алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами.
Нижнее отклонение вала -0,2 мм означает, что наименьший размер вала должен быть
20мм-0,2мм=19,8мм.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуск
Разность между наибольшим и наименьшем допустимыми (предельными) размерами называют допуском.
20+0,5(20,5мм) – 20-0,2(19,8мм)=0,7мм
Допуск можно рассчитать и через отклонения:
es – ei = 0,5 – (-0,2)=0,5+0,2=0,7(мм)
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Поле допуска
Поле допуска — поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Построение поля допуска вала
d ном – номинальный диаметр
d min – наименьший допустимый диаметр
d max – наибольший допустимый диаметр
d ном
d max
d min
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Обозначение поля допуска
d ном– номинальный диаметр
es – верхнее предельное отклонение
ei– нижнее предельное отклонение
Предельные отклонения указываются в микрометрах на графическом изображении поля допуска и в мм на чертеже
Тd = es – ei – допуск
d min = d ном + ei – наименьший допустимый диаметр
d max = d ном + es – наибольший допустимый диаметр
1 мкм = 0,001 мм
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Обозначение поля допуска
d ном = 50 мм – номинальный диаметр
es = + 50 мкм – верхнее предельное отклонение
ei = -100 мкм – нижнее предельное отклонение
Тd = es – ei = 50 – (-100) = 150 мкм – допуск
d min = 50 + (-0,1)= 49,9 мм – наименьший допустимый диаметр
d max =50+ 0,05=50,05 мм наибольший допустимый диаметр
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Поле допуска отверстия
D ном– номинальный диаметр
ES – верхнее предельное отклонение
EI– нижнее предельное отклонение
ТD = ES – EI – допуск
D min = D ном + EI – наименьший допустимый диаметр
D max = D ном + ES – наибольший допустимый диаметр
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Обозначение поля допуска
D ном = 40 мм – номинальный диаметр
ES = + 25 мкм – верхнее предельное отклонение
EI = 0 мкм – нижнее предельное отклонение
ТD = 25 – 0 = 25 мкм– допуск
D min = 40 + 0= 40 мм – наименьший допустимый диаметр
D max =40+ 0.025=40,025 мм наибольший допустимый диаметр
ТD
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 1
Построить схему поля допуска отверстия Ø50Н8. Определить предельные отклонения, предельные размеры, допуск отверстия. Полученный при обработке размер 50,05 мм. Сделать вывод о пригодности детали и исправимости брака (при наличии).
Рабочие формулы:
Dmax = D + ES (1)
D min = D + EI (2)
ТD = Dmax – Dmin = ES – EI (3)
В данных формулах числовые значения должны быть в мм!
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 1
Решение:
1. По номинальному размеру и квалитету точности выписываем из ГОСТ 25346-89 (табл. 1) значение допуска (в таблице стандарта значения приведены в микрометрах):
ТD = 39 мкм = 0,039 мм
2. По номинальному размеру и буквенному обозначению выписываем из ГОСТ 25346-89 (табл. 3) значение основного отклонения (в данном случае основным будет нижнее предельное отклонение):
EI = 0 мкм
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 1
3. По формуле (3) определяем верхнее предельное отклонение:
ТD = Dmax – Dmin = ES – EI → ES = ТD + EI
ES = 0,039 – 0 = 0,039 мм
4. По формулам (1, 2) определяем предельные размеры:
Dmax = D + ES = 50 + 0,039 = 50,039 мм
D min = D + EI = 50 + 0 = 50 мм
5. Условие пригодности детали: D min ≤ Dдейств ≤ D max
Для размера 50,05 мм данное условие не выполняется.
D max ≤ Dдейств . Данный брак неисправим.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 1
6. Строим схему поля допуска:
Построение схемы начинаем с изображения нулевой линии, к которой снизу вверх указываем номинальный размер отверстия диаметром 50 мм.
От нулевой линии вверх откладываем верхнее отклонение, которое положительно, т. е. +39 мкм. Нижнее отклонение равно нулю, т. е. оно находится на нулевой линии.
Произвольно по ширине достраиваем поле допуска, внутри которого проставляем Н8.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 2
Построить схему поля допуска вала Ø35f7. Определить предельные размеры, допуски отверстия. Полученный при обработке размер 34,99 мм. Сделать вывод о пригодности детали и исправимости брака (при наличии).
Рабочие формулы:
dmax = d + es (1)
d min = d + ei (2)
Тd = dmax – dmin = es – ei (3)
В данных формулах числовые значения должны быть в мм!
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 2
Решение:
1. По номинальному размеру и квалитету точности выписываем из ГОСТ 25346-89 (табл. 1) значение допуска (в таблице стандарта значения приведены в микрометрах):
Тd = 25 мкм = 0,025 мм
2. По номинальному размеру и буквенному обозначению выписываем из ГОСТ 25346-89 (табл. 2) значение основного отклонения (в данном случае основным будет верхнее предельное отклонение):
es = - 25 мкм = - 0,025 мм
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 2
3. По формуле (3) определяем нижнее предельное отклонение:
Тd = dmax – dmin = es – ei → ei = es - Td
ei = - 0,025 - 0,025 = - 0,050 мм
4. По формулам (1, 2) определяем предельные размеры:
dmax = d + es =35 + (- 0,025) = 34,975 мм
d min = d + ei = 35 + (- 0,050) = 34, 95
5. Условие пригодности детали: D min ≤ Dдейств ≤ D max
Для размера 34,99 мм данное условие не выполняется.
D max ≤ Dдейств . Данный брак исправим.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Пример 2
6. Строим схему поля допуска:
Для вала Ø35f7 оба отклонения отрицательны, т. е. поле допуска будет расположено ниже нулевой линии.
Оба отклонения откладываются вниз, отсчет ведется от нулевой линии.
На схеме указываем предельные размеры и допуски..
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Посадки цилиндрических соединений
Поверхности деталей бывают сопрягаемые и несопрягаемые.
Сопрягаемые — это поверхности, по которым детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы в механизмы.
Несопрягаемые, или свободные — это конструктивно необходимые поверхности, не предназначенные для соединения с поверхностями других деталей.
Детали собираются в определенные сборочные единицы и механизмы. При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают наружную — охватываемую поверхность и внутреннюю — охватывающую поверхность.
Первая условно называется валом, вторая – отверстием. Эти названия применимы не только для цилиндрических поверхностей, но и для плоских (например, размер, определяющий ширину шпоночного паза, выступает в роли отверстия, а размер, определяющий ширину шпонки, – в роли вала).
Характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой. По характеру соединения посадки делятся на три группы:
посадки с зазором,
посадки с натягом,
переходные посадки.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Зазор S ; S= D – d , D>d.
d
S
D
Понятие зазора.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Натяг N ; N = d – D, d>D.
D
N
d
D = d
После сборки D = d
До сборки.
Понятие натяга
14.10.2020
Коккарева Е.С.

D
d
N
До сборки:
d>D
D = d
После сборки
D = d
Понятие натяга
14.10.2020
Коккарева Е.С.

D = d
Dmax
Dmin
dmax
dmin
dmax
dmin
dmax
dmin
d
Поле допуска отверстия
+
0
-
Поле допуска отверстия
d = D
Dmax
Dmin
dmax
dmin
dmax
dmin
вг
нг
вг
нг
dmax
dmin
-поля допуска вала
Система отверстия
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Посадки с зазором S.
Ø 80
H6
h6
Поле допуска отверстия
Smax
dmin
dmax
Dmin
Dmax
Поле допуска вала
вг
нг
вг
нг
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Посадки с натягом N.
Поле допуска отверстия
Ø 80
H6
k6
d = D
Dmin
dmax
Nmax
вг
нг
поле допуска вала
вг
нг
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуски формы поверхности
Отклонение формы поверхности – отклонение формы реальной поверхности от номинальной.
Номинальная поверхность – идеальная поверхность, форма которой задана чертежом или технической документацией.
Прилегающая поверхность – поверхность, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала так, чтобы отклонение от неё наиболее удаленной точки профиля было минимальным.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Отклонения геометрических параметров
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Отклонение формы
Это расстояние от реальной поверхности, ограничивающей деталь от окружающей среды, до прилегающей – номинальной (заданной чертежом), соприкасающейся с реальной так, что её отклонение от наиболее удалённой точки реальной поверхности минимально.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

- Допуск круглости
Допуск
цилиндричности
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуск прямолинейности
Допуск плоскостности
Допуск
профиля продольного сечения.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Отклонение расположения
Отклонения расположения поверхностей – отклонение реального расположения, рассматриваемого элемента (оси, поверхности, плоскости симметрии), от номинального.
Номинальное расположение определяется номинальными размерами между рассматриваемыми элементами и базами.
База – основная оценка точности расположения поверхностей (обычно элемент детали, относительно которого задается допуск)
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Отклонение расположения
Это отклонение реального расположения поверхности (оси или плоскости симметрии) от номинального – определяемого номинальными (координирующими) размерами между рассматриваемой поверхностью и базой.
Координирующие размеры задают:
для плоских поверхностей – непосредственно от них;
для цилиндрических, конических и других поверхностей вращения, для резьбы и т.п. – от осей или плоскостей симметрии.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Рассматриваемый элемент
Базовый элемент
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Базы
База – элемент детали (или выполняющее ту же функцию сочетание элементов), по отношению к которому задается допуск расположения рассматриваемого элемента, а также определяется соот ветствующее отклонение.
Конструкторская база – поверхность детали, по которой она контактирует с другими деталями в сборочной единице или изделии.
Технологическая база – поверхность детали, по которой она устанавливается в зажимное устройство обрабатывающего станка или относительно которой с помощью указанных размеров определяют положение обрабатывающего инструмента.
Измерительная база – поверхность детали, по которой она устанавливается в измерительном устройстве для определения правильности расположения остальных поверхностей.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуск параллельности
Допуск перпендикулярности
Допуск соосности
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуск симметричности
Позиционный допуск
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Допуск пересечения осей
Допуск наклона
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

Зависимый и независимый допуски
Независимый допуск расположения S – допуск, числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от действительного размера нормируемого или базового элемента.
Зависимый допуск M – если такая зависимость имеет место.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Шероховатость поверхностей
Проектируя машины, конструктор задает не только точность, с какой должны быть выдержаны размеры элемента детали, но и допустимую шероховатость его поверхности, обеспечивающую длительную работоспособность детали. Конструктор также должен также учитывать экономический фактор – чем выше требования к качеству поверхности, тем дороже ее изготовление.
Если рассмотреть в сильную лупу или под микроскопом (профилометром) поверхность какой-либо детали, то даже на хорошо отполированной поверхности будут заметны микронеровности.
Совокупность этих неровностей, образующих рельеф поверхности на определенной базовой длине l, называется шероховатостью
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Шероховатость – это совокупность неровностей профиля поверхности с относительно малыми шагами в пределах базовой длины.
Базовая длина – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Параметры и характеристики шероховатости поверхности
Для оценки качества поверхности ГОСТ 2789-73 установил шесть параметров:
среднее арифметическое отклонение профиля (символ Rα)- среднее арифметическое значение ординат уі некоторого количества точек, выбранных на базовой длине;
средняя высота неровностей профиля по 10 точкам (символ Rz)- сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины;
наибольшая высота профиля (символ Rmax);
средний шаг неровностей (символ Sm);
средний шаг по неровностям (символ S);
относительная опорная длина профиля (символ tp), определяемая как отношение опорной длины профиля ηp к базовой длине.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Профилограмма
Среднее арифметическое отклонение профиля (символ Rα)- среднее арифметическое значение ординат уі некоторого количества точек, выбранных на базовой длине
Рисунок 2 – Профилограмма поверхности детали
1 n
Ra= Σ /yi/
n i=1
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Параметр шероховатости Rz
Средняя высота неровностей профиля по 10 точкам (символ Rz)- сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины
Рисунок 3-Профилограмма
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Наибольшая высота профиля
(символ Rmax)
b1 ,bi, bn –длины отрезков в пределах базовой длины;
Si –средний шаг неровностей по вершинам; Smi- средний шаг неровностей
Рисунок 4- Наибольшая высота профиля на профилограмме
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Нормирование шероховатости поверхности
Требования к шероховатости поверхности могут нормироваться:
одним параметром (например, высотным – Rα, Rz или Rmax либо шаговым- Sm или S, либо относительной опорной длиной профиля tp)- Rα0,5; Rz80 или Rmax6,3; Sm0,63; S0,032; tp5070*;
двумя параметрами (например, одним высотным и одним шаговым или одним из них и параметром tp;
тремя параметрами (одним высотным, одним шаговым и tp).
* Примечание: tp5070- относительная опорная длина профиля tp=70% при уровне сечения профиля p=50%.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Условные знаки шероховатости поверхностей
а) обозначается шероховатость поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается;
б) обозначается шероховатость поверхности, которая должна быть образована удалением слоя материала;
в)обозначается шероховатость поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Структура обозначения шероховатости поверхности
Все сведения о шероховатости располагают согласно структуре обозначения шероховатости по ГОСТ 2.309-73.
Способ обработки поверхности и (или) другие дополнительные указания
Условное обозначение
направления неровностей
Базовая длина по ГОСТ 2789-73
Параметр (параметры) шероховатости по ГОСТ 2789-73
Контур поверхности
Полка знака
Рисунок 5- Обозначение шероховатости
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Обозначение направления неровностей.
14.10.2020
Коккарева Е.С.

14.10.2020
Коккарева Е.С.

Приборы оценки шероховатости поверхности
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измеритель шероховатости поверхности TR-200
Измеритель шероховатости поверхности TR210
Измеритель шероховатости Т-1000
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Измерительные комплексы для оценки шероховатости поверхности
Устройство экспресс- контроля качества поверхности
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Набор образцов шероховатости поверхности
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Эталоны шероховатости поверхности GRIT, SHOT
14.10.2020
Коккарева Е.С.

Задание для самостоятельной работы
Ознакомиться с ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25347 – 82
Подготовиться к контрольной работе
14.10.2020
Коккарева Е.С.