Метрология, стандартизация и сертификация. Часть 1. Основы взаимозаменяемости и стандартизации. Методические указания к практическим занятиям

Министерство образования РФ Восточно-Сибирский государственный технологический университет Кафедра «Метрология, стандартизация и сертификация»

«Метрология, стандартизация и сертификация» Часть 1 Основы взаимозаменяемости и стандартизации

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Метрология и стандартизация» для студентов направления 653800 «Авиастроение» 130100 «Самолето- вертолетостроение»

Составитель: Сундарон Э.М.

Методические указания «Метрология, стандартизация и сертификация» Часть 1 «Основы взаимозаменяемости и стандартизации» к практическим занятиям по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» предназначены для студентов направления «Авиастроение» специальности 130100 «Самолето -вертолетостроение». Разработка содержит указания по выполнению четырех комплексных работ по темам: допуски и посадки; нормирование отклонения форм и расположения поверхностей; параметры шероховатости поверхностей; анализ размерных цепей (решение прямой и обратной задач).

Ключевые слова: метрология, взаимозаменяемость, стандартизация, отклонение формы и расположения поверхностей, параметры шероховатости, размерный анализ, прямая задача, обратная задача, допуски и посадки, посадки с зазором, посадки с натягом. Рецензент Молчанова Е.Д., к.т.н., преп. Редактор Е.В. Белоплотова Подписано в печать 18.12.2003г. Формат 60×84 1/16. Усл. п.л. 2,09, уч.-изд. л. 2,0. Тираж 50 экз. Заказ №185. Печать операт., бум. писч. __________________________________________________ Издательство ВСГТУ. Г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, в. © ВСГТУ, 2004 г.

Улан-Удэ 2004

1. Цели и задачи практических работ В результате выполнения работ студент будет знать: - методику расчета точности гладких цилиндрических соединений; - принципы обоснованного назначения норм точности (допусков) на конструкторских чертежах, ограничивающих влияние первичных погрешностей; - методологические аспекты осуществления размерного анализа; - стандартные процедуры управления средствами измерений; - отклонения формы и расположения поверхностей, основные параметры шероховатости; - принципы стандартизации и сертификации. уметь: - применять основные методы расчета точности на примере гладких цилиндрических соединений размером до 3150 мм; - нормировать отклонение формы и расположения поверхности; - осуществлять процедуры поверки и калибровки; - использовать кодификаторы, рубрикаторы, указатели и др. информационные источники, используемые в поисковых системах стандартизации. 2. Требования к уровню подготовки студентов Для успешного выполнения практических работ студентам необходимо знать: - физические основы измерений; - положения общей технологии отрасли;

- основные производственные и технологические факторы, оказывающие влияние на качество изделий и т.д. 3. Требования к учебно-методическому обеспечению В период подготовки к выполнению практических занятий студенту необходимо иметь: - соответствующий курс лекций по дисциплине «Метрология и стандартизация»; - настоящие методические указания; - копию стандарта СЭВ «Допуски и посадки». 4. Лабораторный практикум Практическое занятие №1. Тема: Расчет точности гладких цилиндрических соединений Цель работы: Изучение методики определения зазоров, натягов и допусков посадок в гладких цилиндрических соединениях Общие положения: Посадки в системе отверстия (СА) – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием (Н). Посадка в системе вала(СВ) – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом (h). На рисунке 1.1. представлено графическое изображение системы отверстия и системы вала (9 квалитет).

ES=const H9

0

js9

TD Smin

h9

Td Smax

Td

∅ 10

Nmin

TD Nmax

TD

Td Nmax

Smax

f9 e9

Рисунок 1.2

d9

Порядок работы:

D9 E9 F9

0

H9 Js9

h9

∅ 10

es=const Рисунок 1.1

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть: с зазором, с натягом или переходной. Схемы полей допусков для разных посадок даны на рисунке 1.2.

1. Ознакомиться с общими положениями настоящих методических указаний, содержанием предложенного преподавателем стандарта СЭВ; 2. По данным вариантов работ (номинальный размер, квалитеты – данные столбцов 2 и 3 таблицы 1.3) представить графическое изображение системы отверстия и системы вала в заданных квалитетах с указаниями всех предельных отклонений. Поля допусков валов и отверстий при номинальных размерах менее 1 мм представлены в таблицах 1 и 2 стандарта; при номинальных размерах от 1 мм до 500 мм представлены в таблицах 5 и 6; при номинальных размерах от 500 мм до 3150 мм в таблицах 9 и 10. Значения предельных отклонений полей допусков при различных значениях квалитетов представлены соответственно в таблицах – 3 и 4; 7 и 8; 11 и 12 стандарта. Собранные значения занести в таблицу 1.1 (в таблице приведен пример ∅ 10 квалитет 9).

Таблица 1.3 Данные для выполнения работы

Таблица 1.1 Значения отклонений полей допусков Ном. Система отверстия, Система вала, мкм размер мкм 10 H9 d9 -40 D9 +76 h9 Квалитет -76 +40 9 e9 -25 E9 +61 -61 +25 f9 -13 F9 +49 -49 +13 h9 0 H9 +36 -36 0 js9 +18 Js9 +18 -18 -18 3. Для всех образованных посадок определить величины допусков, минимальные и максимальные зазоры и натяги, допуски посадок. Полученные значения занести в таблицу 1.2. Таблица 1.2 Аналитический расчет посадок Соед- Посадки Соед- Посадки ния с зазором ния с мкм натягом 10 Smax 112 Nmax H9/d9 Smin 40 Nmin TS 72 TN и т.д.

Соедния

Посадки переходные, мкм 10 Nmax 18 H9/js9 Smax 54 TS(TN) 72

4. Выполнить эскизы деталей соединения и сборки с указанием всех способов обозначения допусков на чертежах (по данным столбца 4 таблицы 1.3).

№ Номинальный Квалитеты варианта размер, мм 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2 0,50 10 850 0,35 14 980 0,48 70 730 0,56 200 950 0,95 350 630 0,30 24 560 0,45 50 850 0,80 32 710 0,48 120

3 4 8 6 5 7 6 6 8 7 7 9 8 8 5 6 9 6 7 10 7 8 4 8 6 5 6

Соединение 4 ∅95H8/e8 ∅15H6/k5 ∅25H8/s7 ∅55D10/h9 ∅95H6/n5 ∅80H7/g6 ∅14F7/h6 ∅15G7/h7 ∅60H11/d11

1 10 11 12 13 14 15

2 60 0,55 30 800 0,25 65 900 0,15 80 1000 0,70 18 710 0,86 100 920 0,90 30 850

3 7 6 7 8 7 8 6 8 8 7 9 6 8 10 7 6 4 6 7

4 ∅55H7/r6 ∅35H5/p6 ∅75H7/js6 ∅8E9/h8 ∅15H8/s7 ∅40Js8/h7

Отчет по работе: Отчет по работе должен содержать: 1. Наименование темы и цель работы; 2. Данные варианта выполнения работы; 3. Заполненные таблицы 1.1 и 1.2; 4. Графическое изображение системы отверстия и системы вала в заданных квалитетах с указаниями всех предельных отклонений; 5. Выполненные эскизы деталей соединения и сборки с указанием всех способов обозначения допусков на чертежах (см. рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 Практическая работа №2 Тема: Выбор и обоснование норм точности Цель: Изучение положений теории точности в части определения отклонений форм и расположения

поверхностей, обоснованный выбор и назначение норм точности на конструкторских чертежах. Для достижения поставленной цели студенту необходимо: - изучить основные положения в части определения базовых поверхностей, первичных погрешностей типовых поверхностей и поверхностей детали; - ознакомиться с порядком работы, определенным настоящими методическими указаниями; - выполнить работу на примере сборочного чертежа, выданного преподавателем. Общие положения: Реальная деталь отличается от своего номинального прототипа отклонениями формы поверхностей от правильной геометрической формы и отклонениями расположения этих поверхностей от правильного геометрического расположения, в следствии неизбежных погрешностей технологического процесса изготовления. С точки зрения теории точности отклонения размера, формы и расположения являются первичными технологическими погрешностями объекта контроля, величины которых должны ограничиваться допусками на изготовление. Определение базовых поверхностей детали Элементы детали разделяются на рабочие и нерабочие. Нерабочие – поверхности не участвуют в сопряжении с другими деталями изделия и определяют главным образом, габариты детали. Рабочие – поверхности сопрягаются с другими деталями изделия, и в этом случае являются базовыми поверхностями, или выполняют определенное функциональное назначение. Рабочие поверхности подразделяются на: элементные (сопрягаемые, образующие

посадку) и координатные – определяющие расположение элементов детали. Базовой – поверхностью (базой) называют поверхность или сочетание поверхностей, осей, точек, принадлежащих детали и используемых для придания ей требуемого положения. Требуемое положение в результате сборки придают – конструкторские базы, при изготовлении – технологические базы, при измерении и контроле – измерительные базы. Конструкторские базы могут быть основными и вспомогательными. Основные определяют положение детали в изделии, вспомогательные определяют положение присоединяемых к ней деталей. Любая деталь в пространстве может совершать 6 движений – три поступательных вдоль взаимноперпендикулярных направлений и три вращательных вокруг тех же направлений. Каждое движение называют степенью свободы, поэтому расположенная в пространстве деталь имеет 6 степеней свободы. Все виды баз придают детали требуемое положение за счет лишения части или всех степеней свободы. z

x y Рисунок 2.1.

По числу лишаемых степеней свободы конструкторские базы разделяются на: - установочные – лишают 3-х степеней свободы: перемещения вдоль одного направления и поворотов вокруг двух других: - направляющие – лишают деталь двух степеней свободы: перемещение вдоль одного направления и поворота вдоль другого: z

x

Кроме того, различают: - двойные направляющие базы, лишающие 4-х степеней свободы – 2 перемещения и 2 поворота; - двойные опорные базы, лишающие 2-х степеней свободы – перемещения вдоль двух направлений. Определение первичных погрешностей детали. Первичные погрешности детали складываются из первичных погрешностей элементов детали (элементарных поверхностей), ограничивающих ее тело. Элементарные поверхности могут быть цилиндрической, плоской, конической, сферической, резьбовой и т.д. Первичные погрешности сферического элемента: Z

Z/

Z0

y Рисунок 2.2.

X0

C0

X/

- опорные – лишают деталь одной степенью свободы перемещения или поворота:

Y0 Y/

z Xc Y

Xc+∆Xc

Zc

∆f Zc+∆Zc Yc

X

Yc+∆Yc

x Рисунок 2.4 y Рисунок 2.3.

Положение сферического элемента (сферы) в обобщенной системе координат в общем случае задается 3-

мя координатами его центра С0 (X0Y0Z0). Реальная сфера займет положение С/ (X/Y/Z/) и в обобщенной системе может иметь 3 первичные погрешности ∆Xc; ∆Yc; ∆Zc. Это скалярные погрешности, которые можно рассматривать как проекции одной пространственной векторной погрешности ∆ē, определяющей реальное положение центра сферы. Кроме того, во вспомогательной системе координат сферическому элементу характерно наличие погрешности формы ∆f. Первичные погрешности плоского элемента. Положение плоского элемента в обобщенной системе координат задается координатами точки, расположенной в его центре. Рассмотрим общий случай, когда он не параллелен ни одной из координатных плоскостей обобщенной системы (рисунок 2.5). ∆γ Z/

Z

Z Z0 C/

Y0 Y/ Xc+∆Xc Xc

им эксцентриситет ∆ē); угловые погрешности - ∆α; ∆β; ∆γ. Во вспомогательной системе координат – отклонение формы ∆f. Особенностью плоского элемента является то, что он не имеет собственного размера, как например цилиндрический. Размер могут образовать только два плоских элемента: если они параллельны, то образуется размер длины или глубины, если пересекаются – образуется угол (такие элементы называют призматическими). Первичные погрешности цилиндрического элемента Номинальное положение цилиндрического элемента в обобщенной системе координат задается координатами центра С0 вспомогательной системы координат X0 Y0 Z0 и углами поворота ее осей. Поэтому число первичных погрешностей расположения цилиндрического элемента в обобщенной системе координат может быть равно 6-ти.

∆βY/

C0 ∆е Zc ∆f

Z0 ∆γ

X/ ∆α X0

Yc+∆Yc Yc Рисунок 2.5

Первичные погрешности плоского элемента: линейные погрешности – ∆X; ∆Y; ∆Z (или эквивалентный

Z/ ∆f X0 ∆α X/

C0 C/ d+∆d Y/ ∆β Y0 Xc+∆Xc

∆e Yc+∆Yc Yc

Xc Рисунок 2.6

Первичные погрешности цилиндрического элемента: линейные погрешности – ∆X; ∆Y; ∆Z (смещение вспомогательной системы координат, ∆ē); угловые погрешности - ∆α; ∆β; ∆γ (поворот системы координат). Во вспомогательной системе координат – отклонение формы ∆f и отклонение собственного размера ∆d. Первичные погрешности детали отсчитываются в обобщенной системе координат: 1. Положение осей обобщенной системы координат определяют конструкторские базы с наибольшим числом лишаемых степеней свободы; 2. Начало координат обобщенной системы выбирают на пересечении конструкторских баз; 3. Если вспомогательные конструкторские базы должны обеспечивать более высокую точность расположения присоединяемых деталей, чем основные конструкторские базы, то оси обобщенной системы координат необходимо совмещать со вспомогательными базами. После выбора обобщенной системы координат определяют первичные погрешности, которые складываются из: - первичных погрешностей расположения элементов детали, характеризующих отклонения элементов от правильного геометрического, т.е. номинального расположения; - первичных погрешностей размеров, элементов детали, характеризующих отклонения размеров прилегающих элементов номинальной геометрической формы; - первичных погрешностей формы, характеризующих отклонения реальной формы поверхностей элементов от правильной геометрической, или номинальной формы.

4. Порядок работы 4.1. Ознакомиться с содержанием общих положений; 4.2. Выбрать объект исследования по предложенному преподавателем сборочному чертежу; 4.3. Определить базовые поверхности, ограничивающие движение объекта в пространстве; 4.4. В обобщенной системе координат, определенной конструкторскими базами, выполнить чертеж объекта с указанием всех поверхностей (элементов), а также с условным обозначением баз; 4.5. Провести структурный анализ всех элементов объекта и по результатам работы заполнить таблицу 2.1; Таблица 2.1 №

Наименование элемента (поверхности)

Классифика- Указание базового ционный элемента признак

Число лишаемых степеней свободы

4.6. Изобразить реальный объект в обобщенной системе координат с указанием первичных погрешностей рабочих элементов и по результатам работы заполнить таблицу 2.2; Таблица 2.2 № Наименование элемента (поверхности)

Первичные погрешности

Примечания

4.6. Пользуясь рекомендациями, приведенными в таблице 2.3 осуществить назначение норм точности и выполнить чертеж объекта (детали) с указанием отклонений форм и расположения поверхностей. Таблица 2.3

5

4

Z

3

2

1

X № 1. 1.1 1.2

Первичные погрешности Погрешность формы: для цилиндрических элементов для плоских элементов

2.1 2.2 2.3 3.1 3.2

Погрешности размера Эксцентриситет Перекос осей Эксцентриситет Перекос осей

4.1 4.2 4.3 5.

Эксцентриситет Перекос осей Отклонение формы Перекос плоского элемента

Отклонения Отклонение цилиндричности Отклонение плоскостности Позиционное отклонение

Y

от

В

от

А

Рисунок 2.7

Отклонение от соосности относительно базовой оси Радиальное биение

Функциональное назначение детали – передача крутящего момента зубчатому колесу, сопряженному с поверхностями 2 и 3, следовательно, они являются конструкторскими базами, лишающими деталь 5 степеней свободы (6 степень свободы – вращение вокруг оси Х).

Отклонение от перпендикулярности; от параллельности

№ Наименование элемента (поверхности)

Таблица 2.4 Классифика- Указание Число ционный базового лишаемых признак элемента ст.свободы

1 1 2 3 4 5

3 рабочий рабочий рабочий рабочий нерабочий

Пример выполнения работы На рисунке 2.7 приведена деталь типа «многоступенчатый вал». Анализ сборочного чертежа показал, что сопряжение вала с другими деталями осуществляется по поверхностям 1-4, торцевая поверхность 5 является свободной от сопряжения и определяет габариты детали.

2 Плоский Цилиндрический Плоский Цилиндрический Плоский

4 База А База В -

5 4 1 -

∆f4

Z ∆γ3 ∆f3

∆ē

воспользуемся рекомендациями таблицы 3, а также предварительным анализом системы контроля заявленных требований. А ∆f2

∆γ1

∆α4

∆f1

d4+∆d4

//

А

/

А

X

/

А

d2+∆d2 d2+∆d2

Y В В l1-3+∆l1-3

d4+∆d4

Рисунок 2.8 Реальный эскиз детали № Наименование элемента (поверхности) 1 1 2 3 4

2 Плоский Цилиндрический Плоский Цилиндрический

Первичные погрешности 3 ∆f1; ∆γ1 ∆f2; ∆d2 ∆f3; ∆γ3; ∆l1-3 ∆f4; ∆e4; ∆α4; ∆d4

А

l1-3+∆l1-3

/

А

l1-5

Таблица 2.5 Примечания

Рисунок 2.9 4 База А База В -

Для назначения норм точности с учетом выявленных отклонений формы и расположения поверхностей

В таблице 2.3 показано обоснование выбранных допусков, учитывающих первичные погрешности элементов детали. Таблица 2.6 № Наименование Первичные Допуски элемента погрешности (поверхности) 1 1

2 Плоский

3 ∆f1

4 Торцевое биение

1

2

3

2

∆γ1 Цилиндрический ∆f2 ∆d2

3

Плоский

4

Цилиндрический ∆α4

∆γ3 ∆f3 ∆l1-3

∆e4 ∆f4 ∆d4

4 Допуск диаметра (содержит допуск формы) Торцевое биение Допуск линейного размера (содержит допуск формы) Допуск параллельности Радиальное биение Допуск диаметра (содержит допуск формы)

Вывод: на основании проведенного точностного анализа были определены конструкторские базы; произведено разбиение детали на элементы (поверхности); выделены первичные погрешности; подобран и обоснован перечень норм точности (допусков), ограничивающих влияние первичных погрешностей. Отчет о работе выполняется в соответствии с общими требованиями (формат А4, титульный лист и т.д.). Практическая работа №3 Тема: Параметры шероховатости Цель: Изучение структуры параметров шероховатости, методики определения значений параметров, обозначение на чертежах. Общие положения: Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины.

Шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления (получения поверхности) можно оценивать количественно одним или несколькими параметрами. у Smi Si Линия выступов

bi

Ypi

p bi Ypi

Y1 Y2

Rp

Yi

Yni

Линия впадин

Rv

l базовая длина Рисунок 3.1 Числовые значения шероховатости поверхности определяют от средней линии профиля, имеющей форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально. Обычно параметры делят на 3 группы: - параметры, связанные с высотными свойствами неровностей (среднее арифметическое отклонение профиля

Ra; высота неровностей профиля по 10 точкам Rz; наибольшая высота неровностей профиля Rmax); 1 n (3.1) Ra = ∑ yi n i =1 5 1 5  + y yv i  (3.2) ∑ ∑ pi  5  i =1 i =1  (3.3) Rmax = Rv + R p - параметры, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля (средний шаг неровностей профиля Sm; средний шаг местных выступов профиля S);

Параметр (параметры) шероховатости

Вид обработки поверхности и (или) другие дополнительные

указания

Rz =

Sm =

1 n ∑ Smi n i =1

Базовая длина

Условное обозначение направления неровностей

(3.4)

1 n (3.5) ∑ Si n i =1 - параметры шероховатости, связанные с формой неровностей профиля (опорная длина профиля ηз; относительная опорная длина профиля tp);

S=

n

η p = ∑ bi

(3.6)

tp = ηp / l

(3.7)

i =1

Обозначение шероховатости поверхности: Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей детали, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции. Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рисунке.

Рисунок 3.2 Структура обозначения шероховатости поверхности При указании двух и большего числа параметров шероховатости поверхности в обозначении их значения записывают сверху вниз в следующем порядке: параметр высоты неровностей профиля; параметр шага неровностей профиля; относительная опорная длина профиля. При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей детали обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу чертежа и на изображении не наносят. Количественный контроль параметров шероховатости осуществляется как контактными, так и бесконтактными методами. К контактным (щуповым) приборам относят профилометры и профилографы.

Отчет по работе: Порядок работы: 1. Ознакомиться с общими положениями методических указаний и содержанием лекционного материала по соответствующей теме; 2. Ознакомиться с представленной преподавателем вариантом профилограммы реального профиля поверхности. Обратить внимание на дополнительную информацию: помимо рисунка профиля на профилограмме указаны значения вертикального и горизонтального увеличений, вид механической обработки поверхности, а также уровень сечения р%; 3. По варианту профилограммы определить: 3.1 Положение средней линии; 3.2 Масштаб по вертикальной и горизонтальной осям профилограммы в зависимости от заданного увеличения (на профилограмме вертикальное увеличение обозначено ВУ, горизонтальное – ГУ); 3.3 Параметры шероховатости по трем группам и по результатам расчетов заполнить таблицу 3.1; Таблица 3.1 Значения параметров шероховатости № lфакт lнорм Ra Rz Rmax S Sm p% tp 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Отчет по работе должен содержать: 1. Наименование темы и цель работы; 2. Данные варианта (профилограмма); 3. Необходимые расчеты с обоснованием; заполненную таблицу 3.1; 4. Графическое изображение структуры обозначения шероховатости поверхности с указаниями всех необходимых позиций; Контрольные вопросы

1. Укажите основные принципы выбора и назначения параметров шероховатости поверхности; 2. Укажите наиболее информативный параметр группы параметров, связанных с высотными свойствами неровностей; 3. Представьте знаки обозначения шероховатости поверхностей, образуемых со снятием и без снятия слоя материала. Практическая работа №4

10

Полученное значение параметра tp привести к нормальному ряду значений. 3.4 Определить стандартные базовые длины l для параметров Ra, Rmax, Rz; 3.5. Представить обозначение знака шероховатости по правилам, приведенным на Рисунке 3.2 Структура обозначения шероховатости.

Тема: Размерный анализ Цель: Ознакомление с методикой решения размерных цепей методом полной взаимозаменяемости (решение прямой и обратной задач). Общие положения: Размерная цепь – совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении задачи определения точности взаимного

расположения осей и поверхностей одной или нескольких деталей. Прямая задача – определение номинального размера, предельных отклонений и допуска замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев (проверочный расчет). Обратная задача – определение допуска и предельных отклонений составляющих размеров по заданным предельным размерам исходной звена (проектный расчет). Для обеспечения полной взаимозаменяемости прямая задача решается методом минимума-максимума, обратная задача – способами равных допусков и допусков одного квалитета. 1. Алгоритм решения прямой задачи Исходные данные для решения прямой задачи: - номинальные размеры замыкающего звена; - предельные отклонения составляющих звеньев. Определение номинального размера замыкающего звена n+ p σ n ρ A∆ = ∑ Aj − ∑ A j j =1

j = n +1

Определение предельных отклонений замыкающего звена n+ p n ρ σ Es ( A∆ ) = ∑ Es A j − ∑ Ei A j j =1

( )

j = n +1

( )

ρ σ E ( A ) = ∑ E (A ) − ∑ E (A ) n+ p

n

i

∆

j =1

i

j

j = n +1

s

j

Определение координаты середины поля допуска n+ p n ρ σ E c ( A∆ ) = ∑ E c A j − ∑ E c A j j =1

( )

j = n +1

( )

2. Алгоритм решения обратной задачи (проектный расчет) Исходные данные для решения обратной задачи: номинальные размеры составляющих звеньев; допуск исходного звена.

Способ равных допусков Определение предельных размеров замыкающего звена n+ p σ n+ p σ n ρ n ρ max min min min max max A ∆ = ∑ Aj − ∑ A j ; A∆ = ∑ Aj − ∑ A j j =1

j = n +1

j =1

j = n +1

Анализ значений номинальных размеров составляющих звеньев (значения должны находится в одном интервале размеров)

Определение допуска замыкающего звена m −1

TA∆ = ∑ TA j j =1

m-1 = n+p

Принятие гипотезы о равенстве допусков на все звенья ТА1=ТА2= ….= ТАm-1= ТсрАj

Определение допусков на составляющие звенья TA∆ ТсрAj= (m − 1) Приведение к стандартным полям допусков

Определение номера квалитета по таблице соответствия номеров квалитета и аср

Назначение предельных отклонений для составляющих звеньев цепи в JT квалитете Для увеличивающих звеньев Для уменьшающих звеньев по «Н» (в системе отверстия) по «h» (в системе вала)

Проверка условия m −1

TA∆ ≥ ∑ TA j j =1

m −1

Проверка условия TA∆ ≥ ∑ TA j Да

j =1

Нет

Задача решена

Корректировка поля допуска для некоторых составляющих размеров

Определение верхних и нижних отклонений составляющих звеньев Es(Aj) и Ei(Aj)

Способ допусков одного квалитета Анализ значений номинальных размеров составляющих звеньев (допуски составляющих звеньев зависят от номинальных значений размеров)

Определение значения единицы допуска i

TA Определение среднего числа единиц допуска аср= m −1∆ ∑i i =1

Проверка условий n ρ Es ( A∆ ) = ∑ Es A j − j =1

( ) ∑ E (Aσ ) E ( A ) = ∑ E (Aρ ) − ∑ E (Aσ ) n+ p

j = n +1

n+ p

n

i

j

i

∆

j =1

i

j

j = n +1

s

Порядок работы: 1. Ознакомиться с общими положениями методических указаний и содержанием лекционного материала по соответствующей теме; 2. Ознакомиться с методиками решения размерных цепей, представленных в форме алгоритмов; 3. Вычертить на основе эскиза узла механизма (рисунок 4.1) безмасштабную схему размерной цепи с

j

обозначением

всех звеньев: увеличивающих σ уменьшающих ( А j ) и замыкающего ( A∆ );

ρ ( A j ),

По заданным номинальным размерам всех 5. составляющих звеньев цепи (А1, А2, …., А6) и заданным предельным отклонениям замыкающего звена (данные таблицы 4.4) определить допуск и предельные отклонения составляющих звеньев; 6. Результаты расчетов размерных цепей свести в таблицы 4.1 и 4.2. Таблица 4.1 Результаты решения прямой задачи А∆ 1

Аmax∆ 2

Аmin∆ 3

TA∆ 4

Es(A∆) 5

Ei(A∆) 6

Ec(A∆) 7

Таблица 4.2 Результаты решения обратной задачи

Рисунок 4.1 Эскиз сборочного узла механизма 4. По номинальным размерам (А1, А2, …., А6) и предельным отклонениям составляющих звеньев (данные таблицы 4.3) определить номинальный размер, предельные отклонения, допуск замыкающего звена, координату середины поля допуска (прямая задача);

Номинальный Es(es)(Aj) Ei(ei)(Aj) размер Аj А1 А2 …. Аm-1 7. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет по работе в соответствии с общими требованиями. Таблица 4.3. Исходные данные № А1 А2 А3 1

1 2

2

77+0,200 89+0,003 -0,010

3

4

90-0,080 106-0,006

12-0,090 16-0,090

1

2

3

4

3 4

87 160+0,260

108-0,060 191-0,030

18-0,060 30-0,120

5 6 7 8 9 10

24+0,073 27+0,215 207+0,073 107+0,070 35+0,063 30+0,090

65-0,005 72-0,084 244-0,033 126-0,020 66-0,012 70,5-0,011

40-0,150 43-0,100 36-0,039 18-0,030 30-0,100 40-0,100

11 12 13 14 15

66+0,040 86+0,084 26+0,090 98+0,120 95-0,045

90,5-0,010 130,5-0,033 81-0,035 155-0,033 121-0,008

24-0,090 50-0,039 54-0,050 56-0,045 25-0,090

+0,230

-0,090

-0,044

Таблица 4.4. №

А1

А2

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2 73 115 33 31 29 107 106 68 200 186 244

3 84 134 63 53 46 145 132 84 224 206 271

Исходные данные А3 Es(A∆) 4 11 18 29 21 16 36 25 15 23 20 27

8 +0.168 +0.325 +0.725 +0.319 +0.155 +0.146 +0.482 +0.255 +0.546 +0.842 +0.627

Ei(A∆) 9 -0.048 +0.040 +0.084 +0.006 -0.045 -0.040 +0.039 +0.043 -0.018 +0.145 +0.020

1 12 13 14 15 16 17 18

2 264 200 180 157 159 154 171

3 310 225 200 189 188 185 224

4 46 23 19 31 29 30.5 52

8 +1.285 +0.546 +0.842 +0.455 +0.820 +0.850 +0.600

9 -0.082 -0.018 +0.145 -0.050 -0.080 -0.050 -0.140

Отчет по работе:

Отчет по работе должен содержать: 1. Наименование темы и цель работы; 2. Данные варианта в виде таблицы; 3. Графическое изображение размерной цепи; 4. Необходимые расчеты с указанием процедур методики, заполненные таблицы 4.1 и 4.2; Контрольные вопросы

1. Критерии выбора способов равных допусков и допусков одного квалитета; 2. Дайте определения увеличивающих, уменьшающих звеньев, а также замыкающего звена; 3. В каких случаях возникает необходимость решения прямой задачи; 4. Какие цели достигаются при решении обратной задачи (проектный расчет).

Информационное обеспечение Содержание

1. Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справочное пособие для работников метрологических служб. – М.: Изд-во стандартов, 1986. 2. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и управления качеством / Учебное пособие для вузов по редакцией акад. Н.С.Соломенко. –М.: Изд-во стандартов. 3. Шишкин И.Ф. Лекции по метрологии. –М.: Изд-во «Татьянин день», 1998. 4. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии. М.: ЮНИТИ, 1998 г. 5. Глухов В.И. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации/ Учебное пособие. – Омск: Изд-во ОмПИ. 6. Балабанов А.Н. Контроль технической документации. – М.: Изд-во стандартов, 1992. 7. Допуски и посадки. Справочник в 2-х частях / Под ред. В.Д. Мягкова – Л.: Машиностроение, 1978. 8. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах/ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1978. 9. Болдин Л.А. Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1984. 10. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. –М.: Машиностроение, 1986. 11. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. – М.: Машиностроение, 1977. 12. ГОСТ 8.102-73. Организация и порядок проведения метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации.

1

Цели и задачи практических работ

3

2

3

4

Требования к уровню подготовки студентов Требования к учебно-методическому обеспечению Лабораторный практикум

4

5

Практическое занятие №1

4

6

Практическое занятие №2

10

7

Практическое занятие №3

23

8

Практическое занятие №4

28

9

Информационное обеспечение

37

3

4