Типовая методика выбора средства измерения детали

 

Средства измерения имеют определенную погрешность. В силу этого при измерении одной и той же детали будем получать различные результаты. На чертеже 32 показана связь между погрешностью измерения d и допуском детали Т [39].

Черт.32. Влияние погрешности средств измерения на результаты измерения:

d – погрешность измерительного средства: Т – допуск детали; 1 – зона "собственно годные детали"; 2 – зоны "годные в браке"; 3 – зоны "брак в годных"; Д_НМ, Д_СР, Д_НБ – размеры деталей, соответственно, наименьший, средний, наибольший

 

Погрешность измерения - объективная величина. В то же время невозможно утверждать, что она будет принимать только положительные или только отрицательные значения. И поэтому влияние погрешности измерения рассматривают в значении ± d.

На практике измерению подвергаются детали с различными размерами. Деталь с размером Д_ср будет (с достаточно высокой вероятностью) признана годной. Детали с предельными размерами Д_нб и Д_нм будут или признаны годными, или забракованы в зависимости от проявления погрешности измерения. Также могут быть признаны годными или забракованы детали, размеры которых отличаются от предельных на величину ± d. Их называют соответственно "брак в годных" (зоны 3) и "годные в браке" (зоны 2).

Задача выбора СИ сводится к нахождению такого средства измерения, применение которого обеспечивало бы в принятой партии деталей приемлемого числа (в процентах) деталей с размерами, выходящими за границы поля допуска – т (брак в годных); неверно забракованных п (годные в браке) и допустимую величину выхода размеров неверно принятых деталей за границу поля допуска – С.

 

6.1 Выбор универсальных СИ для измерения детали

Методику выбора СИ рассмотрим применительно к некоторой детали размером  мм. Выбор СИ осуществляем по этапам:

1. Определяем допуск детали, мкм

T = ES – EJ = es – ei = 30 – (–10) = 40

2. Выбираем допустимую погрешность измерения, мкм

D _изм = 12 (прил.31).

3. Определяем размеры деталей, мм

Д_НБ = Д + Е S = Д + es = 80 + 0,030 = 80,030;

Д_НМ = Д + EJ = Д + ei = 80 + (–0,010) = 79,990;

Д_СР = (Д_НБ + Д_НМ)/2 = (80,030 + 79,990)/2 = 80,010.

4. По приложению 32 выбираем СИ. При этом учитываем тип детали. Если деталь является валом, выбираем средства для наружных измерений, если отверстием – для внутренних. Если это корпусная деталь, а измеряемый параметр – линейный размер, то удобнее применить индикаторные стойки, глубиномеры или другие им подобные инструменты. Выбор СИ по точности производим из условия (41). Если деталь " " есть вал, то применяем микрометр рычажный; пределы измерения инструмента (75-100) мм, точность отсчета 0,002 мм; настроенный на нуль по установочной мере, предельная погрешность D lim = 10мкм; если это отверстие, то индикаторный нутромер с головкой с точностью отсчета 0,001 мм, настроенный по концевым мерам первого класса, в границах участка шкалы в 0,1 мм; предельная погрешность D lim = 6 мкм; если размер – элемент корпуса, например, глубина сверления, то индикаторный глубиномер с точностью 0,01 мм, настроенной по концевым мерам третьего класса. Предельная погрешность D lim = 5 мкм.

5. Определяем влияние погрешности измерения на результаты разбраковки деталей. Рассчитываем величину относительной погрешности А_МЕТ (d)

,                                            (42)

где d – среднее квадратическое отклонение погрешности измерения.

Принимаем

d = D _изм /2.                                                  (43)

Выше указано, что D _изм = 12 мкм. Тогда по формуле (42) с учетом (43) при Т = 40 мкм величина относительной погрешности будет равна (в процентах)

.

Из приложения 33 находим значения т, п, С. Так как закон распределения размеров деталей в партии неизвестен, принимаем средние значения. Устанавливаем, что процент деталей, неправильно принятых (брак в годных) т = 5,2, неверно забракованных (годные в браке) п = 8,02; величина выхода размеров неправильно принятых деталей за границы поля допуска С/Т = 0,25, что составляет 10 мкм.

По величине параметров т, п, С судим о правильности назначения СИ.

6. Рассчитываем размер блока концевых мер для настройки СИ. Прибор будем настраивать по размеру Д_СР = 80,010 мм. Для его набора выбираем концевые меры длиной, мм: l ₁ = 1,01; l ₂ = 9; l ₃ = 70.

7. Определяем требуемый класс точности мер. Установлено, что погрешность измерения D _изм состоит из погрешности собственно инструмента D _ин и дополнительной погрешности D _доп [40]. Обычно

D _ИН» D _ДОП» 0,75 D _ИЗМ.                              (44)

Дополнительная погрешность является величиной комплексной, включающей, в частности, следующие источники погрешности: некачественная настройка СИ, недостаточная точность концевой меры, несовершенство методики измерения, несоблюдение температурного режима, ошибки в ориентации инструмента на детали, колебание измерительного усилия, недостаточная квалификация оператора, неудобство ориентации инструмента в пространстве (затруднено считывание результата), прочие (неучтенные) причины. Всего перечислено девять источников погрешностей.

Считаем, что все вышеперечисленные составляющие оказывают равное влияние на величину дополнительной погрешности, т.е. справедливо равенство

,                                                       (45)

где D _i – допустимая погрешность i – й составляющей дополнительной погрешности;

К – число составляющих причин, образующих дополнительную погрешность. В нашем случае К =9. Тогда с учетом формул (44) и (45) допустимая погрешность блока концевых мер не должна превышать, мкм

.

Устанавливаем класс концевых мер по условию

D _{i ф} £ [ D _i ],

где: D _{i ф} – фактическая погрешность блока плиток.

Рассчитываем суммарную погрешность блока. Проверяем меры третьего класса. Их погрешности, мкм, D ₁ = 0,8; D ₂ = 0,8; D ₃ = 2. Фактическая погрешность блока равна

, что приемлемо.

Для настройки выбранного СИ используем набор мер третьего класса.