Погрешность измерения и основные виды погрешностей контрольных приспособлений

Под погрешностью измерения следует понимать разность меж­ду показаниями контрольного приспособления и действительным значением проверяемой им величины. Погрешность измерения должна иметь по возможности небольшое значение. Однако чрез­мерное повышение точности измерения может привести к услож­нению и удорожанию контрольного устройства и повышению тру­доемкости измерения. По опыту передовых заводов машиностроения допускаемая погрешность измерения может составлять 20…35 % от поля допуска на измеряемую величину, т.е.

                                           (2.3)

где k — коэффициент, зависящий от точности обработки и рав­ный 0,35 для IT2...IT5; 0,3 для IT6, IT7; 0,25 для 1Т8, IT9 и 0,2 для IT10...IT16; Т — технологический допуск на измеряемую (контролируемую) величину.

При разработке контрольного приспособления необходимо уметь определять погрешность измерения для выбранной схемы контроля. Для этого следует тщательно проанализировать все по­грешности, влияющие на точность измерения. Общая погреш­ность ∆_мех метода измерения есть сумма погрешности установки е детали в контрольное приспособление, погрешности ∆_п.у пере­даточных устройств приспособления, погрешности ∆_э изготов­ления эталона, служащего для настройки приспособления, и по­грешности ∆_и.п, вызываемой неточностью показаний измеритель­ного прибора.

Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Погрешность установки е детали в контрольное приспособ­ление определяется погрешностью базирования е_б, когда техно­логическая база не совпадает с измерительной базой, погрешно­стью закрепления е₃ детали при измерении и погрешностью е_п самого приспособления. Погрешность базирования е_б можно определить на основе геометрических расчетов (см. гл. 2, т. 1 настоящего учебника).

Стабильность положения контролируемой детали в приспо­соблении обеспечивается использованием зажимных устройств, которые не должны развивать больших сил закрепления (после­дние должны быть постоянными, так как их изменение опреде­ляет значение погрешности закрепления ε_б). Работа зажимного устройства контрольного приспособления существенно отлича­ется от работы подобных устройств в станочных приспособле­ниях. Если деталь занимает вполне устойчивое положение на опорах, необходимость в зажимных устройствах отпадает.

Погрешность приспособления ε_п зависит от погрешностей изго­товления его деталей, погрешностей сборки и регулировки, а также от погрешностей, вызванных износом его элементов в процессе эксплуатации, которые обозначим ε’_п. Кроме того, при определе­нии общей погрешности приспособления необходимо также учи­тывать погрешности взаимного расположения установочных эле­ментов для контролируемой детали относительно элементов для установки измерительных приборов (индикаторов, индуктивных преобразователей и др.), определяемые величиной ε”_п.

Связь измерительных приборов с контролируемой поверх­ностью осуществляется, как правило, с помощью прямой или рычажной передачи. Поэтому неточности изготовления рыча­гов и других деталей передачи необходимо учитывать при оп­ределении общей погрешности ∆_п.у передаточных устройств. В контрольных приспособлениях применяют прямые, угловые или сложные рычаги с различными передаточными отношениями (рис. 2.66). В ряде случаев по конструктивным соображениям при­меняют прямые передачи (рис. 2.67), обеспечивающие меньшую погрешность ∆_п.у.

Рис. 2.66. Типы рычагов: а — прямой, к = 1; б — прямой, к > 1;

в — сложный

Рис. 2.67. Прямая (а) и угловая (б) передачи

Отверстия в рычагах обычно выполняют с допуском no IT7 и притирают с осями. Концы рычагов чаще всего шлифуют или притирают до шероховатости Ra = 0,08...0,32 мкм. На длину / плеч рычагов устанавливают допуск ±0,05...0,1 мм.

Вследствие неточностей изготовления линейных и угловых размеров рычагов и зазоров в соединении с осью могут возник­нуть погрешности передаточного отношения рычажных передач. Погрешности в передачах возникают также из-за непропорцио­нальности между линейным перемещением измерительного стер­жня индикатора и угловым перемещением рычага. Указанные погрешности могут возрастать с увеличением передаточного от­ношения рычагов.

Для настройки контрольных приспособлений применяют раз­личного типа эталонные детали (рис. 2.68). Поэтому погреш­ность ∆_э изготовления эталонной детали является одной из со­ставляющих погрешности измерения.

Рис. 2.68. Типовые конструкции эталонов: а — для контроля положения торца А относительно беговых дорожек радиусом R;

б — для контроля высоты Н детали

При выборе контрольно-измерительного прибора необходи­мо учитывать его основные метрологические характеристики: пре­делы измерения, цену деления и погрешность ∆_и.п измерения. Последняя характеристика определяет кинематическую ошибку прибора и цену его деления.

На стадии проектирования контрольного приспособления погрешность метода целесообразно определять, считая первич­ные погрешности как векторные величины:

Рис. 2.69. Схема расположения технологического допуска Т, погрешности метода ∆_мет и до­пуска Т_к для контроля готовых изделий

Действительное значение погреш­ности контрольного приспособле­ния будет найдено в процессе его регулировки и аттестации.

Таким образом, общая погреш­ность контрольного приспособле­ния не должна превышать допус­каемого значения погрешности измерения, т. е. ∆_мет ≤ [∆_изм] = (0,2...0,35)Т. Тогда процесс кон­троля (отбраковки) изделий нуж­но проводить не по технологичес­кому допуску Т, а по величине, которая меньше его на погреш­ность метода измерения, т. е. Т_к = Т -∆_мет (рис. 2.69).