Устройство штангенглубиномера

Штангенглубиномер (рис. 2.2) принципиально не отличается от штангенциркуля по принципу отсчета показаний, отличие со­стоит в конструкции. Рабочими поверхностями штангенглубино-мера являются нижняя торцевая поверхность штанги 1 и базовая плоскость основания подвижной рамки 2. В процессе измерения глубины А рамку 2 прижимают плотно к торцу измеряемой детали 3, а штангу 1 перемещают до упора в дно отверстия. Результат из­мерения определяют по двум шкалам — основной и нониусной.

Рисунок 2.2. Схема измерения штангенглубиномером:

7 — штанга с основной шкалой и ра­бочей нижней торцевой поверхностью; 2 — подвижная рамка с нониусной шка­лой и базовым нижним основанием; 3 — измеряемая деталь; А — измеряемый параметр

Методические указания к выполнению работы:

1.Ознакомиться с заданием на практическую работу.

2. Изучить устройство штангенинструментов.

3. Освоить нониусный отсчет результата измерений.

4. Измерить параметры технических деталей.

5. Провести эксперимент по проверке точности работы штангенциркуля.

6. Оформить отчет и составить выводы по работе.

7. Подготовиться к защите и защитить практическую работу.

Материальное обеспечение работы:

· методическое пособие к выполнению работы;

· штангенциркуль,

· технические детали в ассортименте;

· набор концевых мер длины;

литература: Ильянков А.И. и др. «Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении», М. «Академия», 2012

Контрольные вопросы:

1. В чем состоит принцип построения нониусного отсчета?

2. Зачем нужна вторая (нониусная) шкала в штангенглубиномере?

3. Какова точность измерения штангенинструментами?

4. Какие геометрические параметры можно измерить штангенциркулем?

5. Каковы правила обращения с концевыми мерами длины?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

«РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЁРДОСТИ ПО СЕЧЕНИЮ ОБРАЗЦА»

Цель работы: ознакомиться с методом влияния распределения твёрдости по сечению образца на механические свойства изделия, обнаруживать дефекты выпускаемой продукции.

ПК 4.1. Выбирать методы контроля, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции.

ПК 4.3.Оценивать качество выпускаемой продукции.

иметь практический опыт:

контроля и управления качеством выпускаемой продукции

уметь:

применять методы предупреждения, обнаружения и устранения дефектов выпускаемой продукции;

знать:

методику обнаружения различных дефектов продукции, возникающих при отклонении от технологии производства, и меры по их предупреждению и устранению.

Содержание отчёта:

1. влияние твёрдости на прочностные характеристики металла;

2. методы определения твёрдости;

3. испытания на твёрдость по методу Роквелла;

4. оценка влияния распределения твёрдости на свойства изделия

1. ВЛИЯНИЕ ТВЁРДОСТИ НА ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛА

Под твёрдостью понимается свойство поверхностного слоя материала сопротивляться упругой и пластической деформации или разрушению при местных контактных воздействиях со стороны другого, более твёрдого и не получающего остаточной деформации тела (индентора) определённой формы и размера.

При измерении твёрдости в поверхностном слое изделия под индентором возникает сложное напряжённое состояние, близкое к объёмному сжатию, что исключает разрушение, в том числе и хрупких металлов.

При любом методе замера твёрдости измеряется суммарное сопротивление металла, усредняющее твёрдость всех имеющихся структурных составляющих. Различия в структуре разных зон изделия приводят к разбросу значений твёрдости и, соответственно, характеризуют различие его свойств в отдельных зонах.

По величине твёрдости можно судить о прочностных характеристиках изделия, чем выше значение твёрдости, тем выше прочность.

Таблица 3.1. Значения твердости, определенной различными методами

Твердость HRC	Твердость HV	Твердость НВ	Твердость HRC	Твердость HV	Твердость НВ
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—	———^	_____ |
		—			245'
		—

Таблица 3.2. Выбор нагрузки в зависимости от индентора

Шкала	Индентор	Нагрузка, Н (кгс)
		Предвари­тельная Р0	Основная Pi	Общая Р
А	Алмазный конус	100 (10)	500 (50)	600 (60)
В	Стальной шарик	100 (10)	900 (90)	1 000 (100)
С	Алмазный конус	100 (10)	1 400 (140)	1 500 (150)

2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЁРДОСТИ

Способы определения твёрдости делят:

-в зависимости от скорости приложения нагрузки - на статические и динамические;

-по способу приложения нагрузки - на методы вдавливания и царапания

Различают твёрдость по Бринеллю, Виккерсу, Роквеллу, микротвёрдость.

Нагрузка при определении твёрдости прилагается по оси вдавливаемого индентора перпендикулярно к испытуемой поверхности, при этом поверхность должна быть тщательно подготовлена и строго параллельна опорной поверхности. Все поверхностные дефекты должны быть удалены.

3. ИСПЫТАНИЯ НА ТВЁРДОСТЬ ПО МЕТОДУ РОКВЕЛЛА

По этому методу в испытуемый металл вдавливают алмазный конус (с углом при вершине 120 градусов) или стальной закалённый шарик (диаметром 1,5875мм) под воздействием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной и общей, равной сумме предварительной и основной.

Число твёрдости измеряют в условных единицах, оно является мерой глубины вдавливания индентора под определённой нагрузкой, чем больше глубина вдавливания, тем меньше число твёрдости HR.

Прибор имеет три шкалы: А, В, С, соответственно твёрдость по ним обозначается:HRA, HRB, HRC.

Шкалы предназначены для испытаний:

A - особо твёрдых материалов (HB>700МПа)

B - мягких материалов (HB60-200МПа)

C - твёрдых материалов (HB230-700МПа)

При определении твёрдости по шкале В применяют стальной шарик, а по шкалам А и С - алмазный конус, при этом на поверхности детали остаётся отпечаток, во много раз меньший, чем при испытании твёрдости по Бринеллю.

Рисунок 4.1 Схема измерения твёрдости по Роквеллу

где Р - общая нагрузка;

Р₀- предварительная нагрузка; Р,- основная нагрузка

4.ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЁРДОСТИ НА СВОЙСТВА ИЗДЕЛИЯ

Все механические свойства металла, а значит и изделий из него зависят от химического состава, структуры и способа ОМД. Прочность сплавов является совокупной характеристикой деформационного, структурного и фазового упрочнения. Разброс твёрдости характеризует степень равномерности деформации, последующей термической обработки и, собственно свойств изделия.

Пестрота твёрдости может быть нарушением режима термической обработки, местного обезуглероживания или близкого расположения ликвационной зоны к поверхности изделия.

Методические указания к выполнению работы:

1.Ознакомиться с заданием на практическую работу.

2. Изучить инструкцию по охране труда.

3. Подготовить образцы к испытанию.

4. Измерить параметры образцов.

5. Оформить отчет и составить выводы по работе.

6. Подготовиться к защите и защитить практическую работу.

Материальное обеспечение работы:

· методическое пособие к выполнению работы;

· образы для испытаний;

литература: 1. Константинов И.Л. «Технология ковки и горячей объемной штамповки», М., ИНФРА – М, 2014

Контрольные вопросы:

1.Что называется твердостью?

2.В чем заключается сущность определения твердости по методу Роквелла?

3.Какие шкалы для измерений имеет твердомер Роквелла?

4.Какая нагрузка прикладывается при измерении твердости образцов?

5..Какое соотношение единиц в числовом выражении имеет твердость по Роквеллу по отношению к твердости по Бринеллю?

6. Укажите твердость по Бринеллю, если твердость по Роквеллу 10HRC; 20HRC; 50 HRC.

7. Почему при определении твердости по Роквеллу сталей в качестве индентора используется алмазный конус, а цветных металлов и их сплавов - стальной закаленный шарик?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

«КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКОВОК В СООТВЕТСТВИИ С ГРУППОЙ»

Цель работы: ознакомиться с положениями ГОСТ 8479-70, оформлять технические требования на чертёж поковки, контролировать выпускаемую продукцию.

ПК 4.4.Предупреждать появление, обнаруживать и устранять возможные дефекты выпускаемой продукции.

иметь практический опыт:

контроля и управления качеством выпускаемой продукции

уметь:

применять методы предупреждения, обнаружения и устранения дефектов выпускаемой продукции;

знать:

методику обнаружения различных дефектов продукции, возникающих при отклонении от технологии производства, и меры по их предупреждению и устранению.

Содержание отчёта:

1. сущность процесса контроля поковок;

2. контроль геометрических параметров поковок;

3. составление технических требований на поковку;

4. маркировка, транспортирование, хранение.

1. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА КОНТРОЛЯ ПОКОВОК

Контроль поковок является обязательной составной частью производственного процесса. Всё контрольное оборудование должно быть подготовлено одновременно с основным технологическим оборудованием и оснасткой. В процессе производства применяется контроль :

- исходных заготовок;

- готовой продукции;

- межоперационный контроль.

Исходные заготовки контролируются на соответствие их параметров с техническими условиями.

Межоперационный контроль в условиях крупносерийного и массового производства поковок необходим для предупреждения брака путем корректирования установки штампов и другого инструмента, а также корректирования работы оборудования и механизмов.

Контроль готовой продукции разнообразен и сводится к определению соответствия с техническими условиями размеров, структуры, твердости поковок и других механических характеристик, к определению наличия трещин и других наружных дефектов. За последние годы разработаны многочисленные методы контроля поковок без их разрушения.

Дефекты бывают весьма разнообразны. Их характер и количество зависят от качества материала и способа его обработки. К их числу относятся внутренние трещины, волосовины, пороки поверхности, царапины и другие дефекты прокатки; ковочные пороки, неправильные размеры, несоответствующий химический состав и дефектная макро- и микроструктура.

Готовая поковка должна удовлетворять техническим условиям на ее изготовление по прочности материала, точности размеров, отсутствия дефектов как внутри, так и на поверхности. Такие поковки считают годными. Поковки, имеющие отступления от этих требований, но которые могут быть исправлены дополнительной обработкой, называются дефектными. Не поддающиеся исправлению, считаются браком.

В кузнечно-штамповочных цехах брак может быть получен от бракованного исходного металла, при разрезке металла, при нагреве заготовок, при штамповке и обрезке заусенцев, при термической обработке.

2. КОНТРОЛЬ ГЕМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОКОВОК

Основными характеристиками геометрической точности поковок являются отклонения формы и расположения поверхностей, которые должны быть ограничены допускам, т.е. отклонениями от чертёжных значений.

К числу таких отклонений относятся:

- изогнутость;

- неплоскостность;

- непрямолинейность.

Для определения величины отклонения формы устанавливается база, от которой отсчитываются величины отклонений.

Базами называются поверхности, относительно которых определяется положение других поверхностей. Для поковок – это те чёрные точки её поверхности, которыми поковка фиксируется в приспособлениях для обработки резанием.

Для проверки размеров поковок применяют универсальные (штангенциркули, крон циркули, индикаторы) и специальные (скобы, шаблоны) измерительные инструменты и контрольные приспособления.

Изогнутостью называется непрямолинейность геометрического места центра поперечных сечений цилиндрического изделия.

Схема измерения изогнутости приведена на рисунке 5.1, а Схема измерения неплоскостности приведена на рисунке 5.2

Рисунок 5.1. Измерение изогнутости: а- на плоской плите; б- на ножевых опорах

Рисунок 5.2. Проверка неплоскосности на контрольной плите

При вращении поковки на плоской плите изогнутость равна размаху показаний индикаторной головки, а на ножевых опорах – половине размаха показаний головки.

При вращении поковки, зажатой в центрах, определяется биение. Величина биения равна удвоенной изогнутости.

Отклонения формы плоских поверхностей характеризуется неплоскостностью и непрямолинейностью.

Неплоскостность – показатель погрешности всей поверхности, т.е. наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости.

Непрямолинейность - показатель погрешности профиля, т.е. наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой

Проверяемую поковку 2 устанавливают на поверхность плиты 1 и с помощью подкладок 5 выверяют так, чтобы расстояние до плиты было одинаковым.

Неплоскостность определяют как размах показаний индикаторной головки 3, которая перемещается с помощью штатива 4 над всеми точками проверяемой поверхности. Неплоскостность может быть измерена и набором щупов.

Непрямолинейность контролируется линейкой «на просвет».

В приложении 5 приведены методы контроля геометрических размеров штампованных поковок.

3. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ НА ПОКОВКУ

Поковки должны изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТ 8479-70 по чертежам и нормативно-технической документации на конкретную продукцию. Поковки в зависимости от назначения разделяются на группы, указанные в таблице 5. 1.

Таблица 5.1.Группы поковок по ГОСТ 8479

Группа поковок	Виды испытаний	Условия комплектования партии	Сдаточные характеристики
I	Без испытаний	Поковки одной или разных марок стали
II	Определение твердости	Поковки одной марки стали, , совместно про­шедшие термическую обработку	Твердость
III	Определение твердости	Поковки одной марки стали, прошедшие тер­мическую обработку по одинаковому режиму	Тоже
IV	1 Испытание на растяжение 2.0пределение ударной вязкости 3 Определение твердости	Поковки одной плавки стали совместно прошедшие термическую обработку	Предел текучести Относительное сужение Ударная вязкость
V	1.Испытание на растяжение 2.Определение ударной вязкости 3.Определение твердости	Принимается индивидуально каждая поковка	Предел текучести Относительное, су­жение Ударная вязкость

Отнесение поковки к той или иной группе производится заказчиком, номер группы указывается в технических требованиях на чертеже детали.

По требованию потребителя сдача поковок должна производиться с дополнительными видами испытаний, не предусмотренными настоящим стандартом (проверка на флокены, макро- и микроанализ, определение величины зерна и др.)

Первым пунктом технических требований (ТТ) указывается номер группы поковок по ГОСТ 8479.

Условные обозначения:

- поковки группы 1:

Гр.I ГОСТ 8479-70;

- поковки группы 2 и3:

Гр.II(III) НВ 145-180 ГОСТ 8479-70;

- поковки группы 4 и5: