Примерный перечень вопросов для защиты лабораторной работы

Лабораторная работа № 2

«Методы, схемы и средства измерений отклонений расположения поверхностей и осей»

Цель работы: изучить некоторые методы, схемы и средства измерений следующих отклонений расположения:

- отклонение от параллельности оси и плоскости;

- отклонения от перпендикулярности оси и плоскости;

- отклонения от перпендикулярности плоскостей.

Теоретическая часть

Отклонение расположения поверхностей - отклонение реального расположения рассматриваемого элемента детали от его номинального расположения. Номинальное расположение элемента определяется номинальными линейными и угловыми размерами между ним и базами или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.

Базой называется элемент детали (или выполняющее ту же функцию сочетание элементов), по отношению к которому задается допуск расположения или определяется расположение рассматриваемого нормируемого элемента. При оценке отклонений расположения должны исключаться отклонения формы. Для этого реальные поверхности (или профили) заменяются прилегающими, а за оси, плоскости симметрии и центры реальных поверхностей (профилей) принимают оси, плоскости симметрии и центры прилегающих элементов.

Таким образом, особенностью нормирования отклонений расположения (см. Приложение 1), является то, что требования устанавливаются не между реальными поверхностями, а либо между идеальными моделями этих поверхностей (прилегающими), либо между осями и плоскостями симметрии, которые так же не являются реальными. Поэтому при измерении отклонений расположения приходится тем или иным образом материализовать прилегающие и элементы симметрии реальных поверхностей, иначе может возникнуть существенная методическая составляющая погрешности измерения.
Измерение отклонений от параллельности оси и плоскости

Задание №1.1

Провести измерение отклонения от параллельности общей оси отверстий в корпусе редуктора, предназначенных для установки подшипников качения выходного вала, относительно плоскости основания (см. техническое требование на рис. 1.1).

Примечание: Диаметры отверстий корпуса меньшего типоразмера Ø35Н7.

Техническое требование:

Обеспечить отклонение от паралельности общей оси отверстий АБ относительно плоскости В не более 0,03.

Рис. 1.1. Эскиз корпуса редуктора

Данный допуск расположения обеспечивает нормальную встраиваемость редуктора в привод машины при условии, что данный корпус и узел машины, приводимый в движение выходным валом редуктора, координируются друг относительно друга через плоскость основания.

Кроме представленного на рис.1.1, возможны и другие способы указания допусков параллельности общей оси отверстий и плоскости на чертеже детали «корпус». Эти варианты следует рассмотреть самостоятельно, обсудить и внести в отчет.

Согласно определению параллельности оси и плоскости (см. Приложение 1 к лабораторному практикуму), необходимо выяснить разность расстояний между этой осью и этой плоскостью в пределах нормируемого участка.

Порядок выполнения задания №1

1. Выбрать средство измерения - индикаторную головку (см. приложения 2 и 4) исходя из величины допуска контролируемого параметра (см. рис.1.1.).

2. Собрать схему измерения (рис.1.2), используя штатив с индикатором и оправку специальную (эскиз см. Л/р №1 «Отклонения формы»).

3. Настроить индикаторную головку так, чтобы на верхней образующей показание было в интервале 0,2…0,5 мм.

4. Снять показания индикатора в точках 4 и 4’.

5. По формуле (1) рассчитать величину .

6. Сравнить значение с допуском на чертеже Т. Сделать вывод.

Рис. 1.2. Схема измерений параллельности оси и плоскости

В корпус 2 устанавливается с минимальным зазором оправка 5, материализуя ось АБ. Так как отклонения формы (профиль продольного сечения) самой оправки ничтожно малы, можно считать, что общая ось отверстий АБ (рис. 1.1.) практически совпадает с осью оправки А’Б’ и верхняя образующая параллельна этой общей оси. В данной схеме прилегающая плоскость к базе В материализуется плоскостью плиты измерительной 1 (база В’). Индикаторной головкой 4, установленной в штативе 3 измеряют разницу расстояний от плиты до верхней образующей оправки в точках 4 и 4’. По разнице показаний индикатора можно косвенно определить отклонение от параллельности оси и плоскости, которое рассчитывается по формуле (1):

(1),

где и - показания индикатора в точках 4 и 4’.

Задание №1.2

Измерить отклонение от параллельности оси центров А относительно плоскости направляющих прибора Б (см. рис.1.3) с использованием индикаторной головки 1МИГ установленной в штативе универсальном (см. Приложение А). Дать заключение о годности.

Рис.1.3. Допуск расположения оси центров и общей плоскости Б направляюших поверхностей прибора. (1 – Основание; 2– измерительная бабка с неподвижным центром 4; 3 – измерительная бабка с подвижным центром 5)

В предложенной на рис 1.4. схеме измерений «идеальная» ось оправки материализована с помощью реальной образующей цилиндра, при условии, что они соосны друг другу. На основании вышесказанного можно провести косвенное измерение, а именно определить параллельность верхней образующей этой оправки относительно плоскости направляющих Б, предварительно измерив радиальное биение оправки в сечениях, соответствующих положениям индикатора 6 и 7. По максимальной величине из 2-х биений можно оценить погрешность измерений связанную с несоосностью центровых отверстий оправки и её наружной поверхности. Её величина должна быть в 3-5 раз меньше, чем допуск контролируемого параметра.

Рис.1.4. Схема измерения отклонения от параллельности оси и плоскости

(6,7 – разные положения одного и того же индикатора; 8,9 – разные положения одного и того же штатива; 10 – оправка измерительная.)

Порядок проведения измерений по схеме на рис.1.4.

1. Установить оправку в центра, перемещая измерительную бабку с подвижным центром или только сам подвижный центр, если хватает его хода;

2. Оценить величину зазоров между центровыми отверстиями и центрами. Если отсутствует свободное вращение вала, т.е. он притормаживается трением в центрах – можно проводить измерение, иначе следует плотнее придвинуть центр.

3. Штатив с индикаторной головкой установить на общую плоскость Б направляющих.

4. Снять показание индикатора на верхней образующей оправки в положениях 6 и 7 на достаточно большом расстоянии друг от друга (L_изм).

5. Определить расстояние между точками 6 и 7 (например, линейкой).

6. Величину отклонения от параллельности определить по формуле (2)

(2),

где и - показания индикатора на верхней образующей оправки в точках 6 и 7;

, - длина нормируемого участка и длина измеренного участка.

7. Результаты измерений занести в отчет.

Примечания:

1) Точка верхней образующей соответствует максимальным показаниям индикатора при перемещении его вместе со штативом в направлении перпендикулярном оси оправки.

2) Для исключения погрешностей, связанных с нежесткостью конструкции штатива, при измерениях перемещение производить только за его основание.

3) Предполагается, что поверхность основания штатива достаточно плоская и протяженная, чтобы материализовать прилегающую плоскость к поверхности направляющих прибора.

Задание №2

Провести измерение отклонения от перпендикулярности торца горловины корпуса относительно плоскости основания. Требование обеспечивает нормальную встраиваемость редуктора в привод машины. Допуск указан в технических требованиях на рис. 2.

Согласно ЕСКД (см. Приложение 1) отклонение от перпендикулярности плоскостей – это отклонение угла от прямого ( 90º ) между прилегающими плоскостями к реальным поверхностям, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка;

Рис.2. Эскиз корпуса редуктора с требованием расположения.

Порядок проведения измерений

1) Перевести допуск перпендикулярности в угловую меру (минуты) и выяснить возможность применения угломера универсального (см. Приложение 2).

2) Провести измерение двумя способами (см. схемы на рис.2.1 и 2.2.).

Рис. 2.1 Схема №1измерения перпендикулярности плоскостей

на плите 1, с использованием плоского угольника 3.

величину Δ можно оценить

а) «на просвет»

б) набором щупов

3) Вычислить величину отклонения от перпендикулярности для второго способа по формуле (3).

4) Сравнить полученные результаты измерений с допуском и между собой.

5) Сравнить методики и схемы между собой.

Рис. 2.2 Схема №2 измерения перпендикулярности плоскостей на плите с использованием лекального угольника.

1-плита измерительная плоская (400х400,1 класс);

2, 2’-угольник лекальный в 2-х разных положениях (сечение 1 и сечение 2);

4,4’,5,5’-разные положения индиктора в сечении 1 и в сечении 2 соответственно;

3,3’,6,6’-разные положения штатива с индикатором в сечениях 1 и 2 соответственно;

7,7’-точечная опора (обычно концевая мера длины)

(3)

где и - показания индикатора на верхней образующей оправки в точках 6 и 7;

, - длина нормируемого участка и длина измеренного участка.

На практике довольно часто схему измерения перпендикулярности преобразуют либо в схему измерения параллельности, либо в схему измерения торцевого биения,т.к. они проще реализуются.

Задание №3

Провести измерение отклонения от перпендикулярности оси вертикальной штанги штатива относительно плоскости основания. Требование обеспечивает нормальную работу штатива при измерениях. Допуск указан в технических требованиях на рис. 3.

Рис. 3. Эскиз штатива с требованием перпендикулярности

Примечание: Прямое измерение данного отклонения невозможно, т.к. ось штанги нематериальна, но если оценить отклонение от цлиндричности этой штанги любым уже известным способом и оно окажется незначительным, тогда измерение можно проводить относительно одной из образующих цилиндра.

Предлагается несколько схем измерений величины отклонения от перпендикулярности оси и плоскости, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. Следует провести измерения как минимум двумя способами, сравнить эти способы и полученные результаты.

Вариант измерения №1

Рис. 3.1. Схема измерени перпендикулярности оси и плоскости штатива с помощью лекального угольника. (аналогично схеме на рис. 2.2)

1-лекальный угольник;

2,2’-разные положения одного и того же индикатора;

3,3’-разные положения одного и того же штатива;

4-точечная опора;

5-плита измерительная (400х400,1 класс);

Для вычисления величины отклонения воспользоваться формулой (3).

Вариант измерения №2

Рис. 3.2. Схема измерени перпендикулярности оси и плоскости штатива с помощью плоского угольника (аналогично схеме на рис.2.1)

1-плоский угольник;

2-набор щупов;

Примечание: Перед измерением в соответствии со схемами на рис.3.1 и рис.3.2, необходимо провести дополнительное измерение отклонения от цилиндричности штанги, а по схеме 3.2 еще и отклонение от параллельности и плоскостности верхней и нижней плоскостей основания штатива (см. рис.3.3 и рис.3.4.).

Рис. 3.3. Дополнительные требования к поверхностям штатива, необходимые для реализации некоторых схем контроля.

Рис. 3.4. Схема измерения параллельности и плоскостности верхней поверхности основания.

Вариант измерения №3

Рассмотрен вариант, в котором вместо отклонения от перпендикулярности (отклонения расположения) предложено измерить торцовое биение плоскости, прилегающей к поверхности основания А (суммарное отклонение формы и расположения). Измерение возможно при условии достаточной малости отклонения от плоскостности плиты, которое можно легко проверить согласно схемы на рис.3.6.

Рис. 3.5. Схема измерения торцового биения поверхности плиты относительно шранги.

Рис. 3.6. Схема.

Рис. 3.7.Дополнительные требования к оснастке при использовании насадки со втулкой.

Рис. 3.8. Дополнительные требования к оснастке при использовании насадки со втулкой.

Примерный перечень вопросов для защиты лабораторной работы

См. [3, Приложение 5]

Список литературы

1. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. Ч. 2/Под ред. В. Д. Мягкова. 5-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1979 – с. 545-1032, ил.

2. Палей М.А., Марков Н.Н., Медовой И.А. и др. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении. В 2-х ч. Том 2. Контроль деталей. Изд. 2, перераб. и доп., М.: Издательство стандартов, 1989.

3. Береснева А.В. Комплект справочных приложений к лабораторному практикуму по курсам «Нормирование точности» и «Метрология, стандартизация и сертификация». – ИжГТУ, электронные ресурсы кафедры КТПМП, 2013 г.