Разработка технологии контроля детали «Втулка»

Из имеющейся номенклатуры стандартизованных средств измерений (штангенциркуль ШЦ-1; штангенциркуль ШЦ-11; штангенглубиномер ШГ-160; микрометры МК25-2, МК50-2, мк75-2, МК100-2) выбрать средства контроля размеров детали, показанной на конструкторском чертеже (рис. 4.1). Оформить чертёж в технологической карте контроля данной детали выбранными средствами измерений.

Решение

1) Проверяем возможность сопряжения имеющихся средств измерений с элементами детали:

а) с элементом, которому принадлежит размер 65h12.

Вывод: с учетом конструктивных особенностей контролируемой детали (см. рис. 4.1) и возможностей, имеющихся в нашем распоряжении измерительных инструментов [25], сопряжение возможно со штангенциркулями ШЦ-1, ШЦ-11, микрометром МК75-2;

б) с элементом, которому принадлежит размер 50JS13.

Вывод: сопряжение возможно со штангенциркулем ШЦ-1 и штангенглубиномером ШГ-160.

 

Рис. 4.1. Конструкторский чертеж детали «Втулка».

 

2) Из имеющейся номенклатуры выбираем средства измерений:

а) для контроля размера 65h12.

По табл. на стр. 2 - 3 ГОСТ 8.051-81 [7] для размера с номинальным значением 65 мм и допуском по 12-му квалитету допускаемая погрешность измерения = 0,060 мм.

Вывод: согласно формуле (3.4) этой величине удовлетворяет микрометр МК75-2, ГОСТ 6507-90, с пределом допускаемой погрешности измерения ПДПИ = 0,008 мм;

б) для контроля размера 50JS13.

По табл. на стр. 2 - 3 ГОСТ 8.051-81 [7] для размера с номинальным значением 50 мм и допуском по 13 квалитету допускаемая погрешность измерения = 0,080 мм.

Вывод: согласно формуле (3.4) этой величине не удовлетворяет ни одно из указанных в п.п.1-б) средств измерений; для решения задачи контроля размеров данной детали попытаемся использовать новую метрологическую базу.

Пояснение.

Проведенный анализ показал, что из-за недостаточной точности имеющихся в наличии средств измерений, поверхность левого торца детали (см. рис. 4.1), принятая конструктором в качестве конструкторской базы, не может быть использована в качестве базы метрологической. (Конструкторская база - это поверхность детали, относительно которой размерами скоординировано расположение других её поверхностей. Метрологическая база - это поверхность детали, относительно которой можно проводить измерение имеющимися средствами).

В технике должен соблюдаться принцип «совпадения баз». Однако выполнить его бывает не всегда возможно, как, например, в рассматриваемом случае.

Попытаемся использовать в качестве метрологической базы поверхность правого торца детали. В этом случае можно попытаться судить о годности размера 50JS13, не проводя его непосредственного измерения, а по совокупности годности двух других размеров - размера 65h12 и размера «толщины буртика» - размера от новой базы. Его предельные отклонения определяются путём расчета размерной цепи, в которой в качестве замыкающего размера должен быть рассмотрен заменяемый размер, в данном случае размер 50JS13.

3) Определяем поле допуска размера от новой базы, для чего:

а) составляем расчетную схему (рис.4.2);

Рис. 4.2. Расчетная схема. К – заменяемый (конструкторский) размер;

И – размер от новой базы; Б – размер между базами.

 

б) составляем график размерной цепи (рис.4.3);

 

 

Рис. 4.3. График размерной цепи.

 

в) составляем уравнение размерной цепи.

В общем виде уравнение размерной цепи записывается = × [17]. В качестве замыкающего размера принимаем заменяемый размер К, тогда для рассматриваемого случая уравнение размерной цепи будет иметь вид: К = × Б + × И, где в соответствии с графиком размерной цепи: = + 1; = - 1. Тогда окончательно уравнение размерной цепи будет К = Б - И;

г) определяем номинальное значение размера от новой базы.

Для этого проводим увязку номинальных размеров. Согласно полученного уравнения размерной цепи должно выполняться условие: К = Б + И , где по данным конструкторского чертежа (см. рис. 4.1) К = 50 мм; Б = 65 мм. Тогда И = 65 мм - 50 мм = 15 мм;

д) определяем допуск размера от новой базы.

Для этого проводим увязку допусков. Воспользуемся методом полной взаимозаменяемости [17]. При этом методе связь между допуском замыкающего размера Т и допусками составляющих размеров Т описывается уравнением Т = Т [17]. Для рассматриваемого случая эта формула примет вид: Т = Т + Т , где по данным конструкторского чертежа (см. рис. 4.1) для заменяемого размера 50JS13 допуск Т = IT13 = 0,39 мм (по таблице допусков ГОСТ 25346-89 [11]); для размера между базами 65h12 допуск Т = IT12 = 0,30 мм. Тогда Т =Т - Т = 0,39 мм - 0,30 мм = 0,09 мм.

Замечание.

Последняя формула демонстрирует очень важное правило: «Допуск размера от новой базы всегда меньше допуска заменяемого размера на величину допуска размера между базами». В некоторых случаях допуск размера между базами может быть равен или меньше допуска заменяемого размера. Тогда допуск размера от новой базы получит либо нулевое, либо отрицательное значение. Этот факт будет свидетельствовать о том, что замена базы не обеспечит решения задачи контроля данной детали имеющимися в наличии средствами измерений. В таком случае потребуется либо ужесточение допуска размера между базами, либо изыскание возможности приобретения более точного средства измерений, либо постановка вопроса о целесообразности проектирования специального измерительного приспособления;

е) определяем предельные отклонения размера от новой базы.

Для этого проводим увязку средних отклонений. При решении размерных цепей методом полной взаимозаменяемости связь между средним отклонением замыкающего размера ЕС и средними отклонениями составляющих размеров ЕС описывается уравнением ЕС = × ЕС [17]. Для рассматриваемого случая эта формула примет вид: ЕС = ×ЕС + ×ЕС , где в соответствии с графиком размерной цепи = + 1; = - 1, тогда ЕС = ЕС - ЕС . Здесь по данным конструкторского чертежа (см. рис. 4.1) для заменяемого размера 50JS13(±0,195) и размера между базами 65h12(), (см. табл. полей допусков ГОСТ 25347-82 [12]):

ЕС = (ЕS + ЕI ) / 2 = [+0,195 мм + (-0,195 мм)] / 2 = 0,

ЕС = (ЕS + ЕI ) / 2 = [ 0 + (-0,300 мм)] / 2 = - 0,150 мм.

Отсюда ЕС = ЕС - ЕС = - 0,15 мм - 0 = - 0,15 мм. Тогда предельные отклонения размера от новой базы будут численно равны:

верхнее предельное ЕS = ЕС + 0,5×Т = - 0,150 мм + 0,5×0,090 мм = - 0,105 мм;

нижнее предельное ЕI = ЕС - 0,5 × Т = -0,150 мм - 0,5×0,090 мм = - 0,195 мм.

Таким образом, поле допуска размера от новой базы будет: 15 .

4) Оформляем чертёж в технологической карте контроля детали «Втулка» имеющимися стандартизованными средствами измерений (рис. 4.4):

 

Рис. 4.4. Чертеж детали «Втулка» в технологической карте контроля.

 

5) Выбираем средства измерений в соответствии с требованиями чертежа в технологической карте контроля:

а) для контроля размера 65h12 - см. выше п.п. 2-а);

б) для контроля размера 15 .

Допуск этого размера составляет величину, равную 0,090 мм (см. выше п.п. 3-д). При номинальном значении размера 15 мм такая величина допуска примерно соответствует 10 квалитету (по данным таблицы допусков ГОСТ 25346-89 [11]).

Замечание.

Как правило величины допусков размеров от новой базы будут находиться между двумя квалитетами. Из них для дальнейших рассуждений следует принимать квалитет с меньшим номером.

По данным табл. на стр. 2 - 3 ГОСТ 8.051-81 [7] для размера с номинальным значением 15 мм и допуском по 10 квалитету допускаемая погрешность измерения = 0,014 мм.

Вывод: согласно формуле (3.4) этой величине удовлетворяет микрометр МК25-2, ГОСТ 6507-90, с пределом допускаемой погрешности измерения ПДПИ = 0,008 мм.

По результатам проведённой работы оформляются технологические документы на технический контроль - операционная карта (ОК) и карта эскизов (КЭ).

Операционная карта выполняется на форме 2 ГОСТ 3.1502-85 [5], а карта эскизов на форме 7 ГОСТ 3.1105-84 [4]. Примеры оформления операционной карты и карты эскизов на операцию контроля размеров детали «Втулка» представлены в приложении. Рекомендации по заполнению граф ОК и КЭ даются в текстах стандартов [4,5], а также в работах[21] и [22].

При выполнении курсовой работы по дисциплине «Проектирование технологии контроля качества в машиностроении» студенты должны заполнить следующие графы в операционной карте контроля:

10*- суммарное основное время на операцию Т , мин. (Определяется суммой времени, затраченного на выполнение измерений по каждому переходу. При выполнении измерений микрометром, штангенциркулем или штангенглубиномером данные берутся из карт 16, 17 и 18 справочника [26];

11 - суммарное вспомогательное время на операцию Т , мин. (Определяется с помощью карт 1 и 2 справочника [26]);

12 - контролируемые параметры;

14 - наименование средства ТО (технологического оснащения);

18 - наименование операции;

21 - наименование оборудования.

* - номер графы и содержание информации по табл.1 ГОСТ 3.1502-85 [5].