конспект-метрология. Конспект лекций по дисциплине Метрология, стандартизация, сертификация Казань 2012
 Скачать 2.75 Mb.
|
где Нди – значение нижнего предела рабочей части шкалы (диапазона);Пmin - наименьшее значение измеряемой величины.Верхний предел рабочей части величиныВди Пmax + изм , где Пmax - наибольшее предельное значение измеряемой величины. Выбор пределов (Нди и Вди) рабочей части шкалы средства измерения вызван необходимостью исключить возможное внесение в результаты измерения ошибок в случае, когда истинные значения измеряемой величины близки к граничным значениям рабочей части шкалы. Предварительный выбор средства измерения производят по расчетным значениям допустимой погрешности измерения изм, относительной и основной приведенной погрешностей прибора, а окончательный - с учетом области значений влияющих величин, габаритных размеров, массы, стоимости, особенностей эксплуатации, электромагнитной совместимости с окружающей средой и др. Для проведения измерений в условиях, когда значения влияющих величин отличаются от установленных в нормативных документах на средства измерения конкретного вида, необходимо нормировать функции влияния, т.е. указывать зависимости показаний средств измерений от влияющих параметров и на основе этого вносить поправки в показания средства измерения или применять корректирующие устройства. Метрологическая экспертиза технической документации Согласно РМГ 63-2003 «ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации», метрологическая экспертиза (МЭ) — это анализ и оценка технических решений по выбору параметров, подлежащих измерениям, установлению требований к точности измерений и обеспечению методами и средствами измерения процессов разработки, изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта продукции. Метрологическая экспертиза является формой участия специалистов-метрологов в разработке технической документации. Цель такого участия состоит в выявлении ошибочных или недостаточно обоснованных решений по метрологическому обеспечению и оказании помощи разработчику в поиске наиболее рациональных решений. Введение МЭ приводит к совершенствованию метрологического обеспечения производства и, как следствие, повышению качества выпускаемой продукции. Метрологическая экспертиза должна способствовать рациональному решению двух основных вопросов метрологического обеспечения производства изделий: что измерять и с какой точностью, и связанных с ними вопросов выбора средств и методик выполнения измерений. В связи с этим задачами МЭ технической документации являются:
Метрологической экспертизе подвергают документацию на продукцию основного и вспомогательного производства, содержащую требования к средствам измерений, условиям, процедуре измерений, нормы и показатели точности измерений: документы на стадии разработки технического задания; документы, используемые на стадии разработки конструкции (техническое предложение, эскизный проект, технический проект); рабочую конструкторскую документацию; перспективные проекты технологической документации и рабочую технологическую документацию; документы на стадии изготовления изделий (например, извещения об изменениях документации). Результаты МЭ фиксируют в форме замечаний, которые носят характер предписаний, обязательных к исполнению. В большинстве случаев эти замечания должны сопровождаться предложениями, направленными на устранение замеченных недостатков. Замечания должны быть конкретными и понятными без устных пояснений эксперта, а предложения могут быть как конкретными (например, заменить одно средство измерения другим), так и более общими (например, заменить измерительную базу без указания вариантов замены, обосновать выбор нормируемого параметра и др.). Другая типичная форма оформления результатов МЭ — экспертное заключение. Оно составляется при оформлении результатов МЭ документации, поступившей от других организаций, результатов МЭ специально назначенной комиссией, результатов МЭ, после которой необходимо вносить изменения в действующую документацию или разрабатывать мероприятия по совершенствованию метрологического обеспечения. Метрологическая экспертиза рабочей конструкторской документации Цель МЭ рабочей конструкторской документации — оценка возможности контроля установленных в документации норм точности, достоверности и экономической целесообразности методов контроля. Одной из главных задач МЭ рабочей конструкторской документации является анализ рациональности номенклатуры параметров, подлежащих измерениям. Такой анализ включает в себя:
Рассмотрение возможности замены качественных требований, предполагающих органолептический (с помощью органов чувств) контроль, на требования к физическим величинам, проверяемых путем измерений, необходимо осуществлять при наличии качественных требований к конструкции изделия. Однако такая замена хотя и возможна, но нецелесообразна, например в случае контроля параметров, повышения объективности и достоверности которого не оправдывает дополнительные затраты на организацию измерений. Анализ достаточности номенклатуры измеряемых параметров осуществляют по результатам оценки их влияния на служебное назначение изделия, взаимосвязи между собой, а также экономической целесообразности соответствующих контрольно-измерительных операций. Так, в ряде случаев из-за удобства измерения целесообразно заменять раздельное нормирование отклонений формы и расположения поверхностей деталей нормированием суммарных отклонений этих параметров геометрической точности, тем более, что часто точность формы и расположения поверхностей одновременно влияют на эксплуатационные свойства деталей. К таким параметрам можно отнести отклонения от плоскостности и параллельности, плоскостности и перпендикулярности и некоторые другие, часто нерационально нормируемые и измеряемые раздельно. Вместе с тем иногда целесообразно заменять нормируемые комплексные параметры геометрической точности дифференцированными. Например, измерение комплексного параметра точности формы цилиндрических поверхностей – отклонения от цилиндрич- ности, часто недостаточно обеспечено производственными измерительными средствами. Поэтому рекомендуют раздельно нормировать и измерять отклонения от круглости и профиля продольного сечения. Нормирование точности расположения осей отверстий под крепеж позиционными допусками часто является экономически целесообразней, чем допусками координирующих размеров, так как позволяет использовать для контроля зависимых позиционных отклонений комплексные калибры. При проверке взаимной увязки допусков формы, расположения, а также шероховатости поверхностей и допусков на размеры, проставляемые на чертеже детали, следует руководствоваться ГОСТ 24643-81. Если для обеспечения служебного назначения изделия для одних и тех же поверхностей устанавливаются допуски расположения ТР и допуски формы ТF, то рекомендуется, чтобы допуски формы не превышали допусков расположения: ТF≤ ТР. Таким образом, для цилиндрических поверхностей допуски цилиндричности или круглости не должны превышать допусков соосности, пересечения осей, симметричности, позиционного допуска. Допуск профиля продольного сечения не должен превышать допусков параллельности и перпендикулярности. Для плоских поверхностей допуски плоскостности и прямолинейности не должны превышать допусков параллельности, перпендикулярности, торцового биения, симметричности и позиционного допуска положения плоскости симметрии. Допуски формы назначают только в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размераIТ для плоских поверхностей ТF < IТ и меньше половины допуска диаметра для цилиндрических поверхностей ТF < 0,5IТ. Для обеспечения рационального соотношения между допусками формы и допуском размераIТ ГОСТ 24643-81 рекомендованы следующие уровни относительной геометрической точности: А – нормальная относительная геометрическая точность; ТF = 0,6IT для плоских поверхностей и ТF = 0,3IT для цилиндрических поверхностей; В – повышенная относительная геометрическая точность. Для плоских и цилиндрических поверхностей соответственно ТF = 0,4IT и ТF = 0,2 IT; С – высокая относительная геометрическая точность. Для плоских и цилиндрических поверхностей соответственно ТF = 0,25ITи ТF = 0,2IT. Аналогичные соотношения установлены для допусков параллельности и размера. При проверке взаимной увязки допусков диаметра, угла и формы поверхностей деталей конических соединений следует руководствоваться ГОСТ 25307-82. При заданном допуске ТDS диаметра конуса в заданном сечении рекомендуется назначать допуск угла конуса АТD не превышающим допуск диаметра конуса:  .При задании допусков угла и формы поверхности конуса (допуски круглости и прямолинейности образующих) рекомендуется соблюдать следующие соотношения между ними: -при односторонних предельных отклонениях угла конуса (+АТ или -АТ) ТF<0,5 АТD; - при симметричных предельных отклонениях угла конуса (±АТ/2) ТF<0,25 АТD. Для трех уровней относительной геометрической точности наибольшие значения параметров шероховатости должны быть определены из следующих соотношений: при уровне А среднее арифметическое отклонение профиляRа ≤ 0,05IT; уровне В - Rа< 0,025IТ, уровне С – Rа < 0,012IT. При заданных допусках биения ТС (радиального ТСR или торцового ТСА, в заданном направлении, полного радиального или полного торцового) значения параметра шероховатостиRа рекомендуется ограничивать, исходя из условия Rа ≤ 0,1 TС. В тех случаях, когда нормируют высоту неровностей по 10 точкам Rz, можно воспользоваться зависимостью  ,гдеk = 4 при Ra = (2,5 ... 80) мкм,k = 5 при Rа = (0,02 ... 1,6) мкм. При экспертизе контролепригодности установленных норм точности основное внимание уделяют анализу возможности измерения указанных в конструкторской документации параметров точности изделия существующими измерительными средствами. Если такая возможность отсутствует, проверяют обоснованность назначения указанных параметров точности и их допусков. При этом необходимо учитывать, что одни и те же свойства изделия могут быть обеспечены нормированием различных параметров. Например при отсутствии в единичном производстве комплексных калибров для контроля позиционного отклонения осей отверстий под крепеж возможна замена в соответствии с ГОСТ 28187-89 позиционных допусков предельными отклонениями координирующих размеров. Проверка полноты и правильности требований к точности средств измерений производится, как правило, если нормируемые параметры непосредственно не проверяются, а используются косвенные методы измерения. При косвенных измерениях погрешность средств измерений составляет часть погрешности измерений. В таких случаях необходимо представление о методической составляющей погрешности измерений. При проверке правильности требований к точности средств измерения следует учитывать, что чрезмерный запас по точности экономически не оправдан. Чем точнее средство измерения, тем выше затраты на измерения, в том числе затраты на метрологическое обслуживание этих средств. Достоверность измерений линейных размеров можно оценить величиной параметров т (число неправильно принятых деталей), п (количество неправильно забракованных деталей) и с (возможный выход за границу поля допуска у неправильно принятых деталей), определяемыми по ГОСТ 8.051-81 в зависимости от точности технологического процесса обработки деталей и точности измерений. Указанные параметры должны находиться в пределах допустимых конструктивных(т, с) и экономических(п)требований. При оценке правильности использования метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц проверяют выполнение требований ГОСТ 16263-70, ГОСТ 8.417-2002 и др. Правильное использование терминологии — залог предотвращения ошибок и неоднозначности в содержании технической документации. В документации разрешается применение единиц системы СИ, кратных и дольных единиц системы СИ, единиц, допущенных к применению наравне с единицами системы СИ. Одним из наиболее важных и ответственных этапов МЭ конструкторской документации является метрологическая экспертиза рабочих чертежей машин и приборов. Целью МЭ чертежа детали является установление возможности контроля заложенных в чертеже норм точности. Метрологическая экспертиза чертежа детали выполняется в последовательности, приведенной далее.
Результаты метрологической экспертизы оформляют в виде замечаний и предложений. Документацию вместе со списком замечаний и предложений возвращают ее разработчику для внесения исправлений. Метрологическая экспертиза технологической документации Цели МЭ технологической документации те же, что и МЭ рабочей конструкторской документации. Если МЭ рабочей технологической документации предшествовала МЭ рабочей конструкторской документации, то экспертизе могут подвергаться только нормы точности, установленные сверх норм, имеющихся в конструкторской документации. Например, введенные технологической службой производственные допуски или допуски на межоперационные размеры (отклонения формы или расположения поверхностей, шероховатости). При невозможности или затруднении контроля в условиях производства предусмотренными в технологической документации методами и средствами измерения проверяют обоснованность установленных норм точности и рассматривают вопрос о замене средств измерений более точными или вводят производственный допуск, позволяющий использовать менее точное измерительное средство. Однако введение производственного допуска может привести к увеличению числа неправильно забракованных деталей, что способствует увеличению себестоимости изделия. Если процент ложного брака недопустимо большой, то технологическим службам следует рассмотреть вопрос о повышении точности технологического процесса. Основными задачами МЭ технологических документов являются: анализ достаточности методов контроля, устанавливаемых в технологической документации норм точности; проверка соответствия производительности метода контроля производительности технологического процесса (при недостаточной производительности метода контроля рассматривают возможность применения статистических методов контроля, полуавтоматических или автоматических измерительных средств или методов активного контроля); проверка полноты и определенности описания операций контроля (полнота описаний зависит от вида технологического документа); если в технологическом документе не представляется возможным дать полное описание метода контроля, то на эту операцию должна быть составлена операционная карта технологического контроля или технологическая инструкция; расчет экономичности выбранного метода контроля; анализ правильности указаний по организации и проведению измерений для обеспечения безопасности труда и окружающей среды. |