ВЗСТИ конспект. Конспект лекций по курсу Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения 2013 всти, каф. Опм, Доннту 2
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Лекция 4. Расчет и конструирование калибров для контроля деталей гладких соединений Цель занятия: ознакомиться с конструкциями калибров, правилами конструирования и расчета гладких калибров. Рассмотрим два понятия: «измерение» и «контроль». Измерение – это нахождение числового значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (например, универс. измерит. средств). Контроль – это проверка соответствия показателей качества продукции установленным требованиям, т.е. определение того, находится ли значение контролируемой физической величины между предельными ее значениями или вне их, исключая процесс измерения. Калибры – бесшкальные контрольные инструменты, которые позволяют осуществлять контроль детали, исключая процесс измерения. Каждый из видов измерительных средств имеет свои конкретные области применения: - калибры применяются для контроля размеров деталей 6– го – 17– го квалитетов при известных номинальных размерах в пределах 1…500 мм. Классификация калибров По виду контролируемых изделий и параметров: - гладкие для цилиндрических изделий; - резьбовые; - шлицевые; и др. По числу единовременно контролируемых элементов: - элементные – для контроля отдельных линейных размеров; - комплексные – для одновременного контроля нескольких элементов. По условиям оценки годности деталей: «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 28 - нормальные; - предельные. При контроле нормальными калибрами годность проверяемых элементов оценивают на основании субъективных ощущений контролирующего (т.к. нормальный калибр должен проходить без усилия, но и без зазора). Предельные калибры ограничивают размеры деталей, распределяя их на три группы: - годные; - брак вследствие перехода за верхнюю границу допуска; - брак вследствие перехода за нижнюю границу допуска. Для работы с предельными калибрами требуется меньшая квалификация рабочего и контролёра и повышается объективность процесса контроля. Предельные калибры изготовляют попарно. Один из них называют проходным, а другой непроходным. Í Å Ï Ð Í î ì è í à ë ü í û é ð à ç ì å ð ä å ò à ë å é Ï Ð Í Å 0 0 Í Å Ï Ð Í î ì è í à ë ü í û é ð à ç ì å ð ä å ò à ë å é Ï Ð Í Å 0 0 Рисунок 4.1 – Схема контроля деталей гладкими калибрами Для внутренних измерений номинальный размер проходного калибра выполняют по номинальному, а непроходного по наибольшему предельным размерам. Для наружных измерений номинальный размер проходного калибра выполняют по наибольшему, а непроходного по наименьшему предельным размерам. Проверяемое изделие считают годным, если проходной калибр проходит, а непроходной калибр не проходит в проверяемое изделие (Показать на образцах). «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 29 Если проходной калибр не проходит, то деталь является исправимым браком, если непроходной калибр проходит, то деталь – неисправимый брак. По технологическому назначению калибры подразделяют на: - рабочие; - контрольные. Рабочие калибры используют для контроля деталей на рабочих местах в процессе их изготовления. Этими калибрами пользуются рабочие и контролеры ОТК завода – изготовителя. Контрольные калибры предназначены для контроля или регулировки рабочих калибров. Они являются непроходными и служат для изъятия и эксплуатации вследствие износа проходных рабочих калибров – скоб. Согласно действующим стандартам калибры имеют следующие обозначения: Р – ПР – проходной рабочий калибр; Р – НЕ – непроходной рабочий калибр; К – ПР – контрольный калибр для проходного рабочего (нового) калибра; К – НЕ – контрольный калибр для непроходного рабочего (нового) калибра; К – И – контрольный калибр для контроля износа проходной стороны рабочего калибра. Конструкции калибров. Для контроля валов используют главным образом скобы. Основные конструкции калибров – скоб установлены ГОСТ 18355 – 73 …18368 – 73. Наиболее распространены односторонние двух предельные скобы (Показать!). Применяют также регулируемые скобы, которые можно настраивать на различные размеры. Регулируемые скобы имеют меньшую точность и надежность, поэтому их применяют для контроля изделий 8 – го и грубее квалитетов. Для контроля отверстий применяют калибры – пробки конструкции, которых установлены ГОСТ 14807 - 69 …14827 – 69. Калибры – пробки могут быть двухсторонними для размеров до 50 мм и односторонними для размеров свыше 50 мм. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 30 Для снижения затрат на калибры стремятся увеличить их износостойкость. Для изготовления калибров используются стали марок 20; 20Х; У7; У8; ХВГ; ШХ15; Для рабочих поверхностей калибров используются пластинки из твердых сплавов ВК –6, ВК – 8. Калибры, оснащенные сплавами имеют износостойкость в 50 …150 раз выше, чем стальные. Основной принцип конструирования калибров При конструировании предельных калибров следует соблюдать принцип подобия (принцип Тейлора), согласно которому проходные калибры должны являться прототипом сопрягаемой детали с длиной, равной длине соединения (т.е. калибры для валов должны иметь форму колец), и контролировать размеры по всей длине соединения с учетом погрешностей формы деталей. Непроходные калибры должны иметь малую измерительную длину и контакт, приближающийся к точному, чтобы проверять собственно только размер детали. На практике иногда приходится отступать от принципа подобия вследствие неудобства контроля. Например, контроль проходным кольцом потребовал бы снятия детали, закрепленной в центрах станка. Поэтому вместо колец применяют проходные скобы с широкими измерительными поверхностями. Маркировка калибров На калибрах наносят следующую маркировку: - номинальный размер изделия; ( ∅70) - условное обозначение предельных отклонений изделия (Н7); - величины предельных отклонений изделия в мм; ( ) 03 0 0 , + - обозначение калибра (ПР, НЕ); - товарный знак завода – изготовителя. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 31 Допуски на изготовление гладких калибров Допуски на изготовление гладких калибров и контркалибров регламентированы ГОСТ 24853 – 81, который предусматривает следующие допуски: Ï î ë å ä î ï ó ñ ê à ê à ë è á ð à Í å ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ã ð à í è ö à è ç í î ñ à T D D m a x D m i n a Z H 2 H 2 H H Y a Ï î ë å ä î ï ó ñ ê à ê à ë è á ð à Í å ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ã ð à í è ö à è ç í î ñ à T D D m a x D m i n a Z H 2 H 2 H H Y a Рисунок 4.2 – Схема расположения полей допусков калибров для контроля отверстий Ï î ë å ä î ï ó ñ ê à â à ë à Í å ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ã ð à í è ö à è ç í î ñ à T d a 1 Z 1 H 1 2 H 1 2 H 1 H 1 Y 1 a 1 d m i n d m a x H p H p 2 H p 2 H p H p 2 H p Ï î ë å ä î ï ó ñ ê à â à ë à Í å ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ï ð î õ î ä í à ÿ ñ ò î ð î í à Ã ð à í è ö à è ç í î ñ à T d a 1 Z 1 H 1 2 H 1 2 H 1 H 1 Y 1 a 1 d m i n d m a x H p H p 2 H p 2 H p H p 2 H p Рисунок 4.3 – Схема расположения полей допусков калибров для контроля валов и контркалибров В квалитетах 6,8 …10 допуски 1 H для скоб на 50 % больше допусков Н для пробок, что объясняется большей сложностью изготовления скоб. Допуски для всех типов контрольных калибров p H одинаковы. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 32 Для проходных калибров, которые изнашиваются в процессе контроля, предусмотрен допуск на износ. Допустимый выход размера изношенного калибра за границу поля допуска изделия регламентируется величиной У для пробок и величиной 1 У для скоб. В квалитетах 9–ом и грубее У и 1 У = 0. Для всех проходных калибров поля допусков Н и Н 1 сдвинуты внутрь поля допуска изделия на величину Ζ для пробок и величину Ζ 1 для скоб. При номинальных размерах более 180 мм поле допуска непроходного калибра и граница износа ПР калибра также сдвигается внутрь поля допуска детали на величину α для пробок и величину α 1 для скоб (см. рис. 4.2 и 4.3) Расчет исполнительных размеров калибров Исполнительным называют предельный размер калибра, по которому изготовляют новый калибр. Исполнительным размером скобы служит её наименьший предельный размер с положительным отклонением, для пробки и контркалибра – их наибольший предельный размер с отрицательным отклонением. Таким образом, на чертеже отклонение проставляют в «тело» калибра. Рассмотрим пример расчета исполнительных размеров калибра. Пример . Определить предельные и исполнительные размеры калибров для контроля вала ∅ 90к6. По ГОСТ 25347 – 82 находим предельные отклонения вала: еs = +25 мкм еi = +3 мкм Наибольший и наименьший предельные размеры вала: d es d H max + = = 90 + 0,025 = 90,025 мм H min d d = ei + = 90 + 0,003 = 90,003 мм По ГОСТ 24853 – 81 для квалитета 6 и интервала размеров 80K120 мм находим данные для расчета размеров калибров: 1 H = 6 мкм 1 Z = 5 мкм 1 Y = 4 мкм p H = 2,5 мкм 0 1 = α Строим схему расположения полей допусков: «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 33 d = 9 0 ì ì z 1 = 5 H 1 = 6 Y 1 = 4 H p = 2 , 5 + - 0 0 k 6 Í Å Ï Ð Ê - È Ê - Ï Ð Ê - Í Å H 1 = 6 H p = 2 , 5 H p = 2 , 5 d = 9 0 ì ì z 1 = 5 H 1 = 6 Y 1 = 4 H p = 2 , 5 + - 0 0 k 6 Í Å Ï Ð Ê - È Ê - Ï Ð Ê - Í Å H 1 = 6 H p = 2 , 5 H p = 2 , 5 Рисунок 4.4 – Схема расположения полей допусков калибров и контркалибров для контроля вала Ø90k6 Наименьший размер проходного нового калибра – скобы: ПР 017 90 003 0 005 0 025 90 2 1 1 , , , , H Z d max min = − − = − − = Наибольший размер изношенного проходного калибра – скобы: ПР 1 Y d max изнош + = = 90,025 + 0,004 = 90,029 мм Наименьший размер непроходного калибра – скобы: НЕ 2 1 H d min min − = = 90,003 – 0,003 = 90,000 мм Исполнительные размеры для простановки на чертеже: 90,017 006 0, + ; 90,000 006 0, + Размеры контрольных калибров: К - ПР 2 1 p max max H Z d + − = = 90,025 – 0,005 + 0,00125 = 90,02125 мм К - НЕ 2 p min max H d + = = 90,003 + 0,00125 = 90,00425 мм «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 34 К - И 2 1 p max max H Y d + + = = 90,025 + 0,004 + 0,00125 = 90,03025 мм Исполнительные размеры для простановки на чертеже: Ø 90,02125 0025 0, − Ø 90,00425 0025 0, − Ø 90,03025 0025 0, − «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 35 Лекция № 5. Допуски и посадки подшипников качения Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Подшипники качения – это стандартные сборочные единицы повышенной точности, которые изготовляются на специализированных подшипниковых заводах на специальном оборудовании повышенной точности. Подшипники обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром наружного кольца и внутренним диаметром внутреннего кольца и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Кольца подшипников и тела качения подбирают селективным методом. Полная внешняя взаимозаменяемость позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшипники качения при сохранении их хорошего качества. Классы точности подшипников качения. Качество подшипников при прочих равных условиях определяется: 1) точностью присоединительных размеров d, D, ширины колец В, а для роликовых радиально – упорных подшипников ещё и точностью монтажной высоты; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатостью; точностью формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шероховатостью их поверхностей; (ГОСТ 3478 – 79. подшипники качения. Основные размеры.) 2) точностью вращения, характеризуемой радиальным и торцовым биениями дорожек качения и торцов колец. В зависимости от указанных показателей точности ГОСТ 520 – 71 «Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования» устанавливает пять классов точности в порядке повышения точности: 0; 6; 5; 4; 2. Пример: а) шпиндели токарных станков опираются на подшипники 5–го класса; б) ⎯ // ⎯ шлифовальных станков ⎯ // ⎯ 4–го класса; в) в гироскопических приборах используют подшипники 2–го класса. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 36 Класс точности указывают через тире перед условным обозначением подшипника: 6 – 312; 312 (0 класс). Чтобы обеспечить нормальный срок службы подшипников качения, сопрягаемые с ними детали должны иметь определенную точность следующих параметров: а) размеров; б) формы поверхностей; в) расположения поверхностей; г) шероховатость. а) сопрягаемые детали выполняются по следующим квалитетам: Таблица 5.1 - Допуски посадочных размеров деталей Квалитет Класс подшипника Отверстие Вал 0; 6 4; 5 2 7 6 5 6 5 4 б) отклонение формы (допуск цилиндричности) отверстия и вала не должно превышать 1 /4 допуска на размер для подшипников 0-го и 6-го классов. Таблица 5.2 - Допуски цилиндричности Класс подшипника Допуск цилиндричности отверстия и вала 0; 6 4; 5 ( ) d T D 4 1 ≤ ( ) d T D 8 1 ≤ г) шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах не должна превышать следующих величин (параметр R a ). Таблица 5.3- Допустимые шероховатости посадочных поверхностей Валы Отверстия Класс подшипника d ≤ 80мм d > 80мм D ≤ 80мм D > 80мм 0; 6; 5 1,25 0,63 2,5 1,25 1,25 0,63 2,5 1,25 4 0,32 0,63 0,63 1,25 «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 37 Кроме указанных факторов существенное влияние на срок службы подшипников оказывают его посадки на вал и в корпус. (ГОСТ 3325 – 85. Подшипники шариковые и роликовые. Посадки). Для сокращения номенклатуры подшипники изготовляют с отклонениями внутреннего и наружного диаметров, не зависящими от посадки, по которой их будут монтировать. Для всех классов точности верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным 0. Таким образом, диаметры наружного кольца m D и внутреннего кольца m d приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, т.е. для соединения внутреннего кольца с валом применяется система отверстия, а для соединения наружного кольца с корпусом – система вала. Наиболее существенным отличием подшипниковых посадок от обычных является расположение поля допуска отверстия внутреннего кольца подшипника. Это отверстие основное, но поле допуска его расположено вниз от нулевой линии (см. рис. 5.1). 0 0 0 0 à) á) l0 l6 l5 l4 l2 L0 L6 L5 L4 L2 D d m m Рисунок 5.1 – Расположение полей допусков диаметров колец подшипников качения Применяя такие поля допусков валов, как js, k, m, n, которые с обычным полем допуска отверстия давали бы переходные посадки, получим в данном случае посадки с натягом (см. рис. 5.2). «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 38 Ç 60 H7/ n6 Ç 60 L0 / n6 Ç 60 Ç 60 n6 +39 +20 -15 +39 +20 +30 L0 n6 H7 Рисунок 5.2 – Схемы расположения полей допусков гладкого цилиндрического соединения (а) и соединения внутреннего кольца подшипника качения с валом (б) Условия работы подшипников разнообразны, поэтому стандарт рекомендует целый ряд посадок для наружного и внутреннего колец (рис. 5.3). Js7 H7 M7 N7 P7 l0 L0 g6 h6 js6 k6 m6 n6 Íàðóæíîå êîëüöî Âíóòðåííåå êîëüöî Рисунок 5.3 – Схема расположения полей допусков при посадках подшипников на валы и в отверстия корпусов Посадки подшипников качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера |