Записка МСИС Анна. Основы метрологического обеспечения изготовления детали Вал входной

• Название: Основы метрологического обеспечения изготовления детали Вал входной
• Дата: 11.12.2021
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: Записка МСИС Анна.pdf
• Тип: Курсовая; #300076

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова»
Институт «Современные технологии машиностроения, автомобилестроения и металлургии»
Кафедра «Конструкторско-технологическая подготовка машиностроительных производств»
Работа защищена с оценкой
«_______________________»
Дата_________________
Подпись____________/_____________
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» на тему ««Основы метрологического обеспечения изготовления детали «Вал входной»
Выполнил
Студент гр. Б09-721-4
А.О.Васильева дата, подпись
Руководитель
Доцент кафедры КТПМП
Е.И.Попова
Рецензия: степень достижения поставленной цели работы__________________________________ полнота разработки темы_____________________________________________________ уровень самостоятельности работы обучающегося________________________________ недостатки работы___________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Ижевск 2019

2
Содержание
1. Цель работы…………………………………………………………………….3 2. Метрологическая экспертиза чертежа детали…………………………..……4 2.1. Анализ служебного назначения узла и детали………………………..….4 2.2. Анализ основных и вспомогательных конструкторских баз……………9 2.3. Анализ точностных требований к поверхностям детали………………..10 3. Выбор универсальных средств измерения…………………………………...12 4. Расчет калибра для контроля ………………………………………………...14 5. Схемы контроля отклонений расположения и формы……………………..18 6. Выводы по работе……………………………………………………………..23 7. Список литературы………………………………………………………...….24

3
1. Цель работы
Цель работы – применить знания, полученные в ходе изучения курсов
«Метрология, стандартизация и сертификация» и
«Основы технологии машиностроения», в области теории базирования, применения методов и выбора средств измерения, а также контроля размеров и отклонений.
Задачи, которые должны быть выполнены в ходе работы:
- провести метрологическую экспертизу рабочего чертежа одной-двух деталей;
- подобрать универсальные средства измерения для контроля всех линейных размеров детали;
- разработать средство контроля одного из размеров или отклонения расположения;
- привести схемы контроля всех отклонений расположения, указанных на чертеже.

4
2. Метрологическая экспертиза чертежа детали
2.1. Анализ служебного назначения узла и детали
Рис. 1. Сборочный чертеж редуктора

5
Коробка скоростей сообщает горизонтальному и вертикальному шпинделям
16 различных скоростей.
Управление коробкой скоростей осуществляется следующим образом.
Рукоятка переключения скоростей поднимается вверх. При этом разводятся диски, имеющие ряд отверстий. При повороте рукоятки набора скоростей и связанных с нею дисков изменяется положение отверстии дисков относительно пальцев.
Рукояткой переключения диски сводятся в первоначальное положение. При этом пальцы, перемещаясь, переводят при помощи рычагов шестерни коробки скоростей.
При проектировании пальцев нам необходимо знать ход пальцев. Ход пальцев обеспечивается длиной выступов на концах пальцев, под которые сверлятся отверстия в дисках.
Зная размеры рычагов и ход блоков колес, мы можем определить ход пальцев.
На рисунке 13 показаны уже высчитанный для каждого пальца ход. Эти расстояния и будут соответствовать длинам выступов на концах пальцев.
1-й и 2-й рычаги имеют 3 положения. Для обеспечения всех трех положений палец имеет не одну ступеньку, как это будет у 3-го и 4-го рычагов, а 2 ступеньки.
При проектировании дисков основываемся на том, что при повороте рычага
(переключении передачи) палец должен двигаться в направлении одного из дисков.
И для того, чтобы палец не возвращался в первоначальное положение, при сдвигании дисков, сверлим отверстие на одном из дисков под него. На другом же диске отверстие не сверлим. По этому принципу высверливаются отверстия в дисках, но для 1-го и 2-го блоков колес в нейтральном положении сверлят отверстия в обоих дисках.
Согласно СТ 6-С по ГОСТ 1643-81 при монтаже цилиндрической передачи обеспечить:
1. Межосевое расстояние (a w
) в пределах 63±fa(±0,035) (цепь А):
А
;
А
;
А
;

6
А
– колебание МОР из – за биения зубного колеса наружного кольца подшипника;
А
;
А
- расстояние между расстояниями в корпусе;
А
- колебание МОР из – за посадки
;
А
;
А
;
А
Рис. 2. Схема размерной цепочки межосевого расстояния
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;

7 2. Межосевой угол по параллельности осей в передаче в пределах 0°±
/
(±0,009/11) (цепь α
):
α
;
Рис. 3. Схема размерной цепочки межосевого угла по параллельности осей
α
– колебание МОУ из-за биения дорожки качения подшипника;
α
– колебание МОУ из-за зазора в посадке;
α
– колебание МОУ из-за непараллельности осей расточек;
α
– колебание МОУ из-за зазора в посадке;
α
– колебание МОУ из-за биения дорожки качения подшипника.
Таблица 1. Межосевой угол по параллельности осей в передаче в пределах
Звенья
Ном. р-р
Т
α
0,009
-
-
α
0,013 0,6
α
0,0205 0,6
α
0,03 1,2
α
0,0205 0,6
α
0,013 0,6

8 3. Межосевой угол по перекосу осей 0°±
/
(±0,0045/11) (цепь β):
β
;
Рис. 4. Схема размерной цепочки межосевого угла по перекосу осей
β
- колебание МОУ по перекосу из-за биения дорожки качения подшипника;
β
– колебание МОУ по перекосу из-за зазора в посадке;
β
– колебание МОУ по перекосу из-за перекоса осей расточек;
β
– колебание МОУ из-за зазора в посадке;
β
– колебание МОУ из-за биение дорожки качения подшипника.
Таблица 2. Межосевой угол по перекосу осей
Звенье
Ном р-р
Т
β
0.009
-
-
β
0.013 0.6
β
0.0205 0.6
β
0.03 1.2
β
0.0205 0.6

9
β
0.013 0.6
β
β
β
β
β
β
=
β
2.2. Анализ основных и вспомогательных конструкторских баз
Деталь «Вал входной»
Рис. 5. Чертеж вала входного
Основныеконструкторские базы (ОКБ):
1) база Ж – двойная направляющая;

10 2) база З – двойная направляющая;
3) база И – двойная направляющая.
Вспомогательныеконструкторские базы (ВКБ):
1) база Ж – двойная направляющая, держится подшипниками;
2) база З – двойная направляющая, так же держится подшипниками;
3) база И – двойная направляющая опорная, упирается в зубчатое колесо.
2.3. Анализ точностных требований к поверхностям детали
Деталь «Вал входной»

Допуски соосности посадочных поверхностей вала (


15 1
14 231

h
)
под валом относительно общей оси составляет 0,025 мм.
Назначается в зависимости от квалитета [1, с. 192]. Для подшипников второй группы – 6-й квалитет. Данное требование ограничивает перекос колец подшипников.

Допуск цилиндричности посадочных поверхностей вала под внутренние кольца подшипников составляет 0,006 мм. Допуск определяется по формуле T=0,3Т
р
, где Т
р
– допуск размера посадочной поверхности детали
(Ø20k6), Т=0,3*0,012≈0,0036 мм.

Допуск радиального биения цилиндрической поверхности
(Ø21h6), по которой вал сопрягается с колесом, относительно оси ЖЗ, определяется по формуле T=0,6∙ Т
р
, где Т
р
– допуск размера посадочной поверхности детали (Ø21h6), Т=0,6*0,012=0,0072 мм.

Допуск торцевого биения торца (Ø21h6), в который упирается подшипник, относительно оси ЖЗ, составляет 0,01 мм. Назначается в зависимости от квалитета [1, с. 192]. Для подшипников второй группы – 6-й квалитет. Данное требование обеспечивает плотное сопряжение подшипника с торцом вала.

11

Допуски параллельности и симметричности плоскости симметрии шпоночного паза относительно оси посадочной поверхности определяются по формулам Т

=4∙Т
шп.п
, Т

=0,6∙ Т
шп.п
, где Т
шп.п
– допуск на ширину шпоночного паза. Т

=0,6∙0,03=0,018 мм, Т

=4∙0,03=0,12 мм. Данное требование предъявляется, чтобы ограничить концентрацию контактных давлений.

12
3. Выбор универсальных средств измерения [2]
Факторы, учитываемые при выборе универсальных средств измерения:

конструктивные особенности объекта измерений и средства измерений;

диапазон измерений СИ;

способность выбранного СИ обеспечить необходимую точность;

удобство снятия показаний по шкале прибора;

наличие или возможность приобретения СИ;

требуемая скорость получения результата;

уровень квалификации оператора;

условия, в которых используется СИ;

возможные потери из-за погрешности измерений.
В нашем случае будет применен директивный подход к выбору универсальных средств измерений. Основным критерием выбора средства измерений принимается допустимая погрешность измерения и лишь косвенно учитываются экономические соображения. Согласно этому подходу погрешность измерения должна быть такова, чтобы её величиной можно было пренебречь и не указывать при записи результата измерений.
Погрешность измерения определяется по формуле:
[ изм]
=K∙T, где
Т – допуск изготовления измеряемого параметра,
К – коэффициент, зависящий от квалитета.
Так как средство измерения – не единственный источник появления погрешности измерений, поэтому значение
[
СИ
]
должно быть уменьшено по сравнению с
[ изм]
в зависимости от количества факторов и степени их влияния на суммарную величину погрешности. В нашем случае принимаем: [
СИ
] = 0,75∙
[ изм]
Результат выбора средств измерения для всех линейных размеров детали «Стакан» представлен в таблице 1, а для части линейных размеров детали «Вал» − в таблице 2.

13
Таблица 3. Выбор средств измерения для линейных размеров детали «Вал входной».

14
4. Расчет калибра для контроля
4.1. Необходимо рассчитать размеры калибра для диаметра вала
1)
Выбираем гладкую регулирующую скобу с интервалами измерений 6-10.
2)
Отклонение -
, из таблицы 2.2. выписываем данные, необходимые для определения исполнительных размеров
007
,
0 1

Z
мм,
0025
,
0 1

H
мм,
0015
,
0

P
H
мм,
0

Y
и строим схему.
3)
Рассчитаем исполнительные размеры калибров.
ПР=Dmax-
=6-0,007
=6 мм;
НЕ=dmin
=5.97
=6 мм.
схему нарисую руками
Рис. 6. Схема расположения полей допусков калибров для вала

15
Таблица 4.1.
Калибр
Рабочий калибр
Контрольный калибр
Размер
Допуск
Размер
Допуск
Для отве рст ия (п ро бки
)
Проходная сторона новая
D
min
+Z

H/2
–
–
Проходная сторона изношенная
D
min
-Y
–
–
–
Непроходная сторона
D
max

H/2 или

H
S
/2
–
Для в ала
(ск об ы
)
Проходная сторона новая d
max
-Z
1

H
1
/2 d
max
-Z
1

Hp/2
Проходная сторона изношенная d
max
+Y
– d
max
+Y
1

Hp/2
Непроходная сторона d
min

H
1
/2 d
min

Hp/2
Обозначения: min
D
, min
d
- наименьший предельный размер изделия; max
D
, max
d
- наибольший предельный размер изделия;
Т - допуск изделия;
Н - допуск на изготовление калибров;
Н
S
- допуск на изготовление калибров со сферическими измерительными поверхностями для отверстия;
H
1
- допуск на изготовление калибров для валов;

16
H
P
- допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;
Z - отклонение средины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия;
Z
1
- отклонение средины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наименьшего предельного размера изделия;
Y - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;
Y
1
- допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Таблица 4.2.
Квали- теты до пусков издели я
Допус ки, мкм
Интервал разм., мм
Квалитеты допусков изделия
Допус ки, мкм
Интервал разм., мм свыше
6 до 10 свыше
10 до 18 свыше
18 до 30 свыше
6 до 10 свыше
10 до 18 свыше
18 до 30 6
Z
1,5 2
2 12
Z, Z
1 14 16 19
Y
1 1,5 1,5
Y, Y
1 0
0 0
Z
1 2
2,5 3
H
6 8
9
Y
1 1,5 2
3
H
1 4
5 6
H, H
S
1,5 2
2,5
H
S
, H
P
1,5 2
2,5
H
1 2,5 3
4 на форму
4 5
6
H
p
1 1,2 1,5 на форму
1 1,2 1,5 7
Z,Z
1 2
2,5 3
13
Z,Z
1 28 32 36
Y,Y
1 1,5 2
3
Y,Y
1 0
0 0
H,H
1 2,5 3
4
H,H
1 15 18 21
H
S
1,5 2
2,5
H
S
9 11 13
H
P
1 1,2 1,5
H
P
2,5 3
4 на форму
1,5 2
2,5 на форму
6 8
9 8
Z,Z
1 3
4 5
14
Z,Z
1 28 32 36
Y,Y
1 3
4 4
Y,Y
1 0
0 0
H
2,5 3
4
H,H
1 15 18 21
H
1 4
5 6
H
S
9 11 13
H
S
,H
P
1,5 2
2,5
H
P
2,5 3
4 на форму
1,5 2
2,5 на форму
6 8
9 9
Z,Z
1 7
8 9
15
Z,Z
1 56 64 72
Y,Y
1 0
0 0
Y,Y
1 0
0 0
H,H
1 2,5 3
4
H,H
1 15 18 21
H
S
4 5
6
H
S
9 11 13
H
P
1,5 2
2,5
H
P
2,5 3
4

17 на форму
1,5 2
2,5 на форму
6 8
9 10
Z,Z
1 7
8 9
16
Z,Z
1 56 64 72
Y,Y
1 0
0 0
Y,Y
1 0
0 0
H,H
1 2,5 3
4
H,H
1 15 18 21
H
S
4 5
6
H
S
9 11 13
H
P
1,5 2
2,5
H
P
2,5 3
4 на форму
1,5 2
2,5 на форму
6 8
9 11
Z,Z
1 14 18 19 17
Z,Z
1 56 64 72
Y,Y
1 0
0 0
Y,Y
1 0
0 0
H,H
1 6
8 9
H,H
1 15 18 21
H
S
4 5
6
H
S
9 11 13
H
P
1,5 2
2,5
H
P
2,5 3
4 на форму
4 5
6 на форму
6 8
9 4.2. Необходимо рассчитать размеры калибра для размера отверстия (паза)

20k6.
По таблице для 6-го квалитета находим допуск

), таким образом: d
max
= 20,015, d min
= 20,002 мм.
По таблице 2.2. номинального диаметра 20 и 6-го квалитета находим данные для расчета (Z = 0,002 мм, Y = 0,0015, H = 0,0025 мм).
1.
Строим схему расположения полей допусков отверстия и калибров:
2.
Настроечный размер для калибров d
min
+ Z = 20,002 + 0,002 = 20,004 мм.
схему нарисую руками
Рис. 7.
Схема расположения полей допусков калибров для отверстия

18
5. Схемы контроля отклонений расположения и формы [4]
Схема измерения торцового биения
1. Вал.
2. Центровая бабка подвижная с подвижным центром.
3. Центровая бабка неподвижная с неподвижным центром.
4. Штатив Ш-III-4, ГОСТ 10197-70.
5. Индикатор, тип 1МИГ, ГОСТ 9696-82.
Параметры измеряемой поверхности:
− допуск: 0,01 мм;
− допустимая погрешность измерения: 0,003 мм.
Параметры измерительного инструмента:
− цена деления: 0,001 мм;
− диапазон измерений: 1,0 мм;
− основная погрешность: ±0,002 мм;
− измерение абсолютное, косвенное, контактное.
Анализ схемы контроля торцового биения:
Измерительные базы совпадают с базами конструкторскими.
Источники погрешностей:
1. Погрешность базирования в центрах (недостаточно точно выполненные центровые отверстия).
2. Отклонения формы и расположения оправки, не отвечающие необходимым требованиям.

19 3. Шероховатость поверхности объекта.
4. Средства измерения (индикатор, стойка).
5. Непараллельность оси центров и плоскости, на которой базируются стойки.
Схема измерения торцового биения
1. Вал.
2. Центровая бабка подвижная с подвижным центром.
3. Центровая бабка неподвижная с неподвижным центром.
4. Штатив Ш-III-4, ГОСТ 10197-70.
5. Индикатор, тип 1МИГ, ГОСТ 9696-82.
Параметры измеряемой поверхности:
− допуск: 0,01 мм;
− допустимая погрешность измерения: 0,003 мм.
Параметры измерительного инструмента:
− цена деления: 0,001 мм;
− диапазон измерений: 1,0 мм;
− основная погрешность: ±0,002 мм;
− измерение абсолютное, косвенное, контактное.
Анализ схемы контроля радиального биения:
Измерительные базы совпадают с базами конструкторскими.
Источники погрешностей:
1. Погрешность базирования в центрах (недостаточно точно выполненные центровые отверстия).
2. Отклонения формы и расположения оправки, не отвечающие необходимым требованиям.

20 3. Шероховатость поверхности объекта.
4. Средства измерения (индикатор).
5. Непараллельность оси центров и плоскости, на которой базируются стойки.
6. Положение индикатора в отверстии, просверленном в оправке.
Схема измерения радиального биения
1. Вал.
2. Центровая бабка подвижная с подвижным центром.
3. Центровая бабка неподвижная с неподвижным центром.
4. Штатив Ш-III-4, ГОСТ 10197-70.
5. Индикатор, тип 1МИГ, ГОСТ 9696-82.
Параметры измеряемой поверхности:
− допуск: 0,016 мм;
− допустимая погрешность измерения: 0,005 мм.
Параметры измерительного инструмента:
− цена деления: 0,001 мм;
− диапазон измерений: 1,0 мм;
− основная погрешность: ±0,002 мм;
− измерение абсолютное, косвенное, контактное.
Анализ схемы контроля радиального биения:
Измерительные базы совпадают с базами конструкторскими.
Источники погрешностей:

21 1. Погрешность базирования в центрах (недостаточно точно выполненные центровые отверстия).
2. Отклонения формы и расположения оправки, не отвечающие необходимым требованиям.
3. Шероховатость поверхности объекта.
4. Средства измерения (индикатор, стойка).
5. Непараллельность оси центров и плоскости, на которой базируются стойки.
Схема измерения радиального биения
1. Вал.
2. Центровая бабка подвижная с подвижным центром.
3. Центровая бабка неподвижная с неподвижным центром.
4. Штатив Ш-III-4, ГОСТ 10197-70.
5. Индикатор, тип 1МИГ, ГОСТ 9696-82.
Параметры измеряемой поверхности:
− допуск: 0,016 мм;
− допустимая погрешность измерения: 0,005 мм.
Параметры измерительного инструмента:
− цена деления: 0,001 мм;
− диапазон измерений: 1,0 мм;
− основная погрешность: ±0,002 мм;
− измерение абсолютное, косвенное, контактное.
Анализ схемы контроля радиального биения:
Измерительные базы совпадают с базами конструкторскими.

22
Источники погрешностей:
1. Погрешность базирования в центрах (недостаточно точно выполненные центровые отверстия).
2. Отклонения формы и расположения оправки, не отвечающие необходимым требованиям.
3. Шероховатость поверхности объекта.
4. Средства измерения (индикатор, стойка).
5. Непараллельность оси центров и плоскости, на которой базируются стойки.

23
6. Выводы по работе
Применяя знания, полученные на лекционных, практических и лабораторных занятиях по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация», была сделана курсовая работа. Все задачи, которые были даны, выполнены, а именно:
− проведен анализ основных и вспомогательных конструкторских баз и анализ точностных требований к поверхностям детали;
− проведен выбор универсальных средств измерения для детали;
− проведен расчет калибра для контроля детали «Вал входной»;
− разработаны схемы контроля отклонений расположения и формы детали «Вал входной».

24
7. Список литературы
1. Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «МСиС» Сост.
А.В. Береснева– Ижевск, ИжГТУ, 2012.
2. ГОСТ 16085-80 «Калибры для контроля расположения поверхностей».
3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Варламова Л.П. Допуски и посадки. Обоснование выбора: Учебное пособие для студентов.-М: Высш.шк., 1984 г. – 112 с.
4. Материалы лекционных, практических и лабораторных занятий по курсу
МСиС.