В міліметрах

Рисунок 4.2 – Схема полів допусків посадок(виконується студентом відповідно до варіанту).

Лабораторна робота №5

Розрахунок і визначення придатності граничних калібрів

1 Мета роботи

Практичне знайомство з методикою розрахунку граничних калібрів та з конструкцією оптиметрів.

2 Завдання

Зробити висновок про придатність:

· оптиметрів;

· дійсних розмірів калібрів згідно з заданими допусками.

Зробити розрахунки граничних розмірів робочих калібрів.

Побудувати схему полів допусків калібрів.

3 Матеріальне забезпечення

3.1. Оптиметр вертикальний, ГОСТ 5405.

3.2. Оптиметр горизонтальний, ГОСТ 5405.

3.3. Дзеркальце.

3.4. Комплект калібрів, ГОСТ2216-84, ГОСТ18355-73, ГОСТ18356-73, ДСТУ 2234-93.

3.5. Кінцеві міри довжини, ДСТУ ГОСТ 9038-2009.

3.6. Струбцина.

4 Послідовність виконання роботи

4.1. Записати номер та назву роботи.

4.2. Записати індивідуальне завдання і виконати ескіз калібрів.

4.3. Вивчити конструкцію оптиметрів, їх метрологічні показники, визначити похибки вимірювання і частково заповнити таблицю 5.2.

4.4. Визначити допустимі похибки вимірювання усіх розмірів, внести їх до таблиці 5.2. і зробити висновок про придатність калібрів.

4.5. Ознайомитися з методикою конструювання та розрахунку граничних калібрів. Визначити за ГОСТ 24853-81 значення допусків. Зробити розрахунок граничних розмірів калібрів і заповнити таблицю 5.3.

4.6. Після налагодження оптиметра на номінальний розмір калібру по черзі провести вимірювання і звести результати до таблиці 5.4. Порівняти дійсні розміри таблиці 5.3 з даними таблиці 5.4, зробити висновок про придатність калібрів.

4.7. Побудувати схеми полів допусків калібрів і показати на схемі дійсні розміри.

5 Стислі теоретичні відомості

Калібри – це без шкальні засоби вимірювання, призначені для контролю дійсних розмірів і форм деталей у серійному та масовому виробництвах. Серед них найбільше застосовуються такі: робочі, контрольні, граничні, непрохідні, прохідні, двобічні, суцільні, складні, різьбові тощо.

Рисунок 5.1 – Ескізи заданих калібрів:

а. пробки, б. скоби

Рисунок 5.1.1 –Калібр – скоба одностороння

Рисунок 5.1.2 – Двохстороння калібр – скоба

Рисунок 5.1.3 –Двохстороння калібр – пробка

а) б)

Рисунок 5.1.4 – Калібр – пробка з неповним профілем:

а. гладка; б. листова

За допомогою граничних калібрів контролюють розміри гладких, циліндричних, конічних, нарізних і шліцьових деталей, глибин і висот, виступів, а також розташування поверхонь і інших параметрів. Робочий граничний калібр складається з прохідного ПР і непрохідного Н Е. За допомогою граничних калібрів визначають не числове значення параметрів, які контролюються, а придатність деталі. Деталь вважається придатною, якщо прохідний калібр проходить, а непрохідний не проходить по поверхні деталі, що контролюють. У цьому випадку дійсний розмір деталі знаходиться між заданими граничними розмірами. Якщо прохідний калібр не проходить, то деталь є виправним браком, а якщо непрохідний калібр проходить, то деталь є невиправним браком, бо розмір такого вала менше найменшого допустимого граничного розміру деталі, а розмір такого отвору більше найбільшого допустимого граничного розміру. На виробництві при виготовленні нової деталі необхідно розрахувати і виготовити новий калібр.

При розрахунках розмірів калібрів найбільш зручним є графічний метод із побудовою схеми полів допусків деталі, що вимірюється, і відносно цієї схеми побудова полів допусків калібрів (див. рисунок 5.4).

При цьому лінії найбільшого і найменшого граничних розмірів деталі, що вимірюються, є лініями номінальних розмірів ПР і НЕ границь калібрів. Для виготовлення робочих калібрів в ГОСТ 24853-81 передбачені такі допуски: Н - на робочі калібри-пробки; Н₁ – на робочі калібри-скоби. Для прохідних границь калібрів, які при вимірюванні спрацьовуються, встановлюється допуск, що виходить за границі допуску деталі (Т_D, Т_d) на величину Y для пробок і Y₁ – для скоб. У прохідних границях калібрів поля допусків Н і Н₁ відкладені в середину поля допуску виробу на величину Z для пробок і Z₁ - для скоб, непрохідних границь – на α і α ₁, відповідно. Зміщення полів допусків калібрів і границь спрацювання їх прохідних боків всередину поля допуску деталі усуває можливість зміни характеру посадок і гарантує отримання розмірів придатних деталей у границях встановлених полів допусків.

Граничні розміри визначаються за формулами:

робочих калібрів-пробок:

ПР_min = D_mіn + Z - ;

ПР_mах = D_mіn + Z + ;

НЕ_mіn = D_mах – α - ;

НЕ_mах = D_mах - α +

ПР_зн = D_min - у + α

робочих калібрів-скоб:

ПР_min = d_max – Z₁ - ;

ПР_mах = d_max – Z₁ + ;

НЕ_mіn = d_min + α ₁ - ;

НЕ_mах = d_min + α ₁ +

ПР_зн = d_max + у – α ₁

Виконавчі розміри калібрів на кресленнях пишуться по-різному. На кресленні пробки пишуть найбільший граничний розмір (таблиця 5.4) із від'ємним допуском, а на кресленні скоби пишуть найменший граничний розмір із додатним допуском (див. рисунок 5.1).

6 Конструкція оптиметрів

Калібри виготовляють із більш високою точністю, ніж деталі. Для контролю їх розмірів застосовуються більш точні засоби вимірювання –оптико – механічні. В цю групу входять: оптикатори, оптиметри, довжиноміри, вимірювальні машини.

Оптиметри бувають горизонтальні та вертикальні, екранні та окулярні. Горизонтальні оптиметри більш універсальні.

Типи оптиметрів:

ОВО - оптиметр вертикальний окулярний;

ОВЕ - оптиметр вертикальний екранний;

ОГО - оптиметр горизонтальний окулярний.

Окуляри до оптиметрів випускають двох типів:

ВКВ - вимірювач контактний вертикальний;

ВКГ - вимірювач контактний горизонтальний.

Вимірювання оптиметрами проводяться відносним методом. У таблиці 5.2 наведені основні дані оптиметрів.

Таблиця 5. 2 - Метрологічні показники оптиметрів

В міліметрах

Рисунок 5.2 – Конструкція горизонтального і вертикального оптиметрів та шкала вимірювання.

Вертикальний оптиметр: 1 – основа, 2 – гайка точного настроювання, 3 – стопор, 4 – гвинт установки стола, 5 – предметний стіл, 6 – колонка, 7 – гайка грубого настроювання, 8 – стопор, 9 – окуляр, 10 – дзеркало, 11 – кронштейн, 12 – вимірювальний наконечник, 13 – аретир.

Горизонтальний оптиметр: 1 – маховик вертикального переміщення стола, 2 – ексцентрик повороту стола навколо горизонтальної осі, 3 – рукоятка повороту стола нгавколо вертикальної осі, 4 – кронштейн,

5 – мікрометричний гвинт, 6 – піноль, 7 – вимірювальні наконечники, 8 – стіл, 9 – дуга, 10 – окуляр, 11 – трубка оптиметра, 12 – гвинт поперечного переміщення стола, 13 – вал, 14 – шкала.

7 Методичні вказівки

7.1. Горизонтальний оптиметр встановити за рівнем

7.2. Підготовити кінцеві міри, протерти і зібрати блоки відповідно до номінальних розмірів.

7.3. Пам'ятати, що показання шкали оптиметра у мкм, а в таблицю треба вносити дані у мм та з відповідним знаком.

7.4. Перед вимірюванням оптиметр треба налагодити на нуль.

7.5. Дійсні розміри визначають як алгебраїчну суму номінального розміру та показань шкали оптиметра.

8 Техніка вимірювання

8.1 Вертикальний оптиметр.

Блок кінцевих мір довжини номінального розміру встановлюється на стіл. Відпускаються обидва стопори. За допомогою гайки грубого настроювання опускати кронштейн, доки не буде контакту наконечника з блоком мір, в окулярі буде зображення шкали. Треба знати, що межа показань шкали всього ±0, 1 мм. За допомогою гайки точного настроювання встановити нуль шкали проти стрілки. За допомогою гвинтів встановити стіл горизонтально, пересуваючи блок з одного боку на інший. Для перевірки нульового положення треба підняти 2 – 3 рази наконечник за допомогою аретира. Після цього знімається блок мір і встановлюється калібр-пробка. Щоб отримати правильні показання, при вимірюванні треба пробку тримати точно в горизонтальному положенні.

8.2 Горизонтальний оптиметр.

Спочатку треба відпустити всі стопори. Потім вручну зсунути кронштейни так, щоб зійшлися вимірювальні дуги. Блок мір номінального розміру розмістити між боковичками струбцини і закріпити на столі. Підняти стіл так, щоб вимірювальні наконечники були на рівні з боковичками. Розсунути кронштейни так, щоб наконечники досягали контакту з боковичками. В окулярі буде зображення шкали. За допомогою мікрометричного гвинта привести нуль шкали до стрілки. Коливаючи стіл ексцентриком навколо горизонтальної осі, знаходять таке положення, при якому в окулярі буде спостерігатися найменший показник за шкалою. В цьому положенні стіл закріплюється гвинтом. Потім стіл коливають навколо вертикальної осі для того, щоб добитися отримання найменшого відліку за шкалою. Мікрометричним гвинтом зображення шкали встановлюється на нуль. Для перевірки нульового положення вимірювальний наконечник 2-3 рази відводиться аретиром.

Після кінця налагодження приладу струбцина знімається, і на столі закріплюється скоба. Пересуваючи стіл у поперечному напрямку, роблять відмітки прохідного і непрохідного боків.

9 Зміст звіту:

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Завдання.

4. Ескіз калібрів з розмірами.

5. Метрологічні показники оптиметрів.

6. Визначення допустимих похибок вимірювання усіх розмірів.

7. Вибір засобів та результати вимірювання калібрів.

8. Розрахунок граничних розмірів калібрів.

9. Схеми полів допусків калібрів із розмірами.

Таблиця 5.1 Допуски розмірів граничних калібрів

(заповнюється студентом) В міліметрах

Рисунок 5.1 Ескіз заданої калібр – пробки, калібр – скоби

(виконується студентом)

Таблиця 5.2 Метрологічні показники оптиметрів

(заповнюється студентом) В міліметрах

Визначення допустимих похибок вимірювання:

для калібру – пробки d_доп = 0, 3× Т_D =

для калібру – скоби d_доп = 0, 3× Т_d =.

Таблиця 5.3 Вибір засобів та результати вимірювання калібрів

(заповнюється студентом) В міліметрах

Розрахунок граничних розмірів:

Калібрів – пробок:

ПР_min = D_mіn + Z - ;

ПР_mах = D_mіn + Z + ;

НЕ_mіn = D_mах – α - ;

НЕ_mах = D_mах - α +

ПР_зн = D_min - у + α

Калібрів – скоб:

ПР_min = d_max – Z₁ - ;

ПР_mах = d_max – Z₁ + ;

НЕ_mіn = d_min + α ₁ - ;

НЕ_mах = d_min + α ₁ +

ПР_зн = d_max + у – α ₁

Таблиця 5.4 Граничні розміри калібрів

(заповнюється студентом) В міліметрах

Рисунок 5.2 Схеми полів допусків калібрів (виконується студентом відповідно до варіанту)

Лабораторна робота №6

Методи і засоби вимірювання різьбових деталей

1 Мета роботи

Практичне знайомство з конструкцією засобів вимірювання, різьбових деталей, їх метрологічними характеристиками та прийомами вимірювання.

2 Завдання

Дати висновок про придатність:

· засобів вимірювання;

· дійсних розмірів різьбової деталі згідно з заданими допусками;

Побудувати схему поля допуску зовнішньої різьби.

Рисунок 6.1 – Ескіз деталі з умовними позначеннями

3 Матеріальне забезпечення

3.1. Мікрометр МК (0 – 25), ДСТУ ГОСТ 6507: 2009.

3.2. Мікрометр МК (25 – 50), ДСТУ ГОСТ 6507: 2009.

3.3. Мікрометр різьбовий МВМ (0 – 25), ГОСТ 4380-93.

3.4. Мікрометр різьбовий МВМ (25 – 50), ГОСТ 4380-93.

3.5. Шаблон різьбовий, ГОСТ 519.

3.6. Набір вимірювальних дротиків, ГОСТ 2475-88.

3.7. Стояки для кріплення мікрометрів і дротиків.

4 Послідовність виконання роботи

4.1. Записати номер та назву роботи.

4.2. Записати індивідуальне завдання і виконати ескіз з'єднання.

4.3. Вивчити конструкцію засобів вимірювання, їх метрологічні показники, визначити похибки вимірювання і частково заповнити таблицю 6.2.

4.4. Визначити допустимі похибки вимірювання всіх розмірів, внести їх до таблиці 6.2. і зробити висновок про придатність засобів вимірювання.

4.5. За допомогою ГОСТів (див. [5], стор. 144, 153) визначити d₁, d₂ і відхилення та занести до таблиці 6.3.

4.6. Настроїти мікрометри на нульове положення.

4.7. Провести всі вимірювання і результати записати до таблиці 6.4, визначити дійсні розміри і зробити висновок про їх придатність за допомогою значень таблиці 6.3.

4.8. Побудувати схеми розташування поля допуску зовнішньої різьби і показати дійсний розмір.

5 Стислі теоретичні відомості

5.1 Основні параметри метричної різьби.

Профіль різьби – це контур перерізу різьби площиною, яка проходить крізь її вісь. До основних параметрів циліндричної різьби відносять: зовнішній D, d; внутрішній D₁, d₁ і середній D₂, d₂ діаметри; крок Р і кут профілю α. Параметри для метричної різьби зображені на рисунку 6.2.

Зовнішній діаметр приймають за номінальний діаметр різьби. Середній діаметр – це діаметр уявного співвісного з різьбою циліндра, твірна якого перетинає профіль різьби у точках, де ширина канавки дорівнює половині номінального кроку різьби. При відсутності похибок різьби твірна цього циліндра перетинає профіль у точках, де ширина виступів дорівнює ширині западин. Крок різьби Р – це відстань між сусідніми однойменними боковинами профілю, виміряна в напрямку, який паралельний осі різьби

Кут профілю різьби α – це кут між боковинами профілю в площині осі. Половина кута профілю α /2 – це кут між боковиною профілю і перпендикуляром, який опущений з вершини профілю симетричної різьби на вісь різьби. Ця величина дає можливість визначити α і похибки різьби. Номінальні значення зовнішнього; середнього і внутрішніх діаметрів різьби повинні відповідати стандарту ГОСТ 24705-2004.

Рисунок 6.2 – Основні параметри метричної різьби

5.2 Допуски метричних різьб.

Система допусків повинна забезпечувати як загвинчування, так і міцність різьбового з'єднання. З усіх різьб найбільш універсальною є різьба з зазором. Основним параметром різьбового з'єднання, що забезпечує точність і характер спряження, є середній діаметр. Він нормується полями допусків і додатково нормує той діаметр, який виготовляється до нарізання різьби. Усі відхилення і допуски діаметрів відліковують від номінального профілю в напрямку, перпендикулярному до осі різьби. На схемах прийнято вказувати половинні значення допусків, другі половини знаходяться на діаметрально протилежному профілю різьби (рисунок 6.3).

ГОСТ 16093-2004 встановлює для метричних різьб ступені точності 3 – 9, які для ряду діаметрів визначають тільки вибірково. Положення полів допусків різьби відносно елементів номінального профілю визначається основним відхиленням. Передбачено п'ять полів допусків з основними відхиленнями h, g, f, e, d для болтів і чотири – Н, G, F, Е – для гайок. Поля допусків утворюються сполученням основного відхилення і ступеня точності та позначаються 6h, 6g, 7Н. При необхідності дозволяється комбінувати ступінь точності (але не основне відхилення) по двох діаметрах. При цьому у позначенні показують два поля допуску, по – перше, за середнім, а по – друге за нормованим діаметром (6g5g, 7Н6Н). Відхилення кроку і половини кута профілю стандартом не нормуються. Похибки цих елементів нормує допуск середнього діаметра.

Рисунок 6.3 - Схема полів допусків різьби (гайки і болта)

6 Конструкція засобів вимірювання

6.1. Конструкція мікрометрів МК описана в лабораторній роботі №2.

6.2. Різьбові мікрометри застосовують для вимірювання середнього діаметра трикутної зовнішньої різьби. Метод вимірювання прямий, абсолютний. На рисунку 6.4 зображена конструкція мікрометра різьбового. Вона відрізняється від конструкції гладкого мікрометра тим, що торці мікрометричного гвинта і п'ятки мають отвори, в які вставляють спеціальні змінні вставки.

6.3. Шаблон різьбовий (рисунок 6.5) призначений для визначення номінального розміру кроку різьби і її профілю. Набір різьбових шаблонів для метричних різьб складається з 20 шаблонів з кроком різьби 0, 4 – 6 мм.

6.4. Набір вимірювальних дротиків застосовується для вимірювання середнього діаметра різьби. Кожен комплект складається з трьох дротиків, які виготовлені із високою точністю.

7 Методичні вказівки

7.1. Перед початком вимірювання треба провести налагодження мікрометрів на нуль.

7.2. При налагодженні мікрометрів і вимірюванні різьби зручніше буде закріпити мікрометри в стояку.

7.3. При вимірюванні методом трьох дротиків зручніше буде користуватися спеціальним стояком із кронштейном для закріплення дротиків.

7.4. Схему поля допуску необхідно побудувати тільки для болта. Для цього відкладається розмір вершини зовнішнього діаметра (d та внутрішнього d₁) і наносяться бокові лінії під кутом 60°. Потім від вершини відкладаються розміри d_max і d_min i будується поле допуску. Бокова лінія розділяється точкою порівну це і буде розміром середнього діаметра d₂. Від цієї точки проводиться

Рисунок 6.4 – Мікрометр різьбовий МВМ:

1 - скоба; 2 - п'ятка; 3, 4 - конічна і призматична вставки; 5- шпиндель; 6 - стебло; 7 - барабан; 8 – шаблон.

Рисунок 6.5 – Шаблон різьбовий

Рисунок 6.5.1 –. Контроль кроку різьби різьбоміром:

а. - комплект різьбомірів; б. – контроль: 1 - деталь; 2 – різьбомір

перпендикуляр. Точки перетину перпендикуляра з лініями поля допуску вказують на розмір половини допуску і на розміри d_2max. і d_2min.

8 Техніка вимірювання

8.1 Крок різьби вимірюється шаблоном. Для цього необхідно по черзі прикладати шаблони до різьби, поки не буде знайдено такий, що буде примикати до різьби щільно.

8.2 Зовнішній діаметр вимірюється мікрометром МК. Його налагодження викладено в лабораторній роботі №2.

8.3 Середній діаметр вимірюється різьбовим мікрометром МВМ. Перед налагодженням треба вибрати вставки згідно з кроком різьби. Для цього в футлярі приладу є таблиця. Призматичну вставку вставляють у отвір п'ятки, а конічну – у мікрогвинт. За допомогою гайок, розташованих з обох боків п'ятки, призматичну вставку відводять ліворуч. Потім барабан встановлюють на нуль. П'ятку підводять до контакту з конічною вставкою і фіксують. Після цього відводять мікрогвинт і перевіряють установку мікрометра в нульовому положенні. Якщо установка зроблена неточно, то остаточно коректують її установкою барабана, як у звичайного мікрометра МК.

8.4 При другому способі вимірювання середнього діаметра застосовуються дротики. На рисунку 6.1 зображена схема вимірювання, згідно з якою у западину нарізки закладають три каліброваних дротики і вимірюють умовний розмір М за допомогою мікрометра МК, а потім за допомогою розрахунків визначають середній діаметр. Діаметр дротиків для метричної різьби визначається за формулою:

d₀ = 0, 577 Р,

де Р – крок нарізьби.

Якщо у комплекті немає дротиків такого діаметра, то береться найближчий більший діаметр. У звіті робиться запис: приймаю d₀ = ….

Знаючи середній розмір М і d₀ розраховують d_2д за формулою:

d_2д=M – 3 d₀+0.866 P

9 Зміст звіту:

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Завдання.

4. Ескіз деталі з розмірами.

5. Метрологічні показники засобів вимірювання.

6. Розрахунок граничних розмірів нарізки.

7. Визначення допустимих похибок вимірювання усіх розмірів.

8. Вибір засобів та результати вимірювання нарізки.

9. Схема поля допуску нарізки з показом дійсних розмірів.

Таблиця 6.1 - Допуски розмірів нарізних деталей

(заповнюється студентом) В міліметрах

Рисунок 6.1 – Ескіз деталі(виконується студентом)

Таблиця 6.2 – Метрологічн і показники засобів вимірювання

(заповнюється студентом) В міліметрах