Пример выбора средств измерений

Роль технических служб в выборе средств измерений

В выборе измерительных средств участвуют конструкторские, технологические и метрологические службы в пределах возложенных на них служебных обязанностей.

Конструктор, назначая точность размера (квалитет), решает вопрос о возможном проценте неправильно принятых деталей (риск заказчика - m).

Возможны три варианта установления приемочных границ (размеры, по которым производится приемка изделий).

При первом варианте (рис.2, а) приемочные границы совпадают с нормируемыми предельными значениями проверяемого изделия. Т_пр = IT

Возможное влияние погрешности измерения учитывается конструктором при выборе квалитета и вида посадки. Этот вариант является основным в практике конструирования.

Во втором варианте (рис.2, б) приемочные границы устанавливают введением так называемого производственного допуска, который меньше табличного допуска на величину погрешности измерения. Смещение производится с каждой стороны на половину допускаемой погрешности измерения. Этот вариант применяется редко, так как возрастает риск изготовителя. Т_пр = IT-d или Т_пр = IT-D

В третьем варианте (рис.2, в) также вводится производственный допуск, однако смещение производится на величину с£0,5 d вероятностного выхода размера за пределы поля допуска у неправильно принятых деталей: Т_пр = IT-2c.

Если погрешнесть выбранного средства измерения больше допускаемой, то в расчетах учитывать её (D)

Последние два варианта применяются при выпуске особо ответственных изделий (авиация, космонавтика, приборостроение и другие), когда недопустим выход бракованных деталей на сборку, а также с целью расширения области использования грубых универсальных средств (таких как штангенциркуль, у которого большая абсолютная погрешность и малая относительная)

Т а б л и ц а 7.3

Предельные значения параметров рассортировки деталей

по ГОСТ 8.051

Относительная погрешность метода измерения A мет (σ),%	Количество в % от общего количества измеренных деталей	Вероятный выход размера за границы поля допуска с/IT
забракованных деталей в принятой партии m	годных деталей в забракованных n
1,6	0,37-0,39	0,7-0,75	0,01
	0,87-0,90	1,2-1,3	0,03
	1,6-1,7	2,0-2,25	0,06
	2,6-2,8	3,4-3,7	0,1
	3,1-3,5	4,5-4,75	0,14
	3,75-4,1	5,4-5,8	0,17
	5,0-5,4	7,8-8,25	0,225
П р и м е ч а н и я Табличные значения соответствуют нормальному закону распределения размеров в технологическом процессе и учитывают только случайные погрешности измерения с доверительной вероятностью P =0,997. В каждой строке первое значение m, n соответствует нормальному закону распределения погрешности измерения; второе – закону равной вероятности.

Технолог производит выбор средств измерений для операционного и приемочного контроля, оценивая действительный и ложный брак с учетом допускаемой погрешности измерения. Если повышаются требования к точности измерения, то сокращается процент ложного брака, однако удорожается процесс измерения. Применяемые средства измерения должны обеспечивать оптимальное значение погрешности измерения, т.е. необходимо оценивать затраты на измерения и потери от ложного брака (рис.3).

Метрологическая служба предприятия контролирует правильность выбора и эксплуатации средств измерений, дает рекомендации конструкторам и технологам при выполнении метрологической экспертизы технической документации, осуществляет поверку (калибровку) и аттестацию средств измерений.

Для решения спорных вопросов между изготовителем и заказчиком может быть назначена арбитражная перепроверка забракованных деталей.

Для этой цели используются более точные измерительные средства, погрешность которых принимается 30% от ранее выбранной по табл.1 допускаемой погрешности: Δ _арб =0,3δ

С,руб Затраты на

измерение

Сумарные

затраты

Потери

от брака

d

d_опт Погрешность

измерения

Рис.7.3. Влияние погрешности измерения на стоимость изделий

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: вал размером Ø 40 k 6 ; производство –

- серийное, распределение погрешностей изготовления и измерения подчиняется нормальному закону, IT /σ_тех = 4,5.

По табл.1 устанавливается допуск на изготовление (IT) и допускаемая погрешность измерения (δ):

IT = 0.016 мм; δ= 5 мкм.

По табл.2 выбирают возможные измерительные средства.

Это микрометр рычажный МР-50 ГОСТ 4381 с кодом 5 или скоба рычажная СР-50 ГОСТ 11098 с кодом 8. Учитывая наличие средств измерений в лаборатории, выбираем микрометр рычажный. Его техническая характеристика: предел измерения 25 - 50 мм, цена деления отсчетного устройства 0.002 мм, предельная погрешность измерительного средства Δ = 6 мкм (контакт любой). Методы измерения – прямой, контактный, абсолютный с отсчетом результата измерения по микровинту и отсчетной шкале. Перед началом работы проверить правильность нулевой установки по установочной мере – 25 мм и выдержать деталь и прибор в лаборатории не менее трех часов.

Далее производится оценка влияния погрешности измерения микрометра рычажного на результаты рассортировки деталей. Определяется относительная точность метода измерения по формулам (1):

А _мет (σ) =3/16 ·100%=18.5%, σ _мет =Δ/2=6/2=3 мкм.

По графикам рис.2 при A _мет (σ) = 16% для заданной точности технологического процесса находим: m =1,8%; n =4,5%; с / IT =0,07.

Следовательно, с =0,07ּ16=1,12 мкм ≈ 1 мкм

Оценка годности деталей производится по предельно допустимым размерам:

d _max = Ø 40.018 мм; d _min = Ø 40.002 мм.

Среди годных деталей могут оказаться бракованные детали (не более 1,8%), у которых размеры выходят за границы поля допуска на величину до 1,0 мкм.

Это риск заказчика.

Риск изготовителя в этом случае будет не более 4,5%, т.е. будут забракованы фактически годные детали.

Принимаем условие недопустимости риска заказчика при D>d и производим расчет производственного допуска:

T _пр = IT – 2 с = 16–2·1,0 = 14,0 мкм.

В этом случае увеличится риск изготовителя. Предельно допустимые размеры с учетом производственного допуска будут следующие:

d _{max. пр} = Ø 40.018 - 0.001 ≈ 40.017 мм,

d _{min. пр} =Ø40.002 + 0.001 ≈ 40.003 мм.

Выбираем средство измерений для арбитражной перепроверки деталей. Допускаемая погрешность при арбитражной перепроверке по формуле (2) составит

δ _арб = 0.3·5 = 1.5 мкм.

По табл.2 выбираем вертикальный оптиметр с кодом 26. Техническая характеристика: цена деления ­ 0.001 мм, предельная инструментальная погрешность

Δ = 1.5 мкм, предел измерения 0…100 мм.

Метод измерения – относительный, прямой, контактный.

Дата добавления: 2014-01-06