Построив таблицу жестких односторонних координатных связей (табл. 10.2), увидим, что КИП лишено 9 односторонних связей ( х, х1, у ,у1, z1, wх,wx1,wy,wy1) и остались только три из них (z, wz, wz).
Таблица 10.2
|
Индекс односторонней координаты |
||||||||||||
|
Характер связи |
х |
х1 |
у |
у1 |
z |
z1 |
wх |
wх1 |
wy |
wy1 |
wz |
wz1 |
|
Реакция опоры |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
Поскольку выбранная схема базирования позволила совместить технологическую и измерительную базы для измеряемого параметра, то Еб =0.
Если расположить контролируемую деталь вертикально, то сила гравитации Q будет прижимать установочную поверхность приспособления к опорной поверхности ( рис. 10.6). Вращение вокруг вертикальной оси и перемещение вдоль нее способствуют проведению операции контроля.
Рисунок 10.6
Контроль заданного параметра будет производится непосредственно на токарном участке, на рабочем столе токаря, расположенном около станка. Отсюда можно сделать выводы о не совсем благоприятных условиях эксплуатации КИП. При этом возможно попадание СОЖ, стружки. Температура в рабочей зоне t = 20±5 °С ( ГОСТ 12.01.00.5-88). Относительная влажность воздуха 80%. Атмосферное давление Pат = 86 .. 106 кПа, скорость движения воздуха Vв <5 м/с. Частота вибраций, вызываемая станками, f= 20-30 Гц. При эксплуатации КИП возможны сотрясения и удара.
Основным фактором, определяющим работоспособность зрения, является освещенность участка Еф = 100 люкс, что недостаточно. Поэтому предусматриваем местное освещение с Еф = 1000 люкс [ 9, c. 164, 165]. Возможно измерение деталей, не успевших остыть после обработки. Сказанное выше, а также наличие в воздухе абразивных взвесей и коррозирующих элементов обязывает конструктора предусмотреть конструкторско-технические мероприятия по защите КИП от влияния окружающей среды, мешающей нормальному функционированию.
10.2 Выбор и обоснование методов измерения
Из возможных альтернатив прямого и косвенного метода отдаем предпочтение прямому, поскольку его проще произвести при контроле радиального биения. При этом нет необходимости в пересчете размера и получаемая точность вполне достаточна для проверяемого допуска.
При выборе контактного или бесконтактного способа отдаем предпочтение контактному это обусловлено тем, что прочностные характеристики материала детали высоки и контролируемая поверхность баз деформаций и смятия может воспринять значительное измерительное усилие. В наших условиях, когда возможно попадание СОЖ , стружки, измерительное усилие будет способствовать удалению грязи и посторонних тел с места измерения.
Для обеспечения точечного контакта принимаем наконечник сферической формы при радиусе сферы не менее 5 мм (рис.10.7). Наконечник типа НР имеет твердосплавную вставку ( ГОСТ 11007 [ 2, c. 155]. Учитывая значительную твердость поверхности, геометрические параметры вставки ориентировочно назначаем усилие 500 сН.
Рисунок 10.7
В этом случае ожидаемая погрешность от измерительного усилия определяется по формуле Герца:
Dус=0,43к
,
где Dус – величина погрешности за счет контактной деформации, мкм; К— коэфициент , зависящий от материала наконечника. При твердом сплаве К = 0,81; Рус— измерительное усилие, н; r – радиус сферы наконечника, мм.
Dус=0,43*0,81*
=0,348 (мкм)
Поскольку во время контроля деталь находится в состоянии покоя, принимаем статистический метод.
Из двух возможных методов — абсолютного и относительного – предпочтителен первый.
Используем активный метод контроля. Для современного производства неприемлемы методы, которые на конечном этапе техпроцесса лишь фиксируют уровень качества. Прогрессивным следует считать такой метод, который дает возможность предупредить появление брака при формировании качества.
КИП должен иметь шкальное отсчетное устройство, которое обеспечивает достаточную точность отсчета без чрезмерного напряжения зрения. Принимаем механический принцип преобразования измеритель ной информации. Это решение предопределено в значительной мере контактным методом контроля. В его пользу говорит большой арсенал технических средств, прошедших многолетнюю апробацию на точность и надежность работы на рабочих местах станочников. Принимаем накладное приспособление.
10.3 Выбор и обоснование средств измерения
Выбор средства измерения начнем с определения оптимальных метрологических, эксплуатационных и надежностных характеристик, которыми должно обладать СИ .
Допускаемая суммарная погрешность измерения КИП находится как часть допуска IТ контролируемого параметра ( диаметр поверхности втулки 100-0.022)
/d/=к*IT,
где К зависит от степени точности контролируемого параметра .Для IT6 К = 0,3 .
/dизм/=0,3*22=6,6 (мкм)
В соответствии с ГОСТ 8.051-81 [ 2, c. 118 120, таб. 4.1] рекомендуется принять /dизм/ = 7 мкм.
Определяем инструментальную погрешность.
/Dин/=0,7/dизм/
/Dин/=0,7*7=5(мкм)
Цену деления принимаем С =Dин=5мкм. Интервал деления шкалы берем 2 мкм, поскольку меньшее расстояние между соседними штрихами шкалы может затруднить считывание показаний СИ.
Предел измерения по шкале (А) должен превышать допуск IТ. Принимаем А= 4 IT = 4 * 22 = 88 мкм [ 2, c. 121 128].
Диапазон измерения определяется условиями эксплуатации. Принимаем Б = А = 88 мкм.
Измерительное усилие Рус обуславливается характером контролируемых поверхностей. Принимаем Рус= 500 сН. Допустимое колебание измерительного усилия Рус = 100сН.
Наработка t (р) до первого отказа при вероятности безотказной работы
t (p) = 1200 * 2 = 2400 циклов.
Вероятностью безотказной работы зададимся р = 0,85.
Установим затраты на приобретение СИ
Ц = 2,9 грн.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.