Рассмотрено и одобрено
на заседании цикловой методической комиссии общепрофессиональных дисциплин
Протокол от ___________ № _______
Председатель ЦМК
_____________________ К. И. Токарева
Утверждаю
Заместитель директора по учебной работе ГБОУ СПО РО «ТМехК»
___________________ В.В.Станкевская
«______»____________________2014 г
Организация-разработчик: Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ростовской области «Таганрогский механический колледж»
Остапенко В.В. - преподаватель высшей категории ГБОУ СПО РО «Таганрогский Металлургический Колледж», председатель городского методического объединения преподавателей физики СПО.
В образовательном процессе по дисциплине ОП.06 Метрология, стандартизация и сертификация наряду с теоретическим обучением значительное место отводится лабораторным и практическим работам. Правильное сочетание теоретических знаний с практикой выполнения лабораторных и практических работ обеспечивает высокое качество подготовки специалистов.
Настоящие методические указания представляют собой руководство по выполнению лабораторных работ, составленное в соответствии с программой дисциплины ОП.06 Метрология, стандартизация и сертификация для основной профессиональной образовательной программы специальности 23.02.02 Автомобиле- тракторостроение.
Методические указания содержат общие указания по сборке электрических схем, методике измерений и обработке результатов экспериментов. В каждом описании лабораторной работы значительное внимание уделено четкой формулировке программы лабораторной работы, порядку ее выполнения. Кроме того, описания лабораторных работ содержат контрольные вопросы, необходимые для подготовки к защите.
Методические указания предназначены для обучающихся по специальности 23.02.02 Автомобиле- и тракторостроение на базе основного и полного среднего общего образования.
Тематический план
учебной дисциплины ОП.06 Метрология, стандартизация и сертификация
№п/п
Виды работ
Название темы работ
Кол-во часов
Лабораторная работа 1
Контроль отклонений формы и расположения поверхностей
Лабораторная работа 2
Контроль параметров цилиндрических зубчатых колес
Лабораторная работа 3
Ознакомление с измерительным инструментом, штангенциркуль-штц-1, двухсторонний с глубиномером. Штангенциркуль-штц-2, двухсторонний
Лабораторная работа 4
Ознакомление с микрометрическими измерительными средствами
Лабораторная работа 5
Ознакомление с рычажными измерительными приборами
Лабораторная работа 6
Изучение конструкции валов
Лабораторная работа №1
Тема: контроль отклонений формы и расположения поверхностей
Цель paбoты: ознакомление с методикой и средствами контроля отклонений формы и расположения плоских и цилиндрических поверхностей.
Объекты контроля: ступенчатые детали с несколькими плоскими поверхностями, параллельными основанию; ступенчатые детали с несколькими плоскими поверхностями, перпендикулярными к основанию гладкие или ступенчатые валики.
Общие положения
При нормировании точности геометрических параметров деталей исходят из предпосылки, что точность геометрии составляется из точности размеров и поверхностей. К погрешностям поверхностей относят: отклонения формы, отклонения расположения, волнистость и шероховатость поверхности.
Отклонением формы называют отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля (табл. 3.3). При этом шероховатость поверхности не включает в отклонение формы, а волнистость - включают.
Отклонением расположения называют отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.
Элемент - обобщенный термин. В зависимости от конкретных условий, элементом может являться поверхность одной из законченных конструктивных частей детали, поперечный или продольный профиль этой части; плоскость симметрии; ось поверхности или сечения; точка пересечения линий, линии и поверхности; центр окружности или сферы.
Под допусками формы и расположения понимают наибольшие допускаемые значения отклонений формы и расположения. Допуск расположения или формы может быть зависимым и независимым. Зависимый допуск - переменный допуск расположения или формы, минимальное значение которого указывают к а чертеже или в технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера рассматриваемого и (или) базового элемента данной детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия):
Тзав = Тmin + Тдоп,
где Тmin - минимальная часть допуска;
Tдoп - дополнительная часть допуска, зависящая от действительных размеров рассматриваемых поверхностей.
Независимый допуск расположения или форме - допуск, числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от действительного размера рассматриваемого или базового элемента. Под суммарным отклонением формы в расположения понимаются отклонение, являющееся результатом совместного проявления отклонения формы и отклонения расположения рассматриваемой поверхности или рассматриваемого Профиля относительно заданных баз.
Суммарный допуск форма и расположения - предел, ограничивающий допускаемое значение суммарного отклонения формы, и расположения.
Для нормирования отклонений формы в расположения поверхностей установлены шестнадцать степеней точности, номера которых возрастают в порядке уменьшения точности.
Допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения, плоскостности, прямолинейности и параллельности назначаются в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размера. Предусмотрено три уровня относительной геометрической точности:
А - нормальная (назначается ≈ 60 % от допуска размера);
Средства измерения отклонений формы и расположения
Заданные в чертежах допуски форме и расположения поверхностей не предопределяют применение каких-либо конкретных методов и средств намерений. Они могут быть различными при условии, что обеспечивают контроль соблюдения предписанных допусков.
Вы6op метода измерений производят с учетом погрешности измерения, допуска, размеров и конструкции измеряемой детали, особенностей технологического процесса изготовления деталей и степени его стабильности, производительности и стоимости измерений и других конструкторских, технологических и экономических факторов.
При измерении отклонений от прямолинейности и плос-костности широко применяют различные механические и оптико-механические устройства, в которых носителем исходных прямых, относительно которых определяет отклонения, являются поверочные линейки, плиты, натянутая струна, световой луч и пр.
Оптико-механические приборы, в которых в качестве исходной прямой используется луч света, по виду измеряемого параметры, подразделяют на автоколлимационные и визирные. В автоколлимационных приборах измеряют углы наклона отдельных участков поверхности изделия относительно оптической оси зрительной трубы, затем полученные данные пересчитывают в отклонения от прямолинейности или плоскостности. В приборах, работающих по методу визирования, измеряют расстояние от исследуемой поверхности до оптической оси трубы.
Измерение отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей автоколлиматором
Схема контроля плоской поверхности детали с помощью автоколлиматора представлена на рис. 3.20.
Труба 3 автоколлиматора закрепляется на жестком массивном основании 5 рядом с изделием I. Затем устанавливают зрительную трубу под углом 90 ° к плоскости зеркала 2. Световое изображение марки автоколлиматора, отразившись от зеркала 2, будет наблюдаться в окуляре 4. При наклоне зеркала на угол α, в процессе перемещения его по изделию, отраженный луч возвращается в автоколлиматор под углом 2α, что вызывает смещение изображения наблюдаемой в окуляре марки. Угловое смещение зеркала определяет с помощью компенсатора.
К оптико-механическим приборам, работавшим по методу визирования, относят визирные трубы, оптические линейки, оптические плоскомеры. При монтаже или изготовлении крупногабаритных изделий используют контрольно-юстировочные оптико-механические установки с лазерным излучателем.
Рис. 3.20. Схема контроля плоскости автоколлиматором
Измерение отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей с применением визирной трубы и визирной марки.
Для этих целей применяется визирная измерительная тpyба ППС-II, предназначенная для измерения в линейных единицах отклонений от прямолинейности, плоскостности, соосности, параллельности, перпендикулярности и горизонтальности объектов протяженностью до тридцати метров. Величины отклонений точек реальной поверхности объекта измерения от линии визирования определяются с помощью оптического микрометра и шкалы марки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
При измерениях прибором ППС-П за базу принимают прямую, проходящую через крайние точки контролируемой поверхности. Мерой прямолинейности является оптический луч (его ось).
Методика измерений заключается в следующем; визирная труба I (рис. 3.21) ориентируется с помощью стойки 2 и визирной марки 3 так, чтобы ее оптическая ось была приблизительно параллельна измеряемому профилю детали 4. Марку в процессе измерения помещают в измеряемых точках профиля, наводят на нее визирную трубу и определяют смещение марки относительно оптической оси (в одной или двух координатах). По измеренным смещениям строят профилограмму.
Рис. 3.21. Схема контроля прямолинейности визирной
измерительной трубой
.
В зависимости от расположения линии визирования относительно выбранной базы, измерения производят способом параллельного или наклонного луча. Вторым способом можно производить измерения с большей точностью, чем первым.
При контроле объектов малой протяженности можно пользоваться способом параллельного луча, так как погрешность установки линии визирования в этом случае не окажет заметного влияния на точность измерений, а обработка результатов упрощается.
При контроле объектов большой протяженности рекомендуется пользоваться способом наклонного луча как наиболее точным и производительным, не требующим тщательной установки линии визирования.
Измерение отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей оптической линейкой.
Оптическая линейка ИС-36М (рис. 3.22) применяется для контроля прямолинейности и плоскостности измерением непрямолинейности в различных сечениях. Мерой прямолинейности является оптическая ось линейки. При проверке прямолинейности линейку 4 (тонкостенная труба с оптической системой) устанавливают на две опоры 3 на контролируемой поверхности I.
Рис. 3.22. Оптическая линейка ИС – 36М
Линейка имеет сквозной шлиц, вдоль которого измерительную каретку 2 перемещают в крайнее правое положение. Ори этом винтом в правой опоре производят регулировку до тех пор, пока в крайних положениях каретки видимые на экране визирный штрих 5 и бифилер 6 не совместятся (с разницей не более I мин), добиваясь, таким образом, параллельности оптической оси сравнения и прямой, соединяющей крайние точки проверяемой поверхности (такая прямая приближенно считается параллельной прилегающей прямой). Через определенные интервалы (одна десятая проверяемой длины) по барабану микрометра 7 берут отсчеты, совмещая визирный штрих и бифилер.
Измерение отклонений от плоскостности поверхности оптическим плоскомером.
Существует тип плоскомеров, в которых плоскость сравнения образуется вращением оптической оси визирного устройства. Визирное устройство вращается на плоской поверхности ситаллового диска и точность плоскости сравнения определяется не механической осью, а оптически обработанной плоской поверхностью ситалла, что обеспечивает точность метода, превышающую точность самого визирного устройства. Относящийся к этому типу оптический плоскомер ИС – 45 (рис. 3.23) состоит из поворотного коллиматора I, измерительной марки и трех юстировочных масок 2.
Рис. 3.23. Схема контроля плоскости оптическим плоскомером
Принцип работы на плоскомере заключается в следующем: юстировочные марки, установленные на контролируемой поверхности 3, образуют плоскость сравнения, в которую с помощью регулируемых опор коллиматора выставляется визирная ось трубы. При этом поверхность ситаллового диска автоматически устанавливается параллельно плоскости сравнения.
Измерения производят с помощью измерительной марки, которую помещают в различные точки контролируемой поверхности. С помощью оптического компенсатора измеряют отклонения от плоскостности поверхности.
Измерение радиального биения.
Для намерения радиального биения цилиндрическую деталь I (рис. 3.24) устанавливают в центрах 3 прибора ПБ, которые укреплены в бабках 4. Одна из бабок прибора имеет неподвижно укрепленный центр, вторая - специальный рычаг для быстрого отвода центра, что облегчает установку детали в центрах. Индикатор 2 укрепляют в державке стойки 5.
Рис. 3.24. Схема измерения радиального биения детали
После соответствующей настройки индикатора начинают медленно вращать деталь в центрах, отмечая наибольшее и наименьшее показания индикатора на полный оборот детали. Абсолютная величина разности наибольшего и наименьшего показаний (с учетом знака) называется радиальным биением.
Задание
Изучить теоретический материал и ознакомиться с приборами для контроля геометрических параметров деталей.
Овладеть кашками и правилами работы с приборами.
По заданию преподавателя произвести контроль отклонений формы и расположения поверхностей с помощью изученных приборок.
Оформить отчет о лабораторной работе.
Порядок выполнения работы
Проанализировать требования к точности параметров деталей, подлежащих контролю.
Выбрать предварительную методику выполнения намерений (МВИ) каждого параметра (схему измерений, количество контролируемых сечений, средства измерений, вспомогательные устройства и т. д.).
Таблица 3.4
Результаты измерений отклонений от прямолинейности
и плоскостности автоколлиматором
Координата
Значения координат точек
…
Абсцисса, мм
Ордината, мкм
Оценить погрешности измерений, сравнить их с допустимыми; выбрать МВИ, обеспечивающую требуемую точность.
Измерить параметры каждой контролируемой поверхности. При необходимости уточнить МВИ. Результаты измерений представить в табличной форме (табл. 3.4, 3.5).
Таблица 3.5
Результаты измерений радиального биения детали
на приборе ПБ
Поперечное сечение детали
Показание прибора
Радиальное биение, мкм
наибольшее
наименьшее
Выполнить анализ и сравнить результаты измерений с допустимыми значениями параметров, дать заключение о годности деталей по контролируемым параметрам.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие виды погрешностей поверхности существуют?
2. Что понимается под отклонением формы и отклонением расположения?
3. Что такое допуск формы и расположения?
4. Что понимается под суммарными отклонениями и допусками формы и расположения?
6. В зависимости от каких факторов выбирается метод измерений?
7. Каковы принципы измерения с помощью автоколлиматора, визирной измерительной трубы, оптической линейки, оптического плоскомера?
8. Как производится измерение радиального биения?
Критерии оценки
Оценка «5» - выставляется обучающемуся, если работа выполнена в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий
· проводит работу в условиях, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов;
· ознакомление с методикой и средствами контроля отклонений формы и расположения плоских и цилиндрических поверхностей произведено согласно всем требованиям и норм
· в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления;
· правильно выполняет анализ ошибок
Отметка «4»: работа выполнена правильно с учетом 1-2 мелких погрешностей или 2-3 недочетов, исправленных самостоятельно по требованию учителя. Отметка «3»: работа выполнена правильно не менее чем наполовину, допущены 1-2 погрешности или одна грубая ошибка
Лабораторная работа №3
Тема: Ознакомление с измерительным инструментом, штангенциркуль-ШТЦ-1, двухсторонний с глубиномером. Штангенциркуль-ШТЦ-2, двухсторонний
Цель работы.
Изучение устройства измерительных инструментов, получения практических навыков по измерению деталей и определение погрешности прямых измерений