Название: Метрология, стандартизация и сертификация Часть III (В.Б. Асанов, В.Я. Небольсин, )

Жанр: Технические

Просмотров: 1175


7. последовательность проектирования калибров расположения

 

Для проектирования калибров расположения в качестве исходных данных служит чертеж детали с требованиями к расположению поверхностей, которые необходимо  проконтролировать калибром расположения. Обратить особое внимание на вид отклонения расположения и на базирующие элементы. Убедиться, что есть позиционное отклонение, а если его нет, то пересчитать на позиционное отклонение. Допуски расположения должны быть заданы зависимыми. Причем, они могут быть зависимы только от рассматриваемого элемента или только от базового элемента. Возможно, что допуск расположения может зависеть одновременно как от допусков рассматриваемого, так и базовых элементов. Числовые значения допусков могут быть заданы как в радиусном, так и в диаметральном выражении.

Следующим этапом проектирования является выбор схемы расположения полей допусков калибров. Как было показано ранее в разделе  6, существует две схемы расположения полей допусков калибров: без базовых измерительных элементов и с базовыми измерительными элементами. Причем в обоих случаях приведены схемы как для контроля наружных поверхностей (валов), так и для внутренних (отверстий).

После выбора схемы по формулам, приведенным в табл. 4, необходимо подсчитать исполнительные размеры предельных калибров с учетом их износа.

Завершается проектирование калибров созданием сборочных чертежей со всеми техническими требованиями.

Обратить внимание, что на сборочном чертеже допуски расположения измерительных элементов калибра должны назначаться независимыми.

Если у детали контролируется позиционное отклонение, то и допуски расположения измерительных элементов калибра предпочтительно указывать позиционным допуском осей (плоскостей симметрии). Вместо позиционных допусков для измерительных элементов калибра могут быть указаны предельные отклонения размеров, координирующие их оси (плоскости симметрии). Если допуски расположения поверхностей изделия указаны не позиционными допусками или предельными отклонениями размеров, координирующих оси, а другими видами допусков расположения (например, допуском соосности и др.), то для соответствующих измерительных элементов калибра должен назначаться тот же вид допуска расположения, что и для изделия.

 

8. Примеры расчета калибров

для контроля расположения поверхностей

 

Пример 1

Расчет калибра для контроля соосности двух гладких цилиндрических поверхностей в детали, изображенной на рис. 6 (без базовых измерительных поверхностей).

 

 

Рис. 6. Фрагмент детали без базовых изме-

рительных поверхностей

 

1. По требованию соосности видно, что здесь нет  базы, т.е. соосность отверстий задана по отношению друг к другу числовым значением допуска соосности Тс в диаметральном выражении и равно 40 мкм.

 
 

Буква         говорит о том, что допуск соосности зависимый.

 

2. По п. 4 табл. П1.2 приложения 1 находим позиционные допуски осей поверхностей

где Тр1 = Тр2 – позиционный допуск отверстий  Æ30Н6 и Æ20Н7 соответственно.

3. Находим среднюю величину позиционного допуска изделий

= 20 мкм.

4. По табл. 2 находим отклонение и допуски измерительных элементов калибра. При Трср = 20 мкм находим F1 = F2 = 9 мкм; Н1 = Н2 =

= 4 мкм; W1 = W2  = 4 мкм;  Трк1 = Трк2  = 6 мкм.

5. По формулам из табл. 4 находим исполнительные размеры измерительных элементов калибра, если ни один из них не является базовым.

 

5.1. Размеры измерительной ступени, сопрягаемой с отверстием Æ20Н7:

dкmax = Dmin – TP + F = 20-0,02 + 0,009 = 19,989 мм;

dкmin = dкmax – H = 19,989 – 0,004 = 19,985 мм;

dк–w = dкmax – H – W = 19,989 – 0,004 – 0,004 = 19,981 мм.

 

5.2. Размеры измерительной ступени, сопрягаемой с отверстием 30Н6, определенные по тем же формулам при тех же значениях отклонений и допусков, получаем:

dкmax = 30 – 0,002 + 0,009 = 29,989 мм;

dкmin = 29,989 – 0,004 = 29,985 мм;

dк–w = 29,989 – 0,004 – 0,004 = 29,981 мм.

6. Допуск соосности измерительных элементов калибра в диаметральном выражении определяем по табл. П1.3 приложения 1.

Тск = Трк1 + Трк2 = 0,006 + 0,006 = 0,012 мм (независимый).

7. Схема калибра с указанием размеров и допусков измерительных элементов приведена на рис. 7.

 

Рис. 7. Схема калибра для контроля соосности

без базовых измерительных элементов

Пример 2

Расчет калибра для контроля соосности двух гладких цилиндрических поверхностей в детали, изображенной на рис. 8 ( с базовой измерительной поверхностью).

 

 

Рис. 8. Фрагмент детали с базовой измерительной

поверхностью

 

1. По чертежу требуется выдержать соосность отверстия Æ20Н7 по отношению к базе (отверстию Æ30Н6). Допуск соосности задан в диа-метральном выражении и равен Тс = 40 мкм, причем допуск соосности зависит как от допуска рассматриваемого элемента, так и от базового.

 

 
2. По п. 1 табл. П.1.2 приложения 1 находим позиционные допуски осей поверхностей. Для базовой поверхности      Тр1 = 0; для рассматриваемой поверхности         

Тр2 = Тс = 40 мкм.

Находим отклонения и допуски измерительных элементов калибра.

3.1. Для измерительного элемента не являющегося базовым, по табл. 2 при Тр2 = 40 мкм находим F = 12 мкм; Н = 5 мкм; W = 5 мкм;

Трк  = 8 мкм.

3.2. Для базового измерительного элемента

Н0 = Н = 5 мкм;   W0  = W = 5 мкм.

4. По формулам, приведенным в табл. 4, находим исполнительные размеры:

4.1. Базового измерительного элемента

dк0max = dG0–W ,

dG0–W  – определяется из схемы расположения поля допуска на изго-

товление   и   износ   гладкого   проходного   калибра-пробки  (Р-ПРизн)

для контроля отверстия диаметром 30 мм по ГОСТ 24853-81

(СТ СЭВ 157-75)

dG0–W  = dпр. изн  = D0min – y = 30 – 0,0015 = 29,999 мм,

где y – допустимый выход размера изношенного проходного (гладкого) калибра за границу поля допуска изделия.

dк0min  = dG0–W  – H0 = 29,999 – 0,005 = 29,994 мм;

dк0–W  =dG0–W  – H0 – W0  = 29,999 – 0,005 – 0,005 = 29,989 мм.

4.2. Измерительные элементы, не являющиеся базовыми:

dкmax= Dmin – Tр2 + F + H0  = 20 – 0,04 + 0,012 + 0,005 = 19,977 мм;

dкmin = dкmax – H = 19,977 – 0,005 = 19,972 мм;

dк–w  = dкmax – H – W = 19,977 – 0,005 – 0,005 = 19,967 мм.

5. Допуск соосности (в диаметральном выражении) измерительного элемента калибра относительно базового определяем по табл. П1.3 приложения 1.

Тск = Трк = 0,008 мм (независимый).

6. Схема калибра с указанием размеров и допусков измерительных элементов приведена на рис. 9.

 

 

Рис. 9. Схема калибра для контроля соосности с базой

 

Пример 3

Расчет калибра для контроля расположения отверстий в детали, показанной на рис. 10.

 

 

Рис. 10. Фрагмент детали фланца

 

1. По чертежу требуется выдержать расположение шести отверстий Æ6,2Н14 по отношению к базовому (центральному) отверстию Æ74,5Н9. Задан позиционный допуск расположения Тр = 0,1 мм в диаметральном выражении.

2. Для расчета предельных размеров измерительных элементов калибра воспользуемся следующими схемами расположения полей допусков калибров:

– схемой по рис. 5 для базовой измерительной пробки (базирование по отверстию Æ74,5Н9),  которая применительно к нашей детали представлена на рис. 11.

– для остальных измерительных элементов калибра схема, взятая из рис. 5, применительно к нашей детали будет выглядеть так, как показано на рис. 12.

 

 

Рис. 11. Схема расположения поля допуска калибра

с базовым измерительным элементом

 

 

Рис. 12. Схема расположения полей допусков калибров

для отверстий Æ6,2 мм

3. Находим отклонения и допуски измерительных элементов калибра по табл. 2 при Тр = 0,1 мм.

3.1 Для пробок, контролирующих расположение отверстий диаметром 6,2Н14:

F = 0,020 мм; Н = 0,008 мм; W = 0,008 мм.

3.2. Для базовой пробки:

Н0 = Н = 0,008 мм; W0 = W = 0,008 мм.

4.  По формулам, приведенным в табл. 4, находим исполнительные размеры:

4.1. Базового измерительного элемента (пробки)

dк0max  = dG0–W  = 74,5 мм,

dG0–W  – определяется исходя из схемы расположения поля допуска

на изготовление и износ гладкого проходного калибра-пробки

(Р-ПРизн) для контроля отверстия диаметром 74,5Н9 по ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ 157-75).

dк0min = dG0–W  – H0 = 74,500 – 0,008 = 74,429 мм;

dк0–W  = dG0–W – H0 – W0 = 74,500 – 0,008 – 0,008 = 74,484 мм.

4.2. Для остальных пробок

dкmax= Dmin – Tр + F + H0 = 6,2 – 0,1 + 0,02 + 0,008 = 6,128 мм;

dкmin = dкmax – H = 6,128 – 0,008 = 6,120 мм;

dк–w  = dкmax – H – W = 6,128 – 0,008 – 0,008 = 6,112 мм.

5. Определяем позиционный допуск осей пробок (кроме базовой) калибра по табл. 2 для

Tр  = 0,1 мм

Tрк  = 0,012 мм.

Примечание. Вместо позиционного допуска можно проставить на чертеже предельные размеры и предельные отклонения углов.

 

Подпись:  
Размеры изношенных калибров:
Æ74,484 мм
Æ6,112 мм
Рис. 13. Схема калибра распо-ложения для детали фланца
6. Схема калибра с указанием ис-полнительных размеров и допусков приведена на рис. 13.

Пример 4

Расчет калибра для контроля сим-метричности паза в детали, показан-ной на рис. 14.

Подпись:  
Позиционный допуск осей паза Æ 0,1 
(допуск зависимый):
база ось отверстий     
(допуск зависимый)

Рис. 14. Фрагмент детали головки
1. По чертежу требуется выдержать симметричность паза 20´9 по от-ношению к осям отверстий Æ 6,5 мм. Расположение паза по отношению к от-верстиям задано размерами 66,24 мм. Чертежом подразумевается, что пло-скость симметрии паза в одном направлении проходит через середину паза, деля размер 9+0,2 пополам. Вторая плоскость симметрии паза проходит через оси отверстий Æ 6,5 мм и середину паза, деля размер 20+0,84 пополам. Задан позиционный допуск расположения Tр = 0,1 мм в диаметральном выражении, причем допуск зависит от размера паза и базовых отверстий.

Для расчета предельных размеров измерительных элементов ка-либра выбираем схему расположения полей допусков калибров, по рис. 5, т.е. с базовыми измерительными элементами.

Находим отклонения и допуски измерительных элементов калибра по табл. 2 при Tр = 0,1 мм: F = 0,02 мм;

H = H0  = 0,008 мм; W = W0  = 0,008 мм; Tрк  = 0,012 мм.

По формулам, приведенным в табл. 4, находим исполнительные размеры:

 

4.1. Базового измерительного элемента

dк0max  = dG0–W  = 6,5 мм.

Размер dG0–W  – определяется  как размер гладкого рабочего проходного изношенного калибра-пробки по ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ 157-75).

В нашем случае

dG0–W  = dпр. изн = D0min – y,

где y – величина, характеризующая границу износа.

Для размера 6,5+0,1 эта величина равна нулю.

И тогда dG0–W  = D0min  = 6,5 мм.

dк0max = dG0–W  = 6,5 мм;

dк0min= dG0–W – H0 = 6,5 – 0,008 = 6,492 мм;

dк0–W  = dG0–W  – H0  – W0 = 6,5 – 0,008 – 0,008 = 6,484 мм.

4.2. Для пробки, входящей в паз:

– для контроля длины паза

dкmax  = Dmin – Tр + F + H0 = 20 – 0,1 + 0,020 + 0,008 = 19,928 мм;

dкmin = dкmax – H = 19,928 – 0,008 = 19,92 мм;

dк–w = dкmax – H – W = 19,928 – 0,008 – 0,008 = 19,912 мм.

– для контроля ширины паза, расчеты аналогичны предыдущему

dкmax = Dmin – Tр + F + H0 = 9 – 0,1 + 0,02 + 0,008 = 8,928 мм;

dкmin = dкmax – H = 8,928 – 0,008 = 8,920 мм;

dк–w = dкmax – H – W = 8,928 – 0,008 – 0,008 = 8,912 мм.

4.3. Позиционный допуск калибра, который будет проставлен на чертеже Tрк, равен 0,012 (см. раздел 3). Этот позиционный допуск может быть пересчитан на предельные отклонения и проставлен на чертеже.

5. Чертеж калибра с указанием исполнительных размеров и допусков приведен на рис. П2.2, а общий вид калибра показан на рис. П2.3 приложения 2.

 

Пример 5

Расчет калибра для контроля расположения восемнадцати отверстий в детали “головка” (общий вид детали приведен в приложении 2, рис. П2.3).

1. По чертежу требуется выдержать расположение 18 отвер-

стий Æ6,5+0,1 по отношению к центральному базовому отверстию Æ21+0,14 мм. В технических условиях задан позиционный допуск расположения Tр = 0,1мм. Допуск зависимый.

2. Используем схему расположения полей допусков калибров, представленную на рис. 5.

3. Находим отклонения и допуски измерительных элементов калибра по табл. 2 при Tр  = 0,1 мм:

F = 0,02 мм; H = 0,008 мм; W = 0,008 мм;

H = H0 = 0,008 мм; W = W0 = 0,008 мм.

4. По формулам, приведенным в табл. 4, находим исполнительные размеры.

dк0max  = dG0–W  =  dпр. изн  = 21,0 мм;

dк0min  = dG0–W  – H0 = 21 – 0,008 = 20,992 мм;

dк0–w  = dG0–W  – H0  – W0 = 21 – 0,008 – 0,008 = 20,984 мм;

dкmax  = Dmin – Tр + F + H0  = 6,5 – 0,1 + 0,020 + 0,008 = 6,428 мм;

dкmin = dкmax  – H = 6,428 – 0,008 = 6,420 мм;

dк–w  = dкmax – H – W = 6,428 – 0,008 – 0,008 = 6,412 мм.

5. Позиционный допуск осей пробок (кроме базовой) калибра по табл. 2 для Tр  = 0,1 мм равен Tрк  = 0,012 мм.

6. Чертеж калибра расположения приведен на рис. П2.1 прило-жения 2.

 

Приложение 1

 

Т а б л и ц а  П1.1

 

Пересчет предельных отклонений размеров,

координирующих оси, на позиционные допуски

 

Характеристика расположения поверхностей

Эскиз

Формула

для определения позиционного

допуска

1. Одна поверх-ность, координи-рованная отно-сительно плоскости (при сборке базовые плоскости соединяемых деталей совмещаются)

 

 

 

2. Две поверхности, координи-руемые друг относительно

друга

 

 

 

3. Три и более поверхностей, расположенных

в один ряд

 

1. Предельные отклонения

размера между осями двух

любых поверхностей

±dLS

2. Предельные отклонения

осей от общей плоскости ±dy

(dy = 0,5 dLS)

 

 

 

 

 

Предельные отклонения

осей от общей плоскости ±dy

(dy = dL)

 

 

 

 

 

 

 

П р о д о л ж е н и е  т а б л.  П1.1

 

Характеристика расположения поверхностей

Эскиз

Формула

для определения

позиционного

допуска

4. Три или четыре поверхности, расположенные

в два ряда

 

при   

 

5. Одна   или   несколько   поверх-ностей,  коорди-нированных отно-

сительно  двух взаимно  перпендикулярных  плоскос-тей (при сборке ба-зовые плоскости  соединяемых деталей совмещаются)

 

 

 

 

при   

6. Поверхности, расположенные

в несколько рядов

 

 

 

 

при   

 

 

 

О к о н ч а н и е  т а б л. П1.1

 

Характеристика расположения поверхностей

Эскиз

Формула

для определения

позиционного

допуска

7. Две поверхности, координированные друг относительно друга и базового элемента, определяющего центр системы полярных координат

 

 

 

8. Три и более поверхностей, расположенных

по окружности

 

 Предельные  откло-

 нения центрального

 угла  между  осями

 двух любых поверх-

 ностей  ±daS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. В формулах a и aS в минутах, 3440 – число минут в радиане, остальные размеры, отклонения – в миллиметрах.

 

Т а б л и ц а  П1.2

 

Пересчет допусков расположения поверхностей

на позиционные допуски

 

Заданный допуск

и характер расположения поверхностей

 

Эскиз

Формулы для определения позиционного допуска  Тр

1. Допуск соосности (симметричности) поверхности относительно оси (плоскости симметричности) базовой поверхности

 

Для базовой поверхности

Тр = 0

Для рассматривае-мой поверхности

 Тр = Тс

2. Допуск соосности (симметричности) двух и более поверхностей относительно оси (плоскости симметрии) базовой поверхности

 

Для базовой

поверхности 

Тр = 0

Для остальных поверхностей

Тр1 = Тс1

Тр2 = Тс2

3. Допуск соосности (симметричности) поверхности относительно  общей оси (плоскости симметрии)

 

 

Тр1 = Тс1

Тр2 = Тс2

4. Допуск соосности (сим-метричности) двух поверх-ностей. Базовая поверхность не указана. Расположение поверхности, вписанное

или смежное

 

 

5. Допуск перпендикуляр-ности (наклона) оси поверхности относительно плос-кости

 

 

Тр = ТR

Т а б л и ц а  П1.3

 

Пересчет позиционных допусков измерительных элементов калибра

на другие виды допусков расположения

 

Вид калибра

Указываемый допуск расположения или формы измерительных элементов

 

Эскиз

Формула

для пересчета позиционного допуска

Калибры для контроля соосности (симметричности) относительно оси (плоскости симметрии) базовой поверхности

Допуск соосности (симметричности) каждого измерительного элемента относительно оси (плоскости симметрии) базового измерительного элемента

 

 

 

 

Калибр для контроля соосности (симметричности) поверхностей относительно общей оси

Допуск соосности (симметричности) каждого измерительного элемента относительно общей оси (плоскос-ти симметрии)

 

 

 

Калибр для контроля соосности (симметричности) без базового измерительного элемента. (Расположение измерительных элементов вписанных или смежное)

Допуск соосности (симметричности) двух измерительных элементов

 

 

Калибр для контроля перпендикулярности (наклона) оси относительно плоскости

Допуск перпендикулярности оси измерительного элемента относительно плоскости

 

 

Калибр для контроля прямолинейности оси

Допуск прямолинейности оси измерительного элемента калибра

 

Приложение 2

 

 

Рис. П2.1.  Калибр для контроля 18 отв. Æ6,5+0,1

 

Рис. П2.2. Калибр для контроля расположения паза

 

 

Рис. П2.3. Общий вид контролируемой детали и калибра

для контроля расположения паза