Development of a multidimensional measuring system and selection of control tools.

Разработка многомерной измерительной установки и выбор средств контроля.

1. Анализ исходных данных

1. Анализ точности размеров детали <<Вал>>

IT6: Точность размеров по 6 квалитету точности и по посадке h.

Точность размеров Ø40h6

IT6: Точность размеров по 6 квалитету точности и по посадке k.

Точность размеров Ø35k6

2. Анализ допуска формы и допуска расположения.

Допуск радиального биения расположения поверхности 0.02 Ø35k6^(+0.002)_(+0.018)

Допуск цилиндричность расположения поверхности 0.008 Ø35k6^(+0.002)_(+0.018)

Допуск радиального биения расположения поверхности 0.02 Ø35k6^(+0.002)_(+0.018)

Допуск радиального биения расположения поверхности 0.008 Ø40h6

Допуск симметричность расположения поверхности 0.015

3. Анализ шероховатости поверхности.

Ra 0.8: Шероховатость поверхностей Ø35k6

Ra 1.6: Шероховатость поверхностей Ø40h6

Тип производства – средний

Выбор средств метрологического измерения

Таблица 1. Параметры детали и их средства контроля

Контролируемый размер, мм	Допуск ,мкм	Средство измерения
Ø35k6^(+0.002)_(+0.018)	2 и 18	микрометр рычажный МР, у которого: – суммарная предельная погрешность ± 0,004 мм – интервал измерения 25–50 мм – интервал шкалы ± 0,02 мм – величина настроечной меры 40 мм
Ø40h6
Допуск радиального биения 0.02	20	Индуктивный датчик Ми- Checker Прямолинейность -0.3% Диапазон ±0.5 мм Ход ±0.6 мм
Допуск радиального биения 0.008	8
Допуск симметричность 0.015	15
1,6 * 45		Универсальный угломер с цифровым отсчетным устройством 106 ES Диапазон измерения- 2х180° Погрешность показаний-± 2 минуты
Ra 0,8	0,8	Профилометром MahrSurfM 400 Диапазон измерения ±250 мкм
Ra 1,6	1,6
Ra 3,2	3,2

Чертёж Детали

Расчет неопределенности

Измерительная задача - измерение радиального биения стального вала с номинальными размерами Ø35k6^(+0.002)_(+0.018)

Расчет составляющих неопределенности

Неопределенности инструмента

Погрешность датчика равна 2 мкм. Следовательно , неопределенность будет равна

=0.0006 мкм

Неопределенность от измерительных усилий

Силовые погрешности имеют следующие составляющие:

- упругие деформации элементов конструкции измерительного прибора или устройства крепления отчетного устройства (преобразователя);

- упругие деформации объекта измерения (детали);

- контактные деформации в зоне контакта измерительного наконечника с объектом измерения.

За геоматрические характреристики установки принимаем.

h=60 мм горизонтальный вылет кронштейна из держателя

L=76 мм- высота крепления горизонтального кронштейна над столом

D=26 мм - диаметр стойки

d=13 мм - диаметр горизонтального кронштейна

Определяем неопределённости из-за упругих деформаций элементов

конструкции и крепления датчика:

Вычисляем моменты инерции стойки и кронштейна :

Где Р = 0.1 Н- измерительное усилие, L=145 мм - длина стойки, h =60 ,

вылет кронштейна, E=2 •10⁵- модуль упругости материала для стойки и

кронштейна.

Неопределенность повторяемости

В соответствии с паспортом измерительного устройства, принимаем :

0.3* 10^-3

Неопределенность разрешения и округления

Разрешение измерительного прибора (аналогового или цифрового) или шаг дискретности последнего знака измеряемой величины или округленного значения измеренной величины являются причиной составляющей неопределенности.

где d=0.3 мкм - дискретность шага прибора.

Когда неопределенность от повторяемости по значению больше, чем неопределенность от разрешения или округления, то последние не учитываются.

Неопределенность от погрешности формы

Измеренная на образцах валов круглость составляет а=1,5мкм. Круглость - изм -изменчивость радиуса, поэтому проявление на диаметре увеличивается в два раза.

Неопределенность базирования

Неопределенность базирования возникает вследствие неточности взаимного расположения объекта измерения и измерительного устройства, что приводит к несовпадению действительной линии измерения измерительного устройства с теоретической линией измерения.

Рассчитаем неопределённость, связанную с перекосом датчика:

Температурная неопределенность

Неопределенность от температурных деформаций вызываются двумя явлениями:

- отклонения температуры окружающей среды от 20С;

-кратковременные колебания температуры воздуха в процессе измерения.

Предположим, что измерять деталь будут в цеху, то температура окружающей среды будет равна 20°.Колебания температуры составят 2°

где (t - 20) - отклонение температуры от 20° С; (а, - а ) - разность значений коэффициентов линейного расширения материала измерительного прибора и измеряемой детали.

Расчет суммарной неопределённости

Значение всех неопределённостей, необходимых для расчета суммарной неопределенности ,представлены в таблице 2.

Неопределенность	Значение мм
Неопределенность инструмента	0.0006
Неопределенность температурная	0.00035
Неопределенность базирования	0.00023
Неопределенность от измер. усилий	0.000125
Неопределенность повторяемости	0.003
Неопределенность разрешения и округления	0.00045
Неопределенность формы	0.0018