43011

Расчет контрольно-измерительного приспособления КП 4ОУ-1297

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Данное контрольно-измерительное приспособление предназначено для контроля среднего диаметра винта рулевого управления. На этой операции необходимо строго выдерживать диаметральный размер при нарезании винтовой резьбы для последующего его шлифования.

Русский

2013-11-03

69 KB

27 чел.

1. Описание контрольного приспособления КП 4ОУ-1297.

Данное контрольно-измерительное приспособление предназначено для контроля среднего диаметра винта рулевого управления. На этой операции необходимо строго выдерживать диаметральный размер при нарезании винтовой резьбы для последующего его шлифования.

Контрольное приспособление состоит из основания, собранного из швеллеров, на котором расположены: каретка, сепаратор, планка, крепящаяся к каретке при помощи винтов, косынка, панель. Каретки и сепараторы закрыты кожухами. Так же к основанию при помощи винтов крепится скалка. На панели расположены направляющие, по ним перемещаются каретки и сам измерительный узел. На основании расположены передняя и задняя бабки, в которых по центровым отверстиям в центра устанавливается деталь. На направляющих монтируются измерительные узлы контрольного приспособления: стойка, сухарь, винты, наконечники, шарики (диаметром 7,144мм), закрепленные в наконечниках, которые вступают в контакт с измеряемой деталью. Основным измерительным элементом является индикатор с ценой деления 0,001мм. Индикатор часового типа является наиболее распространенным и широко применяется в конструкциях контрольных приспособлений.

Передаточный механизм индикаторов состоит из зубчатых  передач, преобразующих линейные перемещения измерительного стержня в пропорциональные перемещения стрелки.

2. Описание настройки контрольного приспособления.

Данное контрольно-измерительное приспособление предназначено для контроля среднего диаметра винта рулевого управления.

Индикатор часового типа  ценой деления 0,001 мм применяется в конструкциях контрольного приспособления, предназначенного для проверки допусков не менее 0,03 мм. Настройка индикатора на нулевые деления осуществляется по эталону. Проверка внутреннего диаметра (по шарикам - диаметром 7,144мм ) показывает вышла ли деталь за пределы допуска или нет. А для наладки станка требуется проверка, показывающая величину имеющегося отклонения. Это возможно благодаря применению индикатора.

3. Порядок работы.

Перед началом измерения индикатор настраивается на ноль по эталонной детали.

Деталь устанавливают в центрах передней и задней бабки с помощью рукоятки. Рукоятка скалки, установленная в стойках опускается, и деталь вступает в контакт с двумя шариками , закрепленными в наконечниках.

Передний наконечник через рычаг соединен с одной подвижной кареткой. Измерение диаметра винта производится с помощью индикатора часового типа. По индикатору смотрят, находится ли диаметр в заданном поле допуска. Если размер винта за полем допуска, то производят перенастройку инструмента до достижения заданного размера деталью. Диаметр винта проверяется по всей длине винтовой части. Ход измерительного узла ограничен упорами.

4. Анализ конструкции КП.

В данном контрольном приспособлении вращение детали осуществляется вручную и каретка передвигается механически. Этот процесс можно автоматизировать путем установки низкооборотного электромотора со скоростью вращения 7об/мин.

Данный метод контроля–относительный, так как годность контролируемой детали определяется по показаниям циферблата индикатора. Для  повышения производительности контроля и исключения погрешности параллакса установим амплитудный электроконтактный датчик, настроенный на заданный предельный размер по шкале.

5. Расчет погрешностей.

  1.  Погрешность установки  объекта измерения  в  приспособлении   Δк.

      Δк = √ Δкб2 + Δкз2 + Δкп2     (мкм)          (1)

а) Δкб – погрешность базирования.

В данном КП деталь устанавливается в центра, следовательно используем схему установки в центра с погрешностью по глубине и расположению центровых отверстий в соответствии с рисунком 1.

                 

Рисунок 1 - Схема базирования

Е1   Δк1 =2*а=2*13=26

Е2    Δк2 =1.15*а*с/l=1,15*13*3,44/344=0,149

Δкб =0,149мкм-погрешность базирования                             

б) Δкз – погрешность закрепления.

Для партии контролируемых деталей погрешность закрепления принимается равной нулю, если величина смещения детали постоянна, сила закрепления постоянна (Q = const), качество поверхностей одинаково

(С = const). Следовательно: Δкз = 0.  

в) Δкп – погрешность положения объекта измерения.

Δкп = t*√ λ1и2 + λ2р2 + Δу = 3*√1/√3*0,00282 = 0,00638 мкм

t = 3 – коэффициент, определяющий долю возможного брака.

λ1, λ2 = 1/√3 – коэффициенты, зависящие от закона распределения величин Δи и Δр (для закона равной вероятности).

Δи – погрешность, износа установочных элементов приспособления.

Δи = β*Nm = 0,002* 20,5 = 0,002*1,41 = 0,0028 мкм.

β = 0,002 – коэффициент, зависящий от вида опоры (для опор в виде цилиндрических пальцев).

N = 2 – количество контактов объекта измерения с опорой.

m = 0,5 – коэффициент, учитывающий интенсивность износа опоры                                            для опор с неразвитой несущей поверхностью).

Δр = 0 – погрешность установки КП на рабочем месте.

Δу = 0 – погрешность, характеризующая неточность положения  установочных элементов КП.

Из-за малости величин Δр и Δу после настройки КП по установочным мерам, они часто принимаются равными нулю.

Подставим полученные значения в формулу (1) и получим:

Δк = √ Δкб2 + Δкз2 + Δкп2 = √ 0,1492 + 0,006382 = 0,149мкм

  1.  Δиу – погрешность измерительного устройства  при нормируемых условиях измерения.

Δиу = Δиу + √ Δиу2 + Δиу2    (мкм) (2), где:  

Δиу - предельная погрешность для средства измерения;

Δиу - погрешность измерителя в пределах цены деления;

Δиу - погрешность параллакса.

Δиу = 4мкм – предельная погрешность (для индикаторов с ценой

деления 0,001 мм, пределом измерения 1мм).

Δиу = 0,3*0,001 =0,0003мм =0,3мкм– погрешность измерителя в пределах цены деления (для стрелочных приборов).

Δиу =0мкм – погрешность параллакса (установлен электроконтактный амплитудный датчик).

Подставим полученные значения в формулу (2) и получим:

Δиу = Δиу + √ Δиу2 + Δиу2 = 4 + √ 0,032 +  02 = 0,424 мкм

  1.  Δп – погрешность передаточных устройств

Δп = Σ Δпi + √ Σ (Δпi)2       (мкм)      (3), где

Δпi  – систематическая составляющая погрешности (при настройке КП по установочным мерам).

Δпi = 0

Δпi – случайная составляющая погрешности.

Δпi = 0

Подставим полученные значения в формулу (3) и получим:

Δп = Σ Δпi + √ Σ (Δпi)2 =0 мкм

  1.  Δм – погрешность установочных мер

В качестве установочной меры при настройке КП применяется специальная (эталонная) деталь. Δм = 0 мкм.

  1.  Погрешности, возникающие от температурных деформаций Δт.

Температурный режим:

V = √[Δt1*(αп-αд)max/(11,6*10-6)]2 + [Δt2*αmax/(11,6*10-6)]2    (4), где:

Δt1– отклонение температуры среды от +20оС;

Δt2– кратковременные колебания температуры воздуха в процессе измерения;

Δt1=5град.

Δt2=5град.

(αп-αд)max – максимально возможная разность значений коэффициентов   линейного расширения материала средства измерения (αп) и объекта измерения (αд);

αmax – максимальное значение коэффициента линейного расширения материала деталей СИ или ОИ;

αп = (10…13)*10-6 град-1 - т.к марка материала неизвестна.

Подставив полученные значения Δt1, Δt2, αmax и αп в формулу (4) получим:

V = √[Δt1*(αп-αд)max/(11,6*10-6)]2 + [Δt2*αmax/(11,6*10-6)]2 =

= √[5*(10*10-6)/(11,6*10-6)]2 + [5*10*10-6/(11,6*10-6)]2 =

 =√(5*0,862)2 + (5*0,862)2 = √ 4,312 + 4,312 = √ 37,1522 = 6,0953

Т.к. 6,0953 < 10 , то Δт = 0.

  1.  Погрешности, вызванные деформацией элементов контрольного приспособления или объекта измерения, в результате силовых факторов Δкк.

      Δкк = 0, т.к. величина усилия, действующего на объект измерения, равна нулю.

  1.  Погрешности настройки контрольного приспособления Δн

Δн =0, т.к. значения этих погрешностей выявляются в процессе аттестации контрольного приспособления и могут быть устранены. 9.8 Погрешности, обусловленные наличием шероховатости измеряемой поверхности Δш.

Δш  ≈ 4*RaRz  (мкм)   (5), где

Ra – среднее арифметическое отклонение профиля для измеряемой поверхности.

Rz – высота неровностей микро-профиля по десяти точкам для измеряемой поверхности.

Подставим полученные значения в формулу (5) и получим:

Δш  =4*1,25=5 мкм

  1.  Погрешности, обусловленные наличием шероховатости измеряемой поверхности Δш

Δш  ≈ 4*RaRz  (мкм)   (5), где

Ra – среднее арифметическое отклонение профиля для измеряемой поверхности.

Rz – высота неровностей микро-профиля по десяти точкам для измеряемой поверхности.

Подставим полученные значения в формулу (5) и получим:

Δш  =4*1,25=5 мкм

  1.  Определение суммарной погрешности измерения.

ΔΣ = √ Δк2 + Δну2 + Δп2 + Δм2 + Δт2 + Δкк2 + Δн2 + Δш2   (мкм) (6)

Подставив ранее найденные значения составляющих суммарной погрешности в формулу (6), получим:

ΔΣ = √ Δк2 + Δну2 + Δп2 + Δм2 + Δт2 + Δкк2 + Δн2 + Δш2 =

= √ 0,1492 + 0,424 2 + 02 + 02 + 02 + 02 + 02 +52 = 5,020 мкм      

6. Методика выполнения измерения.

Методика применяется в области машиностроения, в ней приводится описание выполнения измерений КП 4ОУ-1297, которое предназначено для  контроля диаметра впадин винта рулевого управления, ОИ - винт рулевого управления.

Результат измерения снимается  оператором с циферблата индикатора и заносится в специальный  журнал.

Нормы точности

В соответствии с ГОСТ 28.187-89 «Допускаемые погрешности измерений, отклонений формы и расположения поверхностей» величина допускаемой погрешности измерений составляет 25% от поля допуска.

Реализация данной методики выполнения измерений обеспечивает необходимую точность.  Следовательно, предельно допустимая погрешность измерения для КП 40У-1297  для размера 36,844(-0,048) равна:  

[Δ] = 0,25*T = 0,25*48 = 12 мкм.

Условия проведения измерения

При выполнении измерений должны соблюдаться следующие рабочие условия:

- температура 20±5 С0;

- влажность не более 70 %;

- давление – атмосферное;

- освещение не менее 200 лк.

Вибрация и механические воздействия могут привести к неправильным результатам измерения или к поломке СИ.

Исключение грубых ошибок

Если при обработке результатов измерений выявляется наличие грубых  погрешностей, то необходимо выяснить причину их возникновения.

Для этого надо проверить настройку КП и при необходимости перенастроить его. Если же в перенастройке КП необходимости нет, то деталь следует отбраковать.

Техника безопасности

1. Необходимо провести инструктаж по технике безопасности.

2. Оговорить безопасные приемы измерений.

Требование к персоналу

Прохождение обучения на рабочем месте.

Регистрация результатов измерения

Измерения, проводимые данным КП, прямые, статические, однократные, относительные.

Выбранный метод контроля – относительный, т.к. годность контролируемой детали определяется по показаниям индикатора, которому передается измерительное усилие от измерительных контактов, соприкасающихся с измеряемой деталью. Производится проверка деталей по принципу «годен / не годен».

Если полученное значение отклонения находится в пределах предельно-допустимых значений отклонений, т.е. не превышает -0,048 мкм, то деталь признается годной.  Если полученное значение отклонения выходит за  границы предельно-допустимых значений отклонений, то деталь бракуется.

7. Заключение.

Данное измерительное приспособление было автоматизированно путем замены механического привода каретки электромотором и установкой амплитудного электроконтактного преобразователя.


Список используемой литературы.

1. Зайцев С.А., Грибанов Д.Д., Толстов А.Н. «Контрольно-измерительные приборы и инструменты»-2002.

2. Сорочкин Б. М. «Автоматизация измерений и контроля размеров деталей»-1990.

3. Педь Е.И.  «Активный контроль в машиностроении»-1978.

4. Мейзда Ф. «Электронные измерительные приборы и методы измерений»-1990.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76748. Отечественные анатомы XX века 185.74 KB
  Открылись новые кафедры анатомии человека лаборатории и институты морфологии. Большую роль в обмене опытом и консолидации морфологов сыграл журнал Архив анатомии гистологии эмбриологии основанный в 1916 г. Целая плеяда выдающихся российских ученыханатомов заняла лидерские позиции и сделала огромный вклад в развитие анатомии советского периода.
76749. Индивидуальная изменчивость органов 186.7 KB
  При этом индивидуальный соматотип и характер реактивности окончательно складываются в пубертатном периоде что по В. Возрастная периодизация человека Внутриутробное антенатальное развитие. Зародышевый эмбриональный период 0–2 месяца: период оплодотворения дробления и образования бластоцисты имплантация в стенку матки первая неделя 6–7 дней; период гаструляции и формирования трех первичных зародышевых листков: экто энто и мезодермы 2–4–я недели; период обособления тела зародыша с развитием органов и тканей и образованием...
76750. Кость как орган: ее развитие, строение, рост 186.52 KB
  Как орган кость обеспечена сосудами и нервами находящимися в надкостнице а вглубь кости проникающими через питательные отверстия. На 6–8 неделе эмбрионального развития из соединительной ткани начинает формироваться костная например в костях свода черепа такие кости называют первичными покровными. При хрящевом остеогенезе в соединительной ткани появляется хрящ а потом в нем развивается костная ткань что характерно для большинства костей скелета – и такие кости называют вторичными. Разрастание костной ткани в хряще осуществляется...
76751. Позвонки: их строение в различных отделах 191.33 KB
  Отростки processi: поперечные: правый и левый processus trnsversus – для прикрепления мышц и связок; суставные верхние и суставные нижние – processus rticulre superiores et inferiores – для образования межпозвоночных суставов; остистый – processus spinlis – для прикрепления связок и мышц. Атлант tls – первыйшейный позвонок отличительные признаки передняя и задняя дуга – rcus nterior et rcus posterior – для прикрепления мембран и связок; борозды позвоночной артерии – на задней дуге сверху – sulci . vertebrle; передний и задний...
76752. Позвоночный столб в целом 188.39 KB
  Грудной отдел – 12 позвонков – наличие реберных ямок на телах для суставов головки ребра и суставных поверхностей на поперечных отростках для ребернопоперечных суставов Поясничный отдел – 5 позвонков – массивность тела специфическое положение отростков сосцевидные бугорки на верхних суставных отростках. Величина изгибов меняется в зависимости от массы тела и его отдельных частей физической нагрузки мышечного напряжения возраста пола наконец от положения тела при вертикальном она увеличивается горизонтальном уменьшается. С...
76753. Ребра и грудина. Грудная клетка в целом 184.3 KB
  На позвоночном конце ребра находятся: головка с гребнем у IIX ребер и верхней нижней суставными поверхностями покрытыми гиалиновым хрящом у I XI и XII ребер гребень отсутствует; шейка переходящая углом в тело; на переходе – бугорок на 10 верхних ребрах с двумя возвышениями: медиальнонижнее имеет суставную ямку для сочленения с поперечным отростком позвонка к другому возвышению прикрепляется связка; последние два ребра бугорка не имеют у первого ребра бугорок совпадает с вершиной угла. Тело ребра изогнутое у позвоночного конца...
76754. Развитие черепа в онтогенезе 191.91 KB
  Кости лицевого черепа развиваются на основе висцеральных дуг которых закладывается 5 пар а между ними – 5 пар висцеральных карманов старое название жаберные дуги и жаберные карманы. Висцеральные дуги для лицевого черепа. Ядра точки окостенения подразделяются на: первичные 4150 появляющиеся во внутриутробном периоде в костях мозгового черепа их больше всего начало появления 78 недели к рождению они образуют 20 крупных очагов оссификации; вторичные появляющиеся после рождения; в больших костях черепа их мало но между костями в...
76755. Варианты и аномалии костей черепа 181.64 KB
  Теменные кости выраженность теменных бугров особенно у женщин; появление межтеменной кости. Затылочная кость наличие поперечного шва отделяющего верхнюю часть чешуи и образование вставочной дополнительной кости; присутствие более мелких добавочных костей часто расположенных в швах кости швов; значительная выраженность затылочных выступов; уплощение чешуи слабая выраженность борозд или наоборот увеличение изогнутости чешуи и углубление борозд; разнообразные формы большого отверстия костных валиков вокруг внутреннего его края;...
76756. Первая и вторая висцеральные дуги 187.99 KB
  Развитие лицевого (висцерального) черепа определяется мозгом и краниальным (глоточным) отделом первичной кишки, в котором на боковых стенках между висцеральными (жаберными) карманами появляются хрящевые висцеральные (жаберные) дуги, но особое значение для черепа имеют первые две.