Измерение отклонения от плоскостности

     Т.к. неопределенность измерения отклонения от плоскостности отсчитывается  по оси ОZ, то следует определить влияние комплексных неопределенностей КЦ на неопределенности положения РЭ относительно БЭ в данном направлении.

     Т.к. неопределенность измерения плоскостности, отсчитывается по оси 0z, то следует определять влияние комплексных неопределенностей КЦ на неопределенность положения рабочего элемента относительно базового именно в этом направлении.

     Для данной конструктивной цепи можно записать:

        ,                                    

     где Uz ^{собств.} – собственная неопределенность положения по оси 0z; U_φх, U_φу, U_φz – неопределенности, из-за перекоса (поворота) относительно осей 0х, 0у, 0z соответственно; U_x, U_y – неопределенности положения вдоль осей 0х, 0у соответственно.

     Для выявления действующих комплексных  неопределенностей удобно применить  экспертный метод оценки с использованием матриц влияния:

 

     Т.о. формула (2) принимает вид:

      .

     Распределим U_ФУ между выявленными неопределенностями следующим образом: 

      = 10%         =0,89 мкм

      =10%          =0,89 мкм

      = 90%             =7,12 мкм.

     2.5. Представление результатов 

     Результаты  проектирования на данном этапе представим в виде таблицы: 

 

     

     Проектирование  норм точности на уровне конструктивных цепей 

     3 Проектирование норм точности перекоса (поворота) оси отверстия кронштейна относительно оси 0y.

     3.1. Исходные данные:

     - чертеж общего вида;

     - допустимая неопределенность измерения,  вызванная перекосом оси отверстия  кронштейна относительно оси 0y, [Uφ_y]=0,89 мкм.

     3.2. Задача: обеспечить выполнение неравенства:  Uφ_х≤[Uφ_х].

     3.3. Анализ источников неопределенностей:

     В общем случае по источнику возникновения все неопределенности можно разделить на теоретические, свойств материала, технологические и эксплуатационные. Очевидно, в нашем случае отсутствуют неопределенности свойств материала. Нет также схемных и параметрических теоретических неопределенностей. Конструктивные теоретические неопределенности возникают при материализации высших кинематических пар, в нашем случае они также отсутствуют. Вследствие того, что измерительное усилие 2МИГ (80 – 200 сН) соизмеримо с весом 2МИГ и с учетом того, что измерения проводятся в нормальных условиях, можно говорить об отсутствии силовых и температурных деформаций, т.е. об отсутствии эксплуатационных неопределенностей. Таким образом, имеют место только технологические неопределенности.

     Наиболее  удобной является следующая методика поиска источников первичных неопределенностей:

     1) для первой детали находят  первичные неопределенности, влияющие  на неопределенность положения  РЭ детали относительно БЭ  детали, при этом анализируют  теоретические, технологические,  эксплуатационные и неопределенности свойств материалов.

     2) переходят с БЭ первой детали  на РЭ второй детали через  место контакта, выявляя источники, влияющие на неопределённость изделия.

     3) с РЭ второй детали двигаются  на БЭ второй детали в соответствии  с пунктом 1 и т.д., пока не достигают последней детали.

     При использовании такой методики автоматически  учитывается распределение комплексного показателя качества между соединениями деталей и деталями (согласно иерархической «пирамиде»), что позволяет завершить процедуру проектирования норм точности контрольного приспособления уже на данном этапе.

     3.4 Решение задачи:

     а) Выявление источников первичных  неопределенностей.

     В результате получим следующие источники  первичных неопределенностей: 

     Б1–перекос из-за отклонения от параллельности осей отверстий кронштейна под измерительный преобразователь и стойку.

     Б2 – перекос из-за отклонения от прямолинейности оси стойки.

     Б3 – перекос из-за отклонения от перпендикулярности общей оси стойки к её базовой поверхности.

     Б4 – перекос из-за отклонения от плоскостности поверхности направляющей

     Б5 – перекос из-за отклонения профиля продольного сечен00ия посадочной поверхности стойки

     Б6 – перекос из-за отклонения от плоскостности поверхности каретки

     Б7 – перекос из-за отклонения от плоскостности поверхности зажимного кольца кронштейна

     Б8 – перекос из-за отклонения от плоскостности поверхности основания втулки кронштейна.

     Б9– перекос из-за отклонения от сферичности рабочей поверхности опор.

     б)  Оценка коэффициентов влияния первичных неопределенностей.

     Особенностью  решения этой задачи проектирования норм точности заключается в том, что комплексным показателем  качества контрольного приспособления является неопределенность измерения. Неопределенность измерения следует  рассчитывать на длине рабочего хода измерительного наконечника (при измерении отклонения от плоскостности рабочий ход измерительного наконечника будет соизмерим с допуском плоскостности, в данном случае допуск плоскостности равен 40 мкм, тогда с запасом примем длину рабочего хода измерительного наконечника 2 мм, т.е. 2000 мкм).

     Основываясь на принципе независимости действия первичной неопределенности: действие каждой первичной неопределённости (ПН) следует рассматривать независимо от действия других ПН, – найдем значения первичных неопределенностей. Рационально для этого применить геометрический метод.

     Б1: ПН нормируется допуском параллельности, по 5 степени точности для номинального l=32 мкм Т=5 мкм (см. рисунок ) АС-вылет измерительного наконечника (ГОСТ 24643-81). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, угол перекоса a₁=. 

     Б2:ПН нормируется допуском прямолинейности оси стойки. Назначим допуск прямолинейности по 5 степени точности, допуск для l=190 мм (высота стойки) Т=6 мкм ( ГОСТ 24648-80).Изобразим перекос на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₂= 
 

     Б3: ПН нормируется допуском перпендикулярности. Назначим допуск по 5 степени точности. Для номинального размера 190 мм Т=12 мкм. Изобразим перекос на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₃= 

     Б4: ПН нормируется допуском плоскостности. Назначим допуск плоскостности по 5 степени точности. Для номинального размера l=240 мм Т= 8 мкм (ГОСТ 24648-80) Перекос изобразим на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₄= 

     Б5: ПН нормируется допуском профиля продольного сечения. Назначим допуск  по 5 степени точности для номинального размера l=25 мм Т=4 мкм. (ГОСТ 24643-81). Перекос изобразим на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₅= 

     Б6: ПН нормируется допуском плоскостности. Назначим допуск по 5 степени точности. Для номинального значения l=180 мм Т=8 мкм (ГОСТ 24648-80) Перекос изобразим на рисунке

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₆= 

     Для уменьшения влияния этой неопределенности в каретке сделаем выборку  материала. 
 
 
 

     Б7: ПН нормируется допуском плоскостности, назначим допуск по 5 степени точности, для номинального размера l=110 мм Т=6 мкм. Изобразим перекос на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₇= 

     Б8: ПН нормируется допуском плоскостности, назначим допуск по 5 степени точности, для номинального размера l=70 мм Т=5 мкм. Изобразим перекос на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₈= 

     Б9: ПН нормируется через допуск формы заданной поверхности. Назначим допуск Т =1,2 мкм (Леликов «Допуски и посадки»). Изобразим перекос на рисунке 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таким образом, a₉= 
 

     Выявленные  первичные неопределенности относятся  к классу векторных. Формула для расчета векторных неопределенностей имеет вид:

      .

     Рассчитаем  первичные неопределенности измерения  из-за каждой выявленной ПН с учетос коэффициентов влияния:

     На  рисунке  изображена схема расчета  инструментальной погрешности измерения: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Расчет  погрешности следует производить  на длине рабочего хода измерительного наконечника, которая в нашем  случае составляет 2000 мкм (2 мм). Из треугольника АВС найдем АВ, тогда U=2-2cos(a_i)

     U₁ =2-2cos(0,0089)=0,024 10^-7 мм

     U₂ =2-2cos(0,0036)= 0,039 10^-7 мм

     U₃ =2-2cos(0,0036)=0,039 10^-7 мм

     U₄=2-2cos(0,0019)= 0,11 10^-7 мм

     U₅ =2-2cos(0,00091)= 2,5 10^-7 мм

     U₆ =2-2cos(0,0025)=0,19 10^-7 мм

     U₇ =2-2cos(0,003)=0,274 10^-7мм

     U₈ =2-2cos(0,004)=0,487 10^-7 мм

     U₉ =2-2cos(0,001)=3 10^-7 мм 

     Тогда  T_S= 10^-7=3,36 10^-7 мм =3,36 10^-4 мкм. 

     3.5 Представление результатов