МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«СТАХАНОВСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

для специальностей: 13.02.10 «Электрические машины и аппараты»;

22.02.06 «Сварочное производство»;

15.02.08 «Технология машиностроения»

Рассмотрено и согласовано

на заседании цикловой комиссии

специально-технических дисциплин

Протокол № __ от «____» _______________ 20_ г.

Председатель ц/к _______________ И.Н.Гнатюк

(подпись)

Стаханов

Составитель: преподаватель специальных дисциплин Новикова Е.П.

Методические рекомендации к выполнению практических занятий по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» разработаны в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и рекомендован к печати цикловой комиссией социально – технических дисциплин.

Методические рекомендации по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов всех форм обучения специальностей: 13.02.10 «Электрические машины и аппараты», 22.02.06 «Сварочное производство», 15.02.08 «Технология машиностроения».

/ГОУ СПО ЛНР «СМТ»; Сост: Е.П. Новикова. 27 с.

Содержание

Введение 4

Общие сведения о посадках 5

Графическое изображение допусков и отклонений 8

Практическая работа «Посадки с зазором» 9

Практическая работа «Посадки с натягом» 13

Практическая работа «Переходные посадки» 17

Практическая работа «Графическое изображение полей допусков» 21

Список литературы 27

Введение

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» является общепрофессиональной для специальностей: 13.02.10 «Электрические машины и аппараты», 22.02.06 «Сварочное производство», 15.02.08 «Технология машиностроения».

Программа дисциплины составлена с учетом связи с другими дисциплинами учебного плана и рассчитана на знание студентами физики, математики и инженерной графики.

Студенты должны использовать общие сведения о посадках, стандарты ЕСКД и ЕСТД, распространенные допуски и посадки, обладать умением графически изображать поля допусков.

Для лучшего усвоения материала, закрепления знаний и умений на занятиях проводятся практические работы, которые представлены в данных методических рекомендациях.

Общие сведения о посадках

Механизмы всех машин и приборов состоят из взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц. Характер соеди­нений должен обеспечивать точность положения или пере­мещения деталей и сборочных единиц, надежность экс­плуатации, простоту ремонта машин и приборов, поэтому конструкции соединений могут быть различными и к их характеру могут предъявляться различные требования.

В одних случаях необходимо полу­чить подвижное соединение с зазором в других — неподвижное соединение с натягом.

Зазором S называют разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала, т. е. S =D - d

Натягом N называют разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. При подобном соотношении диаметров d и D натяг можно считать отрицательным зазором, т. е.

N = - S = - (D-d) = d - D

Зазоры и натяги обеспечиваются не только точностью размеров отдельно взятых деталей, но главным образом соотношением размеров сопрягаемых поверхностей — посадкой.

Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадки характеризуют свободу относительного перемещения соединенных деталей или их способность сопротивляться взаимному смещению. В зависимости от расположения полей допусков отверстия и вала посадки разделяют на три группы:

- посадки с зазором обеспечивают зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала),

- посадки с натягом обеспечивают натяг в соединении (поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия);

- переходные посадки дают возможность получать в соединении как зазор, так и натяг. Номинальный размер (обозначают D) — размер, относительно которого определяют предельные размеры и от­считывают отклонения. Номинальные размеры являются основными размерами деталей или их соединений.

Действительный размер D_r d_r — размер, установленнный измерением с допустимой погрешностью. Погрешность измерения, а следовательно, и выбор измерительных средств необходимо согласовывать с точностью, которая требуется для данного размера.

Предельные размеры — два предельно допустимых раз­мера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер. Больший из двух предельных размеров называют наибольшим предель­ным размером (D_тах, d_max ), а меньший - наименьшим пре­дельным размером (D_min, d_min)

Предельные размеры позволяют оценивать точность обработки деталей.

Отклонением называют алгебраическую разность между размером (действительным, предельным) и соответствующим номинальным размером. Отклонения отверстий обозначают Е, валов е.

Действительное отклонение (Е_r, е_r) равно алгебраичеcкой разности действительного и номинального размеров

Е_r = D_r - D, е_r = d_r - d

Предельное отклонение равно алгебраической разности предельного и номинального размеров. Различают верхнее, нижнее и среднее отклонения.

Верхнее отклонение (ES, es) равно алгебраической разности наибольшего предельного и номинального размеров:

ES = D_max -D, es = d_max - D

Нижнее отклонение (ЕI, еi) равно алгебраической разности наименьшего

предельного и номинального размеров

EI = D_min - D, ei = d_min - D

Среднее отклонение (Е_т, е_т) равно полусумме верх­него и нижнего отклонений:

Е_т = 0,5 (ЕS + ЕI); е_т = 0,5 (еs + ei)

Отклонения являются алгебраическими величинами и могут быть положительными, если предельный или дей­ствительный размер больше номинального; отрицатель­ными, если предельный или действительный размер меньше номинального, и равными нулю — при равенстве указанных размеров.

Если диаметр отверстия D = 22 имеет откло­нения ЕS = 21 мкм и ЕI = 0, то на чертеже следует за­писать Ø 22^+0.021 .

Понятие о допуске размера. Разброс действительных размеров неизбежен, но при этом не должна нарушаться работоспособность деталей и их соединений, т. е. действительные размеры годных деталей должны находиться в допустимых пределах, которые в каждом конкретном случае определяются предельными размерами или предельными отклонениями. Отсюда и происходит такое понятие как допуск размера.

ДОПУСК (T - общее обозначение, TD - отверстия, Тd - вала) равен разности наибольшего и наименьшего предельных размеров

TD = D_max - D_{min ,} Td= d_max - d_min или абсолютной величине алгебраической разности верх­него и нижнего отклонений

TD = ES -EI, Td = es -ei

Допуск всегда является положительной величиной независимо от способа его вычисления. На чертежах до­пуск указывают только через предельные отклонения,

например

Графическое изображение допусков и отклонений

Графический способ изображения допусков и отклонений, которые устанавливают на размеры деталей и их соединений, обладает высокой наглядностью. Этот метод позволяет быстро определить характер соединения деталей и облегчает выполнение различных расчетов, связанных с точностью деталей и соединений.

Для упрощения и повышения наглядности удобнее изображать зоны допусков отверстий и валов целиком.

Масштаб при построении таких схем выдер­жать нельзя, так как допуски на обработку деталей в сотни и тысячи раз меньше номинальных размеров.

Нулевая линия — линия, положение которой соответствует номинальному размеру. От нее откладывают отклонения при графическом изображении допусков и посадок положительные — в одну сторону (например, вверх), а отрицательные — в другую (вниз).

На схемах указывают номинальный размеры, предельные отклонения, поля допусков и другие параметры.

Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поля допусков называют зонами, которые ограничены двумя линиями, проведенными на расстояниях, соответствующих верхнему и нижнему отклонениям. Положение поля допуска относительно номинального размера или нулевой линии определяется одним из двух отклонений — верхним или нижним, которое называют основным. В системе допусков и посадок СЭВ за основное отклонение принято меньшее из двух отклонений по абсолютному значению, т.е. ближайшее к нулевой линии.

Предельные отклонения откладывают от нулевой линии, а их численные значения вполне определяют величину и положение поля допуска относительно этой же линии.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ТЕМА: Посадки с зазором

ЦЕЛЬ: Научиться определять значение предельных размеров детали, допуски на размер и определять характер посадки по заданным предельным отклонениям размеров деталей

Порядок выполнения практической работы:

1. Ознакомиться с основными положениями допусков и посадок различных цилиндрических соединений

2. Определить предельные размеры заданных деталей (отверстий и валов)

3. Определить допуски на размеры

4. Определить зазоры

5. Определить характер посадки и построить поля допусков

6. Ответить на контрольные вопросы

Теоретические сведения

Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т. е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему.

Посадки с зазором характеризуются предельными зазорами — наибольшим и наименьшим.

Наибольший зазор S_max равен разности наибольшего предельного размера отверстия и наименьшего предельного размера вала Smax = Dmax - dmin

Наименьший зазор S_min равен разности наименьшего предельного размера отверстия и наибольшего предель­ного размера вала

Smin = Dmin -d max

Эти формулы можно преобразовать для вы­числения S_шах и S_min через отклонения:

Smax = ES - ei, Smin = EI - es

К посадкам с зазором относятся также посадки, в ко­торых нижняя граница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей поля допуска вала. У этих посадок, как у всех посадок с зазором поле допуска от­верстия располагается над полем допуска вала, но S_mm = 0.

Допуск посадки ТП равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение:

ТП=ТD + Тd.

Из схемы полей допусков посадки с зазором следует, что S_mах = S_min + ТD + Тd. Из этой же схемы следует, что зазоры изменяются в пределах от S_miп до S_max

Известно, что разность предельных значений раз­мера равна его же допуску. Таким образом, разность пре­дельных зазоров равна допуску зазора ТS, т. е.

S_mах - S_min = TS

Следовательно, можно доказать, что для посадок с зазором допуск посадки равен допуску зазора или предельных зазоров:

ТП = TS = S_mах - S_min

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

По приведенным данным рассчитать посадку с зазором; определить номинальные и предельные размеры; предельные и средние отклонения; предельные зазоры, допуски отверстия, вала и посадки. Построить схемы полей допусков.

Контрольные вопросы:

1. От чего зависят и в каком диапазоне должны быть числовые значения действительных размеров?

2. Что называют отклонением размера?

3. Как определить допуск размера?

4. Какие существуют правила обозначения допусков и предельных отклонений на чертежах?

5. В чем состоит графический метод изображения полей допусков через предельные отклонения размеров?

6. Что называют посадкой и какими параметрами она характеризуется?

7. Для каких соединений используют посадки с зазором?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ТЕМА: Посадки с натягом

ЦЕЛЬ: Научиться определять значение предельных размеров детали, допуски на размер и определять характер посадки по заданным предельным отклонениям размеров деталей

Порядок выполнения практической работы:

1. Ознакомиться с основными положениями допусков и посадок различных цилиндрических соединений

2. Определить предельные размеры заданных деталей (отверстий и валов)

3. Определить допуски на размеры

4. Определить натяг

5. Определить характер посадки и построить поля допусков

6. Ответить на контрольные вопросы

Теоретические сведения

Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т. е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. Натяг N- разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия

Посадки с натягом. Для образования натяга диаметр вала до сборки обязательно должен быть больше диаметра отверстия. В собранном состоянии диаметры обеих деталей в зоне сопряжения уравновешиваются. Это означает, что сборка осуществляется в результате упругих деформаций материала, и детали соединяются неподвижно. Посадки с натягом характеризуются предельными натягами.

Наибольший натяг N_max равен разности наибольшего предельного размера вала и наименьшего предельного размера отверстия; наименьший натяг N_тiп равен разности наименьшего предельного размера вала и наиболь­шего предельного размера отверстия:

Nmax = dmax - Dmin

Nmin = dmin - Dmax

Предельные натяги, как и предельные зазоры, удобно вычислять через предельные отклонения:

Nmax = es - EI

Nmin = ei - ES

Допуск посадки ТП равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение:

ТП=ТD + Тd.

Для посадок с натягом допуск посадки равен допуску натяга или разности натягов:

TП=TN= N_mах - N_min

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

По приведенным данным рассчитать посадку с натягом; определить номинальные и предельные размеры; предельные и средние отклонения; предельные натяги, допуски отверстия, вала и посадки. Построить схемы полей допусков.

Контрольные вопросы:

1. От чего зависят и в каком диапазоне должны быть числовые значения действительных размеров?

2. Что называют отклонением размера?

3. Как определить допуск размера?

4. Какие существуют правила обозначения допусков и предельных отклонений на чертежах?

5. В чем состоит графический метод изображения полей допусков через предельные отклонения размеров?

6. Что называют посадкой и какими параметрами она характеризуется?

7. Для каких соединений используют посадки с натягом?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ТЕМА: Переходные посадки

ЦЕЛЬ: Научиться определять значение предельных размеров детали, допуски на размер и определять характер посадки по заданным предельным отклонениям размеров деталей

Порядок выполнения практической работы:

1. Ознакомиться с основными положениями допусков и посадок различных цилиндрических соединений

2. Определить предельные размеры заданных деталей (отверстий и валов)

3. Определить допуски на размеры

4. Определить зазоры и натяги

5. Определить характер посадки и построить поля допусков

6. Ответить на контрольные вопросы

Теоретические сведения

В этой группе посадок возможно получение как зазора, так и натяга в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. Характерной особенностью переходных посадок является частичное перекрытие полей допусков вала и отверстия.

Переходные посадки. Основной особенностью переходных посадок является то, что в соединениях деталей, относящихся к одним и тем же партиям, могут получаться как зазоры, так и натяги. Переходные посадки характеризуются наибольшими зазорами и наибольшими натягами.

Сделаем следующие выводы: так как отрицательные за­зоры равны положительным натягам и наоборот, то для определения в переходной посадке значений Smax и Nmax достаточно вычислить оба предельных зазора или оба пре­дельных натяга; при правильном вычислении Smin или Nmin обязательно окажутся отрицательными, и по абсо­лютным значениям будут равняться соответственно Smax или Nmax.

Допуск посадки ТП равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение:

ТП=ТD + td.

Из схемы полей допусков посадки с зазором следует, что

S_mах = S_min + ТD + td. Из этой же схемы следует, что зазоры изменяются в пределах от S_miп до S_max

Известно, что разность предельных значений раз­мера равна его же допуску. Таким образом, разность пре­дельных зазоров равна допуску зазора ТS, т. е.

S_mах - S_min = TS

Следовательно, можно доказать, что для посадок с зазором допуск посадки равен допуску зазора или предельных зазоров:

ТП = TS = S_mах - S_min

Аналогично для посадок с натягом допуск посадки равен допуску натяга или разности натягов:

TП=TN= N_mах - N_min

При вычислении допуска переходных посадок в формулы подставляют предельные зазоры или натяги с их знаками. Иначе говоря, допуск переходной посадки ТП = S_{mах +} N_mах

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

По приведенным данным рассчитать переходную посадку; определить номинальные и предельные размеры; предельные и средние отклонения; предельные зазоры и натяги, допуски отверстия, вала и посадки. Построить схемы полей допусков.

Контрольные вопросы:

1. От чего зависят и в каком диапазоне должны быть числовые значения действительных размеров?

2. Что называют отклонением размера?

3. Как определить допуск размера?

4. Какие существуют правила обозначения допусков и предельных отклонений на чертежах?

5. В чем состоит графический метод изображения полей допусков через предельные отклонения размеров?

6. Что называют посадкой и какими параметрами она характеризуется?

7. Для каких соединений используют переходные посадки?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ТЕМА: Графическое изображение полей допусков

ЦЕЛЬ: Научиться строить поля допусков и отклонений

Порядок выполнения практической работы:

1. Ознакомиться с основными принципами графического изображения допусков отдельных деталей

2. Выучить типичные примеры графического изображения допусков и отклонений отверстий и валов

3. Построить упрощенные схемы расположения полей допусков и отклонений отверстий и валов

4. Ответить на контрольные вопросы

Теоретические сведения

Графический способ изображения допусков и отклоне­ний, которые устанавливают на размеры деталей и их соединений, обладает высокой наглядностью. Этот метод позволяет быстро определить характер соединения

дета­лей и облегчает выполнение различных расчетов, связан­ных с точностью деталей и соединений. Рассмотрим прин­цип графического изображения допусков отдельных дета­лей (рис. 1).

Рисунок 1. Графическое изображение допусков отдельных деталей

На рис. 1, а показано сопряжение оси с корпусом. У всех годных деталей, поступающих на сборку, размеры сопрягаемых поверхностей (рис. 1, б) находятся в пределах от D_max до D_min для отверстия (кор­пус) и от d_max до d_min для вала (вал).

При графическом изображении допусков детали, для которых строятся схемы допусков, не вычерчивают, вместо деталей на схемах дают условные изображения отверстий и валов без соблюдения масштаба (рис. 1, б, в и г),

Рисунок 2. Поля допусков

Нулевая линия — линия, положение которой соответствует номинальному размеру. От нее откладывают отклонения при графическом изображении допусков и посадок; положительные — в одну сторону (например, вверх), а отрицательные — в другую (вниз).

На схемах указывают номинальный D и предельные D_max. D_min, d_max, d_min размеры, предельные отклонения (ES, EI, es, ei) поля допусков и другие параметры.

Поле допуска — поле, ограниченное верхним и ниж­ним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поля допусков показывают зонами, которые ограничены двумя линиями, проведенными на расстояниях, соответствующих верх­нему и нижнему отклонениям (рис 2, а).

Положение поля допуска относительно номинального размера или нулевой линии определяется одним из двух отклонений — верхним или нижним, которое называют основным. В системе допусков и посадок СЭВ за основное отклонение принято меньшее из двух отклонений по абсо­лютному значению, т. е. ближайшее к нулевой линии. Для схемы, показанной на рис. 2, а, основными отклоне­ниями являются: для поля допуска отверстия — ниж­нее отклонение ЕІ; для поля допуска вала — верхнее отклонение es.

Предельные отклонения откладывают от нулевой линии, а их численные значения вполне определяют величину и положение поля допуска относительно этой же линии. Это обстоятельство позволяет применить более простой способ графического изображения полей допусков — через одни отклонения (рис. 2, б) На таких упрощенных схе­мах не указывают номинальные и предельные размеры. Положение нулевых линий всегда соответствует концу вектора номинального размера, который условно направ­ляют снизу вверх. Благодаря этому упрощенные схемы можно вычерчивать в масштабе; они получаются более наглядными, простыми и компактными, чем схемы на рис. 2, а.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

По приведенным данным построить схему полей допусков и найти величины допусков вала и отверстия, предельных зазоров и натягов, предельные размеры вала и отверстия, а также определить характер посадки

Контрольные вопросы:

1. По каким принципам выполняются графические изображения допусков отдельных деталей?

2. Что называют нулевой линией?

3. Как определить поле допуска размера?

4. Какие существуют правила графического изображения допусков деталей?

Список литературы

1. Козловский Н.С. Виноградов А.Н. Основы стандартизации, допуски и технические измерения. - М: Машиностроение, 1982

2. Козловский Н.С., Ключников В.Н. Сборник примеров и задач из курса «Основы стандартизации, допуски и технические измерения». - М: Машиностроение, 1983

3. Допуски и посадки. Справочник (под ред. Мягкова В.Д.). - М: Машиностроение, 1978