Точность обработки и измерений

При обработке деталей необходимо выдерживать определенные геометрические параметры поверхностей: размеры, форму и относительное расположение. Степень приближения истинного значения рассматриваемого параметра к его теоретическому значению называется точностью.

На рисунке 7 показаны отклонения геометрических параметров обработанной детали от номинальных значений. Действительная поверхность детали после обработки может иметь различные от­клонения от номинальной поверхности, определенной чертежом.

К таким отклонениям относятся отклонения действительных (из­меренных) размеров детали от номинальных, отклонения во вза­имном расположении поверхностей обработанной детали (откло­нения от параллельности, перпендикулярности, заданных углов наклона одной поверхности относительно другой), волнистость поверхности и ее шероховатость.

Отклонения могут иметь различные числовые значения. Мерой точности того или иного параметра является допускаемое отклоне­ние числового значения параметра от его номинального значения.

а – цилиндрической: D_ном – номинальный диаметр детали; D_действ - действительный диаметр детали; ∆D – отклонение действительного диаметра детали от номинального; R₀ – радиус номинальной поверхности; R и R₁ - соответственно радиус поверхности в точке, расположенной под углами φ и φ₁ к горизонтали; ОО΄ - расстояние между реальной и идеальной осями; φ, φ₁ – углы поворота при контроле реального профиля; б – плоской; в – поперечного сечения

Рисунок 7 – Отклонения от номинальных значений геометрических параметров обработанной детали

Числовое значение линейной величины (диаметр, длина, шири­на, высота) называют размером. Размер детали, определенный с помощью измерительного инструмента, называют действительным размером. Чтобы деталь считалась годной, этот размер должен находиться между наибольшим и наименьшим предельными раз­мерами. Разность между наибольшим и наименьшим предельны­ми размерами принято называть допуском. Величина допуска оп­ределяет точность изготовления детали. В соответствии с единой системой допусков и посадок различают 19 квалитетов точности изготовления деталей, номер квалитета возрастает с увеличением допуска на размер. Таким образом, чем выше номер квалитета, тем меньшая точность требуется при обработке заготовок.

Отклонения формы и взаимного расположения поверхностей на чертежах имеют условные обозначения. К отклонениям фор­мы относятся отклонения от прямолинейности, плоскостности, круглости, цилиндричности и отклонение профиля продольного сечения.

Отклонение от прямолинейности (рисунок 8, а-д) - это наиболь­шее расстояние от точек реального профиля 1 до прилегающей (но­минальной) прямой 2. Частными случаями отклонения от прямо­линейности являются выпуклость и вогнутость (рисунок 8, б и в), отклонение от прямолинейности оси в пространстве или заданном направлении от номинального.

Отклонение от плоскостности (рисунок 8, е-з) - это наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до точек прилегающей (номинальной) поверхности. Частными случаями этого отклоне­ния являются выпуклость и вогнутость (рисунок 8, ж и з).

а-д – отклонение от прямолинейности; е-з – отклонение от плоскостности; 1 – реальный профиль; 2 – прилегающая (номинальная) прямая; 3, 5 – реальные оси; 4 – номинальная ось; 6 – реальная поверхность; 7 – номинальная поверхность; L, L₁, L₂ – длина контролируемого участка; ∆ - отклонение реального положения поверхности от номинального

Рисунок 8 – Отклонение плоских поверхностей от формы

Отклонение от круглости (рисунок 9) - это наибольшее расстоя­ние от точек реального профиля 2 до прилегающего (номинально­го) профиля 7. Частными случаями отклонения от круглости явля­ются овальность и огранка (рисунок 9, б и в).

Отклонение от цилиндричности - это наибольшее расстояние от реального профиля 4 до прилегающего (номинального) профиля 3 (рисунок 9, г).

а – общий случай; б – овальность; в – огранка; г – отклонение от цилиндричности; 1, 3 – номинальные профили; 2, 4 – реальные профили; ∆ - отклонение реального профиля от номинального; d_min, d_max – реальные размеры поперечного сечения; L – длина контролируемого участка

Рисунок 9 – Отклонения от круглости

Отклонение профиля продольного сечения - это наибольшее рас­стояние от точек реального профиля 2 до соответствующих точек прилегающего (номинального) профиля 1 (рисунок 10, а). Частными случаями этого отклонения являются конусность (рисунок 10, б), бочкообразность (рисунок 10, в) и седлообразность (рисунок 10, г).

а – общий случай; б – конусность; в – бочкообразность; г – седлообразность; 1 - номинальный профиль; 2 – реальный профиль; L – длина контролируемого участка; ∆ - отклонение реального профиля от номинального; d_min, d_max – реальные размеры поперечного сечения

Рисунок 10 – Отклонение профиля продольного сечения

К отклонениям взаимного расположения поверхностей относят­ся отклонения от параллельности, перпендикулярности, угла рас­положения, соосности, концентричности.

Незначительные отклонения реальной поверхности от номи­нальной в виде неровностей с относительно малыми расстояниями между ними называются шероховатостью. Если эти расстояния от­носительно велики по сравнению с высотой рассматриваемых не ровностей, то такое отклонение называется волнистостью. Посколь­ку при слесарной обработке не достигаются высокие квалитеты точности, то погрешности в виде шероховатости и волнистости не оказывают существенного влияния на точность изготовления, так как их размеры незначительны по сравнению с теми предельными отклонениями, которые задают при слесарной обработке.

Под измерением понимается сравнение контролируемой вели­чины с другой величиной того же рода, принятой за эталон. Точ­ность измерения связана с определенным видом измерительного инструмента и может быть достигнута только при неукоснитель­ном выполнении правил измерения.

К основным причинам, снижающим точность измерения, мож­но отнести: неудовлетворительное состояние инструмента (меха­нические повреждения измерительных поверхностей или их загряз­нение, неправильное положение нулевых отметок шкалы и нониу­са); неправильное взаимное расположение контролируемой дета­ли и измерительного инструмента; температурные отклонения де­тали или инструмента от нормального значения температуры из­мерения (нормальной считается температура 20 °С); незнание уст­ройства измерительного инструмента или неправильное пользова­ние им; неправильный выбор баз для измерения.

Для повышения точности измерения необходимо повторять не­сколько раз, а затем вычислять их среднее арифметическое значе­ние. Ни одно измерение невозможно произвести абсолютно точ­но, поэтому измеренное значение величины всегда отклоняется от ее действительного значения. Это отклонение называется погреш­ностью измерения.

Необходимая точность измерений может быть достигнута толь­ко при использовании измерительных инструментов высокого ка­чества с ценой деления шкалы и нониуса, соответствующей точно­сти измерения. Поэтому при выборе измерительного инструмента необходимо убедиться, что цена деления его отсчетного устрой­ства соответствует тем требованиям точности, которые предъяв­ляют к точности обработки проверяемой детали.