Лекция тема: Средства измерений и контроля линейных размеров
Линейный размер твёрдого тела – это его длина, ширина и высота.
Длина – это расстояние между концами отрезка прямой, измеренное каким-либо отрезком, принятым за единицу длины.
Площадь – одна из количественных характеристик плоских геометрических фигур и поверхностей.
Объём – одна из количественных характеристик геометрических тел. - исследование) прямого измерения. Прямые измерения – это такие измерения, в результате которых измеряемый размер определяется прямым сравнением измеряемой величины с единицей измерения посредством меры или измерительного прибора, проградуированного в принятых единицах измерения.
В настоящее время для измерения линейных размеров применяют самые разнообразные измерительные приборы и инструменты.
Средства измерения линейных размеров
Средства измерения линейных и угловых величин:
Меры:
- концевые (плитки): плоскопараллельные и угловые;
- штриховые: шкалы линейные и угловые (лимбы, от лат. limbus– кайма), линейки, рулетки и угломеры;
-штангенинструмент: штангенциркули, штангенвысотомеры (штангенрейсмасы), штангенглубиномеры, штриховые угломеры (с нониусом).
Микрометрические инструменты: микрометры гладкие, нутромеры и глубиномеры.
Механические приборы: рычажные, с зубчатой передачей, с пружинной передачей, с рычажно-зубчатой передачей.
Оптико-механические приборы: оптиметры, пружинно-оптические головки, измерительные микроскопы, длиномеры, измерительные машины, проекторы.
Пневматические приборы: ротаметры (поплавковые длиномеры), манометрические.
Приборы для измерения шероховатости поверхности: щуповые и оптические.
Приборы для измерения зубчатых колёс.
Приборы для измерения резьб.
Приборы для измерения подшипников.
Приборы для измерения отклонений формы, расположения, волнистости.
Механические приборы и инструменты превалируют в измерениях линейно-угловых величин. Это объясняется простотой их применения, портативностью (фр. portatifотporte- носить), отсутствием необходимости подведения извне энергии для специального освещения или питания, сравнительно высокой надёжностью и долговечностью, невысокой стоимостью.
1.1. Концевые меры длины
1. Средства измерения линейных размеров
Средства измерения линейных и угловых величин:
Меры:
- концевые (плитки): плоскопараллельные и угловые;
- штриховые: шкалы линейные и угловые (лимбы, от лат. limbus– кайма), линейки, рулетки и угломеры;
- штангенинструмент: штангенциркули, штангенвысотомеры (штангенрейсмасы), штангенглубиномеры, штриховые угломеры (с нониусом).
Микрометрические инструменты: микрометры гладкие, нутромеры и глубиномеры.
Механические приборы: рычажные, с зубчатой передачей, с пружинной передачей, с рычажно-зубчатой передачей.
Оптико-механические приборы: оптиметры, пружинно-оптические головки, измерительные микроскопы, длиномеры, измерительные машины, проекторы.
Пневматические приборы: ротаметры (поплавковые длиномеры), манометрические.
Приборы для измерения шероховатости поверхности: щуповые и оптические.
Приборы для измерения зубчатых колёс.
Приборы для измерения резьб.
Приборы для измерения подшипников.
Приборы для измерения отклонений формы, расположения, волнистости.
Механические приборы и инструменты превалируют в измерениях линейно-угловых величин. Это объясняется простотой их применения, портативностью (фр. portatifотporte- носить), отсутствием необходимости подведения извне энергии для специального освещения или питания, сравнительно высокой надёжностью и долговечностью, невысокой стоимостью.
1.1. Концевые меры длины
Мера – тело, воспроизводящее единицу измерения.
Исходная мера, воспроизводящая основную единицу измерения, называется эталоном (фр. etalon).
От государственного эталона размеры метра и его долей передаются на рабочие штриховые и концевые меры длины, а затем – на изделия.
Концевая мера длины имеет форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими параллельными измерительными поверхностями и изготовлена из стали по ГОСТ 9038 – 83.
Концевые меры служат для хранения единицы длины и передачи размера от эталона длины до изделия. С их помощью поверяют, градуируют и устанавливают на размер измерительные приборы и инструменты, производят особо точные разметочные работы.
За рабочий размер концевой меры принимают её срединную длину, т.е. длину перпендикуляра, опущенного из середины одной из измерительных поверхностей меры на противоположную.
Разность между наибольшей и наименьшей длинами концевой меры называется её отклонением от плоскопараллельности, она должна лежать в заданных достаточно узких границах (0,16 – 0,35 мкм).
Номинальные размеры концевых мер установлены в пределах от 0,1 до 2000 мм с градацией (лат. gradatio–постепенное повышение, otgradus- ступень, степень) 0,001, 0,01, 0,5, 10, 25, 50, 100 и 1000 мм.
Шероховатость измерительных поверхностей концевых мер должна быть настолько малой (порядка 0,06 мкм), чтобы придать мерам притираемость. Притираемость – это свойство поверхностей, обеспечивающее прочное сцепление концевых мер между собой, а также с плоской стеклянной или кварцевой пластинами при прикладывании или надвигании одной меры на другую или меры на пластину. Притираемость необходима при сборке концевых мер в блоки из нескольких штук. Они должны выдерживать не менее 500 притираний друг к другу.
Концевые меры комплектуют в наборы, каждому из которых присвоен определённый номер (всего 20 номеров). Номинальные размеры мер, входящих в эти наборы, составляет арифметическую прогрессию с разностью 0,001, 0,01, 0,5, 1 и 10 мм.
По точности изготовления концевых мер их наборы подразделяют на четыре класса: 0, 1, 2, 3, из которых высшим является нулевой. Кроме того, для мер, находящихся в эксплуатации, установлены дополнительно 4 и 5-й классы, а по соглашению сторон изготовляют меры класса 00.
Концевые меры применяют для непосредственных измерений размеров деталей и калибров, причём при измерении диаметров отверстий радиусные боковинки притираются к блокам плиток. По концевым мерам производят настройку приборов на нулевую отметку шкалы при относительных измерениях, градуировку (нанесение отметок) и тарировку (определение цены деления) шкал приборов; поверку приборов, а также точную настройку станков на размер. Наборы образцовых мер на заводах служат средством хранения единицы длины.
Виды контроля
Контроль - это процесс получения и обработки информации об объекте (параметре детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект.
Классификация видов контроля
1) По возможности (или невозможности) использования продукции после выполнения контрольных операций различают неразрушающий и разрушающий контроль.
При неразрушающем контроле соответствие контролируемого размера (или значения) норме определяется по результатам взаимодействия различных физических полей и излучений с объектом контроля. Интенсивность полей и излучений выбирается такой, чтобы не только не происходило разрушений объекта контроля, но и не менялись его свойства во время контроля. В зависимости от природы физических полей и изучений виды неразрушающего контроля разделяются на следующие группы: акустические, радиационные, оптические, радиоволновые, тепловые, магнитные, вихревые, электрические, проникающих веществ.
При разрушающем контроле определение соответствия (или несоответствия) контролируемого размера (или значения) норме сопровождается разрушением изделия (объекта контроля), например, при проверке изделия на прочность.
2) По характеру распределения по времени различают непрерывный, периодический и летучий контроль.
Непрерывный контроль состоит в непрерывной проверке соответствия контролируемых размеров (или значений) нормам в течение всего процесса изготовления или определённой стадии жизненного цикла.
При периодическом контроле измерительную информацию получают периодически через установленные интервалы времени t. Период контроля t может быть как меньше, так и больше времени одной технологической операции tоп. Если t = tоп, то периодический контроль становится операционным (или послеоперационным).
Летучий контроль проводят в случайные моменты времени.
3) В зависимости от исполнителя контроль разделяется на: самоконтроль, контроль мастером, контроль ОТК (отделом технического контроля) и инспекционный контроль (специально уполномоченными представителями). Инспекционный контроль в зависимости от того, какая организация уполномочила представителя проводить контроль подразделяется на: ведомственный, межведомственный, вневедомственный, государственный (выполняемый контролёрами Госстандарта).
4) По стадии технологического (производственного) процесса отличают входной, операционный и приёмочный (приёмосдаточный) контроль.
Входному контролю подвергают сырьё, исходные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия, техническую документацию и т.п.
Операционный контроль ещё незавершённой продукции проводится на всех операциях производственного процесса.
Приёмочный контроль готовых, сборочных и монтажных единиц осуществляется в конце технологического процесса.
5) По характеру воздействия на ход производственного (технологического) процесса контроль делится на активный и пассивный.
При активном контроле его результаты непрерывно используются для управления технологическим процессом.
Пассивный контроль осуществляется после завершения либо отдельной технологической операции, либо всего технологического цикла изготовления детали или изделия. Он может бать ручным, автоматизированным и автоматическим.
6) В зависимости от места проведения различают подвижный и стационарный контроль.
Подвижный контроль проводится непосредственно на рабочих местах, где изготавливается продукция (у станка, на сборочных и настроечных стендах и т.д.).
Стационарный контроль проводится на специально оборудованных рабочих местах. Он применяется при необходимости создания специальных условий контроля; при наличии возможности включения в технологический цикл стационарного рабочего места контролёра; при использовании средств контроля, которые применяются только в стационарных условиях; при крупносерийном и массовом производстве.
7) По объекту контроля отличают контроль качества выпускаемой продукции, товарной и сопроводительной документации, технологического процесса, средств технологического оснащения, прохождения рекламации, соблюдения условий эксплуатации, а также контроль технологической дисциплины и квалификации исполнителей.
8) По числу измерений отличают однократный и многократный контроль.
9) По способу отбора изделий, подвергаемых контролю, отличают сплошной и выборочный контроль.
Сплошной (стопроцентный) контроль всех без исключения изготовленных изделий применяется при индивидуальном и мелкосерийном производстве, на стадии освоения новой продукции, по аварийным параметрам (размерам), при селективной сборке.
Выборочный контроль проводится во всех остальных случаях, чаще всего при крупносерийном и массовом производстве. Для сокращения затрат на контроль большой партии изделий (которую в математической статистике принято называть генеральной совокупностью) контролю подвергается только часть партии – выборка, формируемая по определенным правилам, обеспечивающим случайный набор изделий. Если число бракованных изделий в выборке превышает установленную норму, то вся партия (генеральная совокупность) бракуется.