Методы и средства контроля углов и конусов

Данная работа знакомит читателя с основными методами контроля углов и конусов, средствами и приборами для их измерения. Также рассмотрены нормы точности конусов инструментов и классификация единиц измерения угловых величин.

Угловые плитки имеют один или четыре рабочих угла. Их соби­рают в блоки с помощью специальных державок. Они служат как для контроля углов на точных деталях, так и для проверки угломер­ных приборов.

Контроль углов с помощью угольников осуществляется путем оценки просвета между угольником и контролируемой деталью. Просвет оценивают на глаз или сравнением с образцовой щелью, созданной при помощи концевых мер длины и лекальной линейки.

При пользовании крупными угольниками просвет оценивают с помощью щупов. Для подсчета угловых отклонений по результатам измерения зазора щупом можно пользоваться зависимостью: угол в 1’’ на длине 200 мм дает npocвет в 1 мкм.

Угловые шаблоны подразделяют на жесткие и регулируемые. Жесткие угловые шаблоны изготовляют из листовой стали. Рабочие поверхности закаливают и доводят. Контроль углов с помощью шаблонов осуществляется путем оценки на глаз просвета между шаблоном и деталью и по рискам, нанесенным на поверхности шаб­лонов. Угловые шаблоны проверяют по контршаблонам на просвет. Контроль углов осуществляется с помощью механических и оптических угломеров. Механические угломеры выпускают двух ти­пов: УН - для измерения наружных и внутренних углов, УM- 'для измерения наружных углов. Оптический угломер состоит из корпуса 1, с которым соединена линейка 2. С подвижной частью прибора соединена линейка 3 и отсчетный микроскоп 4 с двумя нониусами для отсчета углов в противоположных направлениях.(рисунок1)

Оптические делительные головки служат для измерения углов, а также для разметки и нанесения делений на деталях при обработке. В комплект оптической делительной головки входят задняя бабка, станина и приспособление для проверки правильности установки центров.

Рисунок 1 Оптический угломер.

Оптические круглые столы предназначены для точных угловых из­мерений или поворотов на требуемые углы деталей, которые из-за своего веса, формы и размеров не могут быть установлены в центрах или на оправках оптической делительной головки.

3

Рисунок 2 Автоколлимационная зрительная труба.

Наиболее точными угломерными приборами являются приборы, основанные на применении авто коллимационных зрительных труб (рисунок2).

Зрительная труба состоит из объектива / и окуляра 2. С целью использования ее в качестве измерительного прибора в плоскости изображений О-О объектива помещают окулярную сетку 3. Перед­ний фокус объектива зрительной трубы расположен в бесконечно­сти. Автоколлиматоры предназначены для измерения углов, измерения прямолинейности и плоскости направляющих, а также для определения взаимного углового расположения осей и плоскостей из­делий в пространстве.

Гониометры являются лабораторными приборами и предназначе­ны для измерения углов между плоскими полированными гранями твердых прозрачных и непрозрачных деталей (оптические призмы, угловые плитки и т. п.).

Оптический квадрант предназначен для измерения углов наклона, а также для установки поверхностей на заданный угол по отноше­нию к горизонту или вертикали. Этот прибор сочетает в себе конструкции угломеров и уровней.

Единицы измерения угловых единиц в СИ являются дополни­тельными и включают единицу плоского угла радиан (рад) – угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по дли­не равна радиусу, и единицу телесного угла - стерадиан (ср.} - те­лесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхно­сти сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, по дли­не равной радиусу сферы. Наравне с единицами СИ допускаются к применению полный угол (2л- рад), прямой угол (л/2 рад), градус ° (л /180 рад ), минута ‘(л/10800рад), секунда “( л/648000 рад), гон g , полный телесный угол (4 л cp) и градус в квадрате. Методы и сред­ства измерения углов и конусов входят в общую классификацию, предусматривающую подразделение методов измерения по харак­теру их осуществления и средств измерения по принципу действия и устройству. Однако методы и средства измерения углов и конусов можно классифицировать дополнительно с учетом их специфика­ции, что может быть полезным при выборе методов и средств для конкретных случаев угловых измерений. Главная особенность изме­рений углов заключается в том, что их суммарные истинные значе­ния могут быть определены геометрически, то есть расчетным пу­тем, с неограниченной точностью.

Косвенные методы измерения углов сводятся к тригонометрическим методам, а метод сравнения реализуется с помощью жестких мер. В соответствии с этим методы измерения углов и конусов мож­но подразделить следующим образом:

1) методы сравнения, осуществляемые с помощью жестких мер, угольников, шаблонов и конических калибров;

2. тригонометрические( косвенные) методы;

3. гониометрические методы, основанные на сравнении измеряемого угла со шкалой встроенного в прибор лимба- меры, несущей замкнутую шкалу .

Для измерения углов с точностью до 2" и грубее применяют угломер с нониусом. универсальный и оптический угломеры. Для про­верки центральных углов(углов, образованных двумя радиусами), а также для точных угловых делений при обработке деталей исполь­зуют оптические делительные головки с ценой деления 5. 10 и 60". Углы между двумя гранями измеряют гониометрами, а малые угловые отклонения oт горизонтали и вертикали - уровнями.

Конические калибры для конусов инструментов стандартизированы и выпускаются; для метрических конусов и конусов Морзе с точностью по параметру К (конусность) примерно в З раза более высокой, чем точность, контролируемых конических деталей. На калибрах-пробках и калибрах-втулках наносятся поперечные риски, по которым осуществляется их взаимный контроль при изготовлений в эксплуатации.

Контроль методами сравнения осуществляется с помощью приборов для относительных линейных измерений, на просвет и покраске. При измерений отклонения р_п (в линейных единицах) измеряемого угла изделия от углового размера установочной меры с помощью прибора для относительных измерений и при визуальной оценке наибольшей величины просвета р _в используют прибли­женное соотношение Δа = р_п1т, где т - расстояние между упором и точкой, в которой измерялось отклонение или оценивался просвет, а а- угол уклона . При контроле припасовки по краске качество из­делия оценивают по числу и расположению пятен на контролируе­мой поверхности. По равномерности следов краски на изделии судят о его годности.

При тригонометрических методах используются измерения с по­мощью синусной линейки, координатные измерения на универсаль­ном и инструментальном микроскопах и измерения с помощью ка­либрованных шариков и цилиндров. Координатные измерения дают значения sinα=h/L и tgα = h/l, где h и / размеры катетов, a L - размер гипотенузой стороны прямоугольного треугольника.

При контроле с помощью калиброванных шариков пользуются формулой

sin a = (D- d)/2l (1)

где l=H-(D-d)/2

D и d- диаметры большего и меньшего шариков:

Н - расстояние между поверхностями меньшего и боль­шего шариков, опущенных в коническое отверстие, угол уклона у которого измеряется.

При гониометрических методах используются гониометры, авто­коллиматоры, оптические делительные головки, оптические дели­тельные столы, угломерные устройства измерительных микроско­пов, угломеры, уровни, а также индуктивные, магнитные, маятниковые угломерные приборы.

Достаточно точное равенство углов конуса (конусностей) двух сопрягаемых деталей имеет особое значение для неподвижных со­единений. Различие конусностей отверстия и вала приводит к по­вышению локальных давлений, нарушению соосности и уменьшению нагрузочной способности. По экспериментальным данным максимальный вращающий момент, передаваемый за счет трения, уменьшается примерно на 4% на 1 угл. мин. разности углов конуса вала и отверстия (в пределах первых 10 угл. мин.). Конусности со­прягаемых конических поверхностей общего назначения стандарти­зированы. Кроме конусностей общего назначения допускаются к применению конусности специальных назначений, область распро­странения которых регламентирована в стандартах на конкретные изделия/Нормы точности углов конуса и угловых размеров изделий едины. Коническая деталь полностью определяется тремя парамет­рами:

a) D (или d). 2а (или K)J,

6)D,d и I,

в) D, d и 2а (или К),

Это возможно, так как один из четырех параметров, встречаю­щихся в перечисленных вариантах задания конуса, определяется тремя остальными по формуле:

К= (D-d)/l=2tgα, (2)

Удвоенная величина угла уклона 2 а , то есть угол между образующими конуса в осевом сечении, называется углом конуса.

При нормировании используют базу конуса- плоскость, перпендикулярную его оси, от которой отсчитывают расстояния расчетных сечений. Эти расстояния называются базорасстояниями; они обозна-чаются С_А , для внутренних и С_В лля наружных конусов.

Конусы инструментов бывают: метрические 4 и 6 (А' 0,05). Морзе 0. ...6 ( конусность от I: 20,047 до 1:19,002), метрические 80…200 и укороченные 0а. . 5в(К= 1: 20). Размеры этих конусов и посадочных поверхностей технологического оборудования стандартизированы. Стандартизированы также и допуски разменов. Для предельных Отклонений угла внутреннего и наружного конусов в микрометрах на 100 мм длины предусмотрено пять степеней точ­ности. Для пересчета линейных отклонений в угловые принято, что 1мкм на 100 мм' соответствует углу конуса, равному 2". Отклонения построены по ряду R 5 предпочтительных чисел. При одной и той же степени точности отклонения наружных конусов в 2 раза больше, чем отклонения внутренних конусов. Степени точности рекоменду­ется использовать следующим образом: 3-ю - для высокоточных металлорежущих станков; 4-ю для станков повышенной точности и инструментов для них; 5-ю - для станков нормальной точности и ин­струментов для них.

Конусы 3-й степени точности должны иметь непрямолинейность образующих в пределах 4 степени и некруглость в пределах 7 сте­пени отклонений формы, а конусы 4 и 5-й степеней точности - не­прямолинейность по 5 и некруглость по 8 степеням точности.

В конических соединениях допусками ограничиваются отклоне­ния угла конуса, размер базового диаметра D конуса, отклонения формы конических поверхностей, общая длина конусов, толщина лапки и др.

Библиографический список

1.Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и техниче­ские измерения. Изд. 3-е, переработ, и доп. М., «Машиностроение», 1974.472с.

2.Дунин - Барковский И В Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение». 1 975. 352с. с ил.

3.Методические указания к выполнению лабораторных работ №1-3 по курсу «Технология технического контроля и испытаний» для студентов специальности 151001 Технология машиностроения» всех форм обучения / Воронеж, гос. гехн. ун-т; Сост. А.П. Сергеев. В.В. Долгушин. В.Б. Бочаров. В.А Сай. Воронеж, 2004. 39с.

УДК658.562:621

Сергеев А. П. Проскурников Д.Ю .

ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

В ВПРОИЗВОДСТВЕ

В данной работе освещаются содержание, задачи технического контроля, его организация в производстве. Также дается описание разновидностей технического контроля и их анализ. .

Важную роль в обеспечении высокого уровня качества продукции на предприятиях играет технический контроль, от степени со­вершенства, технического оснащения и организации которого во многом зависит эффективность производства. Именно обеспечение качества продукции на всех этапах производственного процесса яв­ляется предпосылкой высоко эффективной работы предприятия.

Технический контроль представляет собой комплексную функ­цию системы управления качеством, содержанием которой явля­ются оценка качества выпускаемой продукции и выработка регули­рующих сигналов, способствующих устранению отклонений от за­планированных показателей качества.

Контроль качества осуществляется после того, как определены и зафиксированы в соответствующей нормативной документации ос­новные требования к качеству и производственный процесс по вы­пуску данной продукции начинает функционировать.

По ГОСТ 16504-81 технический контроль - это проверка соот­ветствия продукции или процесса, от которого зависит ее качество, установленным техническим требованиям. Важной задачей технического контроля является также предупреждение появления брака и дефектов. Охарактеризованные выше функции технического кон­троля реализуются путем осуществления следующих видов деятель­ности:

контроля технической и нормативной документации и знаний этой документации исполнителями:

входного контроля материалов и комплектующих изделий, по­ступающих на предприятие;

контроля продукции в процессе производства: контроля первой детали, контроля деталей или изделий после основных операций. испытания готовых изделии, контрольных сборок и разработок из­делий и т.д.;

инспекционного контроля производства;

контроля оборудования, оснастки, измерительного и режущего инструмента, средств контроля и измерений;

контроля соблюдения технологической дисциплины и наблюдения за факторами производственного процесса, определяющими качество изготавливаемой продукции;

постоянного анализа состояния технологических процессов и уровня качества, характеристик и причин обнаруживаемых дефектов и выработки мер по устранению выявленных отклонений и неполадок; контроля за выполнением мероприятий, рекомендаций и решений по вопросам качества продукции. Под организацией технического контроля качества следует понимать проектирование и прак­тическую реализацию процессов контроля качества изделий и про­изводственно-технологических факторов, его определяющих, на всех этапах разработки и выпуска продукции. Организация технического контроля предполагает: проектирование процессов контроля качества и разработку технологических карт контроля; определение организационных форм осуществления контроля качества и форми­рование структуры органов, выполняющих контрольные функции; выбор и технико-экономическое обоснование методов и техниче­ских средств контроля; разработку методов анализа брака и дефектов; создание информационного обеспечения системы контроля; обеспечение взаимодействия элементов контроля качества продук­ции; обучение кадров рациональным методам контроля. Общие принципы рациональной организации технического контроля за­ключаются в следующем: технический контроль должен охватывать все элементы и стадии производственного процесса;

техника, способы и организационные формы контроля должны соответствовать особенностям контролируемой техники, технологии и организации производства;

система организации контроля должна обеспечивать четкое и обоснованное распределение обязанностей и ответственности между исполнителями и различными подразделениями предприятия:

система контроля должна включать эффективные методы мо­рального и материального поощрения и материальной ответственно­сти за нарушение требований к качеству продукции;

эффективность рациональной opганизации технического контpoля в целом и отдельных ее элементов необходимо обосновывать соответствующими экономическими расчетами.

На Воронежском Механическом заводе применяются различные виды технического контроля. В зависимости от места организации контроля и этапа производственного процесса различают следую­щие его разновидности:

Входной контроль- это контроль сырья, материалов, полуфабри­катов, комплектующих изделий, поступающих от других предприятий или из своих производственных подразделений (из одного цеха в другой). Он осуществляется с целью обнаружения возможных де­фектов и предупреждения брака при дальнейшем изготовлении продукции.

Операционный контроль - это контроль продукций или техноло­гического процесса, выполняемый после завершения определённой производственной операции или группы операций. Обычно он про­водится с помощью измерительного инструмента и при выключен­ном станке и снятой со станка детали для измерения. Прогрессив­ным является активный операционный контроль, осуществляемый непосредственно в процессе обработки деталей, приборами, встро­енными в технологическое оборудование. Такие приборы выдают непрерывную информацию о величине контролируемого параметра и используются в качестве датчиков для автоматического управле­ния процессом изготовления продукции. Применение активного контроля позволяет значительно повысить производительность тех­нологического оборудования за счет сокращения времени его про­стоя и исключить влияние субъективного фактора на результаты контроля.

Приемочный контроль - это контроль готовой продукции после завершения всех технологических операций по ее изготовлению в результате которого принимается решение о пригодности продукции к поставке потребителю.

В зависимости от степени охвата продукции контролем он может быть сплошным или выборочным.

При сплошном контроле решение о качестве принимается по результатам проверки каждой единицы продукции. При соблюдении технологии контроля он почт полностью исключает возможность попадания к потребителю недобро качественной продукции. Но та­кой контроль является трудоёмким , а следовательно, и дорогостоя­щим, а иногда и невозможным (чаше всего сплошной контроль осуществляется после операции, имеющих решающее значение для ка­чества). При выборочном контроле решение о качестве контролируемой продукции принимается по результатам проверки одной или нескольких выборок из партии. Он применяется при большом коли­честве обрабатываемых изделий и при устойчивом технологиче­ском процессе. Объем выборки устанавливается на основе анализа устойчивости процесса и значимости детали в изделий. Дня анализа наценки качества при выборочном контроле применяются методы математической статистики, позволяющие на основе ограниченного количества контрольных проверок судить с требуемой степенью точности о качестве партии изделий (деталей) или состоянии контролируемого технологического процесса.

В массовом производстве широко используются статистические методы контроля, основанные на законах статистики и теории веро­ятностей. При сравнительно небольших затратах статистический контроль позволяет предупреждать возникновение брака в самом процессе производства и обеспечивает по сравнению со сплошным контролем, значительную экономию труда при измерениях и испы­таниях, а при измерении одной или нескольких величин дает воз­ можность, как правило, судить об изменении других величин, кото­рые не измерялись. Статистический анализ помогает выявить конкретные причины неустойчивости процессов, брака и наметить меры по их устранению. Наиболее эффективными статистические методы контроля и управления качеством продукции (такие, как статистический анализ качества технологических процессов, качества продук­ции, статистическое регулирование устойчивости технологических процессов, статистический приемочный контроль) являются при комплексном их использовании, в частности в АСУТП.

Все виды статистического контроля основаны на выявлении статических параметров качества контролируемого процесса, на ка­ждый из которых задаются размер и допуски фактического рассе­ивания контролируемого показателя качества изделия. Наиболее распространенными и достаточно надежными методами статистиче­ского анализа точности и устойчивости технологических процессов являются такие, как сравнение средних значений контролируемо го параметра с номинальным. сравнение дисперсий, оценка коэффици­ента коэффициента регрессионный анализ и др.

Особым видом контроля качества продукции являются испыта­ния. Испытанием называется экспериментальное определение значении параметром и показателей качества продукции в процессе функционирования или при имитации условий эксплуатации изделия, при воспроизведении определенных воздействий на продукцию по заранее разработанной программе. Испытаниям могут подвер­гаться материалы, структурные составляющие изделия или готовые машины, а также технические системы, макеты, изготовляемые из тех же или других специальных материалов в натуральную или удобную для испытаний величину. При испытании изделия подвергаются различным воздействиям: вибрации, температуры, давления, излучений, химическим и т.п. При этом изучаются интересующие свойства продукции, их изменения под воздействием дестабилизирующих влияний и устанавливается устойчивость сохранения качества изделия. Приборы, в част­ности машины и системы, испытываются на виброустойчивость, на­дежность, помехозащищенность, коррозионную стойкость, старение и т.п.; материалы - на прочность, твердость, устойчивость к воздей­ствию агрессивных сред, ударную вязкость, усталость и т.д. Испы­тания бывают исследовательские и контрольные. Контрольные про­водятся только на натуральных образцах для проверки качества продукции в процессе ее производства, эксплуатации или хранения и транспортирования.

Наиболее ценную информацию дают испытания, проводимые непосредственно в условиях эксплуатации изделий. Это сведения о надежности изделия, наиболее слабых звеньях в конструкции и и преобладающих видах разрушений, характере и интенсивности износа, старения, накопления усталостных повреждений и т.п. Такая ин­формация позволяет дорабатывать конструкцию в последующих се­риях, определять потребность в производстве запасных частей, устанавливать рациональные сроки проведения ремонтов и т.п.

Библиографический список

1. "Организация производства": Учеб. для вузов/ О.Г.Туровец.В.Н.Попов. Б.Н.Родионов и др.: Под ред. О.Г.Туровца. - Воронеж.1993.-384 с.

2. "Технический контроль в машиностроении": Справочник проектировщика Под общ. ред. В.И. Чупырина, А.Д. Никифорова. -М.: Машиностроение. 1987. - 512 сил.

3. "Руководство по качеству производства авиационной техники” РК 13120-01-2003.

УДК658.54 (083.75)

Болдырев А.И. Нетёсов М.В.

ПРОГРЕССИВНЫЫЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ

Рассмотрены показатели качества продукции при статистическом методе контроля. Этот метод основан на контроле каких-либо показателей и анализе их в процессе построения различных графиков, заполнения карт, таблиц и т.д. Этому методу обучается ограниченное количество инженеров и техников, по­скольку он применяется при проведении очень сложных анализов процесса и качества.

Важнейшим источником роста эффективности производства является постоянное повышение технического уровня и качества выпускаемой продукции. Для технических систем характерна жесткая функциональная интеграция всех элементов, поэтому в них нет вто­ростепенных элементов, которые могут быть некачественно спроек­тированы и изготовлены. Таким образом, современный уровень раз­вития НТП значительно ужесточил требования к техническому уровню и качеству изделий в целом и их отдельных элементов. Сис­темный подход позволяет объективно выбирать масштабы и направ­ления управления качеством, виды продукции, формы и методы производства, обеспечивающие наибольший эффект усилий и средств, затраченных на повышение качества продукции. Системный подход к улучшению качества выпускаемой продукции позволяет заложить научные основы промышленных предприятий, объединений, планирующих органов.

Статистические методы по степени трудности можно подразделить на З категории: