Обозначения шероховатости поверхности

ЛЕКЦИЯ №9 от 29.10.2021 г.

Обозначения шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования.

Структура обозначения шероховатости поверхности до 28 мая 2002 г. (старое)

 

 

 

На первом месте из шести параметров шероховатости указывается только пять. Параметр Ra – не ставится.

 

1 – параметр шероховатости;

2 – интервал изменения параметра шероховатости (или значение только максимальное значение);

3 – вид обработки поверхности;

4 – базовая длина;

5 – условное обозначение направлений неровностей.

 

 

В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков:

 

Обозначение шероховатости поверхности без указания
способа обработки.

 

Обозначение шероховатости поверхности, при образовании которой обязательно удаление слоя материала.

 

Обозначение шероховатости поверхности, образование которой осуществляется без удаления слоя.

 

На чертеже численные значения параметров шероховатости:

 

· Ra, Rz и R_max – указывают в микрометрах;

· S_m и S – в миллиметрах;

· t_p -в процентах.

 

Изменение N3 ГОСТ 2.309-73 обозначения параметров шероховатости на чертеже принято Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 21 от 28 мая 2002 г.) (новое).

 

 

 

 

В новом обозначении параметров шероховатости на чертеже указываются все шесть параметров шероховатости.

Примеры обозначения параметров шероховатости на чертеже:

Старое обозначение	Новое обозначение

 

Контроль параметров шероховатости осуществляется:

· образцы шероховатости;

· профилометры, профилографы, двойной микроскоп, микроинтерферометры и др.

 

 

ВОЛНИСТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

 

Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Условно границу между различными порядками отклонений поверхности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте неровностей Wz.

При (Sw/ Wz) < 40 отклонения относят к шероховатости поверхности,

при 1000 ≤ (Sw/Wz) ≥ 40 – к волнистости,

при (Sw/Wz) > 1000 – к отклонениям формы.

Волнистостью поверхности называется совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину L_W.

 

Определение высоты волнистости поверхности

 

ЛЕКЦИЯ №10 от 12.11.2021 г.

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ТОЧНОСТИ. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Классификация и взаимозаменяемость резьбовых соединений

 

МЕТРИЧЕСКАЯ РЕЗЬБА

 

Стандартизованы:

- профиль ГОСТ 9150-2002;

- основные размеры ГОСТ 24705-2004;

- диаметры и шаги ГОСТ 8724-2002

 

 

Номинальный профиль резьбы

 

 

Основные геометрические параметры метрической резьбы:

· d (D) – наружный диаметр;

· d₁ (D₁) – внутренний диаметр;

· d₂ (D₂) – средний диаметр;

· Р – шаг;

· α – угол профиля.

 

Метрические резьбы бывают с крупным и мелким шагом. ГОСТ 8724—2002 устанавливает три ряда диаметров метрической резьбы, в каждом из которых предусмотрены крупный и мелкие шаги. При выборе диаметров резьб первый ряд следует предпочитать второму, второй — третьему.

У резьбы с крупным шагом каждому наружному диаметру соответствует шаг, определяемый зависимостью d (D) ≈ 6⸱Р^1,3.

У резьбы с мелкими шагами одному наружному диаметру могут соответствовать разные шаги.

Метрические резьбы с мелкими шагами применяют при соединении тонкостенных деталей, ограниченной длины свинчивания, а также в случаях, когда требуется повышенная прочность соединения (особенно при переменных нагрузках).

Обозначение точности и посадок метрической резьбы на чертежах
от 1 до 600 мм

 

М – метрическая резьба.

М12 – метрическая резьба с наружным диаметром 12 мм и крупным шагом.

М12×1 – метрическая резьба с наружным диаметром 12 мм и мелким шагом 1 мм.

М24×3(P1) – многозаходная метрическая резьба с наружным диаметром 24 мм и шагом 1 мм.

6h, 6g, 6Н – обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, показывающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение.

7g6g; 5Н6Н – обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра (7g; 5Н), помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов (например, на втором месте 6g – наружный диаметр болта; 6Н – внутренний диаметр гайки).

6g, 6Н – если обозначение поля допуска диаметра выступов совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, его в обозначении поля допуска резьбы не повторяют.

Болт М12–6g; гайка М12–6Н; болт М12×1–6g; гайка М12×1–6Н поле допуска резьбы указывают через тире после размера;

M12–6g–R – болт с закругленной впадиной.

М12–6H/6g – посадки резьбовых деталей обозначают дробью, в числителе которой указывают поле допуска гайки, в знаменателе – поле допуска болта;

М12×1 LH–6H/6g – левая резьба.

М12–7g6g–30 – если длина свинчивания отличается от нормальной, ее указывают в обозначении резьбы, где 30 – длина свинчивания, мм.

 

Примеры обозначения точности резьбы для диаметров менее 1 мм

 

По ГОСТ 9000–81 на первом месте ставится поле допуска среднего диаметра (степень точности и основное отклонение), на втором – степень точности d или D₁.

Примеры обозначения: М0,5–5h3; М0,5–4Н5; М0,5–4H5/5h3.

 

Средний диаметр d₂ = D₂ вместе с шагом P и углом профиля α определяет положение боковых сторон профиля (прямолинейных участков, принадлежащих винтовым поверхностям), по которым происходит контакт болта с гайкой при свинчивании.

Диаметр d₂ = D₂ позволяет компенсировать погрешности шага и угла профиля.

Средний диаметр резьбы с поправкой на диаметральные компенсации погрешностей шага и угла профиля называется суммарным (приведенным) средним диаметром.

 

Диаметральная компенсация погрешности шага метрической резьбы

 

 

 

Посадки с зазором

 

Для получения посадок резьбовых деталей с зазором в ГОСТ 16093—81 предусмотрено пять основных отклонений (d, е, f, g и h) для наружной и четыре (Е, F, G и Н) для внутренней резьбы.

Схемы расположения полей допусков и основных отклонений диаметров наружной и внутренней резьбы в посадках с зазором.

Отклонения отсчитывают от номинального профиля резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

 

Степень точности резьбы

 

Установлены следующие степени точности (ГОСТ 16093-2004):

 

Диаметр болта	Степень точности
Наружный диаметр (d)	4	6	8
Средний диаметр (d2)	3, 4	5, 6	7, 8, 9, 10^*
Диаметр гайки	Степень точности
Внутренний диаметр (D1)	4	5, 6	7, 8
Средний диаметр (D2)	4	5, 6	7, 8, 9^*

 

Длины свинчивания

 

Для выбора степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы и требований к точности соединений установлены три группы длин свинчивания:

S — короткие,

N — нормальные,

L —длинные.

 

Классы точности резьбы

 

В соответствии со сложившейся во многих странах практикой поля допусков сгруппированы в три класса точности: точный, средний и грубый. Понятие о классах точности условное (на чертежах и калибрах указывают не классы, а поля допусков).

Класс точности используют для сравнительной оценки точности резьбы.

Точный класс рекомендуется для ответственных статически нагруженных резьбовых соединений, а также когда требуются малые колебания характера посадки (4H5H/4h).

Средний класс — для резьб общего применения (6H/6g).

Грубый — для резьб, нарезаемых на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т. п (7H/8g).

 

 

Расположение полей допусков метрической резьбы болта и гайки при
посадке с зазором

 

Ось резьбы

 

 

Посадки с натягом

 

Посадки с натягом по среднему диаметру используют, когда конструкция узла не допускает применения резьбового соединения типа болт—гайка из-за возможного нарушения герметичности и самоотвинчивания шпилек под действием вибраций, переменных нагрузок и изменения рабочей температуры.

Примером может служить посадка резьбы шпилек в корпуса двигателей. Шпильку следует ввинчивать в корпус настолько туго, чтобы исключить ее проворачивание при затяжке в процессе сборки и эксплуатации или при отвинчивании гайки (соединенной по посадке H/h с другим концом шпильки) для ремонта и осмотра механизма.

Посадки с натягом регламентированы ГОСТ 4608—81, который распространяется на метрические резьбы с профилем по ГОСТ 9150—2002 диаметром 5—45 мм и шагом 0,8— 3 мм.

 

Переходные посадки

Переходные посадки применяют при одновременном дополнительном заклинивании шпилек по коническому сбегу резьбы, по плоскому бурту и по цилиндрической цапфе. Переходные посадки метрической резьбы с профилем по ГОСТ 9150—2002 установлены ГОСТ 24834—81.

Переходные посадки, также, как и посадки с натягом предназначены для соединения шпилек с корпусными деталями при работе механизмов с вибрациями, переменными температурами и т.д.

Основные отклонения и степени точности резьбы

Схемы расположения полей допусков наружной и внутренней резьбы

 

 

 

Примеры обозначения резьбы

 

Поля допусков и переходные посадки для метрических резьб

 

Номинальный диаметр резьбы d, мм	Материал детали с внутренней резьбой	Поля допусков резьбы		Посадки
		наружной	внутренней
Св. 5 до 18	Сталь	4 jk; 2 m	4 Н 6 Н 3 Н 6 Н	;
Св. 5 до 18	Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы	4 jk; 2 m	5 Н 6 Н 3 Н 6 Н	;
Св. 18 до 30	Сталь	4 j; 2 m	4 Н 6 Н 3 Н 6 Н	;
	Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы	4 j; 2 m	5 Н 6 Н 3 Н 6 Н	;
Св. 33 до 45	Сталь, чугун, алюминиевые и магниевые сплавы	4 jh	5 Н 6 Н

 

Методы и средства контроля и измерения точности
цилиндрических резьб

 

Точность резьбы можно контролировать дифференцированным (контроль каждого параметра в отдельности) и комплексным (контроль расположения контура резьбы в предписанном поле допуска) методами.

Дифференцированный метод контроля применяют в том случае, когда допуски даны отдельно на каждый параметр резьбы (средний диаметр, шаг и половина угла профиля и т.д.).

Этот метод контроля каждого параметра резьбы в отдельности (среднего диаметра, шага и угла профиля) трудоемок, поэтому его применяют для точных резьб: ходовых винтов, резьбовых калибров, резьбообразующего инструмента (метчиков) и т. п.

Средства контроля: с помощью универсальных средств без дополнительных приспособлений (универсальные и измерительные микроскопы) или с использованием резьбовых вставок (микрометры с резьбовыми вставками), ножей, проволочек, роликов и т.д.

Комплексный контроль резьб – одновременный контроль среднего диаметра, шага, половины угла профиля, внутреннего и наружного диаметров резьбы путем сравнения действительного контура резьб детали с предельными.

Комплексный контроль резьб выполняют либо с помощью предельных калибров, а для резьб малых размеров с помощью проекторов.

 

ЛЕКЦИЯ №11 от 18.11.2021 г.

 

Виды и методы измерений

 

Измерение - процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.

Результатом процесса является Q значение физической величины

Q = qU,

где q - числовое значение физической величины в принятых единицах;

U - единица физической величины.

Значение физической величины Q, найденное при измерении, называют действительным.

При контроле определяют соответствие действительного значения физической величины Q установленным.

Q ⸦ Т    Q ⸦ Т

Контрольными средствами являются калибры, шаблоны, устройства с электроконтактными преобразователями и т.д.

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения точности измерений является государственная система обеспечения единства измерений и она обозначается ГСИ.

Принцип измерений - физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений.

Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Средствами измерений (СИ) являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.

Измерения могут быть классифицированы по ряду признаков:

 

1. По способу получения информации.

2. По характеру изменений измеряемой величины в процессе измерения.

3. По количеству измерительной информации по отношению к основным единицам.

1. По способу получения информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.

Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.

Прямые измерения можно выразить формулой

Q = X,

где Q - искомое значение измеряемой величины,

X - значение, непосредственно получаемое из опытных данных.

Примерами таких измерений являются: измерение длины линейкой или рулеткой, измерение диаметра штангенциркулем или микрометром, измерение угла угломером, измерение температуры термометром и т.п.

Косвенные - это измерения, при которых значение величины определяют на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, значения которых находят прямыми измерениями.

Значение измеряемой величины вычисляют по формуле

Q = F (x 1, x 2... xN),

где Q - искомое значение измеряемой величины;

F - известная функциональная зависимость,

x 1, x 2, …, xN - значения величин, полученные прямыми измерениями.

Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения, измерение среднего диаметра резьбы методом трёх проволочек и т.д. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить прямым измерением. Встречаются случаи, когда величину можно измерить только косвенным путём, например размеры астрономического или внутриатомного порядка.

Совокупные - это такие измерения, при которых значения измеряемых величин определяют по результатам повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Значение искомой величины определяют решением системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений.

Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора, т.е. проведение калибровки по известной массе одной из них и по результатам прямых измерений и сравнения масс различных сочетаний гирь. Рассмотрим пример совокупных измерений, который заключается в проведении калибровки разновеса, состоящего из гирь массой 1, 2, 2*, 5, 10 и 20 кг. Ряд гирь (кроме 2*) представляет собой образцовые массы разного размера. Звездочкой отмечена гиря, имеющая значение, отличное от точного значения 2 кг. Калибровка состоит в определении массы каждой гири по одной образцовой гире, например по гире массой 1 кг. Меняя комбинацию гирь, проведем измерения. Составим уравнения, где цифрами обозначим массу отдельных гирь, например 1обр обозначает массу образцовой гири в 1 кг, тогда: 1 = 1обр + a; 1 + 1обр = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d и т.д. Дополнительные грузы, которые необходимо прибавлять к массе гири указанной в правой части уравнения или отнимать от неё для уравновешивания весов, обозначены a, b, c, d. Решив эту систему уравнений, можно определить значение массы каждой гири.

Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними.

Примерами совместных измерений являются определение длины стержня в зависимости от его температуры или зависимости электрического сопротивления проводника от давления и температуры.

 

2. По характеру изменений измеряемой величины в процессе измерения бывают статистические, динамические и статические измерения.

Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.

Статические измерения - это измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени.

Такими измерениями являются, например, измерения размеров изделия, величины постоянного давления, температуры и др.

Динамические измерения - это измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени.

Например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.

3. По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин.

Практическое применение такого вида измерений всегда приводит к большим погрешностям, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин.

Обычно минимальное число измерений больше трех. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

ОБЪЕКТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

 

Измеряемые величины

 

Объектами измерений могут быть любые параметры физических объектов и процессов, описывающие их свойства.

• Измерения геометрических величин: длин; диаметров; углов; отклонений формы и расположения поверхностей; шероховатости поверхностей; зазоров.
• Измерения механических и кинематических величин: массы; силы; напряжений и деформаций; твердости; крутящих моментов; скорости движения и вращения; кинематических параметров зубчатых колёс и передач.
• Измерения параметров жидкости и газа: расхода, уровня, объема; статического и динамического давления потока; параметров пограничного слоя.
• Физико-химические измерения: вязкости; плотности; содержания (концентрации) компонентов в твердых, жидких и газообразных веществах; влажности; электрохимические измерения.
• Теплофизические и термодинамические измерения: температуры; давления, тепловых величин; параметров цикла; к.п.д.
• Измерения времени и частоты: измерение времени и интервалов времени; измерение частоты периодических процессов.
• Измерения электрических и магнитных величин: напряжения, силы тока, сопротивления, емкости, индуктивности; параметров магнитных полей; магнитных характеристик материалов.
• Радиоэлектронные измерения: интенсивности сигналов; параметров формы и спектра сигналов; свойств веществ и материалов радиотехническими методами.
• Измерения акустических величин: акустические - в воздушной, газовой и водной средах; акустические - в твердых средах; аудиометрия и измерения уровня шума.
• Оптические и оптико-физические измерения: измерения оптических свойств материалов; энергетических параметров некогерентного оптического излучения; спектральных, частотных характеристик, поляризации лазерного излучения; параметров оптических элементов, оптических характеристик материалов; характеристик фотоматериалов.
• Измерения ионизирующих излучений и ядерных констант: дозиметрических характеристик ионизирующих излучений; спектральных характеристик ионизирующих излучений; активности радионуклидов; радиометрических характеристик ионизирующих излучений.

 

Размер измеряемой величины

 

Целью измерения является получение информации о размере физической величины.

Под физической величиной подразумевается свойство, общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Размер есть количественная характеристика измеряемой физической величины.

На практике появляется необходимость проводить измерения величин, характеризующих свойства явлений и процессов.

Некоторые свойства проявляются качественно, другие количественно.

 

Отображение свойств в виде множества элементов или чисел, или условных знаков представляет собой шкалу измерений этих свойств.

Шкала измерений — это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для ее измерения.

Поясним это понятие на примере температурных шкал. В шкале Цельсия за начало отсчета принята температура таяния льда, а в качестве основного интервала (опорной точки) — температура кипения воды. Одна сотая часть этого интервала является единицей температуры (градус Цельсия).

Различают несколько типов шкал: наименований, порядка, разностей (интервалов), отношений и абсолютные и др.

 

Средства измерений

 

Измерения выполняются с применением технических средств. Необходимыми техническими средствами для проведения измерений являются меры и измерительные приборы.

• Меры - средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. Меры наивысшего порядка точности называют эталонами.
• Эталоны - средства измерений или их комплексы, обеспечивающие воспроизведение и хранение узаконенных единиц физических величин, а также передачу их размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения.
• Рабочие средства измерений - такие средства, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

 

Классификация эталонов

Эталон единицы физической величины – этосредство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Свойства эталона:

· Неизменность,

· Сличаемость,

· Воспроизводимость.

Эталоны подразделяют на первичные (исходные) и вторичные (подчиненные).

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Первичный эталон, официально признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства, называется государственным ( или национальным). Исходный эталон обладает наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

В метрологической практике широко применяются вторичные эталоны для выполненияповерочных работ, обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона.

К вторичным эталонам относят:

эталоны-копии, предназначенные для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам;

эталоны-свидетели, предназначеныдля проверки сохранности государственных эталонов и замены их в случае порчи;

эталоны сравнения, применяемые для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть сличены друг с другом;

рабочие эталоны, применяемые для передачи размера единицы рабочим средствам измерения. Рабочие эталоны при необходимости подразделяют на разряды 1, 2, 3 и т.д.

Исходным эталоном в стране служит первичный эталон, исходным эталоном для республики, региона, министерства (ведомства) или предприятия может быть вторичный или рабочий эталон. Эталонную базу страны составляют совокупность государственных первичных и вторичных эталонов страны.

На рис. 2 приведены схемы передачи информации о размере единицы от государственного эталона к средствам измерений, из которой видно, что от вторичных эталонов информацию о размере единицы получают нижестоящие эталоны (1-го, 2-го, 3-го и 4-го разрядов) и рабочие средства измерений.

Не допускается использование рабочих средств измерений для передачи информации о размере единицы другим средствам измерений.

Количество ступеней от рабочего эталона до средства измерений зависит от требуемой точности передачи размера единицы и особенностей данной единицы.

Меры

 

Меры - средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера.

Меры предназначены для поверки и градуировки других средств измерений. Эти средства измерений имеют погрешность показаний в 2-3 раза меньше, чем у поверяемого прибора; на них выдаются свидетельства на право проведения поверки.

Мера может быть реализована в виде какого-либо тела, вещества или устройства, предназначенного для воспроизведения единицы физической величины, хранения единицы и передачи ее размера от одного измерительного прибора к другому. Мера воспроизводит величину, значение которой связано с принятой единицей определенным известным соотношением.

ЛЕКЦИЯ №9 от 29.10.2021 г.

Обозначения шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования.