Поиск по сайту:
Главная страница » Метрология » Метрологическая экспертиза » Неконтролепригодность параметров

Неконтролепригодность параметров. Причины неконтролепригодности и возможные пути ее устранения




Скачать полностью ( с рисунками)

Одной из главных задач метрологической экспертизы является подтверждение контролепригодности заданных параметров или доказательство их неконтролепригодности. Неконтролепригодность может быть следствием завышенных требований к точности параметра или его инструментальной недоступности, которая обусловлена конструкцией объекта-носителя измеряемой физической величины. Обе причины могут иметь условный либо безусловный характер.

Так условная инструментальная недоступность параметра может быть связана с особенностями конструкции конкретного изделия (нет возможности должным образом установить чувствительные элементы средства измерений). В подобных случаях можно предложить несколько путей обеспечения контролепригодности:

  • "открытие параметра", для которого может понадобиться частичная разборка изделия,
  • модернизация средств измерений, и в частности – чувствительных элементов (например, применение бесконтактных средств измерений температуры или длины, уменьшение размеров измерительных наконечников), или проектирование специальных средств измерений,
  • переход к косвенному контролю (вместо параметра контролируется техпроцесс, технологический инструмент или оценка параметра осуществляется на готовой сборочной единице по качеству ее функционирования).

Полная инструментальная недоступность параметра, как правило, обусловлена неразъемностью конструкции экспертируемого изделия, в которое "не заложены" чувствительные элементы. Например, нельзя проконтролировать давление в герметично закрытой полости, геометрические параметры элементов залитых компаундом электрических изделий и т.п. При выявлении безусловной инструментальной недоступности параметра можно предложить переход к косвенному контролю или использование так называемых методов неразрушающего контроля. Таким образом, неконтролепригодность из-за инструментальной недоступности параметра можно устранить изменением конструкции изделия, либо созданием новых средств измерений.

Безусловную невозможность обеспечить требуемую точность измерения приходится признавать только тогда, когда заданная точность параметра конкурирует с точностью первичного эталона. Во всех остальных случаях требуемый уровень точности измерений формально может быть обеспечен. Однако встречаются ситуации, когда требуемую точность измерения не удается обеспечить из-за "шума", искажающего или полностью перекрывающего полезный сигнал измерительной информации. Такие ситуации характерны для параметров слаботочной электроники, для геометрических (линейных и угловых) параметров. В частности, неконтролепригодность геометрических параметров может возникать из-за некорректно выбранных баз, неправильных соотношений между допусками размеров, формы и расположения поверхностей, соизмеримости норм точности параметров микро- и макрогеометрии поверхностей и т.д.

Рассмотрим более подробно соотношения между нормами точности геометрических параметров деталей.

Соотношения между допусками размеров, формы и расположения поверхностей

Допуски размеров фактически полностью определяют точность формы и расположения поверхностей. Поскольку "разнотолщинность" призматической детали ограничена размерами h min и hmax, очевидно, что противоположные грани годной детали ограничиваются полем допуска размера (рис. 1). При этом несущественно, обусловлено непостоянство размера отклонением граней от параллельности Ерасп (рис. 1 а), или отклонением грани Еф (граней) от плоскостности (рис. 1 б), или наличием комплекса отклонений формы и расположения рассматриваемых поверхностей.

В практике машиностроения и приборостроения встречаются ситуации, когда ограничения отклонений формы и расположения поверхностей, определяемые допусками размеров, оказываются слишком грубыми для обеспечения нормального функционирования деталей. В таких случаях на форму и/или расположение поверхностей накладывают более жесткие ограничения в виде специально организованных полей допусков. Специальные допуски формы и расположения поверхностей появились значительно позднее, чем допуски размеров, причем значения этих допусков, как правило, составляют определенную часть (уровни А, В и С) от допуска размера, регламентирующего те же отклонения.

Примеры таких случаев:

  • натяжные ролики ременных передач, для которых точность размеров имеет не столь существенное значение, как круглость рабочих поверхностей;
  • накладные призматические направляющие, для которых важна не точность размеров, а прямолинейность рабочих поверхностей;
  • колонки измерительных стоек и штативов, которые обеспечивают перемещение и фиксацию кронштейнов с измерительными головками и должны иметь прямолинейную ось направляющей поверхности. Для колонок с двумя ступеньками, одна из которых запрессовывается в основание, важным параметром является также параллельность осей посадочной и направляющей поверхностей;
  • поверочные плиты, для которых практически не нужны точные размеры, но необходимы очень жесткие требования к плоскостности рабочих поверхностей;
  • кронштейны, крышки и др. детали с привалочными плоскостями, которые могут иметь весьма свободные допуски размеров, но жестко ограниченные допуски плоскостности, параллельности, перпендикулярности.

Между допусками макрогеометрии существуют очевидные и неявные связи. Очевидно, что допуск высоты призматической детали ограничивает отклонения от параллельности верхней и нижней граней и их отклонения от плоскостности (см. рис.1). Кроме того, он лимитирует отклонения от прямолинейности любых профилей этих поверхностей (в произвольных направлениях). Допуск диаметра цилиндрической детали ограничивает отклонения от круглости и отклонения профиля продольного сечения поверхности, которые не могут быть больше допуска ее цилиндричности.

В нормативном документе РТМ 2 Н31-4–81, определяющем взаимосвязи между допусками, приводят перечень отклонений формы и расположения поверхностей "не ограничиваемых полями допусков размеров". Это положение следует рассматривать как некорректное, поскольку фактически таких отклонений не бывает, а причинами их необнаружения могут быть либо неочевидность связей, либо недостаточная строгость методик выполнения измерений. В частности, не столь очевидны связи между нормированной точностью размеров и отклонениями от перпендикулярности, соосности, пересечения осей, симметричности, а также радиального и торцового биений. Такие связи проявляются, если проанализировать номинальные значения функционально важных размеров. Например, назначение допуска перпендикулярности подразумевает, что угловой размер между номинально перпендикулярными элементами равен 90о; между осями двух номинально соосных поверхностей имеется линейный размер, номинально равный нулю; нулю равны также размеры между пересекающимися осями в точке их номинального пересечения, размеры между осями или плоскостями симметрии номинально симметричных элементов. Торцовое биение (даже если не задан допуск биения) всегда ограничено допусками соответствующих продольных размеров вала или втулки.

Приведенное в РТМ 2 Н31-4–81 обоснование "независимости" допусков перпендикулярности от допусков размеров призматической детали базируется на невозможности выявления отклонений от перпендикулярности граней при контроле параметров накладными приборами. Недостаток таких измерений – использование двух не связанных друг с другом линейных систем координат. Недоразумение устраняется при измерительном контроле в фиксированной двухкоординатной системе, где связь между размерами и расположением становится явной.

Приведенные примеры показывают, что при рассмотрении допусков формы и расположения поверхностей, особое внимание следует обращать на номинально нулевые размеры и на координатный контроль геометрических параметров в фиксированной системе координат.

При экспертизе согласованности допусков макрогеометрии между собой можно воспользоваться приведенными ниже зависимостями, которые выведены специально для обеспечения контролепригодности геометрических параметров. Для определения соотношений между нормами точности параметров введем понятие "лимитирующий допуск". Лимитирующим будем называть тот допуск макрогеометрии, который ограничивает возможности увеличения значений других связанных с ним допусков и/или высотных параметров шероховатости поверхностей. При наличии нескольких взаимоувязанных допусков лимитирующим является тот, который накладывает самые жесткие ограничения.

Соотношения между частными и интегральными допусками формы можно рассмотреть на примерах допусков формы номинально плоских и номинально цилиндрических поверхностей. Очевидно, что допуск прямолинейности номинально плоской поверхности Т_ (частный допуск) не может быть больше, чем лимитирующий его интегральный допуск плоскостности Т той же поверхности:

Т_ ≤ Т .

Допуски круглости Т и профиля продольного сечения Т= номинально цилиндрической поверхности (частные допуски) не могут быть больше, чем лимитирующий интегральный допуск цилиндричности Тцил той же поверхности:

Т ≤ Тцил и Т= ≤ Тцил

Соотношения между допусками формы и лимитирующими допусками расположения включают в себя связи:

  • допусков прямолинейности и плоскостности номинально плоских элементов с любыми допусками расположения этих поверхностей (с допусками параллельности, перпендикулярности, наклона и симметричности номинально плоских элементов деталей);
  • допусков круглости, профиля продольного сечения и цилиндричности номинально цилиндрических элементов со всеми допусками расположения этих элементов (с допусками соосности, пересечения осей, позиционными, с допусками симметричности номинально цилиндрических элементов деталей, а также с допусками параллельности, перпендикулярности и наклона осей номинально цилиндрических элементов по отношению к базовым осям или плоскостям);
  • допусков прямолинейности осей номинально цилиндрических элементов со всеми допусками расположения этих элементов;
  • допусков профиля поперечного сечения (круглости) и допусков прямолинейности осей номинально нецилиндрических элементов, являющихся поверхностями вращения (таких как конусы, параболоиды, резьбовые поверхности) со всеми допусками расположения этих элементов.

Для любого из этих случаев можно предложить общее соотношение допусков формы ТF и лимитирующего допуска расположения ТW, если лимитирующий допуск ограничивает отклонения формы двух поверхностей или двух противоположных элементов одной поверхности

Т F  ≤ (k ТW) /2 ,

где k – коэффициент использования лимитирующего допуска, как правило принимаемый в пределах от 0,2 до 0,6 (для уровней относительной геометрической точности А. В и С стандарт предлагает использовать на допуски формы или расположения от 12 % до 60 % допуска размера).

            В исключительных случаях, если нарушается условие ограничения отклонения формы с двух сторон, соотношение может трансформироваться к виду

Страница 1 из 3 Следующая

Добавить комментарий


Главная страница » Метрология » Метрологическая экспертиза » Неконтролепригодность параметров