Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Data przeprowadzonych zajęć: 15-10-2009
Rok akademicki: 2009/2010
Studia: stacjonarne/inż.
Semestr: III
Kierunek/Specjalność: Mechanika i Budowa Maszyn
Grupa: Czwartek – godz. 13.15-15.00
LABORATORIUM
METROLOGII TECHNICZNEJ / PODSTAW METROLOGII
Laboratorium nr 3
Pomiary odchyłek geometrycznych
Wojciech Duraj
Sprawozdanie nr 3
Do poprawy:
Zaliczone:
1. Wstęp teoretyczny.
Zgodnie z ISO 1101:1985 na tolerancje geometryczne składają się następujące tolerancje:
— kształtu (ang. form tolerances),
— kierunku (ang. orientation tolerances),
— położenia (ang. location tolerances),
— bicia (ang. runout tolerances).
Tolerancje kształtu ograniczają tylko odchyłki kształtu elementu rzeczywistego od jego nominalnego odpowiednika. Dlatego są one zaliczane do grupy tolerancji geometrycznych prostych (ang. single geometrical tolerances).
Tolerancje kierunku, położenia i bicia ograniczają zarówno odchyłki kształtu przedmiotu rzeczywistego, jak również odchyłki kierunku lub/i położenia. W większości przypadków tolerancje kierunku, położenia i bicia wymagają określenia bazy, dlatego w normie ISO 1101 są one zakwalifikowane jako tolerancje geometryczne względem bazy (ang. geometrical tolerances related to datum).
Do definiowania tolerancji geometrycznych wykorzystuje się geometrycznie idealne odpowiedniki powierzchni czy linii rzeczywistych. Takimi odpowiednikami są element przylegający, element minimalnej strefy (ang. minimum zonę) lub element średni (ang. least sąuare). Przykładami elementów przylegających są: prosta i płaszczyzna przylegająca, okrąg przylegający do wałka (ang. minimum circumscribed circle), okrąg przylegający do otworu (ang. maximum inscribed circle), walec przylegający do wałka (ang. minimum circumscribed cylinder) i walec przylegający do otworu (ang. maximum inscribed cylinder).
Najczęściej używanymi w pomiarach wzorcami płaskości są płyty pomiarowe, liniały powierzchniowe i płytki interferencyjne.
Płyty pomiarowe wykonuje się z żeliwa lub granitu. Według [PN-ISO 8512-1, 2] rozróżnia się 4 klasy dokładności płyt pomiarowych oznaczonych (w kolejności malejącej dokładności) symbolami 0, 1, 2 i 3. Tolerancje płaskości całej powierzchni płyt pomiarowych zależą od ich wymiarów i klasy dokładności. Odchyłki płaskości powierzchni cząstkowych o wymiarach 250 mm x 250 mm, położonych w dowolnym miejscu powierzchni roboczej, nie powinny przekraczać 3,5; 7; 15 i 30 µm odpowiednio dla płyt klasy dokładności 0, 1, 2 i 3.
Liniały powierzchniowe, podobnie jak płyty pomiarowe, wykonuje się z żeliwa lub granitu. Rozwiązania konstrukcyjne produkowanych w kraju liniałów podaje [PN-74/M-53180].
W większości przypadków odchyłkę płaskości określa się na podstawie pomiarów wykonanych w pojedynczych punktach powierzchni (pomiary dyskretne). Im więcej jest punktów pomiarowych, tym realizacja pomiaru jest bliższa definicji odchyłki. W przypadku powierzchni prostokątnych punkty pomiarowe rozmieszcza się na przekrojach wzdłużnych, poprzecznych i wzdłuż przekątnych. Jeżeli pomiary wykonuje się względem powierzchni wzorcowej (wzorzec płaskości), wystarczy mierzyć odchyłki w punktach siatki prostokątnej.
Poziomnice koincydencyjne.
Charakterystyczną cechą tych poziomnic jest możliwość precyzyjnej zmiany położenia ampułki względem korpusu poziomnicy oraz specjalny układ optyczny umożliwiający jednoczesną obserwację obu końców pęcherzyka. Położeniem, w którym odczytuje się wskazanie, jest koincydencja końców pęcherzyka. Zakres pomiarowy poziomnicy koincydencyjnej firmy Zeiss wynosi ±10 mm/m, z tym że podziałka jest opisana od 0 do 20 mm; położeniu poziomemu odpowiada wskazanie 10 mm/m. Błędy graniczne dopuszczalne w zależności od wykorzystanego zakresu pomiarowego wynoszą:
— ±0,01 mm/m (±2") — przy wykorzystaniu zakresu ±1 mm/m,
— ±0,02 mm/m (±4") — w całym zakresie.
2. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z oznaczeniami tolerancji geometrycznych (tolerancje kształtu, kierunku, położenia i bicia) na rysunku oraz pomiar odchyłki płaskości płyty żeliwnej o wymiarach 500 x 500 z użyciem poziomnicy koincydencyjnej.
3. Przebieg ćwiczenia
· Przed przystąpieniem do pomiarów należy sprawdzić czy płyta jest oczyszczona z zabrudzeń i odtłuszczona.
· Na płycie należy nanieść siatkę o skoku równemu rozstawowi osi wałeczków liniału sinusowego o ile nie została ona naniesiona wcześniej.
· Na kolejnych punktach siatki stawiamy liniał sinusowy, a na niego poziomnice
koincydencyjną Następnie dokonujemy odczytu
· Następnym krokiem jest opracowanie wyników, których efektem jest wyznaczenie odchyłki płaskości płyty, którą należy porównać z wartościami dopuszczalnymi zawartymi w PN-ISO 8512 w celu określenia klasy płyty.
· Przed położeniem poziomnicy na sprawdzanej płaszczyźnie, należy pokrętłem nastawczym (bębenkiem) obracać tak, by na skali zgrubnej uzyskać wskazanie „10”, a na skali precyzyjnej wskazanie „0”.
4. Obliczenia.
Wskazania na osi „z” oblicza się według schematu:
z1 = 0,
z2 = w1-2 + z1,
z3 = w2-3 + z2,
z4 = w3-4 + z3,
itd.
gdzie wi-j – wskazanie poziomicy
z2 = w1-2+ z1 = -0,836 + 0 = -0,836
z3 = w2-3 + z2 = -0,837 - 0,836 = -1,673
z4 = w3-4 + z3 = -0,836 - 1,673 = -2,509
z5 = w4-5 + z4 = -0,839 - 2,509 = -3,348
...
tomcio1610