Статистические методы оценки качества деталей
Стр 1 из 4Следующая ⇒ ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ГЛАДКИХ СОЕДИНЕНИЙ Основные понятия
Рассмотрим сопряжение с зазором (рис. 1.1, а). для получения зазора S в сопряжении размер D отверстия втулки должен быть больше размера d вала. При изготовлении деталей размеры D и d выполняются с погрешностями. Конструктор исходит из того, что погрешности неизбежны, и определяет, в каких пределах они допустимы, т.е. сопряжение еще удовлетворяет требованиям правильной сборки и нормальному функционированию. Конструктор устанавливает два предельных размера для вала - dmax, dmin и два предельных размера для отверстия - Dmax, Dmin, внутри которых должны находиться действительные размеры сопрягаемых деталей (рис. 1.1, б). Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском - Td и TD.
Нанесение на чертеже соединения такого количества размеров крайне не удобно, поэтому было принято устанавливать один общий размер для вала и отверстия, называемый номинальным - D иуказывать от него предельные отклонения (рис. 1.1, в). Верхнее отклонениеES, es – алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия ES = Dmax – D, для вала es = dmax – d. НижнееотклонениеEI, ei – алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия EI = Dmin – D, для вала ei = dmin – d. Допуск Т – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение. Т = Dmax – Dmin = ½ ES - EI ½ - для отверстий. Т = dmax – dmin = ½ es - ei ½ - для вала. Поле допуска – поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска Т и его положением относительно номинального размера.
Графическое изображение полей допусков посадки с зазором приведено на рис. 1.1, в. Чем уже поле допуска между верхним и нижним отклонением, тем выше при прочих условиях степень точности, которая обозначается цифрой и называется квалитетом. Основное отклонение – одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), ближайшее к нулевой линии и определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Прописные буквы относятся к отверстиям, а строчные к валам. Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Номинальный размер посадки - номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень их сопротивления взаимному смещению. Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение. Зазор (S) – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. Натяг (N) – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадки разделяются на три группы: посадки с зазором; посадки с натягом; переходные посадки (рис. 1.2 - 1.4).
Допуски формы и расположения поверхностей. Шероховатость поверхности
При анализе точности геометрических параметров деталей оперируют следующими понятиями (рис. 1.5).
Номинальная поверхность - идеальная поверхность, размеры и форма которой соответствуют заданным номинальным размерам и номинальной форме.
Реальная поверхность - поверхность, ограничивающая деталь и отделяющая ее от окружающей среды. Профиль - линия пересечения поверхности с плоскостью или заданной поверхностью (существуют понятия реального и номинального профилей, аналогичные понятиям номинальной и реальной поверхностей). Нормируемый участок L - участок поверхности или линии, к которому относится допуск формы, допуск расположения или соответствующее отклонение. Если нормируемый участок не задан, то допуск или отклонение относится ко всей рассматриваемой поверхности или длине элемента. Если расположение нормируемого участка не задано, то он может занимать любое расположение в пределах всего элемента. Прилегающая поверхность - поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Прилегающая поверхность применяется в качестве базовой при определении отклонений формы и расположения.
СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ Погрешности обработки заготовки распределяются по самым сложным законам, часто довольно сложным – комбинированным. В среднем можно считать, что при обработке заготовок с повышенной точностью 5–6-го квалитетов и выше, при их обработке по методу пробных проходов, погрешности размеров распределяются по закону равной вероятности. При обработке заготовок с точностью 7–8-го, а в отдельных случаях и 6-го квалитетов распределение погрешностей подчиняется закону равнобедренного треугольника. При механической обработке заготовок с точностью 8, 9, 10-го квалитетов (и грубее), особенно при автоматическом получении заданных размеров, распределение имеет характер нормального закона. Приняв гипотезу о предполагаемом распределении погрешностей обработки, надо проверить эту гипотезу. Рекомендуется использовать критерий Пирсона (критерий " χ -квадратов"). Причем можно использовать запись критерия в виде: , где noi – опытное число замеров, приходящееся на один i-й интервал; npi – расчетное (соответствующее, предполагаемому закону) число замеров на тот же интервал.
Рекомендуется интервал варьирования разбить на u =5 – 7 элементарным интервалам, для которых подсчитать вероятность попадания переменной. В этом случае число степеней свободы
Таблица 2.1 Критические точки распределения χ
Примечание. Обычно при анализе технологической операции принимается уровень значимости α = 0,05.
При законе равной вероятности попадания случайного значения размера детали в интервале npi = n / u, где n – число замерных деталей. При законе равнобедренного треугольника npi = nPi,
где ; σ – стандартное отклонение, найденное по опытным данным; x1 и x2 – размеры границ элементарного интервала. При нормальном законе распределения np = nPi, где вероятность Pi определяется по таблице 2.2 значений, функций Ф(z) (z= x /σ). Установив закон распределения случайных погрешностей и подсчитав статистические характеристики распределения, можно установить величину поля рассеяния случайных отклонений размеров заготовки: - при нормальном распределении ω=6σ; - при распределении по закону Симпсона ω=4,9σ; - при распределении по закону равной вероятности ω=3,4σ. Надежность обработки заготовки без брака характеризуется запасом точности данной операции ψ=/ω TA, где TA — поле чертежного допуска детали. Когда запас точности ψ> 1, обработка заготовки может быть осуществлена без брака (если вероятность брака у анализируемой партии деталей существует, то это указывает на необходимость подналадки cтанка). При ψ< 1 брак весьма вероятен. При ψ≥1,2 процесс обработки можно считать надежным.
Таблица 2.2 Табличное значение функции Ф(z)
Окончание таблицы 2.2
Варианты индивидуальных заданий приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 Варианты индивидуальных заданий
Окончание таблицы 2.3
Окончание таблицы 2.3
Окончание таблицы 2.3
Задача 2.1 (Вариант 0 —таблица 2.3)
Для представленной пробы из 25 деталей, обработанных при заданной операции, вычислить числовые характеристики случайных размеров деталей, выдвинуть и проверить рабочую гипотезу о предполагаемом законе распределения случайных размеров, установить точность выполнения анализируемой операции механической обработки, установить возможный процент брака деталей при их обработке без подналадки станка.
Решение Анализируется операция чистовой обточки вала Ø30-0,084, на основании результатов замера деталей пробы подсчитываются отклонения χ от номинала в мкм: 5, 10, 10, 10, 10, 15, 15, 15, 20, 20, 25, 25, 25, 25, 25, 30, 30, 35, 35, 35, 35, 35, 40, 40, 45 мкм. Вычисляется среднее арифметическое значение отклонения x =24,6 мкм, стандартное отклонение σ =11,2657 мкм. Так как обрабатывается заготовка с точностью 10 квалитета, выдвигается и проверяется гипотеза о нормальном распределении. Отклонения размеров деталей от номинала лежат в пределах от 5 до 45 мкм. Интервал варьирования разбивается на 6 равных интервалов протяженностью 8 мкм каждый. Границы интервалов располагаются так, чтобы среднее арифметическое значение лежало вблизи границ 3-го и 4-го интервалов. Составляется расчетная таблица 2.4.
Таблица 2.4 Расчетная таблица
Для каждого интервала устанавливается опытная частота: число замеров деталей, приходящихся на интервал (при совпадении размера с границей интервала в два соседних интервала вписывается по 0,5 детали). Размер 25 мкм совпадает с границей интервала, поэтому в III и IV интервалы добавляется по 2,5 единицы. zi = xi / σ; -2,13; 1, 42; 0,71; 0,71;1, 42;2,13 Вероятность попадания размера в интервал (по таблице 1.2) PI=PVI =0,4834 - 0,4222 = 0,0612; PII=PV =0,4222 - 0,2611 = 0,1611; PIII=PIV =0,2611 – 0 = 0,2611. Расчетное число деталей в интервале nPI = nPVI =25 · 0612 = 1,53; nPII = nPV = 25 · 0,1611= 4,04; nPIII = nPIV = 25 · 0,2611 = 6,53; χ2ор = 31,768 – 2 · 25 + 24, 2 = 5,968. При уровне значимости α=0,05 χ2табл= 7,82 (таблица 1.1) 5,968<7,82 гипотеза о нормальном распределении принимается. Расчетное поле рассеяния случайных размеров ω=6σ; ω=6 · 11,2657=69,9≈70 мкм. Точность операции ψ = 84/70 = 1,2 вполне удовлетворительная. Вероятные предельные размеры: Наибольший: d max = 30 - 0,0246 + 3 · 0,0112657 = 30,0093 ≈ ≈ 30,009 мм. Наименьший: d min = 30 - 0,0246 - 3 · 0,0112657 = 29,9416 ≈ 29,942 мм. Допустимые предельные размеры: Наибольший: d max = 30,0 мм. Наименьший: d min = 30 - 0,084 = 29,916 мм. Возможен исправимый брак в пределах от 30,0 до 30,009 мм. Вероятность появления этого брака подсчитывается следующим образом. Определяются отклонения предельных размеров от среднего арифметического значения (x i) в долях σ, т. е. zi = xi / σ i Для размера 30,0 мм (в интервале 0 – x1) значение x1 = 24,6 мкм (т. е. соответствует координате центра группирования или среднеарифметическому значению). Тогда, для интервала «0– z1», z 1 = 24,6 / 11,2657 = 2,18. Вероятность размеров в интервале 0 – z1 (по таблице 1.2): P1 = 0,4854. Для размера 30,009 (в интервале 0 – x2) значение x 2 = 24,6 + 9 = 33,6 мкм. Тогда z2 = 33,6 / 11,2657 = 3. Вероятность размеров в интервале 0 – z2 (по таблице 1.2): P2 = 0,4986. Вероятность исправимого брака P брака =0,4986-0,4854=0,013, т. е. 1,3 %.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|