Verkstadsmätteknik Metrologi

Transkript

1 Verkstadsmätteknik Metrologi Delmoment i tillverkningsteknik

2 Vem är jag? Göran Karlsson. Rum21F216 Tel Adjunkt vid avdelningen för maskin- och materialteknik. Maskiningenjör -99 Kau

3 Verkstadsmätteknik Vad mäter vi? Måste det bli rätt? Hur mäter vi? Vem bestämmer måtten? Varför ska vi mäta?

4 Verkstadsmätteknik SI-måttsystemet Dimensionsmått Meter m Vinklar Prefix kilo k 10 3 deci d 10-1 centi c 10-2 milli m 10-3 mikro µ 10-6

5 Definitioner Mätning handlingar för att bestämma en storhet Mätobjekt föremål som mäts Storhet egenskaper som ska bestämmas Mätetal numerisktvärde Enhet vad mätetalet anges i h = 200 mm b = 300 mm d = 250 mm

6 Mätfel Grova fel felavläsning, trasiga mätdon Systematiska fel Kan förutsägas Slumpmässiga fel olika mätkraft, avläsningsvinkel Gauss- eller normalfördelning

7 Mätosäkerhet Yttre betingelser, temperatur Kalibreringsfel Geometriberoende Mätkraft Avläsningsvinkel Abbes komperatorprincip

8 Normalfördelning De flesta tillverkningsprocesser och även mätprocedurer är normalfördelade Det går att behandla med statistiska beräkningar för att få fram sannolika värden

9 SPC Statistical Process Control Statistiska beräkningar av mätvärden Normalfördelning Drift i mätvärden Larmnivåer

10 Kalibrering Säkerställa mätmetoden Uppskatta osäkerheten Kompensera för systematiska avvikelser Referens, normal Spårbarhet SP i Borås, Paris

11 Passbitar CE Johansson i Eskilstuna Bygg med den sista decimalen först

12 Toleranser Numeriska Generella ISO-toleranser Greppassning Mellanpassning Spelpassning

13 Ø40±0,1 Ø20 h8 Ø60 +0,2 0,3 Numeriska toleranser 110

14 Ø40±0,1 Ø20 h8 Ø60 +0,2 0,3 Generella toleranser 110 SS-ISO m

15 Generella toleranser SS-ISO Basmått mm fin 0,5 3 (3) 6 (6) 30 (30) 120 (120) 315 (315) 1000 (1000) 2000 (2000) 4000 (f) ±0,05 ±0,05 ±0,1 ±0,15 ±0,2 ±0,3 ±0,5 Tillåtna avvikelser mm medel (m) ±0,1 ±0,1 ±0,2 ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,2 ±2 grov (c) ±0,2 ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,2 ±2 ±3 ±4 mycket grov (v) ±0,5 ±1 ±1,5 ±2,5 ±4 ±6 ±8

16 Ø40±0,1 Ø20 h8 Ø60 +0,2 0,3 ISO-toleranser 110

17 ISO-toleranser Axlar 0-33

18 ISO-toleranser Axlar, läge

19 Terminologi övre gränsmått basmått undre gränsmått undre gränsavmått övre gränsavmått tolerans(vidd)

20 Ø20 F7 Ø20 h6 Exempel: Spel Basmått F7 (10) (18) (30) Hål Axel Basmått h6 (10) (18) (30)

21 Ø20 J7 Ø20 js6 Exempel: Mellanpassning Basmått J7 (10) (18) (30) Hål Axel Basmått js6 (10) 18 +5,5-5,5 (18) 30 +6,5-6,5 (30)

22 Ø20 P7 Ø20 h6 Exempel: Greppassning Basmått P7 (10) (18) (30) Hål Axel Basmått h6 (10) (18) (30)

23 Form Formtoleranser För enskilda element Rakhet Planhet Rundhet Cylindricitet Profilform Ytform

24 Kast Läge Riktning Lägestoleranser Parallellitet Vinkelräthet Vinkelriktighet Lägestiktighet Koncentricitet och koaxialitet Symmetri Cirkulärt kast Totalkast För samverkande element

25 Symbolens utseende För samverkande element För enskilda element 0,1 A A 0,1 0,1

26 Cirkulärt kast 0,1 AB 0,1mm A B Två koncentriska cirklar med givet avstånd Detaljen ligger i två stöd A och B Vid rotation får en mätklocka ge max utslag 0,1mm

27 Liktjocking Diametermätning med tex. skjutmått ger samma värde var vi än mäter. Måttoleransen hålls. Om vi mäter cirkulärt kast ser vi att axeln inte är rund. Vi skulle även se det om vi använder en cirkulär tolk Formtoleransen hålls inte.

28 Tolkar Mätmetoder form- och lägestoleranser Fixturer med mätklockor Koordinatmätmaskin och utvärdering med hjälp av datorprogram

29 Ytjämnhet Ytans struktur jämnhet Ytor utan funktion kan göras grova snabbt, billigt Funktionsytor t.ex. glidlager måste göras fina lång tid, dyrt Ytjämnheten ska inte vara för fin

30 Tillverkningsprocesser Tillverkningsprocess Läppning Slipning Svarvning Ytjämnhetsvärden i µm R z 0,1 0,2 0,4 0,7 1,25 2, , R a 0,012 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12, Fräsning Borrning Sågning Kallvalsning Varmvalsning Pressgjutning Sandgjutning Normalt utfall Mindre normalt utfall

31 Beräkning av värde R a - aritmetisktmedelvärde A 1 A 5 A 7 A 2 A 3 A 4 l A 6 A 8 R a = A 1+ A 2 + A 3 + l

32 Beräkning av värde R Z - tiopumktshöjden l A 1 A2 A 3 A4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 R Z = (A 1+ A 3 + A 5 + A 7 + A 9 ) - (A 2 + A 4 + A 6 + A 8 + A 10 ) 5

33 Beräkning av värde R max maximal ytavvikelse R max Höjdskillnaden mellan den högsta toppen och den lägsta dalen

34 Ytjämnhet symboler Valfri tillverkningsmetod Krav på avverkande bearbetning Förbud mot avverkande bearbetning

35 Ytjämnhet mätning R a, R Z och R max mäts alla längs en linje Mätning över en yta ger mera information Normal Släpnål Ljusinterferens

36 Ytnormal

37 Forskningsanknytning Ytprofilometer S-värden isf R

38 Indirekta metoder

39 Direkta metoder Mätvärdet kan avläsas på mätdonet

40 Fasta mätdon

41 Visande mätdon

42 Skjutmått tum-skala mm-skala huvudskala nonieskala

43 Skjutmått Frånvända Likriktade Motvända

44 Nonieskala Läs av hela och 1/20-dels millimeter ,7 = 24,7 mm

45 Bygelmätskruv Mikrometer är den benämning som används. Mikro syftar på att det är små saker som mäts, inte att den mäter mikrometer.

46 Nonieskala mikrometer 6,20 mm Var uppmärksam på om det är hela eller halva millimetrar! 5,70 mm

47 CMM - koordinatmätmaskin Manuell eller motoriserad Uppkopplad mot dator Mäter i x-, y- och z-led Längd Läge Form

48 Mått på detaljen Beställaren ställer krav som konstruktören översätter med ritningen Måtten ska utgå från Funktion Tillverkning Kontroll

49

50 Sammanfattning Vad mäter vi ett närmevärde med mätosäkerhet Måste det bli rätt det blir alltid fel, vi måste ha toleranser Hur mäter vi direkt eller inderekt, visande eller fasta mätdon Vem bestämmer måtten beställaren, konstruktören Varför ska vi mäta för att veta att det uppfyller kraven