Metrologia Dr hab in Pawe Majda Konsultacje p

Metrologia Dr hab. inż. Paweł Majda Konsultacje p. 139, piątek od 14 do 16 godz. Informacje dla studentów: www. pmajda. zut. edu. pl

Ogólna koncepcja specyfikacji geometrii wyrobów - GPS Wymagania dotyczące geometrii wyrobów specyfikuje się na rysunku osobno dla każdej z 3 grup: 1. struktura geometryczna powierzchni (chropowatość i falistość powierzchni), 2. odchyłki geometryczne, 3. wymiary. Paweł Majda

Klasyfikacja tolerancji geometrycznych Paweł Majda

Klasyfikacja nieregularności zarysu rzeczywistego na odchyłki kształtu, falistość powierzchni i chropowatość powierzchni na podstawie propozycji między głębokością a okresem nierówności (wg VDI/VDA 2601) SGP Odchyłka kształtu jest miarą odchylenia rzeczywistego zarysu przedmiotu od zarysu przedmiotu jego kształtu nominalnego (projektowanego) Paweł Majda

OZNACZANIE CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI 1 — oznaczenia górnej U lub/oraz dolnej L granicy wymagania, 2 — typu filtra — obecnie podstawowym filtrem jest filtr Gaussa, można spotkać się również z filtrem 2 RC, 3 — pasmo przenoszenia filtru krótko- i długofalowego, 4 — oznaczenie parametru chropowatości (R), falistości (W) lub profilu P, 4’ — cecha charakterystyczna/parametr, 5 — odcinek pomiarowy w postaci liczby odcinków elementarnych (jeśli stosowano parametry motywów odcinek pomiarowy jest podawany miedzy dwiema ukośnymi kreskami z przodu symboli struktury geometrycznej powierzchni), 6 — interpretacja granicy wymagania – zasada 16 % lub zasada maksimum, 7 — wartość graniczna parametru w mikrometrach, 8 — sposób uzyskania odpowiednich właściwości powierzchni (w przykładzie: wymagane usunięcie materiału), 9 — symbol graficzny kierunkowości struktury geometrycznej powierzchni, 10 — sposób obróbki. Paweł Majda

Symbole i oznaczenia tolerancji geometrycznych PN-EN ISO 1101: 2012 Paweł Majda

Geometria skojarzona, elementy skojarzone, pomocnicze Rekonstrukcja płaszczyzny skojarzonej na podstawie pomiaru punktu Zastępcze (przylegające) elementy geometryczne Rekonstrukcja płaszczyzny skojarzonej na podstawie pomiaru prostej Walec skojarzony na podstawie pomiaru okręgu w zdefiniowanej płaszczyźnie pomocniczej Paweł Majda

Zastępcze elementy geometryczne (stanowią podgrupę elementów skojarzonych) MIC = Maximum Inscribed Circle Największy przylegający okrąg wpisany w profil okrągłości MCC = Minimum Circumscribed Circles Najmniejszy przylegający okrąg opisany na profilu okrągłości Rysunki obrazują wpływ ograniczonej liczby punktów pomiarowych na dokładność dopasowania elementu skojarzonego. Paweł Majda

Zastępcze elementy geometryczne LSC = Least Square Circle Suma kwadratów odchyłek promieniowych jest najmniejsza Rysunki obrazują wpływ ograniczonej liczby punktów pomiarowych na dokładność dopasowania elementów skojarzonych. MZC = Minimum Zone Circles Dwa współśrodkowe okręgi: wpisany i opisany, dla których różnica ich promieni jest minimalna (wg Czybyszewa) Paweł Majda

Macierzowy zapis metody najmniejszych kwadratów Przykład: Charakter zależności między czynnikiem wynikowym y a czynnikami badanymi x 1 i x 2 opisuje funkcja: Paweł Majda

Tolerancje kształtu - prostoliniowość Paweł Majda

Tolerancje kształtu - okrągłość Paweł Majda

Tolerancje kształtu - płaskość Paweł Majda

Tolerancje kształtu - walcowość Paweł Majda

Zasady ogólne tolerowania kształtu • tolerować tylko te elementy geometryczne, które są istotne z funkcjonalnego punktu widzenia, lub są pomocnicze ze względu na obróbkę, sprawdzenie lub montaż, • pamiętać, że tolerancje kształtu dotyczą zawsze tylko pojedynczego elementu, • nie stosować bez wyraźnej potrzeby tolerancji walcowości, stosować raczej tolerancję okrągłości, prostoliniowości osi, prostoliniowości tworzącej (jeżeli z funkcjonalnego powodu jest dopuszczalne ich stosowanie), • pamiętać, że tolerancja walcowości jest silniejszym wymaganiem dla elementu tolerowanego, nawet silniejszym niż jednocześnie zastosowana tolerancja okrągłości i prostoliniowości o tej samej wartości, • brać pod uwagę możliwość stosowania tolerancji ogólnych, w celu uzyskania szybkiej informacji o tym, czy dany element może być produkowany po normalnych kosztach produkcji, co dopuszcza sprawdzenie kształtu z minimalnym wysiłkiem, • pamiętać, że pewne elementy geometryczne, jak no. walec, mogą być produkowane ze stosunkowo większymi odchyłkami kształtu w swoich końcowych obszarach i korzystać z możliwości zdefiniowania z większych wartości tolerancji kształtu w tych obszarach, • brać pod uwagę możliwość wykorzystania zasady maksimum materiału, jeżeli tylko jest to dopuszczalne z funkcjonalnego punktu widzenia, • pamiętać, że jeżeli nie wykazano żadnych zasad oceny, to w spornych przypadkach sprawdzenia odchyłek kształtu stosuje się warunek minimalnej strefy (kryterium Czybyszewa) Paweł Majda

Tolerancje kierunku - równoległość Paweł Majda

Tolerancje kierunku - prostopadłość Paweł Majda

Tolerancje położenia - współosiowość Paweł Majda

Tolerancje bicia Paweł Majda

Tolerowanie stożków, gwintów i kół zębatych Istnieją części maszyn zawierające specyficzne powierzchnie, jak stożki (np. chwyty narzędzi skrawających czy gniazda narzędziowe obrabiarek), gwinty (np. śruby i nakrętki czy otwory gwintowane w innych częściach maszyn) i koła zębate (stanowiące podstawowe części różnego rodzaju układów napędowych. Dokładności wykonania i pomiarom takich elementów poświęcone są m. in. następujące normy: • tolerowanie stożków – PN-EN ISO 3040: 2012, • tolerowanie gwintów – PN-ISO 965 -2: 2001, • tolerowanie kół zębatych – ISO 1328 -1: 2013 i PN-ISO 1328 -2: 2000. 11/25/2020 Szczecin; Paweł Majda 20

Przykłady wymiarowania elementów wymiarowalnych a) b) c) d) średnica zewnętrzna, średnica wewnętrzna, grubość (wpustu), szerokość (rowka) Potrzeba jednoznaczności zapisu wymagań nakazuje by na rysunku wymiary były stosowane w miarę możliwości jedynie w odniesieniu do tzw. elementów wymiarowalnych (ang. feature of size). Elementy wymiarowalne stanowią jedynie „pełne” wałki i otwory (w rozumieniu ISO 286). 11/25/2020 Szczecin; Paweł Majda 21

Przykład elementu niewymiarowalnego . a) niezalecany (niejednoznaczny) sposób wymiarowania wymiaru zewnętrznego, b), c), d) przykładowe, możliwe, jednoznaczne sposoby specyfikacji z użyciem wymiaru teoretycznie dokładnego (wymiar w ramce) i tolerancji pozycji, e) pomiar zgodnie z b). e) 11/25/2020 Szczecin; Paweł Majda 22

Przykład elementu niewymiarowalnego . a) niezalecany (niejednoznaczny) sposób wymiarowania odległości osi, b), c) przykładowe, możliwe, jednoznaczne sposoby specyfikacji z użyciem wymiaru teoretycznie dokładnego (wymiar w ramce) i tolerancji pozycji. 11/25/2020 Szczecin; Paweł Majda 23

Tolerancje ogólne ISO 2768 Jeżeli na rysunku nie podano tolerancji wymiaru to obowiązują tzw. tolerancje ogólne – gdzieś na rysunku powinna znajdować się odpowiednia uwaga, np. : „Tolerancje ogólne ISO 2768 – m. H”. Podana w przykładzie litera „m” jest jedną z czterech możliwych i oznacza tzw. klasę tolerancji : • f – dokładna, • m – średnio dokładna, • c – zgrubna i • v – bardzo zgrubna. Podana w przykładzie litera „H” dotyczy tolerancji geometrycznych i jest jedną z trzech możliwych klas tolerancji : • H – dokładna, • K – średnio dokładna i • L – zgrubna. 11/25/2020 Szczecin; Paweł Majda 24

Zasada maksimum materiału (tolerancja zależna) Wymiar zewnętrzny (wałek) Wymiar wewnętrzny (otwór) • ułatwia obróbkę bez naruszania zamienności, • ułatwia kontrolę (sprawdziany działania) MMVL=MML+t. G MMVL – granica wirtualna maksimum materiału, MML – granica maksimum materiału, t. G – tolerancja geometryczna Tolerowany element nie może przekroczyć stanu wirtualnego MMVL=MML-t. G • umożliwia obniżenie kosztów produkcji poprzez dopuszczenie do montażu części, które bez zastosowania tej zasady byłby uznane za niezgodne z wymaganiami, • należy pamiętać, że zastosowanie tej zasady w przypadku elementów o wymiarze bliskim LML nie obarczonych odchyłkami geometrycznymi może prowadzić do powstawania nadmiernych luzów, • może być stosowana dla elementów posiadających oś lub płaszczyznę symetrii, elementów określonych przez wymiary zewnętrzne i wewnętrzne, • jeżeli wymiar zaobserwowany jest mniejszy od MML to odchyłki kształtu i położenia mogą w odpowiednim stopniu przewyższyć wartość zadaną tolerancją (nieprzekraczając warunku MMVL i przy zachowaniu tolerancji wymiaru), • „ 0 M ” Paweł Majda

Warunek minimum materiału (tolerancja zależna) Tolerowany element nie może przekroczyć stanu wirtualnego LMVL Paweł Majda

WYKAZ NORM GPS 1. PN-EN ISO 1: 2004 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Normalna temperatura odniesienia dla specyfikacji i sprawdzenia geometrii wyrobów 2. PN-EN ISO 1119: 2004 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Szeregi kątów i zbieżności stożków 3. PN-EN ISO 1302: 2004 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Oznaczanie struktury geometrycznej powierzchni w dokumentacji technicznej wyrobu 4. PN-EN ISO 2538: 2005 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Szeregi kątów i pochyleń pryzm 5. PN-ISO 3274: 1997 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Charakterystyki nominalne przyrządów stykowych (z ostrzem odwzorowującym) 6. PN-ISO 3274: 1997/Ap 1: 1999 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Charakterystyki nominalne przyrządów stykowych (z ostrzem odwzorowującym) 7. PN-EN ISO 3650: 2000 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Wzorce długości. Płytki wzorcowe 8. PN-EN ISO 4287: 1999 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni 9. PN-ISO 4288: 1997 Wymagania geometryczne wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni. Zasady i procedury oceny struktury geometrycznej powierzchni metodą profilową 10. PN-ISO 4288: 1997/Ap 1: 1999 Wymagania geometryczne wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni. Zasady i procedury oceny struktury geometrycznej powierzchni metodą profilową 11. PN-EN ISO 5436 -1: 2002 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Wzorce. Część 1: Wzorce materialne 12. PN-EN ISO 5436 -2: 2003 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Struktura geometryczna powierzchni. Metoda profilowa. Wzorce. Część 2: Wzorce programowane 13. PN-EN ISO 5458: 2000 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Tolerowanie geometryczne. Tolerowanie pozycji 14. PN-EN ISO 10360 -1: 2003 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 1: Terminologia 15. PN-EN ISO 10360 -2: 2003 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 2: CMM stosowane do pomiaru wymiarów Paweł Majda

WYKAZ NORM GPS 16. PN-EN ISO 10360 -3: 2002 Specyfikacja geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 3: CMM z osią stołu obrotowego jako czwartą osią 17. PN-EN ISO 10360 -4: 2002 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 4: CMM stosowane w trybie pomiaru skaningowego 18. PN-EN ISO 10360 -4: 2002/AC: 2005 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 4: CMM stosowane w trybie pomiaru skaningowego 19. PN-EN ISO 10360 -5: 2003 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 5: CMM z zespołem głowic pomiarowych wielotrzpieniowych 20. PN-EN ISO 10360 -6: 2003 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 6: Szacowanie błędów przy wyznaczaniu elementów skojarzonych metodą najmniejszych kwadratów (Gaussa) 21. PN-EN ISO 11562: 1998 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Charakterystyki metrologiczne filtrów z korekcją fazy 22. PN-EN ISO 12085: 1999 Specyfikacja geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Parametry metody motywów 23. PN-EN ISO 12179: 2002 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Wzorcowanie przyrządów stykowych (z ostrzem odwzorowującym) 24. PN-EN ISO 13565 -1: 1999 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni. Metoda profilowa. Powierzchnie o warstwowych właściwościach funkcjonalnych. Filtrowanie i ogólne warunki pomiaru 25. PN-EN ISO 13565 -2: 1999 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni. Metoda profilowa. Powierzchnie o warstwowych właściwościach funkcjonalnych. Opis wysokości za pomocą linearyzacji krzywej udziału materiałowego 26. PN-EN ISO 13565 -3: 2002 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni. Metoda profilowa. Powierzchnie o warstwowych właściwościach funkcjonalnych. Część 3: Opis wysokości za pomocą dystrybuanty udziału materiałowego 27. PN-EN ISO 14253 -1: 2000 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Kontrola wyrobów i sprzętu pomiarowego za pomocą pomiarów. Reguły orzekania zgodności lub niezgodności ze specyfikacją Paweł Majda

WYKAZ NORM GPS 28. PN-EN ISO 14660 -1: 2001 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Elementy geometryczne. Część 1: Podstawowe terminy i definicje 29. PN-EN ISO 14660 -2: 2001 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Elementy geometryczne. Część 2: Linia środkowa zaobserwowana walca i stożka, powierzchnia środkowa zaobserwowana, wymiar lokalny elementu zaobserwowanego 30. PN-ENV ISO 14253 -2: 2003 (U) Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Kontrola wyrobów i sprzętu pomiarowego za pomocą pomiarów. Część 2: Przewodnik do szacowania niepewności w pomiarach GPS, podczas wzorcowania sprzętu pomiarowego i kontroli wyrobów 31. PN-87/M-04251 Struktura geometryczna powierzchni. Chropowatość powierzchni. Wartości liczbowe parametrów 32. PN-85/M-04254 Struktura geometryczna powierzchni. Porównawcze wzorce chropowatości powierzchni obrabianych 33. PN-74/M-04255 Struktura geometryczna powierzchni. Falistość powierzchni. Określenia podstawowe i parametry 34. PN-89/M-04256. 04 Struktura geometryczna powierzchni. Falistość powierzchni. Terminologia Paweł Majda

Dziękuję za uwagę Paweł Majda