verkstadsmätteknik metrologi - kau.se€¦ · tillverkningsteknik vem är jag? göran karlsson....

Tillverkningsteknik

Verkstadsmätteknik

Metrologi

Delmoment i

tillverkningsteknik

Tillverkningsteknik

Vem är jag?

Göran Karlsson.

Rum21F216

Tel.054-7001852

goran.karlsson@kau.se

Adjunkt vid avdelningen för maskin- och

materialteknik.

Maskiningenjör -99 Kau

Tillverkningsteknik

Verkstadsmätteknik

• Vad mäter vi?

• Måste det bli rätt?

• Hur mäter vi?

• Vem bestämmer måtten?

• Varför ska vi mäta?

Tillverkningsteknik

Verkstadsmätteknik

SI-måttsystemet

Dimensionsmått

Meter – m

Vinklar – ° ’ ’’

Prefix – kilo k 103

deci d 10-1

centi c 10-2

milli m 10-3

mikro µ 10-6

Tillverkningsteknik

Definitioner

• Mätning – handlingar för att bestämma en

storhet

• Mätobjekt – föremål som mäts

• Storhet – egenskaper som ska bestämmas

• Mätetal – numerisktvärde

• Enhet – vad mätetalet anges i

b = 300 mm

h = 200 mm

d = 250 mm

Tillverkningsteknik

Mätfel

• Grova fel – felavläsning, trasiga mätdon

• Systematiska fel

– Kan förutsägas

• Slumpmässiga fel – olika mätkraft,

avläsningsvinkel

– Gauss- eller normalfördelning

Tillverkningsteknik

Mätosäkerhet

• Yttre betingelser , temperatur

• Kalibreringsfel

• Geometriberoende

• Mätkraft

• Avläsningsvinkel

• Abbes komperatorprincip

Tillverkningsteknik

Normalfördelning

• De flesta tillverkningsprocesser och även

mätprocedurer är normalfördelade

• Det går att behandla med statistiska

beräkningar för att få fram sannolika

värden

Tillverkningsteknik

SPC – Statistical Process Control

• Statistiska beräkningar av mätvärden

• Normalfördelning

• Drift i mätvärden

• Larmnivåer

Tillverkningsteknik

Kalibrering

• Säkerställa mätmetoden

• Uppskatta osäkerheten

• Kompensera för systematiska avvikelser

• Referens, normal

• Spårbarhet

• SP i Borås, Paris

Tillverkningsteknik

Passbitar

CE Johansson i Eskilstuna

Bygg med den sista

decimalen först

Tillverkningsteknik

Toleranser

• Numeriska

• Generella

• ISO-toleranser

• Greppassning

• Mellanpassning

• Spelpassning

Tillverkningsteknik

Numeriska toleranserØ

60

Ø20 h

8

Ø40

±0,1

+0,2

–0,3

110

Tillverkningsteknik

Generella toleranserØ

60

Ø20 h

8

Ø40

±0,1

+0,2

–0,3

110SS-ISO 2768-1-m

Tillverkningsteknik

Generella toleranser

Basmått

mm

Tillåtna avvikelser mm

fin

(f)

medel

(m)

grov

(c)

mycket

grov (v)

0,5 – 3

(3) – 6

(6) – 30

±0,05

±0,05

±0,1

±0,1

±0,1

±0,2

±0,2

±0,3

±0,5

–

±0,5

±1

(30) – 120

(120) – 315

(315) – 1000

±0,15

±0,2

±0,3

±0,3

±0,5

±0,8

±0,8

±1,2

±2

±1,5

±2,5

±4

(1000) – 2000

(2000) – 4000

±0,5

–

±1,2

±2

±3

±4

±6

±8

SS-ISO 2768-1

Tillverkningsteknik

ISO-toleranserØ

60

Ø20 h

8

Ø40

±0,1

+0,2

–0,3

110

Tillverkningsteknik

ISO-toleranser Axlar

0

-33

Tillverkningsteknik

ISO-toleranser Axlar, läge

Tillverkningsteknik

Terminologi

basmått

undre gränsmått

övre gränsmått

övre

gräns-

avmått

tolerans(vidd)

undre

gräns-

avmått

Tillverkningsteknik

Exempel: SpelØ

20 F

7

Ø20 h

6

Basmått F7

(10) 18 +34 +16

(18) 30 +41 +20

(30) 50 +50 +25

Basmått h6

(10) 18 0 -11

(18) 30 0 -13

(30) 50 0 -16Hål

Axel

Tillverkningsteknik

Exempel: MellanpassningØ

20 J

7

Ø20 js6

Hål

Axel

Basmått J7

(10) 18 +10 -8

(18) 30 +12 -9

(30) 50 +14 -11

Basmått js6

(10) 18 +5,5 -5,5

(18) 30 +6,5 -6,5

(30) 50 8 -8

Tillverkningsteknik

Exempel: GreppassningØ

20 P

7

Ø20 h

6

Hål

Axel

Basmått P7

(10) 18 -11 -29

(18) 30 -14 -35

(30) 50 -17 -42

Basmått h6

(10) 18 0 -11

(18) 30 0 -13

(30) 50 0 -16

Tillverkningsteknik

Formtoleranser

Rakhet

Planhet

Rundhet

Cylindricitet

Profilform

Ytform

FormFör enskilda element

Tillverkningsteknik

Lägestoleranser

Parallellitet

Vinkelräthet

Vinkelriktighet

Lägestiktighet

Koncentricitet och

koaxialitet

Symmetri

Cirkulärt kast

Totalkast

Rik

tnin

gL

äg

eK

ast

För samverkande element

Tillverkningsteknik

Symbolens utseende

0,1

För enskilda element

För samverkande element

0,1

0,1 A A

Tillverkningsteknik

Cirkulärt kast

0,1mm

0,1 AB

BA

•Två koncentriska cirklar med givet avstånd

•Detaljen ligger i två stöd A och B

•Vid rotation får en mätklocka ge max utslag 0,1mm

Tillverkningsteknik

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.

Tillverkningsteknik

Mätmetoder

form- och lägestoleranser

• Tolkar

• Fixturer med mätklockor

• Koordinatmätmaskin och utvärdering med

hjälp av datorprogram

Tillverkningsteknik

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

Tillverkningsteknik

Tillverkningsprocesser

Tillverknings-

process

Ytjämnhetsvärden i µm

Rz 0,1 0,2 0,4 0,7 1,25 2,2 4 8 12,5 25 50 100 200

Ra 0,012 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12,5 25 50

Läppning

Slipning

Svarvning

Fräsning

Borrning

Sågning

Kallvalsning

Varmvalsning

Pressgjutning

Sandgjutning

Mindre normalt utfallNormalt utfall

Tillverkningsteknik

Beräkning av värde

Ra - aritmetisktmedelvärdeA1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

Ra=A1+ A2+ A3+ …

l

l

Tillverkningsteknik

Beräkning av värde

RZ - tiopumktshöjden

A1 A2A3 A4

A5A6

A7A8

A9

A10

RZ=(A1+ A3+ A5+ A7+ A9) - (A2+ A4+ A6+ A8+ A10)

5

l

Tillverkningsteknik

Beräkning av värde

Rmax – maximal ytavvikelse

Rmax

Höjdskillnaden mellan den högsta

toppen och den lägsta dalen

Tillverkningsteknik

Ytjämnhet – symboler

Valfri tillverkningsmetod

Krav på avverkande

bearbetning

Förbud mot avverkande

bearbetning

Tillverkningsteknik

Ytjämnhet – mätning

• Ra, RZ och Rmax mäts alla längs en linje

• Mätning över en yta ger mera information

• Normal

• Släpnål

• Ljusinterferens

Tillverkningsteknik

Ytnormal

Forskningsanknytning

• Ytprofilometer

• S-värden isf R

Tillverkningsteknik

Tillverkningsteknik

Indirekta metoder

Tillverkningsteknik

Direkta metoder

Mätvärdet kan avläsas på mätdonet

Tillverkningsteknik

Fasta mätdon

Tillverkningsteknik

Visande mätdon

Tillverkningsteknik

Skjutmått

tum-skala

huvudskala

nonieskala

mm-skala

Tillverkningsteknik

Skjutmått

FrånvändaLikriktade

Motvända

Tillverkningsteknik

Nonieskala

24 + 0,7 = 24,7 mm

Läs av hela och 1/20-dels millimeter

Tillverkningsteknik

Bygelmätskruv

Mikrometer är den benämning

som används. Mikro syftar på

att det är små saker som mäts,

inte att den mäter mikrometer.

Tillverkningsteknik

Nonieskala – mikrometer

6,20 mm

5,70 mmVar uppmärksam på

om det är hela eller

halva millimetrar!

Tillverkningsteknik

CMM - koordinatmätmaskin

• Manuell eller motoriserad

• Uppkopplad mot dator

• Mäter i x-, y- och z-led

• Längd

• Läge

• Form

Tillverkningsteknik

Mått på detaljen

Beställaren ställer krav som konstruktören

”översätter” med ritningen

Måtten ska utgå från

• Funktion

• Tillverkning

• Kontroll

Tillverkningsteknik

Tillverkningsteknik

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