Измерение отклонений элементов деталей от параллельности

В соответствии с классификацией отклонений формы и расположения поверхностей, представленной в ГОСТ 24642-81, различают измерения отклонений от параллельности плоскостей, прямой (например, оси) и плоскости, прямых в плоскости и прямых (в том числе осей) в пространстве.

При этом под прямыми, кроме осей отверстий и валов, понимаются номинально прямолинейные кромки деталей, образующие цилиндрических поверхностей, а также номинально плоские элементы деталей, ширина которых существенно меньше их длины (ширина элемента может считаться пренебрежимо малой).

В методиках выполнения измерения отклонений от параллельности элементов деталей часто используют плоскость сравнения (поверхность, которую используют в качестве базы при измерении и с которой соотносят отклонения измеряемого элемента). Чаще всего плоскостью сравнения служит рабочая поверхность поверочной плиты.

Если базовая поверхность детали имеет отклонения формы в виде выпуклости, то для обеспечения устойчивого положения детали на плоскости сравнения и минимизации погрешности базирования рекомендуется помещать деталь на подкладки, например, на плоскопараллельные концевые меры длины.

Если отклонение от параллельности измеряют на длине L_И, отличающейся от длины нормируемого участка L_Н, то зафиксированную в результате измерения разность показаний ΔA_И приводят к длине нормируемого участка L_Н по формуле

Результат такого расчета принимают в качестве искомого значения отклонения контролируемого элемента детали от параллельности базовому элементу. Графически процедуру пересчета можно представить с помощью схемы (рис. 3.49).

Рис.3.49. Определение искомого отклонения от параллельности

контролируемого элемента детали

На практике наиболее широкое распространение получили следующие методики выполнения измерений отклонений от параллельности элементов деталей.

Измерение отклонения от параллельности плоскостей прибором для

линейных измерений с использованием плоскопараллельной пластины

Контролируемую деталь устанавливают базовой поверхностью на поверочную плиту (рис. 3.50).

Схема расположения контрольных точек

1 – контролируемая деталь; 2 – измерительная головка;

3 – штатив (стойка); 4 – плоскопараллельная пластина; 5 – поверочная плита

Рис. 3.50. Измерение отклонения плоскостей от параллельности

Для исключения влияния отклонений формы измеряемой поверхности на нее накладывают плоскопараллельную пластину 4. С помощью измерительной головки 2, базирующейся в штативе или стойке 3 на поверочной плите 5, производят непрерывное измерение (сканирование) или дискретное измерение по отдельным точкам свободной поверхности детали 1 по контуру измеряемой поверхности. Если этот контур прямоугольный, то достаточно измерить четыре угловые контрольные точки.

Отклонение от параллельности определяют как разность наибольшего и наименьшего показаний измерительной головки во всех контрольных точках поверхности.

Если отклонение формы измеряемой поверхности пренебрежимо мало по сравнению с искомым отклонением от параллельности, можно применять методику выполнения измерений с ощупыванием самой измеряемой поверхности без наложения на нее плоскопараллельной пластины.

Возможен также вариант выполнения измерений без использования плоскопараллельной пластины и в случае значимых отклонений формы измеряемой поверхности. В этом случае измеряют координаты или отклонения множества контрольных точек измеряемой поверхности, располагающихся в узлах «сетки» как при контроле отклонения от плоскости. По полученным результатам измерений с использованием аналитических расчетов или/и графических построений определяют положение прилегающей или средней плоскости, а также отклонение от параллельности этой плоскости относительно соответствующей базы, которое и принимается в качестве искомого отклонения расположения.

Измерение отклонений от параллельности оси отверстий базовой плоскости детали прибором для линейных измерений с использованием оправки.

На поверочную плиту устанавливают базовой поверхностью измеряемую деталь и стойку или штатив с измерительной головкой (рис. 3.51).

1 – контролируемая деталь; 2 – поверочная плита;

3 – оправка; 4 – измерительная головка; 5 – штатив (стойка).

Рис. 3.51. Измерение отклонения от параллельности оси и плоскости

Ось контролируемого отверстия (или отверстий) материализуют с помощью оправки – цилиндрической или конической с малой конусностью. Возможно также использование оправок иной конструкции, например, разжимных цанговых, бесконтактных оправок на аэростатических опорах и др.

Положение оправки измеряют в двух точках, лежащих на расстоянии L_И друг от друга. Разность показаний измерительной головки, соответствующих размерам A₁ и A₂ в двух крайних точках участка измерения L_И и принимается в качестве отклонения от параллельности оси и плоскости на длине L_И. Искомое отклонение от параллельности Δ рассматриваемого элемента на нормируемой длине L_Н определяется путем пропорционального пересчета.

Если рассматриваемые отверстия имеют разные номинальные диаметры D и d, то для материализации их общей оси используют ступенчатую оправку (рис. 3.52).

1 – контролируемая деталь; 2 – поверочная плита;

3 – ступенчатая оправка; 4 – измерительная головка; 5 – штатив (стойка)

Рис. 3.52. Измерение отклонения от параллельности общей оси

двух отверстий и плоскости

Отклонение от параллельности общей оси двух отверстий относительно базовой плоскости на длине измерения L_И, рассчитывают пользуясь формулой:

.

Измерение отклонений от параллельности осей отверстий в общей

плоскости и перекоса осей прибором для линейных измерений

с использованием двух оправок

Данная методика выполнения измерений позволяет осуществить независимые измерения отклонений от параллельности осей отверстий в общей плоскости и отклонений от параллельности осей в плоскости, перпендикулярной к общей плоскости (перекос осей) (рис. 3.53).

1 – контролируемая деталь; 2 – измерительная головка;

3 – штатив (стойка); 4 – поверочные призмы; 5 – базовая оправка;

6 – контролируемая оправка; 7 – регулируемый упор

Рис. 3.53. Измерение отклонения от параллельности осей отверстий

в общей плоскости и перекоса осей

Перед выполнением измерений в отверстия контролируемой детали вставляют оправки. Деталь вместе с оправками устанавливают на измерительную позицию, координируя ее с помощью базовой оправки 5 в призмах 4 и на регулируемом упоре 7, который должен обеспечивать неопределенность положения детали, определяемую углом α/2, не более ± 5^º. Измерительной головкой 1, закрепленной в штативе (стойке) 2 проверяют параллельность оси базовой оправки 5 относительно рабочей поверхности плиты (допускается отклонение не более 20 % от рассматриваемого допуска параллельности).

В горизонтальном положении контролируемой детали фиксируют показания измерительной головки в крайних точках контрольной оправки 6, располагающихся на расстоянии L_И друг от друга. За результат измерений принимается алгебраическая разность показаний измерительной головки в крайних точках оправки в соответствующих положениях контролируемой детали, пересчитанная пропорционально на длину нормируемого участка L_Н.

Аналогично осуществляют измерения при вертикальном положении контролируемой детали

Геометрически суммируя измеренные отклонения от параллельности осей отверстий в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (отклонение т параллельности в общей плоскости Δx и перекос осей в плоскости, перпендикулярной к ней Δy), можно найти отклонение от параллельности осей отверстий в пространстве Δ:

.