книги из ГПНТБ / Палей М.А. Отклонения формы и расположения поверхностей

ния составляющих отклонений, можно производить квадратическое суммирование последних. Лишь в наиболее ответствен­ ных случаях, когда необходимо строго гарантировать соблю­ дение допуска, суммирование должно быть арифметическим.

Косвенно нецилиндричность можно определить, измеряя (с записью профилограмм) отклонения в нескольких попереч­ ных и продольных сечениях. Для этого применяются спе­ циальные приборы — макропрофилографы. Нецилиндрич-" ность в пределах допуска на размер контролируется калиб­ рами, удовлетворяющими принципу подобия, в частности, не-,

Рис. 7. Измерение колебания диаметров по­ верхности:

1 — деталь; 2 — отсчетная головка; 3 — плавающая скоба; 4 — центры

цилиндричность валов — проходным кольцом и непроходной ' скобой, а отверстий — полной проходной пробкой и двухкон-, такгным непроходным нутромером.

Контроль некруглости. Наиболее полно некруглость может быть измерена на специальных приборах, позволяющих срав­ нивать профиль сечения с траекторией точного кругового дви­ жения. Отечественной промышленностью производится не­ сколько типов таких приборов.

Кругломер модели 218 (завод «Калибр») позволяет конт­ ролировать наружные и внутренние поверхности деталей ма­ лых и средних габаритных размеров (диаметром 3—350 мм, высотой до 400 мм). Деталь, установленная на неподвижном столе, измеряется индуктивным датчиком, закрепленным на шпинделе прибора (точность вращения шпинделя 0,1 мкм). Отклонения записываются электротермическим способом на диаграмму в полярной системе координат. Увеличение записи от 125 до 10000.

Прибор модели 246 (завод «Калибр») предназначен для контроля наружных поверхностей деталей типа шпинделей диаметром до 350 мм, длиной до 1500 мм и массой до 300 кг.

В этой модели вращается с точностью до 0,2 ыкм деталь, а датчик неподвижен.

Пневматический прибор БВ-2003 (Челябинский инструмен­ тальный завод) позволяет измерять некруглость наружных поверхностей и отверстий диаметром 3—150 мм при высоте деталей до 150 мм. Увеличение прибора от 1000 до 5000. По­

Рис. 8. Измерение некруглости на специальном приборе:

а — схема измерения; б — оценка некруглости по профилограмме

Рис. 9. Измерение некруглости в кольце:

I — деталь; 2 — кольцо; S — отсчет-

ная головка

численные приборы в ряде случаев могут быть использованы для контроля неплоскостности, несоосности, пеперпендикулярности.

Приборы для контроля некруглости выпускают и многие зарубежные фирмы [2]. В частности, наиболее известными являются приборы «Talyrond» английской фирмы Taylor Hobson.

При измерении некруглости (рис. 8, а) деталь предвари­ тельно центрируют относительно оси вращения. Показания измерительной головки при вращении ее относительно детали записывают в виде профилограммы обычно в полярных коор­ динатах (рис. 8, б).

34

Для ИСКЛЮЧЕНИЯ остаточного эксцентриситета детали на диаграмме необходимо провести окружность, соответствую­ щую прилегающей, т. е. описанную вокруг профилограммы вала или вписанную в профилограмму отверстия, и от нее отсчитывать некруглость. Чтобы ускорить измерения, на диа­ грамму накладывают прозрачный шаблон с концентричными окружностями. Приведенная методика измерения полностью соответствует стандартному определению некруглости. Если запись производится в прямоугольных координатах, то для исключения эксцентриситета отклонения необходимо отсчиты­ вать от прилегающей синусоиды [16]. Иногда некруглость измеряют при вращении детали в центрах. В этом случае отклонения формы центровых отверстий вызывают дополни­ тельную погрешность измерения.

Некруглость вала можно измерить в кольце, диаметр ко­ торого во избежание погрешности измерения должен быть равен диаметру прилегающей окружности. Это условие вы­

Для контроля элементарных видов некруглости, кроме рассмотренных выше способов, могут быть применены спе­ циальные, упрощенные методы. Следует иметь лишь в виду, что надежность упрощенных методов зависит от того, на­ сколько стабилен характер отклонений формы в партии про­ веряемых деталей.

О в а л ь н о с т ь и ч е т н а я о г р а н к а измеряются двухконтактными устройствами. Овальность равна разности между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения, из­ меряемыми при повороте детали не менее чем на 180°, огран­ ка — полуразности этих диаметров. Эти же отклонения могут быть измерены с помощью дифференциального пневматиче­ ского устройства (рис. 10), измерительные сопла которого расположены во взаимно перпендикулярных направлениях. Деталь поворачивается не менее чем на четверть оборота. Во многих случаях ограничиваются измерением диаметров

в двух взаимно перпендикулярных направлениях без враще­ ния детали (рис. 11, а), но при этом в зависимости от случай­ ного положения направления измерения по отношению к наи­ большему («ли наименьшему) диаметру сечения овальность или четная огранка могут быть выявлены полностью, частич­ но или вовсе не обнаружены. На рис. 11,6 показан график изменения коэффициента полноты измерения К, т. е. отноше­ ния измеренного отклонения формы к действительному, при контроле овальности. Для повышения надежности подобных методов измерения целесообразно измерять диаметры в трех

направлениях через 60° (рис. 12,а) и определять разность между наибольшим и наименьшим из трех диаметров. Гра­ фики изменения коэффициента полноты измерения овально­

наибольшая из трех разностей диаметров, то в целом данная схема позволяет выявить овальность с довольно высоким коэффициентом полноты, изменяющимся в узком диапазоне от 0,87 до 0,75, независимо от направления измерения. Такой же результат по схеме измерения на рис. 12, а получается для огранки с любым числом граней за исключением случаев, когда это число кратно 6 (6, 12 и т. д.) [15].

О г р а н к а с н е ч е т н ы м ч и с л о м г р а н е й двух­ контактными приборами не выявляется. Она измеряется либо теми же методами, что и некруглость (на приборах для конт­ роля некруглости, в кольцах), либо трехконтактными устрой­ ствами, имеющими два опорных контакта и один измеритель­ ный. Колебание стрелки отечетного устройства s при пово­ роте на опорных наконечниках связано с величиной огран-

36

ки Д зависимостью s = kA, где k — коэффициент воспроизве­ дения огранки, вычисляемый по формуле

ß — углы, характеризующие взаимное расположение наконеч­ ников трехконтактных устройств (рис. 13).

висимости от числа граней выбираются по табл. 4. Эти углы

.38

определены из условия, что коэффициент к равен наиболь­ шему целому числу (для удобства пересчетов) или единице (пересчета не требуется);

если каждая деталь проверяемой партии имеет огранку

счислом граней, равным одному из нескольких определенных

изаранее известных чисел п.

Для того чтобы избежать определения числа граней у каждой детали перед ее измерением, необходимо подобрать такие параметры трехконтактных схем, при которых коэффи­ циенты к одинаковы для всех возможных в данной партии сочетаний п. Симметричная схема контроля в призме приме­ нима лишь для некоторых комбинаций чисел, указанных в табл. 5. Эти же параметры призм действительны для коптроля профилей, отклонения формы которых выражены сум­ мой синусоид (гармоник) с частотами, равными числам п, приведенным в соответствующих строчках табл. 5. Наиболь­ шей универсальностью обладают несимметричные трехкон­ тактные схемы с параметрами:

39

Рис. 14. Схема контроля огранки при а = 60° и ß = 30°;

а — в Ѵ-образной призме; б — в роликовой призме (в скобках даны па­ раметры схемы при ц = 30°, ß = 60°)

измерениях также может быть принят равным двум (погреш­ ность составит 19%).

Приведенные выше (рекомендации дают наиболее точные результаты измерения, если действительные отклонения про­ филя ближе соответствуют синусоидальным с постоянными шагами и амплитудой. Практически имеются отступления от

40

этого, условия. В этом случае оптимальные параметры трехконтактных устройств могут быть найдены эмпирически. На­ пример, в работе Б. И. Мухииа и H. Н. Герасимовой [14] на основании сравнительных измерений некруглости роликов и колец подшипников качения рекомендована симметричная схема с углом призмы 100—110° (средний коэффициент вос­ произведения огранки равен 1,8, погрешность измерения, вы­ званная колебанием величины k при различных п, составляет

± 1 7 % ) .

Контроль отклонения профиля продольного сечения. Наи­ более полное измерение, соответствующее стандартному оп­ ределению, состоит в том, что с одной установки детали за­ писывают профилограммы двух образующих, принадлежа­ щих одному продольному сечению. Затем на диаграмме

Рис. 15. Схемы измерения изогнутости

строят прилегающий профиль (пара параллельных прямых), от сторон которого в перпендикулярном направлении отсчиты­ вают наибольшее отклонение точек профилограмм образую­ щих. Приближенно отклонение профиля продольного сечения определяется как полуразность наибольшего и наименьшего диаметров сечения, измеренных двухконтактным прибором. Если сечение имеет изогнутость, то последнюю необходимо измерять отдельно и суммировать с полуразностью диамет­ ров.

41