книги из ГПНТБ / Варламов В.А. Сборочные операции в электровакуумном производстве учеб. пособие

Входной контроль осуществляется различными способами — от простого осмотра внешнего вида и до сложных анализов химиче­ ского состава, металлографического состояния.

В производстве электровакуумных приборов часто применяют технологические пробы. В этих случаях при приеме крупной пар­ тии, например, катодов, небольшое количество их подвергают пол­ ному циклу обработки по условиям и режимам технологического процесса. Иногда собирают опытную партию приборов. По резуль­ татам измерения эмиссионных свойств пробных катодов делают вы­ вод о пригодности всей партии для запуска в основное производ­ ство.

В сборочных цехах входной контроль применяют постоянно для наиболее сложных и ответственных деталей, а также периодически (выборочно, в случае увеличения сверх норматива какого-либо брака).

Проверке подлежат геометрические размеры деталей, их внеш­ ний вид, состояние поверхностей и покрытий и другие свойства. От контроля качества монтажа во многом зависит качество выпускае­ мых приборов. Поскольку контроль собранной арматуры сложен, то для гарантии производят межоперационный контроль на всех ос­ новных этапах монтажа, начиная с заготовительного. Контроль ка­ чества монтажа — обязанность монтажниц. Кроме того, работу монтажниц (группы) проверяет специальный контролер.

Основной метод контроля — тщательный,осмотр под микроско­ пом с целью выявления дефектов — деформации или разрушения деталей, дефектов покрытий, выплесков металла в местах сварки, непрочной сварки, наличия загрязнений или посторонних частиц. Иногда проверяют геометрию — расстояния между электродами — путем сравнения увеличенного изображения их на экране проектора с шаблоном.

Очень распространены такие виды контроля, как проверка це­ лостности цепей (главным образом, подогревателя) и отдельных соединений; проверка на отсутствие коротких замыканий между основными электродами. Проверке подлежат также такие свойства, как механическая прочность соединений, чаще всего вручную, пу­ тем надавливания иглой или пинцетом. Специальные приспособле­ ния для проверки механической прочности (например, пистонирования слюды) применяют крайне редко.

В условиях социалистического производства борьба за высокое качество продукции является важнейшим делом и получает всена­ родную поддержку. Лозунг — «Рабочая совесть — лучший контро­ лер!» — нашел широкое распространение во всех отраслях народно­ го хозяйства, получив конкретное выражение в формах, наиболее соответствующих особенностям отдельных производств.

Например, уже много лет успешно используется метод «личного клейма», когда наиболее квалифицированным и добросовестным рабочим доверяется сдавать продукцию без дополнительного контроля, пометив ее специальным клеймом. Личное клеймо являет­ ся надежной гарантией качества, однако этот метод не может при­

50

меняться в ряде производств — из-за особенностей технологии и по­ вышенных требований к надежности изделий.

Одной из наиболее прогрессивных форм является зародившийся на предприятиях г. Саратова метод бездефектного изготовления продукции. Сущность его заключается в принципиальном отказе от применяемой весьма часто практики безответственного предъявле­ ния непроверенной продукции контролерам, на которых фактически возлагается вся ответственность за качество изделий. По системе бездефектного изготовления рабочие, бригады, участки и цехи обя­ зуются сдавать только годную продукцию. В случае обнаружения дефектов вся партия продукции бракуется и возвращается изготови­ телю. Повторный прием этих изделий производится лишь при вы­ полнении определенных условий, а в ряде случаев изделия повторно

и рабочие лишаются надбавки к заработной плате за бездефектную сдачу продукции.

§ 18. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТАХ, ПРИБОРАХ

ИМЕТОДАХ ИЗМЕРЕНИЯ

Воснове любой оценки качества (узла, детали или технологи­ ческой операции) лежат процессы сравнения и измерения отдель­ ных свойств, характеристик, параметров и их сочетаний. Эти про­

цессы выполняются с помощью специальных устройств или средств измерения.

В производстве электровакуумных приборов применяют самые разнообразные измерительные средства — от универсальных (ис­ пользуемых во всех областях науки и техники) до специальных, появ­ ление которых вызвано особенностями конкретных деталей, узлов, приборов, операций или контролируемых параметров.

Рассмотрим основные понятия и принципы собственно техниче­ ских измерений и контроля качества на примере приборов для изме­ рения длин.

Средства измерения можно разделить на меры, эталоны, калиб­ ры и универсальные измерительные средства.

Меры — это тела, вещества и устройства, непосредственно (ве­ щественно) воспроизводящие единицу измерения. Могут быть меры с постоянным или переменным значением. К первым относятся, на­ пример, концевые меры (плитки), ко вторым — штриховые меры (линейки), рулетки, масштабные линейки и т. д.

Эталоны — образцовые меры и измерительные приборы, с по­ мощью которых осуществляется воспроизведение и «хранение» еди­ ниц измерения, т. е. периодическая проверка используемых в работе измерительных средств.

Существует единая общегосударственная система периодическо­ го контроля самих средств измерения в зависимости от их назначе­ ния, степени точности, частоты использования и т. д.

Калибры — бесшкальные измерительные инструменты, служа­ щие для измерения деталей в пределах установленных размеров — наибольшего и наименьшего.

Универсальные измерительные средства — шкальные инструмен­ ты и приборы, позволяющие определять различные значения'изме­ ряемых величин (в пределах некоторого интервала) с нужной точ­ ностью, достигаемой, как правило, с помощью увеличения.

Универсальные измерительные средства делятся на штриховые нониусные инструменты (штангенинструменты), микрометрические инструменты, рычажно-механические приборы, рычажно-оптические приборы, измерительные машины (оптико-механические), проекци­ онные приборы, интерференционные приборы, пневматические при­ боры, электрические и электромеханические приборы.

Совокупность используемых средств измерения и приемов изме­ рения определяет метод 'измерения. Различают абсолютный и отно­ сительные методы.

Абсолютный метод измерения— это определение значения всей измеряемой величины, относительный — определение отклонений измеряемой величины от установочной меры (образца).

В зависимости от способа получения результата различают пря­ мой и косвенный методы измерения.

Прямой метод измерения заключается в определении измеряе­ мой величины (или отклонений от нее) непосредственно по показа­ ниям измерительного прибора.

Косвенные измерения заключаются в оценке значения искомой величины (или отклонений от нее) по результатам измерения дру­ гой величины, связанной с искомой известной зависимостью.

Примером косвенного измерения может быть определение дли­ ны дуги окружности путем измерения хорды и последующего, пере­ счета.

По способу оценки качества различают дифференцированный (элементный) и комплексный методы.

Комплексный метод основан на одновременной оценке совокуп­ ности параметров, он наиболее надежно и просто обеспечивает взаимозаменяемость объектов контроля, но часто не дает конкрет­ ных сведений о причинах брака. Элементный метод основан на раз­ дельной оценке каждого параметра и независимом сопоставлении каждого отдельного результата с соответствующими нормами; он необходим при анализе технологических процессов.

По воздействию на объект различают контактные и бесконтакт­ ные методы измерения, а также разрушающие и неразрушающие.

§19. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

ОТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

Результаты измерения той или иной величины дают лишь прибли­ женное ее значение. Разность между полученным при измерении значением и действительным значением измеряемой величины назы­ вается погрешностью или ошибкой измерения.

52

Причины возникновения погрешностей различны: вследствие не­ совершенства измерительных приборов, из-за непостоянства усло­ вий, в которых производятся измерения, в результате ошибок изме­ ряющего и т. д.

Ошибка измерения — неизбежный фактор, с которым следует считаться при построении процессов контроля и анализе его резуль­ татов.

Принято, делить ошибки на систематические и случайные. Систематические ошибки определяются некоторыми физически­

ми явлениями и в равной степени (но не обязательно одинаково) влияют на все измерения, проводимые по одной методике и одним инструментом. Систематические ошибки вызываются погрешностью

если неверно отградуирована линейка, то полученные с ее помощью измерения будут иметь погрешность, подчиняющуюся определенно­ му закону. Эти ошибки могут быть учтены (скомпенсированы), на­ пример, с помощью поправочных формул, коэффициентов, таблиц и т. л., а также устранены путем введения конструктивных измене­ ний или с помощью специальных приемов.

Случайными называют ошибки, закономерность появления ко­ торых неизвестна и величину их заранее учесть (скомпенсировать) невозможно. Если провести ряд измерений одной величины, то по­ лученные результаты не будут одинаковы, они будут 'распределять­ ся по какому-то вероятностному закону, в большинстве случаев так называемому нормальному закону распределения. Сюда не отно­ сятся грубые ошибки, явно искажающие истинную картину, напри­ мер неправильные отсчеты по шкале прибора, невнимательность при записи показаний прибора и т. п. Для уменьшения влияния случай­ ных ошибок существуют специальные методы, основанные, как пра­ вило, на законе больших чисел, т. е. связанные с проведением до­ статочно большого количества замеров. Результаты измерений, со­ держащие грубые ошибки, при обнаружении должны быть отбро­ шены, как не заслуживающие доверия.

Точность отсчета зависит от цены деления и от интервала деле­

ми) двух соседних штриховОптимальной считается шкала с интервалом деления 1—2,5 мм

при ширине штриха 0,1 длины интервала. Для отсчета показания со шкал, имеющих более частые деления, необходимо оптическое уве­ личение.

Важнейшие характеристики измерительных приборов — преде­ лы измерений и порог чувствительности.

Пределом измерений называют диапазон изменения измеряемой величины, при котором показания прибора соответствуют опреде­ ленным нормам (например, по точности показаний). Различают

53

пределы по шкале прибора и пределы измерения прибора. Предел по шкале определяет возможности применения прибора, например нецелесообразно применять для контроля прибор, предел измерения по шкале у которого меньше вероятного допуска на неточность из­ меряемой величины. Предел прибора может быть увеличен с по­ мощью специальных методов и приспособлений (шунтирование, ры­ чаги, противовесы и т. п.).

Порогом чувствительности называют то наименьшее изменение измеряемой величины, которое способно вызвать заметное (фикси­ руемое) изменение показаний прибора.

§ 20. УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Плитки (точное название — плоскопараллельные концевые меры длины) применяют чаще всего для контроля, установки и граду­ ировки других измерительных устройств, наладки станков и приспо­ соблений. Плитки (рис. 31,а) отличаются большой универсально-

стыо, так как ооладают притираемостью, состоящей в том, что вследствие высокой чистоты поверхностей они весьма прочно сцеп­ ляются при легком сжатии руками и одновременном некотором по­ перечном смещении. Это свойство позволяет набирать блоки, раз­ меры которых могут варьироваться в широких пределах (рис. 31,6). Плитки комплектуются в наборы как универсальные, так и специ­ альные, например, с размерами до 100 мм (38 или 83 шт.), микрон­ ные наборы, наборы увеличенных размеров и т. д.

Штриховые меры применяют довольно широко для разнообраз­ ных целей — в качестве шкал измерительных приборов, для непос­

54

редственных измерений деталей, узлов и изделий (рулетки, измери­ тельные линейки, складные метры), а также для контроля других измерительных приборов (штриховые эталоны, образцовые шкалы 1-го и 2-го разрядов, рулетки 1-го и 2-го разрядов).

Калибры являются одним из основных метрологических средств обеспечения взаимозаменяемости в массовом и крупносерийном производстве, они также применяются в мелкосерийном и единич­ ном производствах. Различают рабочие калибры (для проверки из­ делий на рабочем месте), калибры контролера, приемные калибры (для приемно-сдаточных измерений) и контрольные калибры (для проверки рабочих и приемных калибров).

Калибры служат, как правило, для разбраковки массовой про­ дукции приемочного контроля больших выборок, так как контроль с помощью калибров достаточно прост и производителен. Недо­ статком калибров является отсутствие информации о степени откло­ нения проверяемых размеров от номинальных.

Иногда калибры используют для наладки и проверки других из­ мерительных устройств — сложных калибров, универсальных изме­ рительных приборов и специальных приспособлений.

Применение калибров основано на принципе подобия, т. е. счи­ тается, что проходные калибры являются прототипом сопрягаемой детали и ограничивают все элементы сопряжения, а непроходными калибрами проверяется каждый элемент отдельно.

Калибры для контроля охватываемых размеров (валов) назы­ ваются скобами, а для охватывающих отверстий — пробками. По числу одновременно проверяемых параметров калибры могут быть элементные (одиночные) и сложные (комплексные), например резь­ бовые.

Пример использования одиночного калибра для контроля одного из основных размеров сеток — раствора (называемого еще малым диаметром) — показан на рис. 32.

Сетка 3 последовательно помещается над проходной 1 и непро­ ходной 2 скобами и отпускается. При измерении не допускается при­ ложения каких-либо усилий к сетке, она должна проходить через скобу под действием собственного веса (это же условие действует и при контроле многих других деталей, но для сеток и подобных им деталей с малой жесткостью оно имеет решающее значение). В об­ щем случае в процессе такого контроля сетки могут:

застревать на проходной скобе — раствор больше нормы (брак по плюсу);

проходить через проходную скобу и застревать на непроход­ ной— раствор в допуске (годные сетки);

проходить через непроходную скобу — раствор меньше нормы (брак по минусу).

Примером применения сложного калибра служит контроль точ­ ности взаимного расположения штырьков плоской ножки. В этом случае для подтверждения годности ножки достаточен факт совме­ щения ее с проходным калибром, а для выяснения характера брака недостаточно одного непроходного калибра, требуется еще прово­

55

дить дополнительные замеры или же иметь специальные калибры. Щтангенинструменты, из которых наиболее распространены штангенциркули, основаны на использовании нониуса — вспомога­ тельной шкалы для отсчета дробных долей основной шкалы. С по­ мощью нониусов можно отсчитывать 0,1; 0,05 и 0,02 мм в зависимо­

сти от вида инструмента.

Штангенциркулем можно производить измерения длин, диамет­ ров валов и отверстий, ширины пазов, иногда глубины отверстий и пазов.

Рис. 33. Микрометр с пределом измерения

75—100 мм:

а — общий вид, б — разрез микрометрического уст­ ройства; / — скоба, 2 — пятка, 3 — измеряемая деталь, 4 — мнкровинт, 5 — стопор, 6 — барабан, 7 — трещотка, 3 — стебель, 9 — корпус трещотки, 10 — пружина, II — штифт, 12 — винт

Для измерения глубины существуют специальные штангенглубиномеры, для измерения высоты деталей и определения точности взаимного положения деталей по высоте служат штангенрейсмасы.

Микрометрические инструменты, в первую очередь, микрометры

{рис. 33) применяют практически на всех стадиях производства электровакуумных приборов как для непосредственных измерений наружных размеров деталей и узлов, так и для наладки других из­ мерительных устройств. Кроме того, микрометры часто используют в качестве регулируемых калибров (скоб), например, при контроле сеток, кернов оксидных катодов, электродов, колб. Как правило, измерительное перемещение микровинта составляет 25 мм, поэтому пределы измерения микрометров: 0—25; 25—50; 50—75; 75—100

и т. д.

Рассмотрим принцип действия микрометра (рис. 33). В скобе 1 соосно расположены неподвижная пятка 2 и подвижный микро­

56

винт 4. Микровинт (с мелким шагом, обычно 0,5 мм) при вращении перемещается в продольном направлении.

С винтом вместе вращается отсчетныйцилиндр (барабан) внутри которого находится неподвижный цилиндр (стебель) 8 с продольной шкалой (рис. 34). Так как осевое перемещение среза отсчетного цилиндра (барабана) равно 0,5 мм, то шкала разделена на две части — на нижней указаны целые миллиметры, а на верх­ ней — половинки. Средняя продольная линия на неподвижном ци­ линдре (стебле) служит для отсчета сотых долей миллиметра. На барабане нанесена круговая шкала с 50 делениями, цена каждого из них 0,01 мм.

Например, в положении, показанном на рис. 34, результат измерения следует считать равным 11,86 (11,0 + 0,5 + 0,36).

Для обеспечения постоянства измери­ тельного усилия и для предохранения микровинга от перегрузок предусмотрен механизм трещотки. К корпусу 9 (см.

до тех пор, пока винт не упрется в измеряемую деталь, после чего штифт И начнет проскакивать по зубцам, создавая характер­ ный звук (треск).

Для закрепления микровинта в нужном положении имеется сто­

разнообразных по назначению и конструкции приборов с ценой де­ ления 0,01—0,001 мм. Как правило, они имеют сравнительно неболь­ шие пределы измерения по шкале и применяются для относительных измерений длин и для контроля отклонений формы и взаимного рас­ положения поверхностей.

Из приборов этой группы очень широко известны индикаторы часового типа, рычажные скобы, рычажные микрометры, микронные индикаторы.

Проекторы (рис. 35) — это оптические измерительные устройст­ ва, в которых на специальный экран проектируется увеличенный контур проверяемого объекта (есть проекторы, работающие не толь­ ко в проходящем, но и в отраженном свете). Широкое применение проекторов в производстве электровакуумных приборов объясняет­ ся тем, что они позволяют осуществлять с достаточной точностью и простотой контроль малых размеров и деталей с особыми свойст­ вами (малой жесткостью, специальными покрытиями и т. п.).

Источник света 1 через два конденсора — постоянный 2 и смен­ ный.?— освещает рабочее поле, соответствующее требуемому коэф­ фициенту увеличения. Чем больше увеличение, тем меньше рабочее

57

поле, в которое должна укладываться измеряемая деталь 4 (или ее отдельный элемент). Тень от детали проектируется объективом 5 на зеркало 10, а оттуда — на экран 6.

Основой пневматического поплавкового длиномера (рис. 36) является стеклянная трубка 1 с точной внутренней конусностью, в

58

которой находится калиброванный поплавок 2. При подаче воздуха (с постоянным давлением) поплавок поднимается вверх, при этом увеличивается зазор между стенками трубки и поплавком до зна­ чения, при котором через трубку проходит нужное количество воз­ духа (расход). Величина расхода воздуха зависит от условий на выходном сопле 4 — чем меньше размер I детали 3, тем меньше рас­ ход и наоборот. Перед измерениями прибор настраивают по эталон­ ным деталям или специальным скобам. За трубкой помещена шка­ ла 6, имеются также два ограничителя 5, определяющие поле до­ пуска годных деталей. При выходе поплавка за пределы ограничи­ телей деталь бракуется. Точность измерения может достигать

0,001 мм.

§ 21. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Угловые измерения

Для измерения углов (уклонов и конусов) используют гониомет­ рический метод, когда определяют величину углов непосредственно- в дуговой мере, или тригонометрический метод, когда по значениюлинейных величин находят значение угла. Кроме того, применяют сравнение измеряемых угловых величин с образцовой мерой.

Для измерения угловых величин методом сравнения применяют плитки, шаблоны, угольники, калибры.

Угловые плитки выпускают наборами по 19, 36 и 94 шт., они могут состоять из треугольных клиньев (один рабочий угол от 10

59-