книги / Справочник по производственному контролю в машиностроении

измерительные наконечники прибора в осевой плоскости вала на лю­ бом расстоянии от резца. Прибор разработан для измерения диаметров от 250 до 1250 мм. Диапазон измерения каждой скобы — 200 мм. Опыт­ ный экземпляр прибора имеет диапазон измерения от 250 до 450 мм.

Прибор ПКД-5 (рис. 5.11) предназначен для измерения диаметров от 550 до 730 мм. Прибор установлен на каретке, прикрепляемой к зад­ ней плите суппорта станка против резца. Управление прибором (пере­

Рис. 5.12

мещения, арретирование) осуществляются дистанционно, нажимом на соответствующие кнопки пульта управления (рис. 5.12). Во избе­ жание износа измерительные наконечники приборов выполнены вра­ щающимися. Приборы могут применяться для измерения валов 2-го класса точности.

Измерения расстояний между отдельными участками (точками) поверхности изделий иногда осуществляются с помощью катетометров (см. главу четвертую), теодолитов, нивелиров и других оптических

Измерения от дополнительных измерительных баз

В качестве таких баз используют специальные колонки, упоры, части станка, поверхности измеряемого изделия. Осковным достоин­ ством этого способа измерения является возможность применения при внутренних и наружных измерениях нутромера, длина которого зна­ чительно меньше диаметра измеряемого изделия. При измерении внут­ реннего диаметра изделия (рис. 5.13, а) диаметр D = 2 / + d, а при

измерении наружного диаметра

где I — расстояние от базы (колонки) до поверхности детали, измеряе­ мое нутромером; d — диаметр колонки (оправки); /0 — расстояние от базы до оправки, измеряемое заранее.

$77777777777Ш Ш ,V //7//7777W /.

Рис. 5.13

На некоторых заводах (Уралмашзавод и др.) крупные карусель­ ные станки оборудованы постоянными измерительными базами.

Метод опоясывания

Сущность метода заключается в определении наружного диаметра D изделия по результатам измерения длины окружности L рулеткой

На заводах натяжение рулетки осуществляется чаще всего вруч­ ную, что не обеспечивает необходимой точности измерения.

Рис. 5.14

В Ленинградском институте точной механики и оптики разрабо­ тан прибор ПКД-6 для измерения методом опоясывания диаметров от 1,5 до 6 м [5]. Измерения осуществляются с помощью специальных измерительных лент 1 (рис. 5.14) с шаровыми упорами 2 (срезанными шариками). Каждая лента может быть использована для измерения различных диаметров в диапазоне 15 мм. Прибор состоит из корпуса 3, натяжного устройства 4, обеспечивающего натяжение ленты с постоян­ ным усилием, двух микрометрических головок 5, служащих для изме­ рения расстояния между шариками ленты, постоянного магнита б, предназначенного для закрепления прибора на измеряемом валу, и электроконтактного сигнального устройства 7, исключающего влияние

измерительного усилия микрометрических головок. К прибору разра­ ботано устройство ППЛ-3 для аттестации лент на измерительной ма­

Определение диаметра по результатам измерения элементов окружности

Известен ряд приборов седлообразного типа для измерения диа­ метров по углу между касатальными к измеряемой окружности и вы­ соте сегмента, по хорде и вы­ соте сегмента и др. [4]. На рис. 5.15 изображен прибор с измерительной головкой.

Отклонение измеряемого диаметра (AD в мкм) от размера, на который установлен прибор, определяется по формуле

измерения от 850 до 1200 и от 1300 до 1700 мм разработана в ЛИТМО. Установка прибора на измеряемый размер производится по аттестован­

где I — половина расстояния между осями опорных роликов; h — раз­ мер блока концевых мер, по которому производится установка при­ бора; Ah — отсчет по шкале измерительной .головки. Знак минус перед скобкой показывает, что при увеличении высоты сегмента диаметр уменьшается.

ного ролика, прижимаемого к поверхности детали и вращающегося вместе с ней, от диаметра детали.

Измеряемый диаметр D = ~ d, где d — диаметр ролика; т и

Приборы предназначены для измерения диаметров деталей, обра­ батываемых на токарных и карусельных станках.

Прибор АИД-6, разработанный в Красноярском сельскохозяй­ ственном институте, состоит из измерительной головки, обеспечиваю­ щей стабильное прижатие ролика к детали, электронного счетно-упра- вляющего устройства на полупроводниках и декатронах и бесконтакт­ ного счетчика оборотов детали, устанавливаемого на планшайбе станка. Измерительная головка закрепляется на резцедержателе суппорта станка.

В приборе используется фотоэлектрический преобразователь из­ мерительных импульсов, включающий: стеклянный диск с радиаль­ ными штрихами, сидящий на одной оси с обкатным роликом, дополни­ тельную стеклянную шкалу, штрихи которой расположены под неболь­ шим углом к штрихам диска, лампочку и фотодиод, установленные

пользован индуктивный преобразователь. Особенностью приборов является самоориентация ролика относительно поверхности детали. Измерение осуществляется за два оборота детали. Цена импульса 0,01 мм.

Оптические методы измерения

Известные из литературы оптические методы измерения длин и диаметров крупногабаритных изделий основаны на использовании точных теодолитов или на принципе дальномера [4]. К первой группе методов [относятся методы цеховой триангуляции, дистанционный,

Рис. 5.18

хорды и дуги, а ко второй методы, разработанные в Государственном оптическом институте, ЛИТМО и ЦНИИТмаше [4].

Из указанных методов иногда применяется* главным образом при крупных монтажных работах, только метод цеховой триангуляции [2]. Сущность этого метода заключается в том, что по результатам измере­ ния углов с помощью точного теодолита и линейного отрезка (базы)

рулеткой или нутромером определяется длина изделия или расстояние

Области применения различных методов и средств измерения боль­ ших длин и диаметров указаны в табл. 5.1.

568Измерение больших длин и диаметров

4.Рубинов А. Д. Измерения больших размеров в машиностроении. Изд. 2-е. М.—Л., Машгиз, 1959, 183 с.

5.Рубинов А. Д. Новый прибор для измерения наружных диамет­ ров крупногабаритных изделий методом опоясывания, — Исследования в области линейных измерений.Труды метрологических институтов

для активного контроля деталей больших диаметров. — В кнл Взаимо­ заменяемость и технические измерения в машиностроении, № 5. М.; «Машиностроение», 1967, с. 198—209,

ГЛАВА ШЕСТАЯ

КОНТРОЛЬ И ИЗМЕРЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

итехнически сложны.

Кчислу деталей и узлом сложной формы можно отнести следующие: калибры и шаблоны с криволинейными профилями и поверхностями; фасонные резцы, протяжки и фрезы; сферические детали н инструменты; турбинные лопатки; некоторые узлы со сложным расположением по­ верхностей, в том числе криволинейных, и т. д.

Выбор методов и средств измерений этих объектов зависит от ряда условий: серийности производства, заданной точности (величины до­ пуска), технологических и конструктивных баз, последовательности

.технологических операций и т. д.

Серийностью производства определяется, прежде всего, степень его механизации и автоматизации, а отсюда и требуемый уровень меха­ низации и автоматизации контроля. Заданная точность (величина до­ пусков контролируемых параметров) определяет выбор принципиаль­ ной схемы контроля и точности измерительных устройств. На этот выбор также влияют базы, от которых ведется обработка, и последо­ вательность операций обработки. Приходится также учитывать задачи контроля: разбраковка на годные и брак или сортировка на группы или получение численных данных для регулировки и настройки про­ цесса обработки.

В зависимости от указанных условий методы измерений и конт­ роля деталей и узлов сложной формы разбиваются на две основные группы — методы универсально-координатные и методы сравнения с образцом.

2. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЙ

Универсально-координатный метод измерения характеризуется численной оценкой расположения отдельных точек или участков по­ верхности относительно заданных баз и относительно друг друга. Координатные измерения профиля или поверхности объекта произво­ дятся в прямоугольных или полярных координатах, причем измеряе­ мый объект должен быть правильно ориентирован своими базами от­ носительно координатных осей. При некоторых универсальных методах измерение производится не й координатах, а относительно баз или по взаимному расположению отдельных участков объекта (например, рав­ номерность расположения по окружности шлицев, отверстий и т. д.). По характеру фиксирования отдельных точек или участков профиля и поверхности универсально-координатные методы различаются как контактные и бесконтактные.

570 Контроль и измерение некоторых деталей сложной формы

П р и к о н т а к т н ы х м е т о д а х фиксация производится с помощью щупа — наконечника; при этом необходимо учитывать форму поверхности щупа, так как при неправильном выборе формы щупа в за­ висимости от формы измеряемой поверхности могут возникнуть допол­

чаще всего оптическим способом, т. е. наведением на нужную точку

Эти методы также делятся на контактные и бесконтактные. Про­ стейшим видом такого контроля является контроль профильными шаб­ лонами. Этот вид контроля (контактного) очень распространен, так как не требует сложных контрольно-измерительных устройств, однако оценка годности контролируемого объекта несовершенна и в значи­ тельной мере субъективна. Оценка совпадения контролируемого про­ филя с профилем шаблона производится визуально, величина несо­ впадения определяется на глаз или при помощи щупа. Для контроля сложной детали с протяженной поверхностью (например, турбинной лопатки) требуется большое количество шаблонов, иногда довольно крупных.

В серийном и массовом производстве контроль турбинных лопа­ ток по операциям и переходам производится при помощи специальных контрольно-измерительных приспособлений. На основание приспособ­ ления устанавливается контролируемая лопатка, чаще всего на техно­ логических центрах, на которых она обрабатывается на фрезерном или шлифовальном станке. Иногда лопатка имеет вместо центров технологи­ ческую серьгу с отверстием, которая является технологической базой и так же, как и технологические центры, потом отрезается. На основа­ нии контрольного приспособления, кроме центров, имеются специаль­ ные пазы или базовые кнопки, по которым в направлении, перпенди­ кулярном к оси лопатки, скользят плоские шаблоны, имеющие на одном конце профильные кромки, а на втором — выступы-упоры, называемые «зацепами» (рис. 6.1). Профильным шаблоном контролируется профиль лопатки в заданном сечении. «Зацеп» при этом должен упереться в бо­ ковую кромку плиты (основания) приспособления, что позволяет конт­ ролировать заданную толщину лопатки в данном сечении. На отклоне­ ния профиля лопатки и неплотное прилегание зацепа дается допуск, соблюдение которого контролируется шупом.

Замковая часть лопатки контролируется по шаблонам, а основ­ ные размеры расположения пазов замка индикаторным приспособле­ нием от плиты, как от базы.

Более современным и перспективным с точки зрения возможности механизации и автоматизации является метод сравнения в копиром или исходной деталью [6]. При этом методе измерительный наконеч­ ник (или оптический луч) скользит по контролируемой поверхности. Движение измерительного наконечника (или измерительного преобра­ зователя) задается через кинематическую схему от копира или исход­ ного образца. Простейшая схема такого измерения показана на рис. 6.2.

Роль копира в современных измерительных системах может заме­ нить определенная программа, заданная соответствующими алгорит­