Нормирование точности и технические измерения

ности. При этом не исключенные из рассмотрения отклонения формы следует рассматривать как возможные источники ме­ тодической погрешности измерения.

И змерение от клонений элемент ов деталей от параллельност и

В соответствии с классиф икацией отклонений формы и рас­ положения поверхностей, представленной в ГОСТ 24642-81, различают измерения отклонений от параллельности плоскос­ тей, прямой (например, оси) и плоскости, прям ы х в плоскости и прямы х (в том числе осей) в пространстве.

При этом под прямыми, кроме осей отверстий и валов, по­ нимаются номинально прямолинейные кромки деталей, об­ разующие цилиндрических поверхностей, а такж е ном иналь­ но плоские элементы деталей, ш ирина которых существенно меньше их длины (ш ирина элемента может считаться прене­ брежимо малой).

В методиках выполнения измерения отклонений от па­ раллельности элементов деталей часто используют плоскость сравнения (поверхность, которую используют в качестве базы при измерении и с которой соотносят отклонения измеряемо­ го элемента). Чаще всего плоскостью сравнения служ ит рабо­ чая 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 измеряю т на длине L , отличающейся от длины нормируемого участка L H, то заф ик­ сированную в результате измерения разность показаний ДАИ приводят к длине нормируемого участка Ья по формуле

Д А „ ■

Д А

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

201

Рис. 3.49. Определение искомого отклонения от параллельности контролируемого элемента детали

Н а практике наиболее широкое распространение получили следующие методики выполнения измерений отклонений от па­ раллельности элементов деталей.

Измерение отклонения от параллельности плоскостей прибором для линейных измерений с использованием

плоскопараллельной пластины

Контролируемую деталь устанавливаю т базовой поверхно­ стью на поверочную плиту (рис. 3.50).

Рис. 3.50. Измерение отклонения плоскостей от параллельности:

схема расположения контрольных точек:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 - штатив (стойка); 4 - плоскопараллельная пластина;

5 - поверочная плита

Д ля исклю чения влияния отклонений формы измеряемой поверхности на нее наклады ваю т плоскопараллельную пла­ стину 4. С помощью измерительной головки 2, базирующейся в ш тативе или стойке 3 на поверочной плите 5, производят непрерывное измерение (сканирование) или дискретное изме­

202

рение по отдельным точкам свободной поверхности детали 1 по контуру измеряемой поверхности» Если этот контур прям о­ угольный, то достаточно измерить четыре угловые контроль­ ные точки»

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

Если отклонение формы измеряемой поверхности прене­ брежимо мало по сравнению с искомым отклонением от па­ раллельности, можно применять методику выполнения и з­ мерений с ощ упыванием самой измеряемой поверхности без налож ения на нее плоскопараллельной пластины .

Возможен такж е вариант выполнения измерений без ис­ пользования плоскопараллельной пластины и в случае зна­ чимых отклонений формы измеряемой поверхности. В этом случае измеряю т координаты или отклонения множества кон ­ трольных точек измеряемой поверхности, располагаю щ ихся в узлах «сетки» как при контроле отклонения от плоскости. По полученным результатам измерений с использованием анали ­ тических расчетов и л и /и графических построений определя­ ют положение прилегающей или средней плоскости, а такж е отклонение от параллельности этой плоскости относительно соответствующей базы, которое и принимается в качестве ис­ комого отклонения располож ения.

Измерение отклонений от параллельности оси отверстий базовой плоскости детали прибором для линейных

измерений с использованием оправки

На поверочную плиту устанавливаю т базовой поверхностью измеряемую деталь и стойку или ш татив с измерительной го­ ловкой (рис. 3.51).

Ось контролируемого отверстия (или отверстий) м атериа­ лизуют с помощью оправки - цилиндрической или кониче­ ской с малой конусностью. Возможно такж е использование оправок иной конструкции, например, разж им ны х цанговых, бесконтактных оправок на аэростатических опорах и др.

Положение оправки измеряю т в двух точках, леж ащ их на расстоянии Еи друг от друга. Разность показаний измеритель­ ной головки, соответствующих размерам А] и А 2 в двух край ­ них точках участка измерения Ь я и принимается в качестве отклонения от параллельности оси и плоскости на длине Ь и.

203

Искомое отклонение от параллельности Д рассматриваемого элемента на нормируемой длине LH определяется путем про­ порционального пересчета.

Рис. 3.51. Измерение отклонения от параллельности оси

и плоскости:

1 - контролируемая деталь; 2 - поверочная плита; 3 - оправка; 4 —измерительная головка; 5 —штатив (стойка)

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

/уГ)

т

1

о"#

Рис. 3.52. Измерение отклонения от параллельности общей оси

двух отверстий и плоскости:

1 - контролируемая деталь; 2 - поверочная плита;

3 - ступенчатая оправка; 4 - измерительная головка;

5 - штатив (стойка)

204

Отклонение от параллельности общей оси двух отверстий относительно базовой плоскости на длине измерения LH, рас­ считывают 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 осуще­ ствить независимые измерения отклонений от параллельно­ сти осей отверстий в общей плоскости и отклонений от па­ раллельности осей в плоскости, перпендикулярной к общей плоскости (перекос осей) (рис. 3.53).

УУ/У/УУ/ y y y y fy y y / V7777771

Рис. 3.53. Измерение отклонения от параллельности осей

отверстий в общей плоскости и перекоса осей:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - штатив (стойка); 4 —поверочные призмы; 5 - базовая оправка;

6 —контролируемая оправка; 7 - регулируемый упор

Перед выполнением измерений в отверстия контролиру­ емой детали вставляют оправки. Деталь вместе с оправками устанавливают на измерительную позицию, координируя ее с помощью базовой оправки 5 в призмах 4 и на регулиру­ емом упоре 7, который должен обеспечивать неопределенность

205

полож ения детали, определяемую углом а /2 , не более ±5°. Измерительной головкой 2 , закрепленной в ш тативе (стойке) 3 проверяю т параллельность оси базовой оправки 5 относи­ тельно рабочей поверхности плиты (допускается отклонение не более 20% от рассматриваемого допуска параллельности).

В горизонтальном положении контролируемой детали ф ик­ сируют показания измерительной головки в крайних точках контрольной оправки 6, располагаю щ ихся на расстоянии Ь и друг от друга. За результат измерений принимается алгебраи­ ческая разность показаний измерительной головки в крайних точках оправки в соответствующих полож ениях контролиру­ емой детали, пересчитанная пропорционально на длину нор­ мируемого участка LH.

Аналогично осуществляют измерения при вертикальном положении контролируемой детали

Геометрически суммируя измеренные отклонения от парал­ лельности осей отверстий в двух взаимно перпендикулярны х плоскостях (отклонение от параллельности в общей плоскости Ах и перекос осей в плоскости, перпендикулярной к ней Ау), можно найти отклонение от параллельности осей отверстий в пространстве А:

Измерение отклонений элем ент ов деталей

от перпендикулярности

В соответствии с ГОСТ 24642-81 следует различать мето­ дики вы полнения измерений от клонений от перпендикуляр­ ности плоскост и от носит ельно плоскост и, плоскост и или прямой от носит ельно прямой или плоскост и, а также пря­ мой относит ельно плоскост и в заданном направлении . При этом под прям ы м и, кроме осей отверстий и валов, понимаю т­ ся кром ки деталей, образующие номинально цилиндрических поверхностей и номинально плоские поверхности деталей, ш ирина которых существенно меньше их длины . Н а практике наибольшее распространение получили методики измерений, представленные ниж е.

Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно плоскости с помощью поверочного угольника и щ упа или набора щупов (рис. 3.54).

206

Вариант I

Вариант II

Рис. 3.54. Измерение отклонения от перпендикулярности

плоскостей с помощью поверочного угольника и щупа (набора щупов):

1 - контролируемая деталь; 2 - поверочный угольник;

3 - измерительный щуп

Поверочный угольник устанавливаю т внутренней или н а­ ружной опорной поверхностью на базовую поверхность и з­ меряемой детали и перемещают в направлении измеряемой поверхности детали до момента их соприкосновения. Высота угольника долж на быть больше длины контролируемой по­ верхности. Зазор, образовавшийся между измеряемой поверх­ ностью детали и рабочей измерительной поверхностью уголь­ ника у его основания или у верш ины, измеряю т с помощью щупов. За результат измерения принимаю т среднее значение между размерами проходного и непроходного щупов. Д анная методика применима для контроля отклонений от перпенди­ кулярности номинально плоских поверхностей деталей с до­ пусками от 0,020 мм и более.

Отличие второго варианта заклю чается в использовании поверочной плиты, на которую устанавливаю т измеряемую деталь (базовой поверхностью) и поверочный угольник.

207

Оценка отклонения от перпендикулярности плоскости относительно плоскости или цилиндра с помощью лекального угольника «на просвет»

Опорную поверхность лекального угольника (наружную или внутреннюю) накладывают на базовую поверхность детали, а рабочую измерительную поверхность угольника прижимают к измеряемой поверхности детали (рис. 3.55). Сравнивая образо­ вавш ийся просвет между кромкой рабочей поверхности уголь­ ника и контролируемой поверхностью с образцом просвета, оценивают отклонения от перпендикулярности плоскостей.

Рис. 3.55. Оценка отклонения от перпендикулярности плоскости

относительно плоскости или цилиндра с помощью лекального угольника «на просвет»:

1 - контролируемая деталь; 2 - лекальный угольник

Метод субъективный и для повыш ения достоверности оцен­ ки требует предварительной тренировки оператора на объек­ тах с заранее известным отклонением от перпендикулярности некоторых элементов.

Данный метод может использоваться в единичном произ­ водстве при отклонениях от перпендикулярности элементов деталей от 0,003 до 0,010 мм.

Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно плоскости с помощью измерительной головки, поверочного угольника и поверочной плиты

Измеряемую деталь устанавливаю т базовой поверхностью на рабочую поверхность поверочной плиты (рис. 3.56). По­ верочный угольник закрепляю т на измеряемой поверхности детали в вертикальной плоскости, плотно приж им ая к ней опорную поверхность угольника.

П еремещ ая ш татив (стойку) вместе с измерительной го­ ловкой по поверочной плите, фиксируют ее показания в двух

208

крайних точках рабочей измерительной поверхности угольни­ ка, расположенных на расстоянии Ьи друг от друга.

Рис. 3.56. Измерение отклонения от перпендикулярности плоско­

сти относительно плоскости с помощью измерительной головки, поверочного угольника и поверочной плиты:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - штатив (стойка); 4 - поверочный угольник; 5 - поверочная плита; 6 - струбцина

За отклонение от перпендикулярности принимаю т разность показаний измерительной головки в двух крайних точках, ко ­ торую при необходимости пересчитывают на длину нормиру­ емого участка L .

Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно плоскости с помощью измерительной головки

с жестким упором, поверочного угольника и поверочной плиты

Измерительную головку закрепляю т в специальном приспо­ соблении, содержащем жесткий упор с цилиндрической или плоской рабочей поверхностью. Для настройки приспособле­ ние размещают на рабочей поверхности поверочной плиты, на которую устанавливают поверочный угольник (рис. 3.57). Поверочный угольник перемещают по поверочной плите до момента соприкосновения упора с его рабочей измерительной поверхностью, после чего измерительную головку настраива­ ют на нуль. Убирают угольник и на его место устанавлива­ ют контролируемую деталь, измеряемую поверхность детали прижимают к рабочей поверхности упора (или, наоборот, при контроле массивных деталей) (вариант I). Фиксируют показа­ ние измерительной головки, которое будет характеризовать от­

209

клонение от перпендикулярности измеряемых плоскостей на длине Ьи. Д ля определения искомого отклонения от перпен­ дикулярности при необходимости пересчитывают измеренное отклонение на длину нормируемого участка L .

Рис. 3.57. Измерение отклонения от перпендикулярности плоско­ стей с помощью измерительной головки с жестким упором, поверочного угольника и поверочной плиты:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 - установочное приспособление; 4 - жесткий упор;

5 —поверочная плита; 6 —поверочный угольник;

7 - плоскопараллельная пластина

Д ля исклю чения влияния на результат измерения значи­ мых отклонений формы измеряемой поверхности можно ис­ пользовать плоскопараллельную пластину, накладываемую на измеряемую поверхность (вариант II).

П риж им ая угольник или деталь к упору или наоборот, не­ обходимо обеспечить постоянную силу, так как ее колебания сказы ваю тся на погрешности измерений. Этой погрешности можно избеж ать, если в установочное приспособление вместо жесткого упора установить вторую измерительную головку. Обе головки устанавливаю т на ноль по угольнику. При выпол­ нении измерений по одной из измерительных головок ф икси­ руют нулевой отсчет, а вторая показывает отклонение изме­ ряемой плоскости от перпендикулярности на длине L R.

Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно оси отверстия с помощью оправки с измерительной головкой и жестким упором

В измеряемое отверстие вставляю т специальную контроль­ ную оправку с ж естким упором и закрепленной на ней изме­ рительной головкой. П риж им ая упор к измеряемой номиналь­ но плоской торцовой поверхности, вращ ают приспособление, ф иксируя показания измерительной головки (рис. 3.58).

210