Нормирование точности и технические измерения

Рис. 3.58. Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно оси отверстия с помощью оправки с измерительной головкой с жестким упором:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 —оправка; 4 - упор

Упор прижимаю т к измеряемой номинально плоской тор­ цовой поверхности и вращают приспособление, фиксируя по­ казания измерительной головки. Разность максимального и минимального показаний головки за один оборот приспособ­ ления дает удвоенное значение искомого отклонения от пер­ пендикулярности на длине

Измерение от кло н ен и й элем ент ов дет алей от си м м ет ричност и

Согласно ГОСТ 24642-81 в результате такого измерения может определяться:

-наибольш ее расстояние меж ду плоскостью (осью) симм ет­ рии рассматриваемого элемента и плоскостью симметрии базового элемента;

-наибольшее расстояние между плоскостью (осью) симмет­ рии рассматриваемого элемента и общей плоскостью симмет­ рии двух или нескольких элементов.

Основная сложность получения этих оценок связана с не­ обходимостью адекватного воспроизведения плоскостей (или осей) симметрии измеряемых и базовых элементов, а такж е общих плоскостей симметрии нескольких элементов, исполь­ зуемых в качестве баз при отсчетах соответствующих расстоя­ ний или отклонений.

На практике для реш ения задач такого типа используются различные инструментальные методы (методы физического

211

(методы аналитического и л и /и графического воспроизведе­ ния элементов). Наиболее распространенные методики выпол­ нения измерений отклонения элементов от симметричности описаны ниж е.

Измерение отклонения от симметричности наружных номинально плоских поверхностей относительно оси отверстия

В базовое отверстие измеряемой детали вставляют оправ­ ку с центровыми отверстиями и устанавливаю т центры так, чтобы изм еряем ая поверхность Б в поперечном направлении была параллельна рабочей поверхности поверочной плиты с отклонениями не более 20% от допуска контролируемого па­ раметра (рис. 3.59). Выверку измеряемой поверхности в дан­ ном направлении осуществляют с помощью измерительной головки, добиваясь практически одинаковых показаний из­ мерительной головки в крайних точках поверхности.

Д = (flj —а2) / 2

Рис. 3.59. Измерение отклонения от симметричности наружных

номинально плоских поверхностей относительно оси отверстия: 1 - измеряемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 - стойка (штатив); 4 ~ контрольная цилиндрическая оправка;

5 - центра; 6 - поверочная плита

После этого измерительный наконечник головки вводят в со­ прикосновение с поверхностью Б приблизительно в средней ее точке и стрелку отсчетного устройства устанавливают на нуль.

Деталь поворачивают вокруг оси центров на 180° и произ­ водят установку поверхности В параллельно рабочей поверх­ ности поверочной плиты , после чего фиксируют показание измерительной головки приблизительно в средней точке из-

212

меряемой поверхности.

За результат измерения отклонения от симметричности принимается алгебраическая полуразность показаний изм е­ рительной головки в двух контрольных точках измеряемой детали.

Измерение отклонения от симметричности паза относительно плоскости симметрии наружных боковых поверхностей

Измеряемую деталь устанавливаю т на поверочную п ли ­ ту и подводят наконечник измерительной головки бокового действия до его соприкосновения с измеряемой поверхностью А (рис. 3.60). После создания необходимого измерительного «натяга» отсчетное устройство измерительной головки уста­ навливают на нуль. Затем поворачивают контролируемую де­ таль на 180° и снимают показания измерительной головки при касании ее наконечника поверхности Б.

Рис. 3.60. Измерение отклонения от симметричности паза

относительно плоскости симметрии наружных боковых поверхностей:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка бокового дей­

ствия (индикатор бокового действия ИРБ или другая головка); 3 - штатив (стойка); 4 - поверочная плита

За результат измерения принимается алгебраическая по­ луразность показаний измерительной головки в двух полож е­ ниях контролируемой детали.

Измерение отклонений от пересечения осей элементов деталей

Согласно ГОСТ 24642-81 в результате каждого такого и з­ мерения должно определяться расстояние между номинально

213

пересекаю щ имися осями элементов (наруж ных и внутренних номинально цилиндрических поверхностей, т.е. отверстий и валов), один из которых принят в качестве базового. Поэто­ му реализация измерительной процедуры долж на вклю чать воспроизведение с требуемой точностью осей измеряемого и принятого за базовый элементов детали моделирование рас­ стояния меж ду ними.

Далее представлены примеры реш ений такой измеритель­ ной задачи.

Измерение отклонения от пересечения осей отверстий

спомощью измерительной головки и двух оправок

Вконтролируемые отверстия вставляют контрольные

оправки с закрепленны м на одной из них приспособлением с измерительной головкой (рис. 3.61). Оправку с установоч­ ным приспособлением и измерительной головкой возвратно­ поступательно перемещают в осевом направлении оправки и в точке возврата стрелки отсчетного устройства настраивают на нуль измерительную головку. Затем после поворота оправ­ ки вместе с измерительной головкой вокруг оси оправки на 180°также ищ ут точку возврата стрелки, и показание отсчет­ ного устройства принимаю т за искомое отклонение от пере­ сечения осей контролируемых отверстий.

Рис. 3.61. Измерение отклонения от пересечения осей отверстий: 1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 , 4 - контрольные цилиндрические оправки;

5 —установочное приспособление

214

Измерение отклонения от пересечения осей отверстия и вала с помощью двух измерительных головок и оправки

Схематично представленное измерительное устройство (рис. 3.62) реализует метод сравнения с мерой, поэтому перед выполнением измерения обе измерительные головки настраи­ вают на нуль по образцовой детали. После этого контрольную цилиндрическую оправку с закрепленны м на ней установоч­ ным приспособлением вставляют в отверстие контролируемой детали. Перемещ ая приспособление в вертикальном направ­ лении, фиксируют показания измерительных головок в точке возврата стрелки отсчетного устройства.

Рис. 3.62. Измерение отклонения от пересечения осей

отверстия и вала:

1 - контролируемая деталь; 2 - контрольная цилиндрическая оправка; 3 , 4 - измерительные головки; 5 - установочное приспособление

За искомое отклонение от пересечения осей принимается полуразность показаний обоих измерительных головок.

Измерение отклонений элем ент ов деталей от соосности

и их радиального биения

Согласно ГОСТ 24642-81 измерение отклонений от соосности должно обеспечивать получение оценки наибольшего расстояния между осью рассматриваемой поверхности вращения и базой. В качестве базы может выступать либо ось некоторой отдельной базовой поверхности, либо общая ось двух поверхностей.

Для измерения отклонений от соосности воспроизводят оси наружных и внутренних номинально цилиндрических поверх­ ностей деталей и осуществляют моделирование расстояний

215

меж ду осями. При таком моделировании часто фактически осущ ествляют измерения радиального биения (определяют значение наибольш его колебания радиуса-вектора рассматри­ ваемой поверхности при вращ ении ее вокруг базой оси).

Далее представлены примеры реализации методик вы пол­ нения измерений отклонений от соосности.

Измерение отклонения от соосности наружных цилиндрических поверхностей с помощью измерительной головки и призмы

Контролируемую деталь устанавливаю т базовой поверх­ ностью в призме с ш ирокими рабочими поверхностями (рис. 3.63). Измерительную головку вместе со штативом (стойкой) перемещ ают по поверочной плите до касания наконечника с контролируемой поверхностью детали в одном из ее крайних поперечных сечений. Ф иксируют точку возврата стрелки отсчетного устройства измерительной головки при возвратно­ поступательном перемещ ении стойки в направлении, перпен­ дикулярном оси контролируемой поверхности. Далее деталь вращ аю т в призме и определяют максимальное и минималь­ ное показание измерительной головки за один оборот детали, а такж е алгебраическую разность этих показаний. Затем то же самое проделывают в другом крайнем поперечном сечении контролируемой поверхности. В качестве искомого значения отклонения от соосности принимаю т большую из зафиксиро­ ванны х алгебраических разностей показаний измерительной головки.

Рис. 3.63. Измерение радиального биения или отклонений от

соосности поверхности вала при базировании в призме: 1 - контролируемая деталь; 2 —измерительная головка; 3 - поверочная призма; 4 - поверочная плита;

5 - штатив (стойка); 6 - жесткий осевой упор

216

Такая методика ф актически обеспечивает измерение ради­ ального биения контролируемой поверхности относительно оси базовой поверхности, которое будет равно максимальной разности радиусов-векторов.

Эту же методику можно использовать для измерения со­ осности, если можно пренебречь влиянием отклонения формы контролируемой поверхности по сравнению с искомым откло­ нением ее расположения. В противном случае, для устране­ ния влияния значимых отклонений формы контролируемой поверхности детали на нее может быть установлена оправка в виде эталонного контрольного кольца. В качестве искомого значения отклонения от соосности принимаю т большую из за­ фиксированных алгебраических разностей показаний изм ери­ тельной головки.

Измерение отклонения от соосности двух наружных номинально цилиндрических поверхностей относительно их общей оси с помощью измерительной головки и двух ножевых призм

Измеряемую деталь устанавливаю т на ножевые призмы так, чтобы середины контролируемых поверхностей А и Б со­ впадали приблизительно с опорными элементами призм (рис. 3.64). Настройку измерительной головки в каж дом контроль­ ном сечении детали осуществляют аналогично настройке в предыдущей методике измерений.

Рис. 3.64. Измерение отклонения от соосности двух наружных

номинально цилиндрических поверхностей относительно их общей оси:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - штатив (стойка); 4 , 5 - ножевые призмы; 6 - поверочная плита

217

В ходе реализации измерительной процедуры деталь вра­ щают и определяют наибольшую алгебраическую разность показаний измерительной головки, которая характеризует радиальное биение для каждого из обозначенных на схеме контрольных сечений. Значения радиальны х биений опреде­ ляю т отдельно для каж дой из поверхностей Аж Б .

Если можно пренебречь влиянием отклонений формы кон ­ тролируемых поверхностей детали, то за отклонение от со­ осности каж дой из контролируемых поверхностей в радиусном вы раж ении принимаю т половину наибольшей алгебраической разности показаний.

Измерение отклонения от соосности внутренних номинально цилиндрических поверхностей с помощью измерительной головки и двух оправок

В контролируемые отверстия детали вставляют контрольные цилиндрические оправки (рис. 3.65). На одной из них закре­ пляю т приспособление, обеспечивающее возможность вращ е­ ния измерительной головки относительно оси этой оправки.

2

Рис. 3.65. Измерение отклонения от соосности внутренних номинально цилиндрических поверхностей:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 , 4 - контрольные цилиндрические оправки;

5 - у с та н о в о ч н о е п р и сп о с о б л е н и е

В ращ ая приспособление с измерительной головкой вокруг оси контрольной оправки в полож ениях I и II, фиксируют м аксимальную алгебраическую разность показаний измери­ тельной головки в каж дом из них.

218

За результат измерения отклонения от соосности рассмат­ риваемых поверхностей в радиусном вы раж ении принимаю т половину наибольшего из полученных значений разности по­ казаний.

Измерение позиционных отклонений элементов деталей

Согласно ГОСТ 24642-81 измерение позиционного откло­ нения того или иного элемента детали предполагает опреде­ ление наибольшего расстояния между реальным располож е­ нием элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка.

Точность расположения элементов, заданного проставлен­ ными на чертеже линейными и угловыми координирующ ими размерами, может нормироваться двумя способами:

-указанием предельных отклонений координирующ их раз­ меров;

-указанием позиционного допуска элемента (его центра, оси или плоскости симметрии).

Позиционный допуск на чертеже детали может быть задан как независимый или как зависимый, что наклады вает отпе­ чаток на методику выполнения измерений.

При независимых допусках позиционные отклонения могут быть определены с использованием координатно-измеритель­ ных устройств путем измерений координат контрольных точек

ипоследующим аналитическим расчетом искомых отклоне­ ний расположения контролируемых элементов деталей, либо путем построения по измеренным координатам соответствую­ щей диаграммы и оценки гафо-аналитическими методами.

Контроль позиционных отклонений, ограничиваемых за­ висимыми допусками, может основываться на независимых измерениях соответствующих размеров и отклонений распо­ ложения рассматриваемых элементов деталей с последующей корректировкой заданного на чертеже зависимого допуска, исходя из действительных размеров этих элементов.

Небольшие детали можно контролировать на проекторах, сличая изображение детали со специальным проекторным чертежом, на котором в соответствующем масштабе нанесены предельные контуры контролируемых поверхностей с учетом позиционных допусков.

219

Контроль позиционных отклонений при зависимых до­ пусках часто осущ ествляется комплексны ми калибрами (по ГОСТ 16085-80).

К омплексный контроль позиционных отклонений может быть заменен поэлементным измерительным контролем межосевых расстояний или другими координатными изм ерения­ ми. Д ля этого применяю т универсальные средства измерения (ш тангенциркули, микрометры, индикаторные скобы, уни­ версальные микроскопы, проекторы, делительные головки, координатно-измерительные маш ины и т.п.) или специальные измерительные устройства (нестандартизованные средства из­ мерений), оснащаемые измерительными головками либо раз­ личными измерительными преобразователями (индуктивны ­ ми, емкостными, пневматическими и пр.).

С учетом рассмотренных основных теоретических полож е­ ний можно предлож ить некоторые типовые методики измере­ ния (контроля) позиционных отклонений элементов деталей.

Измерение позиционного отклонения оси отверстия относительно номинально плоской базовой поверхности с помощью оправки, измерительной головки и концевых мер длины

Контролируемую деталь устанавливаю т базовой номиналь­ но плоской поверхностью на рабочую поверхность повероч­ ной плиты (рис. 3.66). В контролируемое отверстие вставляют

Рис. 3.66. Измерение позиционного отклонения оси отверстия

относительно номинально плоской поверхности:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 - штатив (стойка); 4 ~ контрольная цилиндрическая оправка;

5 —блок концевых мер длины или концевая мера;

6 - поверочная плита

220