Нормирование точности и технические измерения

контрольную цилиндрическую оправку. С помощью изм ери­ тельной головки, закрепленной в ш тативе (стойке) и концевой меры длины или блока концевых мер, используя метод срав­ нения с мерой, измеряю т размер М как расстояние от верхней образующей оправки до рабочей поверхности плиты).

За результат измерения А и принимается значение, вычис­ ляемое по формуле:

где D - номинальный или аттестованный диаметр контроль­ ной цилиндрической оправки.

Измерение позиционного отклонения двух отверстий с помощью специального приспособления (межцентромера)

Перед выполнением измерений измерительное устройство настраивают на нуль по образцовой детали, представляющ ей собой аналог контролируемой, с аттестованным межосевым расстоянием отверстий (рис. 3.67). После этого вводят изм е­ рительные наконечники устройства в контролируемую пару отверстий, прижимаю т их к образующим отверстий и, пере­ мещ ая устройство возвратно-поступательно в поперечном на­ правлении, фиксируют максимальное отклонение стрелки отсчетного устройства измерительной головки («точку возврата стрелки»), соответствующее размеру М г По полученному та­ ким образом отклонению определяют действительное значе­ ние размера М . Аналогично (с поворотом устройства на 180°) определяют размер М 2, приж им ая измерительные наконечни­ ки устройства к противоположным образующим контролиру­ емых отверстий.

За результат измерения принимается алгебраическая по­ лусумма размеров М 1 и М 2:

мг + м 2

и2

Аналогичным образом с использованием этого же прибора выполняют измерения взаимного располож ения любых дру­ гих пар отверстий.

221

Рис. 3.67. Измерение позиционного отклонения двух отверстий с помощью специального приспособления с измерительной головкой:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 - у с т а н о в о ч н о е п р и с п о с о б л е н и е ; 4 - р ы ч а г

Измерения суммарных отклонений формы и расположения поверхностей. Измерения радиального, торцового биения и биения в заданном направлении элементов деталей

Согласно ГОСТ 24642-81 результатом измерения биения долж на быть разность наибольшего и наименьшего расстоя­ ний от точек реального элемента детали до базовой оси или связанного с ней определенного элемента. При измерении тор­ цового биения таким элементом является плоскость, перпен­ дикулярная базовой оси, а при измерении биения в заданном направлении - верш ина конуса, ось которого совпадает с ба­ зовой осью. Основу при изм ерениях биений элементов деталей долж на составлять базовая ось (ось некоторой базовой поверх­ ности или общая ось двух поверхностей, являю щ ихся кон­ структорскими базами контролируемой детали).

Н а практике часто биение элементов валов измеряют отно­ сительно оси центров (общей оси центровых отверстий), т.е. относительно технологической базы. Предпочтение использова­ нию технологической базы отдают в первую очередь потому, что такую базу гораздо проще воспроизвести по сравнению с конструкторскими базами. Такой подход имеет право на суще­ ствование, но при этом необходимо помнить о методической

222

погрешности измерения, возникающей из-за несовпадения ис­ пользуемой технологической базы с конструкторской.

Основные различия ш ироко применяемых методик изм е­ рения биений состоят в способе воспроизведения базовой оси или способе базирования деталей на измерительной позиции. Для реш ения задачи базирования валов в качестве вспомога­ тельных средств могут использоваться измерительные приз­ мы с ш ирокими или с узким и рабочими поверхностями (так называемые ножевые призмы), разные по конструкции пат­ роны (трехкулачковые, цанговые) и пр. Д ля реализации осей отверстий применяю т различные оправки (цилиндрические, конические, разж имные цанговые).

Наиболее широкое распространение на практике получили схемы измерений, представленные на рис. 3 .68 -3 .73 .

Какой бы не использовался способ базирования контроли­ руемых деталей на измерительной позиции, все выделенные методики выполнения измерений реализую тся по общему ал­ горитму.

Чувствительный элемент средства измерения (наконечник измерительной головки или вспомогательного рычага) подво­ дят до момента касания контролируемой поверхности детали в некоторой точке, принадлежащ ей требуемому контрольному сечению так, чтобы линия измерения располагалась по нор­ мали к данной поверхности. После фиксирования момента касания чувствительный элемент продолжают перемещать в направлении контролируемой поверхности детали вдоль ли ­ нии измерения до тех пор, пока стрелка отсчетного устрой­ ства измерительной головки не отклонится на величину, пре­ вышающую в 1,5...2 раза допуск контролируемого параметра. За счет этого создается необходимый измерительный «натяг», обеспечивающий возможность фиксировать как полож итель­ ные, так и отрицательные отклонения контролируемых точек поверхности по отношению к исходной точке касания.

После выполнения настроечной операции деталь поворачи­ вают относительно базовой оси не менее чем на один оборот

показания измерительной головки с учетом знака. Эту проце­ дуру, как правило, выполняют в ряде контрольных сечений, количество и расположение которых зависит от конф игура­ ции и размеров контролируемой поверхности и заданного до­ пуска ее биения.

223

В качестве искомого значения биения Д принимают наи­ большую разность показаний измерительной головки, заф ик­ сированную в одном из контрольных сечений рассматрива­ емой поверхности детали, т.е.

и

/

V////77/////////77A

Рис. 3.68. Измерение радиального биения наружной номинально

цилиндрической поверхности относительно оси наружной базовой поверхности:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - штатив (стойка); 4 - призма с широкими рабочими поверхностями; 5 - поверочная плита; 6 - жесткий упор

36- -Ж

ш ш Л

У//Ш//А

Л У \ _ _ _____

У////////////////7Л

Рис. 3.69. Измерение радиального биения наружной номинально

цилиндрической поверхности относительно оси внутренней базовой поверхности:

1—контролируемая деталь; 2 —измерительная головка; 3 - штатив (стойка); 4 —оправка с центровыми отверстиями; 5 , 6 - центра

224

Рис. 3.70. Измерение радиального биения наружной номинально ци­

линдрической поверхности относительно общей оси двух наружных базовых поверхностей:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - штатив (стойка); 4 - поверочная плита; 5 ,6 —призмы с узкими рабочими по­

верхностями («ножевые» призмы); 7 - жесткий упор

fУ77777777777777Ш

Рис. 3.71. Измерение торцового биения номинально плоской

поверхности относительно оси центров:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - рычаг; 4 - штатив (стойка); 5 , 6 - центра

225

Рис. 3.72. Измерение торцового биения номинально плоской

поверхности относительно оси наружной базовой поверхности: 1 —контролируемая деталь; 2 —измерительная головка бокового действия; 3 —штатив (стойка); 4 - патрон кулачковый

Рис. 3.73. Измерение биения в заданном направлении номинально

криволинейной поверхности относительно оси наружной базовой поверхности:

1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка;

3 - штатив (стойка); 4 - патрон цанговый

Контроль отклонений расположения элементов деталей с помощью калибров

При контроле отклонений располож ения элементов дета лей с помощью калибров не определяют действительные зна чения отклонений, а вы ясняю т, находятся ли эти значения і заданны х пределах. Контроль калибрами не требует высоко* квалиф икации оператора и обеспечивает высокую производи тельность. Калибры, несмотря на высокие требования к точ

226

ности рабочих поверхностей, как правило, обходятся дешевле специальных измерительных приспособлений, но их изготов­ ление увеличивает себестоимость контролируемых деталей. Поэтому специальные калибры изготавливают только для контроля деталей в серийном или массовом производстве.

Контроль отклонений от соосности наружных и внутренних номинально цилиндрических поверхностей с помощью калибров

Калибры с соосными рабочими поверхностями ш ироко используют в массовом и крупносерийном производстве для контроля отклонений от соосности отверстий и валов, ограни­ ченных зависимыми допусками (рис. 3.74, 3.75).

Рис. 3.74. Контроль отклонения от соосности внутренних

номинально цилиндрических поверхностей с помощью ступенчатого калибра:

1 - к о н т р о л и р у е м а я д е т а л ь ; 2 - к а л и б р -п р о б к а

__

Рис. 3.75. Контроль отклонения от соосности наружных

номинально цилиндрических поверхностей с помощью ступенчатого калибра-втулки:

1 — к о н т р о л и р у е м а я д е т а л ь ; 2 - к а л и б р - в т у л к а

При осуществлении контрольной операции калибр-пробку вставляют в контролируемые отверстия детали, калибр-втулку насаживают на контролируемый ступенчатый вал.

227

Условием годности (необходимым, но недостаточным) яв ­ ляется вхож дение на заданную длину калибра-пробки в кон ­ тролируемые отверстия детали или калибра-втулки на вал. Вторым условием являю тся положительные результаты кон ­ троля комплектом непроходных калибров (отсутствие про­ хож дения).

Контроль позиционных отклонений группы отверстий относительно оси базового элемента (допуск зависимый)

Д ля этого используют специальны й калибр, содержащий базирую щ ий элемент и совокупность измерительных элемен­ тов, количество и расположение которых должно соответство­ вать количеству и расположению контролируемых отверстий (рис. 3.76).

Рис. 3.76. Контроль позиционного отклонения группы отверстий

относительно оси базового элемента:

1 - к о н т р о л и р у е м а я д е т а л ь ; 2 - к а л и б р с п е ц и а л ь н ы й

Калибры, виды и назначение. Контроль параметров макрогеометрии деталей калибрами

Калибры - средства измерительного контроля, предназна­ ченные для проверки соответствия действительных размеров, формы и располож ения поверхностей деталей заданным тре­ бованиям.

Калибры применяю т для контроля деталей в массовом и серийном производствах. Калибры бывают нормальные и пре­ дельные.

228

Нормальный калибр - однозначная мера, которая воспро­ изводит среднее значение (значение середины поля допуска) контролируемого размера. При использовании нормально­ го калибра о годности детали судят, например, по зазорам между поверхностями детали и калибра либо по «плотности» возникающего сопряжения между контролируемой деталью и нормальным калибром. Оценка зазора, следовательно, резуль­ таты контроля в значительной мере зависят от квалиф икации контролера и имеют субъективный характер.

Предельные калибры - мера или комплект мер, обеспе­ чивающие контроль геометрических параметров деталей по наибольшему и наименьш ему предельным значениям . И зго­ тавливают предельные калибры для проверки размеров глад­ ких цилиндрических и конических поверхностей, глубины и высоты уступов, параметров резьбовых и ш лицевых поверх­ ностей деталей. Изготавливаю т такж е калибры для контроля расположения поверхностей деталей, нормированных позици­ онными допусками, допусками соосности и др.

При контроле предельными калибрами деталь считается годной, если проходной калибр под действием силы тяж ести проходит, а непроходной калибр не проходит через контроли­ руемый элемент детали. Результаты контроля практически не зависят от квалиф икации оператора.

По конструкции калибры делятся на пробки и скобы. Для контроля отверстий используют калибры -пробки, для контро­ ля валов - калибры -скобы .

По назначению калибры делятся на рабочие и контрольные. Рабочие калибры предназначены для контроля деталей в процессе их изготовления и приемки. Такими калибрами на предприятиях пользуются рабочие и контролеры отделов тех­ нического контроля (ОТК). Конт рольны е калибры использу­ ют для контроля ж естких рабочих предельных калибров-скоб

или для настройки регулируемых рабочих калибров. Комплект рабочих предельных калибров для контроля

гладких цилиндрических поверхностей деталей включает:

-проходной калибр (ПР), номинальный размер которого равен наибольшему предельному размеру вала или наименьше­ му предельному размеру отверстия;

-непроходной калибр (НЕ), номинальный размер которого равен наименьшему предельному размеру вала или наиболь­ шему предельному размеру отверстия.

229

В основу конструирования гладких калибров положен принцип Тейлора или принцип подобия, согласно которому проходные калибры должны являться прототипом сопряга­ емой детали и контролировать в комплексе все виды погреш ­ ностей данной поверхности (проверка диаметра и погрешности формы, вклю чая отклонения от прямолинейности осей отвер­ стий и валов). Это обеспечивает собираемость соединения. Не­ проходные калибры должны обеспечивать поэлементный кон­ троль (контроль собственно размеров), следовательно, контакт меж ду рабочими поверхностями калибров и контролируемой поверхностью должен быть точечным.

Полностью отвечающ ий принципу Тейлора рабочий калибр для контроля отверстия должен иметь проходную сторону в виде цилиндра с длиной, равной длине сопряж ения или кон­ тролируемой поверхности (полная пробка), и непроходную сторону в виде неполной пробки или в виде стерж ня со сфери­ ческим и наконечникам и. Рабочий калибр для контроля вала должен иметь проходную сторону в виде кольца с длиной, равной длине сопряж ения или контролируемой поверхности, и непроходную сторону в виде скобы с ножевыми поверхно­ стями. Н а практике из-за особенностей технологии изготовле­ ния и контроля часто наблюдается наруш ение принципа Тей­ лора, например, калибры для контроля отверстий небольших диаметров изготавливаю т в виде полных пробок, а проходные калибры для контроля валов - в виде скоб.

Калибры для валов обычно делают в виде скоб с плоскопа­ раллельны ми рабочими поверхностями (рис. 3.77).

Если проходной и непроходной калибры для контроля от­ верстий изготавливаю т в виде полных пробок, то непроходная пробка имеет меньшую длину, чем проходная. Д ля отверстий больш их диаметров чащ е используют калибры с рабочими поверхностями в виде неполной пробки, например, листовая пробка с цилиндрическими рабочими поверхностями, причем длина рабочих поверхностей непроходной пробки существен­ но меньш е, чем у проходной. Контроль каж дой пробкой осу­ щ ествляется в нескольких поперечных сечениях отверстия (контролируется как минимум два взаимно перпендикуляр­ ны х сечения).

При контроле валов калибром-скобой поверхность прове­ ряют в нескольких сечениях по длине и не менее чем в двух взаим оперпендикулярны х направлениях каждого сечения.

230