Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Statya_na_perevod_254.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
458.75 Кб
Скачать

Повышение эффективности бесцентрового измерения круглости деталей на основе адаптивной подналадки

Реферат

Предложена новая стратегия измерения и обработки данных при бесцентровом измерении круглости деталей на основе адаптивной подналадки. Научно обоснована математическая модель, использующая численные методы и гармонический анализ, которая дополнительно учитывает изменение положения точек контакта детали с гранями призмы при вращении. По результатам реальных измерений и моделирования установлена возможность минимизации систематической погрешности и повышения эффективности бесцентрового измерения круглости.

Введение

Контроль формы поверхностей деталей машин и механизмов является актуальной задачей и постоянно привлекает внимание специалистов. Точность формы тел вращения в поперечном сечении нормируется показателем «круглость», который показывает, насколько реальный профиль отличается от некоторой базовой окружности. В качестве базовой окружности в стандарте ISO 12181-1:2011 рекомендуются три равноценных варианта: прилегающая (наружная и внутренняя) окружность, средняя окружность, окружности минимальной зоны. Предпочтение в выборе одной из указанных базовых окружностей зависит от функционального назначения детали в машине или механизме.

Различные требования к точности, производительности и условиям контроля привели к созданию множества методов и средств измерения, каждый из которых не может быть универсальным и имеет свою рациональную область применения [1]. Известны методы радиусного, координатного и разностного измерения круглости. Каждый из указанных методов имеет свои особенности и предполагает использование различных измерительных приборов и алгоритмов обработки результатов. Кратко рассмотрим данные методы с точки зрения их применения для конкретных условий контроля.

Радиусный метод предполагает использование прецизионного вращения шпинделя кругломера с датчиком малых линейных перемещений, который контактирует с измеряемой деталью. В настоящее время высокую точность измерения круглости обеспечивают кругломеры, производимые фирмой Taylor Hobson (Великобритания) под торговой маркой «Talyrond». Однако имеется методическая погрешность, обусловленная несовпадением осей вращения шпинделя и оси детали, для устранения которой применяется предварительное центрирование и математическая обработка результатов с помощью гармонического анализа [4]. Особенности прецизионных кругломеров: необходимость специального помещения и высококвалифицированного персонала; ограничения на размеры и массу измеряемых деталей; высокая стоимость приборов.

Координатный метод измерения реализуется на координатно-измерительных машинах (КИМ) и использует специальный математический аппарат для обработки результатов. Как правило, создается геометрический образ номинальной детали, далее этот образ сопоставляется с реальными координатами и рассчитываются отклонения формы. Важная особенность координатного метода заключается в неравномерности расположения измеренных точек на круглограмме, что отмечено в работе [5]. При контактном способе измерения производительность КИМ значительно уступает кругломерам с прецизионным вращением.

При разностном методе измеряют не абсолютные значения интересующей величины, а разности между ее последовательными значениями, разделенными определенным промежутком. Причем аналитическая зависимость между измеряемой и искомой величинами неизвестна. Для измерения круглости в цеховых условиях в основном применяют приборы с двухточечным контактом (микрометры и измерительные скобы) и трехточечным контактом (разнообразные комбинации призм и датчиков малых линейных перемещений). Именно к последней разновидности измерения относится рассматриваемый бесцентровый метод.

Приборы для бесцентрового измерения в основном представляют собой различные комбинации призм и датчиков малых линейных перемещений. Наиболее распространены приборы с углом призмы 60, 90 или 120, у которых направление измерения совпадает с биссектрисой угла призмы. Известны также призмы с регулируемым углом раскрытия и изменяемым положением датчика. Указанные приборы имеют простую конструкцию, высокую надежность и малые габариты.

Сущность бесцентрового метода измерения состоит в том, что деталь вращается и опирается на базирующие поверхности призмы непосредственно измеряемой поверхностью, а датчик малых линейных перемещений фиксирует круглость. Основным недостатком данной схемы является систематическая погрешность измерений, достигающая по различным оценкам до 100 % [2]. Именно это в настоящее время ограничивает область применения этого эффективного метода, не смотря на его очевидные достоинства – простоту прибора и высокую производительность.

Известные попытки минимизировать систематическую погрешность на основе конструктивных решений прибора и разработки специальных методик обработки результатов измерения позволили лишь частично решить проблему [3]. Основная трудность заключается в создании математической модели измерения высокой степени адекватности. Поэтому в статье представлена новая модель бесцентрового измерения, использующая численные методы и гармонический анализ. С помощью данной модели выполнено моделирование для реально измеренных деталей и обоснована возможность минимизации систематической погрешности измерения.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]