Нормирование точности и технические измерения

Метод измерения линейных отклонений часто реализую т с

Рис. 3.33. Измерение отклонения формы номинально плоской

поверхности с использованием поверочной плиты

иизмерительной головки:

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

181

Реализация каж дой из рассмотренных методик приводит к дискретной модели контролируемой поверхности.

Типичным представителем средств измерений, наиболее наглядно демонстрирую щим суть методов, основанных на и з­ м ерениях углов наклона, является микронивелир (рис. 3.34).

3

Это средство измерений позволяет выполнять шаговые из­

В данномпслучае величиной, подвергаемой прямым измере­

ниям , явля тся угол меж ду прямой, соединяющей точки опо­ ры основания м икронивелира, и горизонтальной плоскостью, касательной к эквипотенциальной поверхности гравитацион­ ного поля в одной из точек измерения.

Выполняемая после завершения измерительной процедуры дальнейш ая простая, но довольно громоздкая обработка резуль­ татов измерений, вклю чаю щ ая аналитические расчеты и гра­ фические построения, позволяет воспроизвести рельеф измеря­ емой поверхности и оценить искомое отклонение ее формы.

182

Е этому методу относятся такж е измерения с помощью электронных уровней, получивш их широкое распространение на практике, измерения с использованием автоколлимационных средств измерений, а такж е коллиматоров и зрительны х труб» При «оптических» реализациях непосредственно изм е­ ряемой величиной является угол между вектором энергетиче­ ской оси светового пучка и его проекцией на плоскость, каса­ тельную к контролируемой поверхности в точке измерения»

Графическая интерпретация d -метода измерения с учетом

неидеальности реализаций исходного элемента представлена на рис. 3.35.

поверхностиРе(или непрерывно - при автоматизированных и з­ мерениях) и после необходимой обработки находят искомое отклонение формы контролируемой поверхности»

И зм ерение от к ло н ен и й ф орм ы н о м и н а льн о ц и л и н д р и ч е с к и х поверхност ей

При контроле отклонений формы номинально цилиндри­ ческих поверхностей измеряемыми параметрами являю тся отклонение от цилиндричности, отклонение от круглости и

183

отклонение от номинального профиля продольного сечения. Если рассматривать отклонения от круглости и от номиналь­ ного проф иля продольного сечения как элементарные, то их объединение даст оценку комплексного по отношению к ним отклонения от цилиндричности. Следует такж е иметь в виду, что предельное значение отклонения от круглости может быть нормировано для номинально круглого селения любой поверх­ ности вращ ения (конической, сферической, тороидальной, ги ­ перболоида вращ ения и т.д.).

Контроль отклонения от цилиндричности осущ ествляется

путем изм ерения отклонений ограниченного количества кон­

В зависимости от особенностей расположения измеряемыхУ

точек или линий различаю т следующие методы измерения от­ клонений от цилиндричности:

За ось пов рхности в первом приближении можно принять прямую , проходящ ую через центры крайних поперечных се­ чений. После этого контролируемую поверхность сканируют (ощупывают) в процессе вращ ения в ряде выбранных попереч­ ны х сечений. Измеренные профили записывают на одной и той ж е диаграмме в полярной системе координат, и на ней строят прилегаю щ ую или среднюю окружность, общую по отноше­ нию ко всем профилограммам (рис. 3.36). За искомое откло­ нение от цилиндричности принимаю т, например, наибольшее

184

расстояние по радиусу от общей прилегаю щ ей окружности до максимально удаленной точки одной из профилограмм. При построении средней окружности отклонение рассчитывают по двум экстремально расположенным точкам (снаружи и внут­ ри средней окружности).

профиль продольного сечения, общий по отношению ко всем профилограммам. За отклонение от цилиндричности прини­ мают, например, расстояние от максимально удаленной точки одной из профилограмм до соответствующей линии прилега­ ющего профиля по нормали к ней.

При использовании м ет ода винт овой л и н и и , такж е как в предыдущих случаях, предварительно ориентируют контро­ лируемую поверхность в системе координат используемого средства измерения, после чего осуществляют ее измерение

185

в двух крайних поперечных сечениях и по винтовой линии в соответствии со следующий схемой (рис. 3.38).

При этом рекомендуется, чтобы на длине нормируемого участка укладывалось целое число шагов (не менее 2-х) вин­ товой линии. И змеренные профили записывают на одной по­ лярной диаграмме и оценивают искомое отклонение от ци ­ линдричности , так же как в методе поперечных сечений.

186

При измерении отклонения от цилиндричности м ет о д о м эк ст р ем а л ьн ы х зн а ч ен и й , такж е как во всех предыдущ их

случаях, сначала осуществляют ориентирование контроли­ руемой детали в системе координат используемого средства измерения. После чего измеряю т две образующие одного про­ извольным образом расположенного продольного сечения. По записанным на линейной диаграмме по профилограммам ре­ альных образующих находят основное положение двух экс­ тремально расположенных точек, определяю щ их два наиболь­ ш их отклонения профиля продольного сечения. В вы явленны х таким образом двух осевых полож ениях измеряю тУпрофили поперечных сечений с одной установки контролируемой дета­ ли, записывают их профилограммы на одной полярной диа­ грамме и оценивают искомое отклонение от цилиндричности

Рис. 3.39. Оценка отклонения от цилиндричности EFZ при

использовании метода экстремальных значений

Рекомендуемое минимальное число измеряемых сечений, линий и точек при использовании различны х методов изме-

187

рения отклонения от цилиндричности может быть выбрано согласно табл. 3.7.

Таблица 3.7

Минимальное количество измеряемых сечений, линий и точек для различных методов измерения

ломера, который кроме прецизионного вращ ательного отно­

теля контролируемая поверхность измеряется по отдельным линиям , и записываю тся соответствующие профилограммы измеренны х сечений в полярной или декартовой системе ко­ ординат. Если прибор снабжен компьютером, то измерение в каж дом выбранном сечении можно производить дискретно и автоматически с помощью соответствующей программы вы ­

188

числять искомое отклонение от цилиндричности по измерен­ ным координатам точек.

цизионном шпинделе; 3 - линейный змер тельный преобразователь; 4 - электронный блок, включающ й ус л тель, частотный фильтр и

В том случае, когда нет возможности прямого измерения отклонения от цилиндричности, его определяют путем р ас ­ чета по измеряемым отдельным составляющим отклонениям (дифференциальным отклонениям) с использованием специ­ альных методик измерений.

189

На практике вместо контроля комплексного отклонения

от круглости часто бывает достаточно проконтролировать его частные виды, такие как овальность и огранка (четная и не­ четная). Для контроля частных видов отклонений от кругло­ сти могут использоваться как накладные, так и станковые средства измерений, реализующ ие двухточечную или трех­ точечную схему измерения. Варианты схемы двухточечного измерения с использованием накладного и станкового средств измерений представлены на рис. 3 .41.

-путемпн орерывного измерения диаметров при вращении

детали относительно двухточечного средства измерения (ин­ дикатораРчасового типа, закрепленного в измерительной стой­

ке, индикаторной скобы, рычажной скобы и др.);

-путем дискретного измерения диаметров по отдельным направлениям при шаговом (прерывистом) повороте детали относительно двухточечного средства измерения.

Впроцессе измерения первым способом деталь поворачи­

вают не менее чем на 180° и фиксируют разность меж ду наи­ большим и наименьшим диаметрами измеряемого сечения:з

190