Допуски изделий и средства измерений

Сигнал от датчика передается (в том числе и на большие рассто­ яния) на электронный прибор с отсчетным устройством (или управляющий блок).

Приборы с индуктивным датчиком имеют цену деления 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2 мкм с диапазоном измерения ±0,003; ±0,006; ±0,015; ±0,03; ±0,06 мм.

СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВАХ

СПНЕВМАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ

Втаких измерительных средствах контроль линейных величин осуществляется путем измерения параметров сжатого воздуха при истечении его через небольшое отверстие. Пневматические прибо­ ры разделяют на ротаметрические и манометрические. Прибор пер­ вого типа измеряет расход сжатого воздуха при постоянном пере­ паде давления, прибор второго типа — при переменном перепаде давления. Приборы оснащены пневматическими калибрами: проб­ ками или скобами с отверстиями (соплами).

Вприборах ротаметрического типа имеется легкий поплавок (ротор), который перемещается внутри стеклянной конической трубки с нанесенной шкалой. При определенном значении зазора (размера детали) между калибром и изделием поплавок (ротор) останавливается в соответствующем положении, указывая раз­ мер детали. Прибор настраивают по установочной мере с задан­ ным размером. Стеклянные трубки ротаметров имеют конуснос­ ти 1:1000 (цена деления прибора: 0,1; 0,2; 0,5 мкм) и 1:400 (цена деления прибора: 1; 2; 5; 10 мкм). Ротаметры чаще используются

вмассовых и серийных производствах при крупных партиях де­ талей.

Вманометрических приборах (типа «Солекс») используется принцип дифференциального манометра, имеющего входное со­ пло постоянного сечения и измерительное сопло, где расход воз­ духа зависит от зазора (размера детали). Изменение расхода воз­ духа приводит к изменению давления в пространстве между вход­ ным и измерительным соплами (в измерительной камере), которое и измеряется манометром (отсчетным устройством).

2.5.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ, РАСПОЛОЖЕНИЯ

ИШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Отклонения от прямолинейности проверяют с помощью пове­ рочных (лекальных) линеек, с использованием автоколлиматора и зеркала, методом оптического визирования и др.

Измерение отклонений от прямолинейности с помощью лекаль­ ных линеек (с двумя скосами, трех- и четырехгранными) произ­

водится «на просвет», что требует определенного навыка. Для бо­ лее объективной оценки используют образец просветов, состоя­ щий из лекальной линейки, концевых мер с градацией размеров 1 мкм и стеклянной пластинки.

Используются также поверочные линейки с широкой рабочей поверхностью, которыми измеряют отклонения с применением щупов, индикаторов часового типа или методом «на краску».

Оптическое устройство автоколлиматор устанавливают вне дета­ ли, а зеркало с подставкой перемещают по поверхности детали. Из-за отклонений от прямолинейности изменяется наклон зерка­ ла, который и оценивается по автоколлиматору.

Измерение отклонения от прямолинейности методом оптичес­ кого визирования производится с помощью приборов: оптичес­ кой струны и оптической линейки.

Отклонения от плоскостности измеряют поверочными плита­ ми «на краску», с помощью измерительных головок и плоскомера, гидравлическим методом и интерференционным методом.

Поверочную плиту, покрытую тонким слоем краски, накла­ дывают на контролируемую поверхность детали (или наоборот), на которой в результате этого образуются отдельные пятна. Чис­ ло и размер пятен характеризует отклонение от плоскостности.

Измерительную головку (индикаторы или другие приборы) на стойке устанавливают вместе с деталью на плиту (базовую по­ верхность). Головку перемещают по плите в разные точки конт­ ролируемой поверхности и снимают значения отсчета. Разность предельных отсчетов характеризует отклонение от плоскостности.

При измерении гидравлическим методом используют принцип сообщающихся сосудов, жидкость в которых располагается на одном уровне.

Интерференционный метод (получение интерференционных по­ лос с помощью стеклянной пластины) используют чаще для оценки отклонений от плоскостности концевых мер.

Отклонения от цилиндричности оценивают косвенно, измеряя деталь в нескольких сечениях. Приборов для измерения этих от­ клонений нет.

Отклонение от круглости измеряют с помощью специального прибора — кругломера, на котором получают круглограмму по­ верхности, или с помощью различных приборов с двухточечным контактом. Огранку с нечетным числом граней определяют по

отсчетному прибору (индикатору, микрокатеру), устанавливая де­ тали в призмы.

Отклонение профиля продольного сечения определяют, изме­ ряя деталь различными приборами или инструментами в сечени­

ях, характеризующих конусность, бочкообразность, седлообразность.

Отклонения расположения поверхностей чаще измеряют с помо­ щью специальных приспособлений, которые могут включать уни­ версальные измерительные средства.

Некоторые способы измерения отклонений расположения пока­

заны на рис. 110.

Для измерения отклонений расположения поверхностей и осей отверстий, отклонений формы поверхностей в корпусных дета­ лях применяют координатно-измерительные машины [1]. В этих машинах величина перемещения измерительного стержня по трем (или четырем) координатам отсчитывается с высокой точностью и указывается на цифровом табло.

Полученные значения могут регистрироваться цифропечатаю­ щим устройством и сравниваться с допустимыми значениями, ко­ торые хранятся в памяти считывающего устройства.

Контроль шероховатости поверхностей производится количе­ ственным и качественным методом. При использовании количе­ ственного метода значения параметров шероховатости измеряют с помощью различных приборов. Качественный контроль осуще­ ствляется визуальным сравнением деталей с образцами шерохо­ ватости или образцовыми деталями.

Приборы для измерения шероховатости разделяются на опти­ ческие и щуповые. Среди оптических приборов чаще применя­ ют двойной микроскоп (МИС-11 и др.) и микроинтерферомет­ ры МИИ.

Двойной микроскоп измеряет параметры шероховатости Rzy Rmax в пределах от 0,8 до 80 мкм (3-9-й классы шероховатости). Прибор работает по принципу светового сечения (неровностей).

Микроинтерферометры предназначены для измерения парамет­ ров Rz, -Rmax в пределах 0,03-1 мкм (10-14-й классы шероховато­ сти) и параметров s , Sm в пределах 0,02-0,25 мм. Принцип дей­ ствия приборов основан на использовании явления интерферен­ ции света, отраженного от контролируемой поверхности и от поверхности зеркала.

Контактные щуповые приборы подразделяются на профило­ графы, профилометры и профилографы-профилометры.

Профилограф — прибор для регистрации (воспроизведения на ленте) координат профиля контролируемой поверхности (про­ филограммы поверхности). По полученной профилограмме можно определить все параметры (Ray Rz, RmaX9 S, Sm, tp) шероховатости.

Профилометр — прибор для определения числовых значений Ra. Профилограф-профилометр — прибор для регистрации коор­ динат профиля и определения числовых значений параметров ше­

роховатости.

Принцип работы приборов основан на ощупывании измеряе­ мой поверхности алмазной иглой с малым радиусом закругления и преобразовании перемещений иглы с помощью различных дат­ чиков в электрические параметры.

Профилограф-профилометр модели 252 имеет пределы измере­

Измерение параллельности: плоскостей оси и плоскости

Измерение перпендикулярности; плоскостей оси и плоскости

Профилометры моделей 253, 283 имеют пределы измерения Ra = 0,04+8 мкм и 0,02-10 мкм, модели 296 — Ra= 0,02+100 мкм.

Образцы шероховатости используются для визуального срав­ нения их поверхности с поверхностью деталей.

Для каждого образца указывается значение Ra и вид обработ­ ки. Для повышения надежности контроля форма поверхности, направление неровностей, способ обработки и материал образца сравнения и контролируемой детали должны совпадать.

Удовлетворительная точность оценки достигается, если Яа = = 0,6-0,8 мкм и более. Для повышения точности сравнения ис­ пользуют лупы и микроскопы сравнения.

2.6.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗЬБ

ИДЕТАЛЕЙ ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Резьбовые детали контролируют резьбовыми калибрами (ком­ плексный метод измерения) или измеряют параметры резьбы раз­ личными инструментами и приборами (дифференцированный ме­ тод измерения).

В связи со сложностью измерения параметров резьбовой по­ верхности (особенно внутренней) обычно применяют комплекс­ ный метод, а дифференцированный используют для измерений кинематических резьб и точных резьбовых деталей: резьбовых калибров, микровинтов и т. д. (или в необходимых случаях для установления причин брака).

Резьбовые калибры бывают проходные (ПР) и непроходные (НЕ), рабочие и контрольные.

Проходной резьбовой калибр должен свободно свинчиваться с деталью. Этот калибр контролирует приведенный средний диа­ метр, а также внутренний диаметр у болта и наружный — у гай­ ки. Наружный диаметр болта и внутренний у гайки контролиру­ ются гладкими калибрами (скобой и пробкой).

Непроходной резьбовой калибр не должен свинчиваться с де­ талью (допускается свинчивание до двух витков с двух сторон, если резьба свободная). Этот калибр контролирует собственно сред­ ний диаметр. Калибр имеет неполный профиль и укороченную длину.

Для измерения резьб дифференцированным методом исполь­ зуют резьбовой микрометр (см. п. 2.4.), универсальные измери­ тельные средства, включая измерительные микроскопы.

Наружный диаметр у болта и внутренний — у гайки измеря­ ют так же, как гладкие вал и отверстие.

Средний диаметр болта может быть измерен резьбовым мик­ рометром (погрешность измерения 0,01-0,35 мм), с использова­ нием проволочек и на измерительных микроскопах.

При измерении с проволочками (или роликами) их заклады­ вают во впадины резьбы так, чтобы проволочки несколько высту­

пали за вершины витков резьбы. Измерив расстояние между про­ волочками, рассчитывают средний диаметр, зная диаметр прово­

лочки и измеренный размер.

Шаг резьбы точно измеряют на микроскопах или грубо оцени­ вают с помощью резьбовых шаблонов.

Детали шпоночных соединений измеряют универсальными средствами, контролируют с помощью специальных приспособ­ лений и калибров.

Глубину и ширину пазов под шпонку чаще измеряют универ­ сальными средствами, но в серийных и массовых производствах применяют калибры. Для проверки симметричности паза втулки используют проходной комплексный калибр — пробку со шпон­ кой, для проверки симметричности паза на валу — накладные призмы со стержнем.

Шлицевые детали из-за сложности формы обычно контроли­ руют проходными комплексными калибрами, являющимися как бы аналогами сопрягаемых деталей.

Для контроля шлицевых валов применяют шлицевые калиб­ ры-кольца, для контроля шлицевых втулок — шлицевые калиб­ ры-пробки.

Шлицевой вал считается годным, если калибр-кольцо «прохо­ дит», а диаметры и толщина зубьев не меньше установленных до­ пусками наименьших предельных значений.

Шлицевая втулка считается годной, если калибр-пробка «про­ ходит», а диаметры и ширина впадины не больше установленных допусками наибольших предельных значений.

Если это необходимо, то универсальными измерительными сред­ ствами проверяют пригодность всех размеров шлицевых валов и втулок: центрирующих и нецентрирующих диаметров, ширины впадин, толщины зубьев.

2.7.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ И КОНУСОВ

Измерения углов и конусов в машиностроении производятся: одномерными угловыми мерами; средствами, в которых исполь­ зуются тригонометрические методы; инструментами и прибора­ ми, оснащенными угломерными шкалами.

К одномерным угловым мерам относятся: угловые призмати­ ческие меры (плитки), угольники и конические калибры. При измерении угловыми мерами (кроме калибров) контролируют вели­ чину наибольшего зазора между сторонами измеряемого угла и уг­ ловой мерой. Для более точной оценки зазора применяют образец просветов (см. п. 2.5). Зазор, величину которого надо оценить, сравнивается на глаз с набором просветов, размеры которых из­ вестны. Большие зазоры (более 30 мкм) измеряют щупами.

Угловые призматические меры выпускаются в виде трехили четырехгранных призм с одним или четырьмя рабочими углами (рис. 111). Поверхности угловых мер обладают свойством притираемости, благодаря чему меры можно собирать в блоки. Для более надежного соединения мер (плиток) в блоки используют клинья, винты, струбцины, входящие в набор принадлежностей; в самих плитках предусмотрены отверстия для клиньев и вин­ тов. Плитки выпускают наборами, содержащими 94, 36 и 8 угло­ вых мер (1 и 2-го классов точности).

Угольники выпускают шести типов: первые четыре типа пред­ назначены для лекальных работ, остальные два — для слесар­ ных, разметочных и других работ. Основным размером угольни­ ка является длинная сторона наружного рабочего угла. Класс точ­ ности угольников (О, 1, 2, 3) определяется отклонениями от перпендикулярности сторон наружного и внутреннего углов.

Угловые шаблоны, представляющие собой угловые меры спе­ циальной конструкции, могут быть жесткие (на определенный угол) и регулируемые; измеряют «на просвет» или по рискам на шаблоне. Они применяются для контроля фасок, скосов, резьбо­ вых резцов и других изделий. Для более точных работ шаблоны изготавливают закаленными и с острыми рабочими гранями.

Конические калибры предназначены для контроля гладких ко­ нических изделий по их осевому перемещению относительно из­ делия. Калибры имеют различную конструк­ цию (скобы, пробки, втулки), но наибольшее распространение получили калибры, выполнен­ ные в виде конических пробок и втулок с раз­ мерами, аналогичными размерам контролиру­ емых изделий (рис. 112). Контроль состоит в про­ верке отклонений размеров базорасстояния конической детали. В процессе контроля сле­ дят за тем, чтобы торец (база) изделия нахо­ дился между рисками (или торцами) калибров-

пробок (или калибров-вту­ лок), расположенными на рас­ стоянии т, равном допуску базорасстояния.

Тригонометрические мето­ ды определения углов отно­ сятся к косвенным методам. Они основаны на измерении линейных отрезков, с помо­ щью которых вычисляют три­ гонометрические функции, а по функциям находят зна­ чения углов.

В синусных линейках используется так называемая синусная (отсюда название) схема измерения. Основными размерами синус­ ных линеек являются расстояние L (100 или 200 мм) между осями роликов (рис. 113) и ширина В. При измерении угла конусную деталь закрепляют на синусной линейке, установленной на пове­ рочной плите (рис. 114). Под один из роликов подкладывают блок плоскопараллельных концевых мер длины, подбирая его таким образом, чтобы обеспечить параллельность верхней стороны (об­ разующей) измеряемого угла и рабочей поверхности поверочной плиты. Параллельность контролируют показывающим прибором, закрепленным на стойке. Значение угла а определяют из выра­

где h — размер блока плоскопараллельных концевых мер. Предельные погрешности углов при измерении синусными ли­

нейками составляют малую величину - 3 "-50 ".

Синусная схема измерения используется также при измере­ нии внутренних конусов с помощью аттестованных шариков или

шариков и роликов. При измерении в коническое отверстие поме­ щают попеременно два аттестованных (измеренных точно) шарика разных диаметров и отсчетным прибором (длиномером, глубино­ мером) определяют глубину их «погружения». Используя геомет­ рические соотношения, рассчитывают значение внутреннего угла.

На универсальном (или инструментальном) измерительном мик­ роскопе определяют конусность (угол а) путем измерения двух диаметров конуса, расстояния между ними и последующим рас­ четом по тангенсной схеме.

Из инструментов и приборов, оснащенных угломерными шка­ лами, наиболее известны транспортирный и универсальный уг­ ломеры, оптическая делительная головка, измерительные мик­ роскопы, рамные, брусковые уровни и уровни с микрометричес­ кой подачей, гониометры и автоколлиматоры.

Транспортирный угломер (рис. 115), предназначенный для из­ мерения наружных углов от 0 до 180°, состоит из основания 1 с неподвижной линейкой 2. Подвижную линейку 3 можно повер­ нуть вместе с нониусом 5 и закрепить в требуемом положении винтом. Точная установка подвижной линейки производится ми­ крометрическим винтом 6. Для измерения углов от 0 до 90° на подвижную линейку 3 крепится угольник 4 (см. рис. 115); углы от 90° до 180° измеряют без угольника. Отсчеты по нониусу (цена деления 2') производятся по правилам, изложенным при описа­ нии штангенинструментов (см. п. 2.4).

Универсальный угломер (рис. 116) предназначен для измере­ ния внутренних и наружных углов от 0 до 320°. Угломер состоит из основания с градусной шкалой 1, сектора 2 с нониусом 3 (цена деления нониуса — 2'), державки 4, угольника 5, съемной ли­ нейки 6, линейки основания 7, жестко связанной с основанием. Одной измерительной поверхностью является линейка основания 7, другой — в зависимости от величины измеряемого угла — длин­ ная или короткая сторона угольника 5, сторона съемной линейки 6 или сторона сектора 2. Путем комбинации отдельных звеньев угломер настраивается на различные диапазоны измерения на­ ружных и внутренних углов.

Оптическая делительная головка предназначена для проверки центральных углов различных изделий (шлицевых валов, кулач-

ние контура детали, и отсчетный микроскоп (цена деления 1'), необ­ ходимый для отсчета углов поворота штриховой сетки.

Рамные, брусковые уровни и уровни с микрометрической по­ дачей используются для измерения малых угловых отклонений от горизонтального или вертикального положения. Цена деления

уровней — от 2" до 20".

Гониометры предназначены для измерения углов бесконтакт­ ным методом с помощью автоколлиматора или коллиматора и зрительной трубы. Отсчет производят по лимбу (цены деления 1"-30") или сличением с образцовыми мерами.

Автоколлиматоры используются для измерения малых уг­ лов и отклонений углов от номинальных значений; применяются для аттестации угловых мер (цены деления — доли угловой се­ кунды).

2.8. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Кинематическую погрешность зубчатого колеса FKUK (и наи­ большую кинематическую погрешность F\r колеса) определяют на приборах для комплексного однопрофильного контроля. В схе­ мах приборов используется зубчатая пара контролируемого и из­ мерительного колес, датчики углов поворота и устройство для сравнения углов поворота контролируемого колеса и измерительно­ го колеса. Результаты измерения регистрируются в виде кривой

кинематической погрешности колеса (изменение FKnK в зависи­ мости от угла поворота).

Накопленную погрешность шага Fpr (k — число шагов Fpk)

определяют на тех же приборах, что и кинематическую погреш­ ность, или непосредственным измерением с помощью оптических