книги из ГПНТБ / Лоповок Т.С. Волнистость поверхности и ее измерение
.pdf7 =90° между боковыми поверхностями. Ось симметрии се
чения канавки |
(биссектриса угла у |
) |
наклонена |
относитель |
||||
но |
оси опоры |
на |
угол |
а , зависящий |
от радиуса |
шариков и |
||
от радиуса окружности, на которой |
расположены |
их центры: |
||||||
|
а = |
arc |
sin ( |
sin у/2 ) = |
arc sin |
°'^r • , |
||
где |
г — радиус |
несущего шарика: R — радиус |
окружности, |
|||||
на котором расположены центры шариков. |
|
|
||||||
|
Наклон осей |
канавок необходим |
|
для |
устранения про |
|||
скальзывания |
шариков |
при относительном |
вращении дисков, |
Рис. 53. Схема шпиндель- |
|
|
|
нон опоры |
кругломера |
|
|
модели 218 |
|
|
|
поскольку |
шарик контактирует |
с поверхностью |
канавки в |
двух точках К\ и Къ расположенных на разных |
расстояниях |
||
от центра |
вращения (ОКхФОКг) |
• Поэтому при одинаковой уг |
ловой скорости линейные скорости точек К) и Kz шарика раз
личны. Если ось О' |
О' канавки параллельна оси |
вращения |
О О, то указанная |
разность линейных скоростей |
вызывает |
дополнительный поворот шарика вокруг своей вертикальной оси и проскальзывание. Благодаря наклону оси канавки раз ность линейных скоростей точек контакта шарика компенси-
руется разностью путей этих точек и движение шарика при ближается к чистому качению. Это позволяет свести трение в опоре к минимуму.
Точность подвижного диска опорыопределяется степенью круглости каждой канавки, идентичностью формы и разме ров обеих канавок, разноразмерностью несущих шариков и точностью их формы. Точность формы и идентичность разме ров канавок обоих дисков обеспечивается специальной техно логией их обработки и измерения.
Второй элемент опоры — несущие шарики — специально отбирают из шариков нулевой степени точности одной техно логической партии. К сепараторным шарикам, диаметр кото рых должен быть на 0,2—0,3 мм меньше диаметра несущих шариков, специальных требований не предъявляется.
Опоры скольжения в кругломерах применяются наиболее часто. Это подшипники жидкостного трения, чаще всего ци линдрические или сферические.
На |
рис. |
54 показана конструкция шпиндельного узла, вы |
|
полненного |
в виде прецизионной цилиндрической пары — |
||
шпинделя 3 |
и втулки 4 для пневматического цехового круг- |
||
ломера, |
разработанного |
Г. С. Бирюковым [5]. Шпиндель и |
|
втулка |
имеют отклонения |
по овальности 0,1 и 0,3 мкм, по ко |
|
нусности 0,15 и 0,4 мкм. Шероховатость поверхности обеих |
|||
деталей |
V |
13. Максимальный зазор пары 0,6 мкм. Смазка осу |
ществляется заливкой специального приборного масла ВНИИПП-408 медицинским шприцом в герметичную маслен
ку 5, откуда |
оно по торцовым каналам поступает к торцовому |
|||||
подшипнику 8 и по спиральной канавке |
(расположенной по |
|||||
цилиндрической |
поверхности шпинделя) |
в |
цилиндрический |
|||
подшипник. Отработанное масло |
стекает |
в маслосборник 10 |
||||
и по трубке |
1 вытекает |
в масляную ванну. Масло заливают |
||||
за сутки до начала работы. |
|
|
|
|||
Воздух подается через втулку-штуцер 7 в неподвижную |
||||||
относительно |
шпинделя |
трубку |
и далее |
к |
измерительной |
|
головке. Утечка |
воздуха |
недопустима, поэтому предусмотре |
но уплотнение в виде сальниковой втулки 9 из фторопласта 4ГЗ, сопряженной с трубкой 2 с гарантированным натягом 0,05—0,06 мм. Шпиндель вращается с помощью откидного поводка, вставляемого в кассету 6.
Рассмотренная конструкция использована в электромеха ническом кругломере модели ВЕ-20А.
На рис. 55 полусхематически показана конструкция узла шпинделя кругломера «Талиронд-51». Нижней опорой шпин деля / служит сферический подпятник (опора скольжения жидкостного трения), обеспечивающий радиальную и осевую
фиксацию и состоящий из двух сопряженных сферических сегментов 2 я 3. Кольцевые пазы на наружной цилиндриче ской поверхности сегментов предохраняют сферические по-
|
Рис. |
55. Конструктивная |
|
Рис. 54. Узел шпинделя с цилиндрическими |
схема |
узла |
шпинделя |
подшипниками скольжения |
кругломера |
модели |
|
конструкции Г. С. Бирюкова |
|
«Талиронд-51» |
верхности от деформаций, вызываемых усилиями затяжки крепежных винтов. Верхняя опора шпинделя представляет собой коническую втулку 4 с конусностью 2:1000. По наруж-
ной поверхности втулка базируется на кольцо из шариков 5, размещенных в сепараторе 6, поджатом пружинной шайбой 7. Таким образом, конструкция верхней опоры обеспечивает возможность самоустановки ее по шпинделю.
Втулка 4 предохраняется от поворота втулкой 11, которая стопорится штифтами 10. Для уменьшения давления в опо рах предусмотрена пружина 9, но основная часть веса шпин деля воспринимается корпусом через шарики 8.
Точность вращения шпинделя зависит от точности выпол нения как сферических, так и конических поверхностей опор. Сферические опоры доводят вручную, проверяют их по пар ной стеклянной сфере интерференционным методом; способ доводки конических поверхностей верхнего подшипника яв ляется секретом фирмы.
Для точной установки шпинделя соосно с измеряемой де талью гильзу 12 перемещают в небольших пределах вдоль взаимно перпендикулярных горизонтальных осей. Положение оси шпинделя в вертикальной плоскости при этом остается неизменным — ось смещается параллельно самой себе.
Внутри полого шпинделя проходят электрические прово да, передающие сигналы преобразователя на контактные кольца, расположенные в верхней части шпинделя. Электри ческие сигналы снимаются при помощи щеток, прижатых к кольцам.
В пневмо- и гидростатических шпиндельных опорах особен ность конструкции заключается в том, что охватываемая и охватывающая поверхности опоры могут быть сделаны с меньшей точностью, чем рассмотренные выше, поскольку воз душная или гидравлическая подушка уменьшает влияние по грешностей обработки сопряженных поверхностей опор на точность вращения шпинделя.
В конструкции должна быть предусмотрена также воз можность стабилизации давления воздуха или жидкости. Окончательный контроль точности узла шпинделя кругломе ров осуществляется с помощью специально изготовленного калибра круглости — стеклянной полусферы в оправе, при лагаемой к каждому кругломеру. Сфера кругломера калиб ра аттестована интерференционным методом и отклонение ее формы от сферической не должно превышать ~ 0,03 мкм.
В результаты измерения войдут: погрешность вращения шпинделя, эксцентриситет сферы относительно оси вращения шпинделя и погрешность самой сферы. Поворачивая сферу (и проводя при этом запись круглограмм), можно отделить по грешности сферы, фаза которых будет менять свое положе ние, от погрешностей прибора, фаза которых будет оставать-
ся неизменной. Эксцентриситет легко определить и учесть по величине смещения круглограммы относительно центра диа граммного диска. Если запись сделана в прямоугольных ко ординатах, то эксцентриситет приводит к образованию сину соиды с периодом, соответствующим одному обороту шпин деля, что также легко учесть и исключить.
О т е ч е с т в е н н ы е |
Первый отечественный |
серийно вы |
||
пускаемый |
кругломер |
был создан в |
||
к р у г л о м е р ы |
результате совместной |
работы отде |
||
|
|
|||
ла метрологии |
Экспериментального |
научно-исследователь |
||
ского института |
металлорежущих станков (ЭНИМС) и заво- |
Рис. 56. Основные части и |
|
|
узлы, размещающиеся |
на |
|
станине кругломера |
моде- |
^ ^ ^ ^ |
ли 218 |
/ у / ; > |
/ s Y / s |
да «Калибр» и назван по номенклатуре завода моделью 218. Заводом «Калибр» было сделано значительное количество кругломеров этой модели, успешно работающих на многих предприятиях нашей страны.
Кругломер модели 218. Техническая характеристика круг ломера приведена в табл. 9.
Т е х н и ч е с к а я х а р а к т е
|
|
|
|
|
|
|
Пределы |
измерения, мм |
f- |
s |
|||
Наименование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
£ <і |
|
|
|
|
|
о |
д |
|||
прибора, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
страна-изготовитель |
Система измерения |
3 |
н |
|
|
высота |
|
|
|
||||
Я => |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
>, |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гз |
X |
а ~ 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Модель |
218 (типа I I ) , |
Электромеханическая 0,5—300 |
3—300 |
|
|
350 |
|
0,0001 |
|||||
СССР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модель |
255 (типа I ) , |
|
|
0,5—350 1,5—350 |
|
|
400 |
|
0,00005 |
||||
СССР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модель 24S (типа I) , |
|
|
350 |
|
|
|
1500 |
|
0,0002 |
||||
СССР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модель |
ВЕ-20А, |
|
Индуктивная |
диффе |
250 |
3— 260 |
3S0— |
при уста |
0,00015 |
||||
(типа I ) , СССР |
|
ренциальная |
|
|
|
|
новке |
детали |
на |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
стол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
650 — если |
д е |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
таль |
проходит |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отверстие стола |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
прибора |
|
|
|
||
Модель |
ВЕ-37 |
(нак |
|
|
|
|
65—125 |
18—120 (расстоя |
0,0002 |
||||
ладной), |
СССР |
|
|
|
|
|
|
ние |
проверяемого |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
сечения |
до торца |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
детали) |
|
|
|
|
|
Модель |
БВ-2003 |
|
Пневматическая |
2-150 |
5-150 |
|
|
150 |
|
0,0002 |
|||
(типа I ) , СССР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.Талиронд-51" (ти |
Индуктивная |
д и ф ф е 1,6—350 1,6-350 |
|
|
406 |
|
0,00003 |
||||||
па I ) , Англия |
|
ренциальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
„Талиронд-2" |
(ти |
• |
|
1,6-350 1,6-350 |
|
|
1270 |
|
0,00003 |
||||
па I ) , Англия |
|
|
|
|
|
||||||||
.Талиронд-73. |
|
|
|
1,6—350 1.6-350 |
|
|
406 |
|
0,00003 |
||||
(типа I ) , Англия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
$ |
|
р и с т и к а к р у г л о м е р о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
Количество |
|
Скорость |
111 |
Габаритные |
ю |
|
|
|
|
|
|
|
Е. |
|
|||||
Увеличе |
Погрешность |
неровностей, |
вращения |
размеры при |
с |
|
|||||
ние, крат |
увеличения, %, |
пропускаемых |
шпинделя, |
g Я к( |
бора, мм |
a t* |
|||||
|
не |
более |
фильтром |
|
об/мин |
|
|||||
|
|
S 3 £ |
|
са |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5 u л |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 « S с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•E й Ф Ы |
|
|
|
25-10000 |
При |
измере |
1—240; |
1 - 7; |
|
При центри |
— |
800X600X1450 |
500 |
||
(всего 13 |
нии |
коротким |
1-14; |
14-240 |
ровании — 15, |
|
(1700) |
|
|
||
ступеней) |
щупом —4; |
|
|
прн измерении |
|
|
|
|
|||
|
при |
измерении |
|
|
- |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
длинным щу |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
25-10000 |
пом — 8 |
1-400; 1-15; |
|
При измере |
80 |
620X500X1420 |
600 |
||||
При |
измере |
|
|||||||||
|
нии |
коротким |
1—50; 1-150; |
нии — 3 |
|
(1820) |
|
|
|||
|
щупом |
—3; |
15—400 |
|
|
|
|
|
|
||
|
при |
измере |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нии |
длинным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500-10000 |
щупом |
— 5 |
— |
|
При центри |
300 |
1000X500X3000 |
1500 |
|||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ровании —7, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прн измерении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
1,5 и 0,75 |
|
|
|
|
125-10000
500; 1000; ± 6 2000; 5000;
2000; 4000
50—10000 -
50-10000 —
25-20000
1-150; 2 - 15; |
При измере 50 (yc- |
|
360 |
|||
2 - 5 0 |
|
нии — 2,4 |
танав- |
|
|
|
|
|
|
лнвае- |
|
|
|
|
|
|
мых на |
|
|
|
|
|
|
стол) |
|
|
|
До |
100 |
При измере |
|
270X165X145 |
Изме |
|
|
|
нии — 1,63 |
|
(измеритель |
ряемой |
|
|
|
|
|
ной головки) |
головки |
|
|
|
|
|
424X325X175 |
— 6, |
|
|
|
|
|
(электронного |
элект |
|
|
|
|
|
блока) |
ронного |
|
|
|
|
|
|
блока |
|
Д о |
20 |
|
|
|
- 1 6 |
|
При измере |
60 |
400X595X695 |
220 |
|||
|
|
|||||
|
|
нии — 1 |
|
|
|
|
1—450; |
Прн центри |
68 |
1625X482X940 |
331 |
||
1—45; |
ровании — 35, |
|
|
|
||
1—15 |
при измерении |
|
|
|
||
15—450 |
— 3 |
|
|
|
||
1—450; |
При центри |
450 |
2286X865X1140 |
1000 |
||
1—45; |
ровании — 35, |
|
|
|
||
1—15; |
при измерении |
|
|
|
||
15—450 |
- 6 |
|
|
|
||
1—500; |
То ж е |
68 |
1625X482X940 |
381 |
||
1—50; |
|
|
|
|
1—15;
15—500
|
|
Пределы измерения, мм |
|
|||
Наименование |
|
наружный диаметр |
внутрен дианий метр |
|
|
|
прибора, |
Система измерения |
|
|
|
||
страна-изготовитель |
|
|
|
Высота |
|
|
,Талиронд-3* |
Индуктивная |
1,6—350 1,6-550 |
1270 |
0,00003 |
||
(типа I ) , Англия |
дифференциальная |
|
|
|
|
|
„Талиронд-200- |
То ж е |
305 |
305 |
305 |
0,000075 |
|
(типа I I ) , Англия |
|
|
|
|
|
|
.Талнронд-100" |
• |
3—200 |
3—200 |
305 |
0,6001 |
|
(типа I I ) , Англия |
|
|
|
|
|
|
.Талнтрон R-20" |
Пневматическая |
2000 |
2000 |
534 (при установ |
0,0001 |
|
(типа I ) , ФРГ |
|
|
|
ке детали |
на стол), |
|
|
|
|
|
1600 (без установ |
|
|
|
|
|
|
ки детали |
на стол) |
|
,Эйр-Трейсер" (на |
• |
70—120 |
— |
- |
|
0,001 |
кладной), ФРГ |
|
|
П р и м е ч а н и е . Кругломеры типа I — с врашающпмся преобразователем; кругло
Станина прибора 7 (рис. 56) — чугунная литая. На ней размещаются: шпиндельная коробка / с приводом шпинде ля, шпинделем и записывающим прибором 2, предметный стол 5 и панель управления 6. По направляющим станины может перемещаться в вертикальном направлении колонна 4, для стопорения которой предусмотрена рукоятка 3. Н а зад ней стенке станины расположены разъемы 8 для подключе ния посредством шлангов электронного и силового блоков. Станина стоит на четырех регулируемых опорных роликах 9.
Предметный стол опирается доведенными платикамн на три шара, по которым он перемещается относительно непод вижной плиты. В столе укреплены два механизма микропо дачи, с помощью которых стол может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстояние
± 3 мм от среднего положения.
Узел шпинделя изображен на рис. 57.
Приспособления. Для расширения метрологических воз можностей прибор укомплектовывается следующими приспо соблениями:
Продолжение
Погрешность Количество не Скорость вра
Увеличе увеличения, % ровностей, про щения шпин ние, крат не более пускаемых деля, об/мин
фильтром
25—20000 |
1—500; |
При центри |
|
|
1—50; |
ровании — 35, |
|
|
1—15; |
при |
измере |
100—10000 |
15—500 |
нии — 6 |
|
— |
При измере |
||
|
|
нии |
— 6 |
Наибольшая массаизмеря емыхдеталей, |
кг |
Массаприбора, Кг |
|
Габаритные |
|
|
размеры |
|
|
прибора, мм |
|
450 |
2286X865X1140 |
1030 |
9 |
78X154X115 |
115 |
5 0 - 5000 |
- |
1—500 |
- |
9 |
- |
90 |
250—10000 |
|
При |
центри |
_ |
3300X3200X2540 |
2550 |
|
|
ровании — 5; |
|
|
||
|
|
при |
измере |
|
|
|
|
|
нии — 1 |
|
|
||
250—10000 |
|
При |
измере |
|
|
|
|
|
нии — 1 |
|
|
|
меры типа I I — с вращающимся столом.
приспособлением для проверки концентричности поверх ностей деталей типа втулок. Приспособление представляет собой двойную опору, устанавливаемую на преобразователь вместо V-образной опоры, и закрепляемую винтом, одновре менно являющимся осью, вокруг которой могут раздельно поворачиваться опоры вместе со щупами. Сначала измеряют одну из проверяемых поверхностей, а затем, не меняя уста новки детали, — другую. Формы обеих поверхностей записы ваются на одной круглограмме;
приспособлением для проверки прерывистых поверхностей, которое закрепляется на преобразователе винтами. Приспо собление должно быть отрегулировано винтами так, чтобы в момент прохождения впадины не повредить щуп или преобра зователь;
приспособлением для проверки плоскостности, вставлен ным в специальное гнездо на преобразователе до упора и за крепленным винтами. Если проверяемая поверхность имеет хорошую плоскостность, то круглограмма будет иметь форму правильного круга. При наклонной плоскости круг будет сме-
щен в сторону. Отклонения от плоскостности запишутся так же, как отклонения формы отверстия;
приспособлением для предварительного центрирования, облегчающим процесс центрирования. Перед установкой при способления на стол прибора специальными винтами регули руют параллельность плоскости относительно опорной плос кости стола. Приспособление специальным отверстием центри руется на пробке, предварительно ввернутой в стол прибора, и ставится на плоскость. Деталь зажимают в трех точках упо-
Рис. 57. Узел шпинделя круглоыера модели 218:
1 |
— втулка; |
2 — верхний вращающийся |
диск (верхняя |
опора); 3 — внутреннее кольцо; |
||
4 |
— шарики; 5 |
— наружное кольцо; 6 — нижний неподвижный |
диск, 7 — основание шпин |
|||
|
деля; |
S |
— штуцер; 9 — прокладка; |
10 — колпачок; |
/ / — |
фланец; 12 — втулка |
рами. Первая деталь центрируется обычным образом, а по
следующие будут |
центрироваться |
автоматически при |
сбли |
|
жении упоров. |
|
|
|
|
Кругломер модели 255 (рис. |
58) новый, особо точный |
при |
||
бор, к серийному |
изготовлению |
|
которого приступил |
завод |
«Калибр». Точность прибора достигается использованием но вой конструкции сферических шпиндельных опор. Техниче ская характеристика прибора приведена в табл. 9. Кругломер модели 255 оснащен теми же приспособлениями, что и прибор модели 218.
Кругломер модели 246 предназначен только для измере ния наружных поверхностей. Техническая характеристика прибора приведена в табл. 9.
Образцовое вращение детали обеспечивается двумя неза висимыми опорами (верхней и нижней), между которыми устанавливается деталь. Такая конструкция рассчитана толь ко на контроль деталей типа валов. Прибор состоит из стани ны 10 со столом 8 (рис. 59), колонны 2, каретки 3, преобра-