Нормирование точности и технические измерения
.pdfности. При этом не исключенные из рассмотрения отклонения формы следует рассматривать как возможные источники ме тодической погрешности измерения.
И змерение от клонений элемент ов деталей от параллельност и
В соответствии с классиф икацией отклонений формы и рас положения поверхностей, представленной в ГОСТ 24642-81, различают измерения отклонений от параллельности плоскос
тей, прямой (например, оси) и плоскости, прям ы х в плоскости |
|
и прямы х (в том числе осей) в пространстве. |
У |
|
При этом под прямыми, кроме осей отверстий и валов, по нимаются номинально прямолинейные кромки деталей, об
разующие цилиндрических поверхностей, а такж е ном иналь |
||
но плоские элементы деталей, ш ирина которыхТсущественно |
||
|
|
Б |
меньше их длины (ш ирина элемента может считаться прене |
||
брежимо малой). |
|
Н |
|
й |
|
В методиках выполнения измерения отклонений от па |
||
|
и |
|
раллельности элементов деталей часто используют плоскость |
сравнения (поверхность, которую спользуют в качестве базы при измерении и с которой соотносят отклонения измеряемо
го элемента). Чаще всего плоскостью сравнения служ ит рабо |
|||||
чая поверхность поверочн й плиты . |
|||||
Если базовая поверхн |
р |
||||
с ь детали имеет отклонения формы в |
|||||
виде выпуклости, то для |
ообеспечения устойчивого положения |
||||
детали на плоскости сравненият |
и минимизации погрешности |
||||
|
|
|
и |
|
|
|
|
з |
|
|
|
базирования рекомендуется помещать деталь на подкладки, |
|||||
|
от |
|
|
|
|
например, на пл |
ск параллельные концевые меры длины. |
||||
|
п |
|
|
|
|
Если откл нение от параллельности измеряю т на длине L , |
|||||
щейся |
длины нормируемого участка L H, то заф ик |
||||
отличаю |
|
сированную в результате измерения разность показаний ДАИ |
|
Р |
Ья по формуле |
приводят к длине нормируемого участка |
Д А
Результат такого расчета принимают в качестве искомого зна чения отклонения контролируемого элемента детали от парал лельности базовому элементу. Графически процедуру пересчета можно представить с помощью схемы (рис. 3.49).
201
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
Рис. 3.49. Определение искомого отклонения от параллельности |
||||||||||||
|
|
|
контролируемого элемента детали |
|
|
|||||||
Н а практике наиболее широкое |
распространение получили |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
следующие методики выполнения измерений отклонений от па |
||||||||||||
раллельности элементов деталей. |
|
Т |
||||||||||
Измерение отклонения от параллельности плоскостей прибором для |
||||||||||||
|
|
линейных измерений с использованием |
|
|||||||||
|
|
|
|
плоскопараллельной пластиныБ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
Контролируемую деталь устанавл ваю т базовой поверхно |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
||
стью на поверочную плиту ( |
|
с. 3й.50). |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.50. Измерение отклонения плоскостей от параллельности: |
||||||||||||
1 - |
|
схема расположения контрольных точек: |
|
|||||||||
контролируемая деталь; 2 - |
измерительная головка; |
|||||||||||
3 - |
штатив (стойка); 4 - |
|
плоскопараллельная пластина; |
|||||||||
|
|
|
|
|
5 - поверочная плита |
|
|
Д ля исклю чения влияния отклонений формы измеряемой поверхности на нее наклады ваю т плоскопараллельную пла стину 4. С помощью измерительной головки 2, базирующейся в ш тативе или стойке 3 на поверочной плите 5, производят непрерывное измерение (сканирование) или дискретное изме
202
рение по отдельным точкам свободной поверхности детали 1 по контуру измеряемой поверхности» Если этот контур прям о угольный, то достаточно измерить четыре угловые контроль ные точки»
Отклонение от параллельности определяют как разность наибольшего и наименьшего показаний измерительной голов ки во всех контрольных точках поверхности.
Если отклонение формы измеряемой поверхности прене брежимо мало по сравнению с искомым отклонением от па
раллельности, можно применять |
методику выполнения |
и з |
||
|
|
|
У |
|
мерений с ощ упыванием самой измеряемой поверхности без |
||||
|
|
Т |
|
|
налож ения на нее плоскопараллельной пластины . |
|
|
||
Возможен |
такж е вариант выполнения измерений без |
ис |
||
пользования |
плоскопараллельной |
Н |
|
зна |
пластины и в случае |
чимых отклонений формы измеряемой поверхности. В этом случае измеряю т координаты или отклонения множества кон трольных точек измеряемой поверхности, располагаю щ ихся в
узлах «сетки» как при контроле отклонения от плоскости. По |
|||
полученным результатам измерений с использованиемБ |
анали |
||
|
ли |
|
|
тических расчетов и л и /и граф |
ческ х построений определя |
||
ют положение прилегающей |
|
средней плоскости, а такж е |
отклонение от параллельности этой плоскости относительно
соответствующей базы, к |
т |
е и принимается в качестве ис |
|||
комого отклонения расп л рж ения. |
|||||
Измерение отклонен й |
о |
||||
|
параллельности оси отверстий базовой |
||||
|
|
от |
|
||
плоскости детали прибором для линейных |
|||||
|
и |
|
|
|
|
и мерений с использованием оправки |
|||||
|
з |
|
|
|
|
На повер чную плиту устанавливаю т базовой поверхностью |
|||||
измеряемую детальо и стойку или ш татив с измерительной го |
|||||
ловкой (рис. 3.51). |
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
Ось контролируемого отверстия (или отверстий) м атериа |
|||||
лизуютес помощью оправки |
- цилиндрической или кониче |
скойРс малой конусностью. Возможно такж е использование оправок иной конструкции, например, разж им ны х цанговых, бесконтактных оправок на аэростатических опорах и др.
Положение оправки измеряю т в двух точках, леж ащ их на расстоянии Еи друг от друга. Разность показаний измеритель ной головки, соответствующих размерам А] и А 2 в двух край них точках участка измерения Ь я и принимается в качестве отклонения от параллельности оси и плоскости на длине Ь и.
203
Искомое отклонение от параллельности Д рассматриваемого элемента на нормируемой длине LH определяется путем про порционального пересчета.
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
Н |
|
|
Рис. 3.51. |
|
|
Б |
|
|
Измерение отклонения от параллельности оси |
|||||
1 - |
|
и плоскости: |
|
|
|
контролируемая деталь; 2 - поверочная плита; |
|||||
3 - оправка; 4 |
и |
|
|
|
|
—измерительная головка; 5 —штатив (стойка) |
|||||
|
|
р |
|
|
|
Если рассматриваемые отве ст яймеют разные номинальные |
диаметры D u d , то для мате иализации их общей оси использу ют ступенчатую оправку (рис. 3.52).
|
|
|
|
|
|
о |
/уГ) |
|
|
|
|
|
т |
т |
|
|
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
|
и |
|
||
|
|
|
|
|
о"# |
||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.52. Измерение отклонения от параллельности общей оси
двух отверстий и плоскости:
1 - контролируемая деталь; 2 - поверочная плита;
3 - ступенчатая оправка; 4 - измерительная головка;
5 - штатив (стойка)
204
Отклонение от параллельности общей оси двух отверстий относительно базовой плоскости на длине измерения LH, рас считывают пользуясь формулой:
ДА = |
|
D |
|
d |
А ,------ |
—А ,----- |
|||
|
2 |
2 |
1 |
2 |
Измерение отклонений от параллельности осей отверстий в общей |
|
плоскости и перекоса осей прибором для линейных измерений |
|
с использованием двух оправок |
У |
|
Данная методика выполнения измерений позволяет осуще ствить независимые измерения отклонений от параллельно
сти осей отверстий в общей плоскости и отклонений от па |
||||||||||||||
раллельности осей в плоскости, |
перпендикулярнойТк общей |
|||||||||||||
плоскости (перекос осей) (рис. |
3.53). |
|
|
Н |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж |
|
|
|
|
Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
. h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
І - |
~L~ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
-I - |
f- |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
о |
|
|
ж |
■>7777/777/1 |
|
||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
----------- |
|
||||
|
|
|
и |
|
|
— V / - |
\ / |
|||||||
|
|
|
|
|
7УУ777777Ў |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
з |
|
|
|
УУ/У/УУ/ y y y y fy y y / V7777771 |
||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
п3.53. Измерение отклонения от параллельности осей |
|||||||||||||
|
отв рстий в общей плоскости и перекоса осей: |
|||||||||||||
е |
|
|
|
|
|
2 - |
|
измерительная головка; |
||||||
1 - |
контролируемая деталь; |
|
3Рис- штатив (стойка); 4 —поверочные призмы; 5 - базовая оправка; 6 —контролируемая оправка; 7 - регулируемый упор
Перед выполнением измерений в отверстия контролиру емой детали вставляют оправки. Деталь вместе с оправками устанавливают на измерительную позицию, координируя ее с помощью базовой оправки 5 в призмах 4 и на регулиру емом упоре 7, который должен обеспечивать неопределенность
205
полож ения детали, определяемую углом а /2 , не более ±5°.
Измерительной головкой 2 , закрепленной |
в ш тативе (стойке) |
3 проверяю т параллельность оси базовой |
оправки 5 относи |
тельно рабочей поверхности плиты (допускается отклонение |
|
не более 20% от рассматриваемого допуска параллельности). |
В горизонтальном положении контролируемой детали ф ик сируют показания измерительной головки в крайних точках контрольной оправки 6, располагаю щ ихся на расстоянии Ь и друг от друга. За результат измерений принимается алгебраи ческая разность показаний измерительной головки в крайних точках оправки в соответствующих полож ениях контролиру емой детали, пересчитанная пропорционально на длину нор
мируемого участка LH. |
У |
|
|
Аналогично осуществляют измерения при вертикальном |
|
положении контролируемой детали |
Т |
плоскостях (отклонение от параллельности в общей плоскости
Геометрически суммируя измеренные отклонения от парал |
|
лельности осей отверстий в двух взаимно перпендикулярныН |
х |
Б |
|
Ах и перекос осей в плоскости, перпендикулярной к ней Ау),
можно найти отклонение от параллельности осей отверстий в |
||||||||||||
пространстве А: |
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
Измерен |
|
е о |
|
|
о |
|
|
|
|||
|
|
|
клонений элем ент ов деталей |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
от перпендикулярности |
|
|||||||
В соответствии |
и |
|
|
|
|
|
||||||
|
с ГОСТ 24642-81 следует различать мето |
|||||||||||
дики вы |
з |
|
|
|
|
|
|
|
||||
олнения измерений от клонений от перпендикуляр |
||||||||||||
ности |
|
|
и |
|
от носит ельно плоскост и, плоскост и |
или |
||||||
прямой |
|
о |
|
|
прямой или плоскост и, а также |
пря |
||||||
|
от носит ельно |
|||||||||||
|
плоскост |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мой относит ельно плоскост и в заданном направлении . При |
||||||||||||
этом подепрям ы м и, кроме осей отверстий и валов, понимаю т |
ся кром ки деталей, образующие номинально цилиндрических |
|
поверхностейР |
и номинально плоские поверхности деталей, |
ш ирина которых существенно меньше их длины . Н а практике наибольшее распространение получили методики измерений, представленные ниж е.
Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно плоскости с помощью поверочного угольника и щ упа или набора щупов (рис. 3.54).
206
Вариант I
Вариант II |
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 3.54. |
|
|
|
р |
|
|
|
|
||
Измерение отклонен |
яйот перпендикулярности |
|
||||||||
плоскостей с помощью пове очного угольника и щупа |
|
|||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(наб а щупов): |
|
|
|
|
|||
1 - контролируемая деталь; 2 - поверочный угольник; |
|
|||||||||
|
|
|
3 - измерительный щуп |
|
|
|
||||
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
Поверочный угольнтк устанавливаю т внутренней или н а |
||||||||||
ружной опорной поверхностью |
на базовую поверхность |
и з |
||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
меряемой детали и перемещают в направлении измеряемой |
||||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности детали до момента их соприкосновения. Высота |
||||||||||
его |
|
|
|
|
|
длины контролируемой |
по |
|||
угольника долж на быть больше |
верхности. Зазор, образовавшийся между измеряемой поверх ностью д тали и рабочей измерительной поверхностью уголь
ника у основания или у верш ины, измеряю т с помощью
щупов.РЗа результат измерения принимаю т среднее значение между размерами проходного и непроходного щупов. Д анная методика применима для контроля отклонений от перпенди кулярности номинально плоских поверхностей деталей с до пусками от 0,020 мм и более.
Отличие второго варианта заклю чается в использовании поверочной плиты, на которую устанавливаю т измеряемую деталь (базовой поверхностью) и поверочный угольник.
207
Оценка отклонения от перпендикулярности плоскости относительно плоскости или цилиндра с помощью лекального угольника «на просвет»
Опорную поверхность лекального угольника (наружную или внутреннюю) накладывают на базовую поверхность детали, а рабочую измерительную поверхность угольника прижимают к измеряемой поверхности детали (рис. 3.55). Сравнивая образо вавш ийся просвет между кромкой рабочей поверхности уголь ника и контролируемой поверхностью с образцом просвета,
оценивают отклонения от перпендикулярности плоскостей. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
J КГ— |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
a |
|
|
777ZZZ7? |
|||
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
Рис. 3.55. Оценка отклонения от перпендикулярности плоскости |
||||||||
относительно плоскости или ц |
л ндра с помощью лекального |
|||||||
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
угольника «на просвет»: |
|
|
|
||
1 - контролируемая деталь;и2 - лекальный угольник |
||||||||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
Метод субъективный и для п |
выш ения достоверности оцен |
|||||||
ки требует предвар ельнойотренировки оператора на объек |
||||||||
тах с заранее известнымтотклонением от перпендикулярности |
||||||||
некоторых элементов. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
Данный мет д м жет использоваться в единичном произ |
||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
||
водстве ри ткл нениях от перпендикулярности элементов |
||||||||
деталей от 0,003 |
|
0,010 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
до |
|
|
|
|
|
|
|
Измпр ние отклонения от перпендикулярности плоскости |
||||||||
относит льно плоскости с помощью измерительной головки, |
||||||||
е |
поверочного угольника и поверочной плиты |
|||||||
ИзмеряемуюР |
деталь устанавливаю т базовой |
поверхностью |
на рабочую поверхность поверочной плиты (рис. 3.56). По верочный угольник закрепляю т на измеряемой поверхности детали в вертикальной плоскости, плотно приж им ая к ней опорную поверхность угольника.
П еремещ ая ш татив (стойку) вместе с измерительной го ловкой по поверочной плите, фиксируют ее показания в двух
208
крайних точках рабочей измерительной поверхности угольни ка, расположенных на расстоянии Ьи друг от друга.
|
|
|
У |
|
|
|
Т |
|
|
|
Н |
|
|
|
|
Б |
|
|
|
Рис. 3.56. Измерение отклонения от перпендикулярности плоско |
||||
сти относительно плоскости с помощью измерительной головки, |
||||
|
й |
|
|
|
поверочного угольника и поверочной плиты: |
штатив |
|||
1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка; 3 - |
||||
(стойка); 4 - поверочный угольник; 5 - поверочная плита; 6 - |
струбцина |
|||
р |
|
|
|
|
За отклонение от перпендикуля ности принимаю т разность |
||||
о |
|
|
|
|
показаний измерительной головкиив двух крайних точках, ко |
торую при необходимости пе есчитывают на длину нормиру емого участка L .
Измерение отклонен |
я от перпендикулярности плоскости |
|
относительно |
т |
|
|
с помощью измерительной головки |
|
с жестким уп р плоскостим, поверочного угольника и поверочной плиты |
||
з |
|
|
Измерительную г ловку закрепляю т в специальном приспо |
соблении,епсодержащемо жесткий упор с цилиндрической или плоской рабочей поверхностью. Для настройки приспособле ниеРразмещают на рабочей поверхности поверочной плиты, на которую устанавливают поверочный угольник (рис. 3.57). Поверочный угольник перемещают по поверочной плите до момента соприкосновения упора с его рабочей измерительной поверхностью, после чего измерительную головку настраива ют на нуль. Убирают угольник и на его место устанавлива ют контролируемую деталь, измеряемую поверхность детали прижимают к рабочей поверхности упора (или, наоборот, при контроле массивных деталей) (вариант I). Фиксируют показа ние измерительной головки, которое будет характеризовать от
209
клонение от перпендикулярности измеряемых плоскостей на длине Ьи. Д ля определения искомого отклонения от перпен дикулярности при необходимости пересчитывают измеренное отклонение на длину нормируемого участка L .
Вариант I |
Вариант II |
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
Т |
Рис. 3.57. Измерение отклонения от перпендикулярности плоско |
||||
стей с помощью измерительной головки с жестким упором, |
||||
поверочного угольника и поверочной плиты: |
||||
1 - контролируемая деталь; 2 - |
|
Б |
|
|
измерительная головка; |
||||
3 - установочное приспособление; 4 - жесткий упор; |
||||
5 —поверочная плита; 6 —поверочныйНугольник; |
||||
7 - |
плоскопараллельная пластина |
|
||
Д ля исклю чения |
и |
|
|
|
влияния на результат измерения значи |
||||
|
р |
|
|
|
мых отклонений формы изме яемоййповерхности можно ис |
||||
пользовать плоскопараллельную |
пластину, накладываемую |
|||
на измеряемую поверхн сть (ва иант II). |
|
|||
|
т |
|
|
|
П риж им ая угольник или деталь к упору или наоборот, не |
||||
обходимо обеспечить посооянную силу, так как ее колебания |
сказы ваю тся на |
погрешнос и измерений. Этой погрешности |
||||
можно избеж ать, |
|
в установочное приспособление вместо |
|||
|
о |
|
|
вторую измерительную головку. |
|
жесткого уп ра установитьесли |
|||||
п |
|
|
т на ноль по угольнику. При выпол |
||
Обе головки устанавливаюз |
|||||
е |
|
|
|
|
|
нении измерений по одной из измерительных головок ф икси руют нул вой отсчет, а вторая показывает отклонение изме ряемойРплоскости от перпендикулярности на длине L R.
Измерение отклонения от перпендикулярности плоскости относительно оси отверстия с помощью оправки с измерительной
В измеряемое отверстие вставляю т специальную контроль ную оправку с ж естким упором и закрепленной на ней изме рительной головкой. П риж им ая упор к измеряемой номиналь но плоской торцовой поверхности, вращ ают приспособление, ф иксируя показания измерительной головки (рис. 3.58).
210