Измерение позиционных отклонений элементов деталей
Согласно ГОСТ 24642-81 измерение позиционного отклонения того или иного элемента детали предполагает определение наибольшего расстояния между реальным расположением элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка. В этой связи можно выделить такие наиболее часто встречающиеся на практике частные измерительные задачи как:
а) определение позиционного отклонения оси (или прямой) в плоскости;
б) определение позиционного отклонения оси (или прямой) в пространстве;
в) определение позиционного отклонения оси или плоскости симметрии в заданном направлении.
На выбор методик выполнения измерений позиционных отклонений элементов деталей определяющее влияние оказывают следующие два основных фактора:
1) способ нормирования позиционных отклонений элементов;
2) вид позиционного допуска.
Точность расположения элементов, заданного пространственными на чертеже линейными и угловыми координирующими размерами, может нормироваться двумя способами:
1) указанием предельных отклонений координирующих размеров;
2) указанием позиционного допуска элемента (его центра, оси или плоскости симметрии).
Что касается вида позиционного допуска, то необходимо учитывать, что на чертеже детали он может быть задан как независимый или как зависимый, что накладывает свой отпечаток на методику выполнения измерений.
Контроль позиционных отклонений при зависимых допусках осуществляется обычно комплексными калибрами (по ГОСТ 16085-80). Небольшие детали можно контролировать на проекторах, сличая изображение детали со специальным проекторным чертежом, на котором в соответствующем масштабе нанесены предельные контуры контролируемых поверхностей с учетом позиционных допусков.
При независимых допусках позиционные отклонения могут быть определены на базе координатно-измерительных машин или универсальных микроскопов путем дополнительного пересчета измерительных координат контрольных точек в искомые отклонения расположения контролируемых элементов деталей с помощью счетно-решающих устройств, либо путем построения по измеренным координатам соответствующей точечной диаграммы и оценки ее с помощью прозрачного шаблона.
Комплексный контроль позиционных отклонений может быть заменен поэлементным контролем межосевых расстояний или координатными измерениями, для чего применяют как универсальные средства измерения (штангенциркули, микрометры, индикаторные скобы, универсальные микроскопы, проекторы, делительные головки, координатно-измерительные машины и т.п.), так и специальные измерительные устройства (нестандартизованные средства измерений), оснащаемые измерительными головками либо различными измерительными преобразователями (индуктивными, емкостными, пневматическими и пр.).
Контроль позиционных отклонений, ограничиваемых зависимыми допусками, может основываться на независимых измерениях соответствующих размеров и отклонений расположения рассматриваемых элементов деталей с последующей корректировкой заданного на чертеже зависимого допуска, исходя из действительных размеров этих элементов.
С учетом рассмотренных основных теоретических положений можно предложить следующие типовые методики измерения (контроля) позиционных отклонений элементов деталей.
91 Измерение позиционного отклонения оси отверстия относительно номинально плоской поверхности с помощью измерительной головки, концевых мер длины и оправки (рисунок 52)
1 – контролируемая деталь;
2 – измерительная головка;
3 – штатив (стойка);
4 – контрольная цилиндрическая оправка;
5 – блок концевых мер длины или концевая мера;
6 – поверочная плита
Рисунок 52 – Измерение позиционного отклонения оси отверстия относительно номинально плоской поверхности
Контролируемую деталь устанавливают ее базовой номинально плоской поверхностью на рабочую поверхность поверочной плиты. В контролируемое отверстие плотно «от руки» вставляют контрольную цилиндрическую оправку. С помощью измерительной головки, закрепленной в штативе (стойке) и концевой меры (блока концевых мер), используя метод сравнения с мерой, измеряют размер М возможно ближе к поверхности детали (расстояние от верхней образующей оправки до рабочей поверхности плиты). При этом концевую меру длины (блок концевых мер длины) размером Н, соответствующим номинальному расстоянию от верхней образующей оправки до рабочей поверхности поверочной плиты, используют для настройки измерительной головки на нуль.
За результат измерения АИ принимается значение, вычисляемое по формуле:
,
где D – номинальный или аттестованный диаметр контрольной цилиндрической оправки.
9.2 Измерение позиционного отклонения двух отверстий с помощью концевых мер длины и оправок (рисунок 53)
1 – контролируемая деталь;
2 – блок концевых мер;
3, 4 – контрольные цилиндрические оправки
Рисунок 53 – Измерение позиционного отклонения двух отверстий с помощью концевых мер длины и оправок
В контролируемые отверстия детали вставляют плотно «от руки» оправки и подбирают блок плоскопараллельных концевых мер длины так, чтобы он плотно без зазора входил между ближайшими образующими оправок. Зная размер собранного блока концевых мер длины М, действительное значение межосевого расстояния АИ для контролируемых отверстий рассчитывают по формуле:
,
где D1 и D2 – номинальные или аттестованные диаметры оправок.
9.3 Измерение позиционного отклонения двух отверстий с помощью специального приспособления с измерительной головкой (межцентромера) (рисунок 54)
1 – контролируемая деталь;
2 – измерительная головка;
3 – установочное приспособление;
4 – рычаг
Рисунок 54 – Измерение позиционного отклонения двух отверстий с помощью специального приспособления с измерительной головкой
Перед выполнением измерений измерительное устройство настраивают на нуль по образцовой детали с аттестованным с требуемой точностью межосевым расстоянием контролируемых отверстий. После этого вводят измерительные наконечники устройства в контролируемую пару отверстий, прижимают их к одноименным образующим отверстий и, перемещая устройство возвратно-поступательно в поперечном направлении, фиксируют максимальное отклонение стрелки отсчетного устройства измерительной головки («точку возврата стрелки»), соответствующее размеру М1. По полученному таким образом отклонению определяют действительное значение размера М1. Аналогично определяют размер М2, прижимая измерительные наконечники устройства к противоположным образующим контролируемых отверстий (с поворотом устройства на 1800).
За результат измерения принимается алгебраическая полусумма размеров М1 и М2:
.
Таким же образом выполняют измерения для других пар отверстий.
9.4 Контроль позиционного отклонения группы отверстий относительно оси базового элемента (допуск зависимый) (рисунок 55)
Для этого используют специальный калибр, содержащий базирующий элемент и совокупность измерительных элементов, количество и расположение которых должно соответствовать количеству и расположению контролируемых отверстий.
Калибр вставляют в базовое и контролируемые отверстия и деталь считается годной, если калибр в них входит под действием собственного веса.
1 – контролируемая деталь;
2 – калибр специальный
Рисунок 55 – Контроль позиционного отклонения группы отверстий относительно оси базового элемента
Расчет исполнительных размеров калибров для контроля позиционных отклонений с зависимыми допусками производится по ГОСТ 16085-80.