Выбор метода измерения при проектировании средств производственного контроля
Приступая к проектированию любого из средств производственного контроля (калибра, контрольного приспособления или прибора), конструктор должен, прежде всего, принять правильный метод измерения, учтя при этом все требования, определяемые характером и точностью проверяемых элементов, а также условиями выполнения контрольной операции.
Принятие того или иного метода измерения в каждом конкретном случае предопределяет выбор не только между различными видами средств производственного контроля (калибр или контрольное приспособление), но в значительной степени и самую их конструкцию, погрешность измерения и технико-экономическую эффективность.
При этом метод измерения надо понимать как совокупность способа осуществления контроля с условиями его выполнения (характер и точность проверяемого элемента, организационная форма и производительность контроля).
Правильно выбрать метод измерения означает установить, будет ли в данном случае спроектирован калибр, контрольное приспособление или прибор; каким методом будет осуществлен контроль детали; какие при этом будут использованы измерительные средства; какая! будет достигнута производительность контроля, погрешность измерения и т. п.
Таким образом, выбор правильного метода измерения является! первой задачей, которая должна быть решена конструктором, когда он начинает проектирование средств производственного контроля.
Согласно формулировке д-ра техн. наук проф. И, Е. Городецкого, «Метод измерения определяется совокупностью используемых измерительных средств и условий измерения… Под этой совокупностью подразумеваются приборы с определенными метрологическими характеристиками. . . и установочные меры или установочные образцовые детали со всеми их точностными характеристиками, температурный режим измерения, базирование измеряемой! объекта, характер измерительного контакта. . .»
Методы измерений, используемые в машиностроении, определяются различными признаками, в зависимости от которых они могут быть абсолютными или относительными; прямыми или косвенными; комплексными или дифференцированными; контактными или бесконтактными.
Абсолютный метод измерения характеризуется непосредственной оценкой действительного значения измеряемой величины.
Относительный метод измерения характеризуется сравнительной оценкой проверяемых величин относительно действительных размеров установов или образцовых деталей.
Так, все контрольные приспособления с измерительными устройствами, настраиваемыми по установам или образцовым деталям (см. фиг. 11, 16 и др.), предназначенные для контроля определенных линейных размеров деталей, основаны на относительном методе измерения.
Контрольные приспособления, предназначенные для проверки отклонений от заданной геометрической формы — конусности, овальности, огранки, биения, параллельности поверхностей и т. п., измерительные устройства которых (индикаторы, миниметры и др.), как правило, не требуют настройки на нулевые деления, основываются на абсолютных методах измерения.
Примеры подобных приспособлений приведены выше на фиг. 10, 14 и др.
Таким образом, в конструкциях контрольных приспособлений широко применяются как абсолютные, так и относительные методы измерений; первые — в основном при проверке отклонений от геометрической формы (биение, параллельность поверхностей и другие подобные элементы), вторые — при проверке действительных значений линейных и угловых величин.
Прямой метод измерения характеризуется непосредственной оценкой значения проверяемой величины или отклонений от нее.
Калибры и контрольные приспособления, как правило, строятся на прямом методе измерения.
Косвенный метод измерения характеризуется оценкой значения проверяемой величины или отклонений от нее по результатам контроля другой величины, находящейся в определенной зависимости с проверяемой, например, контроль конусов при помощи синусной линейки.
Косвенные методы измерения применяют в универсальных измерительных инструментах и приборах, но весьма редко — в конструкциях калибров и контрольных приспособлений.
При контроле деталей в процессе их обработки иногда оказываются целесообразными косвенные методы измерений.
Комплексный метод измерения характеризуется контролем совокупности отклонений различных элементов деталей, исходя из требований обеспечения собираемости и взаимозаменяемости Деталей в узле.
Дифференцированный метод измерения характеризуется раздельной и независимой проверкой каждого размера детали.
В конструкциях калибров и контрольных приспособлений одинаково широко применяют как комплексные, так и дифференцированные методы измерений. Выбор между ними определяется условиями измерения и техническими требованиями, которые ставятся: перед конструкциями средств производственного контроля.
Так, контрольные приспособления и приборы для проверки: зубчатых колес в условиях двухпрофильного (см. фиг. 7 и 8) или однопрофильного зацепления используют комплексные методы измерений. Давая правильную, близкую к эксплуатационным условиям картину зацепления колес, комплексные методы проверки не выявляют отдельных отклонений тех или иных элементов, что не всегдаявляется необходимым в условиях производственного контроля.
Калибры для контроля резьбовых и шлицевых соединений строятся также на комплексных методах измерения, ограничивающих; предельные контуры деталей величинами и расположением полей допусков отдельных составляющих элементов.
Комплексный метод измерения используется в большинстве калибров и контрольных приспособлений для проверки точности взаимного расположения поверхностей и других подобных элементов деталей, исходя из требований обеспечения собираемости узла.
Дифференцированный метод широко применяется в конструкциях, как калибров, так и контрольных приспособлений для проверки величин отдельных элементов. При этом дифференцированный метод не дает представления о предельном контуре проверяемо детали, т. е. о суммарном качестве ее из условий обеспечения собираемости. Поэтому дифференцированный контроль не исключает комплексного.
При контроле деталей, законченных обработкой, т. е. перед и сборкой, целесообразен комплексный метод измерения в целях обеспечения собираемости узла.
При межоперационном контроле и проверке правильности наладки и протекания технологического процесса целесообразен дифференцированный метод измерения, облегчающий анализ технологического процесса.
Так, в целях оценки правильности хода операции нарезания: эвольвентных шлицев на валу целесообразно использовать для измерения специальную индикаторную скобу с роликами, которые вводятся во впадины между шлицами, а не комплексное кольцо с эвольвентными шлицами. В данном случае индикаторная скоба дает возможность суждения о размере нарезаемых шлицев, который, нельзя определить комплексным кольцом.
Контактный метод измерения характеризуется непосредственным соприкосновением измерительного устройства с проверяемой поверхностью детали.
Бесконтактный метод измерения характеризуется отсутствием непосредственного соприкосновения между измерительным! устройством и проверяемой поверхностью детали. Бесконтактный метод быть может использован при помощи пневматических, фотоэлектрических и проекционных измерителей.
Контактные методы измерения применяют при работе со всеми калибрами, кроме калибров, работающих с пневматическими микромерами. Они являются наиболее распространенными в конструкциях контрольных приспособлений.
Вместе с тем контактные методы измерений связаны с рядом неудобств, которые могут служить источниками серьезных погрешностей.
Всякое контактное измерение связано с наличием определенного усилия со стороны измерительного устройства на проверяемую поверхность детали. При непостоянстве измерительных усилий на различных интервалах измерений могут получаться значительные погрешности. Это требует строгой стабилизации измерительных усилий на всем диапазоне измерения. Измерительное усилие не только должно быть стабильным по величине — оно должно находиться в определенных пределах. Чрезмерно высокие измерительные усилия могут приводить к повреждениям проверяемых поверхностей, образуя на них штрихи и риски или вызывая деформации тонкостенных деталей. Недостаточные измерительные усилия также могут служить источниками погрешностей измерения.
Всякое контактное измерение связано с более или менее быстрым износом рабочих поверхностей измерительных устройств. Это требует тщательной и регулярной проверки всех средств производственного контроля с принятием оперативных мер по результатам проверки: изъятие и своевременное восстановление изношенных калибров и контрольных приспособлений; регулирование исполнительных размеров калибров и контрольных приспособлений, предусматривающих возможность подобной регулировки; корректирование предельных показаний измерительных устройств со шкалами, установленных на контрольных приспособлениях, и соответствующие изменения инструкций к контрольным приспособлениям.
С этой точки зрения бесконтактные измерения, предохраняющие контрольно-измерительные средства от износа и исключающие погрешности за счет измерительных усилий, являются наиболее целесообразными во всех случаях, когда технически и экономически оправдывается их применение.
В то же время необходимо отметить, что если для любого метода измерения большое значение имеет чистота проверяемой поверхности детали, то для бесконтактных методов контроля это влияние особенно значительно.
При бесконтактных (прежде всего пневматических) методах контроля низкое качество проверяемых поверхностей, следы механической обработки, всевозможные неровности и шероховатости неминуемо явятся источниками порой весьма значительных погрешностей измерения. Этим несколько ограничивается практическое применение бесконтактных методов измерения, при использовании которых обязательно следует обращать внимание на чистоту проверяемых поверхностей деталей.
Среди бесконтактных методов измерения в конструкциях контрольных приспособлений и вообще для нужд производственного контроля получили наиболее широкое применение пневматические приборы, о которых подробно говорится в гл. IV.
Выше были определены и кратко описаны основные принципиальные методы измерения. На их базе в конструкциях калибров и контрольных приспособлений используют множество различных частных типовых методов измерения.
Д-р техн. наук проф. И. Е. Городецкий отмечает: «Хотя метод измерения определяется совокупностью различных признаков, в производственной практике название «метод» обычно присваивается некоторым его частным признакам».
Ниже рассматриваются наиболее типичные и характерные для конструкций калибров и контрольных приспособлений частные — типовые методы измерений. Вместе с тем приводимый обзор не претендует, разумеется, на полный охват всего многообразия методов! и способов измерения, которые можно применять в конструкциях производственных средств контроля.
Визуальный контроль (внешним осмотром) является исключительно широко распространенным методом контроля деталей, дающим возможность установить законченность всех операций обработки, отсутствие механических повреждений (забоин, трещин) и пороков металла (раковин, пористости и др.), чистоту обработанных поверхностей и т. п.
Визуальный контроль находит применение при использовании калибров и контрольных приспособлений, построенных на принципе оценки световой щели или просвета между поверхностями измерителя и проверяемой детали, а также при использовании для производственных измерений проекторов, дающих возможность проектировать на специальный экран увеличенный контур проверяемой детали.
На использовании контроля величины световой щели (просвета) построены всевозможные калибры для проверки величин углов, уступов, профильных контуров, а также ряд контрольных приспособлений с калибрами. Примером подобного приспособления может служить известная конструкция, предназначенная для проверки плотности прилегания поршневого кольца к измерительной обойме по величине просвета.
Определение видимых просветов связано со значительными субъективными погрешностями в работе контролера.
Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 887;