Контроль наружных и внутренних поверхностей тел вращения

Контроль  наружных и внутренних поверхностей тел вращения.

     Основными средствами размеров валов и отверстий являются калибры. Измерительный контакт калибра может быть точечным (штихмасс, рис. 1, а), линейным (скоба, рис. 1, б) или поверхностным (пробка, рис. 1, в). 
 
 
 

    Для измерения валов диаметром свыше 500 мм применяют измерительные средства, оснащенные рычажно-чувствительными головками (индикаторные скобы); менее 1 мм - универсальные измерительные cpeдcтвa ввиду трудности изготовления и контроля калибров-скоб. Oтверстия свыше 500 мм измеряют с помощью жестких полых штихмассов со сферическими наконечниками; менее 1 мм - с помощью пробки с цилиндрическими вставками, посаженными в ручку на конифоли пли карбинольном  клею. Oтверстия диаметром от 0,2 до 5 мм измеряют пневматическими приборами по скорости истeчения воздуха. Самые малые отверстия диаметром  0,2 ... 0,5 мм измеряют пропуская через них воздух. В отверстия диаметром 0,5 ... 3 мм вставляют аттестованные проволочки, уменьшающие проходное сечение отверстия и повышающие точность измерений. Для контроля отверстий диаметром свыше 5 мм применяют оптические устройства, а также нониусные и индикаторные нутромеры. Измерение больших диаметров с высокой точностью производятся на специальных ш т р и х о в ы х    и   к о н ц е в ы х        и з м е р  и т е л ь н ы х   м а ш и н а х. На штриховых машинах измерения производят сличением измеряемой длины контактным способом со штриховой шкалой, а также с концевыми мерами, а на концевых машинах - сличением измеряемой длины с концевыми мерами. Измерительные машины используют в основном для аттестации образцовых штихмассов. Их изготовляют с пределами измерений 0 ... 1000, 0 ... 2000, 0 ... 3000 и 0 ... 6000 мм. Детали больших диаметров измеряют переносными средствами:  с к о б а м и , н у т р ом е- р а м и, м и к р ом е т р а м и  и  др., которые для  удобства пользования и облегчения массы изготовляют сварными. Для измерения диаметров больших отверстий применяют также сборные конструкции нутромеров. Так как при контроле больших размеров основное значение имеет температурная погрешность, то непосредственно перед замерами измерительный инструмент (скоба, нутромер и т. д.) устанавливают по  концевой мере, температура которой соответствует температуре измеряемой детали. Желательно также, чтобы коэффициент линейного расширения меры был близок коэффициенту линейного расширения измеряемой детали. Валы диаметром до 1ООО мм измеряют индикаторными скопами с ценой деления 0,01 мм, а свыше - микрометрами с индикаторной головкой и установочной мерой. Иногда диаиетры валов измеряют обтягивая вал рулеткой, определяя при этом длину окружности . При диаметрах свыше 5000 мм для измерения применяют  т е о д о л  и  т, установленный в какой-либо точке окружности детали, и определяют угол между концами мерной ленты определенной длины, обтягивающей часть окружности. Этот метод носит название  «метода дуги».Контроль углов и конусов.

Контроль  углов и конусов.

    Углы  иконусы измеряют с помощью угловых  мер, шаблонов, угольников, конусных колибров,  шариков, синусных  и   тангинсных      линеек,  универсальных    микроскопов (координатный методом), оптических делительных головок, угломеров с нониусом и др.

    Наиболее  распространенным методом является измерение углов и конусов у г л о в ы м и м е р а м    и     у о л ь н и к а м и. Угловые меры (плитки) комплектуют в наборы по 5, 19,36 и 94 шт., из которых выбирают соответствующие плитки или блоки для измерения заданных углов (не менее 10 ). Они представляют собой трех- или четырехгранные призмы  с одним или  четырьмя рабочими углами. Измерение с помощью плиток основано на установлении размера наибольшего просвета между сторонами измеряемого угла и угловой меры пли полного отсутствия просвета между ними. Просвет сравнивают на глаз с набором просветов, размеры которых известны (5 ... 10мкм), или же оценивается с помощью щупов (свыше 30 мкм). По точности изготовления угловые плитки 1-го класса имеют допуск рабочего угла ± 10", 2-го класса ± ЗО". Для измерения прямых углов в зависимости от требуемой точности применяют угольники различных типов. Метод измерения, так же как и у плиток, основан на измерении просвета между измерительной и измеряемой поверхности и протяженности касания этих поверхностей. Углы у конических валов и втулок измеряют  у г л о м е р а м и. Для повышения точности отсчета угломеры снабжены нониусами или оптическими приспособлениями.  Для проверки угла конусности вала применяют конусные к а л и- б  р ы –в т у л к и (полные и неполные), а для проверки угла конусных втулок - конусные к а л и б р ы-п р о б к и. Для проверки угла конусности вала вдоль образующей конуса наносят карандашом прямую линию и осторожно вводят вал внутрь конусного калибра-втулки. Приложив некоторое осевое усилие для  плотного прилегания конических поверхностен вала и втулки, поворачивают их относительно друг друга на небольшой угол. Если образующая конуса Бала прямолинейна и угол конуса выполнен правильно, то графит карандаша равномерно распределится по всей длине конуса, в противном случае образуются только отдельные пятна. При проверке внутренней конической поверхности детали карандашную линию наносят на калибр-пробку.

Контроль  резьбы.

     Точность резьбы определяется точностью исполнения основных элементов резьбы болта и гайки: наружного диаметра, среднего диаметра, внутреннего диаметра, шага, угла профиля. Контроль резьбы болта и гайки можно произвести комплексным методом по всем элементам одновременно или поэлементно с помощью калибров или специальных приспособлений. Для точных резьб и калибров обычно применяют поэлементную проверку резьбы на приборах. Наиболее простым является контроль наружного диаметра болта и внутреннего диаметра гайки. Эти элементы резьбы измеряют г л а д к и - м и   с к о б а м и   и   п р о 6 к а м и, а также с помощью м и к р о м е т р а или    ш т а н г е л ь ц и р к у л я. Измерение внутренних диаметров резьбы болта может быть произведено р ез ь б о в ы м  м и к р о м е т р м, устройство которого сходно с устройством обыкновенного микрометра, только вместо гладких наконечников он снабжен специальными вставками, позволяющие измерять внутренний и средний диаметры болта. Резьбовые вставки делают сменными в зависимости от шага проверяемой резьбы. Для измерения внутреннего диаметра резьбы болта применяют две призматические вставки такой формы, чтобы вершины их касались впадин резьбы. Для измерения среднего диаметра резьбы болта применяют вставки, которые касаются боковыми гранями боковых сторон профиля резьбы вблизи от среднего диаметра. Эти вставки выполняют с укороченным профилем. Вставки могут поворачиваться в опорах измерительных пяток и само устанавливаться относительно наклонной части профиля резьбы. У резьбового микрометра с интервалом измерений 0 ... 25 мм проверку правильности отсчета производят сводя обе вставки до упора; при этом показание на шкале микрометра должно быть равным нулю.При пользовании резьбовым микрометром необходимо проверяемый болт установить между резьбовыми вставками и дальше производить измерение, как на обычном микрометре; нужно только следить, чтобы ось измерительных наконечников проходила через ось болта. Резьбовым микрометром измеряют средний диаметр болта прямым методом, т. е. результаты измерений отсчитывают непосредственно по шкале прибора. Цена деления шкалы барабана резьбового микрометра 0,01 мм. Средний диаметр резьбы можно измерить также косвенным методом трех проволочек. Этот метод заключается в том, что во впадины резьбы болта по обе его стороны закладывают три проволочки одинакового известного диаметра, затем микрометром с плоским наконечником определяют расстояние М между внешними поверхностями проволочек (рис. 2.). Последующим расчетом по значению этого расстояния  определяют значение среднего диаметра резьбы. Три проволочки применяют для того, чтобы предотвратить перекос измерительных наконечников микрометра. Зная диаметр проволочек   d, шаг резьбы S и расстояние между внешними поверхностями заложенных проволочек М, средний диаметр метрической резьбы d_cp болта определяют по формуле

d_cp = М -3d + 0,8668S.

    Этот  метод измерения дает более высокую точность, чем измерение посредством резьбового микрометра. Поэтому его применяют для измерения среднего диаметра калибров и других точных резьбовых деталей. Шаг резьбы измеряют р е з ь б о в ы м и ш а б л о н а м и, которые представляют собой наборы плоских стальных пластинок с вырезанным профилем резьбы разных шагов. Профиль проверяемой резьбы (по образующей) совмещают с одной из пластинок шаблона. При правильном изготовлении шага совмещение профиля резьбы и шаблона не дает световой щели. Для количественной оценки погрешностей шага резьбы применяют шагомеры (стационарные и накладные). Наибольшее распространение имеют накладные шагомеры, которые представляют собой рамку с двумя (или тремя) стержнями, оканчивающимися шаровыми наконечниками. Стержни соединяют с измерительным инструментом (миниметром), а шаровые наконечники вводят во впадины измеряемой резьбы. Если шагомер имеет три измерительных стержня, то ось измерительного наконечника устанавливают в плоскости, нормальной к виткам резьбы, а при двух измерительных стержнях шагомер определяет шаг в осевой плоскости резьбы. Результат измерения представляет размер суммы нескольких шагов. Для того чтобы найти значение одного шара резьбы, нужно размер по шагомеру разделить на число ниток между шаровыми наконечниками шагомера. Если в качестве измерительного инструмента применяют миниметр или другой прибор для сравнительного метода измерений, то на шкале прибора будет отражена накопленная погрешность шага в пределах длины измерения. При делении накопленной погрешности на число ниток находят среднее отклонение шага резьбы; при этом прибор должен быть настроен по мерным плиткам на поминальное значение общей проверяемой длины.

Контроль  отклонений формы  и расположения поверхностей

    Для контроля отклонений формы от плоскостности и nрямолинейности применяют поверочные линейки, поверочные и разметочные плиты и уровни. Поверочные линейки бывают лекальные, с широкой рабочей поверхностью и угловые. Лекальные линейки обладают наиболее высокой точностью и имеют различное поперечное сечение с числом рабочих граней от 1 до 4 и длиной 25 ... 500 мы. Линейки с одной гранью служат для определения отклонений от прямолинейности на просвет. Отсутствие световой щели между деталью и линейкой подтверждает прямолинейность образующей, а наличие световой щели указывает на отклонение от прямолинейности (при известном навыке можно оценить на глаз отступления от прямолинейности в 1 ... 2 мкм). Для проверки отклонения от плоскостности могут применяться лекальные линейки как с одной гранью, так и с тремя иди четырьмя гранями. Линейка с одной гранью прикладывается к проверяемой плоскости в разных местах и в разных направленнях. Результат оценивают по размеру световой щели. С помощью трехгранных и четырехгранных линеек плоскость проверяют на краску. Для этой цели paбочие грани линеек покрывают тонким слоем специальной краски (синьки), затем линейкой водят по проверяемой плоскости, в результате чего краска с линейки переходит на проверяемую плоскость. Из-за отдельных неровностей поверхности она покрывается краской не сплошь, а пятнами различной интенсивности. Вступающие части плоскости покрываются краской сильнее, чем впадины. Последующим ша6рением или шлифованием выступов добиваются равномерного распреде-ления краски но всей поверхности. Линейки с широкой рабочей поверхностью применяют для проверки больших плоскостей или плоскостей с 6ольшими промежутками или выемками. Эти линейки могут достигать длинны 6 м. Для сохранения прямолинейности линейки должны быть достаточно жесткими, потому и приходится придавать им форму жестких балок и даже рам. Угловые линейки применяют для проверки плоскостей, расположенных под некоторым углом друг к другу. Длинна линеек с трехгранным или трапецеидальным сечением 250 ... 1000 мм. Для удобства пользования линейки имеют на торце рукоятки. П о в е р о ч н  ы  е   п л и т ы  предназначены для проверки отклонений от плоскостности. Кроме того, их используют в качестве базовых поверхностей для установки на них миниметров, оптиметров, синусных линеек центровых бабок, призм и других измерительных приспособлений. Проверочные плиты изготовляют десяти размеров - от l00х200 до lOOO x 1500 мм (для специальных целей изготовляют плиты размером 3200 х 5000 мм). По точности рабочей поверхности плиты подразделяют на четыре класса. Плиты О, 1 и 2-го классов являются поверочными, а 3-го класса - разметочными. Рабочая поверхность плит, предназначенных для проверки на краску, должна быть пришабрена, а для более точных проверок притерта; поверхность разметочных плит может быть строганной.

У р о в н и - это измерительные  устройства. позволяющие определять положение той или иной плоскости относнтельно горизонта и  измерять небольшие уклоны и углы. Уровень представляет собой запаянную стеклянную трубку - ампулу со шкалой, внутренняя поверхность которой имеет вогнутость с определенным радиусом кривизны. Трубка заполнена эфиром так, что только небольшой объем паров эфира в виде пузырька занимает наивысшую точку. Слесарный  уровень имеет корпус с плоским нижним основанием, в котором помещена ампула. Для проверки положения вертикальных поверхностей применяют рамный уровень, у которого боковая грань перпендикулярна основанию с вмонтированной в него ампулой. Для контроля отклонений от к.руглостu (овальность и огранка) и профиля продилыюго сечения (конусoобразность, бочкообразноеть, седлообразность и изогнутость) применяют в основном универсальный измерительный инструмент. Так, овальность детали (рис. 3, а) измеряется индикатором на обычной стойке или с помощью скобы; при этом деталь поворачивается на один-два оборота, после чего вычисляется разница между наибольшим и нанменьший показаниями индикатора. При контроле огранки (рис. 3 , б) базой измерения является призма с углом 90, которая при наиболее часто встречающихся огранках (с тремя и пятью гранями) дает удвоенное значение огранки. бочкообразность (рис. 3, в), седлообразность (рис. 3, г) и изогнутость (рис. 3, д ) проверяют измерением детали в трех сечениях вдоль оси. Контроль копусообразностu (рис. 3, е) осуществляют обычными средствами, измеряя диаметры в двух сечениях, расположенных на концах детали. При контроле расположения поверхностей основными видами измерений являются: контроль расстояний между осями отверстия, конттроль перпендикулярности осей отверстий и плоскостей, контроль перпендикулярности цилиндрических поверхностей или цилиндрической поверхности торцу и контроль сооености цилиндрических  поверхностей. В единичном и мелкосерийном производстве

основным  средством измерений взаимного расположения поверхностей является универсальный измерительный инструмент. В крупносерийном и массовом производстве применяют специальные устройства со шкальными приборами. Основными средствами измерений расстояний между осями отверстий являются калибры-пробки и калибры-скобы. Контроль перпендикулярности осей отверстий и плоскостей производят с помощью угольников, а контроль взаимной перпендикулярности осей двух от· веретий или перпендикулярности оси отверстия торцу - специальными калибрами-шаблонами. Контроль соосности отверстий обычно осуществляют жесткими скалками, а при разности диаметров - ступенчатыми скалками. В табл. 1 приведены методы измерений и схемы приспособлений для контроля расположения поверхностен. 

Методы  и средства измерения зубчатых колес.

     Измерение зубчатых колес по всем приведенным в ГОСТе параметрам является необязательным ГОСТом установлены, взаимно заменяющие комплексы минимального количества элементов зубчатого колеса, подлежащих выборочному, постоянному или периодическому контролю. Кроме того, оговорено, что каждый установленный комплекс показателей точности, используемый при контроле зубчатых колес и передач, является равноправным. Контролю подвергают только некоторые элементы, важные с точки зрения эксплуатации зубчатого колеса, или же элемент, точность изготовления которых вызывает сомнение. Таким образом, измерение зубчатых колес производят, чтобы: а) обеспечить эксплуатаuионные требования, предъявляемые со стороны потребителя, и б) проверить правильность процесса изготовления зу6чатых колес (правильная настройка станка, заточка инструмента, правильная установка заготовки на станке и др.). В первом случае производится окончательный контроль (готовых зубчатых колес), при котором выявляют эксплуатационные показатели: кинематическую точность, плавность работы, шум, сопровождающий пpoцecc работы колec. Средства измерения должны быть несложными и производительными; этому требованию отвечает комплексный однопрофильный контроль. При окончательном контроле рекомендуется совмещать измерительную базу с технологической, т. е. принимать в качестве измерительной базы посадочное отверстие зубчатого колеса. во втором случае осуществляют технологический контроль, при котором поэлементно оценивают качество изготовления зубчатого колеса. Комплекс элементов, подлежащих измерению, следует выбирать так, чтобы можно было выявить технологические погрешности, допущенные при изготовлении зубчатых колес. Технологический контроль следует вести после каждой переналадки станка, перетачивания и смены режущего инструмента. Чаще всего в зубчатом колесе подвергают проверке следующие элементы: толщину зуба по детальной окружности; основной и делительный шаги зубчатого колеса; профиль зуба - эвольвенту. При выборе средств и методов измерения следует исходить из предельной погрешности, которая :может быть допущена при измерении и не должна превышать 20% допуска. Рекомендации по применению зубомерных приборов приведены в табл.2. Наряду с перечисленными измерительными инструментами в промышленности применяют   у н и в е р с а л ь н ы е   з у - б о м е р н ы е   п р и б о р ы (типа МИЗ), которые позволяют проверять показатель кинематической точности зубчатого  колеса, т. е. накопленную погрешность окружного шага, радиальное биение зубчатого венца, колебание длины шага общей нормали, а также параметры характеризующие плавность работы колеса (предельные отклонения основного шага, точность окружных шагов) и контакт зубьев в передаче (угол наклона зуба). Для измерения всех этих параметров к универсальному зубомеру прилагаются различные измерительные приспособления, которые крепят к каретке прибора в зависимости от измеряемого элемента колеса. Конические u червячные колеса измеряют теми же методами и на таких же приборах, что и цилиндрические колеса. Но червячные колеса чаще всего проверяют на правильность зацепления с эталонными червяками. У червячных винтов (червяков) проверяют средний диаметр, угол профиля винта и шаг винтовой линии. Средний диаметр червяка проверяют методом трех роликов аналогично проверке резьб методом трех проволочек.