ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ КРУГЛОСТИ И ПАРАМЕТРОВ ВОЛНИСТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩЕНИЯ

 

  Цель работы: ознакомление с методикой прецизионного измерения и анализа погрешности формы и волнистости поверхностей вращения.

Продолжительность работы: 2 часа.

Оборудование и инструменты: прибор для определения погрешности формы тел вращения (кругломер) модели 218, штангенциркуль.

Теоретические сведения

Отклонение от круглости - наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей окружности. Отклонение от круглости является комплексной погрешностью формы в сечении, перпендикулярном оси вращения детали. К частным видам погрешности формы в поперечном сечении поверхности вращения относят овальность и огранку (подробнее - см. лабораторную работу № 9).

Волнистость поверхности определяется совокупностью периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между смежными возвышенностями или впадинами превышает базовую длину l, используемую при контроле шероховатости. Волнистость занимает промежуточное положение между отклонением формы и шероховатостью. Условно границу между различными порядками отклонений поверхности можно установить по величине отношения шага S_w к высоте неровностей W_z. При S_w / W_z < 40 отклонения относят к шероховатости поверхности, в диапазоне 40 £ S _w / W_z £ 1000 - к волнистости, при S_w / W_z > 1000 - к отклонениям формы. Основные параметры средней высоты    и среднего шага  волнистости установлены рекомендацией РС 3951- 73:

;         .

Предельные параметры волнистости указывают на чертеже обычно в технических требованиях на деталь (текст над штампом).

Параметры волнистости поперечного сечения поверхности вращения измеряют на кругломере, обрабатывая записанную профилограмму. Шаг S_w рассчитывают исходя из равенства угловых шагов на реальной поверхности и на профилограмме:

,

где P - шаг записи на профилограмме, мм;  d_дет - диаметр контролируемого сечения детали, мм;  d_пр - диаметр профилограммы, мм.

Параметры волнистости плоской поверхности можно измерить с помощью профилографа-профиломера со специальным приспособлением.

Средства измерений

  В данной лабораторной работе отклонение от круглости и волнистость измеряют с помощью кругломера модели 218. Прибор позволяет проверять погрешности поверхностей тел вращения - наружных (диаметром от 0,5 до 300 мм) и внутренних (диаметром от 3 до 300 мм) - в различных сечениях при максимальной высоте детали 350 мм. Основные узлы кругломера показаны на рис.1. Контролируемая деталь устанавливается на предметный стол 1, который может перемещаться с помощью микрометрических винтов 2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что позволяет центрировать поверхность относительно оси вращения шпинделя 3. Шпиндель установлен в особо точных подшипниках. Нижний консольный конец шпинделя несет направляющую шину 4, на которой закреплен измерительный преобразователь 5, имеющий возможность радиального смещения посредством рукоятки 6. Щуп 7 соприкасается с исследуемой поверхностью. На рис.1. не показаны пульт управления прибором и электронный блок.

  В процессе измерения при вращении шпинделя щуп совершает угловые колебания, связанные с отклонением сечения поверхности от окружности. В измерительном преобразователе индуктивного типа механические колебания щупа преобразуются в электрический сигнал, поступающий в электронный блок прибора. Здесь сигнал проходит преобразование - усиление и фильтрацию. Изменение кратности усиления сигнала дает возможность полнее использовать поле диаграммного диска при различных величинах действительного отклонения от круглости. Фильтрация сигнала дает возможность более глубокого анализа отклонений, позволяя записать для одного сечения поверхности несколько профилограмм, отражающих как интегральную погрешность профиля, так и отдельные ее составляющие (отклонение от круглости, волнистость). Преобразованный в электронном блоке сигнал поступает на записывающий прибор 8, перо 9 которого производит запись действительных отклонений формы детали на электротермическом диаграммном диске 10 в полярной системе координат. Вращения шпинделя и диаграммного диска синхронизированы.

По окончании записи профилограмма подлежит обработке с целью определения погрешности формы или волнистости проверяемой поверхности, для чего необходимо нанести прилегающую окружность. Измерение величины погрешности производят с помощью прозрачного шаблона с концентричными окружностями и радиальной шкалой. Шаблон накладывают на профилограмму и одна из его окружностей играет роль прилегающей. Независимо от того, для какой поверхности - наружной или внутренней - сделана запись на диаграммном диске, прилегающая окружность шаблона должна быть описана вокруг профилограммы. Величина погрешности в делениях шкалы на шаблоне определяется по наибольшему расстоянию от прилегающей окружности до точек профилограммы. Положение прилегающей окружности относительно профилограммы должно быть таким, чтобы это расстояние имело минимальное значение (принцип минимальной погрешности). Цена деления шкалы определяется по таблице, нанесенной на шаблон, и зависит от длины щупа и положения переключателя увеличений электронного блока.

  Перед записью измеряемую поверхность устанавливают соосно со шпинделем (центрируют), поскольку отклонение от соосности приводит к увеличению погрешности измерения на приборе. Эксцентриситет записи на диаграммном диске (профилограммы) не должен превышать 5 мм.
  Схема центровки контролируемой поверхности по одной из координатных осей показана на рис.2, где: 1 - ось шпинделя; 2 - ось контролируемой поверхности; 3 - положение щупа и стрелки прибора в начальном положении шпинделя; 4 - положение щупа и стрелки прибора при повороте шпинделя на 180 градусов; 5 - положение щупа и стрелки после совмещения геометрического центра контролируемой поверхности с осью вращения шпинделя; 6 - рукоятка грубой подачи стола; 7 - рукоятка точной подачи стола.

Наиболее ответственным узлом кругломера является шпиндель, погрешность вращения которого, составляющая 0,1 мкм, определяет величину погрешности измерения на приборе. Периодическая поверка точности вращения шпинделя производится по образцовому стеклянному сферическому калибру при наибольшей чувствительности прибора (при кратности увеличения 10000^х). Отклонение точек получаемой профилограммы от прилегающей окружности не должно превышать половины цены деления шкалы шаблона.

 

Лабораторное задание

 

 

1. Освоить методику проведения прецизионных измерений погрешности формы и волнистости на кругломере модели 218.

2. Произвести запись погрешностей формы поверхности при различных положениях переключателя фильтров и переключателя увеличений.

Определить с помощью шаблона величину отклонения от круглости и параметры волнистости контролируемой поверхности. Дать заключение о годности.

 

 

Порядок выполнения работы

 

 

3. При домашней подготовке оформить раздел "Теоретические сведения" отчета, подготовить формы таблиц, зарисовать схему центровки поверхности (рис.2).

4. Включить питание и прогреть прибор, в том числе с вращением шпинделя. Переключатели кратности усиления сигнала и фильтров установить в положения 1.

5. Установить деталь на предметный столик и закрепить ее с помощью самоцентрирующего приспособления.

6. В соответствии с расположением контролируемого сечения выбрать щуп необходимой длины.

7. Подвести щуп к детали, не касаясь ее. Вращая шпиндель вручную, провести предварительное центрирование рукоятками грубой подачи стола.

8. Плавно подвести щуп до касания с измеряемой поверхностью. Провести точное центрирование по схеме на рис.2.

9. Установить диаграммный диск в самописец, скорректировать центровку на рабочей скорости вращения шпинделя. Последовательно повышая чувствительность кругломера, установить переключатель увеличения сигнала в положение, при котором стрелка прибора не выходит за пределы трех - пяти делений шкалы.

10. Произвести запись интегральной погрешности профиля (положение 1 переключателя фильтров). После автоматического отключения записи остановить вращение шпинделя.

11. Произвести запись отклонения от круглости (положение 2) и волнистости (положение 4). Чтобы не было наложения записей, необходимо сместить их относительно друг друга в радиальном направлении.

12. Снять диаграммный диск с прибора, надписать название детали, положений переключателя увеличения и переключателя фильтров для каждой записи.

13. С помощью шаблона определить величину погрешности формы контролируемой поверхности. Результаты измерений занести в форму табл.1. Дать заключение о годности.

12. Рассчитать средние значения высоты W_z и шага S_w волнистости. Рассчитать величину отношения S_w /W_z. Результаты занести в таблицы 1 и 2.

                                                                                                  

 

 

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1) название и цель лабораторной работы, теоретические сведения;

2) эскиз детали с указанием размеров и допусков на отклонение формы и волнистость контролируемой поверхности;

3) схему центровки поверхности;

4) таблицы результатов измерений и их обработки.

 

Контрольные вопросы

 

1.Дайте определения отклонения от круглости и волнистости поверхности.

2.По какому критерию отличают волнистость от погрешности формы и шероховатости?

3.Какие схемы используют для прецизионного контроля отклонения от круглости?

4.По рис.1 объясните устройство кругломера и принцип его работы.

5.С какой целью выполняется центровка?

6.Какая остаточная несоосность шпинделя и контролируемой поверхности допускается?

7.Объясните с помощью рис.2, в чем заключается и как проводится центровка контролируемой поверхности?

8.При расшифровке записей использован шаблон. Как его нужно наложить на диаграммную запись для получения правильного результата?

 

 

Таблица 1

Контроль погрешности формы и волнистости

 

Параметры измерения		Положение переключателя фильтров
		1	2	3	4
Число неровностей на один оборот
Длина щупа, мм
Положение переключателя увеличений
Кратность увеличения
Цена деления шкалы шаблона, мкм
Измеренная погрешность	в делениях шкалы
	в мм
Допуск погрешности, мм
Заключение о годности

 

Таблица 2

Определение параметров волнистости

Номер измерения	Шаг волнистости Sw		Высота волнистости Wz
	на профило- грамме , мм	действительное значение, мм	в делениях шкалы шаблона	высота в мкм
1
2
3
4
5
6
7
8
Среднее значение
Отношение Sw / W z

 

Лабораторная работа № 11

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: