Определение отклонений от круглости поперечного сечения тел вращения (126000)

Посмотреть архив целиком

Цель работы: ознакомление с методикой определения отклонений от круглости поперечного сечения тел вращения.

Задание:

1. Ознакомиться со способами и средствами измерений отклонении от круглости.

2. Ознакомиться с техническими характеристиками и принципом работы кругломеров.

3. Определить тремя методами по заданной круглограмме числовые значения отклонений от круглости.

Объект для выполнения работы: круглограмма с записью отклонений от круглости поперечного сечения вала.

Вспомогательные принадлежности:

1. Шаблон - прозрачная пластина с нанесенными на ней концентрическими окружностями.

2. Циркуль.

3. Калькулятор.

4. Линейка.


1. Система нормирования отклонений формы поперечного сечения тел вращения


В основу нормирования и систему отсчета отклонений формы поперечного сечения тел вращения положен принцип прилегающих профилей [1,2]. Под отклонением формы понимается отклонение действительного (реального) профиля изготовленной детали от номинального (геометрического) профиля, заданного чертежом (рис. 1).

Наибольшее расстояние от точек действительного профиля до прилегающей окружности по нормали к последней принимают за величину отклонения от круглости . К дифференцированным (частным) отклонениям от круглости относят овальность и огранку (рис. 2). Огранка может быть с четным и нечетным числом граней. Минимальное число граней - три.



2. Способы и средства измерений отклонений от круглости


При определении отклонений от круглости используют три способа измерений:

1) разностный, при котором определяется разность между последовательными значениями размеров действительного профиля;

2) сравнение с образцовой поверхностью на основе явления интерференции;

3) прецизионного вращения, при котором действительный профиль сравнивается с траекторией точного кругового движения.

Разностный способ реализуется в двух- и трехконтактных устройствах (рис.3).



Двухконтактные устройства позволяют выявлять огранку с четным числом граней и овальность. Трехконтактные устройства представляют собой комбинацию призмы с заданным углом раскрытия и измерительной головки.

Колебание показаний измерительного устройства при повороте изделия связано с величиной огранки и коэффициентом воспроизведения К, зависящим, в свою очередь, от числа граней действительного профиля и углов и (табл. 1).

Сравнительные измерения отклонений от круглости отверстий в различных сечениях от 5 до 12 мм могут быть осуществлены с помощью интерференционного нутромера типа ИГ-88 (рис. 4).

Образцовой поверхностью нутромера является поверхность доведенного конуса 1, расположенного внутри проверяемого кольца 2. Величину отклонения определяют по интерференционной картине, возникающей в поле зрения окуляра 3 при взаимодействии пучков света, отразивших от исследуемой и образцовой поверхностей. Точность измерения достигает 0,03- 0,05 мкм.


Таблица 1.

Параметры трехконтактных устройств для контроля огранок с различным числом граней


Рис. 4. Схема измерения отклонений от круглости нутромером ИГ-88: 1- поверхность доведенного конуса; 2- проверяемое кольцо; 3-окуляр


Отклонение от круглости вала можно измерить в кольце (рис.5, а), диаметр которого равен диаметру прилегающей окружности. Это условие выполняется с помощью набора колец разных диаметров. Индикатор, установленный на кольце, позволяет сравнить профили сечения вращаемой детали с траекторией точного кругового движения, задаваемой внутренней поверхностью кольца.

Более точными и универсальными приборами для определения отклонений от круглости являются кругломеры, работающие по методу относительного прецизионного вращения измерительного наконечника и контролируемой поверхности с записью отклонений на диаграммном диске. Конструкции кругломеров подразделяют на два типа: а- с вращающимся измерительным наконечником / и неподвижной деталью (рис.5, б); б- с неподвижным наконечником / и вращающейся проверяемой деталью 2 (рис.5, в).


Рис. 5. Схемы измерения отклонений от круглости:

а- в кольце; б- кругломером с вращающимся измерительным наконечником / и неподвижной деталью 2; в- с неподвижным наконечником 1 и вращающейся проверяемой деталью 2


По принципу измерительных систем кругломеры могут быть электромеханическими, индуктивными или пневматическими. Перед измерением деталь центрируют, относительно оси вращения. Сигналы измерительной головки, предварительно усиленные и записанные в полярных координатах, представляют собой круглограмму, сравнение которой с прилегающей окружностью позволяет оценить отклонение от круглости проверяемой детали. .Техническая характеристика кругломеров приведена в таблице 2.


Таблица 2 Техническая характеристика кругломеров


3. Методы обработки круглограммы


Круглограмма представляет собой бумажный диаграммный диск 1 (рис. 6), с центром в точке О. В исходной прямоугольной системе координат точку О принимают за центр контура геометрического профиля поперечного сечения вала (см. рис.1).

Из точки О с угловым шагом 30° проведены двенадцать лучей 2.На каждый луч нанесена измерительная шкала 3 с ценой деления 2 мм (на рисунке измерительная шкала показана на одном луче, на остальных - только их первые деления 4). Контур круглограммы 5 представляет собой запись отклонений от круглости проверяемого вала в полярных координатах с началом координат в точке О. Запись выполнена с заданным коэффициентом увеличения F.

Традиционным Методом оценки отклонений от круглости тел вращения, в частности, вала является метод сравнения контуров круглограммы с прилегающей окружностью [3]. Прилегающую окружность 6 находят и проводят с помощью шаблона - прозрачной пластины, с нанесенными на ней концентрическими окружностями или с помощью циркуля.


Рис. 6. Круглограмма


Шаблон накладывают на круглограмму и перемещаю относительно её до тех пор, пока одна из окружностей с наименьшим диаметром не коснется контура круглограммы в наиболее выступающих точках А и В. Эта окружность с центром в точке С и будет прилегающей окружностью. Циркулем прилегающую окружность проводят аналогичным способом - перемещают ножку циркуля в разных направлениях относительно начала исходной системы координат (точки О) и подбирают окружность самого малого радиуса, описывающую контур круглограммы.

Значение отклонений от крутости Lk в мкм определяют из выражения:



Здесь: Lk- точка пересечения луча с контуром круглограмм»: Lk1- точка пересечения луча с прилегающей окружностью; к=1,2...и (п- количество точек по числу проведенных лучей).

Значение отклонений от крутости Rk в мкм по второму методу, при котором измерение отклонений следует выполнять не по луч, а по нормали к прилегающей окружности, можно определить и; выражения



Измерения производят циркулем - измерителем с использованием линейки или с помощью одной линейки.

Для определения отклонений от крутости по третьему методу в качестве базы отсчета может быть принята средняя окружность 7 (см. рис.6), проведенная по принципу наименьших квадратов [4].

Абсциссу а и ординату Ь, а также радиус R1 определяют по формулам:



Измерения Хк, Yk, OLk производят с помощью циркуля -измерителя и линейки или с помощью угольника. Данные измерений вносят в таблицу 3.

Значения отклонений от крутости Rk 1 в мкм определяют из выражения



Расстояние С1 Lk измеряют с помощью циркуля- измерителя и линейки или одной линейки, а величина R1 берется из табл. 3.

Результаты вычислений по формулам (1), (2) и (3) вносят в таблицу 4.


Таблица 3 Данные измерении к расчету координат а и b центра С средней окружности, её радиуса R' и результаты их расчета