МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ

ГЛАВА 3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ

У каждой обработанной детали должны быть измерены все или наиболее ответственные размеры, а также определены шероховатость, отклонения формы и расположения поверхностей. Под измерением понимается процесс нахождения числового значения проверяемой величины при помощи специальных технических средств, выраженного в принятых единицах -измерения. Какие именно размеры или характеристики геометрической точности обработанных деталей подлежат измерениям в процессе обработки, определяют технологи, разрабатывающие технологический процесс. Указания об этом заносят в карты технологического процесса механической обработки и в карты технического контроля деталей. Вместо определения размеров часто лишь устанавливают годность детали, т. е. определяется, находится ли действительное значение проверяемого размера в установленных пределах. Такой процесс получения и обработки информации о точности детали называют процессом контроля.

Контроль может быть сплошным или выборочным. При сплошном контроле, при котором контролируются все -изготовленные детали, проверяют размеры, определяющие эксплуатационные показатели машин, приборов, оборудования (например, размеры диаметра сопл в пневмо- и гидросистемах, размеры диаметров поршня и цилиндра в поршневых машинах и др.), так называемые аварийные параметры, отклонения которых сверх допустимых величин смогут вызвать быстрый выход из строя или аварию механизма или машины в целом (например, шероховатость и форма поверхности тормозных колодок грузоподъемных машин, размеры и форма поверхностей гнезд и хвостовиков лопаток паровых турбин и др.); размеры деталей, подвергающихся сортировке по группам для выполнения селективной сборки (например, диаметры поршневых пальцев и отверстий верхних головок шатунов в автомобильных двигателях). Сплошному контролю подвергаются также детали, изготовляемые по технологическому процессу, который не гарантирует стабильное качество деталей. Выборочный контроль целесообразно применять при стабильном, хорошо оснащенном технологическом процессе механической обработки, при использовании многорезцовых наладок, при обработке на станках с ЧПУ, т. е. во всех случаях, когда появление брака маловероятно.

Контроль и измерение обработанных деталей занимают важное место в обеспечении качества, и поэтому дальнейшее совершенствование технологических процессов, направленное на повышение точности обработки деталей, улучшающее надежность и долговечность машин и приборов, невозможно без постоянного развития и совершенствования методов и средств измерений, без развития метрологии и совершенствования техники измерений.

Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Важная роль метрологии видна из перечисления следующих, основных проблем этой науки: развитие общей теории -измерений; установление единиц физических величин, в частности единиц длины и систем физических единиц; разработка новых методов и средств измерений; обеспечение единства измерений и др.

В нашей стране принята и действует метрическая система мер. Для унификации единиц измерения в международном масштабе у нас ;в стране с 1963 года введена для предпочтительного применения международная система единиц, которая сокращенно обозначается буквами СИ. В обеих системах единицей длины является метр. В метрической системе это стержень фигурного профиля из платиново-иридиевого сплава, позволяющий воспроизводить единицу длины с погрешностью не более 0,1 — 0,2 мкм. В системе СИ эталон метра. содержит определенное число длин волн излучения в вакууме газа 86Кг; он позволяет воспроизводить единицу длины с погрешностью в. 0,01 мкм.

Различают прямое и косвенное, а также абсолютное и относительное измерения. При прямом измерении искомое значение находят непосредственно из процесса измерения путем считывания результата со шкалы измерительного инструмента (например, измерение диаметра вала микрометром). Косвенное измерение заключается в оценке проверяемой величины не непосредственно, а по результатам прямых измерений другой величины, находящейся с первой в определенной зависимости. Примером косвенного измерения может служить измерение конусности К цилиндрической детали: путем прямых измерений
получают значения диаметров вала у его торцов (например, 99,9 и 99,7 мм) и его длины (например, 100 мм);

Абсолютное измерение основано на прямых измерениях (например, измерение деталей микрометром или штангенциркулем).

При относительном измерении определяемую величину сравнивают с известным значением меры или эталона. Пример

относительного измерения показан на рис. 10.

Рис. 10. Пример относительного измерения

Вначале на столик измерительного прибора устанавливают блок концевых мер 2 или эталон, имеющие определенный, известный размер h. Указатель прибора 1 настраивают на нулевое деление (рис. 10, а). Затем — под измерительный наконечник прибора
устанавливают проверяемую деталь 3 отклонение указателя. Если указатель прибора установится опять на нуль, то это будет означать, что размер детали равен размеру эталона; если же указатель прибора отклонится на какое-то число делений б от нуля, то это будет означать, что проверяемая величина больше или меньше размера эталона на величину А, отмеченную указателем прибора.

Существуют два вида контроля: дифференцированный и комплексный. Дифференцированный, или поэлементный, контроль характеризуется независимым измерением каждого параметра обработанной детали в отдельности (например, измерение шага, половины угла профиля резьбы, ширины шлица или одного из диаметров шлицевой детали и Др.). Комплексный контроль позволяет оценивать годность детали по суммарной погрешности нескольких взаимосвязанных параметров (например, контроль резьбовых деталей предельными резьбовыми калибрами, контроль кинематической погрешности зубчатого колеса и др.).

В машиностроении используется большое число разнообразных измерительных средств, которые для удобства их рассмотрения классифицируются по ряду характерных признаков.

Все средства измерения, применяемые в машиностроении, разделяются на три основные группы: меры (концевые, угловые и штриховые); измерительные инструменты и приборы, а также контрольные приспособления и калибры. По числу параметров, проверяемых при одной установке детали, различают одномерные и многомерные контрольно-измерительные средства, а по степени механизации процесса измерения — ручного действия, механизированные, полуавтоматические и автоматические. Измерительные средства делят также на универсальные и специальные. Универсальные измерительные средства предназначены для измерения самых различных деталей (как по форме, так и по размерам); специальные в том числе контрольные приспособления и автоматы, — предназначены для контроля определенного типа деталей, отдельных конкретных деталей или их параметров (одного пли нескольких).

Назначение того или иного метода контроля или измерения обработанной детали требует применения определенных контрольно-измерительных средств, соответствующих принятому методу контроля или измерения, допускаемым погрешностям измерения, объему и типу производства, требованиям экономической целесообразности.