Разработка автоматизированной системы выбора методов и средств измерений допусков ориентации

1.2 Отклонение от перпендикулярности двух плоскостей.

Отклонение от перпендикулярности плоскостей - отклонение угла между плоскостями от прямого угла (90°), выраженное в линейных единицах EPR на длине нормируемого участка.

Способы измерения отклонения от перпендикулярности двух плоскостей:

1.2.1 Измерение отклонения от перпендикулярности универсальным угломером.

Проведение измерения (Рис. 1.)

Рис. 1.  Измерение отклонения от перпендикулярности универсальным угломером 1 – измеряемая  деталь, 2 – универсальный угломер.

Обе линейки универсального угломера прикладывают к измеряеиой детали так, чтобы между рабочей  стороной линейки и рассматриваемой  поверхностью измеряемой детали полуяить минимальную световую щель. По угломеру отсчитывают действительный угол φ.  Измеряему деталь можно также  расположить базовой поверхностью на поверояной плите и произвести измерения угла (Рис. 2.) [1]

 

Рис. 2. Измерение отклонения от перпендикулярности универсальным угломером на поверочной плите 1 – измеряемая  деталь, 2 – универсальный угломер, 3- поверочная плита.

Отклонени от перпендикулярность определяется по формуле (1):

Δφ = φ - 90° , (1);

Метод применим для измерения  отклонения от перпендикулярности на измеряемых деталях, у которых стороны  измеряемого угла меньше или равны  длине линейки угломера. 

На погрешность измерения  влияют погрешность универсального угломера, отклонение от плоскостности  рассматриваемых поверхностей измеряемой детали, длина сторон угла измеряемой детали.[1]

1.2.2 Измерение отклонения от перпендикулярности оптическим квадрантом и поверочной плитой.

Проведение измерения (Рис. 3):

Рис. 3. Измерение  отклонения от перпендикулярности оптическим квадрантом и поверочной плитой 1 – измеряемая  деталь, 2 – поверочная плита, 3 –  оптический квадрант, 4 – плоскопараллельная  пластина.

Измеряемую деталь размещаю базовой поверхностью на поверочной плите. К поверхности второй стороны  угла прикладывают плоскопараллельную пластину, которая перекрывает эт поверхность полностью. С помощью  оптического квадранта измеряют φ_s угол (который приблизительно равен 90⁰) между плскопараллльной пластиной и горизонталью. В том же направлении измеряют угол φ_В между поверочной плитой и горизонтальюв одной плоскости измерения.

Угол φ измеряемой детали вычисляют по измеренным значениям  углов φ_s и φ_В. Отклонение Δφ вычисляют по формуле (1). [1]

Метод применим для измерения  отклонения от перпендикулярности плоскостей, образующих внешние и внутренние углы на призметических деталях, у которых  представляется возможным исключить  отклонение от плоскостности или  пренебречь влиянием отклонения.

На погрещность измерения  в основном влияют: погрешность оптческого квадранта, отклонение от плоскостности  поверочной плиты, отклонение о плоскостности  рассматриваемой поерхности измеряемой детали. [1]

 

 

 

 

 

1.2.3 Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей автоколлиматором, измерительным мостиком и поверочной плитой.

 

Проведение измерения (Рис. 4 и 5)

Рис. 4. Измерение  отклонения от перпендикулярности плоскостей автоколлиматором, измерительным мостиком и поверочной плитой. 1 – измеряемая  деталь, 2 – поверочная плита, 3 –  автоколлиматор, 4 – измерительный  мостик, 5 – зеркало, 6 – пентагональная  призма.

Измеряемую деталь помещают базовой поверхностью  на поверочной плите. Автоколлиматор устанавливают  предпочтительно на этой же поверочной плите, выравнивая его так, чтобы  оптическая ось проходила (приблизительно) параллельно рабочей поверхности  плиты. Угол j_В между оптической осью и рабочей поверхностью поверочной плиты (базовой поверхностью измеряемой детали) отсчитывают с помощью автоколлиматора.

По ходу лучей автоколлиматора  устанавливают пентагональную призму и к поверхности рассматриваемой  стороны угла прикладывают измерительный  мостик с зеркалом. Если базовую  поверхность измеряемой детали невозможно поместить на поверочной плите, например, при измерении внутренних углов, то необходимо выявить последовательно  через определенные участки измерения  профиль этой поверхности (Рис.5) [1]

Рис. 5. Измерение  отклонения от перпендикулярности плоскостей автоколлиматором, измерительным мостиком и поверочной плитой. 1 – измеряемая  деталь,  2 – жесткая подкладка, 3 – автоколлиматор, 4 – измерительный  мостик, 5 – зеркало, 6 – пентагональная  призма.

По тому же принципу можно  осуществлять измерение с  применением  лазерной измерительной системы.

Область применения.

Данные методы применимы  для измерения отклонения от перпендикулярности плоскостей, образующих внешние и  внутренние углы на призматических деталях, у которых длина рассматриваемых  сторон больше 500 мм.

Погрешность измерения

На погрешность измерения  особенно влияют:

• Погрешность автоколлиматора
• Погрешность пентагональной призмы
• Погрешность измерительного мостика
• Погрешность, обусловленная ограниченным числом участков измерения
• Отклонения формы рассматриваемых поверхностей
• Погрешность, обусловленная графической оценкой
• Отклонение от плоскостности поверочной плиты (только для метода измерения отклонения от перпендикулярности плоскостей с помощью автоколлиматора, измерительным мостиком и поверочной плитой)[1]

1.2.4 Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей с помощью кругового делительного стола и измерительной головки.

Проведение измерения (Рис. 6 и 7)

Рис. 6. Измерение  отклонения от перпендикулярности плоскостей с помощью кругового делительного стола и измерительной головки. 1 – измеряемая  деталь, 2 – поверочная плита, 3 –  измерительная головка, 4 – круговой  делительный стол, 5 – поверочная  линейка.

Измеряемую деталь размещают  на круговом делительном столе, который  вместе с измерительной головкой, стойкой и поверочной линейкой должен находиться на поверочной плите. При  вращении делительного стола и перемещении  измерительной головки вдоль  поверочной линейки выверяют одну из сторон рассматриваемого угла, расположенную параллельно поверочной линейке. Если выверка осложняется наличием отклонений формы, то к рассматриваемой стороне угла прикладывают плоскопараллельную планку. В этом положении отсчитывают угол j₁ на круговом делительном столе. Ту же операцию повторяют для второй стороны угла и на делительном столе отсчитывают угол j₂ (Рис. 6).[1]

Для позиционирования измеряемой детали можно использовать автоколлиматор, если рассматриваемые стороны углов  имеют отражающие поверхности или  если с помощью соответствующих  вспомогательных средств (например, плоскопараллельной планки с отражающей поверхностью) возможно добиться отражения. Измеряемую деталь поворачивают с помощью  кругового делительного стола до тех пор, пока рассматриваемая сторона  угла не окажется в положении, перпендикулярном к оптической оси автоколлиматора (Рис. 7).[1]

Рис. 7. Позиционирование детали с помощью автоколлиматора 1 – измеряемая  деталь, 2 – поверочная плита, 3 –  автоколлиматор, 4 – круговой делительный  стол.

При измерениях, осуществляемых по этим методам, вместо кругового делительного стола можно использовать также  оптическую делительную головку.

 

Область применения.

Данные методы применимы  для измерения отклонений от перпендикулярности плоскостей, образующих внешние и  внутренние углы деталей, которые могут  быть размещены на круговом делительном  столе.

Погрешность измерения.

На погрешность измерения  особенно влияют:

• Погрешность кругового делительного стола;
• Погрешность, обусловленная позиционированием;
• Отклонения форма рассматриваемых поверхностей;
• Отклонение от прямолинейности поверочной линейки;
• Погрешность измерительной головки

1.2.5 Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей прибором для измерения отклонений формы с прецизионной прямолинейно направляющей.

Проведение измерения (Рис. 8).

Измеряемую деталь размещают  одной из рассматриваемых сторон угла на поверхности стола прибора  для измерения отклонений формы. Эта поверхность должна быть перпендикулярна  по отношения к прецизионной прямолинейной  составляющей.

С помощью измерительного наконечника непрерывно ощупывают  вторую сторону угла в плоскостях измерения. Для этого перемещают измеряемую деталь на столе прибора  для измерения отклонений формы  на соответствующие расстояния. Запись измерительного сигнала производится в виде линейной профилограммы. Следует  использовать электрические фильтры  для исключения шероховатости поверхности  с предельными длинами волн по ГОСТ 28187. [1]

Рис. 8. Измерение  отклонения от перпендикулярности плоскостей прибором для измерения отклонений формы с прецизионной прямолинейно направляющей. 1 – измеряемая  деталь; 2 – стол прибора для  измерения отклонений формы; 3 –  прецизионная прямолинейная составляющая.

Область применения.

Данный метод применим для измерения отклонений от перпендикулярности плоскостей, образующих внешние углы на деталях, которые могут быть размещены  на столе прибора для измерения  отклонений формы.

Погрешность измерения.

На погрешность измерения  в особенности влияют:

• Погрешность прибора для измерения отклонений формы;
• Погрешность, обусловленная графической оценкой.

 

1.2.6 Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей с помощью координатной измерительной машины.

Проведение измерения (Рис. 9).

Рис. 9. Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей с помощью координатной измерительной машины. 1 – измеряемая  деталь; 2 – координатная измерительная  машина; 3 – ощупывающее  устройство.

Измеряемую деталь устанавливают  на стол координатной измерительной  машины и выверяют по возможности  так, чтобы плоскости, образующие рассматриваемый  угол, были параллельны координатным плоскостям измерительной машины. Рассматриваемые  поверхности подвергают ощупыванию в точках измерения, количество и  расположение которых принимают  по PTM2 H20-15-85 «Методика измерения отклонений от плоскостности деталей на координатных измерительных машинах и приборах, оснащенных вычислительной техникой». Допускается устанавливать деталь на стол координатной измерительной машины одной из рассматриваемых поверхностей (базовой) и подвергать ощупыванию только вторую рассматриваемую поверхность.[1]

 

 

Область применения.

Данный метод применим для измерения отклонения от перпендикулярности плоскостей, образующих внешние и  внутренние углы на деталях, которые  могут быть размещены на столе  координатной измерительной машины.

Погрешность измерения.

На погрешность измерения  в особенности влияют:

• Погрешность координатной измерительной машины;
• Погрешность, обусловленная ограниченным числом точек измерения;
• Отклонение от плоскостности рассматриваемого элемента и базы;
• Погрешность, обусловленная методом оценки (например, если вместо прилегающего элемента использован средний элемент).