Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Конструкция. Типы компоновок КИМ.





Координатно-измерительные машины. В основу работы координатно-измеритепьных машин (КИМ) положен расчет контролируемых геометрических параметров поверхностей по результатам измерения положения отдельных точек на этих поверхностях. Для отсчета положений отдельных точек исполь­зуется координатная система, относительно которой положение измеряемого объекта фиксировано.

Рисунок 7 - Портальная КИМ

 

Координатно-измерительная машина типичной компоновки показана на рис. 8. Объект измерения располагают в рабочем пространстве машины, т.е. в области, доступной движению измерительной головки.

Рис. 8. Координатно-измерительная машина:

1 — стол, 2 — пиноль, 3 — измерительная бабка, 4 — портал, 5 — из­мерительная головка.

 

 

Рис. 9. Использование измеритель­ной головки второго типа:

а–в статическом режиме, б–в динамическом режиме, в — вид выход­ного сигнала измерительной головки второго типа

 

Система трех пар направляющих с взаим­но перпендикулярными осями обеспечивает возможность пере­мещения головки относительно измеряемого объекта и подход к нему в произвольном направлении. Измерительная головка оснащена щупами; при касании щупа с поверхностью измеряе­мого объекта фиксируются три координаты точки касания. Уп­равление перемещениями измерительной головки и обработка результатов измерения осуществляются системой управления, построенной на базе ЭВМ. Для отсчета координат используются датчики положения всех подвижных узлов, входящие в систему управления.

Координатные измерения — измерения геометрических параметров объектов (деталей) путем измерения координат отдельных точек поверхностей объекта в принятой системе координат (прямоугольной декартовой, цилиндрической или сферической) к последующей математической обработки измеренных координат для определения линейных и угловых размеров, отклонений формы и расположения. Координатная измерительная машина (КИМ) — средство измерения, предназначенное для проведения координатных измерений в общем случае не менее, чем по трем линейным или угловым координатам (координатным перемещениям), причем, по меньшей мере, одна из координат должна быть линейной. Примечание. Для решения ограниченного круга задач измерения в плоскости могут применяться двухкоординатные измерительные машины с декартовой или полярной системой координат. Геометрия детали — совокупность поверхностей (элементов), ограничивающих деталь и характеризующихся размерами, формой и расположением. Заменяющая геометрия детали — геометрия детали, образованная заменяющими поверхностями (элементами). Заменяющий элемент — поверхность или линия номинальной формы, аппроксимирующая реальную поверхность или реальную линию и рассчитанная по координатам точек измерения в соответствии с принятым условием аппроксимации (выравнивания). Математическое базирование — процедура, заключающаяся в расчете расположения системы координат детали (СКД) по предварительно измеренным в системе координат машины (СКМ) точкам базовых элементов детали к последующей трансформации координат точек других элементов детали из СИМ в СКД. Номинальная геометрия детали — геометрия детали, заданная чертежом или другими техническими документами, т.е. образованная поверхностями (элементами), имеющими номинальные размеры, номинальную форму и номинальное расположение. Реальная геометрия детали — геометрия детали, образованная реальными поверхностями (элементами). Система координат детали (СКД) — система координат, образуемая базами детали. В тех случаях, когда размеры и расположение отдельных элементов деталей заданы относительно разных баз, для одной детали может быть несколько систем координат детали. Система координат машины (СКМ) — система координат, образуемая направляющими координатных перемещений и измерительными системами КИМ. Стратегия измерения — число, расположение и последовательность обхода точек измерения при координатных измерениях детали. Измерительные головки касания (ИГК) (иногда называются измерительные головки нулевые (ИГН), другие названия: триггерные, сигнальные, переключающие, индикаторы контакта). В этих головках измерительное усилие, возникающее при контакте наконечника с измеряемой поверхностью, или небольшое перемещение наконечника вызывает изменение состояния чувствительного элемента и дискретное изменение электрического сигнала, формирующего командный сигнал на считывание координат и управление движением подвижных узлов КИМ. Измерительные головки отклонения (ИГО), другое название сканирующие головки. Позволяют измерить перемещение наконечника относительно корпуса головки благодаря встроенным измерительным чувствительным элементам (датчикам малых перемещений). В зависимости от возможных направлений смещения наконечника ИГО можно разделить на осевые и векторные. В осевых головках перемещение наконечника возможно только по одному направлению (по фиксированной оси или дуге окружности). Векторные головки допускают любое перемещение наконечника в плоскости или пространстве, являясь соответственно двух - или трехкоординатными.  
Измерительные головки  
На КИМ используют контактные и бесконтактные измерительные головки. Контактные головки бывают 2-х типов:
  • нулевая головка, другие названия: триггерная головка, резисторная, индикатор контакта и т.д.;
  • сканирующая головка (головка отклонений).
Пример контактной измерительной головки Рисунок 31. Контактная измерительная головка   Виды щупов Рисунок 32. Виды щупов Рисунок 33. Магазин для автоматической смены головок и щупов Рисунок 35. Бесконтактные измерительные головки   Виды головок:
  • лазерная (триггерная) для одноточечных измерений;
  • лазерная (объемная) для измерения поля точек;
  • система технического зрения.
Рисунок 36. Принцип работы КИМ с триггерной головкой   1 — деталь; 2 — стол; 3 — измерительная головка; 4 — электромеханический привод: 4а — пара винт-гайка, 4б — электродвигатель; 5 — триггерная измерительная головка. Рисунок 37. Схема триггерной головки   1 — измерительный наконечник; 2 — электроизолирующий диск; 3 — пружина для создания измерительного усилия; 4 — металлические стержни; 5 — металлические шарики. В спокойном состоянии электрическая цепь замкнута, при любом отклонении, в любом направлении происходит разрыв цепи. Точность срабатывания датчиков ±1 мкм. При касании измеряемой поверхности, измерительный наконечник 1 отклоняется, происходит разрыв электрической цепи внутри датчика, специальные микросхемы формируют кратковременный импульсный сигнал, который передается в управляющий вычислительный комплекс. По этому сигналу запоминаются текущие координаты в системе координат КИМ. Триггерные лазерные головки используются для измерения отдельных точек. Рисунок 40. Триггерные лазерные головки   Выверяется исходная точка измерения, посылается лазерный сигнал, анализируется интенсивность отраженного сигнала, при оптимальном фокусном расстоянии интенсивность отраженного сигнала максимальна. Если интенсивность меньше максимального значения, датчик перемещается на заданное дискретное расстояние от поверхности или к ней до тех пор, пока интенсивность отраженного сигнала не станет максимальной. Кроме того, существуют головки для объемного сканирования, системы технического зрения (на КИМ устанавливается цифровая видеокамера, изображение поступает в компьютер и анализируется), системы телевизионного зрения.  
  Допуски формы и расположения поверхностей регламентируются следующими стандартами: ГОСТ 24642-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. ГОСТ 24643-81. Числовые значения отклонений формы и взаимного положения. ГОСТ 25069-81. Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей. ГОСТ 2.308-79*. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей.  
  Влияние отклонений формы и расположения поверхностей на качество изделий
  Точность геометрических параметров деталей характеризуется не только точностью размеров ее элементов, но и точностью формы и взаимного расположения поверхностей. Отклонения формы и расположения поверхностей возникают в процессе обработки деталей из-за неточности и деформации станка, инструмента и приспособления; деформации обрабатываемого изделия; неравномерности припуска на обработку; неоднородности материала заготовки и т.п. В подвижных соединениях эти отклонения приводят к уменьшению износостойкости деталей вследствие повышенного удельного давления на выступах неровностей, к нарушению плавности хода, шуму и т.д. В неподвижных соединениях отклонения формы и расположения поверхностей вызывают неравномерность натяга, вследствие чего снижаются прочность соединения, герметичность и точность центрирования. В сборках эти погрешности приводят к погрешностям базирования деталей друг относительно друга, деформациям, неравномерным зазорам, что вызывает нарушения нормальной работы отдельных узлов и механизма в целом; например, подшипники качения весьма чувствительны к отклонениям формы и взаимного расположения посадочных поверхностей. Отклонения формы и расположения поверхностей снижают технологические показатели изделий. Так, они существенно влияют на точность и трудоемкость сборки и повышают объем пригоночных операций, снижают точность измерения размеров, влияют на точность базирования детали при изготовлении и контроле.  
  Геометрические параметры деталей. Основные понятия  
  Рисунок 28 Геометрические параметры детали  
  При анализе точности геометрических параметров деталей оперируют следующими понятиями. Номинальная поверхность — идеальная поверхность, размеры и форма которой соответствуют заданным номинальным размерам и номинальной форме. Реальная поверхность — поверхность, ограничивающая деталь и отделяющая ее от окружающей среды. Профиль — линия пересечения поверхности с плоскостью или с заданной поверхностью (существуют понятия реального и номинального профилей, аналогичные понятиям номинальной и реальной поверхностей). Нормируемый участок L — участок поверхности или линии, к которому относится допуск формы, допуск расположения или соответствующее отклонение. Если нормируемый участок не задан, то допуск или отклонение относится ко всей рассматриваемой поверхности или длине рассматриваемого элемента. Если расположение нормируемого участка не задано, то он может занимать любое расположение в пределах всего элемента. Прилегающая поверхность — поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальной значение. Прилегающая поверхность применяется в качестве базовой при определении отклонений формы и расположения. Вместо прилегающего элемента для оценки отклонений формы или расположения допускается использовать в качестве базового элемента средний элемент, имеющий номинальную форму и проведенный методом наименьших квадратов по отношению к реальному. База — элемент детали или сочетание элементов, по отношению к которым задается допуск расположения рассматриваемого элемента, а также определяются соответствующие отклонения.  
  Отклонения и допуски формы
  Отклонением формы EF называется отклонение формы реального элемента от номинальной формы, оцениваемое наибольшим расстоянием от точек реального элемента по нормали к прилегающему элементу. Неровности, относящиеся к шероховатости поверхности, в отклонения формы не включаются. При измерении формы влияние шероховатости, как правило, устраняется за счет применения достаточно большого радиуса измерительного наконечника. Допуском формы TF называется наибольшее допускаемое значение отклонения формы. Таблица 4
Виды допусков формы, их обозначение и изображение на чертежах
Вид допуска и его обозначение по ГОСТ 24642-81 Изображение на чертеже
Допуск цилиндричности TFZ
Допуск круглости TFK
Допуск профиля продольного сечения цилиндрической поверхности TFP
Допуск плоскостности TFE
Допуск прямолинейности TFL

 



Выбор допусков зависит от конструктивных и технологических требований и, кроме того, связан с допуском размера. Поле допуска размера для сопрягаемых поверхностей ограничивает также и любые отклонения формы на длине соединения. Ни одно из отклонений формы не может превысить допуска размера. Допуски формы назначают только в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размера.

 

  Отклонения и допуски расположения поверхностей  
  Отклонением расположения EP называется отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения. Под номинальным понимается расположение, определяемое номинальными линейными и угловыми размерами. Для оценки точности расположения поверхностей, как правило, назначают базы. База — элемент детали (или выполняющее ту же функцию сочетание элементов), по отношению к которому задается допуск расположения рассматриваемого элемента, а также определяется соответствующее отклонение. Допуском расположения называется предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей. Поле допуска расположения TP — область в пространстве или заданной плоскости, внутри которой должен находиться прилегающий элемент или ось, центр, плоскость симметрии в пределах нормируемого участка, ширина или диаметр которой определяется значением допуска, а расположение относительно баз — номинальным расположением рассматриваемого элемента. Таблица 6
Виды допусков, ограничивающих отклонения расположения между цилиндрическими и плоскими поверхностями, их обозначение и изображение на чертежах  
  Плоскость Цилиндр  
Вид допусков расположения, ГОСТ 24642-81 Изобра- жение Приме- чание Вид допусков расположения, ГОСТ 24642-81 Изобра- жение Приме- чание  
П л о с к о с т ь Параллельности TPA          
Перпендикулярности TPR          
Наклона TPN          
Симметричности TPS T, T/2        
Ц и л и н д р Параллельности TPA   Параллельности осей TPAx    
Перпендикулярности TPR   Перекоса осей TPAy    
Наклона TPN   Перпендикулярности TPR    
Симметричности TPS T, T/2 Наклона TPN    
Позиционный TPP Ø, R Соосности TPC Ø, R  
      Позиционный TPP Ø, R  
      Пересечения TPX T, T/2  

 

Оценка величины отклонения расположения производится по расположению прилегающей поверхности, проведенной к реальной поверхности; таким образом исключаются из рассмотрения отклонения формы.

 

 

  Суммарные допуски и отклонения формы и расположения поверхностей  
  Суммарным отклонением формы и расположения EC называется отклонение, являющееся результатом совместного проявления отклонения формы и отклонения расположения рассматриваемой поверхности или рассматриваемого профиля относительно баз. Поле суммарного допуска формы и расположения TC — это область в пространстве или на заданной поверхности, внутри которой должны находиться все точки реальной поверхности или реального профиля в пределах нормируемого участка. Это поле имеет заданное номинальное положение относительно баз.  
Виды суммарных допусков, их обозначение и изображение на чертежах
Вид допуска и его обозначение по ГОСТ 24642-81 Изображение на чертеже
Допуск торцового биения TCA
Допуск полного торцового биения TCTA
Допуск радиального биения TCR
Допуск полного радиального биения TCTR
Допуск биения в заданном направлении TCD
Допуск формы заданного профиля TCL
Допуск формы заданной поверхности TCE

 

   
   
   
   
  Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей. ГОСТ 2.308-79  
  Примеры указаний на чертежах приведены в таблице 7.
Таблица 1
Указание на чертеже Пояснения
1 - знак допуска; 2 - числовая величина допуска, мм; 3 - буквенное обозначение базы; 4 - знак базы для контроля
Допуск цилиндричности поверхности 0,02 мм; Допуск прямолинейности образующих поверхности Ø80 h7 - 0,01 мм (обозначение допусков формы в стороне от размерной линии)
Допуск прямолинейности оси поверхности Ø80h7 - 0,01 мм (обозначение допусков формы является продолжением размерной линии)
Допуски радиального биения поверхности Ø80h7 и торцового биения относительно общей оси поверхностей А и Б 0,03 мм (контроль в призмах от баз А и Б, призмы ножевые)
Допуски радиального биения поверхности Ø80h7 и торцового биения относительно оси центров А 0,03 мм (контроль в центрах - база А)
Допуски радиального биения поверхности Ø85h7 относительно оси поверхности Ø72H7 - 0,03 мм (контроль на оправке Ø72H7)
Позиционный допуск осей отверстий Ø8,5 в диаметральном выражении 0,5 мм (допуск зависимый). База - поверхность А, зависимый допуск связан с действительными размерами поверхности А
Допуск параллельности верхней плоскости относительно поверхности А - 0,01 мм на длине 100 мм
Допуск круглости и допуск профиля продольного сечения поверхности А 0,004 мм
Допуск симметричности оси шпоночного паза относительно оси поверхности Ø40k6 в диаметральном выражении - 0,04 мм

 

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.