Методы и средства измерения отклонений от прямолинейности

Методы и средства измерения отклонений от прямолинейности

Измерение специальным прибором для измерения отклонений от прямолинейности 1 - измеряемая деталь; 2 – предметный стол; 3 - образец прямолинейности (направляющая прямолинейного перемещения); 4 - измерительный преобразователь; 5 – электронный блок; 6 - компьютер; 7 - самописец, графопостроитель или печатающее устройство

Прямомер БВ-6084

Контурограф Mahr XC 2

Контурограф Mahr XC 2

Измерение с помощью КИМ 1 - измеряемая деталь; 2 - координатная измерительная машина; 3 - измерительная головка

Технические характеристики КИМ DEA Global 05 -05 -05 n Перемещения: X: 500 мм Y: 500 мм Z: 500 мм n Точность: 1. 7+L/333 мкм n Динамика: 3 D скорость: 516 мм/c 3 D ускорение: 1700 мм/с2 7

Измерение с помощью поверочных линеек

Проверка с помощью поверочных линеек Длина линейки, мм Допустимые отклонения от прямолинейности, мкм Вес, кг Класс 0 Класс 1 200 1, 6 2, 5 0, 32 0 320 1, 6 2, 5 0, 85 0

Компарационные методы измерения отклонений от прямолинейности 1 - проверяемая поверхность; 2 - корпус компаратора; 3 - измерительные головки (ИГ) с качающимися плоскими измерительными наконечниками; 4 - неподвижные опоры

Измерение прямолинейности сличением с натянутой струной

Измерение зрительной трубой и целевой маркой 1 - контролируемая поверхность; 2 - зрительная труба, укрепленная на жесткой регулируемой стойке; 3 - целевая марка; 4 - специальная стойка для целевой марки

Измерение оптической линейкой

Измерение оптической линейкой 1 - микрометр; 2 — щуп; 3 — измерительная каретка; 4 — опоры; 5 — линейка; 6 — бифиляр; 7— визирный штрих

Измерение оптической линейкой Наименование основных параметров ИС-36 М ИС-43 Пределы измеряемых отклонений поверхности от прямолинейности и плоскостности, мм: ± 0, 4 ± 0, 2 Пределы длин измеряемых поверхностей, мм. 200 - 1600 200 - 800 Цена деления шкалы отсчетного устройства, мм. 0, 001 0, 0005 Пределы допускаемой погрешности прибора, мм. ± (0, 001 + 0, 1/h. ) где h — измеряемое отклонение в мм. ± (0, 0005 + 0, 1/h. ) где h — измеряемое отклонение в мм.

Гидростатические уровни Ориентировочная погрешность ± 0, 02 мм для длины измеряемого участка до 20 м

Измерение относительных изменений наклона отдельных участков профиля уровнями 1 - контролируемая поверхность; 2 - двухопорный измерительный мостик; 3 – уровень

Ампульные уровни Цены деления обычно бывают от 0, 01 до 0, 2 мм/м

Ампульные уровни Длина рабочей поверхности, мм Погрешность на одном делении, мм/м 0, 02 150, 200, 250 Цена деления, мм/м ± 0, 006 0, 05 ± 0, 015 0, 10 ± 0, 030 0, 15 ± 0, 040

Микрометрические уровни Общий диапазон измерений составляет ± 10 мм/м (± 34'). Погрешность измерения на небольших интервалах находится в пределах цены деления (± 0, 01 мм/м или ~± 2"), на всем диапазоне измерения — в пределах ± 0, 02 мм/м, т, е, ~± 4"

Индуктивные уровни 1 – корпус, 2, 4, 6 – пружины, 3 - опорная пластина, 5 – регулировочные винты, 7 – нити, 8 – маятник, 9 – якорь, 10 - катушка

Индуктивные уровни Электронный уровень Tesa Microbevel 1 Электронный уровень Таливел 5 | Taylor Hobson Диапазон измерения ± 600 сек (± 3 мм/м) Погрешность 0. 2 сек ± 3% показаний

Емкостные уровни 2 3 4 Принцип действия емкостного уровня заключается в маятниковых свойствах диска 2 весом около одного грамма, который находится на пружинных подвесах 1 между плоскими электродами 3 и 4, с которыми образует дифференциальный конденсатор

Автоколлимационный метод 1 - автоколлимационная труба, 2 - плоское зеркало

Автоколлимационный метод Предел измерения Цена деления АК-0, 25 6' 0, 25'' АК-0, 5 10' 0, 5'' АК-1 12' 1'' Прибор Предел допускаемой погрешности

Измерение с помощью лазерного интерферометра 1 - измеряемая поверхность; 2 - двухопорный измерительный мостик; 3 - отражатель с двумя угловыми оптическими призмами; 4 - отделенный интерферометр; 5 – лазер; 6 - электронная часть с цифровой индикацией или с регистрирующим самописцем

Интерферометр Майкельсона 3 4 2 1 5 7 6 1 - источник; 2 – полупрозрачная пластина; 3 - отражатель; 4 – подвижный отражатель; 5 – точечная диафрагма; 6 – фотоприемник; 7 - электронновычислительное устройство обработки и индикации результатов измерения

Лазерные интерферометры 1. Фирма "ZYGO" выпускает лазерную измерительную систему ZMI-1000, с использованием акусто-оптического модулятора для смещения спектра сигнала. 2. Фирма "Renishaw" выпускает ряд лазерных интерферометров (ML 10, CS 10, PC 10, EC 10). 3. Фирма "Hewlett-Packard" выпускает лазерный интерферометр HP 5528 A, с использованием двухчастотного лазера. Метрологические характеристики: при измерении участков большой протяженности цена деления – 0. 1 мкм, погрешность измерения составляет порядка 0. 2 мкм

Базы для отсчета отклонений от прямолинейности 1. Прилегающая прямая 2. Средняя прямая по МНК 3. Прямая соединяющая первую и последние точки

Построение прилегающей прямой Прилегающая прямая - прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имело минимальное значение.

Построение профиля поверхности x y 0 0 100 3 200 7 300 8 400 6 500 5 600 4 700 9 800 11 900 12 1000 12 1100 10 1200 10 1300 13

Построение касательной прямой

Определение наиболее удаленной точки Если наиболее удаленная точка по оси Х лежит между двумя точками касания, то касательная прямая является прилегающей. Расстояние до наиболее удаленной точки определяется в направлении параллельном оси Y.

Поворот прямой Если наиболее удаленная точка по оси Х не лежит между двумя точками касания, то касательная прямая не является прилегающей. Необходим поворот прямой вокруг точки касания в направлении наиболее удаленной точки.

Поворот прямой Поворот осуществляется до касания прямой профиля или до появления второй наиболее удаленной точки.

Расчетный метод определения прилегающей прямой Строится таблица. X, Y – координаты точек профиля Yпр – координаты точек прилегающей прямой Определяется по формуле: =$G$1*A 4+$G$2 Откл – расстояние от прилегающей прямой до точек профиля Определяется по формуле: =F 4 -C 4 a, b – коэффициенты, определяющие положение прилегающей прямой (начальные значения можно задавать равные 0) Отклонение от прямолинейности определяется, как наибольшее из отклонений =МАКС(G 4: G 17)

Расчетный метод определения прилегающей прямой Определяются коэффициенты a и b прилегающей прямой, такие что наибольшее расстояние до точек профиля должно быть наименьшим. При этом прямая является касательной, поэтому все расстояния должны быть положительными.

Построение средней прямой Средняя прямая – прямая, пересекающая профиль, и расположенная таким образом, что сумма квадратов расстояний от этой прямой до точек профиля является наименьшей.

Расчетный метод определения средней прямой Строится таблица. X, Y – координаты точек профиля Yср – координаты точек средней прямой Определяется по формуле: =$K$1*A 4+$K$2 Откл – расстояние от средней прямой до точек профиля Определяется по формуле: =J 4 -C 4 Откл 2 – квадрат расстояния от средней прямой до точек профиля Определяется по формуле: =K 4^2 a, b – коэффициенты, определяющие положение средней прямой (начальные значения можно задавать равные 0)

Расчетный метод определения средней прямой Сумма квадратов отклонений определяется по формуле: =СУММ(L 4: L 17) Наибольшее отклонение определяется по формуле: =МАКС(K 4: K 17) Наименьшее отклонение определяется по формуле: =МИН(K 4: K 17) Отклонение от прямолинейности определяется по формуле: =K 18 -K 19

Расчетный метод определения средней прямой Определяются коэффициенты a и b средней прямой, такие что сумма квадратов расстояний до точек профиля должно быть наименьшим.

Расчетный метод определения средней прямой Отклонение от прямолинейности определяется как сумма наибольших расстояний от точек расположенных выше и ниже до средней прямой

Построение прямой, соединяющей первую и последнюю точки (X 1, Y 1) (Xп, Yп)

Расчетный метод определения прямой, соединяющей первую и последнюю точки Строится таблица. X, Y – координаты точек профиля Y 1 п – координаты точек прямой, соединяющей первую и последнюю точку Определяется по формуле: =$P$1*A 4+$P$2 Откл – расстояние от прямой, соединяющей первую и последнюю точку, до точек профиля Определяется по формуле: =O 4 -C 4 a, b – коэффициенты, определяющие положение прямой, соединяющей первую и последнюю точку Определяются по формулам: =(C 17 -C 4)/(A 17 -A 4) =C 4 -A 4*(C 17 -C 4)/(A 17 -A 4)

Расчетный метод определения прямой, соединяющей первую и последнюю точки Наибольшее отклонение определяется по формуле: =МАКС(P 4: P 17) Наименьшее отклонение определяется по формуле: =МИН(P 4: P 17) Отклонение от прямолинейности определяется по формуле: =P 18 -P 19

Расчетный метод определения прямой, соединяющей первую и последнюю точки Отклонение от прямолинейности определяется как сумма наибольших расстояний от точек расположенных выше и ниже прямой, соединяющей первую и последнюю точки

Сравнение результатов База для отсчета Отклонение от прямолинейности, мкм Прилегающая прямая 5, 5 Средняя прямая 5, 7 Прямая, соединяющая первую и последнюю точки 7, 0