Способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности Российский патент 2021 года по МПК G01B5/14 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, преимущественно для измерения расстояний и симметричности плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности.

Известен способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, заключающийся в том, что размещают базирующий элемент, содержащий две базирующие призмы на установочной плоскости, устанавливают ориентирующий механизм на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы ориентирующего механизма между базирующими призмами и перпендикулярность биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают на базирующем элементе отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая контакт одной из измеряемых плоскостей с измерительным щупом, ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы с наружной сферической поверхностью объекта измерения, снимают первое показание отсчетного устройства, отводят каретку от объекта измерения, переустанавливают объект измерения на базирующих призмах, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая контакт другой измеряемой плоскости с измерительным щупом, повторяют ориентирование объекта измерения в вышеописанной последовательности, снимают второе показание отсчетного устройства и по показаниям судят об отклонениях от настроенного значения расстояния от каждой из измеряемых плоскостей до центра наружной сферической поверхности, а по их полуразности - о симметричности измеряемых плоскостей относительно упомянутого центра [Патент RU 2619141, Бюл. №14, 2017(аналог)].

Однако в известном способе действия, связанные с переустановкой объекта измерения и его ориентацией после такой переустановки, снижают производительность и точность измерения.

Прототип - способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, заключающийся в том, что размещают базирующий элемент, содержащий две базирующие призмы, на установочной плоскости, устанавливают ориентирующий механизм на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы ориентирующего механизма между базирующими призмами и перпендикулярность биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают на базирующем элементе основное отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы, смещают объект измерения к измерительному щупу основного отсчетного устройства, обеспечивая упомянутому щупу контакт с одной из измеряемых плоскостей и последующий натяг, устанавливают дополнительное отсчетное устройство на ориентирующую призму, обеспечивая его измерительному щупу вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы, равный вылету измерительного щупа основного отсчетного устройства, и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы с наружной сферической поверхностью объекта измерения и смещения упомянутого объекта ориентирующей призмой к измерительному щупу дополнительного отсчетного устройства, обеспечивая контакт упомянутого щупа с другой плоскостью измерения, снимают первое показание на основном отсчетном устройстве, снимают второе показание на дополнительном отсчетном устройстве и по показаниям судят об отклонениях от настроенного значения расстояния от каждой из измеряемых плоскостей до центра наружной сферической поверхности, а по их полуразности - об отклонении от симметричности этих плоскостей относительно упомянутого центра [Патент RU 2726285, Бюл. №19, 2020].

Однако размещение дополнительного отсчетного устройства на ориентирующей призме приводит к тому, что отклонение диаметра сферической поверхности увеличивает погрешность позиционирования при подводе к объекту измерения. Кроме того, силовое давление ориентирующей призмы на объект измерения для его смещения к измерительному щупу дополнительного отсчетного устройства приводит к перекосу подвижной каретки и упомянутого отсчетного устройства. Все эти факторы снижают точность измерения.

Проблемой является разработка способа измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности.

Техническим результатом является повышение точности измерения за счет установки дополнительного отсчетного устройства на базирующем элементе и отвода измерительного щупа основного измерительного устройства перед установкой объекта измерения.

Решение поставленной проблемы и техничсеский результат достигаются тем, что в способе измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности размещают базирующий элемент, содержащий базирующие призмы, на установочной плоскости, устанавливают ориентирующий механизм на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы ориентирующего механизма между базирующими призмами и перпендикулярность биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают на базирующем элементе основное отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости, устанавливают дополнительное отсчетное устройство, располагая его относительно основного отсчетного устройства по другую сторону от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая его измерительному наконечнику одинаковые с измерительным щупом вылет и расположение, вводят измерительный щуп в контакт с одной из измеряемых плоскостей, ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы к наружной сферической поверхности объекта измерения и обеспечивая смещение упомянутого объекта на базирующих призмах в направлении к измерительному наконечнику и контакт упомянутого наконечника с другой измеряемой плоскостью, снимают показания на отсчетных устройствах, по показаниям судят об отклонениях от настроенного значения расстояния от измеряемых плоскостей до центра наружной сферической поверхности, а по их полуразности - об отклонении от симметричности измеряемых плоскостей относительно упомянутого центра. Согласно изобретению дополнительное отсчетное устройство устанавливают на базирующем элементе после установки основного отсчетного устройства, обеспечивая измерительному наконечнику соосность с измерительным щупом, кроме того, перед установкой объекта измерения отводят измерительный щуп, после упомянутой установки его подводят, а вводят измерительный щуп в контакт с измеряемой плоскостью при его подводе.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает следующее. В заявленном способе установкой дополнительного отсчетного устройства на базирующем элементе с обеспечением соосности его измерительного наконечника относительно измерительного щупа достигается исключение из результатов измерения погрешности, связанной с неточностью позиционирования ориентирующей призмы из-за отклонений диаметра сферической поверхности и перекоса упомянутой призмы с дополнительным отсчетным устройством от одностороннего силового воздействия на объект измерения при ориентировании. Кроме того, за счет выполнения установки дополнительного отсчетного устройства после установки основного отсчетного устройства отпадает необходимость перемещения установленного объекта измерения к измерительному щупу и создание необходимого натяга на основном отсчетном устройстве. Дополнение заявленного способа отводом измерительного щупа уменьшает вероятность случайных ударов устанавливаемого объекта измерения об измерительные щуп и наконечник. За счет упомянутых факторов повышается точность измерения.

На фиг. 1 представлена схема измерения, вид спереди; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Предложенный способ заключается в следующем.

На установочной плоскости 1 размещают базирующий элемент 2, содержащий базирующие призмы 3 и 4. Устанавливают ориентирующий механизм 5 на базирующем элементе 2, обеспечивая расположение ориентирующей призмы 6 ориентирующего механизма 5 между базирующими призмами 3 и 4 и перпендикулярность биссекторной плоскости О-О ориентирующей призмы 6 к общей биссекторной плоскости Z-Z базирующих призм 3 и 4. Устанавливают основное отсчетное устройство 7 на базирующем элементе 2, обеспечивая измерительному щупу 8 заданный вылет относительно биссекторной плоскости О-О ориентирующей призмы 6 и расположение оси измерительного щупа 8 в общей биссекторной плоскости Z-Z базирующих призм 3 и 4, а также возможность взаимодействия его с одной из измеряемых плоскостей 9 объекта измерения 10. Устанавливают на базирующем элементе 2 дополнительное отсчетное устройство 11 с измерительным наконечником 12, обеспечивая упомянутому наконечнику соосность с измерительным щупом 8 и их симметричность относительно биссекторной плоскости О-О. Отводят измерительный щуп 8 для безударной установки объекта измерения 10. Устанавливают упомянутый объект цилиндрическими поверхностями 13 и 14 на базирующие призмы 3 и 4, располагая измеряемые плоскости 9 и 15 по разные стороны от биссекторной плоскости О-О. Подводят измерительный щуп 8 к объекту измерения 10, достигая при этом его контакта с измеряемой плоскостью 9. Ориентируют объект измерения 10 путем перемещения к нему каретки 16 с ориентирующей призмой 6, добиваясь прилегания рабочих поверхностей 17 и 18 ориентирующей призмы 6 к наружной сферической поверхности 19 объекта измерения 10 и обеспечивая смещение упомянутого объекта на базирующих призмах 3 и 4 в направлении к дополнительному отсчетному устройству 11 и контакт измеряемой плоскости 15 с измерительным наконечником 12. Снимают первое Δ₁ и второе Δ₂ показания соответственно на основном 7 и дополнительном 11 отсчетных устройствах. Определяют отклонение от настроенного значения расстояния от измеряемых плоскостей 9 и 15 до центра наружной сферической поверхности 19 по показаниям Δ₁ и Δ₂, а по их полуразности - отклонение от симметричности этих плоскостей относительно упомянутого центра.

Таким образом обеспечивается измерение двух параметров расположения плоскостей относительно центра сферы: расстояний и симметричности. При этом повышается точность измерения.

Способ может быть использован на машиностроительных предприятиях при измерении деталей, содержащих требование к взаимному расположению конструктивных элементов в виде плоскостей и сферы.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения взаимного расположения плоскостей и наружной сферической поверхности. На установочной плоскости размещают базирующий элемент с двумя базирующими призмами. Устанавливают ориентирующий механизм с ориентирующей призмой на базирующем элементе, обеспечивая перпендикулярность биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм. Устанавливают основное отсчетное устройство на базирующем элементе, обеспечивая измерительному щупу заданный вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси упомянутого щупа в общей биссекторной плоскости. Устанавливают на базирующем элементе дополнительное отсчетное устройство с измерительным наконечником, обеспечивая упомянутому наконечнику соосность с измерительным щупом и их симметричность относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы. Отводят измерительный щуп.Устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы. Подводят измерительный щуп к объекту измерения, обеспечивая измерительному щупу контакт с измеряемой плоскостью. Ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы к сферической поверхности объекта измерения и обеспечивая смещение упомянутого объекта на базирующих призмах и контакт другой измеряемой плоскости с измерительным наконечником. Снимают показания на отсчетных устройствах. Определяют отклонения расстояний от измеряемых плоскостей до центра сферы по показаниям, а по их полуразности - отклонение от симметричности этих плоскостей относительно упомянутого центра. Достигается повышение точности измерения. 2 ил.

Способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, заключающийся в том, что размещают базирующий элемент, содержащий базирующие призмы, на установочной плоскости, устанавливают ориентирующий механизм на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы ориентирующего механизма между базирующими призмами и перпендикулярность биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают на базирующем элементе основное отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости, устанавливают дополнительное отсчетное устройство, располагая его относительно основного отсчетного устройства по другую сторону от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая его измерительному наконечнику одинаковые с измерительным щупом вылет и расположение, вводят измерительный щуп в контакт с одной из измеряемых плоскостей, ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы к наружной сферической поверхности объекта измерения и обеспечивая смещение упомянутого объекта на базирующих призмах в направлении к измерительному наконечнику и контакт упомянутого наконечника с другой измеряемой плоскостью, снимают показания на отсчетных устройствах, по показаниям судят об отклонениях от настроенного значения расстояния от измеряемых плоскостей до центра наружной сферической поверхности, а по их полуразности - об отклонении от симметричности измеряемых плоскостей относительно упомянутого центра, отличающийся тем, что дополнительное отсчетное устройство устанавливают на базирующем элементе после установки основного отсчетного устройства, обеспечивая измерительному наконечнику соосность с измерительным щупом, кроме того перед установкой объекта измерения отводят измерительный щуп, после упомянутой установки его подводят, а вводят измерительный щуп в контакт с измеряемой плоскостью при его подводе.