Способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности Российский патент 2023 года по МПК G01B5/14 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно для измерения деталей, содержащих требования к взаимному расположению конструктивных элементов в виде плоскостей и сферы.

Известен способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, заключающий 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, обеспечивают 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 на основном отсчетном устройстве, снимают второе показание 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. Согласно изобретению после установки объекта измерения его смещают к измерительному щупу основного отсчетного устройства, обеспечивая упомянутому щупу контакт с одной из измеряемых плоскостей и последующий натяг, после смещения объекта измерения 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, при ориентировании объекта измерения смещают его ориентирующей призмой к измерительному щупу дополнительного отсчетного устройства, обеспечивая контакт упомянутого щупа с другой измеряемой плоскостью, а второе показание снимают на дополнительном отсчетном устройстве (RU 2726285. Бюл. №19. 2020).

Однако, смещение объекта измерения к измерительному щупу основного отсчетного устройства, выполняемое без совмещения с другими приемами, снижает производительность способа.

Прототип - 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. 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 (RU 2761425. Бюл. №34. 2021).

Однако в указанном способе подвод измерительного щупа и его отвод не совмещены с движениями каретки, что снижает производительность способа.

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

Техническим результатом является повышение производительности способа за счет совмещения перемещений измерительных щупа и наконечника с движениями каретки.

Решение проблемы и технический результат достигаются тем, что размещают базирующий элемент, содержащий две базирующие призмы, на установочной плоскости, устанавливают ориентирующий механизм с кареткой и ориентирующей призмой на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы 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, расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм перпендикулярно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и возможность контакта упомянутого щупа с одной из измеряемых плоскостей объекта измерения, устанавливают на базирующем элементе дополнительное отсчетное устройство, располагая его относительно основного отсчетного устройства по другую сторону от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая его измерительному наконечнику соосность с измерительным щупом и одинаковые с ним вылет и расположение, отводят измерительный щуп, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы, подводят измерительный щуп до контакта 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 его смещение вдоль общей биссекторной плоскости базирующих призм, снимают показания на отсчетных устройствах, 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 плоскостей относительно упомянутого центра. Согласно изобретению используют основной и дополнительный арретирующие механизмы, устанавливая их соответственно на основном и дополнительном отсчетных устройствах перед установкой объекта измерения, кроме того измерительный наконечник подводят к измеряемой плоскости и отводят от нее, каретку отводят в исходное положение после снятия показаний, причем подводы измерительных щупа и наконечника совмещают с подводом каретки, а их отводы - с отводом каретки, достигая упомянутых совмещений путем преобразования арретирующими механизмами перемещений каретки в соответствующие подводы и отводы измерительных щупа и наконечника.

Использование в заявленном способе основного арретирующего механизма позволяет совместить подвод и отвод каретки соответственно с подводом и отводом измерительного щупа, что сокращает длительность способа и повышает его производительность.

Дополнение способа подводом измерительного наконечника после установки объекта измерения уменьшает вероятность случайных ударов устанавливаемого объекта о наконечник. Кроме того, совмещение отвода измерительного наконечника с отводом каретки за счет использования дополнительного арретирующего механизма исключает трение наконечника об объект измерения при его снятии, что повышает точность измерения. При этом дополнительные приемы по подводу и отводу измерительного наконечника не снижают производительности за счет совмещения упомянутых приемов с подводом и отводом каретки.

На фигуре представлена схема измерения предложенным способом, вид спереди.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

На установочной плоскости 1 размещают базирующий элемент 2, содержащий базирующие призмы 3 и 4. Устанавливают ориентирующий механизм 5 с кареткой 6 и ориентирующей призмой 7 на базирующем элементе 2, обеспечивая расположение ориентирующей призмы 7 между базирующими призмами 3 и 4 и перпендикулярность биссекторной плоскости 0-0 ориентирующей призмы 7 к общей биссекторной плоскости базирующих призм 3 и 4. Устанавливают основное отсчетное устройство 8 на базирующем элементе 2, обеспечивая измерительному щупу 9 заданный вылет относительно биссекторной плоскости 0-0, а также расположение оси упомянутого щупа 9 в общей биссекторной плоскости базирующих призм 3 и 4 перпендикулярно биссекторной плоскости 0-0 и возможность контакта измерительного щупа 9 с измеряемой плоскостью 10 объекта измерения 11. Устанавливают на базирующем элементе 2 дополнительное отсчетное устройство 12, располагая его относительно основного отсчетного устройства 8 по другую сторону от биссекторной плоскости 0-0 и обеспечивая оси его измерительного наконечника 13 соосность с измерительным щупом 9 и одинаковые с ним вылет и расположение. Располагают основной арретирующий механизм 14 на основном отсчетном устройстве 8 с возможностью его взаимодействия с кареткой 6 и измерительным щупом 9. Располагают дополнительный арретирующий механизм 15 на дополнительном отсчетном устройстве 12 с возможностью его взаимодействия с кареткой 6 и измерительным наконечником 13. Устанавливают объект измерения 11 цилиндрическими поверхностями 16 и 17 на базирующие призмы 3 и 4, располагая измеряемые плоскости 10 и 18 по разные стороны от биссекторной плоскости 0-0. Ориентируют объект измерения 11 путем перемещения к нему каретки 6 с ориентирующей призмой 7. При упомянутом перемещении добиваются прилегания рабочих поверхностей 19 и 20 ориентирующей призмы 7 с наружной сферической поверхностью 21 объекта измерения 11 и смещения упомянутого объекта вдоль общей биссекторной плоскости. Взаимодействие подводимой каретки 6 с арретирующими механизмами 14 и 15 обеспечивает измерительным щупу 9 и наконечнику 13 подвод и контакт с измеряемыми плоскостями 10 и 18 соответственно под действием измерительных усилий отсчетных устройств 8 и 12. Далее снимают первое Δ₁ и второе Δ₂ показания соответственно на основном 8 и дополнительном 12 отсчетных устройствах. Затем отводят каретку с ориентирующей призмой 7 в исходное положение. При этом перемещение каретки 6 преобразуется с помощью основного 14 и дополнительного 15 арретирующих механизмов в отводы соответственно измерительного щупа 9 от измеряемой плоскости 10, а измерительного наконечника 13 - от измеряемой плоскости 18. По показаниям судят об отклонениях от настроенного значения расстояния от каждой из измеряемых плоскостей 10 и 18 до центра наружной сферической поверхности 21, а по их полуразности - о симметричности упомянутых плоскостей относительно центра сферы.

Таким образом обеспечивается измерение двух параметров расположения плоскостей относительно центра сферы: расстояний и симметричности. При этом повышается производительность 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 машиностроению, преимущественно для измерения деталей, содержащих плоскости и сферу. На установочной плоскости размещают базирующий элемент, содержащий базирующие призмы. Устанавливают ориентирующий механизм с кареткой и ориентирующей призмой на базирующем элементе. Устанавливают на базирующем элементе основное отсчетное устройство с измерительным щупом и с основным арретирующим механизмом. Устанавливают на базирующем элементе дополнительное отсчетное устройство с измерительным наконечником и с дополнительным ориентирующим механизмом. При этом оси упомянутых щупа и наконечника размещают в общей биссекторной плоскости базирующих призм с обеспечением их соосности, а измерительный щуп и наконечник располагают на заданном вылете и симметрично относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы. При установке отсчетных устройств располагают основной арретирующий механизм с возможностью его взаимодействия с кареткой и измерительным щупом, а дополнительный арретирующий механизм - с кареткой и измерительным наконечником. Устанавливают объект измерения на базирующие призмы, ориентируя его путем перемещения к нему каретки. При этом добиваются прилегания призмы к наружной сферической поверхности объекта измерения, смещения его вдоль общей биссекторной плоскости, и подвода измерительных щупа и наконечника к измеряемым плоскостям. Снимают показания на отсчетных устройствах. При отводе каретки арретирующие механизмы отводят измерительный щуп и наконечник в исходное положение. По показаниям определяют отклонения измеряемых параметров от настроенного значения. Технический результат - повышение производительности способа. 1 ил.

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 с кареткой и ориентирующей призмой на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы 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, расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм перпендикулярно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и возможность контакта упомянутого щупа с одной из измеряемых плоскостей объекта измерения, устанавливают на базирующем элементе дополнительное отсчетное устройство, располагая его относительно основного отсчетного устройства по другую сторону от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая его измерительному наконечнику соосность с измерительным щупом и одинаковые с ним вылет и расположение, отводят измерительный щуп, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы, подводят измерительный щуп до контакта 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 его смещение вдоль общей биссекторной плоскости базирующих призм, снимают показания на отсчетных устройствах, 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 плоскостей относительно упомянутого центра, отличающийся тем, что используют основной и дополнительный арретирующие механизмы, устанавливая их соответственно на основном и дополнительном отсчетных устройствах перед установкой объекта измерения, кроме того измерительный наконечник подводят к измеряемой плоскости и отводят от нее, каретку отводят в исходное положение после снятия показаний, причем подводы измерительных щупа и наконечника совмещают с подводом каретки, а их отводы - с отводом каретки, достигая упомянутых совмещений путем преобразования арретирующими механизмами перемещений каретки в соответствующие подводы и отводы измерительных щупа и наконечника.