Способ контроля топографии поверхностей деталей Советский патент 1992 года по МПК G01B7/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерительной технике и может быть использовано при контроле отклонений формы и волнистости детали.

Известен способ измерения отклонения формы детали, в котором деталь базируют на образцовую поверхность на ось, вводят индикатор в контакт с контролируемой поверхностью и при перемещении индикатора относительно контролируемой поверхности определяют величину отклонения формы. Недостатками указанного способа является низкая производительность и точность измерения, и невозможность записи контролируемой поверхности.

Наиболее близким по технической сущности является способ профилографи- рования поверхности при котором измерительный щуп устанавливают в требуемое поперечное сечение детали и перемещают его относительно контролируемой поверхности, возникающие при этом механические колебания щупа под действием отклонений формы детали преобразуют в соответствую щие электрические сигналы и записываю: на приборе После этого профилограммы табулируют с равномерным шагом и проводят их математическую обработку.

Недостатком указанного спосзба является его низкая производительность, т.к невозможно одновременно профилог- рафировать несколько сечений измеряемой детали.

Целью предложенного способа является повышение информативности и прзпзвоо оо о

4 х|

дительности за счет одновременного контроля отклонений формы и волнистости.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем взаимное перемещение щупа и контролируемой детали, табулирование профилограмм с их математической обработкой, согласно изобретению, щупу сообщают гармонические колебания с амплитудой равной половине ширины контролируемого участка детали и частотой, V, выбираемой из соотношения ., Vn N

где Vn - скорость перемещения детали относительно щупа, м/с;

N - количество точек профиля необходимых для аппроксимации;

L - длина исследуемого участка, м.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что позволяет при однократном проф- илографировании детали исследовать ее топографию за счет перемещения щупа по косинусоиде, тем самым увеличить производительность и объем полученной информации.

Сущность изобретения поясняется описанием и прилагаемыми к нему чертежами, где на фиг. 1 изображена траектория движения измерительного щупа; на фиг.2 - проф- илограмма поверхности детали; на фиг.З - изображена блок-схема для реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Деталь устанавливают на измерительный столик и в зависимости от ее конфигурации сообщают равномерное вращение (цилиндрические поверхности) или поступательное перемещение (плоские поверхно- сти) со скоростью Vn. Щупу сообщают колебания, например гармонические, амплитуду которых задают равной половине ширины измеряемого участка В (см, фиг.1), с частотой v. Частоту колебаний vv период Т предварительно определяют по зависимости;

,,- 1 Vn -N L

где Vn - скорость перемещения детали относительно щупа, м/с;

L - длина измеряемого участка, мм;

N - количество точек необходимых для аппроксимации.

Скорость перемещения детали относительно щупа, для плоских деталей известна из характеристики прибора на котором производят профилографирование, для цилиндрических деталей рассчитывают по зависимости:

тг D пп

Vn

(2)

1000 где D - диаметр детали, мм;

пп - частота вращения детали (по паспорту прибора), об/мин.

Длина измеряемого участка L для круглых деталей равна длине окружности L 0 л:0.

В результате вышеуказанной кинематики траектория движения щупа относительно детали будет косинусоида (фиг.1), уравнение которой;

5у |+|cos27TVT(3)

где у - ордината траектории перемещения щупа;

v- частота колебания щупа (определя- 0 ется по(1). Гц;

ц- время, с.

перемещение щупа на траектории его движения под действием неровностей детали записывают на ленту регистрирующего 5 прибора (фиг.2). Далее производят математическую обработку полученных профилограмм.

Для определения значений ординат профиля детали в любом ее сечении, распо- 0 ложенком на расстоянии Bi (фиг.1) вычисляют момент времени .пересечения детали (точки 0) на основании уравнения (3) при Y В;

5arccos(-1)

.(4)

2 71V

С учетом горизонтального масштаба записи /л на профилограмме (см. фиг.2) по времени определяют ординату hio точки i0 профиля. Остальные точки сечения (H,i 2...iNj расположены друг от друга на расстоянии , кратном периоду колебаний Т формула (1).

45

50

Следующим этапом, по соответствующим стандартным методикам определяют параметры волнистости и отклонения формы, в заданных перед контролем сечениях Ви, BI и т.д. Например, величина некругло- сти Д-(к в сечении В; (фиг.2) будет рассчитана как разность между наибольшим и наименьшим значением hi.

AHK (mln) Аналогично определяют для плоских де- ,-j- талей отклонения от плоскости и другие виды отклонения формы предусмотренных ГОСТ 24642-81. и волнистость поверхности на основе рекомендаций СЭВ (РС-3951-73 Волнистость поверхности. Термины, определения и параметры).

Пример. Данный способ может быть реализован например в кругломере. В состав устройства (см. фиг.З) входят: измерительный щуп 1; генератор колебаний 2; усилитель сигнала 3; преобразователь сигнала 4; интерфейс 5; вычислительная машина 6.

Диаметр измеряемой детали D 25 мм Длина деталиI 30 мм

частота вращения стола кругломера (по паспорту прибора) 1,5 об/мин,

1. Определяют скорость перемещения детали относительно щупа.

jrDwh 3,14 25 1,5

10 Зм/с

п 1000 1000

0,118 м/мин 1,97

2.Длина измеряемого участка L: L тг D 3,14 25 78,54 мм 7,854

3.Рассчитывают частоту v и период колебаний, при условии, что N 2 п + 1 (где п - номер гармоники).

v

Vn N 1,97 101

L

1

-г-

1

2,53

7854 10 0,395 с.

4. Деталь 7 (фиг.З) устанавливают на столе 8 и задают ей вращательное движение. Щупу 1 с помощью генератора 2 сообщают гармонические колебания. Амплитуда которых равна половине ширины исследуе 2,53

0

5

0

5

мого участка В/2 I/2 15 мм. Частота колебаний 2,53 . После усиления (блок 3 фиг.З) и преобразования (блок 4) сигнал через интерфейс (блок 5) передается в ЭВМ (блок 6). Полученные массивы подвергают математической обработке. Величину оцифрованного сигнала V (В) умножают на масштаб К (мкм/В), таким образом определяют истинное значение перемещения щупа в МКМ. Далее по ранее изложенной методике в заданных сечениях определяют параметры волнистости и отклонения формы. Формула изобретения Способ контроля топографии поверхностей деталей, заключающийся в том, что осуществляют взаимное перемещение щупа и контролируемой детали и производят табулирование профилограмм с их математической обработкой, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности за счет одновременного контроля отклонений формы и волнистости, щупу сообщают гармонические колебания с амплитудой равной половине ширины контролируемого участка детали, и частотой v, выбираемой из соотношения Vn N

v -

L

где Vn - скорость перемещения детали, м/с;

L - длина исследуемого участка детали;

N - количество точек профиля, необходимых для аппроксимации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле отклонений формы и волнистости детали. Цель изобретения - повышение производительности измерений и увеличение объема полученной информации. В предложенном способе детали в зависимости от ее конфигурации сообщают равномерное вращение или поступательное перемещение со скоростью Vn, а щупу сообщают гармонические колебания с амплитудой, равной половине ширины исследуемого участка и частотой v выбираемой Vn N из соотношения , где Vn - скорость перемещения детали, м/с, N - количество точек профиля, необходимых для аппроксимации, L - длина исследуемого участка.2 ил.

Фиг. 1

Пор (Tea + f)jU (Ti0 + 2T)JU

five. 2

в

(По + Vfiju

fit/г.З