Способ контроля шероховатости поверхности изделия

 

Изобретение относится к контролю шероховатости поверхности изделия и позволяет повысить достоверность измерения. В камеру повышенного давления подается рабочая среда с заданным расходом. Из камеры через сопло эта среда поступает под контролируемую поверхность изделия. Величина расхода выбирается из условия свободного зависания изделия на воздушной прослойке Исходя из расхода, величины зазора с учетом параметра настройки определяют величину шероховатости поверхности. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 13/22

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684480/28 (22) 24.04.89 (46) 15,06.92, Бюл, ¹ 22 (71) Воронежский технологический институт (72) В. К; Битюков, Ю. Н. Золотарев, В. Н, Колодежнов и Л. М. Сырицын (53) 620.165.29(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 523277, кл, G 01 В 13/22, 1975, Авторское свидетельство СССР № 807057, кл. G 01 В 13/22, 1986. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ

Изобрет":ние относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности изделия, например, в машиностроении, Известен способ контроля шероховатости поверхности с помощью сопла, прижимаемого к контролируемой поверхности, основанный на измерении давления газа в газаторе между торцовой поверхностью сопла и контролируемым изделием.

Недостатком известного способа является локальный характер определения шероховатости, поскольку измеряемая характеристика определяется только в окрестности сопла. Тем самым отсутствует информация о величине шероховатости всей площади исследуемой поверхности в целом.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому о шероховатости судят по деформации и подъему гибкого козырька под действием потока рабочей среды, взаимодействующего с контролируемой поверхностью.

« .. Ы 1740991 А1 (57) Изобретение относится к контролю шероховатости поверхности изделия и позволяет повысить достоверность измерения. В камеру повышенного давления подается рабочая среда с заданным расходом. Из камеры через сопло эта среда поступает под контролируемую поверхность изделия. Величина расхода выбирается из условия свободного зависания изделия на воздушной прослойке, Исходя из расхода, величины зазора с учетом параметра настройки определяют величину шерохбватости поверхности.

2,ил, Недостатком способа является сравнительно низкая точность определения шероховатости вследствие конструктивной сложности, Цель изобретения — повышение достоверности измерения шероховатости поверхности изделия.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — узел I на фиг, 1, Устройство содержит камеру 1 повышенного давления, на которой установлена плита 2 с питающим элементом 3 в виде сопла, а также подводящий штуцер 4. Питающее сопло 3 предназначено для формирования несущей прослойки рабочей среды под контролируемой поверхностью изделия

5. Плита 2 снабжена ограничителями 6. обеспечивающими устойчивое положение изделия 5 при измерении, Устройство включает блок 7 измерения абсолютного зазора

h> несущей прослойки рабочей среды. Содержание блока 7 определяется принципом

1740991

10

Ng yI

i=1

К и

I =1 его действия, основанном на том или ином методе измерения линейных размеров.

Блок 7 содержит микрометрическую винтовую пару 8 и 9, оптическую трубу 11 с линзами 10. Описанный оптикометрический узел 8 — 11 предназначен для измерения абсолютного зазора ha по высоте подъема изделия 5 над плитой 2 при подаче под контролируемую поверхность рабочей среды из камеры 1, На фиг. 2 схематично изображено сечение несущей прослойки. Под абсолютным зазором ha несущей прослойки рабочей среды понимается кратчайшее по вертикали расстояние между вершинами неровностей контролируемой поверхности изделия

5 и контрольной поверхностью плиты 2, При отсутствии расхода рабочей среды О изделие 5 лежит на контрольной поверхности плиты 2 абсолютнь:й зазор ha=-0, между контролируемой и контрольной поверхностями существует начальный зазор Л и, ха ра ктеризующий величину шероховатости изделия, а также степень их взаимоплоскостности.

В основе предлагаемого способа лежит зависимость, полученная методом анализа размерности

Содержащийся в (1) параметр настройки К представляет собой некоторую для данной системы "несущая прослойка-изделие" величину, включающую совокупность неучтенных формулой (1) факторов (таких как вязкость рабочей среды, удельная нагрузка изделия, конструктивное исполнение контрольной поверхности и т. д.). Параметр К определяется экспериментально в процессе настройки для каждого типа системы несущая прослойка — изделие: где N — число независимых экспериментов в процессе настройки;

QI — величина расхода рабочей среды в

i-ом эксперименте настройки; у;= (ha)I — величина абсолютно о зазора несущей прослойки рабочей среды в i-м эксперименте настройки.

Настройка устройства (фиг, 1) осуществляется следующим образом.

В камеру повышенного давления 1 через подводящий штуцер 4 подается рабочая среда, например воздух с некоторым начальным(минимальным) значением расхода

Q<,измеряемым расходомером (не показан) и устанавливается регулятором расхода. Далее рабочая среда через питающее сопло 3 в контрольной поверхности 2 поступает под контролируемую поверхность изделия 5.

Величина Q< выбирается из условия свободного зависания изделия 5 на воздушной прослойке h1= (Ha)I+ Ah, когда измеряемый блоком 8 абсолютный зазор (Ьд)> О, причем (h )<>7 Л h:

Затем при помощи регулятора устанавливается последовательно серия расходов Q2, 03,...,QN, а измерительным блоком 7 определяется серия соответствующих им абсолютных зазоров (ha)2 (ha)3,...(Ьа)м. Объем серии N назначается исходя из требований точности определения шероховатости и условий воспроизводимости экспериментов, При этом настройка осуществляется на некоторой выборке изделий 5, которая обуславливается масштабами производства.

По результатам экспериментов из (2) вычисляют параметр настройки К на данное изделие 5. рабочую среду — воздух и контрольную поверхность 2.

Непосредственно способ осуществляот следующим образом.

В исходном положении изделие 5 лежит на контрольной поверхности плиты 2, подача рабочей среды в камеру 1 отсутствует (Q=-0), В рабочем положении в камеру 1 повыLLIeHHoI0 давления через подводящий штуцер 4 подается рабочая среда, расход которой устанавливается регулятором по расходомеру равным Q",<0<0гь Изделие 5 свободно зависает над контрольной поверхностью 2. Измеригельным блоком 7 определяется величина абсолютного зазора ha несущей рабочей среды, которая равна измеряемой высоте подъема изделия 5 над плитой 2. Высота подъема определяется по разности показаний микрометрической винтовой пары 8, 9 оптической трубы 11, последовательно построенной на резкое изображение верхней поверхности изделия

5 в исходном и рабочем положениях. Величину шероховатости контролируемой поверхности изделия 5 определяют по фо р мул е (1).

Пример, Устройство для определения величины шероховатости настрои л:но по результатам N=15 экспериментов на изделие, представляющее собой прямоугольную

1740991

A h= К +Q=hа, где К вЂ” параметр настройки.

I !

I ! ! ! а ! ! ! ! !

« l/// ».

<.иг. 2 раб. среда

Составитель Л.Сырицын

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор А.Долинич

Заказ 2079 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стеклянную пластину длиной 0,192 м, шириной 0,016 м, массой 0,029 кг. В качестве рабочей среды использован воздух. Эксперименты па настройке проводились в интервале расходов 0,001< Q< 0,01 м /с и 5 з позволили определить из (2) параметр настройки 10 К= 3,8 с

1/з

Для определения шероховатости контролируемой поверхности изделия использовано рабочее значение расхода Q=0,004 10 м /с, При этом значении расхода измерен абсолютный зазор ha= 0,6 10 м, По результатам измерений и формуле (1) вычислен начальный зазор между контролируемой и контрольной поверхно- 15 стями, который характеризует чистоту обработки Л h= 0,032 10 м.

Пример 2. Осуществляется по примеру1 для стеклянной пластины шириной 0,024 м, массой 0,041 кг. i!араметр настройки 10"«20

«K= 3,2 с . Абсолютный зазор ha= 0,5 10 м измерен при значении расхода Q=0,004 мз . ah= 0,080 мм.

Пример 3. Осуществляется по примеру 1 для стеклянной пластины шириной 0,036 25 м, массой 0,065 кг. Параметр настройки К»

«10 = 2,9 с ? Абсолютный зазорз ha= 0,45»

«10 м измерен при Q= 0,004 м /с, Л h=

0,103 мм.

Повышение достоверности контроля шероховатости поверхности контролируемой поверхности достигается за счет того, что контролируемое изделие (поверхность) находится в свободновзвешенном бесконтактном состоянии на несущей прослойке рабочей среды и не содержит механической связи со средствами контроля.

Формула изобретения

Способ контроля шероховатости поверхности изделия путем установки изделия контролируемой поверхностью на сопле, подачи через последнее рабочей среды и измерения параметра, характеризующего величину подъема контрольной поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, изделие устанавливают на сопле свободно, при подаче рабочей среды ее расход увеличивают до обеспечения свободновзвешенного состояния изделия в потоке, фиксируют значение расхода О, в качестве измеряемого параметра используют величину подъема ha контрольной поверхности над срезом сопла, а шероховатость Л h определяют из соотношения