Способ контроля топографии поверхностей деталей

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4896999/28 (22) 26.12.90 (46) 15.10,92. Бюл. М 38 (71) Алтайский политехнический институт им. И,И,Ползунова (72) Е.Ю.Татаркин, А.А.Ситников, А.М.Марков, Ю,В.Головнев и В.М.Воронец (56) Шубников К.В., Баранов С.Е., Шнитман

Л,И, "Унифицированные переналаживаемые средства измерения". Л.: Машиностроение, 1978 г, стр, 98 — 123, Дунин — Барковский Т.В„Карташова

А,М. Измерение и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности, М,;

Машиностроение, 1978, стр. 123 — 162. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОПОГРАФИИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

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 профилографирования поверхности, при котором измери„, Ы„„1768947 A 1 (57) 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 сообщаюг равномерное вращение или поступательное перемещение со скоростью /л, а щупу сообщают гармонические колебания с а — плитудой, равной половине ширины исследуемого участка и частотой ) выбираемой /и из соотношения v —, где V — скороL сть перемещения детали, м/с, N — количество точек профиля, необходимых для аппроксимации, L — длина исследуемого участка. 2 ил. тельный 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 способа является его низкая производительноcòü. т.к. невозможно одновременно п„1офилографировать несколько сечений измеряемои детали.

Целью предложенного способа является повышение информативности и роизво1768947 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,, выбираемой из соотношения

Vn N

У—

L 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 профилографировании 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 — профилограмма поверхности детали; на фиг.3— изображена блок-схема для реализации способа.

Способ осуществляешься 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 и. Частоту колебаний и и период

Т предварительно определяют по зависимости;

V =—

1 V.

Т 1. (1) 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:

= K D Ann (2)

5 где Π— диаметр детали, мм; пл — частота вращения детали (по паспорту прибора), об/мин.

Длина измеряемого участка L для круглых деталей равна длине окружности L =

10 =л0.

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

15 В В у = — + — cos 2лгт

2 2 (3) где у — ордината траектории перемещения щупа;

v — частота колебания щупа (определя-.

20 ется по (1), Гц;

sy — время, с. перемещение щупа на траектории его движе ия под действием неровностей детали записывают на ленту регистрирующего

25 прибора (фиг.2). Далее производят математическую обработку полученных профилограмм.

Для определения значений ордина профиля детали в любом ее сечении, распо30 ложенном на расстоянии Bi (фиг,1) вь:числяют момент времени т; пересечения детали

{точки 4) на основании уравнения (3) при

Y=8;

35 arccos (— — 1)

2 Bi

С учетом горизонтального масштаба записи,и на профилограмме (см. фиг.2) по времени zi, определяют ординату h p точки 4 профиля, Остальные точки сечения (11,iz.. iq) расположены друг от друга на расстоянии, кратном периоду колебаний Т формула (1).

Следующим зтапом, по соответствующим стандартным методикам определяют параметры волнистости и отклонения формы, в заданных перед контролем сечениях

В ->, В и т.д, Например, величина некругло50 сти h«a сечении В; (фиг.2) будет рассчитана как разность между наибольшим и наименьшим значением h, Лик = йи — h| ç

Аналогично определяют для плоских деталей 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).

1768947

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 детали (=30 мм частота вращения стола кругломера (по паспорту прибора) 1,5 об/мин, 1. Определяют скорость перемещения детали относительно щупа. л D ууи 3,14 25 1,5

1000 1000

=0,118 м/мин =1,97 10 м/с

2, Длина измеряемого участка L:

L = тг D = 3,14 . 25 = 78,54 мм =

=7854 10 м

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

Чп N 1,97 10 101 2 53 с 1 V

7.854 10

Т= — = =0,395 с.

1 1

2,53

4. Деталь 7 (фиг,3) устанавливают на столе 8 и задают ей вращательное движение. Щупу 1 с помощью генератора 2 сообщают гармонические колебания. Амплитуда которых равна половине ширины исследуемого участка В/2 = I/2 = 15 мм. Частота колебаний = 2,53 С . После усиления (блок

3 фиг.3) и преобразования (блок 4) сигнал через интерфейс (блок 5) передается в ЭВМ

5 (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

10 МКМ. Далее по ранее изложенной методике в заданных сечениях определяют параметры волнистости и отклонения формы.

Формула изобретения

Способ контроля топографии поверхно15 стей деталей, заключающийся в том, что осуществляют взаимное перемещение щупа и контролируемой детали и производят табулирование профилограмм с их математической обработкой, отличающийся тем, 20 что, с целью повышения информативности и производительности за счет одновременного контроля отклонений формы и волнистости, щупу сообщают гармонические колебания с амплитудой равной половине

25 ширины контролируемого участка детали, и частотой v, выбираемой из соотношения

V J!/

L где V< — скорость перемещения детали, м/с;

30 L — длина исследуемого участка детали;

N — количество точек п.рофиля. необходимых для аппроксимации.

1768947

50

Составитель А.Ситников

Техред М.Моргентал Корректор Н.Бучок

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3637 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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