Способ измерения глубины щелей, имитирующих трещины на стандартном образце

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к неразрушающему контролю качества изделий, и может быть применено для измерениях узких щелей в процессе их изготовления на стандартном образце. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области использования за счет обеспечения измерения глубины щели на образце с любым профилем его поверхности. При электроэрозионном методе изготовления электрод размещают в щели, подают на него напряжение и определяют информационный параметр, который используют для определения глубины щели. В качестве информационных параметров используют величины вертикальных перемещений электрода 2з и 2.2 до поверхности образца в двух ее точках до начала изготовления щели и величины вертикальных перемещений Z и 2л электрода в этих же точках после изготовления щели, а глубину щели h определгют по формуле h (Zi - Za) - (22 - 2ц, где и Zs - величины вертикальных перемещен-.« электрода в месте образования щели в первой точке, 2.2 и Z4 - величины вертикальных перемещений электрода над второй точкой поверхности. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

// Ql /ффффф ., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853571/28 (22) 19.07.90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) Д.И,Косовский (56) Дорофеев A,A., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. M,: Машиностроение, 1980, с. 218.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1583830, кл. G 01 N 27/90, l988, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЩЕЛЕЙ, ИМИТИРУЮЩИХ ТРЕЩИНЫ НА

СТАНДАРТНОМ ОБРАЗЦЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к неразрушающему контролю качества изделий, и может быть применено для измерениях узких щелей в процессе их изготовления на стандартном образце. Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение области

Изобретение относится к измерительной технике, и именно к неразрушающему контролю изделий, и может быть применено для измерения узких щелей в процессе их изготовления на стандартных образцах.

Известен способ измерения глубины узких щелей, имитирующих трещины на стандартных образцах, заключающийся в том, что глубину щелей измеряют на металломикроскопе по ее выходу на боковые грани образца (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ измерения глубины щелей, имитирующих трещины на стандартном образце, заключающийся в том, что при электроэрозионном метоЫЛП» 1772718 А1 использования за счет обеспечения измерения глубины щели на образце с любым профилем его поверхности. При электроэрозионном методе изготовления электрод размещают в щели, подают на него напряжение и определяют информационный параметр, который используют для определения глубины щели. В качестве информационных параметров используют величины вертикальных перемещений электрода 2з и 2г до поверхности образца в двух ее точках до начала изготовления щели и величины вертикальных перемещений Zt и 24 электрода в этих же точках после изготовления щели, а глубину щели h определяют по формуле h =(Zt — Z3) (Zg Z4), где 7, и

2з — величины вертикальных перемещен:..П электрода в месте образования щели в первой точке, Zz и 24 — величины вертикальных перемещений электрода над второй точкой поверхности. 1 ил. де изготовления щели подают напряжение

1 на электрод, размещают его в изделие и фиксируЮТ величину 2> вертикального перемещения электрода в конце изготовления щели, далее фиксируют величину Zz, вертикального перемещения после изготовления щели до поверхности образца на расстоянии не менее 0,5 — 1,5.мм от щели и вычисляют глубину щели с учетомизмеренных величин (2).

Данный способ позволяет очень точно измерять глубину иэделий стандартных образцов со строго плоской поверхностью или на поверхности с точно заданным изменением ее профиля в различных направлениях. На неровных поверхностях, имеющих случайные неровности (выступы и впадины), а также на по1772718 4 вероятного разрушения изделия при прило- 50 жении к нему нагрузки, Таким местом является дно резьбы — наиболее тонкая часть детали, являющаяся в та >ке время концентратором напряжения. В дне резьбы электроэрозианным методом изготовлена щель глубиной h и шириной раскрытия d. Точками

А и В отмечены места на образце, в которых перед началом и после изготовления щели фиксируются показания индикатора, контролирующега вертикальное перемещение верхностях, профиль которых изменяется незакономерно (щель на поверхности сварного шва), а также на поверхностях с трудно рассчитываемым профилем .(поверхности эвольвентных и трапециидальных резьб с различными радиусами переходов от одной поверхности к другой) измерение глубины изделий невазмо>кно. Незначительные неконтролируемые неровности не учитываются по данному способу, что снижает точность определения глубины щелей, Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение области использования за счет обеспечения изменения глубины щелей на образце с любым профилем ее поверхности.

Поставленная цель достигается тем, чта в способе изменения глубины щелей, имитирующих трещины на стандартном образце, заключающемся в том, что при электраэрозианном методе изготовления щели подают напряжение на электрод, размещают ега в щели и фиксируют величину

Z1, вертикального перемещения электрода в конце изготовления щели, далее фиксируют величину 22 вертикального перемещения после изготовления щели да поверхности образца на расстоянии не менее 0,5 — l,5 мм ат щели и вычисляют глубину щели с учетом измеренных величин, кроме этого перед началом изготовления щели фиксируют величины ЕЗ и Z4 вертикальных перемещений соответственно в месте изготовления щели и в точке расположенной на указанном расстоянии не менее 0,5 — 1;5 мм от щели, а глубину h щели определяют из выражения:

h=/21 ЕЗ/ "/ZZ Е4/ °

На чертеже представлен рисунок, иллюстрирующий представленный способ измерения глубины узких щелей на стандартных образцах в процессе их электраэрозионного изготовления. На чертеже показана часть продольного сечения образца, Стандартным образцом в данном случае является винт, в резьбовай части которого должна быть изготовлена узкая щель, имитирующая трещину, Щель должна располагаться в самой опасной части образца, соответствующей месту наиболее опасного и наиболее

45 электрода, закрепленного в держателе электроэрозионной установки.

При перемещении электрода в горизонтальном направлении от точки А к точке В и обратно фиксируется расстояние ЛХ между ними, Координаты OZ и 0Х обозначают соответственно вертикальное и горизонтальное перемещения электрода относительно образца, в котором изготовляется щель.

Четырехкратное определение вертикального перемещения электрода в точках А и В относительно поверхности образца необходимо для точного измерения глубины щели h. При каждом определении фиксируется момент касания электродом или поверхности образца, или дна изготавливаемой щели, Разность /Z1 — 5/ = Z" — суммарная величина перемещения электрода при изготовлении щели глубиной h с учетом расходования (сгорания) электрода, величина которого в свою очередь определяется разностью /72 Zu/ = Z

Значения Z1 и 2з — величины вертикального перемещения электрода до поверхности в месте изготовления щели, обозначенной точкой А. Значения Z1 и,5— величины вертикальнога перемещения электрода до поверхности образца и до дна щели до и после ее изготовления. Значения

Zz u Z4 — величины вертикальных перемещений электрода в месте расположения точки

В, определенные соответственно до и после изготовления щели.

Определение величин Zz и Z4 в одной и той же точке поверхности образца позволяет определить величину расходования алектрода при изготовлении щели глубиной h.

Таким образом, разность Z — Z позво1 11 ляет по четырем измерениям (Z1, 22, 2з и Z4) вертикального перемещения электрода точно определить глубину h узкой щели, изготавливаемой s любой точке стандартного образца с любым произвольным профилем ега поверхности.

Праиллюстрируем последовательность операций измерения глубины узкой щели, имитирующей трещину на стандартном образце.

Необходимо в процессе изготовления узкой щели измерить ее глубину, равной примерно 0,7 мм, изготавливаемой на дне резьбовай поверхности стального винта.

Вертикальное и горизонтальное перемещения электрода относительно поверхности образца контролируются индикаторами линейных размеров с ценой делений 0,01 мм и пределами измерений до 10 мм.

В процессе электроэрозионного изгатавления щели происходит сгорание (расхо1772718 дование) электрода. Поэтому изменение показаний вертикального перемещения электрода при изготовлении щели будет превышать ее глубину. Экспериментально установлено, что для изготовления щели глубиной до 1 мм изменение показаний индикатора, контролирующего вертикальное перемещение электрода, равно приблизительна 3 мм.

Таким образом. ориентировочно можно предположить, что увеличение щели на единицу глубины характеризуется трехкратным увеличением показаний индикатора вертикальных перемещений электрода. Зная это соотношение можно ориентировочно контролировать глубину щели в процессе ее изготовления, Перед началом электраэрозионного изготовления узкой щели определяются величины вертикального перемещения элект.— рода до поверхности образца в точках А и В (см.чертеж). Величина вертикального перемещения электрода в каждой точке определяется по касанию электрода поверхности образца, Момент касания определяется по загоранию сигнальной лампочки злектроэрозионной установки,. Погрешность определения касания не flpBBblLUGBT 2 — 3 MKM.

При горизонтальном перемещении электрода относительно поверхности образца из точки В в точку А с помощью индикатора горизонтального перемещения электрода фиксируется расстояние h X между этими точками. Электрод для злектроэрозионного изготовления щели должен быть установлен вдоль направления резьбы, При перемещении электрода из точки В в точку А и обратно он должен перемещаться параллельно самому себе. По касанию электрода поверхности образца в точках А и В фиксируются соответствующие им показания Z< и Zz индикатора вертикальных перемещений электрода. После этого начинают электроэрозионное изготовление щели в точке А. С учетом требуемой глубины щели, равной приблизительно 0,7 мм, по показаниям индикатора вертикального перемещения электрода контролирует глубину щели и при изменениях индикатора относительно начальной величины Zl, равной 1,7 — 1,9 мм, выключают установку и фиксируют показание Ез индикатора. После этого электрод поднимается из щели и с учетом ранее зафиксированной величины Ь Х смещают электрод в горизонтальном направлении в место над точкой В. Затем определяется величина вертикального перемещения электрода до поверхности образца в точке

В и фиксируется соответствующее ему покатирующих трещины на стандартном образ45 це, заключающийся в том, что при

55

10.

43

40 зание Z4 индикатора. С учетом показаний индикатора Z> Zz, 2 .3 и Z4 — (величин вертикальных перемещений электрода) определяется действительная глубина h узкой щели. Если глубина меньше требуемой, электрод вновь смещают на величину Л Х в место над точкой А, вводят в щель, включают установку и продолжают углубление щели. При изменении показаний индикатора относительно начальнога значения Z> на величины, равные 2,1 — 2,2 мм, выключают установку. По выше приведенной методике фиксируют соответствующие новые показания 2з и Z4 индикатора вертикальных перемещений электрода, по которым с учетом ранее зафиксированных величин Z< и Zz определяют новое действительное значение глубины h щели. Обычно при повторении указанной последовательности операций действительная глубина h щели очень близка к требуемой и отличается от нее на величину не более (0,01 — 0,03) мм.

Предложенный способ позволяет проводить точное измерение глубины узких щелей, не выходящих на край образца.

Глубина щели определяется в процессе ее изготовления, Измерения характеризуются исключительно оперативностью и легкостью их проведения. Весь процесс измерения продолжается не.более 10 — 20 с, что в

10-100 раз быстрее по сравнению с известными способами, При этом по данному способу точность измерений совершенно не зависит от состояния поверхности, ее профиля или неровностей. Кроме того, одним из основных преимуществ способа является возможность с его помощью контролировать глубину щели в процессе ее изготовления и таким образом получать точно заданную величину.

Формула изобретения

Способ измерения глубины щелей, имиэлектроэрозионном методе изготовления щели подают напряжение на электрод, размещают его в щели и фиксируют величину 2 вертикального перемещения электрода в конце изготовления щели, далее фиксируют величину Zz вертикального перемещения после изготовления щели да поверхности образца на расстоянии не менее 0,5 — 1,5 мм от щели и вычисляют глубину щели с учетом измеренных величин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения области использования засчет обеспечения измерения глубины щелей на образце с любым профилем ага поверхности, перед началом изготовления

1772718

Составитель П.Липовко

Техред M,Моргентал КорректорМ.Максимишинец

Редактор

Заказ 3842 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул,Гагарина, 101 щели фиксируют величины Ез и 24 вертикальных перемещений соответственно в месте изготовления щели и в точке, расположенной на указанном расстоянии, не менее 0,5 — 1,5 мм от щели, а глубину h щели определяют из выражения

h = /Z> — Ез/ — /Zz — Zq/.