Способ контроля геометрических параметров крупногабаритного изделия

 

Изобретение относится к испытаниям и измерениям и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при контроле отклонений координат фланцев крупногабаритных длинномерных изделий с целью повышения точности контроля. Сущность изобретения: наносят базовые координаты стенда и диаметрально противоположные контрольные точки на боковой поверхности изделия в его базовых сечениях в плоскости, проходящей через продольную ось изделия и номинальное положение геометрического центра фланца, фиксируют изделие в стенде и переходник на фланце и измеряют положение геометрического центра фланца относительно базовых координат стенда, после чего измеряют положение диаметрально противоположных контрольных точек, располагаемых в горизонтальной экваториальной плоскости на торцовой поверхности изделия и на его боковой поверхности в базовых сечениях и в плоскости, проходящей через номинальное положение геометрического центра фланца и продольную ось изделия, относительно базовых координат стенда, по которым судят о продольном и поперечных смещениях баз изделия относительно баз стенда в месте установки фланца, с учетом которых определяют угловое, продольное и радиальное отклонение геометрического центра фланца. 3 ил.

Изобретение относится к испытаниям и измерениям и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при контроле отклонений координат фланцев крупногабаритных изделий.

Известен стенд для контроля геометрических параметров крупногабаритного изделия, в котором реализован способ контроля геометрических параметров, заключающийся в том, что наносят базовые координаты стенда и диаметрально противоположные точки в базовых сечениях на поверхности изделия, фиксируют изделие на стенке по этим контрольным точкам, определяют продольное и поперечные смещения без изделия в горизонтальной плоскости относительно баз стенда, производят взвешивание изделия и вычисляют геометрические параметры изделия. Данный способ контроля выбран в качестве прототипа.

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет контролировать отклонения координат фланца крупногабаритного изделия.

Цель изобретения является обеспечение возможности контроля отклонений координат фланца крупногабаритного изделия.

Цель достигается тем, что в известном способе контроля геометрических параметров крупногабаритного изделия, включающем нанесение базовых координат стенда и диаметрально противоположных точек в базовых сечениях на поверхности изделия, фиксацию изделия на стенде по этим контрольным точкам и определение продольного и поперечных смещений без изделия в горизонтальной плоскости относительно баз стенда, устанавливают переходник с сеткой на фланце, а диаметрально противоположные контрольные точки наносят в плоскости, проходящей через номинальное положение фланца и продольную ось изделия. После этого измеряют в горизонтальный плоскости продольное и поперечное положение центра фланца и его поперечное положение в вертикальной плоскости относительно базовых координат фланца на стенде, а также положение указанных двух пар контрольных точек в вертикальной плоскости относительно базы стенда. Затем по положению этих контрольных точек и указанным поперечным смещениям в горизонтальной плоскости баз изделия вычисляют поперечное смещение базы изделия в горизонтальной и вертикальной плоскости относительно базы стенда в месте установки фланца, по которым с учетом положения центра фланца и указанного продольного смещения в горизонтальной плоскости базы изделия вычисляют угловое, продольное и радиальное отклонения геометрического центра фланца.

На фиг. 1 изображен стенд, с помощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1.

Для реализации предлагаемого способа используют стенд 1, в котором ролики 2 и 3 установлены с возможностью вращения вокруг своих геометрических центров 4, 5, 6, 7, которые нанесены таким образом, что в случае отсутствия погрешностей изготовления технологических колец 8 и изделия 9, при установке последнего в стенд его продольная ось 10 должна быть расположена по оси О_стХ_ст стенда в плоскости О_стХ_стY_ст на расстоянии С от горизонтально расположенных посадочных поверхностей 11, 12, 13, 14. Торцы 15 роликов 2 установлены таким образом, чтобы они при выше указанных условиях обеспечивали установку торца 16 изделия параллельно базовой плоскости О_стY_стZ_ст стенда на размере m (размер, определяющий номинальное расстояние между центром 17 стенда и торцовой поверхностью изделия) от этой плоскости. Вертикально расположенная базовая плоскость О_стХ_стY_ст стенда материализована геометрическими центрами 17, 18 отверстий Y, Ф, а базовая плоскость О_стY_стZ_ст стенда привязана к геометрическому центру 17 и расположена перпендикулярно плоскостям О_стХ_стY_ст и О_стХ_стZ_ст стенда. При этом плоскость О_стХ_стZ_страсположена на расстоянии С от посадочных поверхностей 11, 12, 13, 14. Геометрические центры 19, 20, 21, 22 отверстий Ц стенда нанесены таким образом, чтобы прямые 23 и 24, проходящие через эти парные геометрические центры, были расположены перпендикулярно к базовой продольной плоскости О_стХ_стY_ст. При этом прямая 23 нанесена параллельно плоскости О_стY_стZ_ст на размере f от последней, а геометрические центры 19, 20, 21, 22 нанесены на размере Д относительно плоскости О_стХ_стY_стстенда.

Измерительное устройство 25 для измерения отклонений координат фланца с измерительным штырем 26 смонтирован на шаблоне 27 стенда с возможностью перемещения конца 28 измерительного штыря параллельно оси О_стХ_ст в плоскости О_стХ_стZ_ст стенда на размере R_ном (размер, определяющий номинальное радиальное положение геометрического центра 29 контролируемого фланца относительно оси изделия) от базовой плоскости О_стХ_стY_ст стенда. Также конец 28 измерительного штыря устанавливают в плане на размере t_ном (размер, определяющий продольное положение в плане центра фланца относительно базовой координаты фланца на стенде) от геометрического центра 30 стенда и на размере Г по высоте от посадочной поверхности 31 шаблона. На измерительном устройстве 25 нанесена точка отсчета 32 для отсчетной шкалы 33 штыря 26 в плоскости, проходящей через центр 30 перпендикулярно плоскости О_стХ_стY_ст стенда. Центр 30 материализованы отверстием 34, нанесенным в плане на посадочной поверхности шаблона на упомянутом размере R_ном и номинальном радиусе r_ном (размер, определяющий номинальное радиальное положение геометрического центра 30 посадочного отверстия под измерительное устройство относительно геометрического центра 17 стенда), сопрягаемом другим концом с геометрическим центром 17 стенда. При этом радиус r_номнанесен таким образом, чтобы конец 28 штыря фиксировал номинальное положение геометрического центра 29 контролируемого фланца в случае его установки в плоскости О_стХ_стZ_ст стенда и при условии установки торца 16 изделия на размере m и совмещении продольных осей изделия и стенда и в итоге фиксировал размер Т_ном.

Трехкоординатные измерительные устройства 35 смонтированы на посадочных поверхностях 11, 12, 13, 14. Каждое устройство содержит три взаимно перпендикулярные направляющие 36, 37, 38, которые обеспечивают перемещение острия 39 пиноли 40 в направлении параллельном оси О_стZ_ст,О_стХ_ст,О_стY_ст стенда соответственно. Пиноль содержит отсчетную шкалу 41, начало которой совмещено с геометрическим центром 19 (20, 21, 22) стенда. Направляющая 37 содержит отсчетную шкалу 42 с началом отсчета 43, совпадающим с прямой 23 (24), а направляющая 38 содержит отсчетную шкалу 44 с началом отсчета 45 совпадающим с посадочной поверхностью 11 (12, 13, 14).

Для реализации предлагаемого способа осуществляют следующее.

Наносят следующие базовые координаты стенда: геометрический центр 30 отверстия 34, точку отсчета 28 на измерительном штыре 26, точку отсчета 32 для отсчетной шкалы 33 штыря 26, посадочную поверхность 31 под измерительное устройство 25, геометрический центр 17, 18 отверстий У и Ф, посадочную поверхность 11, 12, 13, 14 под трехкоординатные измерительные устройства 35, геометрические центры 19, 20, 21, 22 (начала отсчета пинолей 40 при их перемещении поперек стенда) отверстий Ц, начала отсчета 43, 45 пинолей 40 при их перемещении вдоль и по высоте стенда, геометрические центры 4, 5, 6, 7 отверстий под ролики 2 и 3.

Наносят диаметрально противоположные контрольные точки 46, 47, 48, 49 на боковой поверхности в базовых сечениях 16, 50 изделия в плоскости, проходящей через номинальное положение геометрического центра 29 фланца и продольную ось 10 изделия.

Устанавливают изделие 9 с технологическими кольцами 8 в стенд 1 и фиксируют по контрольным точкам 46 и 47 с помощью трехкоординатных измерительных устройств 35 таким образом, чтобы прямая, проходящая через контрольные точки была расположена горизонтально, путем поворота изделия и совмещения концов 39 пинолей 40 с этими контрольными точками на размере а₁, а₁', снимаемым по отсчетным шкалам 44. При этом должно выполняться условие а₁ а₁'.

Измеряют положение диаметрально противоположных точек 51, 52, расположенных в горизонтальной экваториальной торцовой поверхности изделия относительно координатной плоскости стенда, проходящей через геометрические центры 19, 20 путем установки пинолей на размер С и совмещения их концов 39 с контрольными точками и снятия отсчетов А₁, А₁' по отсчетным шкалам 42, а также положение диаметрально противоположных контрольных точек 51, 52, 53, 54, расположенных на боковой поверхности изделия в экваториальной плоскости базовых сечений относительно геометрических центров 19, 20, 21, 22 стенда путем установки пинолей 40 на размер С, совмещая их концы с контрольными точками и снятия отсчетов n₁, n₁', n₂, n₂' по отсчетным шкалам 41, и положение ранее нанесенных диаметрально противоположных контрольных точек 46, 47, 48, 49 относительно координатной горизонтально расположенной плоскости стенда, проходящей через посадочные поверхности 11, 12, 13, 14, путем совмещения концов пинолей с контрольными точками и последующим снятием отсчетов а₁, а₁', a₂, a₂' по отсчетным шкалам.

Устанавливают переходник 55 на фланце 56 для чего совмещают центр 57 переходника и фланца, устанавливают горизонтально одну из сторон 58 измерительной его сетки и закрепляют его на фланце зажимом 59.

Измеряют в горизонтальной плоскости продольное и поперечное положение геометрического центра 57 фланца, а также его поперечное положение в вертикальной плоскости относительно базовых координат фланца на стенде, путем измерения по сетке переходника положения центра фланца относительно точки отсчета 28 и измерения его положения относительно геометрического центра 30, снимая отсчет t по шкале 33 штыря 26 и отсчеты в и г по сетке переходника.

Вычисляют в горизонтальной плоскости продольное смещение базы 16 изделия и поперечные смещения в вертикальной и горизонтальной плоскости базы 10 изделия относительно баз стенда в месте установки фланца по формулам Δn m f + (1) ΔВ C + (2) Δг (n₁-n)+ (3) где L_ном размер, определяющий номинальное расстояние между торцовыми поверхностями изделия, Т_ном размер, определяющий номинальное продольное положение центра фланца относительно торцовой поверхности изделия.

Определяют соответственно угловое, радиальное и продольное отклонении координат фланца по формулам Δβ arctg (4) Δ R г + Δг, (5) ΔΤ t + -m T+ Δn (6) где в (г) отсчет по вертикальной (горизонтальной) сетке переходника; Δ в (Δг, Δ n) вертикальное (горизонтальное, продольное) смещение изделия относительно баз стенда в месте установки фланца; R_ном размер, определяющий номинальное радиальное положение геометрического центра фланца относительно продольной оси изделия;
r_ном размер, определяющий номинальное радиальное положение геометрического центра посадочного отверстия устройства для измерения координат фланца относительно геометрического центра фланца;
m размер, определяющий номинальное расстояние между геометрическим центром стенда и торцовой поверхностью изделия;
t отсчет по продольной шкале устройства для измерения координат фланца.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит производить контроль отклонений координат фланца крупногабаритного изделия.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРУПНОГАБАРИТНОГО ИЗДЕЛИЯ, заключающийся в нанесении диаметрально противоположных контрольных точек в базовых сечениях на поверхности изделия, фиксации изделия на стенде по этим контрольным точкам и определении продольного и поперечных смещений без изделия в горизонтальной плоскости относительно без стенда, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля отклонений координат фланца изделия, устанавливают переходник с сеткой на фланце, диаметрально противоположные контрольные точки наносят в плоскости, проходящей через номинальное положение фланца и продольную ось изделия, измеряют в горизонтальной плоскости продольное и поперечное положения центра фланца и его поперечное положение в вертикальной плоскости относительно базовых координат фланца на стенде, а также положение указанных двух пар контрольных точек в вертикальной плоскости относительно базы стенда, по которым с учетом указанных продольного и поперечных смещений в горизонтальной плоскости баз изделия вычисляют угловое, продольное и радиальное отклонения геометрического центра фланца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3