ГОСТ Р ИСО 230-1-2010 Испытания станков. Часть 1. Методы измерения геометрических параметров.

    ГОСТ Р ИСО 230-1-2010

 

      

     

 

 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 Испытания станков

 

 Часть 1

 

 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

 

 Machine tools tests. Part 1. Measurement techniques of geometrical parametrs

ОКС 25.080.01

Дата введения 2011-01-01

 

      

     

 

 Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков" (ОАО "ЭНИМС") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

 

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 70 "Станки"

 

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2010 г. N 611-ст     

   

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 230-1:1996* "Методы испытаний металлорежущих станков. Часть 1. Точность геометрических параметров станков, работающих на холостом ходу или на чистовых режимах" (ISO 230-1:1996 "Test code for machine tools - Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing conditions", IDT).

 

           

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)

 

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2020 г.

 

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)                    

     

           

 

 Введение

Предметом серии стандартов ИСО 230 является максимально широкая и полная информация о методах контроля и испытаний металлорежущих станков, которые следует проводить во время их проверки, приемки, технического обслуживания.

 

Серия стандартов ИСО 230 состоит из следующих частей, под общим названием "Методы испытаний металлорежущих станков":

 

- Часть 1. Точность геометрических параметров станков, работающих на холостом ходу или на чистовых режимах;

 

- Часть 2. Определение точности и повторяемости позиционирования осей станков с числовым программным управлением;

 

- Часть 3. Определение теплового воздействия;

- Часть 4. Испытания на отклонения круговых траекторий для станков с числовым программным управлением;

 

- Часть 5. Определение уровня излучения шума;

 

- Часть 6. Определение точности позиционирования по объемным и поверхностным диагоналям (испытания на смещение диагоналей).

 

 

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на стационарно установленные станки с механическим приводом, используемые для обработки металла, дерева и других материалов путем снятия стружки, шлифования или пластической деформации.

 

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения точности металлорежущих станков при работе без нагрузки (на холостом ходу) и (или) на чистовых режимах путем проверки точности геометрических параметров. Эти методы могут быть применимы также к другим типам промышленных машин, для которых необходимо осуществлять проверки геометрических параметров и испытания в работе.

 

В настоящем стандарте описаны только методы измерения геометрической точности. В частности, в нем не рассматриваются вопросы проверки эксплуатационных свойств станка (уровни вибрации, смещение элементов станка и т.п.), проверки рабочих характеристик (скорости перемещений и вращений, величины подачи, энергопотребление), т.к. эти проверки должны выполняться отдельно, независимо от проверки геометрической точности.

 

Допускается использование также других методов и средств измерения, не приведенных в настоящем стандарте, обеспечивающих требуемую точность и достоверность определения соответствующих геометрических параметров.

 

 

      2 Общие положения

     

 

      2.1 Определения, относящиеся к проверкам геометрической точности

Необходимо отличать чисто геометрические определения от того, как они трактуются в настоящем стандарте в качестве метрологических определений.

 

Геометрические определения абстрактны и относятся к идеальным линиям и поверхностям. Из этого следует, что геометрические определения в ряде случаев невозможно применить на практике. Они не учитывают физических реалий и существующей практики проверки геометрических параметров.

 

Метрологические определения реальны, поскольку они учитывают доступные для измерения линии и поверхности, обладающие реальными физическими свойствами. Они нивелируют влияние микро- и макрогеометрических отклонений и позволяют получить результат, не принимая во внимание причину возникновения погрешности и не разграничивая эти причины. Анализом этих причин должен заниматься изготовитель станков, чтобы обеспечить их геометрическую точность.

 

Однако в отдельных случаях геометрические определения (например, определения биений: радиальное биение, периодическое осевое биение) сохранены в настоящем стандарте для того, чтобы исключить возможную путаницу, а также для упрощения используемой терминологии. Таким образом, при описании методов испытаний, средств измерения и допусков метрологические определения приняты в качестве основных.

 

 

      2.2 Методы измерения и принципы применения средств измерения

При испытании станка иногда бывает достаточно убедиться, не превышают ли фактические отклонения допустимые значения (например, при применении предельных калибров). Зачастую для определения фактических отклонений от допустимых следует проводить измерения, связанные со значительными затратами времени.

 

Кроме того, при проведении измерений следует учитывать погрешности, вызванные неточностью средств измерения или несовершенством применяемых методов измерения. Методы и средства измерения не должны привносить погрешности, превышающие определенную часть допустимого отклонения измеряемой величины. Так как точность применяемых средств измерения в различных лабораториях может быть разной, необходимо, чтобы каждое средство измерения имело градуировочную характеристику.

 

Очень важно, чтобы контролируемый станок и средства измерения были защищены от внешних воздействий: сквозняков, потоков светового или теплового излучений (лучи солнца, близко расположенные источники света, тепла и т.п.). До начала измерений должна быть обеспечена стабильная температура помещения, применяемых средств измерения, контролируемого станка.

 

Для обеспечения достоверных данных измерения следует повторять несколько раз. За результат следует принимать среднеарифметическое значение измерений. Результаты повторных измерений не должны существенно отличаться друг от друга. Если эти отличия велики, следует выяснить их причину - метод измерения, средства измерения или сам станок.

 

Более подробные указания см. в приложении А.

 

 

      2.3 Допуски

2.31 Допуски на размеры при испытании станков

 

Допуски - разность между наибольшими и наименьшими предельно допустимыми значениями размеров, формы, расположения и перемещения, которые влияют на точность обработки (точность положений основных элементов станка и приспособлений, точность положений режущих инструментов и т.п.).

 

Существуют также допуски на образцы изделий, обрабатываемых на станке при испытаниях (в дальнейшем "образец-изделие").

 

2.311 Единицы и диапазоны измерения

 

При установлении допусков необходимо указать следующее:

 

a) используемую единицу измерения;

 

b) базу отсчета, величину поля допуска и его расположение относительно базы отсчета;

 

c) диапазон, в котором производится измерение.

 

Допуск и диапазон измерения следует выражать в одних и тех же единицах измерения. Числовые значения допусков, особенно допусков на размеры, следует указывать только в том случае, если их невозможно задать путем простой ссылки на существующие стандарты, распространяющиеся на соответствующие элементы станка. Допуски на углы и диапазоны измерения углов следует выражать либо в угловых единицах (градус, минута, секунда), либо отношением катетов прямоугольного треугольника (миллиметры на миллиметры).

 

Если для данного диапазона допуск известен, то допуск для другого диапазона, мало отличающегося от первого, определяют по закону пропорциональности. При диапазонах, существенно отличающихся от данного, закон пропорциональности неприменим. Для диапазонов меньших размеров допуски должны быть расширены, для диапазонов больших размеров они должны быть сужены по сравнению с допусками, определенными на основе закона пропорциональности.

 

2.312 Учет погрешности измерения при определении допустимых отклонений

 

Погрешности измерения включают в себя погрешности средств измерения и применяемых методов контроля. Погрешности измерения следует учитывать при анализе результатов измерения и определении соответствия результатов измерения допустимым значениям (см. 2.2). Чтобы измеренная величина соответствовала допуску, она должна быть меньше допустимой на величину погрешности измерения.

 

Пример

 

Допуск на биение: x мм

 

Неточность приборов, погрешности измерения: y мм

 

Величина показания прибора, соответствующая допуску на биение x мм, должна быть (x-y) мм.

 

Следует также учитывать погрешности, возникающие при сравнительных измерениях: неточности формы деталей станков, используемых в качестве базы отсчета, а также поверхностей, перекрываемых измерительными наконечниками или опорными поверхностями измерительных приборов.

 

Из-за вышеупомянутых источников погрешностей в качестве действительного отклонения следует принимать среднеарифметическое значение нескольких измерений.

 

Линии или поверхности, выбранные в качестве базы при измерении, должны быть непосредственно связаны со станком (например, линия центров токарного станка, ось шпинделя сверлильного или расточного станка, направляющие станка и т.п.).

 

Расположение поля допуска по отношению к номинальному значению следует определять в соответствии с 2.324.

 

2.32 Классификация допусков

 

2.321 Допуски, относящиеся к образцам-изделиям и к отдельным элементам станков

 

Изготовитель станков должен соблюдать правила обозначения допусков на чертежах в соответствии с ИСО 1101.

 

2.321.1 Допуски размеров

 

Допуски размеров, указанные в настоящем стандарте, относятся исключительно к размерам образцов изделий, используемых для испытания станков, а также к присоединительным размерам для установки режущих инструментов и средств измерения, монтируемых на станке (конус шпинделя, отверстия револьверных головок).

 

Допуски устанавливают пределы допустимых отклонений относительно номинальных размеров. Они выражаются в линейных единицах (например, отклонения положения опорных поверхностей и диаметров отверстий для установки и центрирования инструментов).

 

Отклонения следует обозначать цифрами или символами по ИСО 286-1.               

 

Пример -
 
80
или 80j6
 

2.321.2 Допуски формы

 

Допуски формы ограничивают допустимые отклонения от теоретической геометрической формы (например, отклонения, относящиеся к плоскостности, прямолинейности, биению цилиндрической поверхности, профилю резьбы или зубьев).

 

Они выражаются в линейных или угловых единицах. В зависимости от размеров поверхности измерительного наконечника или опорной поверхности измерительного прибора может быть определена только часть погрешности формы. Поэтому, в случае повышенных требований к точности, должна быть регламентирована величина поверхности, перекрываемой измерительным наконечником или опорой измерительного прибора.

 

Поверхность и форма наконечника должны соответствовать точности измерения и размерам контролируемой поверхности (поверочную плиту и стол крупного продольно-строгального станка нельзя измерять, используя наконечники с одинаковой поверхностью контакта).

 

2.321.3 Допуски расположения

 

Допуски расположения ограничивают допустимые отклонения, относящиеся к расположению элемента относительно прямой, плоскости или другого элемента станка (например, отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности и т.д.). Они выражаются в единицах измерения длин или углов.

 

Если допуск расположения задан в двух различных плоскостях и при этом отклонения в этих двух плоскостях по-разному влияют на точность работы станка, допуск расположения следует устанавливать для каждой плоскости отдельно.

 

Примечание 1 - Следует учитывать погрешности формы базовой поверхности при установлении допуска расположения относительно этой поверхности.

 

2.321.4 Влияние погрешностей формы при определении погрешностей расположения

 

При измерении погрешностей взаимного расположения двух поверхностей или двух линий (см. рисунок 1, линии
и
) измерительный прибор автоматически включает некоторые погрешности формы и дает показания с их учетом. Следует исходить из принципа, что контроль должен охватывать общую погрешность, с учетом погрешностей формы двух поверхностей или двух линий. Следовательно, общий допуск должен учитывать и допуски на форму контролируемых поверхностей. (В случае необходимости, до начала измерений следует предварительно определить погрешности формы линий и поверхностей, относительно расположения которых будет производиться измерение).
 

 

 

 

 

Рисунок 1

На рисунке 1 в качестве примера показан результат измерения параллельности двух линий. Несмотря на то, что разницы показаний измерительного прибора
образуют на графике кривую
, на практике, как правило, при определении погрешностей вместо кривой
используют прямую
АВ
, как указано в 5.211.1.
 

2.321.5 Локальные допуски

 

Допуски на форму и расположение обычно задаются на форму и расположение в целом (например, 0,03 мм на 1000 мм для прямолинейности или плоскостности). В отдельных случаях допускается устанавливать для отдельного участка линии или поверхности локальный допуск, отличающийся от общего.

 

Локальное отклонение есть расстояние между двумя линиями, параллельными общему направлению линии или траектории перемещения элемента, которые включают максимальные отклонения на отдельных участках их общей длины (см. рисунок 2).

 

 

 

 

     

1 - полное отклонение; 2 - локальный отрезок контролируемой длины; 3 - локальное отклонение

 

Рисунок 2

На рисунке 3 показана зависимость величины допуска от длины, на которой производится измерение.          

Величина локального отклонения (
) может устанавливаться:
 

- как на станок в целом, так и на любую отдельную проверку в абсолютных цифрах или

 

- в пропорции к общему допуску (
), но не меньше минимального значения (обычно 0,001 мм) (см. рисунок 3).
 

 

 

 

 

Рисунок 3     

 

.
 

Пример

 

0,03 мм,
1000 мм,
100 мм.
 

Тогда

 

мм.
 

           

На практике мелкие локальные дефекты неразличимы, потому что они перекрываются опорными или контактными поверхностями измерительных приборов. Однако, если контактные поверхности измерительных приборов относительно малы (например, сферические измерительные наконечники индикаторов или измерительных головок), необходимо, чтобы измерительный наконечник касался поверхности, обработанной с высоким классом шероховатости (использование шлифованных поверочных линеек, контрольных оправок и т.п.).

 

2.322 Допуски на перемещения элементов станка

 

Примечание 2 - Точность и повторяемость позиционирования осей с ЧПУ определяется по ИСО 230-2.

 

2.322.1 Допуски позиционирования

 

Допуск позиционирования ограничивает допустимое отклонение от заданной позиции, достигнутой точкой движущегося элемента после окончания движения.

 

Пример 1 (см. рисунок 4)

 

В конце перемещения салазок отклонение d определяется расстоянием между фактически достигнутой позицией и заданной позицией. Допуск позиционирования р.

 

 

 

 

     

1 - фактическая позиция; 2 - заданная позиция

 

Рисунок 4

Пример 2 (см. рисунок 5)

 

Угол поворота шпинделя d относительно углового смещения делительного диска, присоединенного к нему. Допуск позиционирования p.

 

 

 

 

     

1 - заданная позиция; 2 - фактическая позиция

 

Рисунок 5

2.322.11 Допуски повторяемости

 

Допуск повторяемости ограничивает допустимые отклонения при повторяющихся перемещениях в заданную координату в одном и том же или в противоположном направлениях.

 

2.322.2 Допуски формы траектории

 

Допуск формы траектории ограничивает допустимые отклонения фактической траектории точки движущегося элемента относительно теоретической траектории (см. рисунок 6). Они устанавливаются в единицах длины.

 

 

 

 

     

1 - фактическая траектория; 2 - теоретическая траектория

 

Рисунок 6

2.322.3 Допуски отклонения от прямолинейности перемещения (см. рисунок. 7)

 

 

 

 

     

1 - фактическая траектория; 2 - теоретическая траектория; 3 - допуск локальный; 4 - фактическое локальное отклонение; 5 - полное отклонение; 6 - допуск общий

Рисунок 7

Допуск отклонения от прямолинейности перемещения устанавливает допустимое отклонение фактической траектории точки движущегося элемента от расчетной траектории (например, отклонение от параллельности или перпендикулярности фактической траектории от расчетной линии или поверхности). Он устанавливается в единицах длины для полной длины
или любого измеряемого отрезка длины
.
 

2.322.4 Локальный допуск на перемещение элемента станка

 

Допуски на позиционирование, форму траектории и направление прямолинейного движения можно задавать как на локальные участки перемещения, так и на полную длину перемещения элемента.

 

Определения локального допуска и его величины см. в 2.321.5.

 

2.323 Полный или суммарный допуск

 

Полный или суммарный допуск предназначен для упрощения измерения, если вместо измерения нескольких отклонений можно ограничиться одним измерением, полностью характеризующим точность элемента станка.

 

Пример (см. рисунок 8)

 

Биение вала является суммой отклонения формы вала (некруглости вала в сечение
, в котором измерительный наконечник находится в контакте с проверяемой поверхностью), отклонения положения оси вала (несоосность оси вала и оси вращения вала) и биения подшипника
.
 

 

 

 

 

Рисунок 8

2.324 Обозначения и расположение допустимых отклонений относительных угловых положений осей, направляющих и т.п.

 

Если расположение допустимых отклонений по отношению к номинальному значению является симметричным, то можно употребить знак ±. Если расположение асимметрично, его следует уточнить словами относительно станка или одной из деталей станка.

 

2.325 Общепринятое определение осей и перемещений

 

Чтобы избежать употребления терминов "поперечный", "продольный" и т.д., что может привести к путанице, оси перемещения и вращения деталей станка обозначаются буквами (например,
,
,
и т.д.) и знаками в соответствии с ИСО 841 (см. также 5.231).
 

      3 Подготовка станка к измерениям

     

 

      3.1 Установка станка перед измерениями

До проведения измерений станок следует установить на соответствующий фундамент и выверить по уровню в соответствии с инструкцией изготовителя.

 

3.11 Установка по уровню

 

К предварительной операции установки станка относится точная выверка по уровню, которая выполняется в соответствии с конструктивными особенностями станка (см. 3.1).

 

Цель установки по уровню - добиться положения статической стабильности станка и обеспечить базу для последующих измерений, особенно тех, которые относятся к прямолинейности поверхностей и перемещений элементов станка.

 

 

      3.2 Условия проведения измерений

3.21 Демонтаж отдельных компонентов

 

Измерения геометрических параметров станка проводят, как правило, на полностью собранном станке. В исключительных случаях допускается проведение демонтажа отдельных элементов станка в соответствии с инструкцией изготовителя (например, демонтаж стола станка для проверки направляющих).

 

3.22 Тепловой режим перед измерениями

 

Основной целью измерений является проверка точности станка в условиях, наиболее приближенных к условиям нормальной работы с точки зрения теплового режима.

 

Перед измерениями геометрической точности станка элементы станка, например шпиндели и другие элементы станка, подверженные нагреву во время работы и, следовательно, изменениям расположения и формы, должны быть предварительно разогреты путем обкатки станка на холостом ходу в соответствии с указаниями изготовителя.

 

Особых более жестких требований к условиям испытаний следует придерживаться при проверке высокоточных станков и некоторых станков с числовым управлением, на точность которых колебания температуры могут оказать существенное влияние.

 

Необходимо учитывать изменения размеров элементов станка в течение нормального рабочего цикла при перепаде температуры окружающей среды. Режим предварительного прогрева станка, окружающая температура и ее колебания во время испытаний в случае необходимости должны быть согласованы между производителем станка и заказчиком.

 

Основные элементы конструкции станка, тепловые деформации которых могут оказывать существенное влияние на его точностные характеристики:

 

a) базовые узлы (станина, салазки, шпиндельный узел и т.п.), их смещение в плоскости главной оси и плоскости, перпендикулярной к ней;

 

b) приводы координатных перемещений и системы позиционирования с обратной связью, в которых точность позиционирования определяется, например, ходовым винтом.

 

3.23 Выполнение измерений

 

Измерение геометрической точности следует проводить на станке, отключенном от электроснабжения или работающем на холостом ходу. По указанию изготовителя может потребоваться установка на станок одного или нескольких образцов изделий, обрабатываемых на станке, например в случае испытания тяжелых станков.

 

 

      4 Испытания станка в работе

     

 

      4.1 Проведение испытаний

Испытания станка в работе должны проводиться на стандартных образцах или на образцах, предоставленных потребителем. Проведение испытаний в работе не должно требовать иных операций, кроме тех, для которых предназначен данный станок. Испытания в работе должны включать только финишные операции, для которых предназначен станок.

 

Число обработанных образцов-изделий или, в некоторых случаях, число проходов для обработки одной детали должно быть достаточным для определения точности обработки. При необходимости следует учитывать износ применяемого инструмента.

 

Особенности образцов-изделий, размеры и материал, а также требуемая точность и режимы резания следует определять по согласованию между изготовителем станка и потребителем, если не имеется других указаний в стандартах на точность конкретных типов станков.

 

В отдельных случаях испытания в работе могут быть заменены или дополнены специальными испытаниями, определенными в соответствующих стандартах (например, проверкой отклонений под действием нагрузки, испытаниями кинематической точности и т.п.)

 

 

      4.2 Измерение образцов-изделий при испытаниях в работе

Измерение обработанных образцов-изделий при испытаниях в работе выполняют при помощи средств измерения, выбранных в соответствии с видом измерений и требуемой точностью (см. также 6.6; 6.7; 6.8).

 

В части допусков следует руководствоваться 2.321 и, в частности, 2.321.1 и 2.321.2.

 

 

      5 Измерение геометрических параметров

     

 

      5.1 Общие положения

В этом разделе приведены определения геометрических параметров, методы измерения и способы определения фактических отклонений для каждого вида геометрических параметров станка:

 

- прямолинейности (см. 5.2);

 

- плоскостности (см. 5.3);

 

- параллельности, эквидистантности и соосности (см. 5.4);

 

- перпендикулярности (см. 5.5);

 

- вращения (см. 5.6).

 

Для каждого геометрического параметра описан как минимум один метод измерения с указанием принципа измерения и применяемых средств измерения.

 

Если потребитель захочет применить другие методы измерения, то их точность должна быть не ниже точности методов, приведенных в настоящем стандарте.

 

Описанные методы отбирались из тех, для которых требуются наиболее простые средства измерения (поверочные линейки, поверочные угольники, контрольные оправки, уровни, индикаторы часового типа и т.п.). Однако следует иметь в виду, что в настоящее время нашли широкое применение и другие методы измерения, особенно связанные с использованием оптических и электронных приборов, а также приборов с применением вычислительной техники.

 

Измерение некоторых крупногабаритных деталей станков часто требует применения специальных приборов, обеспечивающих удобное и быстрое выполнение измерительных операций.

 

 

      5.2 Прямолинейность

Существуют следующие методы измерения прямолинейности:

 

- прямолинейность линии в плоскости или в пространстве, см. 5.21;

 

- прямолинейность поверхностей элементов станка, см. 5.22;

 

- прямолинейность перемещения, см. 5.23.

 

5.21 Прямолинейность линии в плоскости или в пространстве

 

5.211 Определение

 

5.211.1 Прямолинейность линии в плоскости (см. рисунок 9)

 

 

 

 

 

Рисунок 9

Линия в плоскости считается прямой на данной длине, если все ее точки находятся между двумя прямыми линиями, параллельными общему направлению контролируемой линии, расстояние между которыми равно допуску.

 

Общее направление контролируемой линии или представляющей ее расчетной линии следует определять таким образом, чтобы минимизировать отклонение от прямолинейности. Общее направление можно определять:

 

- двумя точками, выбранными у концов проверяемой линии (в большинстве случаев самыми крайними точками следует пренебречь, т.к. чаще всего они имеют местные дефекты) или

 

- прямой линией, рассчитанной и построенной по точкам (например, по методу наименьших квадратов).

 

5.211.2 Прямолинейность линии в пространстве (см. рисунок 10)

 

 

 

 

 

Рисунок 10

Линия в пространстве считается прямой на данной длине, если каждая из ее проекций на две взаимно перпендикулярные плоскости, параллельные общему направлению контролируемой линии, находится между двумя прямыми линиями в соответствии с 5.211.1.

 

Примечание 3 - Допуски в каждой из плоскостей могут быть разными.

 

5.212 Методы измерения прямолинейности

 

Существуют два метода измерения прямолинейности, основанные на:

 

- линейных измерениях или

 

- угловых измерениях.

 

Практически эталон прямолинейности может быть материальным (поверочная линейка, натянутая струна) или в виде эталонной прямой линии, заданной точным уровнем, лучом света и т.п.

 

Рекомендуемые средства измерения:

 

a) для длин менее 1600 мм: материальный эталон (например, поверочная линейка) или уровень;

 

b) для длин свыше 1600 мм: эталонная прямая линия, определяемая натянутой струной, оптическим устройством или уровнем.

 

5.212.1 Методы, основанные на линейных измерениях

 

Применяемое эталонное средство измерения (эталон прямолинейности) должно быть установлено относительно контролируемой линии так, чтобы можно было использовать соответствующее средство измерения.

 

Оно должно обеспечивать регистрацию отклонений проверяемой линии относительно эталона прямолинейности. Замеры могут производиться в точках, отстоящих на равном расстоянии друг от друга или выбранных произвольно, по длине проверяемой линии. Расположение точек не зависит от применяемого средства измерения.

 

Эталон прямолинейности рекомендуется установить так, чтобы показания измерительного прибора на обоих концах эталона были приблизительно одинаковыми.

 

Результаты измерений следует нанести на график в приемлемом масштабе для окончательной обработки. Для дальнейшей обработки результатов измерения следует построить расчетную линию в соответствии с 5.211.1.

 

Отклонение от прямолинейности определяется как расстояние между двумя прямыми линиями, параллельными расчетной линии, проходящими через точки верхнего и нижнего экстремумов графика фактических отклонений и соответствуют значению, представленному отрезком
(см. рисунок 11).
 

 

 

 

     

1 - расчетная линия; 2 - эталон прямолинейности; 3 - отклонение от прямолинейности

 

Рисунок 11

Примечание 4 - При значительном наклоне расчетной линии следует учитывать эффект вертикального увеличения отклонений.

 

5.212.11 Метод с использованием поверочной линейки

 

5.212.111 Измерение в вертикальной плоскости

 

Поверочную линейку следует устанавливать на двух опорах, расположенных по возможности в точках, соответствующих минимальному прогибу линейки под воздействием силы тяжести (оптимальное расположение опор - см. А.2).

 

Измерение следует проводить путем перемещения вдоль поверочной линейки стойку с индикатором, основание которой имеет три точки, контактируемых с контролируемой поверхностью. Одна из этих контактных точек и точка контакта мерительного наконечника индикатора с поверочной линейкой должны находиться на одной линии, перпендикулярной к контролируемой поверхности (см. рисунок 12).

 

 

 

 

     

1 - контролируемая поверхность; 2 - контактные точки на линии (плоскости), перпендикулярной к наконечнику; 3 - направляющая линейка; 4 - стойка для крепления индикатора; 5 - поверочная линейка; 6 - опоры для поверочной линейки

Рисунок 12

Перемещение стойки с индикатором вдоль линии измерения следует обеспечить за счет перемещения ее вдоль вспомогательной направляющей линейки.

 

При высокой точности измерений следует учитывать погрешности поверочной линейки.

 

5.212.112 Измерение в горизонтальной плоскости

 

В этом случае предпочтительно использовать рабочую поверхность поверочной линейки, обращенную к измеряемой плоскости и параллельную ей.

 

Стойку измерительного прибора следует перемещать по измеряемой поверхности, при этом мерительный наконечник измерительного прибора должен касаться рабочей поверхности поверочной линейки (см. рисунок 13). Поверочную линейку следует устанавливать так, чтобы показания измерительного прибора на обоих концах линейки были одинаковыми. Отклонения от прямолинейности относительно базовой линии, соединяющей оба конца, считываются непосредственно с прибора.

 

 

 

 

     

1 - базовая плоскость; 2 - наборы концевых мер длины; 3 - контролируемая поверхность

 

Рисунок 13

Обращаем внимание, что при любом прогибе под действием собственного веса установленной на опорах поверочной линейки прямолинейность ее измерительной поверхности практически остается неизменной.

 

Другой особенностью этого метода измерения прямолинейности в горизонтальной плоскости является то, что он позволяет измерять отклонения прямолинейности как базовой поверхности поверочной линейки, так и контролируемой поверхности.

 

С этой целью применяется так называемый метод инверсии. Он состоит в следующем: после проведения, как это описано выше, первого измерения при помощи этого же измерительного прибора выполняют второе измерение, перевернув поверочную линейку на 180° вокруг ее продольной оси. Стойку измерительного прибора, так же как и при первом измерении, следует перемещать по контролируемой поверхности, при этом мерительный наконечник измерительного прибора должен касаться базовой плоскости поверочной линейки - цикл измерения повторяется (см. рисунок 13).

 

Обе полученные в результате измерений кривые отклонений
и
, изображенные на рисунке 14, являются результатом измерения отклонения от прямолинейности контролируемой поверхности, в которые отклонения от прямолинейности рабочей поверхности поверочной линейки входят с разными знаками.
 

 

 

 

     

1
- результаты первого измерения
(кривая
);
2
- среднеарифметическое точек
и
(кривая
);
3
- результаты второго измерения
(кривая
);
4
- отклонение от прямолинейности контролируемой поверхности;
5
- отклонение от прямолинейности поверочной линейки
 

Рисунок 14

Кривая
, каждая точка которой соответствует среднеарифметическому точек кривых
и
, представляет отклонение от прямолинейности рабочей поверхности поверочной линейки. Расстояние кривой
от кривой
(
) или равное ему расстояние кривой
от кривой
(
) в каждой контролируемой точке является результатом измерения отклонения от прямолинейности проверяемой поверхности.
 

5.212.12 Метод с использованием натянутой струны и микроскопа

 

Стальную струну диаметром около 0,1 мм следует натягивать таким образом, чтобы она была параллельна проверяемой линии (см. рисунок 15). Например, для линии, расположенной в горизонтальной плоскости, вертикально расположенный микроскоп, снабженный микрометрическим устройством для измерения горизонтального смещения, определит отклонение линии относительно струны в горизонтальной плоскости измерения
(см. также А.9).
 
Натянутая струна
и проверяемая линия должны находиться в одной и той же плоскости, перпендикулярной к контролируемой поверхности, в которой лежит линия
.
 
При перемещении вдоль контролируемой поверхности две опоры микроскопа, лежащие на прямой, вдоль которой будет проверяться прямолинейность, следует прижимать к контролируемой поверхности. При этом одна из этих точек - точка
- должна совпадать с оптической осью микроскопа (см. рисунок 15).
 

 

 

 

 

Рисунок 15

Следует избегать применения метода измерения, использующего натянутую струну, если необходимо учитывать провисание
струны
. Для случая, изображенного на рисунке 15, для измерения прямолинейности линии
в вертикальной плоскости, необходимо установить микроскоп так, чтобы его оптическая ось была расположена горизонтально, и измерить провисание струны в каждой точке. Такое провисание трудно определить с достаточной точностью.
 

5.212.13 Метод с использованием визирной трубы

 

При использовании визирной трубы (см. рисунок 16) разность уровней
, соответствующая расстоянию между оптической осью визирной трубы и центром визирной марки, следует считывать либо непосредственно по окулярной шкале визирной трубы, либо с помощью ее окулярного микрометра (см. А.10).
 

 

 

 

 

     

1 - окулярная сетка; 2 - визирная труба; 3 - марка; 4 - устройство наведения (видоискатель); 5 - источник света

Рисунок 16

Оптическая ось визирной трубы принимается за измерительную базу.

 

Поворот визирной трубы вместе с визирной маркой вокруг оптической оси дает возможность измерить прямолинейность в любой плоскости.

 

Стойка визирной марки, устанавливаемая на поверхность, содержащую прямую линию, вдоль которой надо проверять прямолинейность, должна иметь количество опорных точек, необходимое для обеспечения ее устойчивости при измерении.

 

Одна из опорных точек
должна располагаться на прямой линии, вдоль которой проверяется прямолинейность, и удовлетворять требованиям, описанным в 5.212.12.
 

Центр визирной марки должен быть расположен на линии, перпендикулярной к измеряемой плоскости и проходящей через точку
.
 

Необходимо обеспечить перемещения стойки с визирной маркой по прямой параллельно оптической оси визирной трубы.

 

При больших длинах измерения точность этого метода ухудшается из-за пространственного различия коэффициентов преломления воздуха, которое вызывает искривление светового луча.

 

5.212.14 Метод с использованием лазера и фотоэлектрического датчика (см. рисунок 17)

 

 

 

 

     

1 - лазерный излучатель; 2 - регистрирующее устройство; 3 - фотоэлектрический датчик

 

Рисунок 17

В качестве эталона при измерениях используется лазерный луч. Луч направлен на фотоэлектрический датчик с четырьмя секторами, который перемещается вдоль оси лазерного луча. Прибор регистрирует горизонтальные и вертикальные смещения центра датчика относительно луча, которые передаются на записывающее устройство. При измерении следует руководствоваться инструкциями изготовителя измерительного прибора (см. также А.13).

 

Фотоэлектрический датчик должен располагаться в плоскости, перпендикулярной к линии измерения, проходящей через точку
, как описано в 5.212.13.
 

5.212.15 Метод с использованием лазерного интерферометра с призмой Уоллстона (см. рисунок 18)

 

 

 

 

     

1 - лазерный излучатель; 2 - интерферометр с призмой Уоллстона; 3 - уголковый отражатель

 

Рисунок 18

Результаты измерений определяют при помощи двухзеркального уголкового отражателя.

 

Для регистрации изменений расположения визирной марки относительно оси симметрии уголкового отражателя используется лазерный интерферометр и специальные оптические элементы. Из-за разнообразия используемых в комплектации прибора оптических элементов и применяемых способов измерения различной точности следует в каждом конкретном случае руководствоваться инструкциями изготовителей измерительных приборов (см. также А.13).

 

Одна из опорных точек
интерферометра должна удовлетворять требованиям, изложенным в 5.212.13.
 

5.212.2 Методы, основанные на измерении углов

 

Принцип метода: прибор для измерения угловых отклонений устанавливается на перемещаемый элемент (мостик), постоянно находящийся в контакте с линией, вдоль которой выполняется проверка, в двух точках
и
, расположенных друг от друга на расстоянии
(см. рисунок 19). Мостик следует перемещать таким образом, чтобы при перемещении из положения
в положение
точка
находилась в бывшей точке
. Прибором для измерения угловых отклонений измеряют углы
,
, ...
, определяющие положение перемещаемого элемента относительно базы отсчета.
 

 

 

 

     

1 - эталонная линия; 2 - мостик; 3 - измерительный прибор

 

Рисунок 19

Примечание 5 - При этом методе участки прямой, расположенные между опорами перемещаемого элемента, не контролируются. Контроль прямолинейности этих участков может быть выполнен при помощи поверочной линейки соответствующей длины.

 

Результаты измерений обрабатываются графически, как показано на рисунке 20. В начало прямоугольной системы координат помещают точку
. Для определения координат каждой следующей точки
в соответствующем масштабе следует поступать следующим образом:     
 

           

- по оси абсцисс откладывают расстояния
между опорами;
 
- по оси ординат откладывают с учетом знаков последовательность линейных приращений
- относительный уровень в смежных точках
и
.
 

 

 

 

     

1 - отклонение от прямолинейности; 2 - расчетная линия

 

Рисунок 20      

рассчитывается по формуле:
 
,
 
где
- угол наклона мостика относительно измерительной базы, соответствующий
-му положению мостика (
0, 1, 2, ...,
).
 
Полученные точки
,
,
, ...,
, ...,
представляют кривую профиля проверяемой линии (профилограмму) в принятом масштабе, обеспечивающую наглядность отклонений от прямолинейности контролируемой линии.
 
Расчетная линия строится по конечным точкам
и
(см. 5.211.1).
 
Отклонение от прямолинейности определяется, как указано в 5.212.1, расстоянием по оси ординат (
) между двумя прямыми линиями, параллельными расчетной линии и касающимися контролируемой линии в ее высшей и низшей точках.
 
Примечание 6 - Опоры
и
перемещаемого элемента должны иметь достаточную площадь для уменьшения влияния небольших поверхностных дефектов. Необходимо тщательно готовить опоры и очищать контролируемую поверхность с целью сокращения до минимума дополнительных погрешностей при измерении.
 
Примечание 7 - Этот метод может применяться при измерении станков и деталей большой длины. В этом случае значение
должно выбираться так, чтобы исключить излишне большое количество измерений и, соответственно, накопленных погрешностей.
 

5.212.21 Метод с использованием уровня

 

В качестве средства измерения используется уровень (см. А.6), который следует последовательно устанавливать вдоль контролируемой линии в соответствии с 5.212.2 (см. рисунок 19).

 

Если контролируемая линия расположена под углом к горизонту, уровень следует устанавливать на соответствующем угловом приспособлении (мостике), способно компенсировать наклон поверхности (см. рисунок 21).

 

 

 

 

     

1 - направляющая поверхность поверочной линейки

 

Рисунок 21

При измерении прямолинейности линии
уровень вместе с приспособлением должен сохранять постоянную ориентацию вдоль направления перемещения уровня вместе с мостиком (например, посредством использования в качестве направляющей поверочной линейки, как показано на рисунке 21).
 

Примечание 8 - Уровень позволяет измерить прямолинейность только в вертикальной плоскости; для контроля линии в горизонтальной плоскости следует использовать другой метод (например, метод с использованием автоколлиматора, натянутой струны и микроскопа).

 

5.212.22 Метод с использованием автоколлиматора

 

В этом методе используется автоколлиматор, установленный по одной оси с подвижным зеркалом (см. рисунок 22), и любой поворот перемещаемого зеркала
вокруг любой горизонтальной оси вызывает соответствующее вертикальное смещение изображения перекрестия визирных линий в поле зрения окуляра автоколлиматора. Измерение этого смещения с помощью окулярного микрометра автоколлиматора позволяет определить изменение углового положения зеркала (см. также А.11).
 

 

 

 

     

1 - автоколлиматор; 2 - перемещаемое зеркало

 

Рисунок 22

Измерительной базой служит оптическая ось автоколлиматора, определяемая точкой перекрестия визирных линий.

 

Примечание 9 - Окулярный микрометр автоколлиматора может поворачиваться на 90°, что позволяет производить измерения как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Существуют автоколлиматоры с двумя независимыми окулярными микрометрами, позволяющими одновременное измерение углов поворота зеркала в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

 

Примечание 10 - Этот метод наиболее подходит для измерения станков и деталей большой длины. В отличие от метода с использованием визирной трубы, он меньше подвержен влиянию изменений коэффициента преломления воздуха, т.к. в данном случае во время измерения световой луч проходит одно и то же расстояние в прямом и обратном направлениях.

 

Примечание 11 - При применении этого метода для устранения влияния на результаты измерения ряда дестабилизирующих факторов следует по возможности устанавливать автоколлиматор на том же самом элементе, прямолинейность поверхности которого проверяется.

 

5.212.23 Метод с использованием лазерного интерферометра (режим угловых измерений) (см. рисунок 23)

 

 

 

 

     

1 - источник лазерного излучения; 2 - интерферометр; 3 - перемещаемый элемент

 

Рисунок 23

При этом методе интерферометр должен быть жестко закреплен на элементе, на котором находится контролируемая линия.

 

Этот метод наиболее подходит для ответственных измерений, т.к. менее подвержен изменениям коэффициента преломления воздуха.

 

База отсчета образуется двумя параллельными лучами
и
, формируемыми лазерным интерферометром.
 

5.213 Допуски

 

5.213.1 Определение

 

Поле допуска
ограничено в измеряемой плоскости двумя прямыми линиями, расстояние между которыми равно
, и параллельными расчетной линии
(см. рисунок 24). Максимальное отклонение -
.
 

 

 

 

 

Рисунок 24

Длина измерения и расположение поля допуска относительно расчетной прямой линии или плоскости должны быть заданы заранее до измерения. Кроме того, должно быть задано направление допуска - только вогнутость или только выпуклость.

 

В большинстве случаев не следует учитывать точки (участки) на концах диапазона измерения, которые обычно имеют локальные отклонения, не влияющие на общую прямолинейность.

 

5.213.2 Величина допуска

 

Минимальный допуск
должен быть установлен для длины
, меньшей или равной
(см. рисунок 25).
 

 

 

 

 

Рисунок 25

 

Максимальный допуск
должен быть установлен для длины
, большей или равной
.
 
Для любой промежуточной длины (между
и
) допуск
рассчитывается методом пропорции:
 
,
 
,
 
.
 

5.22 Прямолинейность поверхностей элементов станка

 

5.221 Определение

Определения прямолинейности поверхности какого-либо элемента станка такие же, как и определения прямолинейности для линии (см. 5.211).

 

5.222 Методы измерения прямолинейности

 

Методы измерения прямолинейности поверхности элементов станка такие же, как методы измерения прямолинейности линии (см. 5.212).

 

5.222.1 Измерение прямолинейности поверхности направляющих пазов или столов

 

Для измерения прямолинейности боковых поверхностей паза можно использовать, например, приспособление, изображенное на рисунке 26.

 

 

 

 

     

1 - измеряемая поверхность; 2 - измерительное приспособление (см. рисунок 27)

Рисунок 26

При перемещении этого приспособления вдоль паза индикатор, установленный на приспособлении, показывает отклонения от прямолинейности линии, проходящей через точки
или
при минимальном значении расстояния
(см. рисунок 26).
 
При измерении прямолинейности методом измерения углов по 5.212.2 следует учитывать расстояние
между двумя базовыми точками измерительного приспособления
и
(см. рисунок 27).
 

 

 

 

 

Рисунок 27

Измерительное приспособление должно лежать на столе на трех опорных точках
,
,
и иметь две базовые точки
и
, расположенные на измеряемой линии (см. рисунок 27).
 
Для измерения прямолинейности более сложных поверхностей, которые в случае могут быть не перпендикулярны ни к одной из базовых плоскостей, например наклонных направляющих, следует использовать более сложные приспособления для перевода плоскости измерения в прямоугольные координаты по линиям
и
(см. рисунок 28).
 

 

 

 

     

1 - контролируемая поверхность

 

Рисунок 28

5.222.2 Измерение прямолинейности направляющих

 

Направление движения перемещаемого элемента станка обеспечивается направляющими или более сложными устройствами, которые не могут быть демонтированы без нарушения геометрии станка. Измерение прямолинейности направляющих может производиться только в случае доступности этого элемента. В противном случае измерение прямолинейности направляющих следует проводить путем измерения прямолинейности перемещения по ним элемента станка (см. 5.23).

 

Измерение отклонения от прямолинейности всегда должно производиться в рабочей плоскости. Обычно это горизонтальная (рисунок 29, линия
) или вертикальная (рисунок 29, линия
) плоскости. Исключение составляют некоторые специфические конфигурации компоновки станков (см. рисунок 36).
 

 

 

 

 

Рисунок 29

В поперечном сечении направляющие могут иметь различную форму, разработанную изготовителем станка.

 

Направляющие поверхности могут быть в виде:

 

a) одной плоскости или набора нескольких небольших плоскостей, соединенных вместе;

 

b) нескольких узких плоских секций, цилиндрических поверхностей или их комбинации.

5.222.21 V-образные направляющие

 

Измерительный мостик для таких направляющих должен опираться на пять контактных точек, в т.ч. четыре контактных точки
и
на V-образной направляющей и одна (пятая) точка на другой части системы направляющих.
 

Для измерения прямолинейности таких направляющих следует использовать приспособление с цилиндрической контрольной оправкой, имеющей два пояска контакта, образованных занижением диаметра в средней части, как показано на рисунках 30 и 31, или приспособление с охватывающей V-образной частью, как показано на рисунке 29, для измерения поверхности, сопряженной с направляющей, показанной на рисунке 30.

 

 

 

 

     

1 - свободный шарик

 

Рисунок 30

 

 

 

 

     

1 - пятая точка опоры

 

Рисунок 31

Примечание 12 - Пятая опорная точка не должна мешать базированию контрольной оправки на V-образной направляющей.

 

5.222.22 Цилиндрические направляющие

 

Для измерения прямолинейности таких направляющих следует использовать измерительный мостик, опирающийся на цилиндрическую направляющую четырьмя точками
и
, образующими V-образную охватывающую поверхность, и одной (пятой) точкой на другую часть системы направляющих (см. рисунки 32 и 33).
 

 

 

 

     

1 - пятая точка опоры

 

Рисунок 32

 

 

 

 

     

1 - пятая точка опоры

 

Рисунок 33

Необходимо соблюдать требования к пятой точке опоры приспособления, изложенные в примечании 12.

 

5.222.23 Вертикальные поверхности направляющих

 

Для измерения прямолинейности вертикальной поверхности направляющих (см. рисунок 34) в качестве примера показано использование измерительного мостика (см. рисунок 35). Для базирования этого приспособления на горизонтальной плоскости предусмотрены три точки опоры, для боковой вертикальной направляющей - две точки
и
, которые должны контактировать с измеряемой поверхностью (см. рисунки 34 и 35).
 

 

 

 

     

1 - контролируемая поверхность

Рисунок 34

 

 

 

 

     

1 - базовые точки опоры

 

Рисунок 35

Примечание 13 - Если измерение отклонений от прямолинейности осуществляется методом непосредственных линейных измерений, то линия измерения измерительного прибора должна проходить через одну из опорных точек перпендикулярно к измеряемой поверхности. Если измерение производится методом угловых измерений, то шаг измерений должен равняться расстоянию
между опорными точками.
 

5.222.24 Наклонные направляющие (см. рисунок 36)

 

 

 

 

     

1 - рабочая плоскость

 

Рисунок 36

В этом случае рабочая плоскость перемещаемого элемента находится под углом к горизонтальной плоскости.

 

Отклонение от прямолинейности измеряется в рабочей плоскости (линия
) и в плоскости, перпендикулярной к ней.
 

5.222.3 Допуски

 

См. 5.213

 

5.23 Измерение прямолинейности перемещения

 

Измерение прямолинейности перемещения перемещаемых элементов станка требуется не только для того, чтобы убедиться, что станок может производить прямые или плоские поверхности на обрабатываемых изделиях, но и потому, что точность позиционирования точек обрабатываемого изделия также зависит от прямолинейности перемещения.

 

5.231 Отклонения (см. рисунок 37)

 

 

 

 

Отклонения при перемещении по оси
 

 

 

Линейные отклонения от направления перемещения

Угловые отклонения от направления перемещения

: смещение вправо - влево
 
: наклон вперед - назад, продольный крен (тангаж)
 
: смещение вверх - вниз
 
: поворот вправо - влево вокруг вертикальной оси (рыскание)
 
: позиционное смещение
 
: наклон вправо - влево, поперечный крен (качка)
 

 

 

Рисунок 37

Движение по прямой линии перемещаемого элемента в общем случае характеризуется отклонениями в шести направлениях:

 

a) одно позиционное отклонение в направлении движения;

 

b) два линейных отклонения траектории в плоскости, перпендикулярной к направлению перемещения;

 

c) три угловых отклонения - повороты вокруг осей
,
,
.
 

5.231.1 Погрешности позиционирования

 

Погрешности позиционирования рассмотрены в 2.322.1 и ИСО 230-2.

 

5.231.2 Линейные отклонения

 

Линейное отклонение прямолинейного перемещения движущегося элемента определяется прямолинейностью траектории перемещения, измеряемой точки движущегося элемента. Представительная точка - точка режущего инструмента, если движущийся элемент несет этот инструмент. Если движущийся элемент несет обрабатываемую деталь, в качестве представительной точки принимается центр стола станка или другая, заранее оговоренная точка, жестко связанная со столом.

 

5.231.3 Угловые отклонения

 

При любом перемещении движущегося элемента возникают угловые отклонения. Для их обозначения применяются следующие термины: тангаж (
), рыскание (
) и качка (
), как показано на рисунке 37.
 

Все эти отклонения влияют на прямолинейность перемещения. Для точных измерений следует учитывать возникающую при этом погрешность, если измеряемая точка не совпадает с представительной точкой. Величина каждого углового отклонения определяет максимальный угол поворота (наклона) при полном перемещении движущегося элемента.

 

5.232 Методы измерений

 

5.232.1 Методы измерения линейных отклонений

 

Для построения траектории перемещения представительной точки движущегося элемента используются следующие методы.

 

5.232.11 Метод с использованием поверочной линейки и индикатора (см. 5.212.112)

 

При использовании поверочной линейки и индикатора обычно следует учитывать прямолинейность элемента, принятого за базу измерения (рабочая поверхность стола станка, станины и т.п.). Измерительный наконечник индикатора должен находиться как можно ближе к точке расположения активной зоны режущего инструмента (см. А.2 и А.7).

 

5.232.12 Метод с использованием микроскопа и натянутой струны (см. 5.212.12)

 

Порядок измерения такой же, как при использовании поверочной линейки и индикатора, при этом натянутая струна используется вместо поверочной линейки и микроскоп - вместо индикатора (см. А.9).

 

5.232.13 Метод с использованием визирной трубы (см. 5.212.13)

 

При использовании визирной трубы перекрестие ее визирных линий следует совмещать с базовой линией прибора (оптической осью), марка должна быть расположена на движущемся элементе, при этом ее центр должен быть расположен как можно ближе к активной зоне режущего инструмента (см. А.10).

 

5.232.14 Метод с использованием лазера (см. 5.212.14 и 5.212.15)

 

При использовании лазера (прямое измерение, использующее интерферометр для измерения прямолинейности) части прибора, определяющие измерительную базу, должны быть надежно закреплены на неподвижном элементе, выбранном в качестве базы. Перемещаемый элемент прибора следует закрепить таким образом, чтобы его центр располагался как можно ближе к активной зоне режущего инструмента (см. А.13).

 

5.232.15 Метод с использованием угловых измерений (см. 5.212.2 и 5.232.2)

 

Этот метод не рекомендуется для проверки соответствия линейных отклонений допускам, заданным в линейных величинах. Для проверки прямолинейности направляющих (см. 5.212.2) перемещаемый элемент - измерительный мостик должен иметь две точки опоры
и
, расположенные на расстоянии
друг от друга (см. рисунок 19). Проверка направляющих осуществляется путем последовательного перемещения измерительного мостика с интервалами, равными
.
 

Обычно движущийся элемент станка касается поверхности направляющих по всей своей длине, не имея ярко выраженных точек опоры.

 

В этом случае ввиду неопределенности базовой линии измерения невозможно достоверно пересчитать полученные угловые отклонения в линейные, и полученные результаты могут отличаться от реальной траектории.

 

Полагая, что поверхность контакта движущегося элемента с направляющими является ровной и движущийся, элемент перемещается по линии, огибающей контролируемую поверхность, линейное отклонение от прямолинейности можно изобразить графически, как показано на рисунке 38.

 

 

 

 

     

1-7 - точки измерения; 8 - линейное отклонение

 

Рисунок 38

В
-й точке измеренное угловое отклонение -
. Примем, что
распространяется на расстояние от точки
-1 до
и от
до
+1. Если происходит резкое изменение
, шаг измерения в этом месте следует изменить.
 

5.232.2 Методы измерений угловых отклонений

 

При перемещении перемещаемого элемента в горизонтальной плоскости с помощью уровня можно измерить такие отклонения, как углы тангажа и качки, а с помощью автоколлиматора или лазера - углы тангажа и рыскания.

 

5.232.21 Метод с использованием уровня

 

Уровень следует устанавливать на перемещаемом элементе станка. Этот элемент следует перемещать шагами, показания уровня регистрировать после каждого перемещения.

 

5.232.22 Метод с использованием автоколлиматора (см. 5.212.22)

 

Автоколлиматор, воспроизводящий базовую линию, следует устанавливать на неподвижном элементе станка, зеркало - на движущемся элементе станка.

 

5.232.23 Метод с использованием лазерного интерферометра (см. 5.212.23)

 

Источник лазерного излучения следует устанавливать на перемещаемом элементе, а лазерный интерферометр и устройство отклонения луча следует крепить на неподвижном элементе, принятом за нулевую линию. Допускается установка этих приборов и наоборот.

 

5.233 Допуск

 

5.233.1 Допуск на линейное отклонение от прямолинейного движения

 

Допуск устанавливает пределы допустимых линейных отклонений траектории прямолинейного перемещения представительной точки на движущемся элементе по отношению к расчетной линии (общее направление траектории). Допуски на линейные отклонения в разных плоскостях могут быть различными.

 

5.233.2 Допуск на угловое отклонение от прямолинейного перемещения

 

Допуск устанавливает пределы допустимых угловых отклонений от прямолинейного перемещения движущегося элемента.

 

Допуски для трех угловых отклонений: тангажа, рыскания и качки - могут быть различными.

 

 

      5.3 Плоскостность

5.31 Определение

 

Поверхность считается плоской в заданном диапазоне измерения, если все точки этой поверхности находятся между двумя плоскостями, параллельными общему направлению проверяемой поверхности, расстояние между которыми равно допуску.

 

Чтобы минимизировать отклонение от плоскостности, общее направление плоскости или расчетную плоскость следует определять одним из следующих способов:

 

- по трем точкам, выбранным на проверяемой поверхности (обычно участки, близкие к краю, имеющие небольшие местные дефекты, отбрасываются); или

 

- с помощью плоскости, рассчитанной методом наименьших квадратов по результатам измерений точек, расположенных на этой поверхности.

 

5.32 Методы измерения

 

5.321 Метод с использованием поверочной плиты

 

Для измерения плоскостности с помощью поверочной плиты на ее рабочую поверхность следует нанести тонкий равномерный слой краски предпочтительно синего или красного цвета, представляющей собой разведенные в легком масле художественную берлинскую лазурь или типографскую краску для цветной художественной печати.

 

Плиту окрашенной стороной следует наложить на проверяемую поверхность и сообщить ей легкое возвратно-поступательное движение. После снятия плиты определяют удельное распределение точек контакта плиты с поверхностью. Распределение точек контакта должно быть равномерным по всей проверяемой поверхности и соответствовать заданному значению. Этот метод следует применять только к поверхностям малых размеров с относительно чисто обработанной поверхностью (шабренные или шлифованные поверхности).

 

5.321.1 Метод с использованием поверочной плиты и индикатора

 

Средства измерения: поверочная плита и индикатор, закрепленный на стойке со шлифованным основанием. Стойку с индикатором следует перемещать по поверочной плите.

 

Имеются два способа измерения:

 

а) измеряемая деталь устанавливается на поверочной плите (размеры плиты и форма стойки индикатора должны быть достаточно большими для обеспечения измерения всей измеряемой поверхности) (см. рисунок 39);

 

 

 

 

     

1 - поверочная плита; 2 - измеряемая поверхность

 

Рисунок 39

b) поверочную плиту следует располагать рабочей поверхностью к измеряемой поверхности. В этом случае измерение возможно с поверочной плитой, размеры которой сопоставимы с размерами измеряемой поверхности (см. рисунок 40).

 

 

 

 

     

1 - поверочная плита (база отсчета); 2 - измеряемая плоскость

Рисунок 40

     

           Для определения точек, в которых производится измерение, следует руководствоваться схемой прямоугольной сетки.

Ошибочные показания вследствие дефектов поверхности могут быть устранены за счет:

 

a) использования индикатора со сферическим измерительным наконечником, на который не влияет шероховатость измеряемой поверхности;

 

b) установки между контролируемой поверхностью и измерительным наконечником индикатора бруска с параллельными плоскостями или концевой меры длины для сглаживания дефектов измеряемой поверхности (шабренные или строганые поверхности и т.д.).

 

Примечание 14 - В варианте 5.321.1, перечисление а) (рисунок 39), на показания индикатора влияет наклон измеряемой поверхности относительно поверочной плиты. Этот метод следует применять с использованием поверочных плит очень высокой точности, т.к. трудно учесть дефекты поверочной плиты. Этот метод применим для мелких деталей.

 

В варианте 5.321.1, перечисление b) (рисунок 40), при котором измерение осуществляется со стойкой индикатора, установленной перпендикулярно к поверочной плите, имеется возможность учитывать дефекты поверочной плиты в процессе обработки результатов.

 

5.322 Метод с использованием поверочной(ых) линейки(ек)

 

5.322.1 Измерение плоскостности, заданной семейством прямых линий, при помощи поверочной линейки и концевых мер длины

 

Сначала следует определить теоретически идеальную базовую плоскость, на которой должны располагаться базовые точки. С этой целью в качестве нулевых выбирают три точки
,
и
, расположенные на измеряемой поверхности (см. рисунок 41). Плоскость, образованная этими точками, принимается за базовую.
 

 

 

 

 

Рисунок 41

Затем в эти три точки устанавливают три блока концевых мер длины одинакового размера с тем, чтобы верхние плоскости этих концевых мер определяли базовую плоскость, с которой следует сравнивать измеряемую поверхность. Четвертая точка
базовой поверхности определяется следующим образом: поверочную линейку устанавливают на точки
и
, а в точке
на измеряемую поверхность устанавливают блок концевых мер так, чтобы он касался нижней поверхности поверочной линейки. Таким образом, верхние поверхности блоков концевых мер
,
,
и
находятся в одной и той же плоскости. Затем, устанавливая поверочную линейку на точки
и
, определяют отклонение от плоскостности в точке
путем подбора и установки в этой точке блока концевых мер таким образом, чтобы его верхняя поверхность касалась нижней поверхности поверочной линейки. Разница между высотой блоков в точках
,
,
и в точке
и будет отклонение от плоскости в точке
. Далее, устанавливая последовательно линейку на
и
, а затем на
и
, используя концевые меры длины, определяют отклонения от плоскостности в точках
и
, расположенных между
и
,
и
. Таким же образом, устанавливая поверочную линейку на точки
и
,
и
, можно определить отклонения от плоскостности в промежуточных точках.
 

При большой длине поверочной линейки следует вводить поправки на ее прогиб.

 

Чтобы получить показания внутри такого прямоугольника или квадрата, достаточно поместить, например, в точки
и
блоки концевых мер длины номинальной высоты, а отклонения между поверочной линейкой и верхней плоскостью этих блоков определить подбором концевых мер. Это и будет отклонение от плоскостности в этих точках.
 

Вместо подбора блоков концевых мер в промежуточных точках можно производить измерение прямолинейности между опорными точками поверочной линейки при помощи измерительного прибора, показанного на рисунке 12.

 

5.322.2 Измерение плоскостности с помощью поверочных линеек, уровня и индикатора (см. рисунок 42)

 

 

 

 

Рисунок 42

При этом методе база отсчета создается двумя поверочными линейками, которые устанавливаются параллельно с помощью уровня и концевых мер длины (см. А.6).

 

Две поверочные линейки
и
, установленные на опорах
,
,
,
, три из которых имеют одинаковую высоту, а одна является регулируемой, выставляются с помощью уровня и концевых мер длины так, чтобы их верхние прямолинейные поверхности были параллельны. Две прямые линии
и
таким образом находятся в одной плоскости. Поверочная линейка
, установленная на линейках
и
над произвольной линией
прямоугольной сетки, позволяет произвести замеры посредством индикатора
или при помощи концевых мер длины.
 
Поверочные линейки
и
должны быть достаточно жесткими, чтобы их прогибом под собственным весом можно было пренебречь.
 

После измерения отклонений во всех точках контролируемой поверхности, расположенных равномерно по прямоугольной сетке, следует построить график этих отклонений в соответствии с рисунком 43. Выбор интервалов в расположении точек не зависит от используемых средств измерения.

 

 

 

 

     

1 - база отсчета; 2 - измеряемая плоскость

 

Рисунок 43

5.323 Измерение плоскостности при помощи уровня

 

Это единственный известный в настоящее время метод, позволяющий поддерживать постоянное направление измерительной базы (горизонтали) во время перемещения измерительного инструмента с одной позиции на другую.

 

Основой измерения прямолинейности является использование метода угловых отклонений (см. 5.212.2).

 

5.323.1 Измерение прямоугольной поверхности

 

Базовую плоскость следует определять по двум прямым линиям
и
, где
,
и
- три точки измеряемой поверхности (см. рисунок 44).
 

 

 

 

 

Рисунок 44

Прямые линии
и
выбираются предпочтительно под прямым углом и по возможности параллельно сторонам, ограничивающим измеряемую поверхность. Измерение начинают в одном из углов в точке
поверхности в направлении прямой
. Профиль каждой из линий
и
определяют методом, описанным в 5.212.21. Затем определяют профиль продольных параллельных линий
,
и
, чтобы полностью охватить всю поверхность.
 
Для повышения достоверности измерений можно также провести дополнительные измерения по линиям
и
...
 

Если ширина измеряемой поверхности значительно меньше длины, для уточнения желательно произвести измерения по диагоналям.

 

Для наглядного представления результатов измерения следует построить график в соответствии с рисунками 45 и 46.

 

 

 

 

 

Рисунок 45

 

 

 

 

 

Рисунок 46

По результатам измерения вдоль прямых линий
и
, используя показанный на рисунке 20 способ, следует построить соответствующую профилограмму
. Профилограммы
,
и
строятся аналогичным способом, при этом в качестве начальных точек принимают
,
и
. В показанном на рисунке 45 случае все профилограммы расположены вблизи измерительной базы, поэтому она может быть принята в качестве расчетной плоскости. В показанном на рисунке 46 случае расчетные прямые линии
и
для профилограмм
и
существенно отклоняются от измерительной базы, поэтому в качестве расчетной плоскости следует принять плоскость
, содержащую прямые линии
и
.
 

5.323.2 Измерение плоской поверхности с круглым контуром

 

Большая плоская поверхность с круглым контуром не может быть приведена к прямоугольному образцу, т.к. при этом остаются непроверенными ее отдельные элементы. Следовательно, предпочтительно выполнить измерения плоскостности по периметру окружности и по диаметрам (см. рисунок 47).

 

 

 

 

 

Рисунок 47

Примечание 15 - Для относительно маленьких поверхностей измерение плоскостности может быть выполнено упрощенным путем следующими способами:

 

- измерение прямолинейности двух перпендикулярных диаметров;

 

- измерение прямолинейности сторон вписанного квадрата, соединяющего крайние точки этих диаметров (см. рисунок 48).

 

 

 

 

 

Рисунок 48

a) Измерение плоскостности по периметру окружности

 

Уровень следует размещать на специальном приспособлении
, базирующемся по плоской поверхности (три точки опоры) и по наружной дугообразной поверхности (две точки опоры) и перемещать вместе с приспособлением через равномерные отрезки
вдоль дугообразной поверхности.
 

b) Измерение плоскостности вдоль диаметра

 

Это измерение следует выполнять с использованием любого метода измерения прямолинейности линии (см. 5.21).

 

5.324 Измерение плоскостности оптическими методами

 

5.324.1 Измерение при помощи автоколлиматора

 

Прямые линии, определяющие базовую плоскость, задают при помощи оптической оси автоколлиматора в двух положениях, по возможности, под углом 90° друг к другу. Затем применяется метод, описанный в 5.212.22.

 

Базовая плоскость измерения определяется направлениями осей
и
. Таким образом, например, для измерения
,
и
оптическая ось автоколлиматора должна быть параллельна
(см. рисунок 44).
 

5.324.2 Измерение при помощи поворачиваемого оптического угольника

 

Средства измерения: поворачиваемый оптический угольник (визирная труба с пентапризмой).

 

Базовая плоскость задается центрами трех базовых визирных марок (
,
и
), размещенных по периферии измеряемой поверхности (см. рисунок. 49).
 

 

 

 

     

1 - поворачиваемый оптический угольник; 2 - четвертая метка

 

Рисунок 49

Оптический угольник следует выставить по базовым маркам так, чтобы оптическая ось его зрительной трубы была перпендикулярна к базовой плоскости, а четвертую визирную марку использовать для измерения положения любой точки проверяемой поверхности (см. А.12).

 

5.324.3 Измерение с помощью монтажного лазера

 

При этом методе с помощью сканирующего модуля и источника лазерного излучения создают базовую плоскость. Для измерений отклонений используют фотоэлектрический датчик, установленный на измеряемой поверхности (см. рисунок 50 и А.13).

 

 

 

     

1 - источник лазерного излучения; 2 - сканирующий модуль; 3 - четырехквадрантный фотоэлектрический датчик (перемещаемый)

Рисунок 50

5.324.4 Измерение с помощью лазерной измерительной системы

 

Топография контролируемой поверхности строится на основе контроля прямолинейности различных линий путем измерения угловых отклонений (см. А.13).

 

Типовая последовательность измерения этим методом показана на рисунке 51, где линии с 1 по 8 показаны схематично.

 

 

 

 

     

1 - первое поворотное зеркало; 2 - лазерная головка; 3 - дистанционный интерферометр и устройство отклонения луча; 4 - второе поворотное зеркало; 5 - стойка с отражателями; 6 - поверочная линейка; 7 - опорные точки (шаг измерения)

Рисунок 51

Измерение осуществляется последовательно шагами вдоль линий с 1 по 8. Полученные результаты измерения следует проанализировать и для наглядности построить график в соответствии с рисунком 52.

 

 

 

 

Рисунок 52 - График в изометрии

Примечание 16 - Лазерный луч регулируется по горизонтали в желаемом направлении путем настройки поворотного зеркала. Это, однако, может повлиять на направление лазерного луча в вертикальной плоскости.

 

 

      5.4 Параллельность, эквидистантность и соосность

В этом разделе рассмотрены методы измерения следующих геометрических параметров:

 

- параллельность линий и плоскостей (см. 5.41);

 

- параллельность перемещения (см. 5.42);

 

- эквидистантность (см. 5.43);

 

- соосность, совмещение или выравнивание (см. 5.44).

 

5.41 Параллельность линий и плоскостей

 

5.411 Определения

 

Линия считается параллельной плоскости, если при измерении расстояния от этой линии до плоскости в различных точках максимальное отклонение, измеренное на определенной длине, не превышает допустимого значения.

 

Две линии считаются параллельными, если одна из них параллельна двум плоскостям, пересечением которых является другая линия. При этом допустимые отклонения не обязательно одинаковы в обеих плоскостях.

 

Две плоскости считаются параллельными, если при измерении расстояние от этих плоскостей до базовой плоскости в различных точках по меньшей мере в двух направлениях разность между максимальным и минимальным размерами, полученными в результате измерений на определенной длине, не превышает допустимого значения.

 

Эти разности определяются в заданных плоскостях (горизонтальной, вертикальной, перпендикулярной к измеряемой поверхности, пересекающей проверяемую ось и т.п.) в пределах заданной длины (например, "на длине 300 мм" или "по всей поверхности").

 

Примечание 18* - Отклонение от параллельности определяют как разность расстояний от расчетной прямой линии (или плоскости), представляющей базовую прямую (или плоскость), до точек другой прямой линии (или плоскости). При этом результат может зависеть от того, какая прямая или плоскость выбрана в качестве базы.

5.412 Методы измерения

 

5.412.1 Общие положения для осей

 

При любых методах измерения параллельности осей сами оси должны быть представлены в виде цилиндрических поверхностей, выполненных с высокой точностью формы в продольном и поперечном сечениях, малой шероховатостью поверхности и иметь достаточную длину. Если поверхность шпинделя не соответствует этим требованиям или если она является внутренней и не позволяет осуществить касания измерительным наконечником прибора, следует использовать цилиндрическую поверхность контрольной оправки. Закрепление и центрирование этой оправки производят на наружном конце шпинделя или в цилиндрическом или коническом отверстии шпинделя, предназначенном для установки инструмента или другого приспособления.

 

При установке в шпинделе контрольной оправки, представляющей ось вращения, необходимо учитывать невозможность точного совмещения оси оправки и оси вращения. При вращении шпинделя ось контрольной оправки описывает поверхность гиперболоида (или коническую поверхность, если ось оправки пересекает ось вращения) и занимает два крайних положения
и
в плоскости измерения (см. рисунок 53).
 

 

 

 

 

Рисунок 53

В этих условиях измерение параллельности можно выполнить при любом положении шпинделя, но при этом измерение следует повторить после поворота шпинделя на 180°. Среднее алгебраическое значение двух показаний соответствует отклонению от параллельности в заданной плоскости.

 

Контрольную оправку можно также установить в среднее положение
(называемое "средним положением биения"), тогда измерение следует проводить только в этом положении оправки.
 

Первый метод считается таким же быстрым, как второй, но он более точен.

 

Примечание 19 - Под термином "среднее положение биения" понимают следующее: измерительный наконечник касается цилиндрической поверхности, представляющей ось вращения в плоскости измерения, в сечении максимального биения. Показания измерительного прибора следует снимать при медленном вращении шпинделя. Шпиндель следует установить в среднем положении биения, т.е. когда стрелка измерительного прибора займет среднее положение между двумя крайними показаниями.

 

5.412.2 Измерение параллельности двух плоскостей

 

Для измерения параллельности двух плоскостей могут использоваться методы, рассмотренные ниже. Измерения должны производиться в двух направлениях, желательно, перпендикулярных друг к другу.

 

5.412.21 Метод с использованием поверочной линейки и индикатора

 

Индикатор закреплен на стойке с плоским основанием, которую следует перемещать по одной из плоскостей на заданное расстояние вдоль поверочной линейки, являющейся направляющей. Измерительный наконечник индикатора при этом должен касаться второй плоскости (см. рисунок 54).

 

 

 

 

     

1 - базовая плоскость; 2 - направляющая (поверочная линейка); 3 - измеряемая плоскость

Рисунок 54

5.412.22 Измерение при помощи уровня

 

Уровень следует устанавливать на перемещаемом мостике, который опирается на две измеряемые плоскости. Снимается последовательный ряд показаний вдоль этих плоскостей, а затем максимальная разность угловых показаний дает угловое отклонение от параллельности, а угловое показание, пересчитанное с учетом базы измерения
, дает отклонение от параллельности в линейных величинах (см. рисунок 55 и А.6).
 

 

 

 

     

1 - направляющая; 2 - перемещаемый мостик

 

Рисунок 55

Если затруднительно соединить мостиком две плоскости, то показания снимаются отдельно для каждой плоскости во взаимно увязанных сечениях (см. 5.212.2). Сравнение показаний в соответствующих сечениях показывает параллельность плоскостей.

 

5.412.3 Измерение параллельности двух осей

 

Измерение следует проводить в двух плоскостях:

 

- сначала в плоскости, проходящей через обе оси
;
 

- затем в другой плоскости, по возможности перпендикулярной к первой плоскости.

_______________

Это выражение означает плоскость, проходящую через одну из осей и как можно ближе к другой оси.
 

5.412.31 Измерение в плоскости, проходящей через обе оси

 

Основание стойки измерительного прибора должно иметь форму призмы, позволяющей ему скользить по контрольной оправке, представляющей одну их двух осей, измерительный наконечник при этом должен касаться второй оправки, представляющей вторую ось.

 

Для определения наименьшего расстояния между осями в каждой точке измерения прибор следует слегка покачивать в направлении, перпендикулярном к осям, регистрируя минимальные величины показаний (см. рисунок 56). При необходимости следует учитывать прогиб оправок под действием собственного веса и веса стойки.

 

 

 

 

 

Рисунок 56

5.412.32 Измерение в плоскости, перпендикулярной к первой плоскости (см. 5.412.31)

 

Для этого метода измерения необходима дополнительная плоскость, желательно параллельная плоскости, проходящей через две оси (см. 5.412.31).

 

Если эта плоскость существует как поверхность какого-либо элемента машины и эти две оси параллельны этой плоскости, то параллельность каждой из этих двух осей, взятых в отдельности, следует определять относительно этой поверхности в соответствии с 5.412.4.

 

При отсутствии такой плоскости измерение следует проводить относительно теоретической плоскости, расположенной горизонтально, созданной специальным приспособлением, и уровнем с регулируемым положением измерительной ампулы. Для этого уровень следует установить на это приспособление, опирающееся на две цилиндрические оправки, представляющие оси, как показано на рисунках 57 и 58, ампулу уровня установить в нулевое положение.

 

 

 

 

 

Рисунок 57

 

 

 

 

 

Рисунок 58

 

Приспособление с уровнем перемещают вдоль осей на заданное расстояние и снимают показания. Результат измерения пересчитывают в зависимости от расстояния между осями. Например, если это расстояние равно 300 мм, а показание уровня 0,06 мм/1000 мм, то отклонение от параллельности будет 0,06·0,3=0,018 мм или 0,018 мм/300 мм.

 

5.412.4 Измерение параллельности оси относительно плоскости

 

Измерительный прибор следует устанавливать на стойке с плоским основанием и перемещать по плоскости на заданное расстояние. При этом измерительный наконечник в точках измерения должен касаться цилиндрической поверхности контрольной оправки, представляющей ось. Для определения минимального расстояния между осью и плоскостью в каждой точке измерения стойку измерительного прибора следует слегка перемещать в направлении, перпендикулярном измеряемой оси, как показано на рисунке 59.

 

 

 

 

 

Рисунок 59

При измерении оси вращения достаточно провести измерение в среднем положении и в двух крайних (см. рисунок 60).

 

 

 

 

 

Рисунок 60

Примечание 20 - Об отклонении контрольной оправки от оси, которую она представляет (см. 5.412.1).

 

5.412.5 Измерение параллельности оси относительно линии пересечения двух плоскостей

 

Измерительный прибор следует устанавливать на стойке с основанием соответствующей формы, опирающимся на две плоскости, и перемещать на заданное расстояние вдоль линии пересечения этих плоскостей, при этом измерительный наконечник должен скользить по цилиндрической поверхности контрольной оправки, представляющей ось (см. рисунок 61). Измерения по возможности следует проводить в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, наиболее важных для работы станка.

 

 

 

 

 

Рисунок 61

Примечание 21 - Об отклонении контрольной оправки от оси, которую она представляет, см. 5.412.1.

 

5.412.6 Измерение параллельности линии пересечения двух плоскостей относительно третьей плоскости

 

Если линия пересечения двух плоскостей и третья плоскость расположены на близком расстоянии друг от друга, следует использовать перемещаемое приспособление и уровень (см. рисунок 62).

 

 

 

 

     

1 - уровень; 2 - перемещаемое приспособление; 3 - контактные поверхности перемещаемого приспособления

 

Рисунок 62

Перемещаемое приспособление с уровнем следует перемещать вдоль линии пересечения плоскостей, а изменения положений уровня, пересчитанные с учетом расстояния
, представляют собой отклонения от параллельности в угловых единицах (см. 5.412.32).
 

Если расположение третьей плоскости не позволяет использовать приспособление, показанное на рисунке 62, то необходимо использовать другие приспособления. Например, измерительный прибор устанавливают на стойке с основанием соответствующей формы, опирающимся на две плоскости (см. рисунок 63). Измерительный наконечник при перемещении вдоль линии пересечения плоскостей должен располагаться перпендикулярно к третьей плоскости.

 

 

 

 

 

Рисунок 63

Прилегание опорных поверхностей приспособления к пересекающимся плоскостям следует проверить с помощью краски (см. 5.321).

 

Относительно других способов измерения см. 5.412.2.

 

5.412.7 Измерение параллельности двух прямых линий, каждая из которых образована пересечением двух плоскостей

 

Измерение можно проводить по 5.412.5. Измерительный прибор устанавливают на стойке с основанием соответствующей формы, опирающимся на первую пару плоскостей. Измерительный наконечник должен находиться в контакте с одной из взаимно перпендикулярных плоскостей второй части приспособления также с основанием соответствующей формы, опирающимся на вторую пару плоскостей. Обе части приспособления вместе с измерительным прибором следует синхронно перемещать вдоль линий пересечения пар плоскостей. Измерения следует проводить в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (см. рисунок 64).

 

 

 

 

 

Рисунок 64

Для проведения измерения по этому методу требуется очень жесткое приспособление для крепления измерительного прибора - условие, соблюдаемое только в случае двух прямых линий, расположенных близко друг от друга.

 

Обычно применяют передвижной мостик и уровень, например, для проверки параллельности в вертикальной плоскости (см. рисунок 65).

 

 

 

 

 

Рисунок 65

Примечание 22 - Если непосредственное измерение относительного положения заданных плоскостей или прямых линий затруднено из-за конструкции станка, измерения положения этих плоскостей и линий можно провести относительно вспомогательной базовой плоскости, например горизонтальной, определяемой уровнем.

 

5.413 Допуски

 

Допустимые отклонения от параллельности прямых линий или плоскостей задаются в следующем виде:

 

допуск параллельности: ... мм.

 

Если параллельность задается на определенной длине, то нужно указывать эту длину, например 0,02 мм на длине измерения 300 мм (0,02 мм/300 мм).

 

Обычно направление отклонения не имеет большого значения, но если отклонение от параллельности допускается только в одном направлении, то это должно быть указано словами, например: "отклонение конца шпинделя допустимо только вверх относительно поверхности стола".

 

Следует иметь в виду, что допуск параллельности включает в себя допуск на форму соответствующих линий и поверхностей и что результаты измерения зависят от свойств поверхности измерительного наконечника, которое при необходимости должно быть оговорено.

 

5.42 Параллельность перемещения

 

5.421 Определение

 

Термин "параллельность перемещения" относится к расположению траектории перемещаемого элемента станка по отношению к:

 

- плоскости (базовой или направляющей);

 

- прямой линии (оси, линии пересечения плоскостей);

 

- траектории перемещения точки другого перемещаемого элемента станка.

 

5.422 Методы измерения

 

5.422.1 Общие положения

 

Методы измерения идентичны методам, применяемым для измерения параллельности линий и плоскостей.

 

Перемещаемый элемент должен, насколько возможно, перемещаться так, как предусмотрено конструкцией станка, чтобы можно было учесть влияние фактических зазоров и дефектов направляющих.

 

5.422.2 Параллельность траектории относительно плоскости

 

5.422.21 Плоскость, расположенная на перемещаемом элементе

 

Измерительный прибор следует установить на неподвижном элементе станка так, чтобы его измерительный наконечник располагался перпендикулярно к измеряемой поверхности на перемещаемом элементе. Перемещаемый элемент следует перемещать относительно неподвижного элемента на заданное расстояние (см. рисунок 66).

 

 

 

 

     

1 - стол станка; 2 - поверочная линейка; 3 - шпиндель; 4 - измерительный прибор

 

Рисунок 66

Этот метод измерения обычно применяют для проверки перемещения рабочих столов на фрезерных, расточных и шлифовальных станках, у которых заготовка устанавливается на столе станка.

 

Например, измерительный прибор можно закрепить на конце шпинделя, на стол установить поверочную линейку, как показано на рисунке 66, и перемещать стол. Данные, полученные в результате этих измерений, характеризуют точность обработанной поверхности заготовки в части ее параллельности к базовой поверхности, которую можно получить после чистовой обработки заготовки.

 

5.422.22 Плоскость на неподвижном элементе

 

Измерительный прибор следует установить на перемещаемом элементе станка и перемещать относительно неподвижного элемента на заданное расстояние. Измерительный наконечник должен касаться под прямым углом измеряемой поверхности или поверочной линейки, установленной на измеряемой поверхности, и скользить по ней (см. рисунок 67).

 

 

 

 

     

1 - перемещаемый элемент станка; 2 - измерительный прибор; 3 - стол станка; 4 - поверочная линейка

 

Рисунок 67

Если нет возможности установить измерительный наконечник непосредственно на измеряемой поверхности (например, на боковой поверхности узкого паза), то может быть применен один из двух методов:

 

- использование индикатора с поворотным измерительным наконечником или специальной насадкой в виде рычага (см. рисунок 68);

 

 

 

 

Рисунок 68

- использование специального приспособления в виде угольника (см. рисунок 69).

 

 

 

 

Рисунок 69

          

5.422.3 Измерение параллельности траектории перемещения относительно оси

 

Измерительный прибор следует установить на перемещаемом элементе станка и перемещать вместе с ним относительно неподвижного элемента на заданное расстояние. Измерительный наконечник должен быть перпендикулярен к оси и находиться в постоянном контакте с цилиндрической поверхностью контрольной оправки, представляющей ось (см. рисунок 70).

 

 

 

 

 

Рисунок 70

Если эта ось является осью вращения, следует использовать, например, среднюю позицию (см. 5.412.1).

 

Измерения, по возможности, следует выполнять в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, в наибольшей мере определяющих точность обработки на станке.

 

5.422.4 Параллельность траектории относительно линии пересечения двух плоскостей

 

Параллельность каждой из двух плоскостей относительно траектории движения перемещаемого элемента станка следует измерять раздельно в соответствии с 5.422.2. Положение линии пересечения определяется положением плоскостей.

 

5.422.5 Параллельность двух траекторий перемещения

 

Измерительный прибор следует устанавливать на одном из перемещаемых элементов станка так, чтобы его измерительный наконечник касался другого перемещаемого элемента в заданной точке. Оба эти элемента следует перемещать одновременно в одном направлении на одну и ту же заданную величину и определять изменение показаний измерительного прибора.

 

В случае необходимости эти измерения следует проводить в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, в наибольшей мере определяющих точность обработки на станке (см. рисунок 71).

 

 

 

 

 

Рисунок 71

5.423 Допуск

 

Допуск параллельности перемещения ограничивает допустимое отклонение кратчайшего расстояния траектории заданной точки перемещаемого элемента до базовой плоскости, прямой линии или другой траектории на заданной длине.

 

Метод определения допуска см. 5.413.

 

5.43 Эквидистантность

 

5.431 Определение

 

Термин "эквидистантность" относится к постоянству расстояния от осей до базовой плоскости. Эквидистантность имеет место, когда плоскость, проходящая через оси, параллельна базовой плоскости. Эти оси могут быть осями различных элементов станка или различными положениями оси одного и того же элемента станка после его поворота.

 

5.432 Методы измерения

 

5.432.1 Общие положения

 

Ситуация идентична случаю параллельности плоскости, проходящей через оси относительно базовой плоскости.

 

Проверки эквидистантности двух осей или оси вращения относительно плоскости - это проверки параллельности (см. 5.412.4). Сначала следует провести измерение параллельности обеих осей к заданной плоскости, затем - измерение их равноудаленности от этой плоскости при помощи одного и того же измерительного прибора, измерительный наконечник которого должен поочередно касаться цилиндрических поверхностей двух контрольных оправок, представляющих эти оси (см. рисунок 72).

 

 

 

 

 

Рисунок 72

 

Для точных измерений следует учитывать разность диаметров оправок в сечениях, в которых производятся измерения.

 

5.432.2 Частный случай эквидистантности двух осей относительно плоскости поворота одной из осей

 

Плоскость поворота детали, через которую проходит одна из осей, может быть труднодоступной и непригодной для перемещения измерительного прибора. Тогда необходимо создать вспомогательную плоскость, параллельную плоскости поворота (см. рисунок 73).