Способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, преимущественно для измерения расстояний и симметричности плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности.

Известен способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, заключающийся в том, что размещают стойку на установочной плоскости, устанавливают прижим на стойке, устанавливают на базирующем элементе отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет в коническом отверстии базирующего элемента, размещают базирующий элемент на установочной плоскости в положение, при котором ось конического отверстия перпендикулярна рабочей поверхности прижима, устанавливают объект измерения сферической поверхностью в коническое отверстие, обеспечивая контакт первой измеряемой плоскости объекта измерения с измерительным щупом, подводят прижим к объекту измерения и одновременно вращают объект измерения в базирующем элементе, добиваясь прилегания рабочей поверхности со второй измеряемой плоскостью, снимают первое показание отсчетного устройства, отводят прижим, переустанавливают объект измерения в коническом отверстии, обеспечивая контакт второй измеряемой плоскости с измерительным щупом, повторяют подвод прижима с вращением объекта измерения в базирующем элементе, добиваясь прилегания рабочей поверхности прижима с первой измеряемой плоскостью, снимают второе показание отсчетного устройства, определяют отклонения от настроенного значения расстояния от измеряемых плоскостей до центра сферической поверхности по показаниям отсчетного устройства, а по их полуразности - отклонение от симметричности плоскостей относительно упомянутого центра (Патент RU №2456539 С1, МПК G01В 5/00, 2006).

Однако размещение измерительного щупа в коническом отверстии при установке отсчетного устройства снижает точность измерения отклонений расстояния от каждой измеряемой плоскости до центра сферической поверхности ввиду влияния отклонений диаметра упомянутой сферической поверхности на показания отсчетного устройства.

Прототип - способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, заключающийся в том, что размещают базирующий элемент, содержащий коническое отверстие, на установочной плоскости, устанавливают на базирующем элементе отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет и перпендикулярность оси измерительного щупа к оси конического отверстия, устанавливают объект измерения сферической поверхностью в коническое отверстие базирующего элемента, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от оси конического отверстия и обеспечивая контакт одной из измеряемых плоскостей с измерительным щупом, покачивают объект измерения в базирующем элементе, добиваясь прилегания измеряемой плоскости с рабочей поверхностью измерительного щупа, снимают первое показание отсчетного устройства, переустанавливают объект измерения в коническом отверстии, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от оси конического отверстия и обеспечивая контакт другой измеряемой плоскости с измерительным щупом, покачивают объект измерения в базирующем элементе, добиваясь прилегания измеряемой плоскости с рабочей поверхностью измерительного щупа, снимают второе показание отсчетного устройства и по показаниям судят об отклонениях от настроенного расстояния от каждой из измеряемых плоскостей до центра сферической поверхности, а по их полуразности - о симметричности измеряемых плоскостей относительно центра сферической поверхности (Патент RU №2523761 С1, МПК G01В 5/00, 2006).

Однако в указанном способе при покачиваниях объекта измерения в коническом отверстии, выполняемых дважды, добиваются прилегания проверяемых плоскостей с рабочей поверхностью измерительного щупа. Поэтому отклонения от перпендикулярности проверяемых плоскостей к продольной оси объекта измерения приводят к тому, что линии измерения будут расположены под углом к упомянутой продольной оси, что снижает точность измерения.

В основу настоящего изобретения была положена задача повышения точности измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности.

Это достигается тем, что размещают базирующий элемент, содержащий две базирующие призмы на установочной плоскости, устанавливают ориентирующий механизм на базирующем элементе, обеспечивая расположение ориентирующей призмы ориентирующего механизма между базирующими призмами и перпендикулярность биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают на базирующем элементе отсчетное устройство, обеспечивая его измерительному щупу заданный вылет относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают объект измерения цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая контакт одной из измеряемых плоскостей с измерительным щупом, ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы с наружной сферической поверхностью объекта измерения, снимают первое показание отсчетного устройства, отводят каретку от объекта измерения, переустанавливают объект измерения на базирующих призмах, располагая измеряемые плоскости по разные стороны от биссекторной плоскости ориентирующей призмы и обеспечивая контакт другой измеряемой плоскости с измерительным щупом и по показаниям судят об отклонениях от настроенного значения расстояния от каждой из измеряемых плоскостей до центра наружной сферической поверхности, а по их полуразности - о симметричности измеряемых плоскостей относительно упомянутого центра.

Таким образом в предлагаемом способе по сравнению с прототипом дополнительно устанавливают ориентирующий механизм с обеспечением перпендикулярного расположения биссекторной плоскости ориентирующей призмы к общей биссекторной плоскости базирующих призм, при установке отсчетного устройства обеспечивают заданный вылет измерительного щупа относительно биссекторной плоскости ориентирующей призмы и расположение оси измерительного щупа в общей биссекторной плоскости базирующих призм, устанавливают объект измерения наружными цилиндрическими поверхностями на базирующие призмы, а ориентируют объект измерения путем перемещения к нему каретки с ориентирующей призмой, добиваясь прилегания рабочих поверхностей ориентирующей призмы с наружной сферической поверхностью объекта измерения, что позволяет исключить влияние отклонений от перпендикулярности измеряемых поверхностей к общей продольной оси объекта измерения на погрешность каждого измерения, а значит, повысить точность способа.

На фиг. 1 представлена схема измерения предложенным способом, вид спереди. На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Предлагаемый способ заключается в следующем. На установочной плоскости 1 размещают базирующий элемент 2, содержащий базирующие призмы 3 и 4. Устанавливают ориентирующий механизм 5 на базирующем элементе 2, обеспечивая расположение ориентирующей призмы 6 ориентирующего механизма 5 между базирующими призмами 3 и 4 и перпендикулярность биссекторной плоскости О-О ориентирующей призмы 6 к общей биссекторной плоскости Z-Z базирующих призм 3 и 4. Устанавливают отсчетное устройство 7 на базирующем элементе 2, обеспечивая измерительному щупу 8 заданный вылет относительно биссекторной плоскости О-О ориентирующей призмы 6 и расположение оси Х-Х измерительного щупа 8 в общей биссекторной плоскости Z-Z базирующих призм 3 и 4. Устанавливают объект измерения 9 цилиндрическими поверхностями 10 и 11 на базирующие призмы 3 и 4, располагая измеряемые плоскости 12 и 13 по разные стороны от биссекторной плоскости О-О ориентирующей призмы 6 и обеспечивая контакт измеряемой плоскости 12 объекта измерения 9 с измерительным щупом 8. Ориентируют объект измерения 9 путем перемещения к нему каретки 14 с ориентирующей призмой 6, добиваясь прилегания рабочих поверхностей 15 и 16 ориентирующей призмы 6 с наружной сферической поверхностью 17 объекта измерения 9. Снимают первое показание Δ₁ отсчетного устройства 7. Затем отводят каретку 14 и переустанавливают объект измерения 9 на базирующих призмах 3 и 4, располагая измеряемые плоскости 12 и 13 по разные стороны от биссекторной плоскости О-О ориентирующей призмы 6 и обеспечивая контакт измеряемой плоскости 13 с измерительным щупом 8. Повторяют ориентирование объекта измерения 9 в вышеописанной последовательности. Снимают второе показание Δ₂ отсчетного устройства 7. Определяют отклонения от настроенного значения расстояния от измеряемых плоскостей 12 и 13 до центра наружной сферической поверхности 17 по показаниям Δ₁ и Δ₂ отсчетного устройства 7, а по их полуразности - отклонение от симметричности этих плоскостей относительно упомянутого центра.

Таким образом, обеспечивается измерение двух параметров расположения плоскостей относительно центра сферы: расстояний и симметричности. При этом повышается точность измерения.

Способ может быть использован на машиностроительных предприятиях при измерении деталей, содержащих требования к взаимному расположению конструктивных элементов в виде плоскостей и сферы.