В области точных измерений контроль соосности является критическим шагом для обеспечения точности сборки
и эксплуатационной стабильности деталей. Многие инженеры-технологи сомневаются, можно ли использовать индикаторные головки
для контроля соосности. С профессиональной точки зрения, индикаторные головки действительно можно использовать для контроля соосности,
но для получения точных результатов требуется использование специализированных приспособлений и правильного метода измерения.Как правило, в сочетании с измерительной рамкой индикаторные головки могут обнаруживать ошибки соосности в диапазоне
от 0,01 до 0,02 мм. Для более требовательных требований к точности необходимо использовать дополнительное вспомогательное оборудованиедля повышения точности измерений.
I. Основной принцип использования микрометра для измерения соосности
1. Суть измерения соосности заключается в обнаружении радиального смещения оси измеряемой цилиндрической
поверхности относительно базовой оси.
Индикаторная головка косвенно отражает состояние соосности путем
измерениярадиального биения.
Когда заготовка вращается вокруг базовой оси на один полный оборот, максимальная амплитуда колебанийстрелки микрометра является значением радиального биения. Теоретически половина радиального
биенияприблизительно равна погрешности соосности, но этот метод имеет определенные погрешности измерения.
2. Точность измерения микрометра напрямую влияет на результаты контроля соосности. Цена деления обычно используемого механического микрометра составляет 0,01 мм, в то время как цифровой индикатор может достигать
точности 0,001 мм. Для деталей с требованием соосности в пределах 0,05 мм индикатор с точностью 0,01 мм
в основном может удовлетворить потребности измерения. Однако для более точно обработанных деталей с более строгими
требованиями к соосности рекомендуется использовать измерительное устройство с более высокой точностью.
3. Определение базовой оси в процессе измерения является критическим шагом.
Обычно в качестве эталона измерения принимается основная сопрягаемая поверхность детали или конструктивный эталон,
и базовая ось устанавливается с использованием трехкулачкового патрона или специального приспособления
. Для деталей малого диаметра базовойоси напрямую влияет на окончательный результат измерения. Если отклонение от базовой оси превышает 0,005 мм,
это существенно повлияет на точность измерения.II. Конкретный метод измерения центробежности с помощью микрометра
1. Метод измерения с использованием V-образного блока подходит для обнаружения соосности наружного круга.
Поместите испытываемую заготовку на прецизионный V-образный блок. Угол V-образного блока обычно составляет 90° или 120°,
а класс точности должен достигать 0 или 1 класса. Установите микрометр на измерительную рамку, при этом
измерительный наконечник вертикально касается цилиндрической поверхности заготовки. Вручную поверните заготовку на один
полный оборот и запишите максимальные и минимальные показания микрометра. Погрешность соосности приблизительно равна
половине разницы между показаниями, но необходимо учитывать геометрическую погрешность V-образного блока.
2. Метод измерения между центрами обычно используется для контроля соосности деталей валового типа.
Заготовка устанавливается между шпинделем токарного станка или центром специального измерительного устройства
. Для деталей малого диаметра обеспечиваясовпадение центрового отверстия с базовой осью. Контакт щупа индикаторной головки с цилиндрической поверхностью
для измерения,и выполняется вращение заготовки двигателем или вручную для наблюдения за диапазоном колебаний
стрелки индикаторной головки.Преимущество этого метода заключается в том, что базовая ось устанавливается относительно точно,
но требуется, чтобыоба конца
заготовки имели стандартные центровые отверстия. 3. Метод зажима в патроне подходит для деталей с отверстиями или коротких деталей валового типа. Используйте прецизионный трехкулачковый или четырехкулачковый патрон для удержания базовой части заготовки. Радиальное биение патрона должно контролироваться в пределах
0,005 мм.
Индикаторная головка закреплена на шпинделе станка или специальном кронштейне. Во время измерения
медленно вращайте шпиндель
и записывайте изменения показаний индикаторной головки. Важно отметить, что зажимное усилие патронадолжно быть
умеренным, чтобы избежать деформации заготовки и повлиять на результаты измерения.III. Ключевые факторы, влияющие на точность измерения1. Положение установки микрометра оказывает существенное влияние на результаты измерения. Измерительный наконечник
индикатора должен быть перпендикулярен измеряемой поверхности. Любой угол отклонения, превышающий 5°, приведет
к заметной косинусной погрешности. Контактное давление измерительного наконечника должно контролироваться в диапазоне 1-3 Н.
Чрезмерное давление приведет к деформации заготовки, в то время как недостаточное давление повлияет на стабильность измерения.
Сферический радиус измерительного наконечника обычно выбирается равным 2-3 мм
. Для деталей малого диаметра можно выбратьменьший
измерительный наконечник. 2. Изменения температуры окружающей среды могут повлиять на точность измерения. Стандартная температура измерения
составляет 20℃. Изменение температуры на 1℃ приведет к изменению размера стальных деталей примерно на 0,01 мм/м.
При измерении в цеховых условиях необходимо дождаться, пока температура заготовки и измерительного оборудования
не стабилизируется, прежде чем проводить измерение, или следует принять меры по температурной компенсации
для корректировки результатов измерения.
3. Качество поверхности заготовки также влияет на точность измерения. Шероховатость измеряемой поверхности
должна контролироваться в пределах Ra 1,6 μм, а волнистость поверхности не должна превышать 10% допуска на соосность.
Если на поверхности имеются заусенцы, царапины или масляные пятна, это приведет к нестабильности показаний микрометра.
Перед измерением необходимо провести соответствующую обработку поверхности.
IV. Меры предосторожности во время процесса измерения
1. Подготовительная работа перед измерением имеет первостепенное значение. Во-первых, проверьте погрешность показаний и погрешность возврата
микрометра, чтобы убедиться, что они находятся в допустимом диапазоне. Стандарт требует, чтобы погрешность показаний
не
превышала ±0,01 мм, а погрешность возврата не должна превышать 0,005 мм. Количество предварительного сжатия индикатора
должно быть установлено на уровне 1/3 - 1/2 диапазона измерения, что не только обеспечивает чувствительность измерения но и
избегает повреждений из-за превышения диапазона измерения. 2. Операционные нормы во время процесса измерения напрямую влияют на надежность результатов. Скорость вращения
заготовки должна быть медленной и равномерной, обычно контролируемой на уровне 5-10 об/мин. Если она слишком высока, центробежная сила будет
влиять
на измерение. Каждый измерительный участок должен быть измерен не менее трех раз, и среднее значение
принимается в качестве окончательного результата. Для длинномерных деталей измерения следует проводить на нескольких участках для всесторонней
оценки состояния соосности. 3. Запись и обработка данных должны быть стандартизированы. Создайте формы записи измерений для тщательного документирования
условий измерения, параметров окружающей среды и данных измерений. Когда погрешности соосности приближаются
к пределу допуска, рекомендуется увеличить количество измерений или принять более точный метод измерения
для проверки.
Оценка неопределенности измерения также является важным требованием системы управления качеством.
