RU1770729C - Устройство дл измерени диаметров сферических поверхностей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам измерени  внутренних сфер. Цель изобретени  - повышение точности и производительности измерени . Устройство состоит из корпуса, в котором измерительный элемент жестко закреплен на штоке перпендикул рно его оси, неподвижна  часть преобразовател  размещена на корпусе , а со штоком взаимосв зана подвижна  его часть. Базовый элемент и измерительный элемент выполнен в виде параллельных дисков, торцы которых скошены , а диаметр базового элемента в два раза больше диаметра измерительного элемента . При измерении производ т обнуление устройства. Устанавливают устройство на деталь так, чтобы верхний диск коснулс  контролируемой поверхности. Под действием пружины нижний диск опуститс  и войдет во взаимодействие с контролируемой деталью. Значение величины Н - рассто ни  между дисками поступает на электронную систему, где она обрабатываетс  и результат высвечиваетс  на ЦОУ системы. 1 ил. сл С

Description

Изобретение относитс  к средствам измерени  радиусов внутренних сфер.

Известно устройство, содержащее корпус , отсчетный узел, базовый элемент и контактный измерительный щуп.

Недостатками этого устройства  вл етс  невысока  точность и производительность измерени , обусловленные тем, что устройство необходимо настраивать по эталонным сферическим поверхност м.

Известно устройство дл  измерени  внутренних сферических поверхностей, содержащее корпус, отсчетный узел, базовые элементы и контактный измерительный щуп.

Недостатками известного устройства  вл етс  неудовлетворительна  точность и производительность контрол , обусловленные необходимостью настройки его по эталонным сферическим поверхност м.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  устройство , содержащее корпус с жестко закрепленным базовым элементом, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещени  и фиксации штока с измерительным элементом, и преобразователь .

Недостатками этого устройства  вл етс  низка  точность и производительность измерени , обусловленные необходимо

ч|

о

vl Ю Ю

стью настройки его по эталонным криволинейным поверхност м.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности измерени .

Эта цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  диаметров сферических поверхностей, содержащим полый корпус с жестко закрепленным базовым элементом, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещени  и фиксации шток с измерительным элементом и преобразователь , взаимодействующий со штоком , измерительный элемент жестко закреплен на штоке перпендикул рно его оси, неподвижна  часть преобразовател  размещена на корпусе, а со штоком взаимосв зана подвижна  часть преобразовател , базовый и измерительный элементы выполнены в виде параллельных дисков, торцы которых скошены, а диаметр базового элемента в два раза больше диаметра измерительного элемента.

На чертеже изображен общий вид устройства .

Устройство состоит из корпуса 1, на котором укреплен базовый элемент, выполненный в виде высокоточного диска 2 диаметром С. Диск 2 выполнен со скосом а дл  лучшего взаимодействи  с контролируемой поверхностью. Взаимодействие со сферической поверхностью происходит по линии, точнее по прилегающей окружности, что исключает вли ние местных погрешностей контролируемой поверхности и повышает точность базировани , а следовательно, и точность измерени .

В корпусе 1 размещен подвижный шток 3 с измерительным щупом, который также выполнен в виде высокоточного диска 4 со скосом. Диаметр Ci этого диска в два раза меньше диаметра С, т.е. С 2Ci. Это условие упрощает способ определени  радиуса кривизны сферической поверхности Р. Вследствие того, что измерительный щуп выполнен в виде диска 4, имеетс  возможность измер ть радиус кривизны сфериче- ских поверхностей и с центральным отверстием в. Использование щупа в виде диска 4 исключает также погрешности взаимодействи  щупа с местными изъ нами поверхности,

На корпусе 1 укреплена ручка 5. Перемещение стержн  3 в корпусе 1 фиксируетс  винтом 6. В ручке 5 размещен преобразователь 7 линейных перемещений (его неподвижна  часть). Шток 3 подпружинен пружиной 8. Сигналы с преобразовател  7 поступают на электронную систему 9, Устройство устанавливаетс  на контролируемой детали 10.

Процесс измерени  состоит в следующем .

5Радиус кривизны R определ етс  по

формуле

С2+4п2

R -

8h

где С - диаметр базового элемента;

h - рассто ние от линии касани  базового элемента с контролируемой поверхностью до нижней точки этой поверхности I. Рассто ние между базовым элементом и щупом (между лини ми касани  верхнего и

нижнего дисков равно Н.

H h-hi. С другой стороны

D tf+4гм

8h1

Преобразовыва  эту формулу в общем виде,

получим

h К ± .

г

Следствие того, что Ci - -, после преобразовани  получим

30

hi- R ±Vp2Cr R T6

где hi - рассто ние от линии касани  нижнего диска 4 до ижней точки сферической поверхности I. Преобразу  формулу H h-hi, получим

H vRmf: - vЈmf,

к 4к 16

из которой определ ем радиус кривизны R. После преобразований получим

5

0

R

VHZ , 5 с , +

9 с4

1024 Н

Процесс измерени  радиуса кривизны заключаетс  в измерении рассто ни  между лини ми касани  верхнего и нижнего дисков 2 и 4 с контролируемой поверхностью устройством, после чего результат обрабатываетс  электронной системой по специальной программе, т.е. решаетс  уравнение.

5

R

VH , 5с2,

4 32

90

1024 Н

и результат высвечиваетс  на ЦОУ электронной системы 9.

Работает устройство следующим образом .

Производ т обнуление устройства, дл  чего устанавливают рассто ние между дисками 2, 4 равное определенной величине, например, Н 10 мм и ЦОУ электронной системы устанавливают на цифру 10 (при абсолютном методе измерени ) или на О (при относительном методе измерени ). Установка производитс  один раз (кроме периодической поверки). Устанавливают устройство на контролируемую деталь 10 таким образом, чтобы диск 2 коснулс  контролируемой поверхностью. Усилие прижима соответствует весу устройства. Под действием пружины 8 нижней диск 4 опуститс  и войдет во взаимодействие с контролируемой деталью 10. Усилие пружины 8 меньше веса устройства в два раза, поэтому диски 2, 4 взаимодействуют с контролируемой деталью с одинаковым усилием. Пусть Р - вес устройства, Pi - усилие пружины 8, Р 2Pi. Q - усилие взаимодействи  диска 2. QI - усилие взаимодействи  диска 4.

Qi Pi; Q P-Q2, где Q2 - реакци  от пружины 8. Таким оброазом, Qa Р; Q P-Pi -2Pi-Pi-Pi;Q-Qi.

Значение величины Н поступает на электронную систему, где оно обрабатываетс  и результат высвечиваетс  на ЦОУ системы. Вследствие того, что базовый элемент и контактный щуп выполнены в виде высокоточных дисков 2,4, причем диаметр первого

в два раза больше второго, по вилась возможность с более высокой точностью измер ть радиусы кривизны сферических поверхностей Р как с центральным отверстием , так и без него, причем на детал х с разными радиусами Р посредством измерени  рассто ни  Н между этими дисками 2,4 с последующим преобразованием этого рассто ни .

Ф о рмул а изо б рете н и  

Устройство дл  измерени  диаметров сферических поверхностей, содержащее полый корпус с жестко закрепленным базовым элементом, установленный в полости с

возможностью осевого перемещени  и фиксации шток с измерительным элементом и преобразователь, взаимодействующий со штоком, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и производительности измерени , измерительный элемент жестко закреплен на штоке перпендикул рно его оси, неподвижна  часть преобразовател  размещена на корпусе , а со штоком взаимосв зана подвижна  часть преобразовател , базовый и измерительный элементы выполнены в виде параллельных дисков, торцы которых скошены , а диаметр базового элемента в два раза больше диаметра измерительного элемента .

70