3 Измерительные устройства

Наиболее важными и ответственными элементами контрольных приспособлений являются измерительные устройства.

Измеритель, как устройство, непосредственно осуществляющее проверку, в значительной степени определяет точность работы всего контрольного приспособления.

Современная измерительная техника располагает большой и разнообразной номенклатурой совершенных измерительных устройств. Все многообразие измерительных устройств, применяе­мых в конструкциях контрольных приспособлений, можно разде­лить на три основные группы: бесшкальные (не отсчетные), шкаль-ные (отсчетные) и комбинированные.

Бесшкальные измерители (различные шаблоны, щупы, глубино­меры, электроконтактные датчики и др.) лишь ограничивают пре­дельные величины проверяемых элементов, не давая возможности определять их числовые значения. Это исключает их применение при проверке правильности наладки технологических процессов, при статистическом контроле и в других подобных случаях.

Бесшкальные измерители широко применяются в приспособле­ниях для контроля отливок и поковок, а также в приспособлениях для приемочного контроля обработанных деталей при отсутствии необходимости установления действительных значений проверяе­мых параметров.

Шкальные измерители обладают отсчетной шкалой (индикато ры часового типа, рычажно-зубчатые измерительные головки, мик рокаторы и др.), позволяя определять действительные числовые значения проверяемых параметров. Шкальные измерители являют­ся обязательными в приспособлениях для проверки правильности наладки производственных операций и состояния технологических процессов, в приспособлениях для/статистического контроля, при сортировке деталей на размерные группы. Такие измерители при­меняются в приспособлениях для контроля деталей в процессе обработки, работающих без автоматического воздействия на ор­ганы управления станком.

Комбинированные измерители (электроконтактные датчики с отсчетными шкалами, пневмо-электроконтактные датчики и др.), являющиеся как бы шкальными датчиками, имеют исключительно широкие перспективы применения в конструкциях контрольных приспособлений. Их значение особенно возрастает при автоматиза­ции приемочного контроля, а также при автоматическом контроле деталей в процессе обработки. В подобных случаях применение ком­бинированных измерителей резко упрощает наладку и эксплуата цию контрольных автоматов, на которые они установлены.

При сравнительном анализе измерительных устройств должны сопоставляться их основные метрологические показатели:

а) цена деления шкалы — значение измеряемой величины, со-'ответствующее одному делению шкалы;

б) интервал деления — расстояние между серединами двух со­седних штрихов шкалы;

в) чувствительность (передаточное отношение) —отношение ли­нейного или углового перемещения указателя к изменению прове­ряемой величины, вызвавшему это перемещение; * г) предел измерения — наибольшая и наименьшая величины, которые могут быть определены с помощью данного измерительного устройства;

д) порог чувствительности — наименьшее изменение значения измеряемой величины, способное вызвать малейшие изменения по­казаний измерительного устройства;

е) погрешность показаний —- разность между показанием изме­ рительного устройства и действительным значением проверяемой величины; „

ж) вариация показаний — наибольшая разность между отдель­ными повторными показаниями измерительного устройства при многократной проверке одной и той же величины в неизменных внешних условиях.

В пределах основных приведенных выше групп измерительные устройства подразделяются и должны рассматриваться по способу осуществления передаточного отношения для превращения незна­чительных перемещений измерительных наконечников в более круп­ные перемещения указателя измерительного устройства.

Способы осуществления передаточных отношений могут быть самыми различными: клин, механический рычаг, зубчатая переда­ча, оптический рычаг, комбинированные передачи (рычажно-зубча-тые, оптико-механические и др.), передачи с помощью плоских и скрученных пружин, электрические (контактные, индуктивные и др.), пневматические.

Основные требования, выдвигаемые для измерительных устройств контрольных приспособлений, сводятся к получению вы­соких и устойчивых передаточных отношений при простоте, удобстве пользования и дешевизне самого измерительного устройства.

Бесшкальные измерительные устройства

Номенклатура бесшкальных измерительных устройств, приме­няемых в конструкциях контрольных приспособлений, весьма мно­гочисленна и разнообразна.

При сравнительно грубых допусках на проверяемые детали {4-й класс точности и выше) находят применение контрольные при­способления с установленными на них предельными калибрами — скобами, пробками, пластинами и щупами.

Для проверки криволинейных контуров деталей после холодной штамповки из листа, гнутых из труб и т. п. используют приспособ­ления с контурными шаблонами. В зависимости от форм проверяе­мых деталей шаблоны могут быть плоскостными или объемными. ' В зависимости от габаритов проверяемых деталей они могут быть цельными или составными из ряда пластин, планок и штифтов, установленных на плите приспособления. Для изготовления этих шаблонов, особенно составных, и их проверки к ним должны пре­дусматриваться контршаблоны, в качестве которых могут исполь­зоваться образцовые детали, проверенные и паспортизованные в измерительной лаборатории.

В приспособлениях для проверки отливок и поковок весьма ча­сто применяются профильные шаблоны для проверки припусков на обработку по наружным и внутренним поверхностям, а также расположения отдельных поверхностей относительно базовых.

Недостаток профильных шаблонов заключается в том, что с их помощью возможно определить лишь годность детали, не давая по­нятия о величине возможных отклонений проверяемых размеров.

В приспособлениях для контроля припусков на механическую обработку и коробление заготовок широко применяются ступен­чатые глубиномеры (фиг. 18, а) простой конструкции.

В гильзе / перемещается измерительный стержень 2, сфериче­ский конец которого соприкасается с проверяемой поверхностью детали. Ограничительный штифт 3 предохраняет стержень от по­ворота и ограничивает его продольные перемещения.

Фиг. 18. Бесшкальные измерители для контроля заготовок.

' Пружина 4 обеспечивает необходимое измерительное усилие.

На верхнем торце гильзы / прошлифована ступенька, размер а которой соответствует величине проверяемого отклонения.

По положению верхнего плоского торца стержня 2 относитель­но ступеньки а производится суждение о годности проверяемой детали.

Оценка результата измерения по глубиномеру производится кон­тролером на глаз. Совпадение торца измерительного стержня с предельными площадками допусковой ступеньки дополнительно оценивается на ощупь пальцем или ногтем.

Глубиномером обеспечивается точность измерения 0,5 мм, а при .известном навыке контролера и до 0,2 мм. Для точностей, необхо­димых при контроле заготовок, этого совершенно достаточно.

Кроме того, важным достоинством глубиномеров является ис­ключительная их простота в изготовлении и эксплуатации. Все это сделало глубиномеры основными измерителями, применяемыми в конструкциях контрольных приспособлений для заготовок.

Для контроля отклонения от заданного припуска на механиче­скую обработку по отверстию заготовки применяют шаблон-отвер­стие (фиг. 18, б), а по наружной цилиндрической поверхности заго­товки— шаблон в виде диска (фиг. 18, в).

При необходимости одновременного контроля правильности при­пусков по отверстию и наружной цилиндрической поверхности заго­товки оба приведенных шаблона могут быть совмещены в одном шаблоне-кольце.

Диаметры всех подобных шаблонов должны рассчитываться в зависимости от соответствующего размера заготовки и допуска, установленного ее чертежом на величину припуска на обработку:

где D. —диаметр шаблона-отверстия;

ш

^в —диаметр шаблона-диска;

ёд —наименьший диаметр отверстия заготовки; id_B —наибольший диаметр наружной цилиндрической поверх- | ности заготовки;

i Д_Л —наибольший припуск на обработку отверстия заготовки, (на сторону); - > Д_в —наибольший припуск на обработку наружной цилиндри­ ческой поверхности заготовки (на сторону). В конструкциях контрольных приспособлений и контрольно-сор­ тировочных автоматов получили весьма широкое применение электроконтактные датчики.

Назначением электроконтактных датчиков является преобразо­вание линейных отклонений, воспринятых от проверяемых деталей, в электрические импульсы, управляющие световыми сигналами контрольных приспособлений или исполнительными механизмами приспособлений для контроля деталей в процессе их обработки и контрольно-сортировочных автоматов.

Электроконтактные датчики осуществляют сортировку на труп-' пы, количество которых на единицу превышает число контактов датчика.

Так как в обычных производственных условиях наиболее часто встречается необходимость распределения проверенных деталей на три группы — годные, брак по переходу измеряемого размера за верхний предел допуска и брак по переходу за нижний предел до­пуска, то наиболее употребительными являются двухконтактные датчики.

В зависимости от передаточного отношения между измеритель­ным стержнем и контактом различают датчики безрычажные (с пе­редаточным отношением 1 : 1) и рычажные с увеличивающим ры­чагом.

В безрычажных датчиках вся величина погрешности, вызывае­мая работой контактов и их регулированием, входит в погрешность измерения, что снижает их точность.

В рычажных датчиках все подобные погрешности уменьшаются пропорционально передаточному отношению. Погрешности пере­даточного рычага могут значительно снижаться подвеской его на плоских пружинах.

На фиг. 19 приведена конструкция простей­шего безрычажного электроконтактного датчика. Устройство и принцип действия его очень просты и не требуют описания.

Существует множество разновидностей ры­чажных датчиков, различающихся между собой по передаточному отношению измерительного ры­чага, способу его подвески, числу контактов и методу их настройки и т. п.

Типы датчиков и технические требования, ко­ торым они должны удовлетворять, установлены ГОСТ 3899-58. Согласно стандарту различаются электроконтактные датчики: предельные, предна­ значенные для контроля предельных размеров деталей, и амплитудные — для контроля откло­ нений формы и расположения поверхностей де­ талей, j

Фиг. 19. Безры­чажный электро-контактиый дат­чик.

Известен двухконтактный датчик завода «Ка­либр» (фиг. 20) с присоединительными размера­ми гильзы и ушка такими же, как ь индикаторах часового типа. Дальнейший выпуск этих датчи­ков в настоящее время прекращен, и завод «Ка­либр» организовал выпуск новых датчиков: пре­дельного (БВ-779у) и амплитудного (БВ-634у). . Характерной особенностью этих датчиков, конструкции которых рассматриваются ниже среди комбинированных измерительных устройств, является возможность установки на них обычных инди­каторов часового типа или других шкальных измерителей. Вместе с тем, датчики завода «Калибр» старой .конструкции, показанной на фиг. 20, еще широко применяются многими машиностроительными предприятиями.

Пятиконтактный датчик НИЗЛ (типа 2И-18) изображен на фиг. 21. Датчик состоит из корпуса /, измерительного стержня 2 с колодкой 3, четырех контактных рычагов 4 и пяти электрических контактов 5. Перемещение измерительного стержня 2 через ко­лодку 3 вызывает поворот контактных рычагов 4 с замыканием од­ного из контактов 5. Регулирование положения электрических кон­тактов осуществляется микрометрическими винтами с лим­бами 6.

Датчик предназначен для сортировки деталей на шесть групп; его предел измерения равен 0—0,3 мм; измерительное усилие состав­ляет 500—700 Г при погрешности измерения ±0,2 мк.

Фиг. 20. Двухконтактный датчик завода «Калибр». Флг. 21. Пятиконтактный датчик (типа 2И-18).

'' Датчик И-29, также конструкции НИЭЛ, дает возможность сортировки деталей через 2 мк на 50 и более групп.

Следует отметить, что среди всех видов датчиков, применяемых при автоматическом контроле, наиболее надежными и универсаль­ными являются электроконтактные датчики. Путем несложных ком­бинаций с электронными лампами и электромагнитными реле они осуществляют самые разнообразные операции автоматического контроля с производительностью до 3000 деталей в час и более.

Электрические схемы включения электроконтактных датчиков также весьма разнообразны, но все они, как правило, сводятся к схемам с силовым контактом или к схемам с сеточным контактом

В схемах силового контакта (фиг. 22, а и б) контакты датчика включаются непосредственно в цепь сигнальной лампочки, реле и электромагнита. В простейшей схеме с силовым контактом (фиг. 22, а) в качестве сигнальных Применяются лампы накалива­ния или неоновые лампы. При выходе проверяемой детали за пре­делы поля допуска замыкается один из контактов датчика и вклю­чается соответствующая сигнальная лампа брака. При нахожде­нии детали в пределах поля допуска, когда не замыкается ни один из контактов датчика, обе сигнальные лампы не горят. Это являет­ся недостатком данной схемы, так как при неисправности самой схемы или одной из сигнальных ламп брак может быть принят как годная продукция.

Указанный недостаток устранен йо второй схеме силового кон­такта (фиг. 22, б). Данная схема, основанная на применении трех лампочек, представляет собой мост Уитстона. В одно из плеч мо­ста через контакты датчика включены лампы, сигнализирующие о наличии брака (по верхнему или нижнему пределам допуска); в диагональ включена лампа, которая горит при годных деталях Сопротивления этой (схемы рассчитываются так, чтобы при замы­кании одного из контактов датчика напряжение по диагонали бы­ло недостаточным для зажигания включенной в нее лампы. При размыкании обоих контактов датчика нарушается равновесие мо­ста и загорается лампа в диагонали.

Общим недостатком любой схемы силового контакта являются погрешности, вызываемые подгоранием контактов вследствие ис­крения. Схема сеточного контакта, основанная на применении электронных ламп, лишена этого недостатка.

Принцип действия сеточного контакта состоит в следующем. При размыкании контакта датчика на сетку соответствующей элект­ронной лампы поступает отрицательный потенциал и она запи­рается. При замыкании контакта лампа отпирается, включается соответствующее реле и через его контакт — сигнальная лампа. При этом через контакты датчика ток не протекает, что исключает их подгорание.

Пример схемы с сеточным контактом приведен на фиг. 22, в. Переключателем В напряжение подаемся на первичную обмотку трансформатора Т. При отсутствии проверяемой детали на приборе рычаг датчика КД отклонится влево и замкнет левый контакт. На

первую сетку лампы Л1 (двойной период) подается нулевой по­тенциал, лампа отпирается и срабатывает анодное реле API. Его контакты замыкаются и включают сигнальную лампу СЛ2 (брак по минимуму). Если проверяемый размер детали меньше нижнего предела допуска, рычаг датчика КД остается замкнутым с левым контактом и продолжает гореть сигнальная лампа СЛ2.

Фиг 22. Электрические схемы включения электроконтактных датчиков

При детали размером больше верхнего предела допуска рычаг датчика КД отклоняется вправо и замыкается с правым контак­том. Тогда на вторую сетку лампы Л1 подается нулевой потенциал и срабатывает анодное реле АР2. Его контакты замыкаются, вклю­чая сигнальную лампу СЛЗ (брак по максимуму).

Бели проверяемый размер детали находится в пределах поля допуска, рычаг датчика КД устанавливается между правым и ле­вым контактами. На сетку лампы Л1 подается отрицательный поТенциал, лампа запирается, аноднне реле API и АР2 не включа­йся. Через их нормально закрытые контакты включается сигналь­ная лампа СЛ1 (годная деталь).

Конденсаторы С1 и С2 служат для устранения вибраций реле. 'В (схему введены два сеточных сопротивления /?j и /?2 и плавкий ^предохранитель ПП.

В зависимости от требований условий работы датчик может

управлять не только включением световых сигналов, но и работой различных механизмов (для оста­нова станка, автоматической сор­тировки деталей и :. п.);

Шкальные измерительные ^ч устройства

Фиг 28. Индикатст для грубых измерений (секторный).

Индикатор для грубых изме­рений (фиг. 23) шиооко лрименя-ют при контроле деталей с допу­сками порядка 1 мм и белее, ког­да необходимо знать действитель­ное значение проверяемого раз­мера. Особенно широкое приме-* нение находит этот индикатор npir контроле заготовок — отли­вок и поковок, где использование индикаторов часового типа с це­ной деления 0,01 мм не оправда­но: столь высокая точность изме­рения, как правило, для загото­вок не требуется; индикаюры ча­сового типа <;тоят дороже и в ус­ловиях работы заготовительных цехов быстро засоряются. В индикаторе для грубых измерений используется рычажная передача. Конструкция его весьма проста: в отверстии корпуса 7 перемещается измерительный стержень 8, в верхней части которо­го укреплена поперечная планка 5. Штифт 4, укрепленный в план­ке 5, упирается в короткое длечо рычага 2, длинное плечо которого перемещается относительно шкалы /..

Пружина 6 оттягивает измерительный стержень вниз, создавая требуемое измерительное усилие.

Регулирующий винт 10 ограничивает перемещение вниз измери­тельного стержня и одновременно позволяет производить измере­ние на разных участках шкалы.

Непосредственно с проверяемым изделием соприкасается сталь­ной каленый шарик 9. Так как индикатор предназначен для про­верки деталей с грубыми необработанными поверхностями, то ша­рик 9 сделан сменным.

Крышка 5 закрывает доступ к механизму индикатора.

Крепление индикатора в контрольном приспособлении произ­водится за хвостовик диаметром 20 мм корпуса 7.

Цена деления индикатора 0,2 мм; предел измерения 10 мм; пе­редаточное отношение 10: 1.

При необходимости контроля заготовок или деталей с допус­ками на проверяемые размеры от 0,5 мм и более возможно при­менение индикатора подобной же конструкции с ценой деления 0,1 мм и пределом измерения 5 мм при передаточном отношении 20: 1 за счет включения дополнительного промежуточного рычага.

Фиг 24. Индикаторы часового Tsutk

Индикатор часового типа является наиболее распространенным и широко применяемым и конструкциях контрольных приспособ­лений измерительным устройством.

Механизм индикаторов состоит из зубчатых передач, преобра­зующих линейные перемещения измерительного стержвя в пропор­циональные им перемещения стрелки. Это является важным до­стоинством индикаторов, позволяющим предусматривать большие пределы измерения по шкале.

В то же время невозможность полного устранения мертвых хо­дов и других дефектов изготовления при отсутствии регулируемых элементов предопределяет неизбежные погрешности измерения.

В соответствии с ^ГОС1_57Ь513^-1ЩДикаторы часового типа с це­ной деления 0,01 мм изготовляются с пределами измерения 0—S или 0—10 мм и размерами, приведенными на фиг. 24, а, или с пре­делами измерения 0—2 или 0—3 мм и размерами, приведенными на фиг. 24, б (малогабаритный индикатор).

Крепление индикатора в контрольном приспособлении осущест­вляют за ушко или гильзу — по диаметру 8С_2я.

Цена деления шкалы 0,01 мм. Измерительное усилие индика­тора должно находиться в пределах от 80 до 200 Г.

Допустимые погрешности измерения всех индикаторов с ценой деления 0,01 мм не должны превышать 8 мк в пределах указанного в аттестате участка шкалы в 0,1 мм и 15 мк в пределах 1 мм на любом участке измерения. Вариация показаний должна укладывать­ся в 3 мк.

В последние годы повышена износоустойчивость индикаторов и стабильность их работы за счет разгрузки механизмов от ударов и некоторой герметизации корпусов.

Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм можно ре­комендовать к широкому применению в конструкциях контрольных приспособлений, предназначенных для проверки отклонений от 0,03 мм и более. При меньших допусках (не менее 0,02 мм) их мож­но применять только с увеличивающей передачей.

В настоящее время завод «Красный инструментальщик» осваи­вает производство широкодиапазонных индикаторов часового типа с пределами измерения 0—25 и 0—50 мм при цене деления 0,01 мм и диаметре циферблата 100 мм. Широкодиапазонные индикаторы значительно облегчают контроль отклонений профиля копиров и кулачков, размеров ступенчатых валов и др.

На том же заводе «Красный инструментальщик» ведутся рабо­ты по освоению производства герметизированных (от пыли и вла­ги) индикаторов часового типа, столь необходимых при контроле деталей в процессе их обработки на станках.

Стремление создать микронные индикаторы (т. е. микроинди каторы) на базе зубчатых передач не дало положительных резуль татов Погрешность подобных микроиндикаторов обычно значи­тельно превышает цену деления, делая их использование бессмык ленным.

Миниметр не способен удовлетворить потребность в микронных шкальных измерителях. В миниметре применена рычажная пере­дача, построенная по принципу неравноплечих механических рыча гов, преобразующих линейные перемещения в угловые.

Полной пропорциональности этого преобразования, т. е. пол ного постоянства передаточного отношения, в миниметрах не уда­ется достигнуть, что ограничивает пределы измерений по шкале и исключает поворот шкалы для установки стрелки на нулевое деление. Недостатком миниметров является, кроме того, значитель­ное измерительное усилие (до 400 Г при колебании усилия в пре­делах 100 Г), большие габаритные размеры и собственный вес.

Миниметры имеют цену деления 0,001 л 0,002 мм при пределах измерения, соответственно ±0,03 и ±0,06 мм. Технические усло­вия, которым должны удовлетворять миниметры, установлены ОСТ 20102. Крепление миниметров осуществляется за трубку.

Несмотря на указанные недостатки миниметры все еще приме­няются различными машиностроительными предприятиями, в част­ности подшипниковыми заводами.

Рычажно-зубчатые измерительные головки (фиг. 25) выпуска­ются ЛИЗом.на основе оригинальной схемы, включающей две ры­чажные и одну зубчатую пару.

Кинематическая схема измерительной головки МКМ (фиг. 25, а) состоит из измерительного стержня /, двух неравноплечих рыча­гов 2 и 3. Длинное плечо рычага 3 заканчивается зубчатым сектором 4, а короткое плечо образовано штифтом 5. Трибка 6 находит­ся в зацеплении с сектором 4, на трибке закреплены (стрелка 7 и шкала, имеющая 100 делений (±50 делений). Арретир 8 обеспе­чивает подъем измерительного стержня. Оси обоих рычагов и три­ба вращаются в корундовых подшипниках. Отсутствие мертвого 1 хода в механизме головки обеспечивается (спиральным волоском, установленным на оси триба.

Головка включает два компенсатора, первый из которых изме­няет длину малого плеча рычага 2, а второй регулирует начальное положение механизма головки, соответствующее положению стрел­ки относительно нулевого деления шкалы.

*> S)

Фиг. 25. ,Рьгчаж.но-зубчатые измерительные головки.

Головка МКМ имеет цену деления 0,001 мм при пределе изме­рения ±0,05 мм. Крепление головки (как и индикаторов часового типа) осуществляют за гильзу — по диаметру 8Ci_a . Для установ­ки на нулевое деление предусмотрен поворот шкалы в пределах 20 делений. Измерительное усилие головки не превышает 200 Г. Погрешность показаний в пределах всей шкалы укладывается в ± 1 мк, а на участке ± 30 делений от нуля не превышает ±0,5 мк По техническим условиям головка МКМ удовлетворяет нормам ГОСТ 6934-54.

Кинематическая схема многооборотной измерительной головки ИГМ (фиг. 25, б) включает в себя измерительный стержень 1; два неравноплечих рычага 2 и 3. Длинное плечо рычага 3 заканчи­вается зубчатым сектором 4, а короткое плечо образовано штиф­том 5; трибка 6 находится в зацеплении с сектором 4. На одной оси с трибкой 6 насажено зубчатое колесо 7, находящееся в зацепле­нии с центральной трибкой 8, несущей стрелку 9.

С центральной трибкой 8 находится в зацеплении колесо 10, не­сущее малую стрелку — указатель числа оборотов основной стрел­ки 9. Мертвый ход в механизме головки устраняется отвальным

волоском //. Арретир 12 обеспечивает подъем измерительного стержня.

Цапфы всех осей головки вращаются в каменных подшипниках; концы осей опираются на каменные подпятники, за счет чего по­вышается чувствительность головки в горизонтальном положении Механизм головки разгружен от ударов по линии измерения.

Крепление головки производится _% за- гильзу по диаметру 8С _2а. Предусмотрено устройство для установки стрелки на нулевое де­ление шкалы.

Головка ИГМ имеет цену деления 0,001 мм при пределе изме­рения 0-М мм. Вся шкала разбита на 200 делений. Таким обра­зом, общий предел измерения охватывается пятью оборотами стрелки. Измерительное усилие головки не превышает 200 Г при колебаниях его в пределах 50 Г. Погрешность показаний на всем диапазоне измерения укладывается в 5 мк, а в пределах ±30 деле­ний (на любом обороте) не превышает 1 мк.

В часовой промышленности при измерении линейных размеров малогабаритных деталей (в пределах, примерно, до 3 мм) получи­ли распространение рычажно-зубчатые измерительные головки ти­па МЧС и ММ, разработанные В. К. Кетлеровым (3-й Московский часовой завод). Эти головки имеют цену деления 0,001 мм при пределах измерения по шкале ±0,03 мм. Измерительное усилие головки К-6 (по типу МЧС) регулируется в пределах 50 или 200 Г Измерительное усилие головки ММ-3 составляет 30±10 Г. Погреш­ности показаний обеих головок не превышают ±0,5 мк при вариа­ции показаний 0,25 мк.

Пружинные измерительные головки и приборы имеют сущест­венные достоинства, благодаря которым их применение в машино­строении неизменно расширяется. Наиболее важным преимущест­вом пружинных приборов является отсутствие в них шарниров и зазоров, неизбежных в рычажных и зубчатых передачах. Это обес­печивает им высокую точность и постоянство показаний

Микрокатор (пружинная измерительная головка) основан на использовании чувствительного элемента в виде скрученной ленты из специальной бронзы шириной 0,2—0,3 мм и толщиной 0,005— 0,012 мм.

Внешний вид и схема действия микрокатора приведены на фиг. 26, а. Измерительный стержень / подвешен и может перемещаться на плоских пружинах 2. Скрученная лента 5 связана с измеритель­ным стержнем / через угольник 4, подвешенный на плоской пру­жине 3.

При перемещении измерительного стержня вверх угольник 4 отклоняется в сторону, лента 5 растягивается и прикрепленная в средней ее части стрелка 9 перемещается относительно шкалы 10

Следовательно, в конструкции микрокатора линейная величина перемещения измерительного стержня растяжением скрученной ленты преобразуется в угловое перемещение стрелки. Регулирова­ние величины перемещения стрелки 9 осуществляется изменением натяжения ленты 5 с помощью пружины 6 и шайб 7 и 8.

Стрелка микрокатора изготовлена из тонкого стеклянного труб­чатого волоска. Плохая видимость стрелки первоначально ограни­чивала использование прибора. Однако в настоящее время види­мость стрелки микрокатора значительно улучшена, за счет 'чего устранена утомляемость зрения контролера.

Подвеска измерительного стержня на плоских пружинах исклю­чает трение и износы при его перемещениях. Быстрое успокоение стрелки обеспечивается масляным демпфером.

Фиг 26 Пружинные измерительные головки-о — микрокатор, б —оптикатор

Микрокаторы изготовляются рядом зарубежных фирм («Ио-гансон» в Швеции, «ФМЦ» в ГДР и др ) и широко применяются во многих странах.

В СССР выпуск микрокаторов освоен ЛИЗом. Микрокатор, в соответствии с ГОСТ 6933-54, выпускается с ценой деления 0,001 и 0,002 мм и пределами показаний по шкале ±0,03 и ±0,06 мм. Погрешность показаний микрокатора укладывается в пределы по­ ловины цены его деления. Измерительное усилие не превышает 200 Г при его колебании в пределах 30 Г. "

Намечено освоить на ЛИЗе выпуск микрокаторов с ценой де­ления 0,0005 и 0,0002 мм..

Оптикатор, созданный народным предприятием ФМЦ (ГДР), является сочетанием микрокатора с оптическим устройством. Схе­ма действия оптикатора приведена на фиг. 26, б. Пучок лучей от источника света / проходит конденсор 2, штриховую пластину 3, збъектив 4 и попадает на зеркальце 5, установленное в средней части скрученной ленты. Отразившись от зеркальца, лучок лучей в виде светового пятна диаметром 5 мм со штрихом посередине па­дает на шкалу 6. В приборе предусмотрены указатели пределов поля допуска в виде двух цветных светофильтров, окрашивающих световое пятно («зайчик») в красный или зеленый цвет при пере­ходе за границы поля допуска.

Таким образом, принципиальное отличие оптикатора от микро-катора заключается лишь в замене тонкой стеклянной стрелки по середине скрученной ленты на зеркальце, отражающем на шкалу световой «зайчик». Этим значительно облегчается отсчет показа­ний прибора.

Выпуск оптикаторов осваивает ЛИЗ. Они будут выпускаться с ценой деления 0,001, 0,0005 и 0,0002 мм при пределах измерения соответственно- ±0,125, ±0,060 и :гО,025 мм.

Оптикатор, как и микрокатор, имеет присоединительный диа­метр трубки, равный 28 мм.

Пружинно-оптические приборы (фиг. 27) основаны на сочета­нии механического рычага, образованного пружинной передачей, с оптическим рычагом.

Устройство пружинно-оптического прибора МикроЗИЛ показа­но на фиг 27, а

В массивном чугунном основании / установлен измерительный столик 2, на который кладут проверяемую деталь Колебания раз­мера детали вызывают перемещения измерительного стержня 3, передаваемые на подвижную скобу 4. Скоба 4 на двух параллель­ных плоских пружинах 5 подвешена к неподвижной скобе 6 и пере­мещается относительно нее.

В верхней части скоб 4 и 6 закреплена вторая пара параллель­ных плоских пружин 7, между которыми помещено основание стрелки 8. Верхний конец стрелки загнут в виде козырька 5 с пря­мой срезанной гранью и располагается между конденсором 10 и объективом 11.

Свет от лампочки 9 преобразуется конденсором 10 в пучок па­раллельных лучей, которые, пройдя объектив 11, освещают шкалу 12 Козырек 5 стрелки, преграждая путь части 'световых лучей, от­брасывает тень на шкалу 12 При перемещении стрелки будет пере­мещаться по шкале и затененный участок. По резко отмечающейся на шкале границе освещенного и затененного участков осуществ­ляется отсчет показаний прибора.

Передаточное отношение пружинной системы определяется соот­ношением длины стрелки 8 и расстояния между двумя плоскими пружинами 7. Это отношение для прибора МикроЗИЛ составляет 120 1 Оптическая (система имеет передаточное отношение 10 : 1.

Следовательно, суммарное передаточное отношение равно 1200: 1.

Цена деления равна 0,0025 мм при пределе измерения 0,12 мм. Измерительное усилие 500 Г.

Погрешность показаний прибора укладывается в ±0,001 мм на крайних пределах шкалы при вариации 0,0005 мм Приборы Микро-

ЗИЛ были изготовлены Московским автомобильным заводом име­ни Лихачева для собственных нужд. ЛИЗ освоил производство та­ких приборов с ценой деления 0,001 и 0,002 мм.

фирма Шеффильд (США) выпускает подобные же приборы с ценой деления 0,001; 0,002 и 0,005 мм при увеличениях соответ­ственно в 2000, 1000 и 500 раз.

Несколько видоизмененная модель пружинно-оптического при­бора приведена на фиг. 27, б. Пружинная система этого прибора является полным повторением схемы предыдущего прибора

Фиг 27 Пружинно оптические приборы

Оптическая система включает дополнительную призму 1, пре­ломляющую световые лучи и направляющую их на шкалу Введе­ние этой призмы увеличивает передаточное отношение оптической системы

Шкала расположена в вертикальной плоскости, что облегчает наблюдение за ее делениями. Кожух 2 защищает шкалу от внеш­него света, облегчая наблюдение за ее делениями. Настройка шкалы на нулевое деление производится по блоку концевых мер заданно­го размера или аттестованной образцовой детали. Настройка ве­дется регулировочным микрометрическим винтом 3, перемещаю­щим подвижную скобу пружинной системы прибора.

Предварительно головка прибора устанавливается в требуемое положение по высоте маховичком 4.

Подобные приборы выпускаются той же фирмой Шеффильд с иеной деления 0,0001; 0,0002 и 0,0005 мм при увеличениях соответ­ственно в 20000, 10000 и 5000 раз.

Отечественная инструментальная промышленность (ЛИЗ) ос­воила производство приборов по той же принципиальной схеме с ценой деления 0,0005 мм.

Пружинно-оптические приборы используются для непосредст­венных измерений наружных размеров и отверстий деталей с по­мощью несложных переходных устройств.

Индуктивные измерительные приборы строятся на использова­нии зависимости величины коэффициента самоиндукции реактив­ной катушки от изменения воздушного зазора в магнитной цепи. Их преимуществом являются крупные деления шкал; недостат­ком — малые пределы измерений по шкале.

Емкостные измерительные приборы основаны на применении конденсаторов, одна пластина которых остается неподвижной, в то время как другая связана с измерительным наконечником. Значе­ние емкости определяется по шкале прибора, которая может быть тарирована непосредственно в линейных единицах. Относительная сложность емкостных измерительных устройств ограничила широ­кое производственное их распространение.

Пневматические измерительные приборы в сочетании со спе­циальной контрольной оснасткой (калибрами и приспособления­ми) получили исключительно широкое распространение в различ­ных отраслях машиностроения при измерении размеров отверстий, валов, взаимного положения поверхностей деталей и т. п.

Принцип действия и область применения пневматических изме­ рительных приборов подробно изложены в главе V. • _v

Комбинированные измерительные устройства

В ряде случаев появляется необходимость наряду с сортиров­кой деталей по предельным размерам иметь возможность оценить действительные значения проверяемых параметров.

Это имеет большое значение в конструкциях контрольно-сорти­ровочных автоматов, автоматических устройств для контроля дета­лей в процессе обработки и в «светофорных» контрольных приспо­соблениях, особенно — многомерных.

Применение во всех подобных случаях бесшкальных датчиков затрудняет наладку, испытание и эксплуатацию соответствующих автоматических устройств и «светофорных» приспособлений, вы­нуждает использовать большое количество точно изготовленных установочных калибров или образцовых деталей.

Помимо того, работая на многомерном «светофорном» приспо­соблении контролер должен иметь возможность не только выявить брак, но и определить фактическую величину соответствующего перехода за границу поля допуска, без чего контроль теряет свои активные функции.

Потребность в сочетании автоматического контроля с визуаль_ной оценкой по шкале действительных значений проверяемых ве-^я личин привела к созданию комбинированных измерительных уст-' ройств, в которых перемещение измерительного стержня преобра­зуется одновременно различными методами.

Особенно эффективным оказывается сочетание электроконтакт­ных измерительных устройств, которые лишь ограничивают предель­ные значения проверяемых элементов деталей, с визуальными (ин­дикаторы часового типа, электроиндуктивные устройства, пневма­тические измерительные приборы и др.).

Объясняется это тем, что электроконтактные устройства просты в изготовлении и эксплуатации, удобны для использования в кон­струкциях «светофорных» приспособлений, легко поддаются авто­матизации. С другой стороны, индуктивный, пневматический и дру­гие визуальные методы позволяют легко оценить действительные значения проверяемых величин.

Таким образом, применение комбинированных датчиков позво­ляет:

а) использовать высокую производительность «светофорных» электроконтактных контрольных приспособлений при определении годности детали с одновременной оценкой действительных разме­ров проверяемой детали;

б) наблюдать при автоматическом контроле в процессе обра­ботки за изменениями размеров обрабатываемых деталей, что соз­дает чувство уверенности у рабочего за качество выполняемой им ^операции;

в) облегчить настройку и периодическую проверку, не прекра- ' щая работы контрольно-сортировочных автоматов, автоматических устройств для контроля в процессе обработки и многомерных «све­ тофорных» приспособлений. ^ч

К этой группе измерительных устройств относятся выпускаемые :заводом «Калибр» предельные датчики БВ-779у (фиг. 28, а), пред-| назначенные для контроля предельных размеров деталей, и ампли-|тудные датчики БВ-634у (фиг. 28, б) — для контроля отклонений 'формы и расположения поверхностей деталей.

Рассмотрим устройство предельного датчика БВ-779у (фиг. ,28, а). В направляющих корпуса 1 перемещается измерительный

* стержень 2. На хомутике 3 стержня установлен наконечник, пере-яещения которого вызывают угловые отклонения рычага 4. Пре­дельные отклонения рычаг₍а замыкают один из контактов 5 и 7, по-южение которых регулируется настроечными винтами 6 и 8. По шкале рычажно-зубчатой измерительной головки 9 или ин-

^гдикатора часового типа отсчитывается величина действительного

* отклонения измерительного стержня 2.

Измерительное усилие создается пружиной 10. Весь датчик за­крепляется на приспособлении или приборе крепежными винта­ми 11.

Преимуществом данного датчика является отсчетная шкала, ко­торая облегчает наладочнвш работы и позволяет определить раз-' мер имеющихся отклонений при обнаружении брака. Жесткое

Фиг. 28 Датчики электроконтактные со шкальными змерителя

крепление датчика за корп ^бильность работы.

Устройство амплитуднс |фиг. 28, б.

В направляющих корпуса 1 перемещается измерительный стер-I жень 2, несущий две пружины: плоскую 3 и поджимную 4. К крыш-! ке 5 на плоских пружинах подвешен рычаг 6, в верхней части ко-I торого находится контактный штифт 7. Рычаг 6 имеет также сек-! тор 8, к которому прижата пружина 3.

При поступательном движении измерительного стержня 2 сек­тор 8 обкатывается по пружине 3, вызывая поворот рычага 6. При предельных отклонениях рычага штифт 7 замыкает один из контактов — постоянный 9 или регулируемый 10. При упоре рычага в один из контактов начинается проскальзывание сектора 8 под пружиной 3, что дает возможность контроля откло­нений от геометрической формы. В случае попадания брака по шкале индикатора 11 можно установить величину имеющегося от-; клонения формы. Настроечный винт 12 регулирует положение кон-\ такта 10 в зависимости от допуска на размер проверяемой детали. •. Пружина 13 создает измерительное усилие. Крепежные винты 14 |служат для крепления датчика на приспособления.

Датчики соответствуют требованиям и техническим условиям ГОСТ 3899-58.

Очевидно, что электроконтактными датчиками далеко не огра-|ничивается все многообразие комбинированных измерительных уст­ройств. Однако именно электроконтактные датчики в сочетании с | различными механическими или пневматическими шкальными из­мерителями дают наилучшие результаты при автоматическом конт­роле и оказываются наиболее удобными и универсальными.

Применение датчиков других типов (индуктивных, фотоэлек­трических, радиоизотопных и т. п.) при автоматизации контроля ли­нейных размеров в современных условиях может быть признано целесообразным лишь в тех случаях, когда электроконтактный дат­чик почему-либо не может быть применен.

Так, индуктивный датчик может оказаться целесообразным при необходимости совмещения автоматического контроля с самопишу-'щим устройством для записи результатов измерений. Фотоэлектри-^ческий датчик наиболее удобен при автоматизации проекционных \ методов контроля.

В общем же случае автоматизации контроля линейных разме­ров следует стремиться к применению электроконтактных датчиков, по возможности, с отсчетными шкалами.

s 4 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Помимо основных описанных выше устройств, правильность конструкции контрольных приспособлений, точность их работы, простота и удобство изготовления, простота эксплуатации определяются передаточными устройствами, узлами крепления измери­тельных устройств, механизмами для вращения проверяемых де­талей, плитами, корпусами и др.

Ряд деталей и узлов, используемых в конструкциях контроль­ных приспособлений, является повторением соответствующих уз­лов и деталей станочных приспособлений. Так как последние до­статочно широко освещены в литературе, то ограничимся лишь кратким рассмотрением отдельных деталей и узлов, характерных именно для контрольных приспособлений.

Передаточные устройства

Точность передачи отклонения проверяемого размера от дета­ли к измерительному устройству имеет решающее значение для работы контрольных приспособлений.

Как правило, стержень измерительного устройства предохра­няется от непосредственного соприкосновения с проверяемыми по­верхностями деталей путем введения промежуточных подвижных элементов. Так, точные и сравнительно дорогие измерительные устройства предохраняются от повреждений и преждевременного износа. Кроме того, часто появляется необходимость по тем или иным конструктивным соображениям расположить измеритель­ный наконечник на некотором расстоянии или в стороне от прове­ряемой детали. В ряде случаев возникает потребность использова­ния промежуточных передач с передаточными отношениями больше или меньше единицы, чтобы обеспечить качественное и полное ис­пользование шкалы выбранного измерителя.

Таким образом, возникает необходимость включения в кон­струкции контрольных приспособлений передаточных устройств, со­стоящих из одного, а часто и из нескольких звеньев. Вполне оче­видно, что погрешности подобных устройств ограничивают гоч-носгь работы приспособлений в целом.

Различаются передачи для прямолинейных и угловых переме­щений.

Передачи с прямолинейным перемещением осуществляются на цилиндрических, призматических и прямоугольных направляю­щих, с трением скольжения или трением качения — на 1париках и направляющими на плоских пружинах.

Наиболее простым видом передачи являются цилиндрические короткие стержни, перемещающиеся во втулке (фиг. 29, а) или длинные стержни, перемещающиеся в двух соосно расположенных втулках (фиг. 29, б). В последнем случае оба направляющих уча­стка втулок должны быть разнесены возможно дальше друг от дру­га, что снижает погрешность за счет зазоров между ними, а на­правляющие участки втулок должны быть возможно более корот­кими — это уменьшает влияние имеющейся несоосности втулок.

На точность работы описанных передаточных устройств влиярт их износ. Этого недостатка совершенно лишены передачи на плос­ких пружинах (фиг. 30).

Фиг. 29. Промежуточные цилиндрические стержни.

Фиг. 30. Передача индикаторная «а плоских пружинах.

4.

Подвижная планка закрепляется на двух или четырех парал­лельных плоских пружинах. На фиг>ре приведены два типа кон­структивного оформления передачи, на описании которой мы не останавливаемся, так как конструкция понятна из чертежа.

Преимуществом передач на плоских пружинах является высо-, кая чувствительность их при полном отсутствии износа и трения Внутренними трениями вследствие внутренних напряжений метал­ла в данном случае пренебрегают.

Необходимое измерительное усилие обеспечивается изменением толщины, ширины или длины пружин.

В передачах на плоских пружинах исключается перекос под­вижной планки с измерительным наконечником и не требуется ни­каких дополнительных устройств для предотвращения ее поворо­тов или поперечных перемещений.

Следует иметь в виду, что передачи на плоских пружинах огра ничивают прямолинейные перемещения (примерно до 1 мм).

Плоские пружины изготовляются из пружинной стальной ле,н-ты толщиной 0,3 мм. Ширина их определяется конструктивными соображениями и, как правило, принимается в пределах от 8 до 12 мм, а "длина — от 40 до 80 мм.

Благодаря исключительным их достоинствам, передачи на плос­ких пружинах получают все более широкое распространение в кон­струкциях различных контрольных приспособлений. Применяются ч «они и в конструкциях измерительных устройств, как, например, в пружинных измерительных головках (см. фиг. 26) и пружинно-оптических приборах (см. фиг. 27).

Вместе с тем, следует учитывать необходимость качественного -изготовления любых передач на плоских пружинах. При небрежном изготовлении плоских пружин, использовании для этой цели нека­чественной стальной ленты, при коррозии плоских пружин и дру­гих подобных дефектах теряются все преимущества этих передач, они приводят к значительным погрешностям измерения и быстро ломаются.

Передачи для угловых перемещений осуществляются всевоз­можными рычагами, качающимися на цилиндрических, сфериче­ских и конических цапфах, на шарикоподшипниках и плоских пру­жинах.

Рычажные передачи служат для преобразования линейных пе­ремещений в угловые, для перемены направления линейного пере­мещения (фиг. 31, а и б), а также для увеличения передаточного от­ношения.

Рычажные передачи применяются с передаточным отношением 1 : 1 (когда требуется лишь изменить направление перемещения), с повышающими передаточными отношениями до 5: 1 и с понижаю­щими передаточными отношениями до 1 :5.

Повышающие передаточные отношения применяются при необ­ходимости увеличения измерительного импульса (т. е. отклонения проверяемого размера детали) с тем, чтобы полностью уловить его измерителем, установленным на контрольном приспособлении. Так,

_€сли при проверке на приспособлении индикатором с ценой деле­ния 0,01 мм детали, имеющей линейный допуск 0,02 мм, была ис­пользована повышающая рычажная передача с передаточным от­ношением 5: 1, то проверяемый допуск детали соответствовал уже , не двум, а десяти делениям по шкале.

Понижающие передаточные отношения применяются при необ­ходимости уменьшения измерительного импульса с тем, чтобы пра­вильнее и в более полной ме-использовать возможно­сти соответствующего изме-^рителя. Так, пои использова. |нии в приспособлении инди­катора часового тина с це-1иой деления 0,01 мч необхо­димо избрать такое переда­точное отношение, чтобы воз-|можные отклонения стрелки яндикатора не превышали |^}/2 оборота по шкале, т. е. эыли меньше 0,5 мм.

Фиг 31 Рычажные передачи

Контактные поверхности Црычагов должны быть твер­дыми и шлифованными. Кон­струкция рычагов должна Цбыть такой, чтобы предель­но снизить вероятность по­грешностей измерения за счет износа контактных по­верхностей и нарушения пе­редаточного отношения. Для этого необходимо обеспе­чить точечный контакт кон­цов рычага с поверхностями предыдущего и последующего переда-.точных звеньев; точечный контакт обеспечивается сопряжением |сферы и плоскости. 'Кроме того, для этого необходимо предельно деныпить проскальзывание в местах контакта по концам рычага.

Резкое сокращение проскальзывания достигается размещением эбеих контактных поверхностей рычага на оси его качания.

Сохранение передаточного отношения достигается равенством алеч рычага в пределах нескольких десятых миллиметра.

При конструктивной невозможности размещения точек контакта линии, проходящей через ось качания рычага, они должны быть внесены с нее на одинаковую для обеих точек контакта угловую величину.

Рычажные передачи должны обеспечивать высокую чувстви-Ртельность к малым отклонениям проверяемых размеров. Это тре-ибует, помимо правильной формы и размеров, беззазорной подвески [ рычага относительно оси его качания.

Наибольшие возможности образования погрешностей за счет износа и возникновения зазоров имеет подвеска рычагов на ци­линдрических цапфах (фиг. 31, б). Цилиндрические цапфы наи­более просты в изготовлении, но в них полностью отсутствует воз­можность компенсации и регулирования зазоров, получающихся при износе.

Несколько сложнее в изготовлении подвеска рычагов на кони­ческих (фиг. 31, в) и шариковых (фиг. 31, г) цапфах.

Однако значительным преимуществом этих цапф является лег­кость компенсации и регулирования как первоначальных зазоров так и зазоров, возникающих при износе передачи.

Той же цели устранения погрешностей за счет возникновения зазоров служат подвески рычагов на шариковых подшипниках, ко­торые не получили распространения в конструкциях контрольныл приспособлений, несмотря на высокую их чувствительность к ма­лым угловым перемещениям, что подтверждается успешным их применением в подшипниковой промышленности.

Наилучшие результаты с точки зрения исключения зазоров, вызывающих погрещности в подвеске и качании рычагов, дают плос­кие пружины, которые по своей форме, размерам (кроме длины) и способам крепления сходны с пружинами направляющих систем для прямолинейных передач.

Наиболее простым является случай подвески рычага на од­ной или двух плоских пружинах, примененный в конструкции электроконтактного датчика (см. фиг. 28). Эта подвеска весьма чувствительна, но может явиться источником погрешностей изме рения вследствие нарушения положения оси качания рычага.

Подвеска рычага на двух парах крестообразно расположен ных плоских пружин (фиг. 31, д) требует некоторого увеличения габаритов передачи, но в то же время является наиболее надеж­ной и точной в работе.

Узлы крепления измерительных устройств

Правильное крепление измерительных устройств (индикаторов, миниметров, электроконтактных датчиков и др.) имеет серьезное значение для нормальной работы контрольного приспособления.

Гнездо, в котором закрепляется измерительное устройство, должно обеспечить ему нужное направление относительно изме­ряемой детали и передаточных звеньев приспособления, обеспечить полную надежность установки, исключающую произвольные смещения во время работы.

Кроме того, крепление измерителя должно быть таким, чтобы исключить пережимы гильз и трубок, приводящие к заеданиям измерительных стержней.

Рассмотрим методы крепления на контрольных приспособле­ниях индикаторов, являющихся измерителями, наиболее широко применяемыми в конструкциях контрольных приспособлений.

На фиг. 32 приведены различные методы крепления в контроль­ных приспособлениях индикаторов часового типа за гильзу и за ушко.

Широко распространено крепление индикаторов за гильзу диа­метром 8С_2а (фиг. 32, а). Гильзу индикатора вводят в разрезную

I*

Фиг. 32. Стойки для крепления индикаторов.

ввтулку 1, которая установлена в соответствующем гнезде приспо-|собления, и обжимают ее винтом 2. При этом имеется возможность продольного перемещения индикатора в разрезной втулке для вы­бора желательного натяга измерительного стержня и рабочего участка шкалы.

\

В случае крепления индикаторов за гильзу часто применяются разрезные стойки с горизонтальным (фиг. 32, б) и вертикальным (фиг. 32, в) расположением индикатора. Гильза индикатора вво-дипся в разрезное отверстие стойки, которое затягивается винтом. Подобное крепление индикатора также позволяет передвигать его в направлении продольной оси, выбирая необходимый для работы участок.

Цилиндрический хвостовик В стойки запрессовывается в соот­ветствующий корпус приспособления. Размер А принимается из конструктивных соображений.

Следует отметить, что все описанные способы крепления по гильзе могут осуществляться лишь в тех случаях, когда измери­тельный стержень индикатора непосредственно соприкасается с проверяемой поверхностью детали.

Крепление индикатора за ушко исключает возможность заеда­ний измерительного стержня за счет обжима гильзы. Различные способы подобного крепления показаны на фиг. 32, г, д и е Одна­ко крепление за ушко не обеспечивает продольной перестановки индикатора и выбора участка его работы с тем, чтобы обеспечить равномерный износ механизма индикатора на всем диапазоне его работы Схема крепления за ушко, показанная на фиг. 32, е, частич­но устраняет этот недостаток.

На фиг. 33 приведены различные конструкции узлов крепления индикаторов за гильзу с помощью разрезных втулок при условии, когда измерительные стержни соприкасаются с поверхностями проверяемых деталей не непосредственно, а через промежуточные детали (штифты или рычаги).

Узел (гнездо) с промежуточным штифтом представлен на фиг. 33, а.

Корпус 8 устанавливается в приспособлении. В корпусе на резь' бе установлена регулируемая втулка 2, в отверстии которой пере мещается промежуточный цилиндрический штифт /.

Внешний конец штифта / соприкасается с проверяемой поверх ностью детали, другой конец его плоским торцом соприкасается с наконечником индикатора 7, закрепленного в том же корпусе вин­том 6 через разрезную йтулку 5.

Рычажок 3 служит для отвода измерительного стержня индика­тора. Пружина 4 обеспечивает постоянство контакта штифта 1 с деталью. Откидной кожух 11 прикрывает индикатор, предохраняя его от внешних повреждений.

Крепление всего индикаторного гнезда на корпусе контрольного приспособления осуществляется двумя установочными штифтами 9 и двумя болтами 10.

Следует отметить, что регулированием втулки 2 удается изме­нять натяг индикатора, т. е. выбирать участок его шкалы для ра­боты.

На фиг. 33, б приведен узел, подобный описанному, все отличие которого от предыдущего состоит в отсутствии отводного рычажка и защитного кожуха для индикатора.

На фиг. 33, в показан узел с угловой передачей на индикатор.

Корпус 1 передачи через ушко 2 и при помощи винта 3 закреп-[яется в контрольном приспособлении.

По форме рычажка 4 различают два типа данной передачи II ип I — плечи рычажка лежат в одной плоскости и тип II — плеча (ычажка лежат в перпендикулярных плоскостях).

Фиг 33 Индикаторные гнезда с промежуточными передачами

^ Данная конструкция работает с передаточным отношением 1:1-Узел с увеличивающей угловой передачей приведен на фиг. 33, г. >собенность этой передачи заключается в том, что перемещения¹ ромежуточного цилиндрического штифта передаются на наконеч-ик индикатора не непосредственно, а через увеличивающий угловой 'Ычаг, отношение плеч 1\ и 1₂ которого и определяет передаточное тношение передачи, принимаемое, как правило, 2:1.

При необходимости установки индикатора на контрольном при-^:Чособлении в различных положениях по высоте и вылету, а так-Ч при необходимости отвода его в сторону от рабочего положения сзывается весьма удобной поворотная стойка (фиг. 34). I Стойка состоит из колонки 1, которая установочными штифта-I 11 и винтами 4 крепится на плоскости контрольного приспособ-"ения R колпнкр / пягппложеня скалка 2. имеющая возможность

вертикального в ней перемещения, ограничиваемого — вниз ш том 10 и вверх пружиной 3, шайбой 12 и винтом 5.

Индикатор крепится за ушко на валике 8, который выдвиг ся на нужную длину относительно оси скалки 2 в разрезной за ной втулке 7 с винтом 9. Кроме того, может меняться и положеще;

•по высоте разрезной втулки 7, которая может подниматься до о

ничителя 6.

Таким образом, положение индикатора на поворотной

может регулироваться в широких пределах по высоте, по радиус

закрепления относительно ос скалки 2 и по углу положени: относительно этой оси.

На верхнем торце коло / предусмотрены четыре пр матических паза, в кото входит штифт 10, запрессов ныи в скалку 2.

Пружина 3 надежно при гивает скалку с установлен! индикатором вниз до устано штифта 10 в призматичес пазы.

Фиг 34 Поворотная индикаторная стойка

При необходимости отв индикатора из позицчи из рения скалка оттягивается много вверх (преодолевая у лие пружины), поворачивае и вновь опускается с устан кой штифта 10 уже в друг расположенные под угл призматические пазы. При необходимости значительных перемещений индикаторов

«тлите контрольного приспособления, а также при осуществлен!

•одним индикатором проверки нескольких самостоятельных разм ^ров детали находят широкое применение нормализованные подви ные подставки, на которых закрепляются индикаторы.

На фиг. 35 приведены два типа таких подставок: с узким удл ненным призматическим основанием (фиг. 35, а) и с квадратны плоским основанием (фиг. 35, б)

Обе подставки являются регулируемыми, позволяя установит индикатор в любое положение, так же как это делается в прив денной выше поворотной стойке.

Каждая из подставок имеет два типоразмера.

Индикатор в подставках можно закреплять или по гиль; (фиг. 35, а), или за ушко (фиг. 35, б).

Из двух приведенных подставок более удобной применительн к конструкциям контрольных приспособлений является вторая -с квадратным основанием 120 X 120 мм; эта подставка массивне и устойчивее.

J

Следует заметить, что большое значение имеет правильный вы-ор поверхностей контакта между проверяемыми и передаточны-|ми деталями, а также между отдельными звеньями передаточных механизмов.

Можно рекомендовать следующие сочетания форм контактных поверхностей:

а) при измерении плоских поверхностей деталей измеритель­ный наконечник должен иметь сферическую поверхность;

Размеры в ям
1	В		б
240	265		200
ISO	165		150
А в мм
max		mm
130
230

Фш 35. Подвижные лодставки с индикаторами

б) при измерении сферических поверхностей измерительный на­конечник должен иметь плоскую поверхность;

в) при измерении наружных цилиндрических поверхностей из­мерительный наконечник должен иметь форму лезвия ножа.

Однако в последних двух случаях следует учитывать, что износ

плоских и ножеобразных наконечников может вызвать заметные

погрешности измерения.^Чтобы избежать подобных погрешностей,

¹ необходимо следить за износом измерительных поверхностей на-

'конечников, устраняя его своевременно. Иногда, при измерении

• наружных цилиндрических и сферических поверхностей деталей

применяют сферические наконечники. Это исключает влияние из-

коса измерительной поверхности наконечника, но требует, чтобы его ось была точно совмещена с осью проверяемой детали.

При измерении внутренних цилиндрических и сферических по­верхностей деталей применяются сферические наконечники (пол­ные или срезанные).

Подвижные элементы

Конструкции многих контрольных приспособлений включают различные подвижные элементы: узлы и детали с продольным пе­ремещением, вращающиеся шпиндели и т. п.

Легкость, плавность и точность (отсутствие зазоров) движения подвижных элементов зависит от коэффициента трения в направ­ляющих и соотношения размеров самих направляющих. При этом все направляющие различаются по тому, работают ли они с трени­ем скольжения или с трением качения.

В зависимости от требуемой точности и чисел оборотов при вращении шпинделей они устанавливаются на цилиндрических втулках, на конусных поверхностях, на упорных шарикоподшипни­ках или насыпных шариках и т. п.

Привод шпинделей во вращение осуществляют ручным путем, от электродвигателя (через соответствующие редукторы), от пнев­матических и гидравлических цилиндров. Выбор способа осуществ­ления вращательного движения определяется требуемым для этого усилием, числами оборотов >и необходимой пропускной способ­ностью контрольного приспособления.

Необходимо тщательно продумывать вопрос об обеспечении до­статочной и правильной смазки вращающихся поверхностей.

Конструкции шпинделей описаны в специальной литературе [7], [12] и рассматриваются- ниже при рассмотрении различных конт­рольных приспособлений.

Передачи на прямоугольных и призматических направляющих с трением скольжения мало приемлемы в конструкциях контроль­ных приспособлений ввиду большой их подверженности износу и трудности устранения зазоров, получающихся при износе.

Значительно более рациональными являются направляющие с трением качения в виде кареток, подвешенных боковыми призма­тическими пазами на шариках или установленных на трех шари­ках; описание их приведено ниже, в главе IV.

Направляющие с трением качения широко применяются в кон-с1фукциях контрольных приспособлений для проверки зубчатых колес и в других случаях, когда требуется перемещение деталей более или менее значительного веса при высокой чувствительности к малым отклонениям проверяемых размеров.

Установи и образцовые детали

Большое значение в конструкциях контрольных приспособлений имеют установы и образцовые детали. Не являясь (большей, частью) элементами самого приспособления, они в значительной степени определяют правильность его работы и эксплуатации.

При относительных методах измерения установи и образцовые - детали предназначаются для настройки измерительных устройств приспособлений. При абсолютных методах измерения они исполь­зуются для контроля надежности и стабильности работы самого приспособления, для периодического наблюдения за износом ос-¹ новных его узлов.

Применение установов и образцовых деталей позволяет не толь­ко хорошо подготовить контрольное приспособление к работе, но также быстро и удобно проверить общее его состояние и выявить нарушения правильной его наладки непосредственно в ходе экс­плуатации.

Установ предназначается, в основном, для тарирования шкалы измерительного устройства приспособления или для установки этой шкалы на нулевое деление.

Примерами установов могут служить плоско-параллельные кон­цевые меры длины, кольца для наладки пневматических измери­тельных приборов при контроле- отверстий, втулкц*для установле­ния расчетных межцентровых расстояний в приспособлениях для двухпрофильного контроля зубчатых колес и т. п. Как видно из , приведенных примеров, установы не повторяют формы и габарит­ные размеры проверяемых деталей.

Все многообразие установов, применяемых в конструкциях контрольных приспособлений, можно разделить на следующие три группы:)

а) установы, являющиеся самостоятельными добавлениями к приспособлениям и непосредственно с ними "не связанные;

б) установы, которые при настройке измерительных устройств приспособлений ставят на вспомогательные поверхности, специ* ально для них предусматриваемые и точно координированные от-юсительно базирующих устройств приспособлений;

в) установы, стационарно закрепляемые <в контрольных приспо­соблениях.

Установы широко применяются в контрольных приспособлениях со шкальными измерительными устройствами, когда требуется оп­ределить числовые значения проверяемых размеров деталей.

Образцовая деталь повторяет основные проверяемые и уста­новочные размеры контролируемой детали и при установке в при­способлении на его базирующих устройствах служит не только для настройки и проверки измерительных устройств, но и для провер­ки общего состояния и работоспособности приспособления в целом. Образцовая деталь имеет более широкое назначение, чем установ. Вместе с тем, как правило, нет необходимости в том, чтобы об^ разцовая деталь повторяла всю конфигурацию (порой весьма слож­ную) проверяемой детали.

В образцовой детали необходимо сосредоточить все базовые и проверяемые поверхности, а также поверхности, на которые дей­ствуют зажимы приспособления. Таким образом, образцовая де­таль должна включать те поверхности проверяемой детали, которые ^так или иначе используются в работе контрольного приспособле-

ний. Прочие элементы и поверхности проверяемой детали, не участвующие в работе контрольного приспособления, могут не повторяться в образцовой детали. Поэтому образцовая деталь ча­сто представляет собой или упрощенное повторение проверяемой детали, или же повторение лишь отдельных ее частей.

По своей конструкции установы и образцовые детали бывают исключительно разнообразны и единого правила их построения дать нельзя. Примеры конструктивного оформления установов и образцовых деталей рассматриваются в последующих главах при описании контрольных приспособлений.

Все рабочие размеры установов и образцовых деталей необхо­димо выдерживать с высокой точностью. В общем случае можно рекомендовать, чтобы допуски на изготовление установов и образ­цовых деталей не превышали 10% проверяемых отклонений деталей.

Действительный размер установа или образцовой детали, про­веренный с высокой точностью универсальными измерительными средствами, должен быть учтен при наладке приспособления в виде определенной поправки.

Нормали деталей и узлов контрольных приспособлений

Задачи неуклонного повышения качества продукции отечест­венного машиностроения и быстрый рост удельного веса контроль­ных приспособлений в общем объеме всех средств производствен­ного контроля повышают требования к контрольно-измерительной оснастке. Это означает, что при подготовке производства нового объекта или его модернизации предприятие должно спроектиро­вать и изготовить значительную номенклатуру специализирован­ных контрольных приспособлений.

Широкая разработка нормалей узлов и деталей контрольных приспособлений, предельная унификация их с узлами и деталями станочных приспособлений позволяет существенно облегчить и ус­корить проектирование и изготовление контрольных приспособле­ний.

Следует стремиться к тому, чтобы в спецификацию деталей среднего контрольного приспособления входило не менее 50—60% нормализованных деталей. Это означает, что более половины деталей, входящих в конструкцию приспособления, не подлежит деталированию при разработке рабочих чертежей, что сокращает время, необходимое на проектирование; кроме того, более поло­вины деталей, входящих в приспособление, поступает непосредст­венно со складов инструментального цеха. Это сокращает и время, необходимое для изготовления приспособлений, и стоимость их.

Весьма желательной является также широкая унификация де­талей приспособлений с деталями основного производства завода (крепежные детали, пружины и т. п.).

Оформлению в виде нормалей подлежат прежде всего крепеж­ные детали: все виды и размеры болтов, винтов, гаек, штифтов, прокладок, шайб и др.

Альбомы нормалей деталей и узлов контрольных приспособле­ний должны включать: плоские и сферические установочные опо­ры; различные зажимные устройства (рычажные, пружинные, байонетные и др.); пневматические цилиндры, краны, регуляторы давления и арматуру к ним; измерительные устройства (различ­ные индикаторы, глубиномеры и т. п.); пневматические и электри­ческие датчики; передачи для прямолинейных и угловых переме­щений; узлы крепления измерительных устройств и кожухи для защиты их от внешних толчков; плиты для контрольных приспо­соблений; бабки центровые с подвижными и неподвижными цент­рами; редукторы для снижения оборотов электродвигателя; мас­ленки; рукоятки; маховички и др.

Ряд подобных нормалей приведен и описан выше (см. фиг. 1, 14—19, 23, 29—35).

Отдельные примеры нормалей узлов и деталей контрольных приспособлений с основными размерами и характеристиками при­ведены в конце книги в приложении.

Нормали литых заготовок (прямоугольные и круглые плиты для корпусов и приспособлений, угольники и кронштейны) имеют особенно большое значение. Получение специального литья, свя­занного с изготовлением моделей, требует значительно больше времени и средств.

В виде нормалей должны оформляться не только детали и узлы контрольных приспособлений, но и целиком отдельные конструк­ции приспособлений.

Однако нормализация деталей и узлов приспособлений, а так­же и целиком контрольных приспособлений в пределах какого-то одного предприятия и даже целой отрасли машиностроения, при всем ее значении, не является достаточной. Подобная нормализа­ция не решает вопроса быстрого и оперативного создания конт­рольных приспособлений путем сборки их из унифицированных для всей промышленности агрегатов, которые могли бы централи­зованно изготовляться крупными сериями.

Применение принципа агрегатирования, т. е. централизованной разработки и производства широкой номенклатуры важнейших и наиболее трудоемких узлов контрольных приспособлений (корпу­сов со стойками, измерительных блоков, приводных механизмов и т. п.) должно резко снизить сроки проектирования, изготовления и отладки контрольных приспособлений, одновременно значительно повышая их качество.

Следует отметить, что в ряде европейских стран (ГДР, ФРГ, Швеция и др.), как это видно из литературных источников, наме­тилась тенденция развития «сборных» контрольных приспособле­ний, т. е. приспособлений универсального типа, собираемых из уни­фицированных узлов и допускающих легкую переналадку.

Очевидно, система сборных контрольных приспособлений мо­жет получить распространение и в отечественной промышленности, особенно в условиях работы предприятий среднесерийного и мел­косерийного производства.

ПРИЛОЖЕНИЯ