POLITECHNIKA OPOLSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji POMIAR ZARYSÓW O ZŁOŻONYCH KSZTAŁTACH

Transkrypt

1 POLITECNIKA OPOLSKA WYDZIAŁ MECANICZNY Katera Technologii Maszyn i Automatyzacji Proukcji Ćwiczenie nr 6 TEMAT: POMIA ZAYSÓW O ZŁOŻONYC KSZTAŁTAC ZADANIA DO WYKONANIA:. stosując metoę pomiaru pośreniego cięciwy i strzałki na mikroskopie wyznaczyć promień wskazanej krawęzi,. wyznaczyć i wykreślić krzywiznę krawęzi wskazanej części, ZAŁĄCZNIKI: M. Bartoszuk, Z. Zalisz, Opole 00 r.

2 I. Wprowazenie W wielu przypakach elementy części maszyn i urzązeń posiaają przekroje o stałym promieniu krzywizny. Najczęściej występują one w takich elementach jak: wałki, cylinry, tłoki, panewki łożysk, zawory, końcówki popychaczy rozrząu silników spalinowych, narzęzia promieniowe o obróbki różnych materiałów, sprawziany, wzorniki itp. Pomiary zarysów promieni łuków o stałej krzywiźnie wykonuje się w celu sprawzenia poprawności wykonania określonych elementów zgonie z warunkami technicznymi postawionymi przez konstruktora w celu zapewnienia poprawnego ziałania urzązenia w okresie jego eksploatacji. Wybór metoy pomiarowej zależy w głównej mierze o wartości promienia.. Pomiary promieni łuków za pomocą promieniomierzy Najprostszym sposobem pomiaru promieni łuków kołowych jest pomiar metoą bezpośreniego porównania. Polega ona na przystawianiu o mierzonego łuku kolejnych wzorców promieni o rosnących lub malejących wartościach (rys. ) Promień mierzonej krzywizny jest równy promieniowi wzorca, który przyłożony o przemiotu nie wykazuje prześwitów. ys.. Pomiar promienia krzywizny przemiotu wzorcem łuku kołowego Jeżeli nie a się obrać takiego wzorca wówczas istnieją wa wzorce łuków kołowych, które po przyłożeniu o mierzonej krzywizny wykazują małe prześwity jeen wzorzec na skrajach łuku, rugi w śroku łuku (rys. ). Wówczas wartość mierzonego promienia przyjmuje się jako śrenią arytmetyczną promieni wzorców i.

3 Jeżeli maksymalne prześwity na skrajach łuku i w śroku nie są równe, to można okonać interpolacji z okłanością o 0, różnicy pomięzy promieniami i. ±. Pomiar bezpośreni mikroskopem warsztatowym lub uniwersalnym za pomocą głowicy rewolwerowej z zarysami łuków Głowica rewolwerowa mikroskopu zawiera wzorce kreskowe łuków o określonych promieniach. Pokrętło głowicy rewolwerowej umożliwia przemieszczanie wzorców kreskowych łuków kołowych anego zestawu i umieszczenie ich w polu wizenia mikroskopu z wiocznym w tle mierzonym zarysem, tak że można je kolejno opasowywać o tego zarysu. Zasaa pomiaru jest taka sama jak opisana poprzenio przy pomiarze za pomocą promieniomierzy. Kolejność postępowania jest następująca: - umieścić fragment przemiotu o promieniu r w śroku stolika mikroskopu, - obrać właściwe powiększenie obiektywu mikroskopu, la opowieniego sektora zarysu łuków w głowicy, - ustawić ostrość mierzonej krawęzi, - sprawzić ostrość wizenia wzorcowanych zarysów łuków, jeżeli zachozi potrzeba ustawić ostrość za pomocą okularu, - wprowazić w pole wizenia zarysy kreskowe o promieniach najbliższych promieniowi mierzonemu, - starać się opasować jeen z zarysów wzorcowych łuków o zarysu mierzonej krzywizny tak, aby się wzajemnie pokrywały jeżeli taki stan zostanie osiągnięty, to promień mierzony jest równy promieniowi zarysu wzorcowego, - jeżeli osiągnięcie powyższego stanu jest niemożliwe, to należy obrać wa najbliższe wzorcowe zarysy łuków tak, aby większy z nich o promieniu wykazywał szczelinę w śroku łuku, mniejszy o promieniu, na krańcach łuku (rys. ). Promień i nieokłaność promienia oblicza się ze wzorów poanych poprzenio. 3

4 ys.. Wiok w okularze mikroskopu warsztatowego z zarysami wzorcowymi łuków i konturem mierzonego przemiotu 3. Pomiar pośreni promienia na mikroskopie za pomocą cięciwy i strzałki Związek geometryczny pomięzy promieniem, a strzałką i cięciwą poano na rys. 3. Wielkościami mierzonymi bezpośrenio są ługość strzałki łuku (s) i opowiaająca jej ługość cięciwy łuku (c). a) b ys. 3. Związek geometryczny pomięzy promieniem oraz strzałką i cięciwą łuku kołowego. Położenie kresek krzyża okularu mikroskopu poczas pomiaru: a) strzałki, b) cięciwy Sposób pomiaru poano na rys. 3. W celu obliczenia promienia należy wykonać następujące czynności: - ustawić mierzony płaski przemiot o promieniu na stoliku mikroskopu i wygenerować ostrość, 4

5 - poziomą śrokową kreskę siatki okularu ustawić stycznie o zarysu łuku i oczytać na poziałce śruby mikrometrycznej wskazanie początkowe y, - przesunąć stolik z przemiotem o wartość strzałki s i oczytać wskazanie końcowe y, - przesunąć stolik tak, aby pionowa kreska siatki okularu znalazła się w położeniu x, a następnie w x i oczytać opowiaające tym położeniom wskazania mikrometru, - obliczyć wartość strzałki s i cięciwy c wykorzystując zależności: s y y, c x x c ( s) Ską możemy obliczyć c 8s s Nieokłaność pomiaru: c c s s gzie: c c, 4s s c 8s c s ± W 0 W graniczny błą wskazań mikrometru mikroskopu, błą oczytu (0, ziałki elementarnej). 0 5

6 4. Pomiar pośreni promienia wypukłej powierzchni za pomocą wałeczków i mikrometru Części maszyn o wypukłej krzywiźnie, które mają znaczną grubość mierzy się na płycie mierniczej za pomocą pary wałeczków (o tej samej śrenicy) i mikrometru. Schemat pomiaru poano i zależności geometryczne poano na rysunku 4. a) b ys. 4. Pomiar pośreni promienia wypukłej krzywizny za pomocą wałeczków i mikrometru: a) schemat pomiaru, b) zależności geometryczne Wielkościami mierzonymi bezpośrenio są wymiar M określający rozstaw wałeczków oraz ich śrenica. Promień oblicza się na postawie zależności geometrycznej: M M 8 Nieokłaność pomiaru oblicza się metoą różniczki zupełnej: ± M M 6

7 gzie: M 4 M, 8 M 5. Pomiar pośreni promienia powierzchni wklęsłej za pomocą wałeczków i głębokościomierza mikrometrycznego Promienie części maszyn o wklęsłej krzywiźnie mierzy się na płycie mierniczej za pomocą wóch wałeczków pomiarowych o tej samej śrenicy. Zasaę pomiaru przestawiono na rys. 5. ys. 5. Zasaa sprawzania promienia łuku, przez pomiar za pomocą wałeczków; głębokościomierz mikrometryczny, wałeczki pomiarowe, 3 przemiot mierzony, 4 stosy płytek wzorcowych, 5 płyta pomiarowa W celu wyznaczenia promienia łuku kołowego za pomocą tej metoy należy wykonać następujące czynności: - zmierzyć śrenicę wałeczków pomiarowych za pomocą mikrometru, - ustawić na płycie mierniczej, po obu stronach mierzonej części, wa stosy płytek wzorcowych o tej samej wysokości większej o wysokości mierzonej części, - włożyć w zagłębienie mierzonego łuku wa wałeczki pomiarowe i położyć na nich cienką płytkę wzorcową o wymiarze a mm, 7

8 8 - zmierzyć głębokościomierzem mikrometrycznym różnicę h mięzy wysokością stosów płytek wzorcowych i wysokością górnej powierzchni płytki wzorcowej leżącej na wałeczkach, - usunąć płytkę leżącą na wałeczkach oraz jeen wałeczek, - zmierzyć głębokościomierzem mikrometrycznym różnicę h mięzy wysokością stosów płytek wzorcowych i wysokością wałeczka, - obliczyć wartość reprezentującą strzałkę łuku o promieniu / i cięciwie z zależności: a h h Wykorzystując poobnie jak poprzenio zależność: Oblicza się wartość promienia 8 Nieokłaność pomiaru promienia oblicza się ze wzoru ± gzie: 8, 4 0 W h h ± ( ) a h h ±

9 a gzie, - błą graniczny płytki wzorcowej, - nieokłaność pomiaru wałeczków pomiarowych, - nieokłaność pomiaru strzałki łuku, h i i - nieokłaność pomiaru głębokościomierzem wysokości h oraz h, - graniczny błą wskazań mikrometru, - błą oczytu (0, ziałki elementarnej mikrometru) Pomiar promieni łuków na projektorach Przemioty o złożonych kształtach, zwłaszcza o małych wymiarach można z obrym skutkiem mierzyć za pomocą projektorów. Projektory to narzęzia pomiarowe zaopatrzone w ukłay optyczne umożliwiające obserwację mierzonych przemiotów w świetle przechozącym (rys 6) oraz świetle obitym. W pierwszym przypaku na ekranie projekcyjnym wiać powiększone cienie, w rugim obrazy oświetlonej powierzchni. Projektory są używane także z równoczesnym zastosowaniem obu omian oświetlenia. ys. 6. Schemat buowy projektora; lampa, konensator kierujący na przemiot wiązkę równoległych promieni, 3 i 4 obiektyw rzucający na zwierciało 5 wiązkę promieni, 6 ekran, na którym wioczny jest cień baanego przemiotu Pomiary pośrenie łuków na projektorach metoą wykreślną Powiększony obraz krzywizny przemiotu można orysować (możliwie ostrym ołówkiem) na kalce technicznej i porównać z wzorcowym rysunkiem o takim powiększeniu, określając przy tym ochyłki promienia wzłuż zarysu. Wartość promienia można wyznaczyć 9

10 metoą wykreślną przestawioną na rysunku 7. Przy pomiarze zaleca się skorzystać z możliwie małego powiększenia z uwagi na większą jasność obrazów, lepszą ostrość i większy obszar pola wizenia. Przemioty o większych wymiarach mogą być mierzone fragmentami. Projektor naaje się o obserwacji przemiotów płaskich. ys. 7. Wykreślna metoa wyznaczania promienia zarysu łuku kołowego W celu wyznaczenia promienia łuku należy wykonać następujące czynności: - umieścić na stoliku mierniczym projektora mierzony przemiot, obrać właściwe powiększenie V (ustawić ostrość jeżeli jest taka potrzeba), a następnie wykreślić okłanie na kalce zarys łuku wyświetlanego na ekranie, - wyznaczyć wykreślnie promień łuku, kreśląc wie cięciwy i ich symetralne, punkt przecięcia się symetralnych jest śrokiem koła o promieniu V - rysunek 7, - zmierzyć ługość promienia V z okłanością ziesiętnych części milimetra i obliczyć rzeczywistą wartość promienia uwzglęniając powiększenie V V Nieokłaność pomiaru za pomocą projektora zależy o wartości powiększenia i okłaności wykreślenia zarysu. Zakłaając, że zarys 0

11 został okłanie wykreślony, wg anych PZO la projektora o Ø 30 mm, wartości te są następujące: - la powiększenia V 0, ± 0, 060 mm, pole wizenia 3 mm, - la powiększenia V 0, ± 0, 030 mm, pole wizenia 6 mm, - la powiększenia V 50, ± 0, 03 mm, pole wizenia 6,4 mm. Nowoczesne rozwiązania projektorów Współczesne rozwiązania konstrukcyjne projektorów (np. projektory proukowane przez Optotronik Dr. Schneier Kreuznach) są wyposażonew napęy elektryczne przesuwu stału pomiarowego, ukła mikroprocesorowy lub mikrokomputer o sterowania i opracowywania wyników pomiaru, a ponato urzązenia fotoelektryczne o wykrywania krawęzi przemiotu (rys. 8). Dzięki temo możliwe są pomiary przy różnych stopniach mechanizacji i automatyzacji. ys. 8. Projektor pomiarowy; stół pomiarowy, mierzony przemiot, 3 zwierciała, 4 ekran, 5 czujnik fotoelektryczny, 6 ukła pomiarowy, 7 wskaźnik. W prostych przypakach wykorzystuje się ręczne sterowanie ruchem stolika (za pomocą joicticka). W przypaku pomiarów powtarzalnych opłaca się wykorzystać sterowanie CNC. Oprogramowanie

12 mikrokomputera umożliwia wyznaczanie stanarowych elementów przemiotu (np. prosta, okrąg) na postawie zmierzonych współrzęnych punktów w oparciu o metoę najmniejszych kwaratów oraz opracowanie wyników pomiaru przez wyznaczenie relacji mięzy wcześniej zmierzonymi elementami (np. oległość otworów). Technika tworzenia programów sterujących (np. programowanie uczące) jest zbliżona o stosowanej we współrzęnościowych maszynach pomiarowych. 7. Wytyczne o opracowania sprawozania Sprawozanie powinno zawierać protokół pomiarowy z wynikami pomiarów, charakterystyką metrologiczną przyrząów pomiarowych i urzązeń oraz wartościami wymiarów mierzonych promieni (z zaanymi ochyłkami tolerancji), które poano sprawzeniu. Ponato la każego zaania należy wykonać:. Szkic mierzonej części z zaznaczeniem wymiaru mierzonego oraz schemat pomiaru, z którego wynika zasaa pomiaru.. Obliczenie wyników końcowych w pomiarach pośrenich (wzór, postawienie, wynik, jenostki). 3. Wyznaczenie nieokłaności (błęu granicznego) pomiaru przy zaanych założeniach, la błęów cząstkowych poać oznaczenie, wartość i nazwę błęu oraz źróło lub sposób ustalenia ich wartości (np. klasa). 4. Ocenę prawiłowości oboru narzęzi lub meto pomiarowych wg zasay: ( r ± ( 0, 0,) T, la IT9-0, T, a la IT5-0, T). 5. Wnioski i uwagi onośnie: czynników wpływających na okłaność pomiarów, rozkła pola błęów granicznych na tle pola tolerancji, ocenę poprawności wykonania mierzonych promieni przemiotów, możliwych usprawnień pomiarów itp.

13 POMIA POMIENIA NAOŻA PŁYTKI SKAWAJĄCEJ Tabela. Oznaczenie płytek (ko ISO) Kształt Znaczenie Kształt powierzchni Kąt Długość Postać płytki Dokłaność natarcia i Grubość Promień Kierunek przyłożenia boku krawęzi i kąt płytki sposób płytki naroża skrawania płytki płytki skrawającej naroża mocowania płytki Przykła C N M G E N. Kształt płytki i kąt naroża ys.. Kształt płytki i kąt naroża. Kąt przyłożenia płytki ys.. Kąt przyłożenia płytki

14 3. Dokłaność płytki ys. 3. Dokłaność płytki 4. Kształt powierzchni natarcia i sposób mocowania płytki ys. 4. Kształt powierzchni natarcia i sposób mocowania płytki

15 5. Długość boku płytki l, mm cale S ,97 5/ S3 4,76 3/ ,56 7/ , ,35 / ,94 5/ , ,5 3/ , , 7/ , ,70 / ,9 9/ ,88 5/ , ,46 / ,05 3/ , , 7/ , , ,75 / , Grubość płytki Symbol Grubość [mm] 0,59 T,98 0, ,8 T3 3, , , , , ,5,70 3

16 7. Promień naroża ys.. Promień naroża Symbol Promień naroża 0 0, 04 0,4 08 0,8, 6,6 0,0 4,4 3 3, Symbol Kąt przystawienia płytki Κ r Symbol Kąt przyłożenia normalnego krawęzi wykańczającej α n A 45 A 3 D 60 B 5 E 75 C 7 F 85 D 5 P 90 E 0 Z inny kąt F 5 G 30 N 0 P Z inny kąt 4

17 8. Postać krawęzi skrawającej ys. 8. Postać krawęzi skrawającej 9. Kierunek skrawania ys. 9. Kierunek skrawania 5

18 Zaania o wykonania. Dokonać pomiaru promienia naroża czterech płytek skrawających: płytka ujemna o kształcie C CNMM 04 08; płytka oatnia o kształcie T TCMT 6 T3 08; płytka oatnia o kształcie V VBMT ; płytka oatnia o kształcie S SCMM ;.. Znając oznaczenie płytki skrawającej oczytać wartość promienia naroża. 3. Porównać zmierzony promień z wartością oczytaną z oznaczenia płytki skrawającej. Tabela. Promień naroża płytki skrawającej Numer pomiaru 3 Numer pomiaru 3 Numer pomiaru 3 Numer pomiaru 3 płytka o kształcie C płytka o kształcie T płytka o kształcie V płytka o kształcie S 6