СПОСОБ КОНТРОЛЯ ШАБЛОНОВ
PROCEDURE FOR INSPECTION OF TEMPLATES

Изобретение относится к метрологии, может быть использовано в машиностроении, металлургии, а также любой другой отрасли промышленности, использующей измерение шаблонов.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ контроля шаблонов с применением базирующего элемента со взаимно перпендикулярными кромками и концевыми мерами, при котором шаблон устанавливают в заданное относительно базы положение и определяют положение точек профиля шаблона. Одним из возможных вариантов реализации предлагаемого способа с применением базирующего элемента - контроль шаблона от базового отверстия на контршаблоне. Контроль шаблона производят на матовом стекле, которое с целью визуальной оценки отклонений рабочих поверхностей шаблона подсвечивается. [1]
Данный способ контроля шаблонов имеет ряд следующих недостатков:
- конструкция устройства для контроля шаблонов имеет большое количество составляющих, требующих дополнительных операций при настройке;
- для обеспечения контроля шаблона требуется высокоточное исполнение нерабочих (не подвергаемых износу при эксплуатации) поверхностей как шаблона, так и контршаблона, устанавливаемые на внутренние кромки рамки при помощи специальных устройств, что усложняет их изготовление;
- для контроля шаблона требуются дополнительные расчеты в виде тригонометрических функций, а также других известных и специальных мер, необходимость которых определяется исходя из специфики производства, с учетом необходимой точности, габаритных и геометрических особенностей шаблонов.
- допускает погрешность при измерении всвязи с наличием многочисленных приспособлений, участвующих в измерении шаблонов;
В совокупности вышеперечисленных недостатков, данный способ контроля шаблонов нельзя отнести к высокоточным, высокопроизводительным и высокотехнологичным, поскольку для применения его на производствах, требующих массовый контроль различных типов шаблонов, потребуется специально обученный персонал для эксплуатации подобных устройств, а также персонал для обслуживания и проверки собственно устройств для поддержания необходимой точности контроля шаблонов.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в обеспечении установки в первоначальное при изготовлении взаиморасположение шаблона и контршаблона вне зависимости от степени сработки рабочих поверхностей.
Технический результат достигается путем создания на шаблонах и контршаблонах базы для установки шаблона во время контроля, позиционируя установку взаиморасположения шаблона и контршаблона вне зависимости от степени сработки рабочих поверхностей в первоначальное положение при изготовлении. При данном контроле шаблонов и контршаблонов достигается отсутствие погрешностей измерения и отсутствие необходимости дополнительных расчетов в виде тригонометрических функций и тому подобных расчетов, усложняющих контроль шаблонов и требующих специальной подготовки персонала. База при контроле шаблона взаимосвязана непосредственно с контршаблоном и выведена за пределы рабочей поверхности шаблона.
Отличие предложенного способа контроля шаблонов состоит в том, что данный способ не требует специального устройства с множеством приспособлений для контроля, обеспечивая при этом отсутствие погрешностей при измерении степени износа рабочих поверхностей, дополнительно обученного персонала для выполнения контроля шаблонов, а также дополнительных расчетов при осуществлении контроля. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию изобретения «новизна».
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое решение прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению «изобретательский уровень».
На фиг.1а и 1б представлены конструкции шаблона и контршаблона, обеспечивающие реализацию предложенного способа, исключающего контроль шаблона со специальными устройствами, дополнительно обученным персоналом и не требующего расчетов при контроле.
На первоначальном этапе изготавливаются шаблон, либо партия шаблонов, в зависимости от специфики производства и контршаблон, предназначенный для контроля собственно шаблона.
Шаблон и контршаблон состоят из рабочих и нерабочих поверхностей фиг.1а и 1б.
Рабочая поверхность шаблона предназначена для контроля изготавливаемой детали, механизма и т.д., в зависимости от специфики производства. Рабочая поверхность контршаблона предназначена для контроля изнашивающейся поверхности шаблона и является эталоном для визуальной оценки отклонений, возникающих в процессе износа при измерении.
Нерабочие поверхности как шаблона, так и контршаблона имеют произвольные исполнения, функциональное предназначение которых заключается в рациональных габаритах, позволяющих наиболее функционально использовать шаблон и контршаблон, в зависимости от специфики производства.
Рабочие поверхности шаблона и контршаблона должны обеспечиваться припасовкой фиг.1в, т.е. исключать зазор в местах их соприкосновения по всей прилегаемой поверхности.
Принципиальное отличие указанного способа контроля шаблонов от прототипа выражается в следующем:
в конструкциях шаблона и контршаблона фиг.1а и 1б предусмотрены дополнительные базирующие элементы, фиксирующиеся между собой с помощью припасовки фиг.1в. Базирующие элементы могут быть исполнены различными вариантами фиг.2а,2б,2в, либо иными обладающими следующими конструкционными характеристиками:
- базирующие элементы припасовки не подвергаются износу на протяжении всего жизненного цикла шаблона и контршаблона;
- должны фиксироваться между собой с помощью припасовки;
- количество соединений данных элементов может быть различным при необходимости, от одного до нескольких;
- базирующие элементы соединений должны находиться за пределами рабочих поверхностей шаблона и контршаблона, обеспечивая отсутствие создания помех при контроле шаблона и его эксплуатации.
Контроль шаблона фиг.1а, осуществляется следующим образом:
- шаблон и контршаблон устанавливают в предусматриваемые конструкцией базирующие элементы соединений, по которым сделана припасовка рабочих поверхностей шаблона и контршаблона;
- затем контршаблон и шаблон помещают на матовое стекло, которое с целью визуальной оценки отклонений рабочих поверхностей шаблона подсвечивается.
При осуществлении указанной операции контроля необходимым и достаточным условием является ровная поверхность матового стекла и плоскостность поверхностей шаблона и контршаблона, совмещенных в местах соединений. Дополнительных устройств для обеспечения реализации способа контроля шаблонов не требуется, за исключением набора щупов с заданным диапазоном толщин, необходимых для контроля величин износа при эксплуатации шаблона. Величина износа может быть оценена путем приложения в зазор между рабочими поверхностями шаблона и контршаблона на различных участках щупа с необходимой толщиной для ее определения.
Данным способом контроля подвергается шаблон, либо партия шаблонов, в зависимости от специфики производства. При контроле шаблонов они попеременно вставляются в базирующие элементы соединений с контршаблоном, и процедура контроля повторяется по мере промера партии подвергаемых контролю. Данный способ контроля шаблонов исключает вероятность контроля шаблонов с помощью контршаблонов из разных партий, поскольку конструкция мест соединений в каждой партии (база) уникальна во время изготовления. Это повышает объективность контроля и исключает влияние человеческого фактора при контроле шаблонов.
Способ контроля шаблонов реализован в Открытом акционерном обществе «Новокузнецкий металлургический комбинат» (ОАО «НКМК») при контроле шаблонов, предназначенных для изготовления прокатных валков чистовой универсальной клети «750» для производства швеллера типа [24У.
На первоначальном этапе изготавливают шаблон фиг.3а для контроля ручьев верхнего и нижнего прокатных валков для производства швеллера типа [24У. К шаблону изготавливают два контршаблона фиг.3б и 3в, предназначенных для контроля собственно шаблона фиг.3а. Контсрукция шаблона фиг.3а и контршаблонов фиг.3б и 3в предусматривает дополнительные базирующие элементы в виде соединения «ласточкин хвост», по которым на этапе изготовления шаблона и контршаблонов должны быть припасованы рабочие поверхности шаблона и контршаблонов фиг.3г. Эти соединения являются базой для определения положения точек профиля шаблона.
В процессе изготовления верхнего и нижнего прокатных валков для производства швеллера типа [24У шаблон служит эталоном измерения резцов, при помощи которых происходит металлообработка валков, имеющих форму части калибра валка, которые обеспечивают выполнение геометрических размеров швеллера типа [24У при прокатке, а также прокатных валков фиг.4.
В результате эксплуатации шаблона при контроле валков и резцов для их изготовления и ремонта рабочие поверхности фиг.3а, предназначенные для контроля подвергаются износу, при этом дополнительные элементы припасовки остаются неизменными, поскольку не работают на истирание фиг.4, а следовательно, база для контроля шаблона остается неизменной.
Контроль шаблона производят при помощи двух контршаблонов, устанавливаемые в дополнительные базирующие элементы фиг.3г. Затем их помещают на матовое стекло, которое с целью визуальной оценки отклонений рабочих поверхностей шаблона подсвечивается. Щупом толщиной 0,05 мм определяют предельно допустимый зазор между рабочими поверхностями шаблона и контршаблонов. Если щуп проходит в образовавшийся зазор во время эксплуатации шаблона, то шаблон считается непригодным для эксплуатации и выводится из производства, если же щуп не проходит в зазор, то шаблон считается годным для производства и допускается в работу.
Данная операция контроля шаблона осуществляется каждый раз перед изготовлением нового комплекта валков (верхний и нижний), либо при его ремонте. Несвоевременный контроль шаблона при помощи контршаблонов приводит к отклонению швеллера типа [24У от требуемых геометрический параметров профиля согласно нормативно-технической документации, что является браковочным признаком прокатной продукции.
Способ контроля шаблона позволяет достаточно просто и оперативно определять его пригодность к дальнейшей эксплуатации в производстве, либо непригодность, что является важнейшим технологическим оперативным решением, обеспечивающим недопущения выпуска прокатной продукции, не отвечающей требованиям нормативно-технической документации.
Данный способ контроля шаблонов является высокоточным, высокопроизводительным и высокотехнологичным. Он применим для производств с массовым количеством шаблонов, требующих регулярного контроля. Минимизирует зависимость человеческого фактора при контроле шаблонов, поскольку способ измерения осуществляется без сложных составных устройств, не требующих специально обученного персонала.
Технико-экономические преимущества данного способа можно характеризовать как объективность контроля, взаимозаменяемость персонала при его осуществлении и простота в применении на любых производствах с минимальными затратами на внедрение.
Источники информации
1. Антонов А.А. «Способ контроля шаблонов»// А.с. на изобретение №274380 СССР, заявл. 15.04.1968 г., опубл. 24.06.1970 г. Бюл. 21.