Устройство для измерения текстуры поверхности деталей типа "вал"

Заявленное техническое решение относится к области приборостроения, а именно к устройствам, предназначенным для измерения параметров текстуры поверхности машиностроительных деталей.
Наиболее близкое по техническому решению, и выбранное автором за прототип, является «Устройство для контрольно-измерительного прибора (профилометр)» [Патент РФ №165795, д. публ. 10.11.2016], состоящее из двух частей корпуса, и, как особенность, отверстия прямоугольной формы для профилометра TR 100, винтов вертикальной и горизонтальной подач, ползунов и призматических губок.
Недостатком известного устройства является низкая технологичность, объясняется тем, что устройство состоит из двух частей. Верхняя целостная часть корпуса сложна в изготовлении, требует наличие специального штампа или сложной технологической оснастки.
Целью разработки данного технического решения является уменьшение случайной погрешности (погрешности человеческого фактора и погрешности, связанные с внешними условиями), при измерении текстуры поверхности приводом контрольно-измерительного прибора профилометр деталей типа "вал" (цилиндрические валы, конические валы и т.д.).
Уменьшение погрешности происходит за счет максимальной фиксации как самого привода профилометра, так и измеряемой детали. Возможный диапазон уменьшения случайной погрешности при использовании заявленной модели составляет 15-20%.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении точности установки привода профилометра.
Технический результат заявляемого технического решения по сравнению с прототипом имеет новую совокупность существенных признаков, отвечающих критерию новизны, это наличие крепежной скобы. Сверху, над отверстием для привода профилометра, установлена крепежная скоба, исключающая малейшее перемещение привода в отверстии, в отличии от прототипа, в котором прибор не был закреплен, а значит, можно говорить о присутствии дополнительной погрешности. Наличие крепежной скобы дает возможность уменьшения случайной погрешности еще на 5-7%. Изменение формы отверстия: изготовление в крышке корпуса устройства отверстия овальной формы, при этом происходит фиксация не самого прибора в целом, а только привода, что позволяет использовать более широкий арсенал профилометров, например, целую линейку приборов Mar Surf серии М, S и PS.
Сущность устройства поясняется на фиг. 1. Устройство состоит из стенок корпуса 1, которые скреплены с крышкой 2 болтовым соединением 5, на которой находится отверстие овальной формы 3, обеспечивающее точную установку привода профилометра 11 (поверхность отверстия является базовой для привода профилометра), на конце которого расположен щуп с иглой 12 для измерения параметров текстуры поверхности. Привод профилометра устанавливается в отверстии 3 и соединяется с корпусом профилометра с помощью кабеля. Привод профилометра, имеющий цилиндрическую форму, базируется в овальном отверстии по конической поверхности граней овального отверстия, угол наклона которых обеспечивает точное положение в пространстве привода профилометра. Над отверстием для крепления привода расположена крепежная скоба 4, она позволяет максимально фиксировать привод в отверстии, резьбовые отверстия 6 для крепления винтов вертикальной подачи 7. В нижней части корпуса располагаются винты горизонтальной подачи 8, которые перемещаются с помощью ползунов 10 и фиксируют измеряемую деталь с помощью призматических губок 9.
Рекомендуемые характеристики устройства:
материал корпуса сталь 45 ГОСТ 1050-2013;
материал винтов, ползунов, призматических губок и болтовых соединений сталь 45 ГОСТ 1050-2013;
высота, длина, ширина корпуса 250 мм.
Рекомендуемые значения параметров измеряемой детали:
максимальная возможная длина измеряемой детали 1000 мм.
максимальный возможный диаметр измеряемой детали 200 мм.
Пример применения заявленного технического решения.
Заявленное техническое решение работает следующим образом. Корпус устанавливается на поверочную плиту. В зависимости от длины и диаметра измеряемой детали подбирают комплект призматических губок и устанавливают в соответствующие боковые отверстия, винтами горизонтальной подачи, плотно фиксируется деталь между губками. В отверстие овальной формы помещается привод профилометра и закрепляется крепежной скобой, для исключения малейших перемещений его по отверстию.
После чего, винтами вертикальной подачи, подводят деталь к приводу прибора до максимально-надежного контакта с измерительной иглой. При использовании данного устройства, исключается неплотное прилегание иглы к поверхности детали, а также, исключается несовпадение направления трассирования с осью детали.
После подвода детали к измерительной игле привода прибора, проводится измерение текстуры поверхности, для этого на корпусе прибора нажимаем кнопку «Пуск». Игла прибора начинает трассирование по поверхности детали. В результате измерения получаем параметры текстуры поверхности в соответствии с ГОСТ Р ИСО 4287-2014. Например: Ra 3,2; Rz 12,5; Rk 0,9; Rpk 0,2; Rvk 0,6.