Устройство для измерения параметров паза на наружной сферической поверхности детали
DEVICE FOR MEASURING THE PARAMETERS OF THE GROOVE ON THE OUTER SPHERICAL SURFACE OF THE PART

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам для измерения ширины паза и его симметричности относительно наружной сферической поверхности.
Известно устройство для измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности, содержащее основание, центрирующий узел, индикатор с измерительным стержнем и установленную на основании стойку с кронштейном, причем центрирующий узел выполнен в виде размещенного на основании базирующего элемента с коническим отверстием и прижима с рабочей поверхностью, прижим установлен в кронштейне с возможностью перемещения вдоль оси конического отверстия,
рабочая поверхность прижима расположена перпендикулярно упомянутой оси, индикатор закреплен на базирующем элементе, а измерительный стержень размещен в коническом отверстии и расположен соосно этому отверстию (RU 2460035 С1. Бюл. №24, 2012).
Однако известным устройством нельзя измерить параметры паза, выполненного на наружной сферической поверхности детали.
Прототип - устройство для измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности детали, содержащее основание, размещенный на основании базирующий элемент с коническим отверстием, закрепленный на базирующем элементе индикатор с измерительным стержнем и закрепленный на измерительном стержне прижим с рабочей поверхностью, причем рабочая поверхность прижима расположена параллельно оси конического отверстия, а измерительный стержень размещен над базирующим элементом перпендикулярно оси конического отверстия и расположен с возможностью взаимодействия рабочей поверхности прижима с измеряемой плоскостью детали (RU 2545368 С1. Бюл. №9, 2015).
Однако упомянутым устройством можно измерить отклонения расположения плоскостей, выполненных на торцах детали, относительно центра сферической поверхности, а также отклонение от симметричности этих плоскостей относительно упомянутого центра. Но этим устройством нельзя измерить отклонение ширины паза, выполненного на сферической поверхности, а также отклонение от симметричности паза относительно центра сферы.
Проблемой и технологическим результатом является разработка такого устройства, который обеспечит измерение у деталей, содержащих наружную сферическую поверхность и паз на этой поверхности, двух параметров: отклонение ширины паза и отклонение от симметричности паза относительно центра упомянутой сферы.
Решение поставленной проблемы и технический результат достигаются тем, что устройство содержит основание, размещенный на основании базирующий элемент с коническим отверстием и закрепленный на базирующем элементе индикатор со щупом. Согласно изобретению оно снабжено закрепленными на базирующем элементе дополнительным индикатором со щупом, измерительной головкой с измерительным наконечником и измерительной головкой с цилиндрическим измерительным стержнем, причем индикаторы размещены с расположением их щупов в коническом отверстии на заданном расстоянии от оси упомянутого отверстия, с обеспечением их симметричности относительно оси конического отверстия и с возможностью взаимодействия одного щупа с боковой стороной паза объекта измерения в точке на одном ее конце, а другого щупа - в точке на другом ее конце, кроме того измерительные головки размещены с расположением их измерительных наконечника и стержня в коническом отверстии на заданной высоте от установочной плоскости основания и с обеспечением параллельности осей измерительного наконечника конического отверстия и скрещивания осей упомянутого отверстия и цилиндрического измерительного стержня под прямым углом, а также с возможностью контактов измерительного наконечника с дном паза на одном его конце, а цилиндрического измерительного стержня - по линии в направлении ширины дна на его другом конце.
Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает следующее. В прототипе для ориентирования объекта измерения вокруг координатных осей используют подвижный прижим, имеющий возможность взаимодействия с торцовой измеряемой плоскостью. Однако взаимодействием такого прижима с одной из поверхностей паза, выполненной на сферической поверхности детали, нельзя сориентировать объект измерения вокруг трех координатных осей. Поэтому заявляемое устройство содержит ряд дополнительных конструктивных элементов. Кроме того, по сравнению с прототипом, оно характеризуется также иным расположением упомянутых элементов и иными условиями их размещения. Эти конструктивные особенности позволяют использовать поверхности измеряемого паза при ориентировании объекта измерения и выполнить с помощью заявляемого устройства не только ориентирование, но и измерение паза на сферической поверхности.
На фиг. 1 показан общий вид устройства, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Устройство содержит основание 1, базирующий элемент 2 с коническим отверстием 3, два индикатора 4 и 5 со щупами 6 и 7 соответственно, измерительную головку 8 с измерительным наконечником 9 и измерительную головку 10 с цилиндрическим измерительным стержнем 11. Базирующий элемент 2 размещен на основании 1. Индикаторы 4 и 5 и измерительные головки 8 и 10 закреплены на базирующем элементе 2 с размещением щупов 6 и 7 и измерительных наконечника 9 и стержня 11 в коническом отверстии 3. Индикаторы 4 и 5 размещены с расположением своих щупов 6 и 7 на заданном расстоянии L от оси конического отверстия 3 с обеспечением упомянутым щупам симметричности относительно оси отверстия 3 и с возможностью взаимодействия щупа 6 с боковой стороной 12 паза объекта измерения 13 в точке г на одном ее конце, а щупа 7 в точке д - на другом ее конце. Измерительные головки 8 и 10 размещены с расположением измерительных наконечника 9 и цилиндрического стержня 11 на заданной высоте h от установочной плоскости основания 1 с обеспечением параллельности осей измерительного наконечника 9 и конического отверстия 3 и скрещивания осей упомянутого отверстия и цилиндрического измерительного стержня 11 под прямым углом, а также с возможностью контактов измерительного наконечника 9 с дном 14 паза в точке а на одном его конце, а цилиндрического измерительного стержня 11 – по линии б-в в направлении ширины дна 14 на другом его конце. Объект измерения 13 содержит наружную сферическую поверхность 15, а его паз -вторую боковую сторону 16.
Настройка устройства производится по образцовой детали.
Устройство работает следующим образом.
а
бв
г
д
1
2
1
2
сим
сим
1
2
Устанавливают объект измерения 13 сферической поверхностью 15 в коническое отверстие 3 базирующего элемента 2. При этом обеспечивают контакты щупов 6 и 7 с боковой стороной 12 паза соответственно в точках г и д, а измерительного наконечника 9 и цилиндрического измерительного стержня 11 - с дном 14 паза соответственно в точке а и по линии б-в. Выверяют угловые положения объекта измерения 13 путем его вращения в коническом отверстии 3 вокруг трех координатных осей, достигая при этом выравнивания показаний Δ и Δ измерительных головок 8 и 10 и показаний Δ и Δ соответственно индикаторов 4 и 5. Фиксируют первый отсчет Δ по выравненному показанию одного из индикаторов. Переустанавливают объект измерения 13 с поворотом в коническом отверстии 3 на 180° вокруг вертикальной оси с обеспечением касания щупов 6 и 7 с боковой стороной 16 паза, а измерительного наконечника 9 и цилиндрического измерительного стержня 11 - с дном 14 паза. Повторяют выверку углового положения объекта измерения 13. После этого с одного из индикаторов снимают второй выравненный отсчет Δ. Определяют отклонение от настроенных значений ширины паза по сумме отсчетов Δ и Δ, а по их полуразности - отклонение от симметричности Δ паза относительно центра сферической поверхности, т.е. Δ=(Δ-Δ)/2.
Таким образом, измеряют отклонение ширины и отклонение от симметричности паза, выполненного на сферической поверхности детали.
Способ может быть использован на машиностроительных предприятиях при измерениях деталей, содержащих сферическую поверхность и паз на этой поверхности, например на шаровой заслонке.