Инструкция «Метрологический справочник по высокоточным средствам измерения» (Код не указан!)

PRE RUS 1389

Русская версия

Mitutoyo

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

Контроль качества

Микрометры

Микрометрические головки

Нутромеры

Штангенциркули

Штангенрейсмасы

Концевые меры длины

Циферблатные и цифровые индикаторы

Линейные датчики

Лазерные микрометры

Линейные шкалы

Профильные проекторы

Микроскопы

Видео-измерительные машины

Профилометры (приборы для измерения

шероховатости поверхности)____________

Контурографы

(приборы для измерения контура)

Кругломеры

(приборы для измерения формы)

Твердомеры

Координатно-измерительные машины

PAGE

14

15

18

20

21

24

26

28

31

32

34

36

38

40

42

44

Metrology Compact

Допустимое отклонение (ВДП-НДП)

Cp =

X-LSL

30

Примеры значений индекса воспроизводимости процесса (Ср)

(двусторонний допуск)

Воспроизводимость процесса практически недостижима, поскольку диапазон стандартного отклонения процесса 6о совпадает с диапазоном допустимого отклонения.

Воспроизводимость процесса находится на минимально приемлемом уровне, поскольку расстояние до границ допустимого отклонения составляет 1 сигма.

Воспроизводимость процесса является достаточной, поскольку расстояние до границ допустимого отклонения составляет 2 сигма.

Важно отметить, что индекс Ср отражает только отношение между допустимыми границами значения измеряемой величины и дисперсией процесса, но не учитывает положение среднего значения процесса.

Примечание: Индекс воспроизводимости процесса, отражающий разницу между средним значением измеряемого процесса и целевым средним значением, обычно обозначается Cpk и равняется частному от деления значения верхнего допуска (ВДП минус среднее) на 3о (половина диапазона воспроизводимости процесса), или частному от деления значения нижнего допуска (среднее минус НДП) на 3о, в зависимости от того, какой результат из двух указанных является наименьшим.

(1) Точка над верхней или под нижней контрольной линией (±3о).

(2) Девять последовательных точек по одну сторону от центральной линии.

Используется для контроля процесса путём отделения вариабельности процесса, вызванной случайными причинами, от вариабельности, вызванной неполадками в процессе. Контрольная карта состоит из центральной линии (ЦЛ) и линий верхней и нижней контрольных границ (ВКГ и НКГ), расположенных соответственно выше и ниже центральной линии. Можно сказать, что процесс контролируется статистически, если при нанесении значений его характеристик на контрольную карту все точки находятся между линиями верхней и нижней контрольных границ без значительных отклонений в направлении какой-либо из границ. Контрольная карта является полезным инструментом для контроля результатов процесса и, таким образом, его качества.

(3) Шесть точек с последовательным возрастанием или убыванием.

(4) 14 точек с попеременным возрастанием и убыванием.

(5) Две из трёх последовательных точек на расстоянии более ±2о от центральной

(6) Четыре или пять последовательных точек на расстоянии более ±1о от

(7) 15 последовательных точек в диапазоне ±1о от центральной линии

не входящих в диапазон ±1о от центральной линии.

Втулка

Регулировочная гайка

Пятк

Скоба

Измерительные поверхности Шпиндель

Барабан

Шкала барабана

Быстрый привод

Шкала втулки

Контрольная линия

Зажим шпинделя

Измерительные поверхности Шпиндель

Быстрый привод

Контрольная линия Барабан Втулка

Скоба

Зажим шпинделя

Г*»""

Кнопка HOLD (УДЕРЖ.) для чтения дисплея

Кнопка ORIGIN (исходная точка)

Термоизолирующая пластина

Кнопка задания инкрементного режима ZERO (НУЛЬ) / абсолютного режима ABS (АБС.)

Шкала барабана

Шкала втулки

Разъём вывода (в стандартном исполнении отсутствует)

0-25mm 0.001mm

Mitutoyo

Микрометр с ножевидными измерительными поверхностями

Микрометрический нутромер штангенциркульного типа

Микрометр для измерения

Для измерения диаметра узких внутренних канавок

Для измерения диаметра шлицевых валов

Трубный микрометр

Для измерения толщины труб

Дисковый микрометр

Для измерения длины общей нормали на прямозубых и косозубых цилиндрических шестернях.

Для измерения малых внутренних диаметров и ширины канавок

Микрометр с точечными

Микрометр для измерения

Для измерения диаметра впадин

Для эффективного измерения винтовой резьбы

Микрометр со сферическими

Для измерения размера по роликам зубчатых колёс

Микрометр с клиновидной

Для измерений 3- или

5-канавочных режущих

Микрометр со стандартной шкалой (деление: 0.01 мм)

(1)Шкала втулки

(2)Шкала барабана

7мм + 0.37мм

Показание микрометра 7.37мм

Заметка: 0.37 мм (2) считывается в положении совпадения контрольной линии изолирующей трубки с отметкой шкалы барабана.

Шкала барабана имеет прямое считывание до 0.01 мм, как по-казано выше, но с её помощью можно также считывать приблизительные

значения до 0.001 мм при практически полном совпадении линий, т.к. толщина линии составляет 1/5 о (1) ежлинейного пространства.

___I Примерно +1мкм

Index line Thimble scale^{0 5}

Примерно +2мкм

^{Index line} Thimble scale

Микрометр с нониусной шкалой (деление: 0.001 мм) Нониусная шкала, нанесённая над контрольной линией втулки, позволяет осуществлять прямое считывание с точ-ностью до 0.001 мм.

• (1) Шкала втулки             6.000мм

• (2) Шкала барабана            0.210мм

• (3) Показание совпадения нониусной шкалы

с отметкой шкалы барабана______+ 0.003мм

Показание микрометра            6.213мм

Заметка: 0.21мм (2) считывается в положении, когда контрольная линия находится между двумя отметками шкалы (в данном случае, 21 и 22). 0.003мм (3) считывается в положении, когда одна из отметок нониусной шкалы совпадает с одной из отметок шкалы барабана.

L0 О

Твердосплавное окончание

Микрометр с механико-цифровым дисплеем (шаг: 0.001 мм)

Третий десятичный разряд по нониусной шкале( точность до 0.001 мм)

D.

С

Показание нониусной шкалы 0.004мм (2)

Контрольная линия

45

Твердосплавное окончание

Рисунки выше приведены в качестве иллюстрации и не являются пропорциональными реальным размерам

Третий десятичный разряд.....

Второй десятичный разряд

— Первый десятичный разряд---

— Миллиметры

⁺ Десятки миллиметров ........

0.004мм (2)

0.090мм

0.900мм

2.000мм

00.000мм

(1)

Показывает 4 цифры.

Показание счётчика

2.994мм

Заметка: 0.004 мм (2) считывается в положении, когда отметка нониусной шкалы совпадает с одной из отметок шкалы барабана.

20

15

10

5

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3 <_< 05

С2-

А

0°C

J I I I L

125 225 325 425 525

i

измерительными губками) вызывает смещение, которое не отражается на измерительной шкале инструмента и возникает «ошибка Аббе» (на диаграмме, е = £ - L). Недостаточная прямолинейность микровинта,

Предположим, что измеряемый материал - сталь:

Модуль упругости: Е=205ГПа

Степень деформации: д (мкм)

Диаметр сферы или цилиндра: D (мм)

Длина цилиндра: L (мм)

Измерительное усилие: P (Н)

• a) Уменьшение диаметра сферы

<51=0.82 TP^/D

• b) Уменьшение диаметра цилиндра

52 =0.094'P/L ТЖ

(a) Сфера между двумя плоскостями

(b) Цилиндр между двумя плоскостями

■ Измерение среднего диаметра резьбы

• Метод трёх проволочек

Средний диаметр резьбы винта может быть измерен методом трёх проволочек, как показано на рисунке.

Рассчитайте средний диаметр (Е) с помощью формул (1) и (2).

■ Длина общей нормали

Метрическая или унифицированная винтовая резьба (60^о)

E=M-3d+0.866025P .......(1)

Резьба Витворта (дюймовая) (55^о)

E=M-3.16568d+0.960491P .......

M

d = диаметр проволоки

E = средний диаметр резьбы

M= Показания микрометра по трём проволокам

P = шаг резьбы                                 Пятка

(Для унифицированной резьбы необходимо преобразование дюймов в миллиметры).

■ Погрешность при использовании метода трёх

проволочек

• Метод одной проволочки

Диаметр резьбы на метчиках с нечётным количеством канавок может измеряться при помощи микромера с клиновидной пяткой методом одной проволочки. Получите значение измерения (М₁) и рассчитайте М при помощи формул (3) и (4).

Формула для расчёта длины общей нормали (Sm):

Sm = m cos ao { п (Zm - 0.5) + Z inv ao } + 2Xm sin ao

Формула для расчёта количества зубьев в длине общей нормали (Zm):

Zm' = Z-K (f) + 0.5 ( Zm - ближайшее целое число к Zm'.) где, K (f) = — { sec ao V (1 + 2f) ² - cos² ao - inv ao - 2f tan ao}

и,   f =-^X

окр. среда 20°=0.014904 окр. среда 14.5°=0.0055448

■ Измерение шестерен

Размер по роликам

Для шестерен с чётным количеством зубьев:

dm = dp + cOsr = dp +

z- m<os ao

cos0

m: модуль

ao : угол профиля

Z: количество зубьев

X: коэф. смещения исх. контура Sm: длина общей нормали Zm: количество зубьев в общей

нормали

Для шестерен с нечётным количеством зубьев: ^dm = ^dp ⁺ -TO'^cosR°°) = ^dP ^{+ Z}'^mcOs^O0^ao '^cos (T)

однако,

dp

^inv0 =    ^{- X} = г ^- (1Г ^{- i nvao} ) ⁺

Возьмите 0 (invo) из таблицы эвольвент.

2tanao

z

z: количество зубьев

ao: угол профиля зубьев m : модуль

X : коэффициент смещения исходного контура

Метчик

Проволочка

на поверхности микрометри-

Измерительная поверхность искривлена примерно на 1.3 мкм. (0.32 мкм х 4 парных красных полос).

Измерительная поверхность имеет впадину (выпуклость) высотой примерно 0.6 мкм. (0.32 мкм х 2 круговые полосы).

(c) Взгляд на контрольную линию снизу

(b) Взгляд на контрольную линию прямо

Простой стержень

Стержень с контргайкой

• Микрометрическая головка, оборудованная устройством стабилизации усилия (трещотка или фрикционный барабан), является рекомендованной для измерительных целей.

• При использовании микрометра в качестве стопора, или в случае если важно сэкономить пространство, наилучшим вариантом будет головка без трещотки.______                ____________

• • Стержень, используемый в качестве опоры для микрометра, относится к «простому типу» или типу с зажимной гайкой, как показано на иллюстрации выше. Диаметр стержня соответствует номинальному метрическому размеру или размеру в дюймах с допуском h6.

• • Стержень с зажимной гайкой позволяет быстро и надёжно закреплять головку микрометра. Преимущество простого стержня заключается в более широком применении и возможности мелкой регулировки положения в направлении оси при окончательной установке, хотя для этого требуется раздельное крепление зажима или крепление на клее.

• • Универсальные крепления доступны в качестве дополнительных принадлежностей.

Плоская поверхность

7

Противоротационное приспособление

• • Плоская измерительная поверхность часто требуется в том случае, если микрометрическая головка используется в качестве измерительного приспособления.

• • В случае если микрометрическая головка используется в качестве подающего механизма, сферическая измерительная поверхность может свести к минимуму ошибки измерения, возникающие из-за отсутствия соосности (рис. А). Напротив, плоская поверхность микровинта подходит для сфер, таких как твердосплавный шарик (рис.В).

• • Микрометрическая головка с невращающимся шпинделем или головка, оснащённая противоротационным приспособлением (Рис.С), может использоваться в том случае, если необходимо избежать скручивания детали.

• • Если микрометрическая головка используется в качестве стопора, то наиболее надёжным будет сочетание плоской поверхности шпинделя и плоской контактной поверхности.

Рисунок A

Рисунок C

ваз

• • Микрометрическая головка с невращающимся шпинделем не производит скручивающее действие на деталь, что может быть важным фактором в ряде практических случаев.

• • Головка стандартного типа имеет шаг 0.5 мм.

• • Тип головки с шагом 1 мм: ускоренная настройка по сравнению со стандартным типом, нет вероятности ошибки считывания 0.5 мм. Высокая допускаемая нагрузка благодаря более крупной резьбе.

• • Тип головки с шагом 0.25 мм или 0.1 мм. Этот тип является наиболее подходящим для малой подачи или тонкой коррекции положения.

Головка микрометра с устройством стабилизации усилия

Головка микрометра без устройства стабилизации усилия (без трещотки)

• Если микрометрическая головка используется в качестве стопора, то желательно пользоваться головкой с блокировкой микровинта, чтобы настройка не сбилась даже в результате неоднократной толчковой нагрузки.

• • При выборе диапазона измерения микрометрической головки, предусмотрите адекватный интервал в зависимости от ожидаемой величины измерений. Для стандартных головок микрометра существует 6 вариантов хода, от 5 до 50 мм.

• • Даже в том случае, если ход невелик, например 2 или 3 мм, более экономичным будет выбор 25-мм модели, при условии что достаточно пространства для её установки.

• • Если требуется большой ход (более 50 мм), то параллельное использование концевой меры длины поможет увеличить измерительный диапазон. (Рис. D)

Рисунок D

Концевая мера

Ход микровинта

Полученный диапазон

• В да нном руководстве, диапазон (или предел хода) барабана указан пунктирной линией. Для пределов хода рассматривайте барабан так, как если бы он находился в положении, отмеченном линией, при проектировании оснастки.

• Специализированные микрометрические головки предназначены для манипуляторов и т.д., в случае если требуется ультратонкая подача или настройка микровинта.

• Диаметр барабана оказывает непосредственное влияние на его эффективность и «точность» позиционирования. Барабан с небольшим диаметром обеспечивает быстрое позиционирование, тогда как крупный барабан - более тонкое позиционирование и лёгкое считывание градуировки. Некоторые модели сочетают преимущества обоих типов: в них барабан грубой подачи (ускоритель) установлен на барабан большего диаметра.

• • Для считывания показаний с головки механического микрометра требуется особое внимание, в особенности, если пользователь не знаком с моделью.

• • «Нормальный» тип градуировки, идентичный градуировке микрометра для измерения наружных поверхностей, является стандартным. Для такого типа значения показаний возрастают по мере втягивания микровинта в тело микрометра.

• • С противоположной стороны, «обратная градуировка» подразумевает возрастание значений шкалы по мере выдвижения микровинта из тела микрометра.

• • «Двухсторонняя градуировка» предназначена для обеспечения измерений в обоих направлениях. При этом цифры стандартного направления окрашены в чёрный цвет, а обратного - в красный цвет.

• • Микрометрические головки с механическим или цифровым дисплеем, обеспечивающие прямое считывание измеряемого значения, также доступны для применения. При их использовании не возникает ошибок считывания. Ещё одно преимущество заключается в том, что данные микрометра с цифровым дисплеем могут передаваться на компьютер для хранения и статистической обработки.

«Нормальный» тип градуировки

«Обратный» тип градуировки

«Двухсторонний» тип градуировки

Микрометрическая головка должна крепиться по стержню в точно обработанном отверстии методом зажима без излишнего давления на стержень. Три наиболее распространенных метода крепления показаны ниже. Метод 3 не рекомендуется к применению. По возможности, используйте методы (1) и (2).

(1) Зажимная гайка

(2) Рассеченный зажим

(3) Зажим с регулировочным винтом

P

P

P

Метод испытания

Микрометрические головки были установлены согласно приведённым иллюстрациям, затем было измерено статическое усилие, приложенное в направлении Р, достаточное для повреждения головки или выталкивания её из крепления. (В данном тесте оценка точности не проводилась).

*Данные значения нагрузок могут использоваться только в качестве приблизительного ориентира.

Цена деления 0.005 мм

(1) Внешняя втулка     35 мм

(2) Барабан            0.015 мм

Результат 35.015 мм

I Внутренний измеряемый диаметр

L: Длина, измеренная

с осевым смещением Х

X: Смещение осевого направления

Д/: Погрешность измерения ^: L-/=^+X² —

е Внутренний измеряемый диаметр

L: Длина, измеренная

с радиальным смещением Х

X: Смещение радиального направления Д/: Погрешность измерения Д/: L-/=^-X —

При использовании нутромера Holtest значение измерения по всей поверхности пятки отличается от значения измерения на конце пятки из-за конструктивных особенностей инструмента. Настройте точку отсчёта при тех же условиях, при которых будет выполняться измерение.

При использовании конца пятки для измерения, перенастройте точку отсчёта соответствующим образом.

В случае смещения нутромера в осевом или радиальном направлении на расстояние смещения Х при выполнении измерения, как показано на рис. 1 и 2, возникнет погрешность измерения в соответствии с закономерностью, проиллюстрированной на графике ниже (график построен по приведённым выше формулам). Ошибка является положительной в случае осевого смещения и отрицательной в случае

При горизонтальном положении стандартной балки или микрометрического нутромера с опорой на две точки самым простым способом, балка прогибается под собственным весом. Форма прогиба зависит от расположения точек опоры. Существуют два расстояния между опорными точками, позволяющие эффективно контролировать описанный эффект деформации (см. ниже).

_______________i______________

Точки Бесселя (а = 0.559/)

___________i____________

Точки Эйри (а = 0.577()

н

Концы балки (или нутромера) можно выровнять точно по горизонтали, размещая точки опоры симметрично, как показано на рисунке выше. Эти точки известны как «Точки Эйри» и обычно используются для обеспечения параллельности торцев балки друг к другу, что позволяет правильно определить длину.

Изменения длины балки (или нутромера) из-за прогибания можно свести к минимуму, размещая две опоры симметрично, как показано на втором рисунке. Такие точки известны как «Точки Бесселя» и могут быть полезны при использовании длинного микрометрического нутромера.

Теплопередача от руки рабочего к нутромеру должна быть сведена к минимуму для избегания значительных погрешностей измерения, возникающих при различии температур детали и нутромера. Если в процессе измерений необходимо удерживать нутромер в руке, то используйте перчатки или держите инструмент за специальные изолированные участки (при их наличии).

• Индикаторные нутромеры Митутойо для малоразмерных отверстий имеют контактные элементы с высокой кривизной, что позволяет с лёгкостью измерять с их помощью истинный диаметр отверстия (в направлении а-а'). Истинный диаметр - это минимальное значение, отображаемое на аналоговом индикаторе при раскачивании нутромера в направлении, показанном стрелками.     _Пят^П_ка^ятка

• Направляющая пластина с пружинным механизмом двухточечного нутромера Митутойо автоматически обеспечивает радиальную соосность, поэтому для определения истинного диаметра достаточно раскачивания инструмента в осевом направлении (считывается минимальное значение).

Нониусный штангенциркуль

Внутренние измерительные поверхности

Поверхности для измерений ступеней

Внутренние губки

Регулировочный винт рамки

Рамка, ползунок

Стопорный винт Прижимной винт рамки

Ш_танга                                Стопор, ползунок

во ОО 1ОО НО 120  130  140  180           <Л$)        150                  •

•                                          ■ а           ⁴

Поверхности для

Внешние губки

Ролик

~ Нониусная шкала Ползунок

р

Основная шкала

Опорная поверхность

измерений глубины

Глубиномер

Внешние измерительные поверхности

Штангенциркуль Absolute Digimatic

Внутренние измерительные поверхности

Поверхности для

Внутренние губки

Внешние губки

Ползунок Стопорный винт

Глубиномер

X    |— Разъём вывода данных

Штанга

измерений ступеней

Ролик

Кнопка установки ZERO/ABS. (НУЛЬ/АБС.)

^{Основная шкала}Опорная поверхность ^{Поверхности для} измерений глубины

Внешние измерительные поверхности

Нониусный штангенциркуль

Циферблатный штангенциркуль

1. Внешнее измерение

3. Измерение ступени

2. Внутреннее измерение

Цена деления 0.05 мм

(1) Показания оновной шкалы 4.00 мм

(2) Показания нониусной шкалы 0.75 мм

Результат 4.75 мм

Цена деления 0.05 мм

(1) Показания оновной шкалы 16

(2) Показания циферблата 0.13 Результат 16.13 мм

мм мм

Замечание: Слева вверху, 0.75мм (2) следует считывать в положении, когда линия градуировки основной шкала совпадает с линией градуировки нониусной шкалы.

4. Измерение глубины

С губками точечного типа С выступающей губкой

Для измерения неровных поверхностей

Для измерений

глубины

Для измерения диаметра узких канавое

С губками для пазов

С цилиндрической губкой

Для измерения ступенчатых поверхностей

Для внешних измерений, например, толщины шейки выточки

Для измерения толщины труб

Нониусная шкала нанесена на ползунок штангенциркуля. Каждое её деление на 0.05 мм короче, чем одно 1-мм деление основной шкалы. Это означает, что при открывании губок штангенциркуля каждое последующее движение на 0.05 мм переводит соответствующую линию нониусной шкалы в положение совпадения с линией основной шкалы и таким образом показывает количество единиц в 0.05 мм, которые необходимо сложить (хотя для удобства использования шкала проградуирована в долях миллиметра). Кроме того, одно деление нониусной шкалы может быть на 0.05 мм короче двух делений основной шкалы, в результате чего получается длинная нониусная шкала. Такую шкалу легче считывать, но принцип и градуировка остаются такими же.

• Стандартная нониусная шкала

(цена деления 0.05 мм)

• Длинная нониусная шкала

(цена деления 0.05 мм)

0 10 20

8 10

30

0.05мм

40

30    40    50    60    70

о 12 3^4 5 6 7 8 9 Io

39

Показание 1.45 мм

Показание 30.35 мм

Структурная погрешность d возникает при измерении внешнего диаметра малых отверстий.

Истинный внутренний диаметр

Измеренный внутренний диаметр

Погрешность измерения (0D - 0d) Истинный диаметр (0D: 5мм)

0D

0d

Ad

0d

0D

Ползунок

Нониусная шкала

Зажим щупа Измерительный щуп и метчик Метчик

Измерительная поверхность щупа Крепление

Опорная поверхность, стойка Опорная поверхность

Штанга

Колонна

Основная шкала

Удлинитель щупа—

Стопорный механизм

Устройство микроподачи для основной шкалы

Устройство микроподачи

Зажим

Основание

Метчик

Измерительная поверхность щупа Крепление

Распорка

Кнопка сброса

Верхний счетчик

Нижний счетчик

Основная стойка

Вспомогательная стойка

Стрелочный указатель

Лицевая шкала

Опорная поверхность Основание

Колонна

Распорка

Основная

^стойка Колонна Вспомо

гательная стойка

Рукоятка подачи

Ползунок

Разъем контактного датчика Измерительный щуп и метчик Крышка батареи Зажим щупа

Метчик

Измерительная поверхность щупа Крепление----

---Режим настройки, компенсация диаметра шарика

— Кнопка ВКЛ/ВЫКЛ

--------------------------Разъем вывода

Информационная кнопка/       Digimatic

кнопка удержания

Кнопка предустановки числа вверх/вниз

Кнопка установки ZERO/ABS. (Нуль/АБС.)

— Переключатель направления/Кнопка цифрового переключения, предустановка

Опорная поверхность

Основание

Регулировочное колесико Стопорный рычаг ползунка Эргономичная опора

Механический цифровой штангенрейсмас Измерение вверх от опорной поверхности

Счетчик 122 мм

Циферблат 0.11 мм

Результат 122.11 мм

Измерение вниз от опорной поверхности

Счетчик 124 мм

Циферблат 0.11 мм

Результат 124.11 мм

На 17-ой Генеральной Конференции по Мерам и Весам в 1983 году было принято новое определение метра как расстояния,

проходимого лучом света в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 долю секунды. Концевые меры длины являются практическим исполнением этой единицы, и в этом качестве широко используются в промышленности.

• Притирку следует осуществлять в чистом месте на мягкой

поверхности - если мера выскользнет из руки и упадет, то не

повредится.

• • Сотрите масляную пленку с мер длины мягкой тканью,

пропитанной петролейным эфиром.

• • После этой «грубой» чистки поверхности очищаются при

помощи косметической щетки, намоченной петролейным эфиром, а затем обдуваются вентилятором.

• • Не используйте для очистки спирт или обычный бензин; обычный бензин содержит множество примесей, а в спирте есть компоненты воды, которые могут вызвать коррозию.

• •  Наиболее подходящими для протирания концевых мер длины являются салфетки из микроволокна.

• • Осмотрите очищенные концевые меры длины на предмет ржавчины и царапин.

• • Если на измерительной поверхности есть какие-либо неровности, зачистите их при помощи специального камня СотБ^н для концевых мер. Трите меру о камень Сeraston без сильного давления.

• В случае если измерительные поверхности находятся в хорошем состоянии, но все еще трудно осуществлять притирку, можно протереть измерительную поверхность медицинской хлопчатобумажной ватой - ее маслянистые компоненты образуют тонкую пленку, тем самым улучшая схватывание измерительных поверхностей.

На рисунке ниже показана степень размерных изменений при обращении со стальной мерой с толщиной 100 мм голыми

Период времени (минуты)

с.Притирка концевых мер

небольшой толщины

a. Притирка концевых мер большой толщины

Ь.Притирка меры большой толщины с тонкой

Положите тонкую меру длины на меру большей толщины

Для предотвращения изгиба тонких мер, сначала сделайте притирку тонкой меры к большей.

Установите меры крест-накрест под углом 90 ^о

Вращайте меры длины, применяя незначительную силу.

Сдвигайте тонкую концевую меру с нажимом по всей поверхности контакта.

Затем осуществите притирку другой тонкой концевой меры поверх первой меры.

Протрите открытые поверхности и продолжите складывать меры в блок описанным выше образом, пока не сложите ее до конца.

Зажим

Ограничитель

Стрелочный указатель

Оправка

Счетчик оборотов

0.01mm

Mitutoyo

N0XM6S

0.01мм

Симметричная шкала

(Многооборотная)

0.001мм

Симметричная шкала

(Многооборотная)

Непрерывная шкала (Двунаправленная градуировка)

Mitutoyo

Симметричная шкала

(Однооборотная)

Непрерывная шкала (Двойная цена деления шкалы)

Симметричная шкала

(Однооборотная)

М2.5 х 0.45

плунжер

М2.5 х 0.45, глубина 7м

Участок неполной резьбы Глухое отверстие 03, глубина 1мм должен быть менее 0.7 мм

Всегда минимизируйте угол между направлениями движения.

L1 : результат измерения

L2 : показание

L1=L2xCos0

Показания любого индикатора не будут точным измерением, если направление его измерений не будет совпадать с желаемым направлением измерений (эффект косинуса). Поскольку направление измерения циферблатных индикаторов перпендикулярно линии, проходящей через точку касания и точку вращения измерительного наконечника, этот эффект можно уменьшить до минимума, установив измерительный наконечник под минимальным углом 0 (как показано на рисунках). При необходимости показания индикатора можно скорректировать с учётом значения угла 0 при помощи приведённой ниже таблицы.

Результат измерения = указанная величина x компенсационное значение.

Компенсация для угла, отличного от нуля

Примеры

Если циферблат показывает 0.200мм при различных углах, то результатом измерений будут следующие значения:

Для = 10°, 0.200 мм х.98 = 0.196 мм

Для = 20°, 0.200 мм х.94 = 0.188 мм

Для = 30°, 0.200 мм х.86 = 0.172 мм

Примечание: Для автоматической компенсации любого угла 0 от 0 до 30° можно применять наконечник сложной формы. (Такие наконечники изготавливаются под заказ).

Головка

■ Простой стержень и

Для установки головки датчика для линейных измерений можно использовать стрежень простого типа либо стержень с зажимной гайкой, как показано на рисунке ниже. Стержень с зажимной гайкой обеспечивает быстрый и надежный зажим головки датчика. Преимущество простого стержня состоит в более широком применении и легкой настройке положений в осевом направлении конечной установки, но при этом требуется зажим двойного крепления или связующего крепления. Однако следите за тем, чтобы не применять чрезмерное усилие к стержню.

Значение индикации можно установить на 0 (нуль) при любом

положении наконечника.

0.000

0.000

Стержень с зажимной гайкой        Простой стержень

■ Измерительное усилие

Любое числовое значение может быть установлено на индикаторном

устройстве для установки точки отсчета от этого значения.

Это сила, действующая на деталь во время измерения со стороны наконечника линейного датчика, выраженная в ньютонах.

Метод измерения, при котором размер детали определяется замером разницы между фактическим размером детали и эталонным образцом, обладающим номинальным размером детали.

Класс защиты IP54

Отсчёт в направлении измерения можно задать со знаками плюс (+) либо минус (-).

База

+/-

h

Класс защиты IP66

'7/////

Индикаторное устройство может сохранять максимальное (MAX) и минимальное (MIN) значения, а также величину MAX - MIN при измерении.

Значениебиения (TIR) = MAX - MIN

Рекомендованный диаметр отверстия крепления: 15 мм +0.034/-0.014

RS-232C кабель

Персональный компьютер

Первый счетчик

Вход Выход

RS-232C разъем

* С подключенным USB кабелем можно использовать только программное обеспечение «SENSORPAK»       в

производства Митутойо

Количество датчиков 01

0

02

0 0

03 04

Онлайн измерение диаметра стекловолоконного или тонкого кабеля

Измерение внешнего диаметра

Измерение внешнего диаметра и

Измерение по осям X- и Y-электрических кабелей и волокон

Измерение толщины пленки и листовых материалов

Измерение расстояния между контактами

Измерение толщины пленки

Измерение движения лазерной и

Измерение ширины пленки

Измерение наружного диаметра оптического коннектора и наконечника

Двойная система измерения больших

■ Определение точности линейной шкалы

Цифровой счетчик

Счетчик машины лазерного

измерения длины

Шкала

Подвижный стол

Вид системы проверки точности

Погрешность шкалы в любой точке относительно начала диапазона

£

Ошибка

0

Максимальная разница в погрешности шкалы: Е (мкм)

Эффективный диапазон позиционирования

Источник лазера

^Интер^фер^ометр Оптическая ось

лазерного луча

Вершина куба

Крепление

X Измеряемая точка

(2) Сбалансированное определение точности шкалы -плюс/минус средняя погрешность

Данный способ определяет максимальную погрешность относительно средней погрешности от диаграммы точности. Погрешность указывается в форме: e = ±Е/2(мкм). Этот метод в основном используется в спецификациях модифицированных

шкалах отдельного типа.

Точность шкалы в каждой точке определяется в виде величины погрешности, которая рассчитывается по следующей формуле:

£

Ошибка

0

редняя погрешн

Максимальная погрешноть

средней погрешности

Эффективный диапазон позиционирования

X Измеренная точка

Датчик изображения

Направление движения (плоскость XY)

Пятнистая структура

Неровная, но светоотражающая поверхность

Отраженный свет W

MICSYS

F

а) Оценка повторяемости позиции

Платформы Хит

Привод

MICSYS

Измерение смещений под воздействием изменения температуры, влажности, колебаний напряжения и других факторов

b) Оценка неподвижности и смещения показаний

Платформа

г

Конструкция (балка)

a) Измерение незначительного смещения конструкции

MICSYS

——4

b) Измерение незначительного смещения детали

■ Нормальное и инвертированное изображение Изображение объекта, проецируемое на экран, прямое, если оно расположено тем же образом, что и объект на платформе. Если изображение перевернуто сверху вниз или слева направо и в направлении движения относительно объекта на платформе (как показано на рисунке ниже), оно является инвертированным (также известным как перевернутое изображение, что, возможно, является более точным определением).

F Деталь

Перемещение по оси X ф Перемещение по оси Y

Оптическая система, основанная на принципе выравнивания основного луча параллельно оптической оси путем установки диафрагмы объектива на фокусную точку со стороны изображения. Его функциональной особенностью является то, что изображение не будет изменяться в размере, несмотря на то, что оно становится нечетким при смещении объекта вдоль оптической оси.

Для измерительных проекторов и измерительных микроскопов, идентичный эффект наблюдается при помещении лампы накаливания в фокусную точку конденсаторной линзы вместо диафрагмы объектива, так, чтобы объект освещался параллельными лучами. (См. рисунок ниже.)

Основной луч

Фокусная точка на стороне изображения

Источник света (лампа)

Оптическая —

ось

Конденсорная линза

Поверхность объекта

Деталь

Телецентрическая подсветка контура

^{Проекционная линза} Поверхность проекционного экрана

Точность увеличения проектора при использовании определенной линзы устанавливается путем проецирования изображения базового объекта и сравнением размера изображения на экране с ожидаемым размером (рассчитывается исходя из увеличительной способности линзы, как отмечено) для воспроизведения увеличенного объекта с процентной точностью, как показано ниже. Базовый объект чаще всего выполнен в виде небольшой размеченной стеклянной шкалы, часто называемой «настольным микрометром» или «эталонной шкалой», и его проецируемое изображение измеряется с помощью более широкой стеклянной шкалы, известной как «отсчетная шкала».

(Обратите внимание, что «точность увеличения» и «точность измерения» - это разные понятия).

АЫ(%) = ———MM X 100

ДМ(%): Точность увеличения, выраженная в виде процентного соотношения с номинальной увеличительной способностью линзы

L : Длина проецируемого изображения эталонного объекта, измеряемого на экране

/ : Длина эталонного объекта

M : Увеличительная способность проекционной линзы

• • Контурная подсветка: Тип подсветки для освещения детали с помощью преломления света, используется, в основном, для измерения увеличенного контура детали.

• • Коаксиальная подсветка поверхности: тип подсветки, при котором деталь освещается пучком света, соосным с линзой для наблюдения/измерения поверхности. (Требуется полупрозрачное зеркало или проекционная линза со встроенным полупрозрачным зеркалом).

• • Наклонная подсветка поверхности: тип подсветки детали под наклоном к поверхности. Этот метод позволяет получить изображение повышенного контраста с четким отображением в трехмерном пространстве. Однако обратите внимание, что существует вероятность ошибки при измерении размеров с помощью такого метода подсветки. (Необходимо наклонное зеркало. Модели серии PJ-H30 поставляются с наклонным зеркалом.)

Это рабочее расстояние от кромки линзы до поверхности детали в фокусе. Оно обозначается L на диаграмме ниже.

т

L

Рабочий стол        Деталь

Это смещение объекта относительно неподвижного фона, вызванное изменением положения наблюдателя и предельного расстояния между объектом и фоновой плоскости.

Экран проектора

Погрешность параллакса J —

Максимальный диаметр рабочей детали, проецируемой при помощи определенной линзы.

Диаметр экрана профильного проектора

Диаметр обзора (мм) =

Увеличение используемой проекционной линзы

Например: Если используется 5-кратная увеличительная линза

в проекторе с экраном 05О0 мм:

Диаметр обзора будет равен  ^500мм = 100мм

■ Числовая Апертура (NA)

Величина NA важна, так как она показывает разрешающую способность линзы объектива. Чем больше значение NA, тем мельче детали можно увидеть. Линза с большим значением NA также собирает больше светового излучения и обычно позволяет получить более яркое изображение с меньшей глубиной фокуса, чем линза с меньшим значением NA.

NA = mSinO

Вышеуказанная формула показывает, что NA зависит от величины n, индекс преломления среды, располагающейся между передней частью объектива и образцом (для воздуха n=1.0), и углом 0, который является половинным углом максимального пучка световых лучей, который может войти в линзу.

Оптическая система, которая использует объектив для формирования промежуточного изображения в ограниченной позиции. Свет, отраженный от поверхности рабочей детали, проходя через объектив, направлен к плоскости промежуточного изображения (расположенного спереди фокусной плоскости окуляра) и сходится в той плоскости.

Минимальное находимое расстояние между двумя точками изображения, представляющими предел разрешения. Разрешающая способность (R) определяется числовой апертурой (NA) и длиной волны (X) освещения.

^R = ТЖ^(мкм)

l = 0.55 мкм часто используется в качестве опорной длины волны

Расстояние от главной точки до фокусной точки линзы: если f1 представляет собой фокусную длину объектива, а f2 - фокусную длину линзы (трубки), формирующей изображение, тогда степень увеличения определяется отношением между двумя величинами. (В случае оптической системы с корректировкой в бесконечности.)

Фокальная длина линзы (трубки)

Увеличение объектива =   __________-________т___________

Фокальная длина объектива

Пример: 1X = з²⁰!

Пример: 10X =

200

Расстояние между передним концом объектива микроскопа и поверхностью образца, при котором достигается более резкая фокусировка.

Расстояние между положением установки объектива микроскопа и поверхностью рабочей детали, при котором достигается более резкая фокусировка. Линзы объектива, установленные в один и тот же револьвер, должны иметь одинаковое парфокальное расстояние, чтобы, когда будет использоваться другой объектив, требовалась бы минимальная перефокусировка.

Лучи света, проходящие параллельно оптической оси системы сходящихся линз и проходящие через ту систему, сойдутся (или сфокусируются) в точке на оси, известной как точка заднего фокуса, или фокусная точка изображения.

Также известна как «глубина поля», это расстояние (измеряемое в направлении к оптической оси) между двумя плоскостями, которое определяет пределы допустимой резкости изображения, когда микроскоп сфокусирован на предмет. При увеличении числовой апертуры (NA), глубина фокуса уменьшается, как показано в нижеследующем выражении:

DOF = 2 (NA)²— l = 0.55мкм

Пример: Для M Plan Apo 100X линз (NA = 0.7) Глубина фокуса будет равна:

0.55мкм

2 x 0.7²

= 0.6мкм

Оптическая система, в которой объектив формирует изображение в бесконечности и линза трубки помещена в трубку корпуса между объективом и окуляром для получения промежуточного изображения. После прохождения через объектив луч света двигается фактически параллельно оптической оси к линзе трубки, через то, что называется «пространством бесконечности» ("infinity space'), внутри которого можно расположить дополнительные компоненты дифференциального интерференционного контраста (DIC), такие как призмы, поляризаторы и др., с минимальным влиянием на фокус и аберрационную корректировку.

Точечный источник на образце

Линза объектива

Увеличение объектива = f2/f1

Линза (трубка), формирующая изображение

Свет от точечного источника фокусируется на плоскость промежуточного изображения

Пространство бесконечности

При освещении методом светлого поля весь пучок света фокусируется объективом на поверхность образца. Это нормальный режим просмотра через оптический микроскоп. При освещении методом темного поля, внутренняя область светового пучка блокируется таким образом, что поверхность освещается только под углом. Освещение методом темного поля подходит для обнаружения царапин и загрязнений на поверхности.

Апохроматический объектив - это линза, настроенная на хроматическую аберрацию (цветное пятно) в трех цветах (красный, синий, желтый). Ахроматический объектив - это линза, настроенная на хроматическую аберрацию в двух цветах (красный, синий).

■ Определение кромки Определение/измерение кромки в плоскости XY

■ Автофокусировка

Различие между изображениями в 2- и 256- уровневых шкалах яркости.

Пример изображения в 2-уровневой шкале яркости Пример изображения в 256-уровневой шкале яркости

Фокусировка и измерение по оси Z

■ Распознавание шаблонов

Выравнивание, позиционирование и измерение объекта

Эти 3 фотографии представляют собой одно и то же изображение в 2-уровневой шкале яркости на разных уровнях слоев (пороговых уровнях). В изображении в 2-уровневой шкале яркости различные изображения выглядят так, как показано выше, из-за различий в уровнях слоев. Поэтому 2-уровневая шкала яркости не используется для высокоточного измерения изображений, так как числовые значения изменяются в зависимости от установленного порогового уровня.

640 пикселей

Изображение состоит из пикселей. Если количество пикселей в измеряемой секции подсчитывается и умножается на размер пикселя, тогда секцию можно конвертировать в числовое значение по длине. Например, представьте, что общее количество пикселей в поперечном размере прямоугольной рабочей детали - 300 пикселей, как показано на рисунке ниже. Если размер пикселя - 10мкм под увеличением изображения, общая длина рабочей детали будет равна 10мкм x 300 пикселей = 3000мкм = 3мм.

Изображение состоит

похоже просто на картинку на тонкой миллиметровой бумаге, на которой каждый квадратик содержит различный массив.

300 пикселей

На ПК сохраняется изображение после внутренней конвертации его в числовые значения. Числовое значение присваивается каждому пикселю изображения. Качество изображения может варьироваться в зависимости от количества уровней шкалы яркости, определенных числовыми значениями. В ПК есть два типа шкал яркости: двухуровневая и многоуровневая. Пиксели в изображении обычно

Как в действительности определить кромку рабочей детали на изображении описано в примере использования следующей монохромной картинки. Определение кромки осуществляется в пределах данной области. Символ, который визуально определяет эту область, относится к инструменту. Для определения различной геометрии рабочей детали или

данных измерения используются различные инструменты.

Более яркие, чем установленный уровень, пиксели в изображении отображаются в виде белых точек, а все остальные - в виде черных.

Каждый пиксель отображается в виде одного из 256 уровней между черным и белым Это позволяет отображать изображения с высокой точностью.

Пример числовых значений, присваиваемых пикселям инструментом.

Система определения кромки сканирует в пределах области инструментов, как показано на рисунке слева, и определяет границу между светом и тенью.

Направление (1) Начало сканирования

(2) Определение границы

►                (3) Окончание сканирования

Положение инструмента

ц >

Позиция распознания системы может быть определена с погрешностью, шириной до 1 пикселя при нормальной обработке изображения. Это можно предотвратить, выполненив измерение с высоким разрешением.

Система координат машины

Положение стола измерительного устройства M = (Mx, My, Mz)

Система координат изображения

Для повышения точности при определении границ используется субпиксельная обработка изображений.

Границы определяются путем установления кривой интерполяции от смежных данных элемента изображения, как показано ниже.

В результате это позволяет сделать измерение с разрешением более 1 пикселя.

Фактические координаты заданы X = (Mx + Vx), Y = (My + Vy), и Z = Mz, соответственно.

Так как измерение производится с сохранением отдельных измеренных позиций, система может измерять без проблем размеры, которые не могут быть выведены на один экран.

Положение кромки (от центра изображения)

V = (Vx, Vy)

Сигнал изображения без субпиксельной обработки

инструмента

Положение инструмента

Контраст границ низкий из-за плохой фокусировки.

Высокий

Высокий

Л Л

Низкий

УХ

Низкий

■ Номинальные характеристики контактных (щуповых) приборов ISO 3274: 1996

■ Определение параметров

ISO 4287 : 1997

Датчик

Приводной блок

AD конвертер

Ввод/Вывод

Блок передачи сигнала оси Z

Ввод/Вывод

Параметры амплитуды (выступы и впадины)

Максимальная высота выступа первичного профиля Pp Максимальная высота выступа профиля шероховатости Rp Максимальная высота выступа профиля волнистости Wp Максимальная высота выступа профиля Zp в рамках базовой длины

Форма щупа

Типичная форма наконечника щупа - коническая со сферическим кончиком Радиус кончика щупа: rtip = 2 мкм, 5 мкм или 10 мкм

Угол конуса: 60°, 90°

В типичных измерительных приборах шероховатости поверхности, угол

конуса щупа 60°, если не указано иное.

Максимальная глубина впадины первичного профиля Pv

Максимальная глубина впадины профиля шероховатости Rv Максимальная глубина впадины профиля волнистости Wv Наибольшая глубина впадиныпрофиля Zv в рамках базовой длины

60°

60° 60°

Статическое измерительное усилие

Примечание 1: Максимальное значение статического измерительного усилия в среднем положении щупа - 4.0 мН для специальной конструкции датчика, включая сменные щупы.

Зависимость между величиной отсечки и радиусом наконечника щупа

В нижеследующей таблице показана зависимость между величиной отсечки профиля шероховатости Ac, радиусом наконечника щупа rtip и критическим соотношением Ac/As.

Максимальная высота первичного профиля Pz

Максимальная высота профиля шероховатости Rz

Максимальная высота профиля волнистости Wz

Суммарная высота наибольшей высоты выступа Zp и наибольшая глубина впадины профиля Zv в рамках базовой длины

■ Профили поверхности

■ Метрологическая характеристика фазокорректирующих фильтров ^{11562 1996}

Профильный фильтр является фазокорректирующим фильтром без задержки фазы (причина искажения профиля зависит от длины волны).

Весовая функция фазокорректирующего фильтра показывает нормальное (Гауссовское) распространение, в котором передача амплитуды - 50% при критической длине волны.

ISO 4287: 1997

100

50

As                                   Ac                                   Af

Длина волны

■ Алгоритм обработки данных

Измерение

Измеренный профиль :т

Профиль поверхности на фактической поверхности

Определение: Профиль, полученный от пересечения фактической поверхности и перпендикулярной к ней плоскости.

AD конвертирование

Определение: Траектория движения щупа, который исследует поверхность рабочей детали.

Первичный профиль

Профиль, полученный из измеренного профиля с применением

В предыдущих стандартах JIS и ISO 4287-1: 1984, обозначение Rz использовалось для указания на «отклонения по десяти точкам». Следует с осторожностью принимать полученные результаты, так как различия между действующими и предыдущими стандартами не всегда незначительны. (Обязательно проверяйте, к действующим или предыдущим стандартам относятся инструкции чертежа.) Средняя высота элементов первичного профиля Pc Средняя высота элементов профиля шероховатости Rc Средняя высота элементов профиля волнистости Wc Среднее значение высот элемента профиля Zt в рамках

Оцифрованный профиль

[ Фильтр низких частот I величины отсечки Xs

Определение: Данные , полученные после оцифровки измеренного профиля.

Пропускает ненужную геометрию поверхности ,такую как отклонение от плоскостности, искривление цилин-дричности при помощи метода наименьших квадратов

Профиль шероховатости

Профиль, полученный из первичного профиля путем подавления компонентов более длинных волн с помощью фильтра верхних частот с величиной отсечки Ac.

Первичный профил

Фильтр высоких частот

I величины отсечки Хс

Профиль шероховатости

Параметры профиля шероховатости

Параметры первичного профиля

Полосной фильтр с прохождением длин волн между величинами отсечек Хс и Xf

j          Профиль волнистости

Параметры профиля волнистости

Профиль волнистости

Профиль, полученный при применении полосного фильтра к первичному профилю для устранения более длинных волн выше Af и более коротких волн ниже Ac.

Общая высота первичного профиля Pt

Общая высота профиля шероховатости Rt

Общая высота профиля волнистости Wt

Суммарная высота наибольшего выступа профиля Zp и наибольшей глубины впадины профиля Zv в рамках длины оценки

Базовая

длина

Измеряемая длина

Таблица 2: Базовые длины для ненормальных параметров шероховатости профиля (Rz, Rv, Rp, Rc, Rt)

• 1) Rz используется для измерения Rz, Rv, Rp, Rc и Rt.

• 2) Rzlmax используется только для измерения Rzlmax, Rvlmax, Rplmax, и Rclmax

Эксцесс первичного профиля Pku

Эксцесс профиля шероховатости Rku

Эксцесс профиля волнистости Wku

Коэффициент среднего биквадратного значения ординаты Z(x) и биквадрат Pq, Rq, или Wq соответственно, в рамках базовой длины

^Rku = TR?[l7 J M

В вышеуказанном равенстве определяется Rku. Pku и Wku определяются тем же способом. Pku, Rku и Wku - это единицы измерения четкости вероятностной плотности распределения значений ординат

Относительный материальный коэффициент первичного профиля Pmr Относительный материальный коэффициент профиля шероховатости Rmr Относительный материальный коэффициент профиля волнистости Wmr

Коэффициент материала, определяемый, как уровень секции профиля R5c (или P5c или W6c), относимого к базовому уровню секции с0

Pmr, Rmr, Wmr = Pmr(cJ), Rmr(cJ), Wmr(cJ) где cl = c0 - R5c(R5c, W&)

c0 = c(Pm0, Rmr0, Wmr0)

Функция вероятностной плотности

(кривая распределения амплитуды высоты профиля) Функция вероятностной плотности образца ординаты Z(x) в рамках длины оценки                   Средняя линия

Пространственные параметры

Средняя ширина элементов первичного профиля PSm Средняя ширина элементов профиля шероховатости RSm Средняя ширина элементов профиля волнистости WSm Среднее значение ширины элементов профиля Xs в рамках

Измеряемая длина

Плотность распределения Специфические параметры стандарта JIS Отклонение высоты по десяти точкам, RzJIS Сумма абсолютного среднего значения высоты пяти наивысших выступов профиля и абсолютное среднее значение глубины пяти низших точек, измеренных от средней линии в рамках базовой длины профиля шероховатости. Этот профиль получается из первичного профиля с использованием фазокорректирующего полосового фильтра со значениями отсечек Ac и As.

ZP1 + ZP2+ZP3 + ZP4+ZP5 | + | ZV1 + ZV2+ZV3+ZV4+ZV5 I

Рис.1 Процедура определения базовой длины непериодического профиля, если она не задана

Смешанные параметры

Среднеквадратический наклон первичного профиля PAq Среднеквадратический наклон профиля шероховатости RAq Среднеквадратический наклон профиля волнистости WAq Величина среднеквадратического наклона по оси ординат

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra75 Среднее арифметическое абсолютных величин отклонений профиля от средней линии в рамках базовой длины профиля шероховатости (75%). Данный профиль получается из профиля измерения с использованием аналогового фильтра высоких частот с фактором затухания 12дБ/октава и величиной отсечки Ac.                      ₁ ^ln

Ra75 = |П Jl Z(x) | dx

Рис.2 Процедура определения базовой длины периодического профиля, если она не задана

3: Программная обработка. Для измерения контура рабочей детали, что вызывает большое смещение в вертикальном направлении с высокой степенью точности, следует применить один из этих методов компенсации.

Двухсторонний щуп для измерений в направлениях вверх и вниз

Внутренний/внешний контур кольца подшипника

Внутренние зубцы шестеренки

Форма внутренней резьбы

Пример обозначения

Пример применения кругломера

© Концентричность

Точка центра должна находиться в зоне допуска, образованной окружностью с диаметром t, концентричной с базовым центром

— Прямолинейность

Любая линия на поверхности должна лежать внутри зоны допуска, образованной между двумя параллельными прямыми в диапазоне t

О Плоскостность

Поверхность должна находиться внутри зоны допуска, образованной между двумя параллельными плоскостями в диапазоне t

ХУ Цилиндричность

Поверхность должна находиться внутри зоны допуска, образованной между двумя соосными цилиндрами с разницей в радиусах t

Пример применения кругломера

Зона допуска

©Соосность

Ось должна находиться внутри зоны допуска, образованной цилиндром с диаметром t, концентричным с базовой осью

/ Радиальное биение

Линия должна находиться внутри зоны допуска, образованной между двумя копланарными или концентрическими окружностями на расстоянии t, концентричными или перпендикулярными к базовой оси

Установленное направление: Радиальное, пересекающее базовую линию, прямую линию и вертикально по отношению к базовой линии

Пример обозначения

Пример применения кругломера

t

Базовая ось

Зона допуска

Пример обозначения

Пример обозначения

Пример применения кругломера

Зона допуска

Пример применения кругломера

I

Зона допуска

_1_ Перпендикулярность

Линия или поверхность должна находиться внутри зоны допуска, образованной между двумя плоскостями на расстоянии t и перпендикулярно базовой линии

Пример применения кругломера

U Полное биение

Поверхность должна находиться внутри зоны допуска, образованной между двумя соосными цилиндрами с разницей в радиусах t, или плоскостях на расстоянии t, концентричными с или перпендикулярными к базовой линии

Пример применения кругломера

Центровка

Величина смещения (эксцентриситет) между осью поворотного стола устройства Roundtest и осью рабочей детали приводит к искажению полученной формы (погрешность улитки Паскаля), что выражается в погрешности вычисленной величины круглости. Чем больше эксцентриситет,

Нивелировка

тем больше погрешность вычисления круглости. Таким образом, рабочую деталь следует отцентровать (совместить оси) перед измерением. Некоторые кругломеры поддерживают точное измерение с функцией поправки на погрешность улитки Паскаля. Эффективность этой функции можно увидеть на графике ниже.

10О0                                                                          '

Любое отклонение от оси рабочей детали относительно оси вращения измерительного устройства приведет к эллиптической погрешности. Выравнивание следует производить таким образом, чтобы эти оси располагались параллельно.

Эксцентриситет

10 100 Эксцентриситет (мкм)

-05мм

-^010мм Диаметр 020мм

детали

1000

0200мм

0100мм

050мм

020мм

010мм 05мм

02мм

01мм

Диаметр детали

Влияние эксцентриситета на погрешность измерения круглости

Влияние наклона оси на эллиптическую погрешность

Влияние настроек фильтра на измеренный профиль

На характеристику круглости (RON_z) при измерении оказывает сильное влияние вариация критической частоты фильтра.

Данные по волнообразным колебаниям за оборот (ед/об) в графиках круглости Графики с результатами измерений

Фильтр низких частот

15 ед/об

50 ед/об

150 ед/об

500 ед/об

Угол

Условие в 1 ед/об указывает на эксцентриситет рабочей детали относительно оси вращения измерительного устройства. Амплитуда компонента волнообразных колебаний зависит от настройки выравнивания.

360

Угол

15-500 ед/об

50-500 ед/об

Условие в 2 ед/об может означать: (1) недостаточное выравнивание измерительного устройства; (2) Круговой эксцентриситет ввиду неверной установкой рабочей детали на обрабатывающем станке; (3) эллиптическую форму рабочей детали по конструкции как, например, поршень в двигателе внутреннего сгорания.

0

360

Угол

Условие от 3 до 5 ед/об может означать: (1) Деформацию ввиду чрезмерной затяжки зажимного патрона на измерительном устройстве; (2) Деформацию ввиду сниженного внутреннего напряжения после снятия детали с зажимного патрона на обрабатывающем станке.

Определение круглости измеряемого профиля

Устройства, измеряющие круглость (RON_z), используют данные измерений для создания базовых окружностей, размеры которых определяют характеристику круглости. Существует четыре метода построения этих окружностей, как показано ниже, каждый метод обладает индивидуальными характеристиками, таким образом, следует выбирать тот метод, который больше всего подходит для рабочей функции рабочей детали.

Окружность строится в измеренном профиле такая, чтобы сумма квадратов отклонения данных профиля от этой окружности была минимальна. Величина круглости затем определяется, как разница между максимальными отклонениями профиля от этой окружности (от точки максимума до точки минимума).

Две концентрические окружности располагаются, заключая измеренный профиль таким образом, чтобы их радиальная разница была минимальной. Величина круглости затем определяется как радиальное разделение этих двух окружностей.

RON_z = Rmax-Rmin

RON_z = Rmax-Rmin

360

360

Угол

Условие от 5 до 15 ед/об часто означает дисбаланс факторов методики механической обработки или процессов производства детали.

Угол

Метод минимальной описанной окружности

(MCC)

Строится наименьшая окружность, которая может включать измеренный профиль. Величина круглости затем определяется, как максимальное отклонение профиля от этой окружности. Эту окружность иногда называют окружностью «кольцевой калибр».

Метод максимальной вписанной окружности (MICI)

Строится наибольшая окружность, которая может быть вписана в полученный профиль. Величина круглости определяется затем, как максимальное отклонение профиля от этой окружности. Эта окружность иногда называется окружностью «пробочный калибр».

Угол

Условие 15 (или более) об/ед обычно вызвано болтанием инструмента, вибрацией машины, эффектом подачи охлаждающей жидкости, неоднородностью материала и т.д., и как правило более важно для функциональности, чем подходящей детали.

360

Угол

0

0 90 180 270 360

Угол

• (1) По Виккерсу

Твердость по Виккерсу - это метод определения твердости, который шире всего применяется, позволяя провести испытание на твердость с применением произвольного испытательного усилия. Это испытание имеет исключительно большое количество областей применения, в частности, для проведения испытаний на твердость с испытательным усилием менее 9.807Н (1кгс). Как показано в нижеследующей формуле, твердость по Виккерсу - величина, определяемая путем деления испытательного усилия F (Н) на область контакта S (мм²) между образцом и индентором, которая вычисляется из диагональной длины d (мм, средняя между двух направляющих длин) выемки, образованной при помощи индентора (квадратного пирамидального алмаза, с противоположным углом конуса 9=136°) в образце с использованием испытательного усилия F (Н). k - константа (1/g=1/9.80665).

HV=k^F =0.102 ^F =0.10?      =0.1891-4 F^{: Н}

S        S          _d²           d²     d: мм

Погрешность в вычисляемой твердости по Викерсу задана следующей формулой. В ней Ad1, Ad2, и 'a' представляют погрешность измерений, возникающая из-за использования микроскопа, погрешность в данных выемки, а длина линии границы созданной противоположными гранями наконечника индентора, соответственно. Единица измерения Д9 - градусы.

HV * F -2 "j’ 2    " - d 3.5x10^-3Ae

• (2) По Кнупу

Как показано в следующей формуле, твердость по Кнупу - величина,

полученная путем деления испытательного усилия на расчетную площадь A (мм²) выемки, которая вычисляется от наибольшей длины по диагонали d (мм) выемки, образованной путем надавливания ромбоидальным алмазным индентором (Углы противоположного края - 172°30' и 130°) на образец с приложением испытательного усилия F. Твердость по Кнупу может также быть измерена путем замены индентора Виккерса прибором для определения микротвердости с помощью индентора Кнупа.

HK=k ^F==0.102^F==0.10?-or =1.451 -j?

A A      cd²       d²

F: Н d: мм

c: константа

• (3) Твердость по Роквеллу и Супер-Роквеллу

Для измерения твердости по Роквеллу или Супер-Роквеллу, сначала применяется предварительное усилие, а затем испытательное усилие к образцу и снова усилие предварительной нагрузки с использованием алмазного индентора (угол конуса наконечника: 120°, радиус: 0.2мм) или сферического индентора (стального или твердосплавного шарика). Эта величина твердости получается из формулы твердости, выраженной в виде разницы глубины выемки h (мкм) между усилиями предварительной нагрузки и испытательным усилием. При методе Роквелла используется усилие предварительной нагрузки 98.07 Н, а при методе Супер-Роквелла 29.42Н. Специальное обозначение используемое в сочетании с типом индентора, испытательного усилия, и формулы твердости, известная, как шкала. Японский промышленный стандарт (JIS) определяет различные шкалы твердости.

d

HV=0.189l4

t>1.5d ^d

h=d/7

Твердость по Виккерсу HV

2000

1000

500

300

200

100

t: Толщина образца (мм) d: Длина диагонали (мм) h: Глубина выемки (мм)

50

30

20

Минимальная

тощина образца

t:MM

0.001 -|

0.002 -

0.003 -

0.005 -

0.01

Длина диагонали выемки

d:MM

0.001

0.002

0.003

: -0.005

0.02 - .

- 0.01

0.03- -0.02

0.05   -⁰.⁰³

E — 0.05

[Пример]

Толщина образца t: 0.15мм Твердость образца: 185HV1 Усилие F: 9.807Н (1кгс) Длина диагонали d: 0.1мм

0.2

J-0.3

= -0.5

2

0.3

0.5 -

0.001

0.002

0.003

0.005

0.01

0.02

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

0.5

10

20

9.807x10^-3

19.61x10^-3

29.42x10^-3

49.03x10^-3

98.07x10^-3

0.1961

0.2942

0.4903

0.9807

1.961

2.942

4.903

9.807

19.61

29.42

49.03

98.07

196.1

■ Шкала твердости по Роквеллу

Рисунок 1: Типичные направления,

^E0,mp_E=a+^l/k<b

E0,MPE=A+L/K

E =B

0,MPE

датчика

Рисунок 3. Плоскости целевого измерения на максимально допустимую погрешность сканирующего датчика и ее определение.

Рисунок 2. Целевые точки на стандартной сфере для

PAGE

45

PAGE

46