Odchyki v2.doc

Wydział Budowy Maszyn i Informatyki                         Data przeprowadzonych zajęć: 15-10-2009

Rok akademicki: 2009/2010

Studia: stacjonarne/inż.

Semestr: III

Kierunek/Specjalność: Mechanika i Budowa Maszyn

Grupa: Czwartek – godz. 13.15-15.00

LABORATORIUM

METROLOGII TECHNICZNEJ / PODSTAW METROLOGII

Laboratorium nr 3

Pomiary odchyłek geometrycznych

Wojciech Duraj

1.      Wstęp teoretyczny.

Zgodnie z ISO 1101:1985 na tolerancje geometryczne składają się następujące tole­rancje:

—       kształtu (ang. form tolerances),

—       kierunku (ang. orientation tolerances),

—       położenia (ang. location tolerances),

—       bicia (ang. runout tolerances).

Tolerancje kształtu ograniczają tylko odchyłki kształtu elementu rzeczywistego od jego nominalnego odpowiednika. Dlatego są one zaliczane do grupy tolerancji geometrycznych prostych (ang. single geometrical tolerances).

Tolerancje kierunku, położenia i bicia ograniczają zarówno odchyłki kształtu przedmiotu rzeczywistego, jak również odchyłki kierunku lub/i położe­nia. W większości przypadków tolerancje kierunku, położenia i bicia wymagają określenia bazy, dlatego w normie ISO 1101 są one zakwalifikowane jako tolerancje geometryczne względem bazy (ang. geometrical tolerances related to datum).

Do definiowania tolerancji geometrycznych wykorzystuje się geometry­cznie idealne odpowiedniki powierzchni czy linii rzeczywistych. Takimi odpo­wiednikami są element przylegający, element minimalnej strefy (ang. minimum zonę) lub element średni (ang. least sąuare). Przykładami elementów przylega­jących są: prosta i płaszczyzna przylegająca, okrąg przylegający do wałka (ang. minimum circumscribed circle), okrąg przylegający do otworu (ang. maximum inscribed circle), walec przylegający do wałka (ang. minimum circumscribed cylinder) i walec przylegający do otworu (ang. maximum inscribed cylinder).

Najczęściej używanymi w pomiarach wzorcami płaskości są płyty pomiarowe, liniały powierzchniowe i płytki interferencyjne.

Płyty pomiarowe wykonuje się z żeliwa lub granitu. Według [PN-ISO 8512-1, 2] rozróżnia się 4 klasy dokładności płyt pomiarowych oznaczonych (w kolejności malejącej dokładności) symbolami 0, 1, 2 i 3. Tolerancje płaskości całej powierzchni płyt pomiarowych zależą od ich wymiarów i klasy dokładno­ści. Odchyłki płaskości powierzchni cząstkowych o wymiarach 250 mm x 250 mm, położonych w dowolnym miejscu powierzchni roboczej, nie powinny prze­kraczać 3,5; 7; 15 i 30 µm odpowiednio dla płyt klasy dokładności 0, 1, 2 i 3.

Liniały powierzchniowe, podobnie jak płyty pomiarowe, wykonuje się z żeliwa lub granitu. Rozwiązania konstrukcyjne produkowanych w kraju linia­łów podaje [PN-74/M-53180].

W większości przypadków odchyłkę płaskości określa się na podstawie po­miarów wykonanych w pojedynczych punktach powierzchni (pomiary dyskret­ne). Im więcej jest punktów pomiarowych, tym realizacja pomiaru jest bliższa definicji odchyłki. W przypadku powierzchni prostokątnych punkty pomiarowe rozmieszcza się na przekrojach wzdłużnych, poprzecznych i wzdłuż przekąt­nych. Jeżeli pomiary wykonuje się względem powierzchni wzorcowej (wzorzec płaskości), wystarczy mierzyć odchyłki w punktach siatki prostokątnej.

Poziomnice koincydencyjne.

Charakterystyczną cechą tych poziomnic jest możliwość precyzyjnej zmiany położenia ampułki względem korpusu poziomnicy oraz specjalny układ optyczny umożliwiający jednoczesną obserwację obu końców pęcherzyka. Położeniem, w którym odczytuje się wskazanie, jest koincydencja końców pęcherzyka. Zakres pomiarowy poziom­nicy koincydencyjnej firmy Zeiss wynosi ±10 mm/m, z tym że podziałka jest opisana od 0 do 20 mm; położeniu poziomemu odpowiada wskazanie 10 mm/m. Błędy graniczne dopuszczalne w zależności od wykorzystanego zakresu pomia­rowego wynoszą:

—      ±0,01 mm/m (±2") — przy wykorzystaniu zakresu ±1 mm/m,

—      ±0,02 mm/m (±4") — w całym zakresie.

2.      Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z oznaczeniami tolerancji geometrycznych (tolerancje kształtu, kierunku, położenia i bicia) na rysunku oraz pomiar odchyłki płaskości płyty żeliwnej o wymiarach 500 x 500 z użyciem poziomnicy koincydencyjnej.

3.      Przebieg ćwiczenia

·         Przed przystąpieniem do pomiarów należy sprawdzić czy płyta jest oczyszczona z zabrudzeń i odtłuszczona.

·         Na płycie należy nanieść siatkę o skoku równemu rozstawowi osi wałeczków liniału sinusowego o ile nie została ona naniesiona wcześniej.

·         Na kolejnych punktach siatki stawiamy liniał sinusowy, a na niego poziomnice

      koincydencyjną Następnie dokonujemy odczytu

·         Następnym krokiem jest opracowanie wyników, których efektem jest wyznaczenie odchyłki płaskości płyty, którą należy porównać z wartościami dopuszczalnymi zawartymi w PN-ISO 8512 w celu określenia klasy płyty.

·         Przed położeniem poziomnicy na sprawdzanej płaszczyźnie, należy pokrętłem nastawczym (bębenkiem) obracać tak, by na skali zgrubnej uzyskać wskazanie „10”, a na skali precyzyjnej wskazanie „0”.

4.      Obliczenia.

Wskazania na osi „z” oblicza się według schematu:

z1 = 0,

z2 = w1-2 + z1,

z3 = w2-3 + z2,

z4 = w3-4 + z3,

itd.

gdzie wi-j – wskazanie poziomicy

z1 = 0,

z2 = w1-2+ z1 = -0,836 + 0 = -0,836

z3 = w2-3 + z2 = -0,837 - 0,836 = -1,673

z4 = w3-4 + z3 = -0,836 - 1,673 = -2,509

z5 = w4-5 + z4 = -0,839 - 2,509 = -3,348

...