Устройство для определения прогиба, отклонений от плоскостности и параллельности плоскостей

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОГИБА, ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ И ПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ ПЛОСКОСТЕЙ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Автор Дадьков Константин Игоревич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Устройство для определения прогиба, отклонений от плоскостности и параллельности плоскостей, содержащее измерительные головки и регулируемые опоры с микрометрическими головками, отличающееся тем, что дополнительно содержит измерительную плиту, на которой установлены четыре регулируемые опоры, и две пересекающиеся направляющие, концы которых опираются на регулируемые опоры, кроме того, имеет пять измерительных головок, при этом одна из них жестко закреплена в месте пересечения направляющих, а остальные имеют возможность перемещаться вдоль направляющих, на которые нанесены четыре шкалы с нулевой точкой отсчета в месте их пересечения.(56) 1. Патент РБ 133, МПК 01 В 5/24,01 В 5/28, опубл. 30.06.2000 // Бюл.6. 2. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении. Контроль деталей Справочник. - М. Издательство стандартов, 1987. Фиг. 1 Техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения прогиба, отклонений от плоскостности и параллельности номинально плоских поверхностей с четырехугольным контуром, которые можно аппроксимировать участками сферических, эллиптических или параболических поверхностей. Известно устройство для определения отклонения от плоскостности 1, содержащее поверочное основание в виде рейки с уровнем, двумя установленными на основании опо 35882007.06.30 рами, одна из которых - регулируемая, причем свободные концы опор шарнирно соединены между собой планкой с жестко закрепленным на ней крепежно-зажимным механизмом, и перпендикулярно расположенной поверочному основанию лекальной линейкой. Недостатком данного устройства являются методическая погрешность измерения изза отличия базовой плоскости, моделируемой при помощи планки, шарнирно связанной с поверочной рейкой, от прилегающей плоскости, низкая точность измерений, сложность контроля отклонений геометрической формы поверхностей. Ближайшим техническим решением к предлагаемому является устройство для определения отклонения от плоскостности 2, состоящее из линейки-компаратора, имеющей две регулируемые опоры с микрометрическими головками, уровень и встроенные с постоянным шагом измерительные головки. Недостатком данного устройства являются ограниченная область его применения, высокая трудоемкость и низкая производительность контроля от плоскостности поверхностей. Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение функционально-технологических возможностей устройства, повышение удобства и производительности контроля при измерении номинально плоских поверхностей с четырехугольным контуром. Поставленная задача достигается за счет того, что заявляемое устройство дополнительно содержит измерительную плиту, на которой установлены четыре регулируемые опоры, и две пересекающиеся направляющие, концы которых опираются на регулируемые опоры, кроме того, имеет пять измерительных головок, при этом одна из них жестко закреплена в месте пересечения направляющих, а остальные имеют возможность перемещаться вдоль направляющих, на которые нанесены четыре шкалы с нулевой точкой отсчета в месте их пересечения. Заявленное устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен вид устройства сбоку в рабочем положении на фиг. 2 изображен вид устройства сверху на фиг. 3 изображено контролируемое изделие с расположением контрольных точек. Устройство состоит из двух пересекающихся шарнирно закрепленных направляющих 1 и 2, в центре пересечения которых жестко закреплена измерительная головка 3. На направляющих 1 и 2 нанесены четыре шкалы с нулевой точкой отсчета в месте расположения измерительной головки 3. Четыре измерительные головки 4, 5, 6, 7 свободно перемещаются вдоль направляющих 1, 2. Направляющие 1, 2 расположены на четырех регулируемых опорах 8, 9, 10, 11 с микрометрическими головками. Регулируемые опоры 8, 9, 10,11 устанавливаются на измерительную плиту 12. Устройство работает следующим образом. Измеряемую деталь 13 устанавливают на измерительную плиту 12. Измерительные головки 4, 5, 6, 7 размещают таким образом, чтобы они располагались в контрольных точках А, В, С иизмеряемой детали, как показано на фиг. 3. При помощи микрометрических головок на регулируемых опорах 8, 9, 10, 11 направляющие 1, 2 размещают параллельно измерительной плите 12. Перед измерением при помощи плоскопараллельных концевых мер длины измерительные головки 3, 4, 5, 6, 7 устанавливают на ноль. Измеренные значения в контрольных точках используют для построения прилегающей плоскости и определения параметров макрогеометрии контролируемой детали. На основании результатов измерений в контрольных точках А, В, С,и Е составляют уравнение аппроксимирующей поверхности реального профиля измеряемой детали и уравнение прилегающей плоскости в системе координат измерительного прибора в виде,где, - координаты одной из точек А, В, С,с самой высокой аппликатой. 2 35882007.06.30 Для определения коэффициентовив уравнение плоскости подставляют координаты двух других точек из точек А, В, С, , через которые проводят прилегающую плоскость, и решают систему двух уравнений с двумя неизвестными. Расстояние от наиболее удаленной точки М аппроксимируемой поверхности до прилегающей плоскости находят по формуле, гдеи- коэффициенты, определяющие большую и малую полуоси поперечного эллиптического сечения аппроксимируемых эллиптических или параболических поверхностей. Значения коэффициентовиопределяют из канонических уравнений соответствующих поверхностей, полученных на основании аналитического моделирования данных поверхностей по результатам измерения пяти контрольных точек А, В, С,и Е. Для сферических поверхностей и кругового параболоида а 1. Отклонением от прогиба будет являться расстояние от точки Е до прилегающей плоскости. Отклонением от плоскостности будет являться расстояние от наиболее удаленной точки М аппроксимируемой поверхности до прилегающей плоскости. Отклонением от параллельности плоскостей будет разность между наибольшей и наименьшей аппликатамиприлегающей плоскости в пределах ограничивающего четырехугольного контура. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3