C8-CPpMA-2014

UPB-IMST Controlul Produselor prin Msurare Asistat notie de curs 2014

1

4. Controlul abaterilor geometrice

4.1 Generaliti

Exist mai multe metode de inspecie a abaterilor geometrice, fiecare avnd un diferit grad de precizie. Prescrierea pe desen a toleranelor geometrice nu stabilete i metoda prin care aceste abateri se pot controla.

Alegerea metodelor i mijloacelor de msurare depinde de o serie de condiii: Tipul i caracterul parametrilor msurai; Precizia (tolerana) parametrilor controlai; Volumul de producie (mrimea seriei) pentru piesele controlate; Precizia de citire a mijlocului de msurare, apreciat, n general, dup valoarea

diviziunii pe scara gradat: o Valoarea diviziunii instrumentului sau a aparatului de control trebuie s fie

egal cu cel puin 1/20 din tolerana prescris i cel mult egal cu 1/6 din tolerana prescris;

Eroarea limit de msurare a mijlocului sau metodei de msurare: o Incertitudinea de msurare s nu depeasc 0,1 0,2 ori tolerana

prescris parametrului controlat. Sigurana n funcionare a mijloacelor de msurare; Productivitatea controlului, care trebuie s corespund productivitii execuiei

pieselor;

Costul mijlocului de control sau costul metodei de control;

Gradul de complexitate al mijlocului sau metodei de control i calificarea pe care trebuie s o aib operatorul.

Alegerea raional a metodelor i mijloacelor de control nseamn asigurarea unui control obiectiv, operativ, productiv i ieftin.

4.2 Metode i mijloace de msurare i control a abaterilor de form

Abaterile suprafeelor sau profilelor pot fi descompuse n iregulariti de tip form, ondulaii sau rugozitate funcie de raportul dintre pasul acestora (perioada de repetare) i adncimea acestora (amplitudine). Abaterile de form reprezint abaterea formei reale a piesei n raport cu forma nominal, ideal, stabilit n momentul proiectrii.

4.2.1 Metode i mijloace pentru msurarea rectilinitii

Abaterea de la rectilinitate AFr abaterea unui profil liniar real sau al unui element imaginar (ax de simetrie) al unei suprafee reale de la forma ideal de dreapt.

Element real - generatoare Element real - profil Element imaginar ax

Abaterile pot fi detectate prin: 1. Msurare (palpare) continu; 2. Msurare consecutiv sau intermitent

i nregistrare a valorilor obinute prin


2

a. msurarea distanei pn la elementul de referin asociat elementul adiacent (dreapt adiacent);

b. msurarea nclinaiei unui segment de dreapt pe suprafa n raport cu un element de referin.

Aplicarea practic a principiului de msurare ntr-o metod de msurare depinde de

modul n care se stabilete elementul de referin rectiliniu. Elementul de referin asociat se poate stabili cu ajutorul:

unei deplasri rectilinii, generat de un element al instrumentului de msurare sau de ghidajul unui instrument de msurare n coordonate;

Rigle etalon;

Fir de msurare mecanic sau optic materializat de microscopul optic, autocolimator sau marcaje utilizate la proiectorul de profile;

Plac de control.

Scheme de metode de msurare:

A. Pentru elemente geometrice reale: profil / generatoare a suprafeei

1

Msurarea cu rigla a. Se aeaz rigla etalon pe pies astfel nct distana

maxim dintre rigl i pies s fie minim b. Se msoar numrul cerut de generatoare Pentru piese de dimensiuni mari (lungime > 1m) se poate utiliza un fir intins

Dezavantaje: erori de msurare datorate posibilitii de ncovoiere a piesei i a riglei, n special n cazul pieselor de lungimi mari.

2.1

Msurarea cu aparate comparatoare fixate n suport a. Se aeaz piesa cu generatoarea superioar paralel

la placa de control; b. Se nregistreaz rezultatele msurrilor n lungul

generatoarei; c. Se msoar numrul cerut de generatoare. d. Se nscriu pe diagram abaterile i se evalueaz.

Palpatorul aparatului de msurat trebuie s se afle n planul de msurare dat i s fie perpendicular pe muchia piesei.

2.2

a. Se aeaz piesa pe placa de control i n contact cu un echer;

b. Se nregistreaz rezultatele msurrilor n lungul generatoarei i se nscriu pe o diagram;

c. Se msoar numrul cerut de generatoare. d. Se nscriu pe diagram abaterile i se evalueaz.

Palpatorul aparatului de msurat trebuie s se afle n planul de msurare dat i s fie perpendicular pe muchia piesei.

3

Msurarea cu luneta i colimatorul a. Se aliniaz luneta paralel cu suprafaa; b. Se nregistreaz abaterile cu un colimator care se

deplaseaz n lungul suprafeei; c. Se nscriu pe diagram abaterile i se evalueaz. Se aplic n principal la piese de dimensiuni mari. Se poate utiliza un laser pentru materializarea dreptei de


3

referin.

4

Msurarea cu autocolimatorul a. Se aliniaz echipamentul de msurare pe pies; b. Se deplaseaz progresiv oglinda autocolimatorului

care are elementele de palpare dispuse la distana L, n pai stabilii de-a lungul generatoarei considerate i se nregistreaz valorile;

c. Abaterile de la rectilinitate se calculeaz cu ajutorul diagramei cumulative.

Se aplic n principal la piese de dimensiuni mari. Se poate utiliza i un echipament de msurare a unghiului cu laser.

5

Msurarea cu dispozitive cu ceas comparator a. Se regleaz comparatorul la zero pe placa de control; b. Se deplaseaz dispozitivul n pai stabilii pe

lungimea generatoarei; c. Se msoar numrul cerut de generatoare; d. Abaterea se evalueaz cu ajutorul diagramei

cumulative. Se aplic n principal la piese de dimensiuni mari. Erorile de punere la zero se cumuleaz dup repetarea pailor de msurare.

6

Msurarea cu nivel cu bul a. Se aeaz nivela la o extremitate a generatoarei i se

regleaz la zero b. Se deplaseaz progresiv nivela cu un pas stabilit pe

lungimea generatoarei c. Se msoar numrul cerut de generatoare d. Abaterea se evalueaz cu ajutorul diagramei

cumulative Se aplic n principal la piese de dimensiuni mari. Dac nivela nu este reglabil piesa trebuie aliniat orizontal.

Evaluarea diagramei cumulative

Poziia punctelor profilului efectiv se determin ntr-un sistem de coordonate polare n care raza

vectoare este lungimea L iar unghiurile polare sunt determinate fa de axa polar orizontal care trece prin punctul extrem al profilului.

Valoarea denivelrii pe vertical se calculeaz cu relaia: hi = li*tgi, unde li reprezint distana

dintre punctele de palpare. Rezult

n

j

jnhh

1

''. Dup rotirea axei polare cu unghiul ordonatele hi ale

punctelor de msurare mi fa de dreapta de referin final AB vor fi date de relaia:

)(**1

'

tglnhn

j

jnh

Avantajele metodei sunt: dreapta de referin iniial nu trebuie materializat prin rigle sau plci, din care


4

cauz verificarea nu necesit aparate pretenioase i costisitoare; permite msurarea denivelrilor mai mici de 1 m. Dezavantajele metodei sunt:

profilul efectiv obinut este poligonal, din care cauz nu se cunoate cu certitudine profilul real pe lungimea l, care separ cele dou puncte de palpare;

citirile cuprind trei surse de erori principale: eroarea datorat fenomenului de histerezis a bulei de aer (n cazul utilizrii nivelei cu bul), eroarea de contact datorit impuritilor cere se interpun ntre suprafeele de contact i erorile datorate variaiilor termice.

Pentru eliminarea erorilor de msurare se recomand ca profilul real s fie parcurs n ambele

sensuri dus i ntors n aceleai locuri de msurare i fr modificarea orientrii dispozitivului de msurare.

B. Pentru elemente geometrice imaginare: ax de simetrie a suprafeei

Standardele nu prezint o definiie standardizat a axei de simetrie reale a unei suprafee reale. n mod practic sunt posibile urmtoarele interpretri:

A. axa este generat ca dreapta ce trece prin centrele cercurilor definite prin: o Metoda celor mai mici ptrate; o Metoda zonei minime; o Metoda cercului de contact (minim circumscris sau maxim nscris);

B. axa este generat ca dreapta ce unete centre seciunilor perpendiculare la axa cilindrului de referin definit prin:

o Metoda celor mai mici ptrate; o Metoda zonei minime; o Metoda cilindrului de contact (minim circumscris sau maxim nscris); o Cilindrul generat prin 2 cercuri definite prin una din metodele de la punctul A. n

dou seciuni aflate la cele dou capete ale suprafeei reale. Metodele bazate pe definirea elementelor de referin de regresie conduc la soluii stabile i care necesit un numr redus de msurtori.

1.1

Msurarea cu aparate comparatoare fixate n suport a. Se orienteaz i se fixeaz piesa

ntre dou vrfuri de centrare coaxiale paralele cu placa de control

b. Se nregistreaz rezultatele msurrilor pe lungimea a dou generatoare

c. Se nscrie pe diagram semidiferena dintre cele dou citiri ale comparatorului n fiecare punct

d. Se msoar numrul cerut de seciuni axiale

TAAAA

AF uur

min0

max0 )

2()

2(


5

1.2

a. Se aliniaz piesa paralel cu placa de control

b. Se nregistreaz rezultatele msurrilor pe lungimea a dou generatoare

c. Se nscrie pe diagram semidiferena dintre cele dou citiri ale comparatorului n fiecare punct

d. Se msoar numrul cerut de seciuni axiale.

1.3

a. Se orienteaz i se fixeaz piesa ntre dou vrfuri de centrare coaxiale paralele cu placa de control

b. Se rotete piesa n jurul axei fixe c. Se nscrie pe o diagram n coordonate

polare semidiferena citirilor de comparator n timpul unei rotaii complete

d. Se msoar numrul cerut de seciuni axiale Abaterea maxim dintre centrele astfel determinate constituie abaterea de la rectilinitate a axei piesei.

4.2.2 Metode i mijloace pentru msurarea planitii

Abaterea de la planitate - AFp - abaterea unei suprafee reale de la forma ideal de plan.

Mod de inscriere pe desen a toleranei la planitate Interpretare a toleranei la planitate prescrise

Scheme de metode de msurare:

1.1

Msurarea cu aparate comparatoare fixate n suport prin comparare cu un element plan a. Se aliniaz piesa paralel cu placa de control b. Se msoar distana dintre pies i placa de control n

numrul cerut de puncte. c. Abaterea de la planitate este diferena maxim dintre

distanele msurate Piesa este aliniat n general pe trei puncte aflate la aceei distan fa de placa de control. n acest caz valorile msurate trebuie nregistrate pe diagram i evaluate.

1.2

a. Se aeaz piesa stabil pe placa de control b. Se msoar distana dintre pies i placa de control n

numrul cerut de puncte. c. Abaterea de la planitate este diferena maxim dintre

distanele msurate Dimensiunea plcii trebuie sa fie de cel puin dou ori dimensiunea piesei. n cazul n care suprafaa msurat este convex piesa trebuie asfel ajustat fa de placa de control astfel nct abaterea s fie minim


6

1.3

a. Se aeaz luneta pe pies b. Se poziioneaz axa de rotaie perpendicular pe

suprafaa piesei c. Abaterea de la planitate este diferena maxim dintre

distanele msurate Acest metod este indicat pentru suprafee de dimensiuni mari. Poziionarea axei de rotaie poate fi corectat matematic.

2

Msurarea prin comparare cu un element plan a. Se aeaz cala optic pe pies i se observ n lumin

monocromatic b. Abaterea de la planitate este numrul de interferene

obinut mutiplicat cu jumtate din lungimea de und a

luminii utilizate (/2 0,3 m) Acest metod nesesit suprafee care reflect puternic lumina. Se recomand pentru piese mici cu abateri de pn

la 20 m. Cala optic trebuie astfel poziionat astfel nct s defineasc planul adiacent.

3.1

Msurarea cu aparate comparatoare fixate n suport prin comparare cu un element rectiliniu a. Se aeaz rigla n diagonal pe un suport reglabil i pe

un suport fix avnd capetele la aceeai distan de pies b. Se msoar distana dintre pies i rigl de-a lungul

diagonalei A-B raportnd valoarea msurat la centru c. Se repet msurarea n lungul diagonalei C-D i se

nregistreaz valorile pe diagram dup corectarea distanei fa de punctul median.

d. Cele dou valori definesc planul de referin n raport cu care se determin distanele pentru celelelte puncte

e. Abaterea de la planitate este evaluat cu ajutorul diagramei

Piesa este aliniat n general pe trei puncte aflate la aceei distan fa de placa de control. n acest caz valorile msurate trebuie nregistrate pe diagram i evaluate.

3.2

a. Se regleaz comparatorul la zero pe placa de control

b. Se deplaseaz dispozitivul n pai de lungime l, n trei direcii

c. Abaterea de la planitate este evaluat cu ajutorul diagramei cumulative

Aceast medot este utilizat n principal pentru suprafee ntinse. Erorile de reglare la zero se cumuleaz dup repetarea pailor de msurare.


7

4.1

Msurarea prin evaluarea abaterilor unghiulare a. Se aeaz nivela cu bul de aer reglabil pe o

lungime precizat b. Se efectueaz msurri n pai stabilii pe o

direcie i n diferite seciuni c. Se nregistrez abaterile de la orizontal ntr-o

diagram cumulativ d. Se repet msurtorile ortogonal la primul set e. Abaterea de la planitate este evaluat cu

ajutorul diagramei cumulative Aceast medot este utilizat n principal pentru suprafee ntinse. Alinierea poate fi obinut cu un suport reglabil sau cu nivel cu bul de aer reglabil.

4.2

a. Se aeaz oglinda prevzut cu puncte de palpare la distana L la un col al piesei. Se regleaz autocolimatorul paralel cu suprafaa piesei.

b. Se msoar abaterea unghiular n poziiile stabilite celor dou diagonale i se nregistreaz valorile pe diagram.

c. Cele dou diagonale formeaz planul de referin de la care se determin distanele celorlalte puncte

d. Abaterea de la planitate este evaluat cu ajutorul diagramei cumulative

Aceast medot este utilizat n principal pentru suprafee ntinse. Se poate utiliza un aparat de msurare cu laser a unghiului. Msurarea poate fi i continu atunci cnd se nregistreaz rezultatele, dac echipamentul permite acest lucru.

4.2.3 Metode i mijloace pentru msurarea circularitii

Abaterea de la circularitate AFc abaterea pofilului real circumferenial de la forma geometric exact de cerc

Mod de inscriere pe desen a toleranei la circularitate Interpretare a toleranei la circularitate prescrise

Msurarea abaterii de la circularitate poate fi realizat practic utiliznd una din

urmtoarele metode: Metoda msurrii variaiei razei; Metoda msurrii prin dou sau trei puncte; Metoda proiectorului de profile;

Metoda msurrii coordonatelor punctelor. n cazul primelor trei metode este necesar a fi ndeplinite urmtoarele condiii:

Seciunea n care se realizeaz msurarea s fie perpendicular pe axa palpatorului;


8

Axa piesei s fie paralel cu axa de rotaie a palpatorului pentru a elimina erorile ce apar prin deformarea profilului seciunii diametrul msurat variaz cu cosinusul unghiului de nclinare;

Dispozitivul de msurare s fie astfel conceput, realizat i poziionat nct direcia de msurare s fie concurent i perpendicular pe axa de rotaie a piesei;

Viteza de deplasare a palpatorului s fie mai mic pe msur ce numrul lobilor crete, pentru a asigura timpul de rspuns necesar.

A. Metoda msurrii variaiei razei

Evaluarea abaterii de la circularitate se realizeaz ca diferen dintre cea mai mare

distan i cea mai mic distan de la profilul msurat al piesei i centrul cercului de referin ales.

Elementul geometric de referin n raport cu care se evalueaz abaterea de circularitate conform SR ISO 4291-1997 poate fi unul din urmtoarele elemente geometrice imaginare de tip cerc:

1. Cercul celor mai mici ptrate (LSC). Zona de toleran definit n raport cu acest cerc se

simbolizeaz Zq; 2. Cercul zonei minime (MZC). Zona de toleran definit n raport cu acest cerc se

simbolizeaz Zz; 3. Cercul minim circumscris (MCC) pentru suprafeele de tip arbore. Zona de toleran

definit n raport cu acest cerc se simbolizeaz Zc; 4. Cercul maxim nscris (MIC) pentru suprafeele de tip alezaj. Zona de toleran definit n

raport cu acest cerc se simbolizeaz Zi. Utilizarea cercului zonei minime ca cerc de referin conduce la cea mai mic valoare a abaterii de la circularitate, utilizarea celorlalte 3 tipuri de element de referin conducnd la valori mai mari cu pn la 15%.

1. LSC

2. MZC

3. MCC

4. MIC

La aplicarea metodei este necesar s se aib n vedere urmtoarele elemente:


9

Tipul piesei msurate i condiiile generale de msurare; Instrumentele i mijloacele de msurare utilizate; Prescripiile generale i recomandrile de utilizare ale mijloacelor de msurare; Tehnica i metodele de etalonare a mijloacelor de msurare i de verificare a

performanelor i caracteristicilor acestora; Modul de prelucrare i interpretare a rezultatelor msurtorilor.

Dup schema tehnic de msurare i a instrumentelor utilizate exist dou configuraii

disticte: A. Msurarea cu rotirea traductorului / palpatorului i meninerea n

poziie fix a piesei de msurat

B. Msurarea cu rotirea piesei de msurat i meninerea n poziie

fix a traductorului / palpatorului.

Palpatoarele traductoarelor utilizate la evaluarea necircularitii se aleg n funcie de caracteristicile suprafeei de msurat, de natura i mrimea rugozitii suprafeei palpate. Tipurile standardizate sunt:

o Cu vrf sferic

o Cu vrf cilindric

o Cu vrf toroidal

o Cu vrf ovoidal

Dimensiunile R i r ale diferitelor tipuri de palpatoare se pot alege din urmtorul set de

valori: 0,25 mm; 0,80 mm; 8 mm; 25 mm. Tipul i palpatorului utilizat trebuie corelat funcie de tipul procedeului de prelucrare a suprafeei care imprim o anumit caracteristic acesteia.


10

De asemenea trebuie s se in cont i de rspunsul intrumentului de msurat la

ondulaiile sinusoidale periodice. Astfel trebuie ales corespunztor nivelul de filtrare i tipul de filtru funcie de dimensiunea suprafeei controlate.

Diametrul piesei [mm]

Filtru [upr]

(0, 8] 15

(8, 25] 50

(25, 80] 150

(80, 250] 500

> 250 1500

Rezultatele msurrii pot fi afectate de distorsiuni din reprezentarea grafic polar

deoarece diagrama amplific considerabil numai variaile razei piesei i excentricitatea i nu raza nsi i de nclinarea axei piesei n raport cu axa de rotaie.

Direcia de msurare trebuie s fie corelat i cu rolul funcional al suprafeei n cazul

inspeciei suprafeelor necilindrice, de exemplu conice sau toroidale. Aceast direcie poate fi normal la suprafa sau perpendicular pe axa de simetrie.


11

B. Metoda msurrii prin dou sau trei puncte

Dezavantajul acestei metode rezult din faptul c funcie de modul de variaie a formei

profilului (numrul de lobi) metoda permite sau nu identificarea abaterii de la circularitate.

Forma lobat a suprafeei are ca surse de generare fie procedeul de prelucrare: rectificare exterioar fr centre sau alezare interioar, fie sistemul de lgruire al arborelui principal al mainii unelte. Astfel:

n cazul unui numr par de abateri majore de la circularitate (lobi) abaterea de poate calcula prin msurri diametrale ca semidiferen dintre dimensiunea maxim i cea minim.

n cazul unui numr impar de lobi abaterea de la circularitate se evalueaz prin metoda msurrii n trei puncte.

B1. Msurarea prin dou puncte se utilizeaz la msurarea suprafeelor interioare sau

exterioare a cror seciune prezint un numr par de lobi. Exist dou scheme de msurare:

o Piesa fix i aparatul de msurare mobil


12

o Piesa mobil i aparatul de msurare fix

B2. Msurarea prin trei puncte se utilizeaz la msurarea suprafeelor interioare sau exterioare a cror seciune prezint un numr impar de lobi. Exist mai multe posibiliti de msurare n trei puncte. Astfel funcie de poziia relativ dintre mijlocul de msurare i prisma n V utilizat pentru orientarea piesei exist urmtoarele dou situaii:

o dispuse opus

o dispuse de aceeai parte

Funcie de poziia celor trei puncte de msurare metoda se poate clasifica astfel:

Cu dispunere simetric Cu dispunere asimetric

Pentru a ine cont de toate abaterile de form posibile i de numrul de ondulaii pe

rotaie, se recomand ca o msurare complet s cuprind o msurare n dou puncte i dou msurri n trei puncte sub unghiuri diferite de poziie a contactelor fixe, soluiile posibile fiind:

Montaj simetric Montaj asimetric

900 i 1200

720 i 1080 1200

600 600

300

Valoarea corectat a abaterii de la circularitate este dat de relaia:

AFc = / k

unde este abaterea msurat, adic maximum din cele trei combinaii iar k un factor de corecie ales din tabele.

Valorile factorului de corecie k funcie de metoda de msurare, unde n este numrul de lobi

Simetric, dispunere opus Asimetric, dispunere

opus

Simetric, dispunere de aceeai parte


13

Numrul de lobi se poate determina prin nregistrarea numrului de maxime sau minime

la rotaia cu 360 grade a piesei pe o prism n V, de exemplu = 720. Utiliznd o combinaie dintre metoda de msurare n dou puncte i cea n trei puncte,

conform figurii urmtoare, se pot evalua abaterile de form pn la a zecea armonic (de exemplu 10 lobi), nefiind necesar a se cunoate numrul exact de armonice. Metoda permite evaluarea simultan a dimensiunii locale, a dimensiunii nfurtoarei (elementului adiacent) i a abaterii de la circularitate. Pentru a elimina erorile de msurare specifice metodei trebuie ca aceasta s se aplice pentru controlul pieselor de tip disc sau atunci cnd abaterile de rectilinitate sau paralelism ale generatoarelor suprafeei cilindrice a piesei sunt neglijabile.

1. Dac A1 A2 atunci: o Di = A2i

o Dnf A2min + A2 = A2max

o AFc A2 / 2 T

2. Dac A1 > A2 atunci: o Di = A2i

o Dnf A2min + A1 / 2

AFc A1 / 2 T

Evaluarea abaterii de la circularitate conform definiiei din

STAS 7384, se poate realiza pentru o suprafa exterioar de tip arbore (1) utiliznd un dispozitiv format dintr-o buc elastic (2) care materializeaz elementul adiacent de tip cerc minim circumscris i un ceas comparator (3), iar similar pentru o suprafa interioar utiliznd un dorn elastic autocentrant cu un ceas comparator.

Valoarea abaterii de la circularitate va fi egal cu: AFc= Amax - Amin

C. Metoda proiectorului de profile Acest metod se aplic numai atunci cnd suprafaa de msurat poate fi bine vizualizat cu

ajutorul proiectorului, n special pentru piese din categoria discurilor


14

(D / L >> 1). Metoda const n compararea profilului real al suprafeei de msurat cu un profil teoretic.

o Se compar profilul piesei cu cercurile concentrice care definesc elementul geometric adiacent;

o Abaterea de la circularitate este diferena dintre razele celor dou cercuri concentrice extreme.

D. Metoda msurrii coordonatelor punctelor

Elementul de referin este cercul celor mai mici ptrate care se poate determina conform urmtorului algoritm: se alege un sistem de coordonate ortogonal

XY;

se msoar distanele n raport cu cele dou axe pentru un numr suficient de puncte dispuse radial pe profilul real, innd seama de semn, negativ sau pozitiv;

se calculeaz, cu urmtoarea formul aproximativ, parametrii definitori ai centrului cercului i raza acestuia:

n

x

a

n

i

i 1

2

; n

y

b

n

i

i 1

2

; n

r

R

n

i

i 1

se calculeaz abaterea de la circularitate ca diferena dintre raza polar maxim i cea minim calculate n raport cu centrul cercului.

4.2.4 Metode i mijloace pentru msurarea cilindricitii

Abaterea de la cilindricitate este definit ca abaterea suprafeei reale de la forma geometric exact de cilindru n limitele lungimii de referin.

Mod de inscriere pe desen a toleranei la

cilindricitate Interpretare a toleranei la cilindricitate

prescrise

Formele simple ale abaterii de la cilindricitate sunt:

Forma conic Forma butoi Forma a Forma curb

Elementul de referin de tip cilindru n raport cu care se evalueaz abaterea de la

circularitate trebuie definit:

n concordan cu principiul zonei minime (conform ISO 1101);


15

n concordan cu principiul elementului adiacent cilindru maxim nscris sau minim circumscris (conform STAS 7384).

Abaterea de la cilindricitate poate fi considerat o abatere compus a crei componente sunt abaterea de la circularitate a profilului n seciune transversal, abaterea de la rectilinitate i abaterea de la paralelism a profilului longitudinal axial. Astfel evaluarea pe baza acestor componente conduce la valori aproximative comparativ cu abaterea real dup cum urmeaz:

a. evaluare pornind de la abaterea de la circularitate a profilului i cea de paralelism a

generatoarelor: AFl AFc + APl/2 T b. evaluare pornind de la abaterea de la circularitate a profilului i cea de rectilinitate a

generatoarelor: AFl AFc + AFr T Aceast ultim evaluare conduce la rezultate ct mai apropiate n raport cu modul de

definire a abaterii conform standardelor. Funcie de aceast particularitate, strategiile de msurare au la baz unul din urmtoarele

metode de msurare: 1. Metoda msurrii pe cerc - msurarea variaiei razei; 2. Metoda msurrii pe generatoare; 3. Metoda msurrii combinate pe cerc i generatoare; 4. Metoda msurrii pe elice; 5. Metoda msurrii poziiilor extreme; 6. Metoda msurrii coordonatelor punctelor;

1. Metoda msurrii pe cerc 2. Metoda msurrii pe

generatoare 4. Metoda msurrii pe elice

n toate metodele, profilurile msurate i punctele palpate trebuie raportate n acelai

sistem de coordonate. De asemenea piesa trebuie s fie aliniat cu echipamentul de msurare, axele celor dou elemente trebuind s fie coaxiale. Astfel elementul de referin poate fi stabilit cu ajutorul:

o unei micri circulare foarte precise ct i a unei micri rectilinii foarte precise, perpendicular pe cea circular. Acest lucru se poate realiza de ctre echipamentele de msurare a formei (de exemplu TalyRond sau TalySurf ale firmei britanice Taylor-Hobson sau ale firmei germane Mahr) unde piesa este orientat utiliznd mandrine autocentrante cu bacuri sau ntre vrfuri de centrare.


16

o micri rectilinii foarte precise, ortogonale ntre ele, materializate de ctre mainile de msurat n coordonate.

o Micri de rotaie pe prisme n V corelate cu micri rectilinii paralele cu planul de simetrie al prismei. Aceast soluie, specific metodei de msurare n dou sau trei puncte a abaterilor de circularitate, nu permite definirea unei sistem de coordonate al piesei stabil, introducndu-se astfel erori de msurare.

Atunci cnd pentru evaluare se utilizeaz maini de msurare n coordonate sau

echipamente de msurare a abaterilor de form, elementul de referin n raport cu care se face evaluarea poate fi unul din urmtoarele:

Cilindrul de regresie - cilindrul celor mai mici ptrate determinat astfel nct suma ptratelor distanelor radiale la suprafaa real de la axa cilindrului de regresie s fie minim;

Cilindrul zonei minime determinat astfel nct distana maxim n direcie radial dintre dou elemente geometrice concentrice la suprafaa real s fie minim, fiind in concordan cu ISO 1101;

Cilindrii de contact: cilindrul minim circumscris pentru suprafeele de tip arbore sau cilindrul maxim nscris pentru suprafeele de tip alezaj, fiind n concordan cu definiia elementelor adiacente utilizare ca elemente de referin n evaluarea conform STAS 7384.

1. Metoda msurrii pe cerc - msurarea variaiei razei

Evaluarea abaterii de la cilindricitate se realizeaz prin analiza simultan a unui numr de

profiluri circulare obinute similar metodei msurrii variaiei razei de la evaluarea abaterii de la circularitate.

Se aliniaz piesa cu echipamentul de msurare. Axele trebuie s fie coaxiale.

Se nregistreaz diferenele radiale n timpul unei rotaii complete .

Se msoar numrul cerut de seciuni fr reglarea la zero a comparatorului de la o seciune la alta .

Se evalueaz abaterea cu ajutorul unei diagrame n coordonate polare i/sau calculator.

A. Schema de msurare i etapele B. Mod de evaluare

2. Metoda msurrii pe generatoare

n acest caz, evaluarea abaterii de la cilindricitate se realizeaz prin analiza simultan a unui numr de seturi de profiluri longitudinale obinute obinute din intersecia suprafeei reale cu planuri de seciune longitudinale prin axa elementului de referin.

Sectiunea 1

Sectiunea 2

Sectiunea n

Profilurile reale obinute n seciunile radiale 1 ... n

Element

referin AFl = max(z)


17

Se aliniaz piesa cu axa echipamentului de msurare. Axele trebuie s fie coaxiale.

Se nregistreaz diferenele radiale n timpul unei translaii complete .

Se rotete piesa i se msoar numrul cerut de seciuni fr reglarea la zero a comparatorului de la o seciune la alta.


A. Schema de msurare i etapele B. Mod de evaluare 3. Metoda msurrii combinate pe cerc i generatoare

Aceast strategie de msurare este o combinaie dintre cele dou metode anterioare,

metod care conduce la o incertitudine de msurare mai mic comparativ cu aceleai metode ns utilizate individual. Incertitudinea de msurare este mai mic deoarece suprafaa este eantionat mult mai complet dect utiliznd una din metodele individuale.

4. Metoda msurrii pe elice

Suprafaa este evaluat cu ajutorului unui profil elicoidal obinut prin palparea dup o micare elicoidal n care punctele sunt preluate normal la axa elementului de referin utilizat (axa de msurare) i reprezentate, ca i n celelalte 3 metode anterioare, pe o diagram polar care este evaluat n concordan cu criteriul standardizat.

Suplimentar se poate include n cadrul evalurii suprafeei reale i a dou profiluri radiale dispuse n dou seciuni la cele dou capete ale suprafeei.

Se aliniaz piesa cu echipamentul de msurare. Axele trebuie s fie coaxiale.

Se nregistreaz diferenele radiale n timpul unei translaii + rotaii complete .


A. Schema de msurare i etapele B. Mod de evaluare

5. Metoda msurrii poziiilor extreme

Aceast metod presupune evaluarea a trei profiluri: profilul generatoarelor dintr-o seciune axial i profilurile din 2 seciuni radiale, astfel:

1. Se nregistreaz profilul axial dintr-o seciune longitudinal profilul generatoarei de la 00 i 1800.

2. Se calculeaz axa de simetrie a seciunii astfel obinute. 3. Se determin poziia a dou seciuni unde punctele de pe generatoare sunt cel mai

ndeprtate i cel mai apropiate n raport cu axa calculat.

Sectiunea 1 ... n Profilurile reale obinute n seciunile axiale 1 ... n

1

2

Sectiune radial 2

Traiectorie

elicoidal

Element de referin

1

1

AFl = max(ci)

Sectiune radial 1


18

4. Se nregistreaz profilul radial n cele dou seciuni, perpendicular pe axa cilindrului de referin. Pot exista 2 situaii: prima atunci cnd profilurile nu se intersecteaz i cea de a doua cnd profilurile se pot intersecta.

5. Se calculeaz abaterea de la cilindricitate ca fiind suma celor trei abateri individuale

pentru cele 3 profiluri: AFl = a1 + a2 + a3 T

pas 1: profilurile axial

pas 4: profilurile radiale

6. Metoda msurrii coordonatelor punctelor

Suprafaa este evaluat cu ajutorul coordonatelor unei mulimi de puncte obinute prin

palparea aleatoare a suprafeei i reprezentate pe o diagram polar care este evaluat n concordan cu criteriul standardizat. Aceast metod necesit timp ndelungat de msurare dac nu este folosit un echipament specializat de tipul mainii de msurat n coordonate.

Se aliniaz piesa cu echipamentul de msurare.

Se nregistreaz numrul cerut de puncte de pe suprafaa cilindric n trei coordonate.


AFl = z

A. Schema de msurare B. Mod de evaluare 4.2.5 Metode i mijloace pentru msurarea abaterii de la forma dat a profilului i a suprafeei

Abaterea de la forma dat a profilului este definit ca abaterea profilului real de la profilul geometric exact, n limitele lungimii de referin. Profilul real este evaluat n seciuni a cror orientare este definit n raport cu un sistem de referin precizat prin simbolul de toleran sau perpendicular la o direcie implicit. n acest caz alinierea piesei trebuie s se realizeze fie:

perpendicular n raport cu un plan determinat pe pies, specific pieselor prismatice. Planul poate fi definit ca planul de regresie fie ca planul adiacent;

paralel n raport cu o ax stabilit pe pies, specific pieselor de revoluie. Abaterea de la forma dat a suprafeei este definit ca abaterea suprafeei reale de la

suprafaa geometric exact, n limitele lungimii de referin. i n acest caz alinierea suprafeei msurate trebuie s se fac n concordan cu condiiile descrise implicit sau explicit prin intermediul bazelor de referin.

n cazul n care tolerana este prescris n raport cu un sistem de baze de referin se consider c aceast abatere se ncadreaz n categoria abaterilor de la poziia nominal.


19

Mod de inscriere (a) i de interpretare (b) a toleranei la forma

dat a profilului cu posibile alt tip de abateri ale suprafeei tolerate (c), (d)

Mod de inscriere i interpretare a toleranei la forma dat a suprafeei

Exemplu de tolerare de la forma dat a profilului i a suprafeei n raport cu un sistem de baze de referin.

Principiile de msurare care se pot aplica n cadrul metodelor de msurare a abaterilor de la

forma dat sunt urmtoarele: A. Verificarea abaterilor prin comparare cu un ablon de form exact. B. Verificarea abaterilor prin msurarea coordonatelor punctelor profilului i/sau suprafeei.

A1. Metoda msurrii utiliznd un ablon de form

Abaterea este evaluat prin metoda fantei de lumin, fiind n acest caz calitativ, pentru obinerea de valori discrete se pot folosi cale calibrate (trus de lere).

a. b. Tipuri de abloane utilizate n cazul evalurii cazul abaterii de forma dat a profilului (a) sau a suprafeei (b).


20

A2. Metoda msurrii utiliznd un sistem de copiere

a. Forma dat a profilului

b. Forma dat a suprafeei

Paii metodei sunt: Se aliniaz piesa cu sistemul de copiere i ablonul. Se nregistreaz abaterile extreme i se compar cu limitele calculate pe direcia de

msurare pentru cazul n care direcia de msurare nu este perpendicular pe suprafa. Obs. Vrful palpatorului instrumentului de nregistrare a abaterilor i vrful copiatorului trebuie s aib aceeai form. Dimensiunile palpatorului trebuie corelate cu dimensiunea profilului / suprafeei avndn vedere c poate aciona ca un filtru mecanic asupra abaterilor.

A3. Metoda msurrii utiliznd un proiector de profile

Paii metodei sunt: Se proiecteaz profilul pe ecranul

echipamentului de control (profilometru).

Se compar profilul proiectat cu elementele de referin definite prin intermediul unui ablon transparent.

Profilul real trebuie s se gseasc ntre cele dou elemente de referin echidistante.

Observaie Metoda se poate aplica n cazul evalurii abaterii de la forma dat a suprafeei doar pentru suprafee de revoluie i de dimensiuni relativ reduse, fiind necasar asigurarea rotaiei piesei dup o ax paralel cu planul de proiecie B. Metoda msurrii coordonatelor punctelor

a. Forma dat a profilului

b. Forma dat a suprafeei

C8-CPpMA-2014

Documents

Transcript of C8-CPpMA-2014