Способ контроля диаметра прилегающего цилиндра сборного ступенчатого корпуса
Владельцы патента RU 2682572:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) (RU)
Способ относится к области метрологии, в частности к методам измерения линейного размера детали, и к области машиностроения, в частности к производству корпусов, предусматривающих необходимость обеспечения их входимости в пусковые трубы. Задачей технического решения является снижение трудоемкости контроля корпусов при гарантированном обеспечении их вхождения в пусковые трубы. Способ контроля диаметра прилегающего цилиндра сборного ступенчатого корпуса заключается в том, что корпус устанавливают в двух призмах по крайним центрирующим утолщениям, следят за показаниями измерительного устройства и по ним судят о годности корпуса по диаметру прилегающего цилиндра при помощи индикатора. При этом индикатор устанавливают в плоскости, перпендикулярной к одной из граней призмы, настраивают по эталону при касании его наконечника среднего центрирующего утолщения эталона. 4 ил.
Способ относится к области метрологии, в частности к методам измерения линейного размера детали, и к области машиностроения, в частности к производству корпусов малогабаритных ракет (далее по тексту - корпусов), предусматривающих необходимость обеспечения их входимости в пусковые трубы.
Известен способ измерения предельного значения наружного диаметра с помощью предельных калибров [ГОСТ 25346-2013 (ISO 286-1:2010) Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Система допусков на линейные размеры. Основные положения, допуски, отклонения и посадки Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2014. 43 с.], суть которого заключается в том. что каждый проверяемый корпус вставляют в эталонную трубу-калибр, изготовленную с параметрами непроходного калибра-кольца.
Способ абсолютно надежен, но имеет следующие недостатки:
1. Большая трудоемкость и низкая производительность.
2. Невозможность встраивания в автоматические линии.
3. Вероятность заклинивания в эталонной трубе-калибре корпуса, превышающего допустимый размер, и необходимость затрудненного удаления его, вызывая дополнительные трудозатраты и повышенный износ трубы-калибра.
Известен способ, принятый за прототип, косвенного определения предельно допустимого значения размера диаметра прилегающего цилиндра корпуса [см. рис. 149(б), стр. 237 в кн. Основы конструирования приспособлений. Под ред. B.C. Корсакова, М: Машиностроение, 1983]. Способ заключается в том, что измерение радиального биения среднего центрирующего утолщения происходит при базировании корпуса крайними ЦУ в призмах с углом 90° при помощи индикатора, установленного в плоскости симметрии угла базовых призм.
Недостатками прототипа являются:
1. Занижение допустимого биения из-за большой вероятности того, что диаметры всех трех ЦУ одновременно примут максимальное значение.
2. Неучтениие того обстоятельства, что в измеряемых корпусах кроме разброса диаметров ЦУ в пределах их допусков имеются также отклонения круглоты ЦУ в виде овальности, причем допуск овальности превышает допуск диаметра.
3. Перевод по сути зависимого допуска биения в разряд независимых, а это, как показывает практика, приводит к необоснованному ужесточению допусков и, в свою очередь, к вероятности ложного бракования годных корпусов [Илюхина О.В. Обеспечение точности сборки тонкостенных цилиндрических деталей, объединяемых с помощью упорных резьб / Автореф. канд. дисс. Тула, 2004. 19 с.].
Задачей технического решения является снижение трудоемкости контроля корпусов при гарантированном обеспечении их вхождения в пусковые трубы.
Поставленная задача достигается тем, что, измерительное устройство, например индикатор часового типа, устанавливают в плоскости, перпендикулярной к одной из граней призмы (фиг. 1, 2, 3, 4), причем измерительное устройство настраивают по эталону при касании его наконечника среднего ЦУ эталона. При повороте корпуса в призмах, контролеру необходимо следить только за одним значением показания датчика, чтобы контролируемый размер не выходил за пределы допустимого, что более производительно и уменьшает нагрузку на контролера. В этом случае измеряется фактическое значение размера диаметра прилегающего цилиндра корпуса :
,
где: d1, 2, 3 - фактические значения диаметров ЦУ;
Δ1, 2, 3ов - величины овальности ЦУ с первого по третье соответственно;
ϕ1,2,3 - фазы углов максимальных диаметров овальных сечений ЦУ относительно фазы максимального радиального биения;
ΔΣ - смещение оси ЦУ относительно измерительной базы.
Если измеренное значение размера диаметра прилегающего цилиндра корпуса 
будет отвечать уравнению (1), то корпус признается годным.
где: Ao - диаметр прилегающего цилиндра отверстия пусковой трубы;
Zмин - минимально допустимый зазор между прилегающими поверхностями сопрягаемых деталей.
Для объективной оценки анализируемого способа контроля была проведена его экспериментальная проверка с целью сравнения его точности (объективности контроля) и производительности по отношению к действующему на производстве способу контроля входимости по радиальному биению корпуса.
Для этого был изготовлен эталон, повторяющий номинальную конфигурацию корпуса, у которого все утолщения были отшлифованы за одну установку при базировании по центровым отверстиям. Эталон имел следующие параметры: D1Э=121,995 мм; D>2Э=121,998 мм; D3Э=121,760мм. В этом случае размер 
, при допустимой величине 
.
В дополнении к индикатору часового типа (ГОСТ 577-68), установленному для определения радиального биения, был установлен на магнитной стойке второй для измерения размера 
.
Были замерены следующие параметры: радиальное биение Ер и размер вхождения , соответствующие старому и новому способам контроля входимости изделия в трубу, у двух выборок корпусов по 50 шт.
Анализ данных первой выборки показывает, что восемь корпусов забракованы по Ер неверно, их можно не подвергать переборке, так как у них 
; a 
и их входимость гарантирована, что было подтверждено вхождением в эталонную трубу-калибр.
Анализ данных второй выборки показывает, что девять корпусов признаны годными неверно, так как у них 
и 
. Их входимость в эталонную трубу-калибр не гарантируется, что подтверждено непосредственной проверкой входимости по эталонной трубе-калибру. Это подтверждает вывод о том, что способ контроля по радиальному биению не может гарантировать входимость.
Время контроля изделия предложенным способом примерно в 2,5 раза меньше. Контролеру не приходится делать несколько оборотов изделия в призмах и вычислять максимальную разницу показаний индикатора. Достаточно одного оборота изделия, при котором определяется - пересекает ли стрелка индикатора настроечную линию.
Способ контроля диаметра прилегающего цилиндра сборного ступенчатого корпуса, заключающийся в том, что корпус устанавливают в двух призмах по крайним центрирующим утолщениям, следят за показаниями измерительного устройства и по ним судят о годности корпуса по диаметру прилегающего цилиндра при помощи индикатора, отличающийся тем, что индикатор устанавливают в плоскости, перпендикулярной к одной из граней призмы, настраивают по эталону при касании его наконечника среднего центрирующего утолщения эталона.
