Как на самом деле измеряют плоскостность станины станка
Линейка, прецизионный уровень, автоколлиматор, лазер и КИМ для крупных обработанных поверхностей, а также влияние опор и температуры, искажающее результат.
Плоскостность является самым часто задаваемым и наименее определенным требованием на чертеже станины. «Плоскостность 0,05» встречается постоянно, и для большой поверхности это еще не спецификация.
Что точно означает плоскостность
Плоскостность представляет собой расстояние между двумя параллельными плоскостями, между которыми как раз помещается поверхность. И только. Ей не нужна база, она ничего не говорит об ориентации, и поверхность может быть идеально плоской, но стоять под углом ко всему остальному на детали.
Это важно, потому что инженеры часто пишут плоскостность, когда имеют в виду параллельность монтажной поверхности или перпендикулярность к базе. Это другие виды допусков, им нужна база, и измеряются они иначе. Правильная запись в GD&T снимает большую часть спора еще до его начала.
Методы и где каждый уместен
Поверочная линейка и щуп. Быстро, дешево и грубо. Подходит для быстрой проверки и поиска явного выступа. Измеряет вдоль линии, а не по площади, поэтому не может дать реальное значение плоскостности поверхности.
Прецизионный уровень. Чувствительный уровень перемещают по поверхности по сетке, и угловые показания складываются в карту высот. Основной рабочий инструмент для крупных станин, потому что ему не нужна эталонная поверхность больше самого прибора и он работает на месте. Медленный, а поскольку измеряет относительно силы тяжести, равномерный наклон он не видит.
Автоколлиматор. Оптический прибор, который считывает угол зеркала на каретке, перемещаемой по поверхности. Очень точен на больших расстояниях, давно применяется в станкостроении, требует свободного оптического пути и стабильной установки.
Лазерный интерферометр или лазерный трекер. Быстро на больших площадях, дает плотную карту, справляется со сложной геометрией и несколькими поверхностями за одну установку. Дорого, и такой прибор есть не у каждого производителя. Трекер дает всю деталь целиком; интерферометр дает более высокую точность вдоль линии.
КИМ. Идеальна, когда деталь в нее помещается, а для станины это часто не так. Там, где есть КИМ с большим рабочим объемом, это самое чистое решение: плоскостность, параллельность и перпендикулярность относительно реальной схемы баз за одну операцию.
Поверочная плита и индикатор. Эталонный метод для небольших деталей. Нужна плита больше детали и средства, чтобы поставить деталь на нее, поэтому для станины сколько-нибудь заметного размера он редко доступен.
Что делает измерение недействительным
Именно это вызывает споры, и ничто из этого не является погрешностью прибора.
Схема опор. Крупная конструкция провисает между опорами под собственным весом. На трех точках она принимает одну форму, на шести другую, подлитая к фундаменту еще одну. Все три измерения верны, но относятся к разным условиям. Пока на чертеже не указано, на чем деталь стоит при контроле, число невоспроизводимо.
Температура. Сталь и чугун заметно расширяются с температурой, и крупная станина в цехе, где температура между ночью и днем колеблется на десять градусов, утром имеет другой размер, чем после обеда. Хуже того, градиент температуры по конструкции ее изгибает. Измерение детали, еще теплой после обработки, показывает не ту форму.
Время успокоения. Деталь, поставленная краном на опоры, должна успокоиться, прежде чем показания станут стабильными. Измерьте ее сразу и еще раз через несколько часов, и числа будут разными.
Плотность точек. Плоскостность по девяти точкам и плоскостность по сотне точек дают разные числа на одной и той же поверхности, потому что больше точек находят больше отклонений. Укажите сетку.
Чистота. На большой обработанной поверхности стружка под опорой или заусенец на кромке дают показание, не имеющее отношения к самой поверхности.
Как написать требование, которое можно выполнить и проверить
Укажите все шесть пунктов:
- Какая поверхность, обозначенная однозначно: каждая площадка отдельно или вся плоскость как одна поверхность.
- Значение и длина, на которой оно действует. 0,05 мм на 300 мм и 0,05 мм на 2000 мм представляют собой совершенно разные работы с совершенно разными ценами.
- Метод или согласованный перечень допустимых методов.
- Условие опирания при контроле.
- Температура или допустимый диапазон, а также нужна ли выдержка для выравнивания температуры.
- Сетка точек или плотность сканирования.
Шесть строк примечаний. Они превращают спор в контроль и позволяют трем производителям рассчитать одну и ту же работу, а не три разные.
Честно оцените, что нужно станку
Ужесточение плоскостности дорожает нелинейно. Переход от 0,10 мм к 0,05 мм на метр часто означает еще один проход. Переход от 0,05 мм к 0,02 мм может означать другой станок, дополнительный установ, участок с контролем температуры и второй цикл снятия напряжений.
Самыми дорогими чертежами в этой отрасли оказываются те, где жесткий допуск по умолчанию применен ко всем поверхностям, потому что никто не спросил, какие поверхности действительно важны. Направляющим, установленным на подлитую плиту, не нужно то, что нужно раме измерительной системы. Определите, какие поверхности функциональные, задайте для них требования как следует, а остальные оставьте в состоянии после обработки.
Частые вопросы
Можно ли измерить двухметровую станину на поверочной плите?
Только если у Вас есть плита больше детали и кран, чтобы поставить деталь на нее, а таких цехов немного. Крупные станины обычно измеряют на месте, на столе станка или на их собственных опорных точках, с помощью прецизионного уровня, автоколлиматора или лазерной системы. От метода зависит смысл полученного числа, поэтому его нужно согласовать до того, как кто-либо начнет измерять.
Почему два цеха измеряют одну и ту же поверхность и получают разную плоскостность?
Обычно из-за опор и температуры, а не из-за погрешности прибора. Крупная конструкция провисает между опорными точками, поэтому три опоры и шесть опор дают действительно разную форму, а сталь меняет размер с температурой. Согласуйте в спецификации схему опор, температуру и прибор, и числа сойдутся.
Нужна ли для плоскостности база?
Самой плоскостности нет; она представляет собой расстояние между двумя параллельными плоскостями, в которых заключена поверхность. Параллельности, перпендикулярности и позиционному допуску база нужна. Это различие важно, потому что инженеры часто пишут плоскостность, когда на самом деле им нужна параллельность монтажной поверхности, а проверяются эти требования совершенно по-разному.
Нужно рассчитать станину? Отправьте чертеж, и мы подберем для него до трех производителей во Вьетнаме. Бесплатно для заказчиков, ответ в течение 24 рабочих часов.