Автоматизация кортроля размеров, геометрической формы и шроховатости поверхности

Чем выше требования к точности размера, правильности геометрической формы или шероховатости поверхности, тем большее внимание приходится уделять измерению этих параметров. Ясно, что при обработке на доводочных станках деталей высокой точности автоматизация контрольных операций приобретает особенно важное значение. Она позволяет не только повысить производительность труда, но и во многих случаях предотвратить появление брака на операции.

Следует отметить, что не во всех случаях целесообразно полностью автоматизировать контроль размеров и формы деталей. Во многих случаях (особенно в мелкосерийном и единичном производстве) достаточно иметь несложные, но надежные измерительные приборы.

При обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей широкое применение нашли различного вида измерительные скобы. Измерительные наконечники укреплены на рычагах. При помощи пружины они соприкасаются с контролируемой поверхностью. Рычаги смонтированы на плоских стальных, крестообразно расположенных пластинах, являющихся осью вращения рычагов в точках С и D. В точке Е рычага на таких же крестообразных пластинах смонтирован рычаг, который суммирует перемещения обоих наконечников и передает суммарное перемещение на показывающий прибор. Соотношение плеч всех рычагов подобрано так, что точка Н получает перемещение, равное изменению размера отверстия, поэтому какие-либо колебания самой детали (по вертикали) не вызовут погрешности измерения. Такой прибор позволяет контролировать размер в процессе обработки, без остановки станка.

Доведенные или обработанные хоном отверстия, а также валы после суперфиниширования, полирования или притирки могут быть проверены с помощью пневматического прибора — ротаметра.

Очищенный от пыли, влаги и масла воздух под постоянным давлением поступает в стеклянную коническую трубку, где под напором воздуха при прохождении снизу вверх поплавок поддерживается во взвешенном состоянии. С повышением расхода воздуха возрастает скорость его движения, вследствие чего поплавок в Трубке поднимается выше и кольцевая площадь проходного сечения увеличивается. Таким образом, высота подъема поплавка в трубке определяет расход воздуха через ротаметр, который будет находиться в прямой зависимости от величины зазоров между соплами пневмокалибра и стенкой детали. Ротаметр настраивают по калибровочному кольцу или эталонной детали. Регулировочными винтами устанавливают расход воздуха (при введенном в кольцо пневмокалибре) так, чтобы поплавок находился против определенного деления шкалы. Пределы измерений составляют 0,04 или 0,08 мм. Время срабатывания прибора 1,5 с. При измерении валов пневмокалибр заменяют пневмокольцом.

Для контроля размера деталей с доведенными плоскостями пневмокалибр устанавливается на жесткой опоре торцом вниз, и сопло выводится на этот торец. Контролируемые детали по доведенной поверхности основания пододвигаются под сопло пневмокалибра. Таким образом, пневмоприборы позволяют контролировать не только диаметры валов и отверстий и линейные размеры доведенных деталей, но и геометрическую форму их в продольном сечении или по всей плоскости.

В крупносерийном и массовом производстве широко используют приборы активного контроля. Конструкция устройства активного контроля с помощью «падающей» пробки—калибра, применяющейся при хо­нинговании отверстий. На стержне хона установлена измерительная пробка-калибр, которая под действием пружины в процессе хонингования при каждом ходе вниз стремится войти в обрабатываемое отверстие. При достижении заданного размера пробка калибр входит (падает) в отверстие и своим буртиком замыкает контакт датчика, в результате чего происходит остановка станка.

Измерение шероховатости поверхности производится приборами трех типов: оптическими, и пневматическими. Из оптических приборов широко применяют двойной микроскоп мод. МИС-11 или интерференционные микроскопы мод. МИИ-1 — МИИ-5.

Приборы, принцип которых основан на методе ощупывания микрорельефа поверхности алмазной иглой, называются ощупывающими. Они позволяют не только визуально наблюдать, но и записать микрорельеф поверхности.

Схема пневматического прибора для измерения шероховатости поверхности. Принцип работы его аналогичен принципу работы ротаметра. К контролируемой детали приближается, самоустаналивающаяся головка с наконечником, имеющим воздушное сопло. В зависимости от определяемой высотой микронеровностей на контролируемой поверхности, устанавливается против соответствующего деления шкалы.

Высокая производительность процесса суперфиниширования и работа доводочных станков этого типа по полуавтоматическому циклу позволяет превратить их в высокопроизводительные станки-автоматы введением одного лишь загрузочного устройства, позволяющего создать непрерывный поток деталей в рабочей зоне (например, в бесцентровых суперфинишных станках) или подавать детали в строго заданном ритме (в центровых суперфинишных станках).

Загрузочное устройство магазинного типа с цепным питателем. Оно предназначено для подачи деталей цилиндрической формы диаметром 10—80 мм и длиной 100—800 мм в рабочую зону бесцентровых суперфинишных станков. Скорость подачи деталей 0,07 м/с.

Устройство представляет собой тумбу, на которой установлен механизм загрузки, магазин в виде наклонного стола и цепной транспортер-питатель. Винтами загрузочное устройство устанавливают относительно оси движения деталей в зоне резания. Транспортер приводится в движение от гидромотора, скорость вращения которого регулируется дросселем, через червячный редуктор с фрикционнной муфтой. Детали укладывают в магазин, откуда они поштучно подаются на транспортер шибером. Подъем шибера произойдет после того, как масло поступит в бесштоковую полость гидроцилиндра. Шибер при перемещении вверх выдает деталь на транспортер, которая при продольном перемещении поднимет пластину и введет ее в паз бесконтактного выключателя. Выключатель даст команду на опускание шибера вниз, а при дальнейшем перемещении детали пластина освободится и бесконтактный выключатель снова даст команду на подъем шибера, а, следовательно, и на выдачу очередной детали. С цепного транспортера детали непрерывным потоком поступают непосредственно на валковое подающее устройство станка.

Схема автоматизации цикла шлифования на прецизионном- круглошлифовальном станке. При включении распределителя Р8 подается команда на ускоренный подвод шлифовальной бабки к обрабатываемой детали. Масло при этом от гидросистемы станка поступает в левую полость гидроцилиндра Ц1 и в штоковую полость гидроцилиндра Ц7, а через дроссель Дрб — в гидроцилиндр Ц1. Шлифовальный круг быстро подходит к обрабатываемой детали, после чего цилиндр Ц4 продолжает перемещать шлифовальную бабку со скоростью рабочей черновой подачи. После снятия основной части припуска датчик контрольного устройства подает команду на переключение станка с черновой на чистовую подачу. Команда эта подается на электромагнит распределителя РЗ, который срабатывает и масло из гидроцилиндра Ц4 поступает через дроссель Др2 на слив, в ре­зультате чего скорость движения шлифовальной бабки уменьшается (идет чистовая подача). По достижении заданного размера контрольное устройство включает электромагнит, переводящий распределитель Р8 в положение быстрого отвода. Шлифовальная бабка и контрольное устройство отводятся от обрабатываемой детали. Масло из гидроцилиндра Ц4 удаляется через обратный клапан, минуя дроссель Дрб.

В случае, если деталь установлена с меньшим припуском и после, ускоренного подвода от гидроцилиндра Ц1 круг не коснулся детали шлифовальная бабка может быть дополнительно ускоренно подана к обрабатываемой поверхности за счет распределителя Р5. При нажатии на его кнопку масло поступаете гидроцилиндр Ц4, минуя дроссель Дрб, и скорость движения штока увеличивается. После касания круга с деталью кнопку отпускают, и шлифовальная бабка перемешается со скоростью рабочей черновой подачи. Чтобы движение от гидроцилиндра Ц4 передавалось валу поперечной подачи, нужно зубчатое колесо сцепить с валом. Это достигается поворотом гайки, которая подожмет втулку и зубчатое колесо к буртику др2 вала. При отпущенной гайке шлифовальную бабку можно перемещать вручную от маховика (движение настройки станка). По полуавтоматическому циклу работают и хонинговальные станки. При наличии соответствующего зажимного приспособления, и системы активного контроля размера отверстия цикл хонингования может быть полностью автоматизирован.

Работа хонинговального станка мод. ЗН84 в отмеченных выше условиях будет выглядеть таким образом. Рабочий установил деталь в загрузочную позицию приспособления, поворотом крана зажал ее, повернул в рабочую зону и зафиксировал приспособление. При этом подается команда на начало цикла. Хон при сжатых брусках вводится в отверстие на пониженной скорости, после чего дается команда на разжим брусков и переключение движения шпиндельной головки на рабочую скорость. Обработка идет до получения заданного размера, при этом пробка-калибр входит в отверстие и через датчик активного контроля размера даст команду на сжатие брусков, медленный вывод головки и останов станка. Цикл обработки закончен.