Способ измерения глубины щелей, имитирующих трещины на стандартном образце

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗОБРЕТЕНИЕЛЬСТВУ ОПИСАН АВТО РС СВИ(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к неразрушающему контролю качества изделий, и может быть применено для измерениях узких щелей в процессе их изготовления на стандартном образце, Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области о СССРО, 1988, ГЛУБИНЫ ЩЕТРЕЩИНЫ НА Изобретение относится к измерительной технике, и именно к неразрушающему контролю изделий, и может быть применено для измерения узких щелей в процессе их изготовления на стандартных образцах,Известен способ измерения глубины узких щелей, имитирующих трещины на стандартных образцах, заключающийся в том, что глубину щелей измеряют на металло- микроскопе по ее выходу на боковые грани образца (1),Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ измерения глубины щелей, имитирующих трещины на стандартном образце, заключающийся в том, что при электроэрозионном метоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР пв.Ы 2 нп 1 77271 8 А 1(5 ц 5 6 01 И 27/90 использования за счет обеспечения измерения глубины щели на образце с любым профилем его поверхности, При электроэроэионном методе изготовления электрод размещают в щели, подают на него напряжение и определяют информационный параметр, который используют для определения глубины щели, В качестве информационных параметров используют величины вертикальных перемещений электрода Ез и Е 2 до поверхности образца в двух ее точках до начала изготовления щели и величины вертикальных перемещений Е 1 и Ъ электрода в этих же точках после изготовления щели, а глубину щели и определг- ЮТ ПО ФОРМУЛЕ П =(Е 1 ЕЗ) Я 2 74), ГДЕ 71 и Ез - величины вертикальных перемещен, П электрода в месте образования щели в первой точке, Е 2 и 74 - величины вертикальных перемещений электрода над второй точкой поверхности. 1 ил. де изготовления щели подают напряжение на электрод, размещают его в изделие и фиксируЮТ величину Е 1 вертикального перемещения электрода в конце изготовления щели, далее фиксируют величину 22, вертикального перемещения после изготовления щели до поверхности образца на расстоянии не менее 0,5 - 1,5 мм от щели и вычисляют глубину щели с учетомизмеренных величин(2), Данный способ позволяет очень точно измерять глубину иэделий стандартных образцов со строго плоской поверхностью или на поверхности с точно заданным изменением ее профиля в различных направлениях. На неровных поверхностях, имеющих случайные неровности (выступы и впадины), а также на по 1772718 4вероятного разрушения изделия при приложении к нему нагрузки, Таким местом является дно резьбы - наиболее тонкая часть детали, являющаяся в то ке время концентратором напряжения, В дне резьбы электроэрозионным методом изготовлена щельглубиной Ь и шириной раскрытия б, ТочкамиА и В отмечены места на образце, в которых перед началом и после изготовления щели фиксируются показания индикатора, контролирующего вертикальное перемещение верхностях, профиль которых изменяется незакономерно (щель на поверхности сварного шва), а также на поверхностях с трудно рассчитываемым профилем .(поверхности эвольвентных и трапециидальных резьб с различными радиусами переходов от одной поверхности к другой) измерение глубины изделий невозмокно. Незначительные неконтролируемые неровности не учитываются по данному способу,. что снижает точность определения глубины щелей,Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение области использования за счет обеспечения изменения глубины щелей на образце с любым профилем ее поверхности.Поставленная цель достигается тем, что в способе изменения глубины щелей, имитирующих трещины на стандартном образце, заключающемся в том, что при электроэрозионном методе изготовления щели подают напряжение на электрод, размещают его в щели и фиксируют величину Е 1, вертикального перемещения электрода в конце изготовления щели, далее фиксиру- ют величину Е 2 вертикального перемещения после изготовления щели до поверхности образца на расстоянии не менее 0,5 - 1,5 мм от щели и вычисляют глубину щели с учетомизмеренных величин, кроме этого перед началом изготовления щели фиксируют величины Ез и Е 4 вертикальных перемещений соответственно в месте изготовления щели и в точке расположенной на указанном расстоянии не менее 0,5 - 1;5 мм от щели, а глубину Ь щели определяют из выражения; и = /21 - ЕЗ/ " / Е 2. 4/,На чертеже представлен рисунок, иллюстрирующий представленный способ измерения глубины узких щелей на стандартныхобразцах в процессе их электроэрозионного изготовления. На чертеже показана часть продольного сечения образца, Стандартным образцом в данном случае являетсявинт, в резьбовой части которого должна быть изготовлена узкая щель, имитирующая трещину, Щель должна располагаться в самой опасной части образца, соответствующей месту наиболее опасного и наиболее 5 10 15 20 2530 3545 электрода, закрепленного в держателеэлектроэрозионной установки,При перемещении электрода в горизонтальном направлении от точки А к точке В иобратно фиксируется расстояние ЛХ между ними, Координаты ОЕ и ОХ обозначаютсоответственно вертикальное и горизонтальное перемещения электрода относительно образца, в котором изготовляетсящель.Четырехкратное определение вертикального перемещения электрода в точках Аи В относительно поверхности образца необходимо для точного измерения глубиныщели Ь. При каждом определении фиксируется момент касания электродом или поверхности образца, или дна изготавливаемойщели, Разность /71 - Уз/ = Е - суммарнаявеличина перемещения электрода при изготовлении щели глубиной Ь с учетом расходования (сгорания) электрода, величинакоторого в свою очередь определяется разностьи П 2 - Ъ 4/ = ЕЗначения Е 1 и 2 з - величины вертикального перемещения электрода до поверхности в месте изготовления щели,обозначенной точкой А. Значения Е 1 и Язввеличины вертикального перемещенияэлектрода до поверхности образца и до днащели до и после ее изготовления. Значения2.2 и 24 - величины вертикальных перемещений электрода в месте расположения точкиВ, определенные соответственно до и послеизготовления щели.Определение величин Е 2 и Е 4 в одной итой же точке поверхности образца позволяет определить величину расходования алектрода при изготовлении щели глубиной Ь.Таким образом, разность Е - Е позво 11ляет по четырем измерениям (Е 1, Е 2, Ез и Ъ)вертикального перемещения электрода точно определить глубину и узкой щели, изготавливаемой в любой точке стандартногообразца с любым произвольным профилемего поверхности.Проиллюстрируем последовательностьопераций измерения глубины узкой щели,имитирующей трещину на стандартном образце.Необходимо в процессе изготовленияузкой щели измерить ее глубину, равнойпримерно 0,7 мм, изготавливаемой на днерезьбовой поверхности стального винта,Вертикальное и горизонтальное перемещения электрода относительно поверхностиобразца контролируются индикаторами линейных размеров с ценой делений 0,01 мми пределами измерений до 10 мм. В процессе электроэрозионного изготовления щели происходит сгорание (расхо 1772718дование) электрода. Поэтому изменение показаний вертикального перемещения электрода при изготовлении щели будет превышать ее глубину. Экспериментально установлено, что для изготовления щели глубиной до 1 мм изменение показаний индикатора, контролирующего вертикальное перемещение электрода, равно приблизительно 3 мм. Таким образом, ориентировочно можно предположить, что увеличение щели на единицу глубины характеризуется трехкратным увеличением показаний индикатора вертикальных перемещений электрода, Зная это соотношение можно ориентировочно контролировать глубину щели в процессе ее изготовления, Перед началом электроэрозионного изготовления узкой щели определяются величины вертикального перемещения элект. - рода до поверхности образца в точках А и В (см.чертеж). Величина вертикального перемещения электрода в каждой точке определяется по касанию электрода поверхности образца, Момент касания определяется по загоранию сигнальной лампочки злектроэрозионной установки,. Погрешность определения касания не превышает 2 - 3 мкм.При горизонтальном перемещении электрода относительно поверхности образца из точки В в точку А с помощью индикатора горизонтального перемещения электрода фиксируется расстояние Л Х между этими точками, Электрод для злектроэрозионного изготовления щели должен быть установлен вдоль направления резьбы, При перемещении электрода из точки В в точку А и обратно он должен перемещаться параллельно самому себе. По касанию электрода поверхности образца в точках А и В фиксируются соответствующие им показания 21 и 22 индикатора вертикальных перемещений электрода. После этого начинают электроэрозионное изготовление щели в точке А. С учетом требуемой глубины щели, равной приблизительно 0,7 мм, по показаниям индикатора вертикального перемещения электрода контролирует глубину щели и при изменениях индикатора относительно начальной величины 21, равной 1,7 - 1,9 мм, выключают установку и фиксируют показание 2 з индикатора. После этого электрод поднимается из щели и с учетом ранее зафиксированной величины Ь Х смещают электрод в горизонтальном направлении в место над точкой В. Затем определяется величина вертикального перемещения электрода до поверхности образца в точке В и фиксируется соответствующее ему пока тирующих трещины на стандартном образ 45 це, заключающийся в том, что при 50 55 5 10, 15 20 25 30 43 40 зание 24 индикатора. С учетом показаний индикатора 21, 22, 2 з и 24 - (величин вертикальных перемещений электрода) определяется действительная глубина й узкой щели. Если глубина меньше требуемой, электрод вновь смещают на величину Ь Х в место над точкой А, вводят в щель, включают установку и продолжают углубление щели. При изменении показаний индикатора относительно начального значения Ъ на величины, равные 2,1 - 2,2 мм, выключают установку. По выше приведенной методике фиксируют соответствующие новые показания 2 з и 24 индикатора вертикальных перемещений электрода, по которым с учетом ранее зафиксированных величин 2 и 22 определяют новое действительное значение глубины и щели. Обычно при повторении указанной последовательности операций действительная глубина Ь щели очень близка к требуемой и отличается от нее на величину не более (0,01 - 0,03) мм,Предложенный способ позволяет проводить точное измерение глубины узких щелей, не выходящих на край образца. Глубина щели определяется в процессе ее изготовления, Измерения характеризуются исключительно оперативностью и легкостью их проведения. Весь процесс измерения продолжается не.более 10 - 20 с, что в 10-100 раз быстрее по сравнению с известными способами, При этом по данному способу точность измерений совершенно не зависит от состояния поверхности, ее профиля или неровностей, Кроме того, одним из основных преимуществ способа является возможность с его помощью контролировать глубину щели в процессе ее изготовления и таким образом получать точно заданную величину. Формула изобретенияСпособ измерения глубины щелей, имиэлектроэрозионном методе изготовления щели подают напряжение на электрод, размещают его в щели и фиксируют величину 21 вертикального перемещения электрода в конце изготовления щели, далее фиксируют величину 22 вертикального перемещения после изготовления щели до поверхности образца на расстоянии не менее 0,5 - 1,5 мм от щели и вычисляют глубину щели с учетом измеренных величин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения области использования засчет обеспечения измерения глубины щелей на образце с любым профилем сго поверхности, перед началом изготовления1772718 Составитель П.ЛиповкоТехред М,Моргентал КорректорМ.Максимиши Редактор изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Г О щели фиксируют величины Ез и Е 4 вертикальных перемещений соответственно в месте изготовления щели и в точке, расположенной на указанном расстоянии,Заказ 3842 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, Жне менее 0,5 - 1,5 мм от щели, а глубину Ьщели определяют из выраженияи = /Е 1 - Ез/ - /22 - Е 4/ Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., 4/5