Efectuarea măsurărilor (XIII). Aparatura utilizată (V)

Masini-Unelte

de Corneliu Gornic

Efectuarea măsurărilor (XIII). Aparatura utilizată (V)

În metrologie se folosesc, în principiu, aceleaşi definiţii ca în geometrie - linie, suprafaţă - cu deosebirea că în geometrie definiţiile sunt abstracte, pe când în metrologie acestea au un caracter concret, luând în considerare linii şi suprafeţe reale, materializate, cum se va prezenta mai jos, pe diverse corpuri.

Aceste definiţii metrologice includ toate abaterile reale ale corpului (macro şi microgeometrice). Rezultatul măsurării, verficării, va include şi aceste erori [1] (de obicei mici în comparaţie cu abaterile măsurate), sau acestea se pot elimina prin metode specifice (a se vedea la riglă de verificare). 

5. Rigle de verificare

Conform [1], o riglă de verificare este o reprezentare materială, de o exactitate stabilită, a unei linii drepte, de referinţă, faţă de care pot fi determinate abaterile de rectilinitate sau planitate ale unei suprafeţe. Există două tipuri principale de rigle de verificare:

a. riglă de verificare solid de egală rezistenţă, cu o singură „latură activă” (de referinţă) (fig. 1)

b. riglă de verificare cu două feţe paralele (fig. 2a, b).

 

  

                                                                                                               

 

   Figura 2b   

 

În legătură cu riglele de verificare trebuie menţionate următoarele:

5.1 Materiale

În funcţie de formă, dimensiuni şi destinaţie (utilizare), riglele de verificare pot fi realizate din:

  • oţel special, tratat termic şi cu suprafeţe active rectificate; se utilizează numai pentru verificări
  • fontă specială, cu suprafeţe active răzuite (fig. 2a, b); se utilizează fie pentru verificare, fie pentru controlul calitativ al unor suprafeţe care urmează să fie corectate prin răzuire (erori de rectilinitate, planitate)
  • granit negru sau altă rocă naturală, sau din material ceramic sintetic [4,5].

 

5.2 Rezemare

În general, riglele de verificare pot fi utilizate: în poziţie orizontală; aşezate pe o faţă de lucru în poziţie verticală; aşezate cu una din feţele de lucru pe suporţi [1]. În acest din urmă caz, pentru a reduce la maximum deformaţia naturală sub greutatea proprie, rezemarea trebuie făcută la o distanţă de 2/9L faţă de capete (unde L este lungimea riglei) (punctele Airy) [1,6]. Unii producători marchează poziţia acestor puncte pe riglă. Orice altă configuraţie de rezemare conduce la apariţia unor deformaţii suplimentare, care, în anumite situaţii (abateri mici) trebuie luate în considerare.

 

5.3 Precizia

În standarde [1] sau în cataloage de firmă [2,4,5] se specifică abaterile admisibile pentru

  • suprafeţele de lucru: rectilinitate, paralelism,
  • suprafeţele laterale: rectilinitate, paralelism, iar livrarea lor (cu preţul de rigoare) se poate face la diferite clase de precizie.

 

5.4 Mod de utilizare

5.4.1

La începutul acestui capitol s-a specificat că materializarea definiţiilor geometrice pe corpuri fizice, reale, implică şi erori locale (macro şi microgeometrice), care, în cazul măsurării unor abateri mici, pot influenţa valoarea reală a abaterii măsurate. Această problemă apare în mod deosebit la utilizarea unor instrumente de măsurare (rigle şi mese de verificare, în mod special) ale căror suprafeţe de lucru sunt finisate prin răzuire. Dacă aparatul de verificare (comparator, indifferent de tip) are palpatorul de formă sferică, la deplasarea pe instrumentul de verificare a acestuia se pot palpa vârfuri sau adâncituri ale suprafeţei reale. Aceste micro/macro erori pot influenţa negativ rezultatul verificării. Problema se rezolvă prin utilizarea unei „înfăşurători” a acestor abateri (neregularităţi). Cele mai uzuale înfăşurători sunt calele planparalele sau blocuri speciale de verificare[6].

Ele elimină abaterile locale, dar utilizarea lor trebuie menţinută în întregul proces de verificare respectiv.

 

5.4.2

S-a arătat la pct.5.3 de mai sus că suprafeţele de lucru sunt tolerate în ceea ce priveşte abaterea de formă (rectilinitatea) şi de poziţie (paralelismul). Pentru eliminarea abaterilor proprii ale riglei de verificare din rezultatele verificării, se repetă verificările după modificarea poziţiei riglei de verificare:

  • prin rotirea capetelor riglei
  • prin rotirea riglei în jurul axei longitudinale.

Se determină, în fiecare caz, abaterile conform procedurilor (metodelor) specifice, iar abaterea finală va fi egală cu media aritmetică a abaterilor determinate înainte şi după rotirea riglei de verificare [7].

 

6. Echere

6.1 Tipuri

În marea lor majoritate, echerele materializează un unghi de 90o. Din punct de vedere constructiv, ele sunt de următoarele tipuri [1]:

a. echer reprezentat de un plan şi o muchie în unghi drept, cu sau fără nervură de rigidizare (fig.3, 4) [2] (echer cu braţe);

   Figura 3                                        Figura 4

 

b. echer cilindric, reprezentat de o axă perpendiculară pe un plan (fig.5) [2];

   Figura 5

 

c. echer tip bloc (fig.6, 7) [4,5].

 Figura 6                                           Figura 7

 

Un caz deosebit de interesant îl reprezintă una din realizările firmei MOORE [6], care a materializat într-un instrument şi rigle de verificare şi echer tip bloc (fig.8).

   Figura 8

 

Din această ultimă figură rezultă o serie de detalii:

  • operatorul lucrează pe o masă de verificare (va fi prezentată mai jos)
  • se verifică geometria echerului pe toate cele 8 feţe active, care trebuie să fie rectilinii, şi două câte două paralele şi perpendiculare
  • verificarea echerului se realizează cu un comparator electronic, materializând suprafaţa răzuită cu un bloc plan-paralel (pentru evitarea introducerii în rezultatul măsurării a erorilor locale-microgeometrie)
  • instrumentul este utilizat atât pentru verificări calitative (pentru răzuirea unor suprafeţe plane sau profilate-în V, de exemplu), cât şi cantitative (rectilinitate, paralelism, perpendicularitate).

6.2 Materiale

Pentru realizarea acestor instrumente se utilizează:

a. oţeluri speciale, pentru echere cu talpă (cu braţe) sau echere cilindrice.

Aceste oţeluri trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

  • să fie de înaltă rezistenţă, pentru a se comporta bine la uzură
  • să poată fi tratate termic
  • să fie cât mai puţin sensibile la umiditate, pentru evitarea oxidării

b. fontă de înaltă calitate (densitate şi rezistenţă mare) pentru echere tip bloc

c. materiale ceramice:

  • naturale-granit negru, andezit
  • sintetice

6.3 Precizia

În cataloagele firmelor producătoare de instrumente de măsurare sunt specificate clase de precizie pentru echerele pe care le oferă [2], indicând, de asemenea, care sunt cele destinate a fi utilizate în producţie şi care pentru verificare (control de calitate). În standard [1] se indică o relaţie de calcul a erorii de planitate a echerului cu talpă sau a rectilinităţii generatoarei echerului cilindric.

6.4 Mod de utilizare

Chiar dacă firma producătoare sau laboratorul metrologic oferă un certificat de calibrare (de etalonare, diagrama de erori), din care să rezulte eroarea de perpendicularitate a echerului, nu se specifică:

  • dacă unghiul este ascuţit sau obtuz (adică mai mic sau mai mare de 90o) (în cazul echerului cu talpă)
  • care este planul/generatoarea în care s-a constatat eroarea de perpendicularitate maximă (echer cilindric).

Din aceste motive, pentru a elimina din rezultatele verificării abaterea de la perpendicularitate a echerului, indiferent de tipul acestuia, se recomandă ca după prima măsurare să se rotească echerul cu 180o în jurul axei proprii şi să se repete măsurarea.

Abaterea de la perpendicularitate va fi egală cu media aritmetică a celor două valori ale diferenţei algebrice a indicaţiilor comparatorului, obţinute înainte şi după rotirea cu 180o a echerului de verificare[7].

Semidiferenţa aceloraşi diferenţe algebrice va indica abaterea de la perpendicularitate a echerului de verificare (în planul axial respectiv pentru echerul cilindric). 


Bibliografie

1. SR ISO 230-1 - Cod de verificare pentru maşinile unelte; Partea 1 - Precizia geometrică a maşinilor funcţionând în gol sau în condiţii de finisare

2. ***PREISSER CATALOGUE 2000

3. ***MAHR catalogue DIMENSIONAL METROLOGY 2005

4. *** www.iqlinc.com

5. ***www.precisiongraniteusa.com

6. MOORE,Wayne R. – Foundations of mechanical accuracy –The MOORE Special Tool Co., Bridgeport, Conn., 1970

7. ***STAS 6679/1-21-85: Maşini unelte de prelucrare a metalelor prin aşchiere. Metode de verificare. (Standard anulat) 


Corneliu Gornic este Director Ştiinţific Profex Consult



Accept cookie

Acest site web utilizează module cookie în scopuri funcţionale, de confort şi statistică.

Dacă sunteţi de acord cu această utilizare a modulelor cookie, faceţi clic pe "Da, sunt de acord". Termeni si conditii

Nu sunt de acord Accept doar cookie functional Da, sunt de acord