Файл: СПбгмту допущен к защите.pdf

76
-0,15 0, 4 0,14 0,15 0,1 0,1
№23
№24
№25
№26
№27
№28
-0,15
-0,1 0,05 0,1 0,11 0, 8
№29
№30
№31
№32
№33
№34
№35
№36
-0,1 0, 2 0,11 0,14 0,14 0,1 0,07 0,09
№37
№38
№39
№40
№41
№42
№43
№44
-0,11
-0,07 0
0,1 0,1 0,05 0,05 0,03
Таблица 11 Результаты измерения параллельности торцевой поверхности повернутого параллелепипеда
Рис. 49 3d модель реальной поверхности (на рисунке это точки в местах измерения) и прилегающей плоскости (на рисунке это параллелепипед).
Отклонение от плоскостности составляет -0,33мм.
2.6.7 Параллельность торцовой поверхности повернутого параллелепипеда к основанию образца-изделия
Идеальная плоскость, построенная на Рис. 49 переносится в программе моделирования в одно рабочее пространство вместе с базовой плоскостью Рис. 50.
Причем расстояние между плоскостями не имеет значения и может выставляться
«на глаз». После чего измеряется наибольшее и наименьшее расстояние между плоскостями и высчитывается разность (Таблица 12).

77
Рис. 50 3d модель расположения плоскости основания изделия к противоположной плоскости
Наибольшее расстояние между плоскостями
Наименьшее расстояние между плоскостями
Разност ь
0,21 0,11 0,1
Таблица 12 Результаты измерений отклонения от параллельности торцевых поверхностей
2.6.8 отклонения углов
Измеряемая деталь закреплялась на поворотном столике, далее плоскость I, при помощи индикатора, располагалось параллельно базовой поверхности поверочной плиты. Затем проводится измерение угла поворота столика в данном положении. Следующим действием столик поворачивают и устанавливают плоскость II параллельно базовой поверхности, как и в случае с плоскостью I и так же фиксируется угол поворота столика. Разность угла поворота, показывает отклонение от прямого угла между плоскостями I и II.
На Рис. 51 представлена схема измерения отклонения от прямого угла поверхностей параллелепипеда с длиной граней 70мм. Таблица 13 содержит результаты измерений.

78
Рис. 51 Схема измерения отклонения от прямого угла прямого параллелепипеда
Угол I
Угол II
Угол поворота составил
9
о
45’
279
о
40’
90
о
5’
Таблица 13 Результаты измерения отклонения от прямого угла прямого параллелепипеда
На Рис. 52 представлена схема измерения отклонения от угла в 20
о между гранями параллелепипеда со стороной 70мм и повернутого параллелепипеда со стороной 50мм. Таблица 14 Результаты измерений отклонения от прямого угла, повернутого параллелепипеда содержит результаты измерений.
Рис. 52 Схема измерения отклонения от прямого угла, повернутого параллелепипеда

79
Угол I
Угол II
Угол поворота составил
216
о
5’
236
о
35’
19
о
30’
Таблица 14 Результаты измерений отклонения от прямого угла, повернутого параллелепипеда
На Рис. 53,,Рис. 51 представлена схема измерения отклонения от прямого угла поверхностей параллелепипеда с длиной граней 50мм. Таблица 15 содержит результаты измерений.
Рис. 53 Схема измерения отклонения от угла 20
о грани прямого параллелепипеда от повенрнутого
Угол I
Угол II
Угол поворота составил
236
о
35’
327
о
45’
90
о
50’
Таблица 15 Результаты измерений отклонений от угла 20
о грани прямого параллелепипеда от повёрнутого
2.6.9 Измерение расположения наклонной плоскости
Наклонная плоскость, которая должна образовывать с основанием образца изделия угол 5о измеряется следующим способом (Рис. 54): деталь устанавливается основанием на поверочную плиту, к проверяемой наклонной плоскости прикладывается к концевая мера, для того чтобы измерения не учитывали отклонения от плоскостности. Измерительный прибор, представляющим из себя индикаторную головку, закрепленную на стойке. Стойка устанавливается на поверочную плиту, а измерительный щуп касается нижней точки верхней грани концевой меры с небольшим натягом, после шкала прибора устанавливается на

80 нулевое деление и производится измерение верхней точки концевой меры. Зная перепад высот, а также длину основания делали, можно определить угол наклона измеримой плоскости (Таблица 16).
Рис. 54 Измерение расположения наклонной плоскости
Основание детали, мм
Перепад высот, мм
Угол наклона измеряемой плоскости к основанию изделия
100 10,66 6
о
Таблица 16 Результат измерения расположения наклонной плоскости
2.6.10
Измерение отклонения от перпендикулярности
Измерения проводились при помощи угольника поверочного. Деталь устанавливалась измеряемым углом в угол измерительного инструмента, таким образом, что одна плоскость проверяемого угла прилегала плотно к угольнику, а вторая касалась лишь частично, и наибольшее расстояние от этой грани до угольника является отклонение от перпендикулярности (Рис. 55). Данное отклонение измерялось щупом, устанавливаемым в наибольший зазор между гранью детали и угольником. Результаты измерения представлены в таблице
Таблица 17.

81
Рис. 55 Схема измерения отклонения от перпендикулярности торцевых плоскостей детали
Пара плоскостей для оценки перпендикулярности
Отклонение от перпендикулярности
I-II
0,08
II-III
0,08
III-IV
0,1
IV-I
0,1
Таблица 17 Результаты измерений отклонения от перпендикулярности
2.6.11
Соосность отверстий
Соосность отверстий диаметром 40 мм. и 30мм. проверяется способом указанном на схеме измерений Рис. 56

82
Рис. 56 Схема измерений соосности отверстий.
Измеряема деталь устанавливается на рабочий стол вертикально фрезерного станка, и фиксируется прижимными планками. Центроискатель с индикатором закрепляется в цанговом патроне станка. Затем измерительный щуп заводится в отверстие диаметром 30 мм и опирается на поверхность отверстия с небольшим натяжением. Вращая шпиндель фиксируются отклонение индикатора. На основании отклонений перемещается рабочий стол станка для установления соосности оси отверстия диаметром и станка. После установления соосности, шпиндель поднимается до момента, когда измерительный щуп не перейдет на диаметр 40 мм.
Вращая шпиндель станка фиксируются отклонения стрелки индикатора. На основе отклонений (Рис. 57) делаются выводы о их соосности.

83
Рис. 57 Отклонение формы отверстий относительно базовых точек (точки по которым измерительный прибор устанавливался соосно центру отверстия, точки A, B, C) в мм
2.7 Контроль образца изделия (из пункта 1.12.2)
Измерения длин граней образца-изделия производится согласно схеме измерений, Рис. 58. Таблица 18 содержит результаты измерений.
Рис. 58 Схема измерения длины граней
Номинальная длина, мм
Измерения
L1, мм
L2, мм
L3, мм
L4, мм
100 99,6 99,65 99.65 99.9
Таблица 18 Схема измерения длины граней

84 2.7.1 Измерение отклонения от перпендикулярности
Измерения проводились при помощи поверочного угольника. Деталь устанавливалась измеряемым углом в угол измерительного инструмента, таким образом, что одна плоскость проверяемого угла прилегала плотно к угольнику, а вторая касалась лишь частично (Рис. 59), и наибольшее расстояние от этой грани до угольника является отклонение от перпендикулярности. Данное отклонение измерялось концевыми мерами, устанавливаемым в наибольший зазор между гранью детали и угольником. Таблица 19 содержит результаты измерений.
Рис. 59 Схема измерения отклонения от перпендикулярности торцевых плоскостей детали
Пара плоскостей для оценки перпендикулярности
Отклонение от перпендикулярности
I-II
1,6
II-III
1,4
III-IV
1,5
IV-I
1,3
Таблица 19 Результаты измерений отклонения от перпендикулярности

85 2.7.2 Соосность отверстий
Для измерения отклонения от соосности использовалась схема измерения, представленная на Рис. 60. Для исключения влияния отклонений формы отверстий на межосевые расстояния, были выточены цилиндры с отклонением от круглости в 5мкм и высокой чистотой поверхности. Цилиндры с натягом запрессовываются в отверстия и измерения проводятся уже между ними.
Таблица 20 содержит результаты измерения расположения отверстий.
Рис. 60 Схема измерения расположения отверстий
L1, мм
L2, мм
Номинальный размер
Измерение Отклонение Номинальный размер
Измерение Отклонение
80 79,45 0,55 80 79,65 0,35
L3, мм
L4, мм
Номинальный размер
Измерение Отклонение Номинальный размер
Измерение Отклонение
80 79,45 0,55 80 79,6 0,35
Таблица 20 Результаты измерения расположения отверстий

86 2.7.3 Плоскостность торцевой поверхности
Для измерения плоскостности торцевой поверхности, деталь устанавливается базовой поверхностью на поверочную плиту, в данном случае это «верх» детали.
Измерительный прибор представляет собой индикаторную головку, закрепленную на стойке, которая базируется на поверочную плиту. Схема измерения плоскостности торцевой поверхности образца-изделия представлена ниже (Рис. 61,
Рис. 48).
Таблица 21 содержит результаты измерений.
Визуализация точек реальной и идеальной поверхности в пространстве Рис. 49 на Рис. 62.
Рис. 61 Схема измерения плоскостности торцевой поверхности
Измерения в точках, мм.
№1
№2
№3
№4
№5 0
-0,08
-0,09
-0,14
-0,1
№6
№7
№8
№9
№10 0,05
-0,03
-0,05
-0,1
-0,08

87
№11
№12
№13
№14
№15 0,06 0
-0,06
-0,17
-0,12
№16
№17
№18
№19
№20 0
-0,11
-0,2
-0,27
-0,25
№21
№22
№23
№24
№25
-0,23
-0,3
-0,39
-0,45
-0,45
Таблица 21 Результаты измерения плоскостности торцевой поверхности
Рис. 62 3d модель реальной поверхности (на рисунке это точки в местах измерения) и прилегающей плоскости (на рисунке это параллелепипед)
Максимальное отклонение от базовой плоскости до плоскости измерений составляет 0,31 мм.
2.7.4 Параллельность поверхностей образца-изделия
Идеальная плоскость, построенная на Рис. 62 переносится в программе моделирования в одно рабочее пространство вместе с базовой плоскостью Рис. 50.
Причем расстояние между плоскостями не имеет значения и может выставляться
«на глаз». После чего измеряется наибольшее и наименьшее расстояние между плоскостями и высчитывается разность (Таблица 22).

88
Рис. 63 3d модель расположения плоскости основания изделия к противоположной плоскости
Наибольшее расстояние между плоскостями, мм.
Наименьшее расстояние между плоскостями, мм.
Разность
, мм.
0,45 0,02 0,43
Таблица 22 Результаты измерений отклонения от параллельности торцевых поверхностей
2.8 Контроль образца изделия (из пункта 1.12.3)
2.8.1 Соосность отверстий
Соосность отверстий диаметром 50 и 40 проверяется способом указанном на схеме измерений
Рис.
56
Рис. 64 Схема измерений соосности отверстий.
Измеряема деталь устанавливается на рабочий стол вертикально фрезерного станка, и фиксируется прижимными планками. Центроискатель с индикатором

89 закрепляется в цанговом патроне станка. После измерительный щуп заводится в отверстие диаметром 40 мм. и опирается на поверхность отверстия с небольшим натяжением. Вращая шпиндель фиксируются отклонение индикатора. На основании отклонений перемещается рабочий стол станка для установления соосности оси отверстия диаметром и станка. После установления соосности, шпиндель поднимается до момента, когда измерительный щуп не перейдет на диаметр 50 мм.
Вращая шпиндель станка фиксируются отклонения стрелки индикатора. На основе этих отклонений (Рис. 65), делаются выводы о их соосности.
Рис. 65 Отклонение формы отверстий относительно базовых точек (точки по которым измерительный прибор устанавливался соосно центру отверстия, точки A, B, C) в мм.
2.8.2 Шероховатость поверхности
Для анализа шероховатости было использована поверхность основания, так как она имеет сравнительно среднюю шероховатость по сравнению с остальными поверхностями.
Проверка проводилась на профилографе-профилометре с вертикальным увеличением 1000 и горизонтальным 40
После измерений на графике шероховатости профиля была выбрана базовая длина для анализа представленная на
Рис. 66.

90
Рис. 66 Участок графика шероховатости с анализом. Ln- базовая длина; Smn- шаг неровностей профиля; ypmi – высота i-го наибольшего выступа профиля; yvmi – глубина i-й наибольшей впадины профиля. RMax-Наибольшая высота профиля; P- расстояние между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантной линии выступов профиля;
В результате измерений на базовой длине были получены значения, представленные в таблицах Таблица 23, Таблица 24,Таблица 25:
Шаг неровностей профиля в мм.
Sm1
Sm2
Sm3
Sm4 0,3 0,375 0,6 1,25
Таблица 23 Шаг неровностей профиля
Высота неровностей профиля по десяти точкам в мкм.
Высота 5 наибольших выступов профиля
Ypm1
Ypm2
Ypm3
Ypm4
Ypm5 11 21 16 27 31
Глубина 5 наибольших впадин профиля
Yvm1
Yvm2
Yvm3
Yvm4
Yvm5 12 5
26 25 31
Таблица 24 Высота и глубина неровностей профиля

91
Параметр Rz (высота неровностей профиля по десяти точкам) рассчитывается по формуле:
∑
|
Ypmi
|
+
∑
|Ypvi|
5
i=1 5
i=1 5
,
Ypmi- высота 5 наибольших выступов профиля;
Ypvi- глубина 5 наибольших впадин профиля.
Rz=41 мкм.
Параметр Ra (cреднее арифметическое отклонение профиля) рассчитывается по формуле: Ra=
1
????
∫ |????|????????
????
0
Интеграл в данной формуле можно заменить на сумму площадей между графиком шероховатости и осью Х.
Упрощенная формула: Ra=
????1+????2
????
, где S1-площадь под графиком шероховатости и над осью Х, S2-площадь над графиком шероховатости и под осью Х, L-Базовая длина.
Ra=0,0547/3,87=0,01413мм=14,13 мкм
Наибольшая высота профиля в мкм.
Rmax
62
Таблица 25 Наибольшая высота профиля в мкм.
2.8.3 Действительные размеры образцов изделий
На рисунках ниже (Рис. 67, Рис. 68) представлены действительные размеры напечатанных деталей с наибольшим отклонением от номинального размера.
Например, для параллелепипеда с одинаковыми гранями выберется размер грани с наибольшим отклонением. На Рис. 68 представлен размер между краями отверстия с наибольшим отклонением от номинального размера, согласно схеме измерения.

92
Рис. 67 Действительные размеры детали, напечатанной на 3d принтере Tevo
Рис. 68 Действительные размеры, напечатанные на 3d принтере dreamer
Исходя из действительных размеров, отклонений от формы и от расположения, можно определить cредний квалитет точности каждого принтера.

93
Для 3d принтера Tevo
Квалитет точности печати, Ti
Число размеров, соответствующего квалитета точности, n i
T
i
*n i
16 1
16 15 4
60 14 5
70 13 1
13 12 3
36 11 3
33 10 1
10
Сумма
18 238
Таблица 26 Определение среднего квалитета точности
Средний квалитет точности вычисляется по формуле:
∑
????????∗????????
∑
????????
Средний коэффициент точности для 3d принтера Tevo составляет 13,2.
Для 3d принтера dreamer
Квалитет точности печати, Ti
Число размеров, соответствующего квалитета точности, n i
T
i
*n i
14 1
14 13 3
39 12 1
12 11 1
11
Сумма
6 76
Таблица 27 Определение среднего квалитета точности
Средний коэффициент точности для 3d принтера dreamer составляет 12,6.