Методы и средства контроля

На производстве наиболее производительной операцией измерения является контроль. Контроль качества — проверка соответствия качества продукции установленным требованиям. При контроле проверяют, нахо­дятся ли действительные значения параметров изделия в допускаемых пределах, но числовые значения величин не определяют. Например, про­веряют, укладывается ли действительный размер диаметра вала в границы допуска, указанные на чертеже. Это дает возможность увеличить произ­водительность и снизить стоимость измерений.

Применяются два метода контроля. Дифференцированный (поэлемент­ный) контроль заключается в независимой проверке каждого параметра изделия в отдельности, например контроль значений среднего диаметра, шага и половины угла профиля резьбы метчиков; комплексный контроль — в одновременной проверке суммарной погрешности нескольких пара­метров, например контроль качества резьбы изделия проходной резьбовой пробкой. Дифференцированный метод контроля позволяет установить причины брака изделий, а комплексный метод обеспечивает проверку годности изделий.

Для контроля геометрических параметров используются калибры. Ка­либр— однозначная мера специальной конструкции, предназначенная для проверки соответствия действительных значений геометрических парамет­ров изделий заданным параметрам без определения их числового значения. К ним относятся гладкие предельные калибры (пробки и скобы), резьбо­вые калибры, калибры конусов и шлицевых изделий, шаблоны и др.

3. Измерение твердости материалов

Твердость — это сопротивление материала внедрению в его поверх­ность стандартного наконечника, который представляет собой твердое малодеформирующееся тело (алмаз, закаленная сталь, твердый сплав) определенной формы (игла, конус, шар, пирамида) и размеров.

Микротвердость — это твердость отдельных зерен, физических и структурных составляющих материала.

Для измерения твердости предложено много методов. Основными являются следующие методы вдавливания наконечников в материал под действием статических нагрузок:

1) Бринелля; . .

2) Роквелла;

3) Виккерса.

Рассмотрим измерение твердости материалов на примере измерения твердости металлов.

Значение твердости металлов, измеренное различными методами, выражается числами твердости в различных шкалах.

Сущность метода Бринелля (рис. 1, а) заключается вдавливании стального шарика 2 диаметром D под действием силы F, прило­женной перпендикулярно к поверхности 7 образца, в течение определенного вре­мени, и в измерении диа­метра а отпечатка после сня­тия нагрузки. Число твердо­сти по шкале Бринелля — НВ — это отношение силы F к площади сферического от­печатка. Она зависит от диа­метра шарика (D = I... 10 мм), значения нагрузки (F = Рис. 1.1 Твердомер Бриналля: 9,8...29430 Н) и времени.

а — схема измерения; б — устройство 10... 180с) ее действия.

Число твердости находят с помощью специальных таблиц по значе­ниям D, d и F или вычисляют по формуле:

ET=C-2F/

где С = 0,102, если F выражена в ньютонах;

D и d— в миллиметрах. К тому же толщина S образца должна быть в 10 раз больше глубины А отпечатка.

В приборе ТШ-2М для измерения твердости металлов по шкале Бринелля (рис. 1, б) проверяемый образец устанавливают на стол 7 и враще­нием маховика 8 поднимают к шариковому наконечнику 6 до упора в ограничитель 5. Затем нажимают пусковую кнопку 9 и включают привод 11. Кривошип 12, поворачиваясь, отпускает шатун 14 и освобождает ры­чажную систему 7, 2, 3, на конце которой закреплена подвеска 15 со съем­ными грузами 16. Груз давит на шпиндель 4 и шариковая оправка 6 вне­дряется в образец. Кривошип 12 поворачивается до тех пор, пока упор 10 не коснется микропереключателя 13 и не изменит вращение привода на обратное. Затем рычажная система возвращается в исходное положение. После испытания стол опускают и измеряют диаметр отпечатка.

Следующий метод — это метод Роквелла (рис. 2, а). Его сущность заключается во вдавливаний в поверхность образца наконечника стандар­тного типа и в измерении глубины его проникновения в металл. Наконеч­ник вдавливается в два последовательных приема: сначала на него дей­ствует предварительная сила Ту = 98 Н, затем к нему прикладывается до­полнительная сила F. Твердость по шкале Роквелла — HR — разность между условной глубиной внедрения и глубиной проникновения / нако­нечника после снятия дополнительной силы I\ при сохранении предва­рительной силы fy Зависимость между числом твердости и значением / (мм) дана в таблице.