Технология измерения геометрических фигур под названием фотограмметрия [1] может в корне изменить методологию контроля и измерений геометрических параметров деталей машин, в частности биения валов [2] после их механической обработки. Например, радиальное биение шеек валов, которые традиционно контролировали и измеряли предельными калибрами-скобами или стандартными индикаторными головками [2], с развитием метода фотоанализа можно контролировать и измерять при помощи компьютерной техники.
Целью проводимых в ВПИ исследований ставилось отработка методики измерения отклонений формы и биение пяти соосных шеек 7-го квалитета точности распределительного вала двигателя ВАЗ. Измерения проводились при помощи цифрового фотоаппарата и персонального компьютера.
Апробация данного метода заключается в следующем: распределительный вал устанавливают в центра токарного станка и при помощи цифрового фотоаппарата Canon 500D получают снимки и измеряют их с помощью компьютера. Было получено по 6 снимков каждой цилиндрической шейки. Измерения осуществлялись с поворотом детали на 360º через 60º. Данные передавались на ЭВМ и анализировались с помощью специального программного обеспечения. Полученные результаты представлены в таблице.
В процессе исследования были получены значения биения цилиндрических шеек. Для первой и четвёртой шейки диаметрами 45,9 и 45,0 мм соответственно величина биения составила 0,0759 мм. Для второй и третьей шеек диаметрами 45,6 и 45,3 мм величина биения составила 0,0506 мм. Для последней шейки диаметром 43,4 мм величина биения составила 0,0253 мм. Так же была выявлена зависимость получаемых значений от фокусного расстояния и расстояния между матрицей фотоаппарата и измеряемым объектом.
Результаты эксперимента подтверждают возможность измерения геометрической формы деталей машин с точностью, которая характеризуется 1 микрометр на пиксель. Точность измерения может изменяться вплоть до 4 пикселей на один микрометр, при изменении расстояния до фотографируемого объекта. Время обработки измеренных размеров не превышало 20 минут.
Измерения удобно осуществлять в лабораторных и производственных условиях при анализе погрешностей соосных поверхностей до 6-го квалитета точности. При этом, что особенно важно, для соблюдения технологической дисциплины, появилась возможность хранения и обработки данных на компьютере.
Вывод
При определенной культуре производства и развитии методологии цифровых измерений становится возможным переход с традиционных на бесконтактные методы измерения с погрешностью измерения 0,25 мкм/пиксель с продолжительностью обработки одного на компьютере одного измерения до 20 минут.
Результаты измерений
|
Номер шейки |
Номер позиции |
Замер 1, пикс |
Замер 2, пикс |
Замер 3, пикс |
Среднее, пикс |
Среднее, мм |
|
1 |
1 |
307 |
308 |
308 |
308 |
7,7924 |
|
2 |
307 |
309 |
309 |
308 |
7,7924 |
|
|
3 |
310 |
311 |
311 |
311 |
7,8683 |
|
|
4 |
311 |
312 |
311 |
311 |
7,8683 |
|
|
5 |
310 |
311 |
311 |
311 |
7,8683 |
|
|
6 |
308 |
309 |
309 |
309 |
7,8177 |
|
|
Макс значение, мм |
7,8683 |
Мин значение, мм |
7,7924 |
Разница, мм |
0,0759 |
|
|
2 |
1 |
276 |
277 |
275 |
276 |
6,9828 |
|
2 |
278 |
277 |
277 |
277 |
7,0081 |
|
|
3 |
278 |
279 |
278 |
278 |
7,0334 |
|
|
4 |
279 |
278 |
278 |
278 |
7,0334 |
|
|
5 |
277 |
277 |
277 |
277 |
7,0081 |
|
|
6 |
276 |
276 |
275 |
276 |
6,9828 |
|
|
Макс значение, мм |
7,0334 |
Мин значение, мм |
6,9828 |
Разница, мм |
0,0506 |
|
|
3 |
1 |
268 |
268 |
269 |
268 |
6,7804 |
|
2 |
269 |
270 |
270 |
270 |
6,831 |
|
|
3 |
270 |
270 |
271 |
270 |
6,831 |
|
|
4 |
270 |
270 |
270 |
270 |
6,831 |
|
|
5 |
268 |
268 |
268 |
268 |
6,7804 |
|
|
6 |
268 |
267 |
268 |
268 |
6,7804 |
|
|
Макс значение, мм |
6,831 |
Мин значение, мм |
6,7804 |
Разница, мм |
0,0506 |
|
|
4 |
1 |
262 |
263 |
263 |
263 |
6,6539 |
|
2 |
264 |
265 |
265 |
265 |
6,7045 |
|
|
3 |
264 |
265 |
265 |
265 |
6,7045 |
|
|
4 |
263 |
264 |
264 |
264 |
6,6792 |
|
|
5 |
262 |
263 |
262 |
262 |
6,6286 |
|
|
6 |
261 |
262 |
262 |
262 |
6,6286 |
|
|
Макс значение, мм |
6,7045 |
Мин значение, мм |
6,6286 |
Разница, мм |
0,0759 |
|
|
5 |
1 |
256 |
256 |
255 |
256 |
6,4768 |
|
2 |
257 |
257 |
257 |
257 |
6,5021 |
|
|
3 |
257 |
257 |
257 |
257 |
6,5021 |
|
|
4 |
257 |
258 |
257 |
257 |
6,5021 |
|
|
5 |
256 |
256 |
257 |
256 |
6,4768 |
|
|
6 |
257 |
257 |
256 |
257 |
6,5021 |
|
|
Макс значение, мм |
6,5021 |
Мин значение, мм |
6,4768 |
Разница, мм |
0,0253 |
Список литературы
1. Лобанов А.Н. Фотограмметрия. - М.: Недра, 1984. - 551 с.
2. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: Машиностроение. 1987. - 352 с.