Виды поверочных плит и особенности использования
В машиностроении и металлообработке невозможно обойтись без точных средств измерения. Поверочные плиты (измерительные плоскости) и эталонные линейки – одни из старейших инструментов, применяемых для контроля плоскостей изделий и деталей. Помимо контроля поверочная плита используется:
- в качестве поверхности нулевых точек (базы) для установки измерительных приборов при производстве точных измерений;
- для настройки (юстировки) средств измерений;
- при разметке заготовок и деталей.
Промышленность выпускает измерительные плоскости размером от 250×250 до 2500×1600 мм в пяти различных исполнениях. Номер исполнения зависит от геометрических размеров плиты, примененного материала и конструкции.
Основным нормативным документом, определяющим требования к поверочным и притирочным плитам, является ГОСТ 10905-86. Согласно государственному стандарту выделяются 6 классов точности измерительного и калибровочного инструмента: 000, 00, 0, 1, 2, 3. Дополнительные классы точности 4 и 5 присваиваются плитам, находившимся в эксплуатации или прошедшим ремонт. Характеристикой, которая определяет точность измерительных плоскостей, является допуск (отклонение), выраженный в микронах. Для плит одного класса, но разного размера величины допусков отличаются.
Средства измерения, относящиеся к классу точности 000 и 00, используются в метрологических лабораториях в качестве эталонов. Измерения с помощью высокоточных поверхностей производятся при строго определенной температуре и влажности в помещении.
Виды поверочных плит
Для изготовления эталонных измерительных плоскостей применяют три вида материалов:
- чугун;
- гранит;
- стекло.
Стеклянные поверочные плоскости применялись в США и других странах вплоть до 50-х годов прошлого века. Широкое распространение недорогих в производстве стеклянных измерительных инструментов объяснялось возросшими потребностями машиностроения в годы Второй мировой войны. Калибровочные плоскости из стекла изготавливались методом шлифовки с последующей полировкой. В результате получались изделия с высокими метрологическими характеристиками. К достоинствам стеклянных эталонов плоской поверхности можно отнести высокую твердость, химическую стойкость, относительно низкий коэффициент теплового расширения, отсутствие внутренних напряжений. В отличие от чугуна при незначительных повреждениях стеклянных изделий не образуется заусенцев. Основным недостатком стекла была хрупкость. Это обстоятельство стало причиной отказа от поверочных плит из этого материала.
Исторически самым распространенным видом калибровочных плоскостей в СССР и России являются чугунные поверочные плиты. Выбор чугуна в качестве конструкционного материала для изготовления измерительных поверхностей определяется высокой прочностью и относительной дешевизной металла. Для изготовления измерительных плит применяется мелкозернистый плотный чугун с твердостью 150–210 НВ. Заготовки изделий отливают в формах, нижняя часть которых выполнена из стали. Снизу формируется рабочая поверхность плиты. Для уменьшения веса изделия и для устойчивости к деформациям конструкцию снабжают ребрами жесткости.
В отлитых заготовках присутствуют значительные внутренние напряжения, связанные с кристаллизацией чугуна. Если не принять мер к устранению напряжений, изделия будут деформироваться в процессе обработки и эксплуатации. Для снятия внутренних напряжений в металле отливки подвергают старению. Для естественного старения заготовки перед обработкой выдерживают в течение нескольких недель или месяцев при обычных температурах. Для ускорения старения чугунное литье нагревают в печах до 500 градусов и затем медленно охлаждают.
Обработка поверхностей заготовок поверочных плит выполняется на фрезерных, строгальных и шлифовальных станках. Для классов точности 1–3 такой обработки, как правило, бывает достаточно. Изделия с более высокой точностью доводят с помощью шабровки и калибровки.
При ручной шабровке обрабатывают сразу три плиты. В процессе обработки каждая из них в определенной последовательности поочередно выступает в качестве эталона и контролируемой поверхности. В машиностроении этот метод контроля называют методом трех плит.
Контроль качества обработки поверочных линеек и плит осуществляют методом пятен. Чем больше пятен краски получается при контакте с эталоном, тем выше точность обработки плоскости. Например, для поверхностей 0 и 1 классов точности на квадратный дюйм должно приходиться не менее 25 пятен.
В последние годы растет применение гранитных поверочных плит. Гранит отличается высокой твердостью и низким коэффициентом расширения. В таких изделиях практически отсутствуют внутренние напряжения. Благодаря этим свойствам материала поверочные плоскости, выполненные из гранита, долго сохраняют точность.
Особенности использования
Чаще всего поверочные плиты используются для проверки прямолинейности и плоскости. В процессе контроля плоскостей может применяться методика проверки на свет или метод пятен. На эталонных поверхностях с помощью мер толщины, микрометрических индикаторов часового типа, штихелей, рейсмасов и других инструментов производятся прецизионные измерения и разметка заготовок. Для выполнения перечисленных операций необходимо использовать измерительные инструменты, превосходящие по классу точности изготавливаемые детали. Рекомендуется использовать калибровочные плоскости, внесенные в государственный реестр, и средства измерения, прошедшие проверку по утвержденной методике.
Для длительного сохранения точности поверочных плит их надо оберегать от износа, ударов и вредных воздействий окружающей среды. При хранении использовать защитные щиты или крышки из мягких материалов. Во избежание коррозии чугунные поверхности обрабатывать машинным маслом или другими видами смазки.
В этом материале мы постарались рассказать об измерительных поверочных плитах, их назначении и видах. Если материал вас заинтересовал и у вас возникли дополнительные вопросы, задайте их в комментариях к статье.
