Kontrola úchylky tvaru a polohy Tolerance tvaru Potřeba jednotného definování a předepisování tolerancí tvaru, směru, polohy a házení souhrnně zvaných geometrické tolerance byla vyvolána zejména v poválečných letech dalším rozšiřováním výroby a zvyšováním požadavků na přesnost výroby. Úchylky tvaru, směru, polohy i házení skutečných ploch a profilů mohou nepříznivě ovlivnit funkci jednotlivých součástí i celých strojů. Například úchylky kruhovitosti elementů valivých ložisek zvyšují opotřebení a hlučnost chodu. Na přímosti, rovnoběžnosti nebo kolmosti vodících a upínacích ploch závisí přesnost obráběcích strojů atd. Obr. 1. Automatický systém na měření tvaru a polohy HOMMEL-ETAMIC 1
Obr. 2. Historický vývoj přesnosti obráběcích strojů Vysvětlení pojmů Úchylka je potřebná k popisu geometrie skutečných tvarů (úchylka válcovitosti) nebo vztahů mezi prvky (úchylka rovnoběžnosti). Tolerance je obecně největší dovolená (mezní) hodnota uvažovaných úchylek. Příklad předepisování geometrických tolerancí je uveden na obr. 3. 2
Obr. 3. Příklad označení geometrických tolerancí Norma rozlišuje tři druhy tolerancí rozměrů a čtyři druhy tolerancí tvaru. Tolerance rozměrů dělíme na tolerance směru, polohy a házení. Tolerance tvaru dělíme na tolerance rotačních a rovinných ploch a tolerance profilů. Geometrické tolerance tvaru Tolerance tvaru vymezují jednotlivých částí tělesa, např. válcových nebo rovinných ploch. Mezi základní geometrické tolerance tvaru patří tolerance: přímosti, rovinnosti, kruhovitosti, válcovitosti. 3
Tolerance přímosti Toleranční zóna je ohraničena dvěma rovnoběžnými přímkami ve vzdálenosti t. Každá povrchová linie tolerovaného válce musí ležet mezi těmito rovnoběžnými přímkami. Tolerance přímosti povrchové linie Znázornění toleranční zóny Tolerance kruhovitosti Toleranční zóna je ohraničena dvěma soustřednými kružnicemi o vzdálenosti t. Obvodové linie tolerovaného válce musí ležet při libovolném radiálním řezu uvnitř obou kružnic. Tolerance kruhovitosti obvodové linie kružnic válce Znázornění toleranční zóny 4
Tolerance rovinnosti Toleranční zóna je ohraničena dvěma rovnoběžnými rovinami o vzdálenosti t, jejíž rozměr odpovídá rozměru tolerované plochy. Skutečná plocha měřeného dílu musí ležet mezi oběma rovnoběžnými rovinami. Dodatečně je např. omezena tvarová odchylka. Měří se úchylky přímosti jednotlivých profilů plochy v různých směrech a z naměřených úchylek se vyhodnotí úchylka rovinnosti. Obr. 4. Příklad měření úchylky rovinnosti v bodech A1 až E5 Rovinnost plochy Znázornění toleranční zóny 5
Tolerance válcovitosti Toleranční zóna pro tolerovaný plášť válce je tvořena 2 koaxiálními válci s radiálním odstupem t. Tolerance válcovitosti zahrnuje odchylky kruhovitosti kolmých řezů, přímosti povrchových přímek a rovnoběžnosti povrchových přímek pláště válce k ose válce. Tolerance válcovitosti pláště válce Znázornění toleranční zóny 6
Název úlohy: Měření a kontrola geometrického tvaru Zadání úlohy U daných součástí změřte maximální hodnoty úchylek tvaru a) Přímosti b) Rovinnosti c) Kruhovitosti d) Válcovitosti Použitá měřidla a pomůcky U měřidel uveďte rozsah a přesnost Posuvné měřítko Číselníkový úchylkoměr Stojánek a úchylkoměr Hrotový přístroj Příměrná deska Koncové měrky ( Johansonovy kostky) Prizmatické kostky Nákres součásti Nakreslete a okótujte měřené součásti ( max. délku, max. průměr ) 7
Postup měření a) Měření přímosti Měřenou součást položte na příměrnou desku. Číselníkový úchylkoměr upevněte do stojánku. Stojánek s úchylkoměrem umístěte na začátek měřené plochy a přejeďte měřidlem po celé vztažné délce (z místa A do místa B) a zaznamenejte maximální naměřenou hodnotu. Obr. 5. Měření přímosti Nakreslete měřenou součást a zapište maximální hodnoty úchylek přímosti. 8
b) Měření rovinnosti Měřenou součást položte na příměrnou desku. Stojánek s úchylkoměrem umístěte na začátek měřené plochy. Měřte úchylky přímosti ve směrech označených čísly a písmeny. Obr. 6. Měření rovinnosti Vyhodnoťte největší úchylku, která je úchylkou rovinnosti Obr. 7. Příklad zaznamenání úchylek Nakreslete měřenou součást a zapište maximální hodnotu úchylky rovinnosti. c) Měření kruhovitosti 9
Měřenou součást upevněte mezi hroty hrotového přístroje (pro snadnější měření). Vezměte pasametr a nasaďte na počáteční místo na hřídeli, kde začnete měřit kruhovitost a vynulujte měřidlo. Obr. 8. Měření kruhovitosti Součástí pomalu otáčejte a měřte pasametrem odchylky. Měření odchylek provádějte při každém otáčení hřídele o 45 (celkem tedy 8 měření). Po celou dobu měření se pasametr axiálně (ve směru osy) neposouvá. Hodnoty zaznamenejte. Měřenou součást nakreslete a zapište maximální hodnotu úchylky kruhovitosti. 10
d) Měření válcovitosti Úchylka válcovitosti zahrnuje úchylky kruhovitosti kolmých řezů úchylky přímosti úchylky rovnoběžnosti Pro snadnější měření upněte měřenou součást mezi hroty. Součást budete postupně měřit ve dvou vzájemně rovnoběžných průřezech ozn. A, B. Měření úchylek provádějte při každém otočení hřídele o 90 (v místě A-4 měření, v místě B-4 měření). Vezměte pasametr, nasaďte na počáteční míso na hřídeli v místě A a začněte měřit kruhovitost, totéž pak proveďte v místě B a zapište hodnoty. Po změření kruhovitosti budete měřit úchylku přímosti. Obr. 9. Měření válcovitosti Číselníkový úchylkoměr upevněte do stojánku. 11
Stojánek s úchylkoměrem umístěte na začátek měřené plochy (místo A) a přejeďte měřidlem po celé vztažné délce (z místa A do místa B) zaznamenejte max. naměřenou hodnotu. Nakreslete měřenou součást a zapište maximální hodnoty válcovitosti všech měření. Závěr Uveďte příklady z praxe, kde jste se s uvedenými způsoby měření setkali a vyhodnoťte měření. 12
Použité zdroje Archiv autora HOMMEL CS S.R.O. Úchylky tvaru a polohy dle DIN ISO. 2008, Teplice. Dostupné z: etamic.cz/sites/default/files/download/hommel-cs-plakatdrsnost-uchylky-tvaru.pdf DILLINGER, Josef. Moderní strojírenství pro školu i praxi. Vyd. 1. Praha: Europa-Sobotáles, 2007, 608 s. ISBN 978-80-86706-19-1. SVOBODA, Pavel, Jan BRANDEJS a František PROKEŠ. Základy konstruování. Vyd. 3., přeprac. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2005, 202 s. ISBN 80-720-4405-2. BACH, Pavel. VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII. Geometrická přesnost Schlesingerova metoda. Praha, 2009. Dostupné z: http://www3.fs.cvut.cz/web/fileadmin/documents/12135- VSZ/download/obor_stud/SD_- _2351086/M_Geometricka_presnost_Schlesingerova_metoda.pdf 13