Універсальний профілометр

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до вимірної техніки по вимірюванню параметрів шорсткості оброблюваних поверхонь глубоких отворів. Найбільш близьким за технічною суттю І досягаемому ефекту є профілометр "Сартронік 10" для миттєвого аналізу шорсткості поверхонь, призначений для виміру двох параметрів Rата Rz, який вміщує датчик і щуп, механізм трасування з приводом, висувне огородження щуп у.еле-менти живлення, індикаторний дісплей і органи управління, розташовані в корпусі. Для виміру шорсткості поверхні деталі достатньо зсунути захисний щиток і помістити профілометр на вимірну поверхню, натиснути кнопку старта операції. Щуп переміщується по вимірній поверхні на відстань 5 мм і повертається в вихідне положення. Датчик опирається на вимірну поверхню полозками, котрі є базою виміру. В експлуатації приладу виникає необхідність в коректуванні настройки. Однак на відомому профілометрі неможливо виміряти шорсткість глубоких отворів він має вузький діапазон метрологічних можливостей за рахунок відсутності автоматичного циклу виміру, що включає час на установку та вивірку деталей, великі затрати часу на вимір. Крім того, постійно висунуте положення алмазної головки, незважаючи на наявність захисного щитка, сприяє її пошкодженню. Прототип має малий діапазон виміру (Ra = 0,1 - 40 мкм, Rz = 0,1 - 199,9 мкм) і малу його точність, а саме 5%. Недостатньо високі І інші технічні дані. В основу винаходу поставлене завдання розширити метрологічні можливості і підвищити продуктивність виміру шорсткості глубоких отворів. Вказане завдання досягається тим, що в універсальному профілометрі, який містить прямокутний корпус, датчик з алмазною голкою, механізм трасування з електроприводом, електронний· блок з світловим табло, кулачковий важіль, одно плече якого встановлено під виступаючою збоку віссю шарнірного паралелограму підвіси датчика з алмазною голкою, а кулачок впирається в вертикальну площину бокового вирізу повзуна приводу і має дві пари складених орієнтуючи х штирів, які розміщені на початку і вкінці корпусу під кутом їх дотику до осьової горизонтальної площини отвору, що вимірюється. Виконання кулачкового важеля, одне плече якого встановлене під виступаючою збоку віссю шарнірного паралелограму підвіси датчика з алмазного голкою, а кулачок впирається в вертикальну площину бокового вирізу повзуна приводу І має дві пари складених орієнтуючих штирів, які розміщені на початку і вкінці корпусу під кутом їх дотику до осьової горизонтальної площини отвору, що вимірюється, веде до значного розширення метрологічних можливостей та підвищення продуктивності виміру шорсткості глубоких отворів. На фіг. 1 представлений загальний вигляд профілометру; фіг. 2 - його перетин В-В на фіг.1; на фіг.3 розташування профілометру в глибокому отворі при вимірі шорсткості. Профілометр містить прямокутний корпус 1, який має знизу виріз 2 І закривається зверху кришкою З І нижню базову поверхню. З бокових сторін корпусу і нанесені відмітки початку, кінця І направлення трасування при вимірі параметрів шорсткості. Всередині корпусу розміщений рухомий стандартний датчик 4 з колодкою 5 І алмазною голкою 6. Датчик встановлений на підвісах 7, які виконані в вигляді шарнірного паралелограму, верхню вісь 8, яку внизу підтримує плече 9 важіля, який встановлений на вісі 10, друге плече важіля виконане в вигляді кулачка 11. Важіль являє собою комбінацію одноплечого важіля і кулачка, який обертається надовкола нерухомої вісі. Кулачок важіля впирається в вертикальну поверхню бокового вирізу повзуна 12 механізму трасування, внутрішньою різьбовою по-верхньою, з'єднаного з ходовим гвинтом 13, який обертається приводом 14 (мікроелектродвигун з редуктором). Повзун встановлений напрямними 15, в корпусі з можливістю виконання прямолінійних рухів. В правій частині за приводом в корпусі розміщений також каскад попереднього посилення сигналів датчика (на фіг. 1 не вказані). Корпус спереду та ззаду оснащений двома парами порожнистих орієнтуючих штирів 16, які встановлені під таким кутом, що їх кінці дотикаються вимірюємого отвору 17 в точках А і А' осьової горизонтальної площини, Імітуя таким чином прямокутну плиту, яка переміщується в цій площині і жорстко пов'язану з корпусом профілометру. Довжина штирів визначається як І = (D-B)2 cosα, де D діаметрр виміряємого отвору, В - ширина корпусу, α - кут нахилу штирів, де Η - висота корпусу. Орієнтуючі штирі складаються з основної частини 18, по-довжувачів 19 та розмірних шайб 20. Для того, щоб ввести профілометр в глубокий отвір корпус оснащений трубчатим шестом 21, який складається з секцій одинакової довжини, наприклад 1 м і пов'язаний шарнірно з корпусом. За допомогою джгута 22 попередній посилювач сигналів датчика з'єднаний з електронним блоком 23, який оснащений світловим табло 24. В якості електронного блоку 23 використаний стандартний, який застосовується в сучасних профілометрах, наприклад в приведених аналогах І прототипах, на доробленій схемі управління автоматичним циклом вимірювання. Профілометр вимірює шорсткість поверхні слідуючим чином. На початку виконується встановлення корпусу 1 в глубокий отвір 17. Для невеликих діаметрів D в діапазоні 50-60 мм корпус шириною 40 мм орієнтується достатньо точно без орієнтуючи х штирів 16. Для отворів великих діаметрів підбирається їх довжина, тобто основна частина, подовжувач і розмірні шайби. Таким же чином підбирається довжина трубчато го шеста 21. Для виміру шорсткості поверхні корпус 1 нижньою базовою поверхнею встановлюється на виміряєму поверхню (фіг.3) в направлені виміру профілю. При цьому, корпус 1 встановлюється по відміткам на бокових поверхнях корпусу таким чином, щоб голка 6 датчика 4 знаходилась над виміряємою ділянкою. При включенні приводу 14, обертанні ходового гвинта 13, повзун 12 по, напрямних 15 переміщується в корпус! 1. Кулачок 11 І плече 9 важіля повертається відносно вісі II, а вісь 8 шарнірного паралелограму підвісів 7 під дією маси датчика 4 опускається разом з ним вниз І колодка 5 і голка б стикаються з виміряємою поверхнею, ковзаючи по ній на величину послідуючого трасування. Після цього включається реверс приводу 14 І повзун 12 повертається назад. В цей час виконується вимір шорсткості поверхні на величині трасування 5 мм. Коливання алмазної голки 6 датчика 4 посилюється на каскаді попереднього посилення, а сигнали по джгуту 22 поступають для подальшої обробки в електронний блок 23 і виводиться на світлові табло 24. Після трасування поверхні на зворотньому ході алмазної голки 6 ползун 12 своєю площиною бокового вирізу повертає кулачок 11 надовколо вісі 10, а плече 9 важіля підтримує вісь 8 піднімає датчик 4 вверх в корпус в вихідне положення, після чого привід виключається. На світлове табло 24 електронного блоку 23 виводяться слідуючі параметри шорсткості Ra, Rz, Rmax, Rml n, tmi n, n (ГОСТ 2789-81). Аналогічно виконується вимір плоских поверхонь любих деталей, при цьому орієнтуючі штирі 16 не застосовуються, а профілометр встановлюється на необхідну ділянку в направленні виміру. Результат виміру отримується в лічені секунди. При всіх підйомах І опусканнях датчика за рахунок застосування підвісів 7, виконаних у вигляді шарнірного паралелограму, він зберігає своє горизонтальне положення, а вісь ощупуваючої голки 6 розташована перпендикулярно до вимірної поверхні І горизонтальна вісь датчика залишається паралельною до траєкторії трасування. Встановлення І вивірка датчика здійснюється автоматично.