В данном описании представлена информация о поверочных линейках из чугуна, стали и твердокаменных пород материалов длиной до 4 м. Не затрагивается информация об изделиях иных размеров. Поверочные линейки служат для проведения контрольных измерений, поэтому должны отвечать определенным требованиям. Применяются инструменты для определения степени кривизны поверхностей методом просмотра на просвет. При хорошем освещении или принудительной подсветке невооруженным глазом можно определить неровности до 1,5 мкм.
Разновидности линеек
Линейки поверочные ввиду широкой сферы применения производятся различных типов в зависимости от выполняемых измерений. В зависимости от формы и способа измерения они разделяются на несколько категорий.
Лекальные линейки
Лекальные (ЛД, ЛТ, ЛЧ). Они представляют собой специальный вид измерительных инструментов, который применяется для контроля криволинейности какого-либо изделия. К данным типам линеек применяются ГОСТы 8026-92. Это распространенный вид линеек, которые имеет несколько рабочих граней для осуществления контроля поверхностей в разных условиях. Имеют основное назначение в промышленности для контроля качества продукции или отельных изделий.
Линейки типа ЛЧ применяются для контроля кривизны методом просвечивания световым потоком. Обладают 4-мя рабочими гранями для проведения измерений, расположенных под углом 90 градусов. Производятся двух классов точности, для удобства работы с ней имеется ручка. Линейки ЛТ, соответственно, имеют 3 грани, а ЛД – 2. Также оснащаются ручкой для удобства.
Поверочные линейки с широким рабочим основанием
К данной категории относятся линейки с широким рабочим основанием (ШП, ШПХ, ШД, ШМ, ШП-ТК, ШМ-ТК). Это стальные изделия с двутавровым и прямолинейным сечением. Также часто применяются в промышленности для контроля разных видов поверхностей из любых материалов.
Угловые поверочные линейки
Угловые трехгранные (УТ, УТ-ТК) – это специальный тип линеек, которые имеют угловое исполнение, которые применяются для выполнения контроля в труднодоступных местах. Линейки могут быть изготовлены из чугуна и имеют разные углы при вершинах 45, 55 и 60 градусов. Они производятся 0, 1 и 2 классов точности. Имеют стандартизированную длину 400, 630 и 1000 мм.
Из чего изготавливаются поверочные линейки
Поверочные линейки производятся также из различных материалов, которыми может быть:
- сталь;
- чугун;
- твердый камень (гранит).
Каждая линейка в соответствии с ГОСТ имеет свое обозначение. В частности, трехгранные линейки будут иметь маркировку «Линейка ЛТ-1 – 200 ГОСТ 8026-92». Соответственно, эта линейка соответствует 1-ому классу точности (1), длина ее составляет 200 мм. Аналогично будут расшифровываться маркировки любых других типов линеек.
Для определения степени точности измерений все линейки разделяются по классам. В номенклатуре используется 3, начиная от 0-го. Соответственно, нулевой класс является наиболее точным и имеет наиболее строгие допуски отклонений..
0 и 1 классы точности представлены в таблице ниже:
| Длина, мм | Допуск | |
| Класс точности, мкм | ||
| 0 | 1 | |
| 50 | 0,6 | 1,0 |
| 80 | 0,6 | 1,2 |
| 125 | 0,6 | 1,6 |
| 200 | 1,2 | 2,0 |
| 320 | 1,6 | 2,5 |
| 500 | 2,0 | 3,0 |
Разновидности по геометрии поперечного сечения
Линейки производятся не только разной длины, но также и с различной фигурой в сечении. На практике применяются эталонные изделия для контроля параметров поверхностей следующих типов:
- ЛД, ЛТ и ЛЧ – с двухсторонним скосом, трехгранные и четырехгранные.
- ШП, ШПХ, ШД – с широкой рабочей поверхностью прямоугольные простые, прямоугольные с хромированием и двутавровые.
Что касается твердокаменных поверочных линеек, то они бывают ШП-ТК, ШМ-ТК и УТ-ТК с рабочими поверхностями прямоугольного сечения, мостик и трехгранные для контроля параметров углов. Так как линейки являются поверочными инструментами и предназначены для контроля других поверхностей, они производятся со строгим соблюдением технологических требований и определенных стандартов. В частности, максимальная длина линеек типа ШМ может быть не более 3 м и не менее 400 мм.
Применение поверочных линеек разных типов
Общее назначение всех линеек – контроль кривизны поверхности изделий методом просвета, то есть, определение наличия зазора между рабочей поверхностью линейки и анализируемой детали. Так как существует много разновидностей, то стоит описать особенности использования каждой из них:
- Лекальные линейки позволяют контролировать кривизну деталей с одной или двумя поверхностями, расположенными под острым углом. Для определения наличия зазора достаточно подсветить или посмотреть на щель между поверочным инструментом и изделием. Выполняется замер зазора и вносятся данные в техническое задание для дальнейшей обработки или составления акта.
- Линейки с широкой рабочей поверхностью используются для контроля широких плоскостей на изделиях или деталях особо точного оборудования. Например, с их помощью можно проконтролировать геометрию направляющих металлообрабатывающих станков.
- Угловые применяются для контроля параметров кривизны поверхности угловых деталей с углом между двумя плоскостями больше, чем угол при вершинах на самих линейках.
Требования
Главным требованием, которому должны отвечать все поверочные линейки, является точность собственной геометрии. Произвести проверку изделия можно при помощи такой же линейки. При этом максимальное отклонение при длине до 500 мм не должно быть более 3 мкм. Соответственно, при длине до 50 мм – не более 0,6 мкм.
Линейки имеют определенные допуски. В частности, ЛД, ЛИ и ЛЧ могут быть некоторые искривления рабочей поверхности, которые не превышают 20 градусов в любую сторону при нормальной температуре и при дальнейшем ее изменении на 5 единиц.
Такие же допуски имеются и в линейках, которые имеют широкую рабочую поверхность. Здесь допускаются кривизна поверхности до 1,6 мкм для линеек с нулевым классом точности и до 10 со вторым. Данные цифры справедливы для длины не более 400 мм. Притом, важно учесть, что указанные допуски не применяются при контроле степени кривизны возле окончаний линеек. Он применим только к средней части, начиная со второй риски от края. Это расстояние соответствует 1 мм для линеек длиной до 2 м и 1,5 мм для линеек до 2,5 м.
С целью увеличения качества контроля нанесенного покрытия или иных поверхностей на степень кривизны линейки типов ШМ и УТ должны иметь рабочие поверхности, которые подвергаются обязательной шабровке. В ином случае погрешность измерений может быть увеличена. Установлено требование для таких линеек по количеству пятен шабровки в квадрате со стороной 25 м. Для самого высокого класса точности 0 или 01 их число пятен должно соответствовать 30. Для менее точного – не менее 20. Данное требование не применимо к зоне на линейке на расстоянии 1 мм от края в поперечном направлении при ее длине до 2 м.
Так как линейки типов УТ-ТК и УТ являются угловыми, то для них действует свой стандарт, касающийся нелинейности или кривизны самого эталонного приспособления. В частности, для нулевого класса точности отклонения не должны превышать 2,5 градусов в обоих направлениях. Соответственно для 1 и 2 классов эти цифры будут следующими 5 и 10 градусов в обоих направлениях.
Материалы производства линеек
Учитывая особенности применения разных типов поверочных линеек, они должны производится из соответствующих по свойствам материалов. В частности, изделия с двухсторонним скосом изготавливаются исключительно из легированной марки стали Х, соответствующей ГОСТ 5950. Также для повышения точности используется специальная углеродистая шарикоподшипниковая сталь марки ШХ15, которая соответствует ГОСТу 801. Учитывая особенности применения, твердость рабочих поверхностей таких линеек не должна быть мене 61 HRC. Данное условие прописано в ГОСТ 9013. Соответственно, максимально допустимая величина разности в твердости при контроле по отношению всей линейки не более чем 3 HRC.
Из аналогичных материалов производятся линейки ЛТ и ЛЧ, разница может быть только в степени твердости рабочей поверхности. Для таких поверочных инструментов достаточной считается 59 HRC. Что ж касается линеек с широкой рабочей поверхностью, к ним относятся изделия ШД. ШП и ШПХ, то твердость рабочей поверхности может быть не более 51 HRC, но для изготовления применяется более прочная углеродистая сталь У7 или 50 в соответствии с ГОСТами 1435 и 1050. В таких линейках длиной более 1 м разница в твердости поверхности может быть до 5 HRC.
Для производства поверочных линеек из чугуна, это модификации ШМ и УТ, используется специальная марка чугуна СЧ20, также практикуется применение высокопрочного материала ВЧ50, что соответствует ГОСТам 1412 и 7293. В отношении этих материалов твердость поверхностей находится в несколько иных пределах. Она составляет от 153 до 245 HB, что определяется требованиями по ГОСТ 9012. Естественно, для чугунных линеек также опускаются некоторые линейные отклонения в твердости поверхности. При длине изделия до 630 мм разница не должна составлять более 10 HB, а при длине свыше 2 м – не более 25 НВ, соответственно.
Что касается каменных линеек для проведения поверки поверхностей, то для их производства предпочтительнее использовать и применяют различные типы гранитов. Наибольшее предпочтение имеет именно диабаз и габбро. Такие материалы являются очень прочными. Они способны выдерживать давление до 264,9 МПа.
Степень шероховатости
Кроме твердости и прочности, поверочные линейки всех типов должны обладать определенной шероховатостью. Это величина, которая показывает, сколько имеется неровностей на единице площади, а точнее, величина отклонений от нейтрального уровня. Для нулевого класса точности шероховатость не должна быть более 0,16 мкм, для 2-го класса – не более 1,25 мкм.
Все остальные стороны линеек, у которых они имеются и используются для проведения измерений, должны быть окрашены стойкой к коррозии краской. На линейках с двухсторонним скосом, трех- и четырехгранных при длине от 0,8 м должны быть термоизолирующие изоляторы или ручки, так как от тепла рук показания измерений могут быть сильно искажены.
Перед каждым использованием линейки должны проходить обязательную проверку на предмет любых повреждений. Ими могут быть трещины, сколы, царапины, выбоины и прочее. Все это увеличит погрешность проведения поверочных мероприятий. Это требование касается линеек типа ШП-ТК, ШМ-ТК и УТ-ТК.
Так как для производства стальных линеек применяется магнитный материал, то перед использованием их следует размагнитить любым способом. Если это не выполнить, то в местах прогиба контролируемой поверхности фактического провисания не будет, что отразится на качестве конечной продукции или единичного изделия.
Для обеспечения требуемой долговечности, а, соответственно, качества проведения поверочных мероприятий, рабочие поверхности изделий типов ШПХ должны быть покрыты слоем хрома. По краям для размагничивания должны быть предусмотрены контактные пятна.
Поверочные линейки могут эксплуатироваться конкретный промежуток времени. Для стальных данный период составляет 8 лет, для чугунных – 10 лет.
Для легкости определения принадлежности линейки к тому или иному типу, на нерабочей поверхности имеется соответствующая маркировка. Она состоит из:
- порядкового номера по единой стандартизированной системе, которые присвоены линейкам;
- год изготовления поверочного приспособления;
- класс точности;
- риски, указывающие рекомендуемое расположение опор при проведении контроля поверхностей;
- ГОСТ.
Как осуществляется приемка линеек?
Учитывая, что поверочная линейка является эталонным изделие, которое используется в качестве опорной точкой, то она должна соответствовать паспортным данным по отношению к классу точности. Приемочные испытания сводятся в проведении измерений кривизны поверхности. Выполняется это при помощи другой прошедшей контроль линейкой или на специальном проверочном стенде.
Контроль класса точности и кривизны поверхности линеек должен выполняться каждые 6 лет эксплуатации, так как за это время геометрические параметры линейки могли быть изменены. Соответственно, если после выполнения контрольных испытаний линейка полностью отвечает паспортным требованиям, то измерения принято считать удовлетворительными.
Характеристики надежности линеек проверяются не реже 1 раза в 3 года. Проверка выполняется в соответствии с требованиями, представленными в ГОСТ 27.410. при необходимости и для ускорения процесса контроля испытания на надежность и периодические проверки можно объединить.
Все проверки выполняются в соответствии с требованиями, указанными в технических условиях и паспорте. Что касается измерений климатических воздействий, то они проводятся в специальных камерах. Для проведения измерений применяются температуры в пределах от – 50 до +50 градусов. Влажность при этом не должна превышать 95% (при +35 градусах).
Линейки крайне чувствительны к любой тряске, поэтому при движении по грунтовым дорогам рекомендуемая скорость не должна превышать 40 км. Аналогом подобных испытаний будет проверка при помощи стенда, генерирующего до 120 ударов в минуту с периодическим ускорением не более 30 м/с кв.