Investigation of points sampling strategies in case of flatness

Abstract

The use of geometric tolerances has increasing importance in the industry, but the correct application of it needs deeper understanding. Several aspects should be considered like the work of the product, material properties, manufacturing and measuring circumstances, and the regulations of concerning standards. The article presents the measuring and evaluation problems through the example of flatness. The effect of different point sampling strategies is investigated: twelve methods are compared in case of eight test surfaces, and a modification method is suggested.

Використання геометричних допусків в промисловості набуває все більшого значення, але для правильного їх застосування потрібно більш глибоке розуміння. Слід враховувати кілька аспектів, таких як робота продукту, властивості матеріалу, умови виробництва і вимірювання, а також правила, що стосуються стандартів. У статті представлені проблеми вимірювання та оцінки на прикладі площинності. Досліджується вплив різних стратегій точкової вибірки: порівнюються дванадцять методів в разі восьми випробувальних поверхонь, і пропонується метод модифікації. Помилка площинності, заснована на стандарті, може бути розрахована декількома способами. У цьому дослідженні був використаний метод мінімальної зони. При використанні методу мінімальної зони (MZ) необхідно визначити орієнтацію двох паралельних площин, які охоплюють хмару виміряних точок з мінімальною відстанню. Ця відстань повинна бути зіставлена з допуском. Досліджувані випробувальні деталі були виготовлені з попередньо загартованої сталі. Були проаналізовані 8 випробувальних поверхонь, які були оброблені різними методами обробки і параметрами різання. Були застосовані технології фрезерування, точіння і шліфування. Виміряна хмара точок була здобута за допомогою координатно-вимірювальної машини Mitutoyo Crysta-Plus 544. 1020 точок були записані з сіткою 5x5 мм. Контрольні значення помилки площинності були визначені ітераційним методом. На підставі результатів, наведених у статті, було виявлено, що шорсткість поверхні і площинність рухаються паралельно. Шорсткість поверхні в різних напрямках вимірювання може бути дуже різною. Відносне стандартне відхилення визначається технологією обробки. Стратегія точкової вибірки впливає на результат оцінки площинності. Представлений метод може бути поширений на більшу кількість технологій обробки, а також може бути вказаний коефіцієнт модифікації. Розмір плоскої поверхні може бути ще одним важливим фактором для оцінки площинності, тому його слід враховувати при подальших дослідженнях.