Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса обеспечения единства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 19
1.1 Общие положения. Предмет и методы исследования 19
1.2 Сложнопрофильные поверхности. Виды. Способы задания 21
1.3 Геометрические параметры. Особенности нормирования и измерений... 24
1.4 Состояние обеспечения единства измерений геометрических параметров сложнопрофильных поверхностей 28
1.4.1 Состояние научных основ 28
1.4.2 Состояние нормативно-технических документов 30
1.4.3 Анализ эталонной базы 32
1.5 Геометрические параметры отклонений формы поверхностей. Анализ понятия. Особенности нормирования и измерений 33
1.6 Существующие методы и средства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 38
1.7 Координатные средства измерений - потенциальные исходные по точности средства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 43
1.8 Выводы. Постановка задач исследования 49
Глава 2. Разработка методических основ пространственных координатных измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 52
2.1 Общие положения 52
2.2 Математическая модель измерений координат 53
2.3 Обобщенная математическая модель измерений геометрических параметров сложнопрофильных поверхностей 55
2.4 Математическая модель измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 58
2.4.1 Общие положения 58
2.4.2 Модель номинальной поверхности 64
2.4.3 Математическая модель координатной поверхности 66
2.4.4 Математическая модель реальной поверхности 69
2.4.5 Математическая модель измеренной поверхности 69
2.4.7 Математическая модель нормали от координатной поверхности 73
2.4.8 Математические модели координат точек, лежащих на координатной поверхности и реальной поверхности 74
2.4.9 Математическая модель измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 79
2.5 Методические основы измерений геометрических параметров отклонений формы конкретных поверхностей 81
2.5.1 Математическая модель измерений геометрических параметров отклонений формы реальной поверхности от плоскостности 81
2.5.2 Математическая модель измерений геометрических параметров отклонений формы от круглости поверхностей тел вращения 85
2.5.3 Математическая модель измерений геометрических параметров отклонений формы профиля эвольвентной поверхности 88
2.5.4 Математическая модель измерений геометрических параметров отклонений формы турбинных лопаток 92
2.6 Выводы 97
Глава 3. Разработка исходного по точности средства измерений геометрических параметров отклонений формы сложношофильных поверхностей 100
3.1 Общие положения 100
3.2 Анализ существующих исходных по точности средств измерений геометрических параметров конкретных поверхностей 103
3.2.1 Исходные по точности средства измерений отклонений формы от плоскостности 103
3.2.1.1 Государственный специальный эталон ГЭТ 130-80 103
3.2.1.2 Исходные по точности интерференционные методы и средства измерений отклонения от плоскостности и сферичности прецизионных поверхностей 106
3.2.2 Исходное по точности средство измерений геометрических параметров отклонений от круглости поверхностей тел вращения 110
3.2.3 Исходное по точности средство измерений геометрических параметров эвольвентных поверхностей 113
3.2.4 Выводы. Общие элементы, связывающие средства и методы воспроизведения единицы длины в области измерений геометрических параметров конкретных поверхностей 115
3.3 Разработка обобщенной математической модели выбора исходного по точности средства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 117
3.3.1 Общие положения 117
3.3.2 Материализация пространственной системы координат в исходном по точности средстве измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 119
3.3.3 Воспроизведение единицы длины вдоль каждой из координатных осей в пространственной системе координат 125
3.3.4 Реализация алгоритма, в соответствии с которым вычисляется геометрические параметры отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 127
3.4 Координатно-измерительная машина ZMC-550 - исходное по точности средство измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 130
3.4.1 Общие положения 130
3.4.2 Устройство и принцип действия КИМ ZMC-550 132
3.4.3 Анализ бюджета неопределенности 133
3.4.4 Математическая модель КИМ ZMC-550 135
3.4.5 Реализация макета исходного по точности средства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей на базе КИМ ZMC-550 140
3.5 Выводы 142
Глава 4. Разработка средств и методов передачи размера идеальные длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 144
4.1 Общие положения 144
4.2 Анализ существующих средств и методов передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы конкретных поверхностей 146
4.2.1 Средства и методы передачи размера единицы длины в области измерений отклонений от плоскостности 146
4.2.3 Средства и методы передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров эвольвентных поверхностей 153
4.2.4 Выводы. Общие элементы, связывающие средства и методы передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы конкретных поверхностей 155
4.3 Разработка обобщенной модели передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 157
4.4 Разработка методов передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 159
4.4.1 Прямой метод передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 159
4.4.2 Косвенный метод передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 162
4.4.2.1 Общие положения 162
4.4.2.2 Оценка точности алгоритмов, реализованных в средствах измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 164
4.4.2.3 Передача размера единицы длины в области измерений координат прямым методом 169
4.4.2.4 Передача размера единицы длины в области измерений координат косвенным методом 174
4.5 Выводы 177
Глава 5. Разработка системы поверочных схем для передачи размера единицы длины в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 181
5.1 Общие положения 181
5.2 Анализ существующих систем воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений геометрических параметров конкретных поверхностей 183
5.2.1 Система воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений отклонений от плоскостности 183
5.2.1.1 Система воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений отклонений от плоскостности в соответствии с ГОСТ 8.420 183
5.2.1.2 Система воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений отклонения от плоскостности и сферичности прецизионных поверхностей 187
5.2.2 Система воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений отклонений от круглости поверхностей тел вращения 189
5.2.3 Система воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений геометрических параметров эвольвентных поверхностей 192
5.2.4 Выводы. Общие элементы, связывающие системы воспроизведения, хранения единицы длины и передачи ее размера средствам измерений определенных геометрических параметров конкретных поверхностей 195
5.3 Разработка обобщенной поверочной схемы для средств измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 196
5.4 Выводы 201
Глава 6. Разработка нормативной базы в области обеспечения единства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 203
6.1 Общие положения 203
6.2 Разработка документа МИ 3184-2009 «ГСИ. Меры геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей. Методика поверки» 204
6.3 Разработка документа МИ 3185-2009 «ГСИ. Средства измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей. Методика поверки» 207
6.4 Выводы 212
Глава 7. Экспериментальные исследования и апробация основных научных и технических положений, разработанных в иссертации 213
7.1 Общие положения 213
7.2 Проверка адекватности разработанных алгоритмических и математических моделей в области измерений геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 214
7.3 Реализация макета исходного по точности средства измерений геометрических параметров отклонений формы турбинных лопаток на базе KMMZMC-550 218
7.4 Экспериментальные исследования метрологических характеристик макета исходного по точности средства измерений на базе КИМ ZMC550 221
7.5 Оценка неопределенности КИМ в режиме измерений координат и геометрических параметров отклонений формы сложнопрофильных поверхностей 222
7.5 Разработка поверочной схемы для средств измерений геометрических параметров отклонений формы турбинных лопаток 230
7.6 Экспериментальные исследования мер геометрических параметров отклонений формы турбинных лопаток 233
7.8 Выводы 235
Заключение 236
Список использованных источников 245
Приложения 263
