Do napisania dzisiejszego artykułu sprowokowało mnie postawione w tytule pytanie, które zdarza mi się słyszeć dosyć regularnie. Jeżeli chodzi o ustalenie reguł nadzorowania przyrządów pomiarowych wskazujących i wzorców – sprawa wydaje się dość jasna i jest zresztą odmieniana przez wszystkie przypadki na wszystkich możliwych szkoleniach. Jest jednak pewna grupa przyrządów niejako z pogranicza, mianowicie sprawdziany – wzorce, takie jak zarysu gwintu, promieni czy kątów. Spotkałem się z wystarczająco dużą ilością podejść i opinii aby zrozumieć, że jest problem…

Sprawcy zamieszania

Zacznijmy od zdefiniowania problematycznych wzorców/ sprawdzianów. Oczywiście nie sposób tu omówić wszystkich dostępnych odmian i rodzajów (choćby wzorce do spoin), skupiam się jedynie na typowych przedstawicielach reprezentujących daną grupę, co w zupełności wystarczy do zrozumienia tematu.

Wzorce łuków kołowych (MWKc)

Znane także jako wzorce zarysu gwintu, promieniomierze czy płytkowe wzorce promieni (dawne oznaczenie MWKc, polska norma PN-87/M-53396) to nic innego jak listki (płytki) odzwierciedlające zarys promienia wewnętrznego i zewnętrznego (wklęsły i wypukły), pogrupowane rozmiarami w podręczne zestawy. Służą do wzrokowej oceny wartości promienia na detalu poprzez porównanie z wzorcem.

Na rynku występują zwykle w zestawach:

• R1-7 mm – 34 płytki
• R7,5-15,0 mm – 32 płytki
• R15,5-25 mm – 30 płytek

Polskie normy wskazywały 2 klasy, których wykonywane były wzorce, a ich dopuszczalne odchyłki podaję poniżej:

Promień znamionowy od	Promień znamionowy do	Klasa 1	Klasa 2
	3 mm	+/- 0,02 mm	+/- 0,05 mm
3 mm	6 mm	+/- 0,024 mm	+/- 0,06 mm
6 mm	10 mm	+/- 0,029 mm	+/- 0,075 mm
10 mm	18 mm	+/- 0,035 mm	+/- 0,09 mm
18 mm	25 mm	+/- 0,042 mm	+/- 0,105 mm

Wśród dostępnych na rynku produktów znajdziemy ogrom tanich wzorców w cenie od kilkudziesięciu złotych, na których znajdujemy odchyłki rzędu +/- 0,03 mm.

Zaznaczyć należy, że z racji samej metody – zdolność pomiarowa ograniczona stopniowaniem, mówimy tu raczej o zgrubnej kontroli niż precyzyjnym pomiarze, jednak często lepszy taki pomiar niż żaden. Zwłaszcza, że pomiary małych promieni w sposób mobilny (bez wykorzystania mikroskopu na przykład) są generalnie zadaniem niełatwym.

Wzorce zarysu gwintu (MWG)

Podobny wzorcem z omawianej kategorii są wzorce zarysu gwintu. Tak jak wzorce promieni i katów dostępne są w kompletach składających się z różnej ilości płytek. Tu zróżnicowanie jest nieco większe, co wynika z większego zróżnicowania dostępnych rodzajów gwintów. Mamy zatem wzorce dopasowane do gwintów metrycznych i calowych, o kątach 60 i 55 stopni, które to występują w różnych kombinacjach. Płytki w komplecie opisane są zwykle wartością podziałki lub TPI (Thread per Inch – liczba zwojów na cal). Typowe dostępne konfiguracje to przykładowo:

• Zestaw łączony: gwint metryczny 60° oraz calowy Whitworth 55° – np. 52 płytki do zarysów o podziałce 0,25 – 6,0 (M) oraz 4-62 TPI
• Wzorce zarysu gwintu metrycznego 60° (także do gwintu UN) o podziałce 0,4-7, 20 płytek
• Wzorce zarysu gwintu Whitworth 55°, 4-62 (TPI), 28 płytek
• Wzorce zarysu gwintu trapezowego 30°, podziałki 2-20 mm, 12 płytek

Wzorce tego typu są najczęściej wykorzystywane do identyfikacji gwintu poprzez porównanie z płytkami sąsiednimi i ocenę atrybutową pasuje – nie pasuje. Na odpowiedni kształt zarysu gwintu składają się 3 wymiary zarysu:

• wysokość h1
• podziałka gwintu
• kąt zarysu wzorca

Wymiary te są tolerowane w normie PN-88/M-53395 (z braku nowszego źródła…).

Wzorce zarysu kąta

Kolejna podobna grupa wzorców to wzorce płytkowe kąta. Konstrukcyjnie podobna do dwóch powyższych, mamy więc płytki reprezentujące różne wartości kąta płaskiego pogrupowane w zestawy. Typowo na rynku znajdziemy na przykład komplet zawierający 20 płytek o wartościach od 1° do 45°.

Sprawdzanie wzorców zarysu

Chcąc odpowiedzieć na tytułowe pytanie zacznijmy od określenia roli sprawdzianów w naszej firmie. Czy służą do pomiarów cech jakościowych czy może do zgrubnej kontroli lub w pośrednich procesach? W pierwszym przypadku podlegać systemowi regularnych sprawdzeń czy wzorcowań muszą.

W kwestii sposobu potwierdzania przydatności uważam, że chcąc zapewnić bezdyskusyjną zgodność z założeniami systemu należy wykazać, że używane wzorce są wymiarowo zgodne. Jeśli wymiar jest tolerowany, to pod tym katem powinniśmy dobrać narzędzie (o właściwym ustalaniu wymagań i doborze narzędzi już pisałem) o odpowiedniej zdolności pomiarowej. Jeśli więc uznaliśmy, że dopuszczalna odchyłka na wzorcu promienia to setne części milimetra, to takie potwierdzenie musimy posiadać – wartość promienia wzorca jako liczba, którą porównać możemy z dopuszczalnymi odchyłkami. Nie jest zatem w tym kontekście właściwa ocena wzorca pod kątem samego tylko zużycia czy porównania z innym promieniem i ocenę atrybutową OK/ NOK.

Sprawa jest w zasadzie jeszcze bardziej zero-jedynkowa jeżeli idzie o zarys gwintu. Gwinty z racji sposobu działania są precyzyjnie obliczone i nie mamy tu możliwości ustalania własnych odchyłek. Jeśli ocena gwintu wzorcem zarysu jest istotnym procesem i chcemy zapewnić jego prawidłowość, nie wystarczy wizualna ocena – należy wzorzec zmierzyć i ocenić.

Rozwiązaniem nie jest też wymiana na nowy bez jego uprzedniego potwierdzenia. Zgodnie z zapisem w ISO 9001:2015 przyrząd powinien bowiem zostać sprawdzony przed użyciem…

Jak wygląda wzorcowanie wzorców zarysu?

Wzorcowanie wzorców zarysu można zlecić do laboratorium wzorcującego/ pomiarowego, lub wykonać samodzielnie. Do tego celu najlepiej nada się urządzenie pomiarowe optyczne typu projektor profili lub mikroskop pomiarowy (czy też optyczna maszyna pomiarowa). Płytki są płaskie, mierzony jest zarys, jest to więc wymarzona sytuacja na optykę. Oto jak pięknie wygląda pomiar wzorca promieni w naszym laboratorium, z wykorzystaniem optycznej maszyny pomiarowej UNIMETRO:

Wszystkie wymienione w artykule wzorce od razu ze świadectwem wzorcowania możecie zakupić w naszym sklepie. Natomiast posiadane przez Was wzorce chętnie wywzorcujemy w naszym laboratorium – z niską niepewnością pomiaru i w krótkim terminie.