Файл: Методичка по метрологии.doc

Введение

Лабораторные работы по дисциплинам «Метрология, стандартизация, сертификация» и «Нормирование точности» разработаны в соответствии с гостами. Цель – научить студентов пользоваться измерительными приборами, устройствами и инструментами при контроле точности и качества деталей машин и приборов.

Содержание лабораторных работ соответствует тематике курса лекций и связано с дисциплинами: «Инженерная графика», «Детали машин», «Технология машиностроения».

При проведении работ необходимо пользоваться справочниками и ГОСТами, указанными в библиографическом списке, чертежами деталей машин.

По каждой лабораторной работе выполняется отчет в соответствии с СТП 71.4-84.

Лабораторная работа №1 Абсолютные измерения. Измерение линейных и угловых размеров

Цель работы: научиться определять линейные и угловые размеры деталей машин с помощью штангенинструмента, микрометрического инструмента и угломеров.

Общие сведения

В теории измерений принято пять типов шкал: наименования, порядка, интервалов, отношений и абсолютная.

Классификация видов и методов измерений приведена на рис. 1.

Рис. 1

Абсолютное измерение – это измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и(или) использовании значений физических констант.

Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Метод совпадений, где разность между сравниваемыми величинами измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Абсолютные измерения основаны на непосредственном определении значения измеряемой величины по отсчетному устройству измерительного прибора.

Метод абсолютных измерений широко применяется в металлообрабатывающей промышленности для измерения линейных и угловых размеров. При выборе средства измерения нужно иметь в виду, что погрешность измерения должна составлять не более 20…35% от допуска на размер.

Наиболее распространены измерения с помощью штангенинструмента, микрометрического инструмента и нониусных угломеров.

К штангенинструменту относятся: штангенциркули, штанген-глубиномеры, штангенрейсмусы.

По ГОСТ 166-80 штангенциркули делят: на двусторонние с глубиномером ШЦ-I (рис. 2); односторонние с покрытием из твердого сплава; с глубиномером – ШЦ-I; двусторонние – ШЦ-II; односторонние – ШЦ-III (рис. 3).

Пределы измерений и точность отсчета по нониусу штангенциркулей должны соответствовать указанным в табл. 1.

Таблица 1

Штангенциркули

Штангенциркуль с обычной шкалой (рис. 2, 3, 4)

Рис. 2: 1 – штанга; 2 – рамка; 3 – зажимающий винт;

4 – нониус; 5 – глубиномер

Рис. 3: 1 – штанга; 2 – рамка; 3 – зажимающий винт; 4 – нониус;

5 – рамка микрометрической подачи

Рис. 4

Более точные результаты дают инструменты с круглой шкалой (цена деления 0,02 мм – рис. 5) и электронные цифровые (цена деления 0,01 мм – рис. 6).

Штангенциркуль с круглой шкалой

Рис. 5

Представленный штангенциркуль имеет следующие характеристики:

• большой контрастный циферблат;

• матовохромированная шкала делений;

• ударозащитный механизм;

• установка «0» благодаря вращающемуся циферблату и арретиру;

• закрытая зубчатая штанга;

• подвижная часть и направляющая из закаленной нержавеющей стали;

• ступенчатое измерение;

• ножевые опоры для внутренних измерений;

• стержень для измерения глубины.

Штангенциркуль цифровой (цена деления 0,01 мм)

Рис. 6

Рис. 7

Штангенглубиномеры

По ГОСТ 162-80 штангенглубиномеры (рис. 8, 9, 10) изготавливаются с параметрами, указанными в табл. 2.

Пример условного обозначения: штангенглубиномер – ШГ-250 ГОСТ 162-80.

Рис. 8. Штангенглубиномер: 1 – рамка; 2 – штанга

Таблица 2

Рис. 9

Рис. 10

Штангенрейсмусы

По ГОСТ 164-80 штангенрейсмусы (рис. 11) изготавливаются с пределами измерений, точностью отсчета по нониусу и вылетами ножек, указанными в табл. 3. Пример условного обозначения штангенрейсмуса: ШР 250-0,05 ГОСТ 164-80.

Рис. 11

Таблица 3

Для измерений используют электронный вертикальный длиномер и штангенрейсмус (рис. 12), механический вертикальный длиномер и штангенрейсмус (рис. 13), вертикальный длиномер и штангенрейсмус с индикатором часового типа (рис. 14)

Данные приборы имеют следующие характеристики:

• электронный вертикальный длиномер и штангенрейсмус:

– дискретность цифровой шкалы: 0,01 мм / 0,005 дюйма;

– интерфейс RS232;

– обнуление и фиксация значений в любом месте диапазона показаний;

– функция PRESET (предустановка параметров);

– допустимая погрешность: до 600 мм – 30 мкм, 1000 мм – 40 мкм.

Диапазон измерения (мм/дюйм) бывает:

0…300 / 0…12;

0…600 / 0…24;

0…1000 / 0…40.

• механический вертикальный длиномер и штангенрейсмус:

– с нониусной шкалой;

– цена деления шкалы: 0,02 мм;

– считывание без смещения – шкала с матовым хромированием.

• вертикальный длиномер и штангенрейсмус с индикатором часового типа:

– круглая вращающаяся шкала с ценой деления шкалы 0,01 мм;

– установка показаний на ноль в любом месте диапазона измерения;

– допустимая погрешность: до 200 мм – 30 мкм, 400 мм – 40 мкм, 600 мм – 50 мкм.

На рис. 15 изображен замер высоты детали с использованием высотомера с цифровым дисплеем с ценой деления 0,001 мм и 0,0001 мм / 0,0001 и 0,00001 дюйм.

Определение контролируемых размеров

После сдвига измерительных губок штангенинструмента до соприкосновения с поверхностями детали, расстояние между которыми нужно измерить, определяют число целых делений на шкале штанги, расположенных между нулевыми штрихами шкалы и штанги нониуса. Это число обозначает размер в миллиметрах, количество которых равно порядковому номеру штриха нониуса, совпадающего с каким-либо штрихом шкалы штанги, умноженному на значение отсчета по нониусу:

,

где А – размер; n₁ – число целых делений на шкале штанги; i₁ – цена деления на шкале штанги; n₂ – число целых делений на нониусе; i₂ – цена деления нониуса.

При измерении внутренних поверхностей контролируемый замер определяется

А = А₁ + Ш_губок.

Точность измерения принято считать равной цене деления нониуса.

Микрометры

Микрометры применяются для измерения линейных размеров с точностью до 0,01 мм. Различают следующие типы микрометров:

– гладкие, для измерения наружных размеров изделий (тип МК) – рис. 16;