Файл: ПЛАН СЛЕС.ПРАКТИКИ.doc

Тема 2 Основы измерения. Классификация измерительных средств

Студент должен:

знать:

• виды и назначение измерительных инструментов;

• цену деления шкал и точность отсчета;

• пределы измерений;

• устройство измерительных инструментов;

уметь:

• пользоваться измерительными инструментами;

• выбирать инструмент в соответствии с типом детали.

2.1 Общие сведения по метрологии

Для обеспечения требуемой посадки и взаимозаменяемости машин необходимо измерить действительные размеры деталей. Высокое качество выполняемой работы во многом зависит от точности применяемых контрольно-измерительных инструментов. К основным причинам, снижающим точность измерения можно отнести неудовлетворительное состояние инструмента (механические повреждения измерительных поверхностей или их загрязнение, неправильное положение нулевых отметок шкалы и нониуса), неправильное взаимное расположение контролируемой детали и измерительного инструмента, температурные отклонения детали или инструмента от нормального значения температуры измерения (нормальной считается температура 20 ⁰С), незнание устройства измерительного инструмента или неправильное пользование им, неправильный выбор баз. Для повышения точности измерения нужно повторять несколько раз, а затем вычислить их средне-арифметическое значение. Необходимая точность измерения может быть достигнута только при использовании измерительных инструментов высокого качества с ценой деления шкалы и нониуса, соответствующей точности измерения. Решающими факторами, влияющими на выбор измерительных средств, являются измеряемый размер, шероховатость поверхности, погрешность изготовления детали (поле допуска, квалитет точности) и тип производства (единичное, серийное, массовое). В большинстве случаев в машиностроении точность измерений колеблется в пределах 0,1 ¸ 0,001 мм. В соответствии с этим разработаны и конструкции измерительных инструментов и приборов. В процессе изготовления различных деталей в период учебной практики, сборке или разборке сборочных соединений учащемуся необходимо пользоваться различными измерительными и контрольными инструментами. Эти инструменты делятся на контрольные и измерительные. По методу измерения измерительные средства делятся на 4 группы:

• инструменты с непосредственным отсчетом измеряемого размера, к ним относятся штриховые меры длины (линейки, штангенинструмент, микрометрический инструмент, имеющие шкалы);

• инструменты для измерения методом сравнения (калибры: гладкие, резьбовые);

• плоскопараллельные концевые меры, угловые меры;

• измерительные приборы и аппараты, подразделяющиеся на механические, оптико-механические, оптические, электрические, пневматические и жидкостные.

Инструменты 1-ой группы. Измерительные, поверочные линейки и кронциркули. Измерительная или масштабная линейка имеет штрих – деления, расположенные друг от друга на расстоянии 1 мм. Размер этих делений и определяет цену деления линейки и, следовательно, точность измерения, которая может быть достигнута при использовании этого инструмента. Измерительные (масштабные) линейки изготавливают из инструментальной углеродистой стали У7 или У8. Эти линейки позволяют определять наружные и внутренние размеры с точностью до 1 мм. Приемы использования измерительной линейки рис. 2.1.

Если по каким-либо причинам использование измерительной линейки затруднено, то для контроля размеров используют 2 инструмента сравнительного типа. Кронциркуль (рис. 2.2.). Размеры обработанной детали определяют сравнивая величину разведения ножек со шкалой измерительной линейки (рис. 2.2. б) или штангенциркуля.

Пружинные кронциркули (рис. 2.2. б) более удобны в обращении и обеспечивают большую точность измерений. Проверочные (лекальные) линейки служат для контроля обработанных поверхностей на прямолинейность и плоскостность. Эти линейки могут быть с двусторонними, 3 и 4-х сторонними гранями (рис. 2.3.).

Проверочные линейки изготавливают с высокой точностью. Они имеют узкие ребра с небольшим закруглением 0,1-0,2 мм, что позволяет определить отклонение с достаточно высокой точностью до 0,002 мм, используя метод световой щели. По результатам контроля можно сделать только вывод о наличии или отсутствии дефекта.

Штангенинструменты. К штангенинструментам относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры. Штангенциркули (ГОСТ 166-73 рис. 2.5.) изготавливаются 4-х типов ШЦ-I с двухсторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений и с линейкой для измерения глубин и высот. ШЦТ-1 с односторонним расположением губок, губок для внутренних измерений нет, губки оснащены пластинками твердого сплава. ШЦ-II с двухсторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений и для разметки. ШЦ-III с односторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений. Штангенглубиномеры (ГОСТ 162-64 рис. 2.5. в) предназначены для измерения глубины и высоты изделий, расстояний до буртиков или выступов, а штангенрейсмасы (ГОСТ 164-64, рис. 2.5. г) для разметки и измерения высоты изделий. Все штангенинструменты имеют основную шкалу с ценой изделия 1 мм и нониус (вспомогательная шкала для отсчета дробных долей мм). П.Нониус – испанский монах 17 век н.э., изобретатель вспомогательной шкалы. Основные типы нониусов показаны на рис. 2.4.

Характеристики нониусов: цена деления нониуса и модуль нониуса, V – определяются по формулам ; , где i – цена деления основной шкалы в мм; n – число делений нониуса; i - длина шкалы нониуса в мм.

Разновидности штангенинструментов смотрите на рис. 2.5.

а - приблизительная установка размера; б - зажим рамки микроподачи; в - измерение размера гайкой микроподачи; г - зажим гайки и чтение размера

Приемы измерения штангенциркулем с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм

При измерении штангенинструментом следует проверить:

• плавность перемещения рамки по всей длине штанги;

• плотность прилегания измерительных губок друг к другу (в сведенном положении не должно быть просвета между губками);

• точность совпадения нулевого штриха нониуса с нулевым штрихом основной шкалы;

• точность совпадения торца линейки глубиномера с торцом штанги.

Микрометрические инструменты. К микрометрическим инструментам относятся микрометры, микрометрические глубиномеры и микрометрические нутромеры. Все эти инструменты имеют микрометрическую головку с ценой деления 0,01 мм и с диапазоном показаний от 0 – 25 мм (иногда 0 – 5; 0 – 10 и 0 – 15 мм). Показания со шкалы микрометра считываются следующим образом (рис. 2.6.):

Рисунок 2.6 Отсчет показаний по шкале микрометра

• по основной шкале, расположенной на стебле микрометрической головки, считываются целые миллиметры и половины миллиметров, размер определяют по штриху основной шкалы, видному из-под сноса барабана;

• по круговой шкале барабана определяют сотые доли миллиметров по штриху шкалы барабана, совпадающему с продольным штрихом основной шкалы;

• к показаниям, считанным по основной шкале, прибавляют показания, считанные со шкалы барабана, полученная сумма и будет являться размером проверяемой детали.

В соответствии с ГОСТ 6507-60 устанавливаются следующие типы микрометров:

МК – микрометры гладкие для измерения наружных размеров изделий;

МЛ – микрометры листовые с циферблатом для измерения толщины листов и линий;

МТ – микрометры трубные для измерения толщины стенок труб с внутренним диаметром от 12 мм и более;

МЗ – микрометры зубомерные для измерения длины общей нормали зубчатых колес.

Гладкий микрометр (рис. 2.7.) состоит из скобы – 1, пятки – 2, микрометрического винта – 4, стопора – 5, стебля – 6, барабана – 7 и трещотки – 8.

Микрометры выпускаются с диапазоном измерения 0 – 25, 25 – 50, 50 – 75 и т.д.

Глубиномер микрометрический (ГОСТ 7470-67) (рис. 2.8.) предназначен для измерения глубины пазов, отверстий и высоты уступов. Основные детали: основание – 1, стебель – 2, барабан – 3, трещотка – 4, стопор – 5, измерительный стержень – 6.

Микрометрические глубиномеры обеспечивают диапазоны измерения – 0…25; 25…50; 50…75; 75…100; за счет замены сменных стержней – 6.

Микрометрический нутромер (рис. 2.9.).

1 - корпус; 2 - стопор обода; 3 - циферблат; 4 - обод; 5 - стрелка; 6 - указатель полных чисел оборотов; 7 - гильза; 8 - стержень; 9 - наконечник; 10 - измерительный шарик; 11- головка

Рисунок 2.10 Индикатор (измерительная головка)

Индикаторы (рис. 2.10.) часового типа (ГОСТ 577-68) применяются для измерения размеров и отклонений формы и взаимного раскольжения поверхностей изделий, а также в качестве отсчетных устройств в различных измерительных приборах и контрольно-измерительных приспособлениях.

Большая шкала (см. рис. 2.10.) разделена по окружности на 100 частей, что обеспечивает цену деления 0,01 мм. Целое число миллиметров отсчитывается малой стрелкой указателя оборотов по малой шкале.

Приемы измерения индикатором часового типа показаны на рис. 2.11.

2.2 Средства измерения углов и конусов

Основным параметром, контролируемым при обработке углов и конусов, является плоский угол, за единицу которого принят градус. Градусом называется 1/360 часть окружности, он состоит из 60 угловых минут, а минуты – из 60 угловых секунд.

Методы измерения углов можно разделить на 3 основных вида:

1. Метод сравнения с жесткими угловыми мерами или шаблонами.

2. Абсолютный метод, основанный на применении измерительных инструментов с угловой шкалой.

3. Косвенный метод, состоящий в измерении линейных размеров, связанных с углом конуса тригонометрическими зависимостями.

Простейшие инструменты для контроля углов – угольники с углом 90⁰, предназначенные для разметки и проверки взаимной перпендикулярности отдельных поверхностей деталей при монтаже оборудования и для контроля инструмента, приборов и станков. В соответствии со стандартом различают 6 типов угольников (рис. 2.12.):

Более универсальные инструменты для контроля и разметки углов – транспортирные угломеры (простые, оптические, универсальные). В машиностроении широко применяются угломеры с нониусом типа УН для измерения наружных и внутренних углов и типа УМ для измерения только наружных углов (рис. 2.13.).

Приемы измерения углов смотрите рис. 2.14.

Калибры применяются для контроля размеров отверстий и наружных поверхностей деталей. В производстве не всегда нужно знать действительный размер. Иногда достаточно убедиться в том, что действительный размер детали находится в пределах установленного допуска, т.е. между наибольшими и наименьшими предельными размерами. В соответствии с этими размерами применяют предельные калибры, которые имеют две (или две пары) измерительные поверхности проходной и непроходной частей. Различают калибры гладкие, резьбовые, конусные и др. Калибры-пробки, калибры-скобы в зависимости от размеров контролируемых деталей, типа производства и других факторов имеют различные конструктивные формы (рис. 2.15, рис. 2.16).

Проходная сторона (ПР) пробки или скобы имеет размер, равный наименьшему предельному размеру отверстия или вала, а непроходная сторона (НЕ) – наибольшему предельному размеру вала и соответственно отверстия. Приемы измерения калибрами-пробками и калибрами-скобами показаны на рис. 2.16.

Калибры для конусов инструментов представляют собой калибры-пробки и калибры-втулки. Контроль инструментальных конусов производят комплексным методом, т.е. одновременно проверяют угол конуса, диаметры и длину (рис. 2.17).

Шаблоны применяют для проверки сложных профилей деталей и линейных размеров. Шаблоны изготовляют из листовой стали. Контроль производят сопряжением шаблона с проверяемой поверхностью. По размеру и равномерности просвета судят о качестве обработки (рис. 2.18., рис. 2.19.).