Измерительные линейки, штангенинструмент и микрометрические инструменты
Измерительные линейки
Измерительные линейки (рис. 1.7) относятся к штриховым мерам и предназначены для измерения размеров изделий 14... 18 квалитетов точности прямым методом.
Они предназначены для измерений высот, длин, диаметров, глубин в различных отраслях промышленности, в том числе и в машиностроении. Их основное преимущество - простота конструкции, низкая стоимость, надежность и простота в измерении. Измерение производят прикладыванием линейки к измеряемому объекту, чаще всего совмещая нулевой штрих линейки с краем детали. Отсчет по шкале на другом краю детали дает искомый результат измерения. Но это не обязательно. Так, например, при измерении диаметра отверстия снимаются два показания: с одной стороны отверстия и с другой. Вычитая из большего значения меньшее, получаем размер диаметра.
Конструкции линеек однотипны. Они представляют собой металлическую полосу шириной 20...40 мм и толщиной 0,5... 1,0 мм, на широкой поверхности которой нанесены деления. Линейки изготавливают с одной или двумя шкалами, с верхними пределами измерений 150, 300, 500 и 1 000 мм и ценой деления 0,5 или 1 мм. Линейки с ценой деления 1 мм могут иметь на длине 50 мм от начала шкалы полумиллиметровые деления.
Рис. 1.7.
Допускаемые отклонения действительной общей длины шкалы линеек от номинального значения находятся в пределах +(0,10...0,20) мм в зависимости от общей длины шкалы, а отдельных подразделений- не более ±(0,05...0,10) мм.
Поверку (калибровку) линеек, т. е. определение погрешности нанесения штрихов, производят по образцовым измерительным линейкам, которые называются штриховыми мерами. Погрешность такого сравнения не превышает 0,01 мм.
Штангенинструмент
Предназначен для абсолютных измерений линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также для воспроизведения размеров при разметке деталей.
К нему относятся штангенциркули (рис. 1.8), штангенглубино- меры и штангенрейсмасы.
Основными частями штангенциркуля являются штанга-линейка с делениями шкалы 1 мм и перемещающаяся по линейке шкала-нониус 5. По штанге-линейке отсчитывают целое число миллиметров, а по нониусу- десятые и сотые доли миллиметра.
По основной линейке 1 с неподвижными губками 2 перемещается рамка 3 с подвижными измерительными губками. Для плавного перемещения рамки по штанге-линейке предусмотрено микрометрическое устройство 7, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи. На подвижной рамке установлен стопорный винт 4. Для измерения глубины отверстий пазов и других внутренних элементов деталей используется линейка глубиномера 6.
Для отсчета с помощью нониуса сначала определяют по основной шкале целое число миллиметров перед нулевым делением нониуса. Затем добавляют к нему число долей по нониусу в соответствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху основной шкалы (рис. 1.8, г).
Основные типы нониусов (I-IV) представлены на рис. 1.9.
Основными характеристиками нониуса являются величина отсчета по нониусу (цена деления нониуса) а и модуль нониуса у, которые определяются по следующим формулам:
у =(l + i)/(ni),
где i - цена деления основной шкалы, мм; n - число делений нониуса; l - длина шкалы нониуса мм.
Рис. 1.8. :
а - типа ШЦ-1; б - типа ШЦ-П; в - типа ШЦ-Ш; г - отсчет по нониусу; 7 - штанга-линейка; 2 - измерительные губки; 3 - рамка; 4 - винт зажима рамки; 5 - нониус; 6 - линейка глубиномера; 7 - рамка микрометрической подачи
Наибольшее распространение получили нониусы с точностью отсчета 0,1; 0,05; 0,02 мм. Основные метрологические характеристики штангенинструментов, применяемых в машиностроении, представлены в табл. 1.2.
ГОСТ 166-89 предусматривает изготовление и использование трех типов штангенциркулей: ШЦ-1 с ценой деления 0,1 мм, ШЦ-П с ценой деления 0,05 мм и 0,1 мм, ШЦ-Ш с ценой деления 0,05 и 0,1 мм. Кроме того, на заводах применяют ранее изготовленные штангенциркули с ценой деления нониуса 0,02 мм, а также индикаторные штангенциркули с ценой деления индикатора 0,1; 0,05; 0,02 мм.
В штангу индикаторного штангенциркуля (рис. 1.10) вмонтирована зубчатая рейка 2, по которой перемещается зубчатое колесо 3 индикатора, закрепленного на рамке 1. Перемещение зубчатого колеса передается на стрелку индикатора, показывающую единицы, десятые и сотые доли миллиметра.
Для линейных измерений в последнее время применяют также штангенинструменты с электронным цифровым отсчетом (рис. 1.11). В этих приборах вдоль штанги также располагается многозначная мера, по которой отсчитывается величина перемещения подвижной рамки. В качестве многозначной меры используются фотоэлектрические или емкостные преобразователи. Большинство штангенинструментов с электронным отсчетным устройством имеют возможность представления результата измерения непосредственно на шкалу прибора либо на подключаемый к нему микропроцессор. Цена деления таких приборов составляет 0,01 мм.
(ГОСТ 162 - 90) (рис. 1.12) принципиально не отличаются от штангенциркулей и применяются для измерения глубины отверстий и пазов. Рабочими поверхностями штангенглубииомеров являются торцовая поверхность штанги-линейки 1 и база для измерений - нижняя поверхность основания 4. Для удобства отсчета результатов измерений, повышения точности и производительности контрольных операций в некоторых типах штангенглубииомеров вместо нониусной шкалы предусматривается установка индикатора часового типа с ценой деления 0,05 и 0,01 мм.
(ГОСТ 164-90) (рис. 1.13) являются основными измерительными инструментами для разметки деталей и определения их высоты. Они могут иметь дополнительный присоединительный узел для установки измерительных головок параллельно или перпендикулярно плоскости основания.
Рис. 1.9.
Измерительное средство | Цена деления шкалы, мм | Диапазон показаний шкалы, мм | Пределы измерений инструмента, мм | Предельные погрешности инструмента, мкм | Условное обозначение инструмента |
Штангенциркули | ШЦ-1-125-0,1 |
||||
(ГОСТ 166-89) типов: | ГОСТ 166-89 |
||||
ШЦ-I, ШЦТ-1 | ±(150...170) | ||||
ШЦ-И, ШЦ-Ш | ШЦ-Н-250-0,05 |
||||
ГОСТ 166-89 |
|||||
ШГ-160 |
|||||
(ГОСТ 162-89) типа ШГ | ГОСТ 162 - 90 |
||||
Рис. 1.10. : 1 - рамка; 2 - зубчатая рейка; 3 - зубчатое колесо
Конструкция и принцип действия штангенрейсмаса принципиально не отличаются от конструкции и принципа действия штангенциркуля. На заводах применяют штангенрейсмасы с индикаторным и цифровым отсчетом показаний. В первом случае вместо нониус - ной шкалы на подвижной рамке устанавливают индикатор часового типа с ценой деления 0,05 или 0,01 мм, а во втором - зубчатое колесо ротационного фотоэлектрического счетчика импульсов, которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой, нарезанной на штанге прибора. За один оборот зубчатого колеса счетчик дает 1 000 импульсов, которые передаются цифровому показывающему или записывающему устройству. Погрешность измерения в этом случае может не превышать 10... 15 мкм.
Для измерения и контроля толщины зубьев зубчатых колес по постоянной хорде применяют штангензубомеры с нониусом по
Рис. 1.11.
Рис. 1.12. :
1 - штанга-линейка; 2 - рамка микрометрической подачи; 3 - нониус; 4 - основание
Рис. 1.13.
1 - штанга-линейка; 2 - рамка; 3 основание; 4 - державка; 5 - нониус
ТУ 2-034-773 - 84 (рис. 1.14) ШЗ-18 и ШЗ-36 с ценой деления 0,05 мм. Этими приборами измеряют зубчатые колеса с модулем с 1 по 18 и с 5 по 36 соответственно без ограничения диаметра делительной окружности, со степенями точности колес 11, 12.
Сама толщина зуба стандартом не нормируется, однако по этой величине путем пересчета можно определить величину смещения исходного контура зубчатой рейки, которая нормируется ГОСТ. При смещении исходного контура зубчатой рейки изменяется толщина зуба по постоянной хорде.
При угле зацепления 20° расстояние hc от постоянной хорды до окружности выступов hc = 0,7476т, а теоретическая толщина зуба по постоянной хорде Sc = 1,387т. На практике значения hc и Sc находят по заранее составленным таблицам.
Штангензубомер имеет две взаимно перпендикулярные штанги 1 и 4, по которым перемещаются две нониусные рамки 2 и 5.
Рамка 2 выполнена с упором 3, а рамка 5 - с губкой 6. При измерении толщины зуба упор 3 устанавливают по нониусу 2 на расчетное значение hc и затем накладывают прибор на проверяемый зуб. Губки 6 и 7 сдвигают и по нониусу 5 измеряют толщину зуба Sc.
Микрометрические инструменты
Предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глубин отверстий и пазов и т.д. К ним относятся гладкие микрометры (рис. 1.15), микрометры со вставками, микрометрические глубиномеры, микрометрические нутромеры.
Принцип действия этих инструментов основан на использовании винтовой пары (винт-гайка) для преобразования вращательного движения микрометрического винта в поступательное. Основными частями микрометрических инструментов являются: корпус 1, стебель 3, внутри которого с одной стороны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой - гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения винта.
Рис. 1.14. :
1 и 4 - штанга; 2 и 5 - нониусная рамка; 3 - упор; 6 и 7 - губки
На винт 4 установлен барабан 5, соединенный с трещоткой 7, обеспечивающей постоянное усилие измерения (для микрометрических нутромеров трещотка не устанавливается). Стопор служит для закрепления винта в нужном положении.
Отсчетное устройство микрометрических инструментов (рис. 1.15, в) состоит из двух шкал: продольной 1 и круговой 2. По продольной шкале отсчитывают целые миллиметры и 0,5 мм, по круговой шкале - десятые и сотые миллиметра.
Основные метрологические характеристики микрометрических инструментов представлены в табл. 1.3.
Гладкие микрометры типа МК (ГОСТ 6507-90) (см. рис. 1.15) выпускают с различными пределами измерений - от 0 до 300 мм с диапазоном показаний шкалы 25 мм, а также 300...400, 400...500 и 500...600 мм.
Рис. 1.15. :
а - кинематическая схема; 6 - принципиальная схема; 7 - корпус; 3 - пятка неподвижная; 3 - стебель; 4 - винт микрометрический; 5 - барабан; 6 - гайка микрометрической пары; 7 - устройство стабилизации усилия измерений (трещотка); 8 - ось продольной шкалы; в - отсчетное устройство: 7 - продольная шкала; 3 - круговая шкала
Предельная погрешность микрометров зависит от верхних пределов измерения и может составлять от ±3 мкм для микрометров МК-25 до ± 50 мкм - для микрометров МК-500. Выпускают микрометры с цифровым отсчетом всего результата измерения. Отсчетное устройство в таких микрометрах действует по механическому принципу.
(ГОСТ 7470 - 92) (рис. 1.16) предназначен для абсолютных измерений глубин отверстий, высот выступов и т.д. Он имеет стебель 3, закрепленный на траверсе 4 с помощью гайки фиксации 6. Одной измерительной поверхностью является нижняя плоскость траверсы 4, другой - плоскость микрометрического винта, соединенного с подвижной пяткой 5. Микровинт вращается трещоткой 1, соединенной с барабаном 2. В комплект микрометрического глубиномера входят установочные меры с плоскими измерительными торцами.
| Таблица 2.3. Основные метрологические характеристики микрометрических инструментов |
|||||
| Измерительное средство | Цена деления шкалы, | Диапазон показаний шкалы, | Пределы измерений инструмента, мм | Предельная Погрешность инструмента, | Измерительное усилие, |
| Микрометры гладкие типа МК для измерения наружных размеров (ГОСТ 6507 - 90) | |||||
| Нутромер микро метрический (тип НМ) (ГОСТ 10-88) | |||||
| Глубиномер микрометрический (ГОСТ 7470-92) | |||||
(ГОСТ 10-88) (рис. 1.17) предназначен для абсолютных измерений внутренних размеров. При измерении измерительные наконечники приводят в соприкосновение со стенками проверяемого отверстия. Микрометрические нутромеры не имеют трещоток, поэтому плотность соприкосновения определяется на ощупь. Установка нутромера на нуль выполняется либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с боковиками, устанавливаемых в струбцину.
Микрометрические нутромеры типа НМ выпускают с пределами измерений 50...75, 75... 175, 75...600, 150... 1 250, 800...2 500, 1 250...4000, 2500...6000 и 4000... 10000 мм. При необходимости увеличения пределов измерений используют удлинители.
Для выбора удлинителей от проверяемого размера отнимают нижний предел измерений микрометрической головки с наконечником. Затем выбирают удлинители по размерам, обеспечивающим их наименьшее количество (от наибольшего к наименьшему) . Сумма нижнего предела измерений микрометрической головки с наконечником и удлинителями должна быть меньше требуемого размера, но не более чем на разность между пределами измерения микрометрической головки.
Микрометрические инструменты применяют также для специфических видов контроля параметров сложных деталей. Так, микрометр со вставками (резьбовой микрометр) (рис. 1.18, а) применяют для измерения среднего диаметра резьбы, микрометрический нормалемер (рис. 1.19) - для измерения колебания длины общей нормали зубчатых колес.
Резьбовой микрометр имеет в неподвижной пятке 1 и микрометрическом винте 4 отверстия, в которые устанавливают сменные призматические 2 и конические 3 вставки (рис. 1.18, б).
Рис. 1.16. :
1 - трещотка; S - барабан; 3 - стебель; 4- траверса; 5 - подвижная пятка; 6 - гайка фиксации
Рис. 1.17. :
1 - неподвижный наконечник; 2 - удлинитель (головка индикаторная); 3 - микрометрическая головка
Для измерения метрических и трапецеидальных резьб предназначено по восемь пар вставок, а для измерения дюймовых резьб - шесть пар вставок. Для компенсации изменения длины вставок барабан изготавливают раздвижным: он состоит из двух частей 5 и 7, стягиваемых гайкой 6. При измерении резьбы поверхности вставок приводятся в соприкосновение с профилем резьбы (рис. 1.18, в). Погрешность измерения резьб (до Мб) составляет 0,04...0,05 мм. Для крупных шагов наибольшие погрешности достигают 0,15 мм, а при измерении с установкой по резьбовому калибру - 0,10 мм.
Рис. 1.18. :
а - схема; б - сменные вставки; в - принцип измерений; 7 - неподвижная пятка; 2 - призматическая вставка; 3 - коническая вставка; 4 - микрометрический винт; 5 и 7 - раздвижные части барабана; 6 - гайка
Рис. 1.19. Микрометрический нормалемер
Микрометрический нормалемер в неподвижной пятке и микрометрическом винте имеет две охватывающие параллельные тарельчатые губки, которые при измерении входят во впадины зубчатого колеса.
МИКРОМЕТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
Микрометрические инструменты являются широко распространенными средствами измерений наружных и внутренних размеров, глубин пазов и отверстий. Принцип действия этих инструментов основан на применении пары винт-гайка. Точный микрометрический винт вращается в неподвижной микрогайке. От этого узла и получили название эти инструменты.
В соответствии с ГОСТ 6507-78 выпускаются следующие типы микрометров:
МК – гладкие для измерения наружных размеров;
МЛ – листовые с циферблатом для измерения толщины листов и лент;
МТ – трубные для измерения толщины стенок труб;
МЗ – зубомерные для измерения длины общей нормали зубчатых колес;
МВМ, МВТ, МВП – микрометры со вставками для измерения различных резьб и деталей из мягких материалов;
МР, МРИ – микрометры рычажные;
МВ, МГ, МН, МН2 – микрометры настольные.
Кроме перечисленных типов микрометров выпускаются микрометрические нутромеры (ГОСТ 10-75 и ГОСТ 17215-71) и микрометрические глубиномеры (ГОСТ 7470-78 и ГОСТ 15985-70).
Практически все выпускаемые микрометры имеют цену деления 0,01 мм. Исключение составляют микрометры рычажные МР, МР3 и МРИ, имеющие цену деления 0,002 мм. Диапазоны измерений гладких микрометров зависят от размеров скобы и составляют: 0-25, 25-50, …, 275-300, 300-400, 400-500, 500-600 мм
На рис.1,а,б показаны конструкция и схема гладкого микрометра. В отверстиях скобы 1 запрессованы с одной стороны неподвижная измерительная пятка 2 , а с другой - стебель 5 с отверстием, которое является направляющей микрометрического винта 4 . Микрометрический винт 4 ввинчивается в микрогайку 7 , имеющую разрезы и наружную резьбу. На эту резьбу навинчивают специальную регулировочную гайку 8 , которая сжимает микрогайку 7 до полного выбора зазора в соединении «микровинт-микрогайка». Это устройство обеспечивает точное осевое перемещение винта относительно микрогайки в зависимости от угла его поворота. За один оборот торец винта перемещается в осевом направлении на расстояние, равное шагу резьбы, т. е. на 0,5 мм. На микрометрический винт надевается барабан 6 , закрепляемый установочным колпачком-гайкой 9 . В колпачке-гайке смонтирован специальный предохранительный механизм 12 , соединяющий колпачок-гайку 9 и трещотку 10 , за нее и необходимо вращать барабан 6 при измерениях. Предохранительный механизм-трещотка, состоящий из храпового колеса, зуба и пружины, в случае превышения усилия между губками 500-900 сН отсоединяет трещотку 10 от установочного колпачка 9 и барабана 6 , и она начинает проворачиваться с характерным пощелкиванием. При этом микрометрический винт 4 не вращается. Для закрепления винта 4 в требуемом положении микрометр снабжен стопорным винтом 11 .
На стебле 5 микрометра нанесена шкала 14 с делениями через 0,5 мм. Для удобства отсчета четные штрихи нанесены выше, а нечетные - ниже сплошной продольной линии 13 , которая используется для отсчета углов поворота барабана. На коническом конце барабана нанесена круговая шкала 15 , имеющая 50 делений. Если учесть, что за один оборот барабана с пятьюдесятью делениями торец винта и срез барабана перемещают на 0,5 мм, то поворот барабана на одно деление вызовет перемещение торца винта, равное 0,01 мм, т.е. цена деления на барабане 0,01 мм.
При снятии отсчета пользуются шкалами на стебле и барабане. Срез барабана является указателем продольной шкалы и регистрирует показания с точностью 0,5 мм. К этим показаниям прибавляют отсчет по шкале барабана (рис.1,в ).
Перед измерением следует проверить правильность установки на нуль. Для этого необходимо за трещотку вращать микровинт до соприкосновения измерительных поверхностей пятки и винта или соприкосновения этих поверхностей с установочной мерой 3 (рис.1,а ).
Вращение за трещотку 10 продолжают до характерного пощелкивания. Правильной считается установка, при которой торец барабана совпадает с крайним левым штрихом шкалы на стебле и нулевой штрих круговой шкалы барабана совпадает с продольной линией на стебле. В случае их несовпадения необходимо закрепить микровинт стопором 11 , отвернуть на пол-оборота установочный колпачок-гайку 9 , повернуть барабан в положение, соответствующее нулевому, закрепить его колпачком-гайкой, освободить микровинт. После этого следует еще раз проверить правильность «установки на нуль».
К микрометрическим инструментам относятся также микрометрический глубиномер и микрометрический нутромер.
Микрометрический глубиномер (рис.2,а ) состоит из микрометрической головки 1 , запрессованной в отверстие основания 2 . Торец микровинта этой головки имеет отверстие, куда вставляют разрезными пружинящими концами сменные стержни 3 со сферической измерительной поверхностью. Сменные стержни имеют четыре размера: 25; 50; 75 и 100 мм. Размеры между торцами стержней выдержаны очень точно. Измерительными поверхностями в этих приборах являются наружный конец сменного стержня 3 и нижняя опорная поверхность основания 2 . При снятии отсчета необходимо помнить, что основная шкала, расположенная на стебле, имеет обратный отсчет (от 25 мм до 0).
Измерение глубины отверстий, уступов, выточек и т.д. выполняют следующим образом. Опорную поверхность основания микрометрического глубиномера устанавливают на базовую поверхность детали, относительно которой измеряется размер. Одной рукой прижимают основание к детали, а другой вращают за трещотку барабан микрометрической головки до касания стержня с измеряемой поверхностью и пощелкивания трещотки. Затем фиксируют стопором микровинт и снимают отсчет со шкал головки. Микрометрические глубиномеры имеют пределы измерений от 0 до 150 мм и цену деления 0,01 мм.
Микрометрические нутромеры предназначены для измерения внутренних размеров изделий в диапазоне от 50 до 6000 мм.
Они состоят из микрометрической головки (рис.3,а ), сменных удлинителей (рис.3,б ) и измерительного наконечника (рис.3,в ).
Микрометрическая головка нутромера несколько отличается от головки микрометра и глубиномера и не имеет трещотки. В стебель 6 микрометрической головки с одной стороны запрессован измерительный наконечник 7 , а с другой ввинчен микровинт 5 , который соединен с барабаном 4 гайкой 2 и контргайкой 1 . Наружу выступает измерительный наконечник микровинта 5 .
Зазор в соединении винт-гайка выбирается с помощью регулировочной гайки 3 , навинчиваемой на разрезную микрогайку с наружной конической резьбой. Установленный размер фиксируется стопорным винтом 9 . Для расширения пределов измерения в резьбовое отверстие муфты 8 ввинчиваются удлинители (рис.3,б ) и измерительный наконечник (рис.3,в ).
Удлинитель представляет собой стержень со сферическими измерительными поверхностями, имеющий точный размер в осевом направлении. Стержень не выступает за пределы корпуса, на обоих концах которого нарезана резьба. Пружина, расположенная внутри корпуса, создает силовое замыкание стержней между собой при свинчивании удлинителя с микрометрической головкой. На свободный конец удлинителя может быть навинчен другой удлинитель и т. д. до получения нутромера с требуемым пределом измерения. В последний удлинитель ввинчивается измерительный наконечник. В процессе измерения с деталью соприкасаются измерительный наконечник микровинта и измерительный наконечник удлинителя. При использовании нутромера с несколькими удлинителями необходимо помнить, что удлинители следует соединять в порядке убывания их размеров и микрометрическую головку соединить с самым длинным из них.
Микрометрический нутромер в сборе с измерительным наконечником устанавливают на нуль по установочной мере-скобе размером 75 мм (рис.3,г ). В случае неудовлетворительной настройки нуля ослабляют на пол-оборота контргайку 1 , поворачивают барабан до совпадения нулевой риски с продольной линией стебля, затягивают контргайку 1 и отпускают винт 9 . Затем проверяют правильность установки. После настройки нутромера на нуль его свинчивают с удлинителями для получения требуемого размера и приступают к измерениям.
Измерения внутренних размеров нутромером осуществляют следующим образом. Вводят инструмент в пространство между измерительными поверхностями (например, в отверстие). Устанавливают один измерительный наконечник нутромера на поверхность и вращают барабан головки до касания второго измерительного наконечника противоположной поверхности. В процессе измерения необходимо не только вращать барабан, но еще и покачивать собранный нутромер, измеряя диаметр в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия и в плоскости осевого сечения. Наибольший размер в первом положении и наименьший размер во втором положении должны совпадать.
К микрометрическим инструментам относятся микрометры, микрометрические нутромеры и микрометрические глубиномеры. Общим для всех микрометрических инструментов является наличие микрометрической головки, основные детали которой – микрометрический винт и гайка. Винт микрометрической головки имеет шаг резьбы 0,5 мм и изготовляется с высокой точностью. Точность отсчета всех микрометрических инструментов 0,01 мм.
Микрометры (рис. 3.8) предназначаются для измерения наружных размеров и состоят из скобы 1, в которой с одной стороны запрессована неподвижная пятка 2, а с другой – стебель 3. Полый стебель внутри имеет резьбу, куда ввинчивается микрометрический винт 4. К барабану привернут корпус трещотки 6 с трещоткой 7, ограничивающей усилие измерения (700 ± 200 г). Стопор 8 служит для закрепления винта в нужном положении. Величина перемещений микрометрического винта составляет 25 мм.
Указанная ранее точность микрометров (0,01 мм) достигается следующим образом. На стебле инструмента имеется основная шкала, на которой нанесены деления через каждые 0,5 мм (равные шагу резьбы винта, что обеспечивает перемещение скоса барабана на одно деление при одном полном обороте винта), и продольная риска вдоль образующей. Для удобства отсчета штрихи, соответствующие целым миллиметрам и полумиллиметрам, расположены по разные стороны продольной риски. Коническая часть барабана разделена на 50 частей. Поскольку за один оборот продольное перемещение барабана составляет 0,5 мм, то цена его деления будет 0,5:50 = 0,01 мм.
Отсчет измеренного с помощью микрометра размера производится следующим образом: по положению скошенного края барабана определяют по основной шкале число целых миллиметров и полумиллиметров, к которому добавляют сотые доли миллиметра, соответствующие делению шкалы барабана, расположенному против продольной черты стебля.
Когда ни один из штрихов барабана не совпадает с продольной риской, обычно считают то деление, которое ближе к ней. В этом случае примерно можно оценить также тысячные доли миллиметра.
Перед замерами микрометр нужно проверить. Для этого вращают микрометрический винт за трещотку до соприкосновения контактных поверхностей стержня винта и пятки. При этом край барабана должен остановиться у первого деления шкалы стебля, а его нулевое деление – против продольной риски. В случае, если положение барабана не соответствует указанному, микрометр необходимо отрегулировать. Для этого, соединив контактные поверхности и застопорив микрометрический винт, отворачивают корпус трещотки, освобождая тем самым барабан, ставят барабан в нужное положение и, стараясь не сдвинуть винт, зажимают корпус. При необходимости регулировку повторяют несколько раз.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучить описание лабораторной работы.
2. Используя пакет прикладных программ LAB4DOP, сдать коллоквиум по лабораторной работе.
3. Для посадок в соответствии с заданным вариантом (табл. 3.4) построить схемы расположения полей допусков отверстий и валов, указав на схемах предельные отклонения, взятые из табл. 3.2 и 3.3. Рассчитать наибольшие и наименьшие размеры заданных отверстий и валов, наибольшие и наименьшие зазоры и натяги, а также допуски посадок.
4. Сделать рабочие чертежи отдельных деталей и сборочные чертежи соединений, соответствующие заданным посадкам, указав на чертежах размеры и посадки условными обозначениями полей допусков и числовыми величинами предельных отклонений
5. Ознакомиться с устройством предложенных измерительных инструментов, научиться ими пользоваться.
6. Выполнить измерения размеров сопрягаемых деталей (по заданию преподавателя). По результатам измерений вычислить действительные значения зазоров и натягов и предложить варианты посадок. Результаты измерений и вычислений, а также обозначения предложенных посадок занести в табл. 3.5.
Таблица 3.4
| Вариант | Типы посадок | ||
| ø22Н7/h6 | ø36Н7/s6 | ø16H7/j s 6 | |
| ø27Н8/е8 | ø48Н7/г6 | ø18Н7/k6 | |
| ø37N7/h7 | ø7Н8/е8 | ø25Н7/rб | |
| ø38Н7/r6 | ø12Н7/е8 | ø45Н7/j s 6 | |
| ø22Н7/е8 | ø69Н7/r6 | ø15К7/h6 | |
| ø18Е9/h8 | ø29Н7/r6 | ø50Н7/j s 6 | |
| ø42Н7/r6 | ø25H7/k6 | ø18E9/h8 | |
| ø85Е9/h8 | ø35Н7/s6 | ø45Н7/k6 | |
| ø5Н9/h9 | ø72Н7/r6 | ø28N7/h7 | |
| ø50Р7/h6 | ø18Е9/h8 | ø29К7/h6 |
Таблица 3.5
Примечание. Измерение размеров внешних поверхностей деталей (валов) произвести с помощью микрометра. Для измерений размеров внутренних поверхностей деталей (отверстий) использовать губки штангенциркуля, расстояние между которыми, соответствующее размеру отверстия, измерить с помощью микрометра.
1. Титульный лист.
2. Цель работы.
3. Общие положения, расчетные формулы, необходимые для выполнения лабораторной работы.
4. Расчеты и графический материал к индивидуальному заданию.
5. Таблица с результатами измерений размеров деталей и значениями вычисленных зазоров и натягов, а также с предложенными вариантами посадок.
6. Выводы.
7. Литература.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какой размер называется номинальным размером детали?
2. Какой размер называется действительным размером детали?
3. Может ли номинальный размер быть больше (меньше) наибольшего (наименьшего) предельного размера?
4. Может ли действительный размер быть больше (меньше) наибольшего (наименьшего) предельного размера?
5. Может ли верхнее отклонение размера быть отрицательным?
6. Может ли нижнее отклонение размера быть положительным?
7. Что такое допуск размера?
8. От чего зависит величина допуска размера?
9. Что такое квалитет?
10. Что такое поле допуска размера?
11. Как может располагаться поле допуска размера относительно линии, соответствующей нулевым отклонениям?
12. Что такое посадка?
13. Может ли поле допуска вала располагаться над полем допуска сопряженного отверстия?
14. Какое сопряжение вала с отверстием называется посадкой с зазором?
15. Какое сопряжение вала с отверстием называется посадкой с натягом?
16. Какая посадка называется переходной?
17. Для какого размера задана более высокая точность выполнения: ø20Н7, ø45N6, ø100k8 ?
18. Сравните значения допусков размеров вала и отверстия в посадке ø45N7/h6.
19. В какой системе выполнены посадки ø30Н7/k6, ø25N7/h6 ?
ЛИТЕРАТУРА
5. Ванторин В.Д. Механизмы приборных и вычислительных систем. – М.: Высш. шк., 1985, с. 274 – 287.
6. Вопилкин Е.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем. – М.: Высш. шк., 1986, с. 283 – 292.
7. Куркин В.И., Козинцов В.С. Детали механизмов радиоустройств. – М.: Высш. шк., 1988, с. 69 – 73.
8. Сурин В.М. Техническая механика: Учеб. пособие. – Мн.: БГУИР, 2004. – 292 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Микрометр – это точный измерительный инструмент, предназначенный для работы с деталями мелких размеров. Он обладает высокой точностью, поэтому с его помощью можно получить линейные параметры измеряемого объекта с допуском от 2 мкм. Благодаря столь малой погрешности инструмент и получил свое название. Он намного более точный, чем штангенциркуль, а тем более чем обычная линейка.
Как устроен микрометр
Существует несколько популярных конструкции микрометров, которые являются усовершенствованной базовой моделью этого инструмента подогнанной под определенные узкие цели.
В простом исполнении микрометр состоит из следующих элементов:
В основе конструкции лежит металлическая скоба, параметры которой ограничивают возможность изменения. На одном ее конце имеется металлическая пятка, а на втором прикрепляется механизм в виде винта. Он отрегулирован таким способом, что расстояние между его кончиком и пяткой скобы отображается на цифровой шкале инструмента. Вкрутив винт до момента прижатия измеряемой заготовки, можно получить точное отображение ее ширины. После этого остается только посмотреть на шкалу. Данный прибор является контактным. Он не применяется для измерения мягких материалов, которые при прикасании начинают сжиматься.
Чтобы полученный результат не сбивался, пока не будет записан, на микрометре предусматривается фиксатор. При его нажатии исключается вероятность случайного выкручивания винтов и сдвига указателя на цифровой шкале даже на несколько долей миллиметра.
Сфера использования
Данное оборудование является довольно распространенным в различных отраслях. Его профессионально используют:
- Токари.
- Литейщики.
- Фрезеровщики.
- Лабораторные сотрудники.
- Моделисты.
- Ювелиры.
Это оборудование позволяет получить точные линейные данные, но оно не столь универсально, как тот же самый штангенциркуль. Для выполнения определенных задач данный инструмент является незаменимым, поскольку именно он позволяет добиться практически лабораторной точности, что не сможет ни один другой ручной прибор измерения.
Виды микрометров
Сфера использования данного оборудования довольно обширна, поэтому его конструкция была адаптирована под определенные цели. Это позволяет обеспечить максимально удобные и точные измерения. Существуют более 20 конструктивно отличающихся между собой микрометров, из которых многие являются очень редкими и практически не применяются в быту.
Среди популярных микрометров можно отметить:
- Гладкий.
- Листовой.
- Для горячего металлопроката.
- Для глубокого измерения.
- Трубный.
- Проволочный.
- С малыми губками.
- Универсальный.
- Канавочный.
- Цифровой.
Гладкий микрометр
Самый распространенный в использовании. Он применяется для снятия наружных показателей деталей и заготовок. Именно такой инструмент чаще всего можно встретить в продаже. Подобные модели можно использовать практически в любых целях, кроме тех случаев, когда нужно измерить внутренние показатели заготовок, поскольку для такого устройство не предназначено.
Листовые микрометры
Имеют на пятке и на самом винте круглые тарелки, что увеличивает площадь контакта с измеряемой заготовкой. Это позволяет провести ее предварительную деформацию, чтобы выровнять и измерять точную толщину. Таким инструментом обычно измеряют параметры листового проката, металлических лент и кованых в кузнице заготовок.
Хотя с теоретической точки зрения снять параметры можно и с помощью обычного гладкого микрометра, но на самом деле это не так. Зачастую прокат имеет неровности, поэтому можно установить пятку и винт на вмятину или наоборот на утолщение. Применение широких тарелок позволяет увеличить площадь и избежать контакта с подобными областями, которые могут приводить к получению неточных данных.
Микрометр для горячего металлопроката
Применяется для работы с раскаленными заготовками. C его помощью можно быстро и эффективно измерить толщину железных элементов при их производстве, не ожидая пока они остынут. Именно с помощью этого инструмента удается контролировать момент, когда необходимо остановить прокат металла и забрать готовую заготовку нужных параметров.
Микрометры для глубокого измерения
Имеют очень вытянутую скобу, которая позволяет накинуть инструмент на заготовку и проверить толщину в удаленном от края месте. Это особенно важно если измеряемая деталь является неравномерной по периметру. С помощью таких устройств можно узнать точную толщину детали, в которой проведено несквозное сверление отверстия или зенкование.
Микрометры трубного типа
Предназначены исключения для измерения толщины стенок трубок. Они имеют особенную конструкцию, поэтому их невозможно спутать с устройствами других типов. Визуально определить трубные микрометры несложно. Они имеют обрезанную скобу, на конце которой пятка заменяет срезанную скобу. Такая пятка вставляется внутрь трубки, которая измеряется, после чего винт поджимается и можно получить точные данные о диаметре стенки.
Данное оборудование позволяет снимать параметры даже с очень тонких труб, главное чтобы в них могла войти пятка. Именно это и отличает трубные инструменты от гладких типов. С помощью обычного микрометра можно снимать данные только с довольно толстых труб, внутренний диаметр которых позволяет вставлять в них часть скобы вместе с выходящей в сторону пяткой.
Проволочный микрометр
Является одной из самой компактной разновидностью базовой модели. Он не имеет столь ярко выраженной скобы как обычные инструменты. Внешне его можно принять за обычный металлический прут. Подобный инструмент используется для замера диаметра металлической проволоки и прутиков. Он имеет малый диапазон хода, но этого более чем достаточно для тех измерений, для которых он предназначен. Отсутствие объемной скобы позволяет носить инструмент в компактном чемоданчике с и . Подобные микрометры занимают места не больше, чем .
Микрометр с малыми губками
Предназначен для снятия параметров на поверхности металла после осуществления в нем проточки или сверления. Главная особенность таких инструментов заключается в том, что пятка и винт сделаны очень тонкими. Благодаря этому их можно вставлять в тонкие отверстия. По конструктивным особенностям подобные модели ничем не отличаются от обычных, кроме утонченных элементов.
Универсальные микрометры
Имеют съемные наконечники. Именно такие устройства выбирают в том случае, если нужно проводить измерение, различных по свойствам, заготовок и деталей. Съемные наконечники позволяют адаптировать инструмент под требуемые условия работы. Стоит отметить, что на более дешевых микрометрах данного типа наблюдается одна проблема. При недостаточно сильном зажатии наконечника возможен зазор, влияющий на точность. В том случае если очень точные данные не нужны и погрешность в пол миллиметра не имеет особого значения, то и универсальные модели будут вполне удобными. Приборы более дорогого ценового сегмента зачастую выполнены более качественно, и проблема болтающихся наконечников сведена к минимуму благодаря подгонке всех элементов инструмента.
Канавочные микрометры
Предназначены для замера габаритов в труднодоступных местах заготовок. Главной особенностью этого инструмента является полное отсутствие скобы. Внешне они напоминают проволочные модели, но оснащаются специальными тарелками, которые выступают в роли губок, захватывающих детали. С помощью данного оборудования можно зажать выступающие части заготовок губками и измерить их диаметр. Подобные приборы требуют аккуратного обращения, поскольку установленные на их конца тарелочки могут деформироваться при сильном ударе, что случается при падении.
Цифровой микрометр
Является одним из самых удобных устройств, поскольку он оснащается электронным дисплеем. С помощью такого оборудования можно намного удобнее и быстрее проводить замеры габаритов деталей заготовок. Питание данного прибора осуществляется благодаря установленной , такой как используется в наручных часах. По точности они ничем не уступают механическим, хотя и не являются такими долговечными. Электронный дисплей можно разбить, если не относиться к инструменту с достаточной осторожностью.
Более дорогие электронные модели имеют множество кнопок настройки, а также большую встроенную память, поэтому они сохраняют получаемые раннее данные и даже показывают время проведения обмеров. Подобные микрометры будут особенно удобны для промышленного применения, когда необходимо проводить множество измерений в сжатый период времени.
Существует еще как минимум десяток различных типов микрометров. Они являются очень узкоспециализированными, и нельзя сказать, что незаменимыми. Операции, которые они выполняют, можно сделать и другими типами микрометров, что может быть не так и удобно, но точность измерения от этого никак не пострадает. Все микрометры выпускаются в соответствии с требованиями ГОСТ. Для большинства моделей данного инструмента предусматривается отдельный государственный стандарт определяющий точность измерения. Микрометр желательно носить в специальном тубусе, чтобы предотвратить набивания пыли на винт, что убережет его от заклинивания.
1.4.1 Штангенциркули. Штангенинструменты являются распространенными в машиностроении видами измерительного инструмента. Их применяют для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин и т. д. Все штангенинструменты основаны на применении нониусов, по которым отсчитывают дробные доли делений основных шкал.
На рисунке 1.8 показано устройство штангенциркуля типа ШЦ – I.
1 - штанга, 2, 7 - губки, 3 - подвижная рамка, 4 - зажим,
5 – шкала нониуса, 6 - линейка глубиномера
Рисунок 1.8 Штангенциркуль ШЦ – I
Штангенциркули применяются трех типов: ШЦ - I, ШЦ – II (двухсторонние) и ШЦ – III (односторонний) по ГОСТ 166-89.
Штангенциркуль ШЦ - I применяется для измерения наружных, внутренних размеров и глубин с величиной отсчета по нониусу 0,1 мм. Штангенциркуль (рисунок 1.8 ) имеет штангу 1 , на которой нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На одном конце этой штанги имеются неподвижные измерительные губки 2 и 7 а на другом конце линейка 6 для измерения глубин. По штанге перемещается подвижная рамка 3 с губками 2 и 7 .
Рамка в процессе измерения закрепляется на штанге зажимом 4 .
Нижние губки 7 служат для измерения наружных размеров, а верхние 2 - для внутренних размеров. На скошенной грани рамки 3 нанесена шкала 5 , называемая нониусом. Нониус предназначен для определения дробной величины цены деления штанги, т. е. для определения доли миллиметра. Шкала нониуса длиной 10 мм разделена на 10 равных частей; следовательно, каждое деление нониуса равно 19:10=1,9 мм , т. е. оно короче расстояния между каждыми двумя делениями, нанесенными на шкалу штанги, на 0,1 мм (2,0-1,9=0,1). При сомкнутых губках начальное деление нониуса совпадает с нулевым штрихом шкалы штангенциркуля, а последний-10-й штрих нониуса - с 19-м штрихом шкалы.
Перед измерением при сомкнутых губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать. При отсутствии просвета между губками для наружных измерений или при небольшом просвете (до 0,012 мм )должны совпадать нулевые штрихи нониуса и штанги.
При измерении деталь берут в левую руку, которая должна находиться за губками и захватывать деталь недалеко от губок, правая рука должна поддерживать штангу, при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до соприкосновения с проверяемой поверхностью, не допуская перекоса губок и добиваясь нормального измерительного усилия.
Рамку закрепляют зажимом большим и указательным пальцами правой руки, поддерживая штангу остальными пальцами этой руки; левая рука при этом должна поддерживать нижнюю губку штанги. При чтении показаний штангенциркуль держат прямо перед глазами. Целое число миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо нулевым штрихом нониуса. Дробная величина (количество десятых долей миллиметра) определяется умножением величины отсчета (0,1 мм
) на порядковый номер штриха нониуса, не считая нулевого, совпадающего со штрихом штанги. Примеры отсчета показаны на рисунке 1.9.
39+0,1*7= 39,7; 61+0,1*4=61,4
Рисунок 1.9 Примеры отсчета размеров по шкалам штанги и нониуса
Штангенциркули предназначены для измерения наружных и внутренних размеров, глубин отверстий и разметочных работ, изготовлены из высококачественных сталей.
Основные типы и параметры штангенциркулей по ГОСТ 166-89 приведены в таблицах 1.2 – 1.7
Таблица 1.2 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦ – I
Таблица 1.3 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦ – II
Таблица 1.4 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦ – III
Кроме механических штангенциркулей применяют цифровые со встроенным портом, показания не требуют расчета, имеется возможность переноса размеров на электронные носители и ПК.
Таблица 1.5 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦЦ – I
Таблица 1.6 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦЦ – II
Таблица 1.7 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦЦ – III
1.4.2 Штангенглубиномеры. Эти инструменты служат для измерения высот, глубины глухих отверстий, канавок, пазов, выступов. Изготавливаются по ГОСТ 162-90.
В таблицах 1.8 – 1.10 приведены измерительные характеристики и внешний вид штангенглубиномеров.
Таблица 1.8 – Измерительные характеристики и внешний вид Штангенциркуля с губками для измерения внутренних канавок
Таблица 1.9 – Измерительные характеристики и внешний вид Штангенглубиномера ШГ
Таблица 1.10 – Измерительные характеристики и внешний вид Штангенглубиномера цифрового ШГЦ
При измерении глубин отверстий штангенглубиномер устанавливают на опорную (измеряемую) поверхность детали основанием, прижимают основание левой рукой, а правой рукой опускают штангу до упора и зажимают винтом. Результаты измерений отсчитываются примерно таким же образом, как на обычном штангенциркуле, только нониусы отградуированы таким образом, что позволяют оценить десятые и сотые доли мм .
1.4.3 Штангенрейсмусы предназначены для измерения высот от плоских поверхностей и точной разметки, изготавливаются по ГОСТ 164-90 .
Штангенрейсмусы устроены следующим образом: они имеют основание с жестко закрепленной на нем штангой со шкалой, передвижную рамку с нониусом и стопорным винтом, устройство микрометрической подачи, которая состоит из движка, винта, гайки и стопорного винта, что позволяет устанавливать сменные ножки с острием для разметки (нанесения рисок).
Основные измерительные характеристики и внешний вид штангерейсмусов приведены в таблицах 1.11 – 1.12.
Таблица 1.11 – Измерительные характеристики и внешний вид штангенрейсмуса
Таблица 1.12 – Измерительные характеристики и внешний вид штангенрейсмуса цифрового
1.4.4 Микрометрические инструменты : микрометр, микрометрический глубиномер, микрометрический нутромер.
Микрометры служат для точного измерения наружных размеров деталей цилиндрической и плоской формы (тонких листов), толщин стенок труб – микрометры; глубин пазов, отверстий, выступов и впадин глубиномеры; внутренних размеров деталей – нутромеры.
Рассмотрим параметры, внешний вид и способы применения некоторых микрометров.
Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507–90 имеет скобу 1 , пятку 2 , винт 3 , стопор 4 , стебель 5 , барабан 6 , трещотку 7 и установочные меры 8 (см. рисунок 1.10 ).
а – устройство; б – микрометрический винт; в – барабан; 1 – скоба; 2 – пятка;
3 – винт; 4 – стопор; 5 – стебель; 6 – барабан; 7 – трещотка; 8 – установочные меры
Рисунок 1.10 Микрометр гладкий
На рисунке 1.11 показан принцип отсчета размеров по показаниям микрометра.
Рисунок 1.11 Чтение показаний микрометра и примеры отсчета
МК предназначены для измерения наружных размеров изделий. Измерительные поверхности оснащены твердым сплавом
МКЦ предназначены для измерения наружных размеров изделий, требующих повышенной точности результата до 0,001 мм. Измерительные поверхности оснащены твердым сплавом. Встроенный порт (вывод результатов на ПК).
Таблица 1.13 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров гладких МК
| Модель и диапазон измерений | Цена деления, мм |  |
| МК 25 | 0,01 | |
| МК 50 | 0,01 | |
| МК 75 | 0,01 | |
| МК 100 | 0,01 | |
| МК 125 | 0,01 | |
| МК 150 | 0,01 | |
| МК 175 | 0,01 | |
| МК 200 | 0,01 | |
| МК 225 | 0,01 | |
| МК 250 | 0,01 | |
| МК 300 | 0,01 | |
| МК 400 | 0,01 | |
| МК 500 | 0,01 | |
| МК 600 | 0,01 |
Таблица 1.14 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров гладких цифровых МЦ
Таблица 1.15 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров типа МВМ
Предназначены для измерения среднего диаметра метрических, дюймовых и трубных резьб.
Таблица 1.16 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров зубомерных МЗ и МЗЦ
| Модель и диапазон измерений | Цена деления, мм |
 Тип МЗ
|
| МЗ 25 | 0,01 | |
| МЗ 50 | 0,01 | |
| МЗ 75 | 0,01 | |
| МЗ 100 | 0,01 | |
| МЗ 125 | 0,01 | |
| МЗ 150 | 0,01 | |
| МЗ 175 | 0,01 | |
| МЗ 200 | 0,01 | |
| МЗ 225 | 0,01 | |
| МЗ 250 | 0,01 | |
| МЗЦ 25 | 0,001 |
 Тип МЗЦ
|
| МЗЦ 50 | 0,001 | |
| МЗЦ 75 | 0,001 | |
| МЗЦ 100 | 0,001 | |
| МЗЦ 125 | 0,001 | |
| МЗЦ 150 | 0,001 | |
| МЗЦ 175 | 0,001 | |
| МЗЦ 200 | 0,001 | |
| МЗЦ 225 | 0,001 | |
| МЗЦ 250 | 0,001 |
Предназначены для измерения длины общей нормали зубчатых колес с модулем от 1 мм.
На рисунке 1.12 показано устройство и принцип действия микрометрического глубиномера. Прием пользования этим инструментом похож на прием применения штангенглубиномера. Сменные стрежни позволяют увеличить диапазон измеряемых глубин. Их длина – фиксированная величина и прибавляется к считанным показаниям.
а - устройство, б - примеры отсчета; 1 - стебель, 2 - основание, 3 - сменные стержни
Рисунок 1.12. Микрометрический глубиномер :
Микрометрические нутромеры по ГОСТ 10-88 предназначены для измерения внутренних размеров изделий.
Таблица 1.17 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометрических нутромеров
На рисунке 1.13 показано устройство микрометрического нутромера.
а - устройство, б - удлинительный стержень, в - проверка кулевого положения; 1 - измерительные поверхности, 2, 6 - гайки, 3 - стопор,
4 - микрометрический винт, 5 - барабан
Рисунок 1.13 Микрометрический нутромер :
Шаг резьбы микрометрической винтовой пары (определяющий цену деления-перемещения измерительного стержня) равен 0,5 мм, сотые доли мм отсчитываются по показаниям конической части барабана.
Правила обращения с микрометрами:
· не разрешается измерять микрометром черные, плохо обработанные поверхности и особенно детали, покрытые наждачной или металлической пылью;
· запрещается измерять микрометрами нагретые детали и не следует продолжительное время держать его в руке, т.к. при этом показания будут неточными; измерения производить только при температуре 20 О С;
· в процессе измерения барабан трещотки вращать плавно и не слишком быстро;
· резкая подача и сильный зажим вина приводят к неточным показаниям и преждевременному износу винта; перед применением освободить стопор;
· не пользоваться микрометром как скобой во избежание износа измерительных поверхностей;
· при работе микрометр класть только на сухую чистую поверхность;
· по окончании работ микрометр тщательно протереть, стопор ослабить, измерительные поверхности немного развести;
· хранить микрометр в деревянном футляре; для длительного хранения микрометры промывают в чистом авиационном бензине, насухо протирают и смазывают техническим бескислотным вазелином; не допускается хранить их в сыром помещении и при резких перепадах температур.
1. Назначение и классификация штангенинструментов
2. Устройство штангенциркуля и методы измерения линейных величин этим инструментом
3. Назначение и классификация микрометров
4. Устройство микрометра и методы измерения величин этим инструментом
5. Правила обращения с микрометрами
Рычажные приборы
1.5.1 Классификация рычажных приборов . Рычажно-механические приборы обладают высокой точностью, универсальностью и предназначены в основном для относительных измерений, точностью от 0,01 до 0,0005 мм в зависимости от типа измерительной головки. Некоторые из них могут быть использованы также и для абсолютных измерений малых величин (размеров). Высокая точность показаний этих приборов получена в результате использования различных рычажно-механических систем, позволяющих в значительной степени увеличить передаточное число механизма.
Конструкции этих приборов весьма разнообразны и могут быть подразделены на 5 групп:
а) рычажного типа (рычажные индикаторы, миниметры);
б) с зубчатой передачей (индикаторы часового типа);
в) рычажно-зубчатые (рычажные скобы);
г) пружинные (микрокаторы);
д) комбинированные, построенные на принципе сочетания рычажно-зубчатого механизма с микрометрической парой.
В ремонтном производстве наиболее часто применяются Индикаторы часового типа и индикаторные нутромеры, а для высокоточных измерений - рычажные скобы, миниметры, пружинные микрометры (микрокаторы).
Индикаторы часового типа (с зубчатой передачей) предназначаются для относительного или сравнительного измерения и проверки отклонений от заданной формы размеров. Этими приборами определяют овальность, конусообразность, радиальное и торцовое биение, неплоскостность и непрямолинейность, отклонение от правильного взаимного расположения поверхностей и т. д. Они широко используются также в различных измерительных приспособлениях. Предел измерения индикатором составляет 0-10 мм, а цена деления 0,01 мм.
Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм (ГОСТ 577-68*) изготовляются двух типов: ИЧ - обыкновенный, с перемещением измерительного стержня параллельно шкале, с пределами измерения 0-5 и 0-10 мм; малогабаритные с пределами измерения 0-2 мм. ИТ - торцовые, с перемещением измерительного стержня перпендикулярно к шкале, с пределами измерения 0-2 мм.
1.5.2 Индикаторы часового типа . Предназначены для измерения линейных размеров абсолютным и относительным методами, определения величины отклонения от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.
Конструкция индикатора часового (нормального) типа (рис. 1.14 ) основана на том, что в его механизме передаточное устройство выполнено в виде зубчатых колес и рейки, преобразующих поступательное перемещение измерительного стержня 8 с наконечником 9 во вращательное движение основной (большой) стрелки 5 . Передаточное число зубчатых колес выбрано таким, что при вертикальном перемещении измерительного стержня на 1 мм основная стрелка совершает полный оборот. Шкала индикатора (циферблат 3 ) имеет 100 делений. Таким образом, цена
деления составляет 0,01 мм. Погрешность часовых индикаторов в пределах одного
оборота равна тоже 0,01 мм. Перемещение стержня на целые миллиметры отмечается стрелкой на указателе числа оборотов 6
. Установка на ноль производится поворотом накатанного ободка 4
большого циферблата или головки 11
измерительного стержня (при неподвижном циферблате). При измерении индикатор устанавливают на индикаторные стойки различных конструкций.
1 – корпус; 2 – стопор; 3 – циферблат;
4 – ободок; 5 – стрелка; 6 – указатель;
7 –гильза; 8 – измерительный стержень;
9 – наконечник; 10 – рабочий конец
(шарик); 11 – головка
Рисунок 1.14 Устройство индикатора
Часового типа
Измерительные характеристики и внешний вид индикаторов часового типа представлены в таблицах 1.18 и 1.19 .
Таблица 1.18 – Индикаторы часового типа ИЧ ГОСТ 577-68
Таблица 1.19 – Индикаторы часового типа цифровые ИЧЦ ГОСТ 577-68
Индикаторы цифровые при измерениях не требует расчетов, имеют встроенный порт (вывод результатов на ПК).
1.5.3 Индикаторные нутромеры и глубиномеры. Предназначены для измерения высоты пазов, выступов и впадин, глубины отверстий, других внутренних размеров деталей относительными и абсолютными методами измерений. Общий принцип подобен индикатору часового типа – как рычажные приборы они преобразуют малую измеряемую величину в существенное перемещение стрелки по шкале индикатора.
В таблицах 1.20 и 1.21 представлены измерительные характеристики и внешний вид этих рычажных приборов.
Таблица 1.20 – Нутромер индикаторный ГОСТ 868–82
Таблица 1.21 – Глубиномер индикаторный ГИ ГОСТ 16209-82
Нутромеры вставляют в отверстия, слегка покачивая из стороны в сторону. Перед измерением нутромер предварительно настраивают на ожидаемую глубину по микрометру или блоку ПКМД. Основную стрелку устанавливают на 0. При касании шарика измерительного стержня к основанию измеряемой поверхности стрелка отклоняется вправо или влево. Тогда положительные отклонения отнимают от уста-новленного значения глубины, а отрицательные – наоборот, прибавляют. С показаниями глубиномеров поступают аналогично. В отличие от нутромеров глубиномеры имеют установочную плиту, которая прижимается к измеряемой
поверхности, относительно которой производится замер глубины. Нутромеры и глубиномеры поставляются в комплекте с дополнительными сменными стержнями заданных длин, чтобы увеличить диапазон измерений.
1.5.4 Прочие рычажные приборы. К ним можно отнести рычажно-зубчатые индикаторы, рычажные скобы и пружинные микрометры (микрокаторы).
1) Индикаторы рычажно-зубчатые ИРБ предназначены для абсолютных и относительных измерений линейных размеров, контроля отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.
Шкала индикатора типа ИРБ размещена параллельно оси измерительного рычага в среднем положении и перпендикулярно к плоскости его поворота.
Выпускаются с ценой деления 0,01 и 0,001 мм.
Рисунок 1.15 Индикатор рычажно-зубчатый ИРБ
2) Скоба рычажная СР предназначены для измерения линейных размеров прецизионных деталей, как методом непосредственной оценки, так и методом сравнения с мерой, в точном приборостроении, машиностроении и других отраслях промышленности. Шкала отсчетного устройства может быть расположена от вертикального до горизонтального положения.
Скобы рычажные выпускаются с ценой деления 0.001 мм.
Таблица 1.22 – Скобы рычажные СР (ТУ 2-034-227-87)
3) Измерительные пружинные головки МИКРОКАТОРЫ типа ИГП – это механические прецизионные индикаторы, предназначенные для высокоточных измерений линейных размеров и контроля геометрической формы. Могут применяться как в специальных стойках, так и в различного вида измерительных устройствах и приспособлениях с присоединительным диаметром 28 мм. В конструкции прибора используется измерительный механизм в виде скрученной в средней части ленточной пружины, при растягивании поворачивающейся на
определенный угол. Измеряемая длина, которую показывает стрелка, укрепленная в средней части пружины, пропорциональна углу поворота пружины. Точность, линейность, повторяемость и чувствительность - это основные отличительные признаки микрокаторов. Настройку микрокатора на контролируемый размер осуществляют по концевым мерам, располагаемым между измерительным наконечником и плоскостью стола стойки.
Таблица 1.23 – Микрокаторы
4) Измерительные пружинные малогабаритные головки Микаторы типа ИПМ – это механические прецизионные индикаторы предназначены для измерения линейных размеров изделий и их отклонений от заданной геометрической формы, а также для встраивания в различные измерительные приборы. В конструкции прибора используется измерительный механизм в виде скрученной в средней части ленточной пружины, при растягивании поворачивающейся на определенный угол. Точность, линейность, повторяемость и чувствительность - это основные отличительные признаки микаторов. Присоединительный диаметр 8мм, вылет измерительного стержня 32мм.
Таблица 1.24 – Микаторы ГОСТ 14712-79
Контрольные вопросы
1. Назначение и классификация рычажных инструментов
2. Устройство и принцип действия индикатора часового типа
3. Другие виды микрометрических инструментов рычажного типа
