Тема 1.2 Линейные и угловые измерения Плоскопараллельные концевые меры длины Меры длины концевые плоскопараллельные (ГОСТ 9038—83) предназначены для передачи размеров от эталона до изделия. Концевые меры длины имеют форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими взаимно параллельными измерительными поверхностями (рис. 1, а). Рис.1. Плоскопараллельные концевые меры длины За размер плоскопараллельной концевой меры длины принимается ее срединная длина l (рис. 1, б), Номинальный размер срединной длины наносится на каждой мере. Концевые меры комплектуют в наборы по их числу и размерам номинальной длины. Рис.2. Набор плоскопараллельных концевых мер длины Притираемость- способность прочно сцепляться между собой при прикладывании или надвигании одной меры на другую. Правило составления блока требуемого размера из концевых мер: - блок заданного размера необходимо составлять из возможно меньшего числа мер. - минимальное число концевых мер в блоке: повысит точность блока (уменьшается суммарная погрешность размера блока) и повысит надежность блока от разрушения. Число концевых мер в блоке не должно превышать пяти штук. - вначале следует выбирать концевые меры, позволяющие получить тысячные доли миллиметра, затем сотые, десятые и, наконец, целые миллиметры. Например, для получения блока размером 28,495 мм необходимо из набора № 1 взять концевые меры в следующей последовательности: 1,005 + 1,49 + 6 + 20 = 28,495 мм. Материал концевых мер: - сталь (хромистые стали 20ХГ, ХГ, ШХ15, X). - твердыйо сплав ВК6М. Шероховатость: - измерительных поверхностей - для обеспечения хорошей притираемости и высокой износостойкости - не более 0,063 мкм по критерию Rz. - нерабочих поверхностей — Ra 0,63 мкм. Калибры Калибры— это тела или устройства, предназначенные для проверки соответствия размеров изделий или их конфигурации установленным допускам (для определения годности деталей с точностью 6...17 квалитетов). Предельные калибры - производят контроль, а не измерения. При контроле деталь считается годной, если проходная сторона калибра (ПР) под действием усилия, примерно равного массе калибра, проходит, а непроходная сторона калибра (НЕ) не проходит по контролируемой поверхности детали. Если ПР не проходит, деталь относят к бракованным с исправимым браком. Если НЕ проходит, деталь относят к бракованным с неисправимым браком. Виды гладких калибров для цилиндрических отверстий и валов 1) Калибр-скобы (контроль наружных поверхностей- валов); 2) Калибр-пробки (контроль внутренних поверхностей- отверстий). Штангенинструмент Предназначен: для абсолютных измерений линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также для воспроизведения размеров при разметке деталей. Виды штангенинструментов: - штангенциркули (рисунок 3); - штангенглубиномеры (рисунок 4); - штангенрейсмасы (рисунок 5). Основными частями штангенинструментов: - штанга-линейка с делениями шкалы 1 мм; - шкала-нониус (перемещающаяся по линейке). По шкале-линейке отсчитывают целое число миллиметров, а по нониусу — десятые и сотые доли миллиметра. 4) вывести штангенциркуль для оценки полученных результатов. Чтобы измерить внутренний размер, губки сводят в «0», а затем раздвигают до соприкосновения с контрповерхностями. Если конструктивные особенности детали позволяют увидеть шкалу, то показания считывают без фиксации и выведения. Для измерения глубины отверстия: 1) перемещением рамки выдвигают глубиномер; 2) опускают его в отверстие до дна и прижимают к стенке; 3) перемещают штангу до упора в торец; 4) фиксируют стопорным винтом и выводят. Считывание результатов по нониусной шкале Количество целых миллиметров отсчитывается от нулевого деления на рейке до нулевого деления нониуса. Если они не совпадают, то размер содержит доли миллиметра, соответствующие точности инструмента. Чтобы определить их, необходимо на нониусе отсчитать от нуля до штриха, совпадающего с риской на штанге, а затем умножить их количество на цену деления. Рис. 3. Конструкция штангенциркулей: а - типа ШЦ-1;б - типа ШЦ-2; в- типа ШЦ-3; 7— штанга-линейка; 2 — измерительные губки; 3— рамка; 4 — винт зажима рамки; 5 — нониус; 6 — линейка глубиномера; 7 — рамка микрометрической подачи Рис. 4. Штангенглубиномер: 1 — штангаРис. 5. Штангенрейсмас: 1 — штангалинейка; 2 — рамка микрометрической линейка; 2 — рамка; 3 — основание; 4 подачи; 3 — нониус; 4 — основание — державка; 5— нониус Порядок измерений штангенциркулем Инструмент и деталь нужно подготовить к работе: удалить загрязнения, свести губки вплотную и убедиться в том, что показания соответствуют «0». Для измерения наружного диаметра или линейного размера необходимо: 1) развести губки путем передвижения рамки; 2) сдвинуть до плотного прилегания к контрповерхостям; 3) зафиксировать положение рамки стопорным винтом; Рисунок 1 На рисунке 1 показаны размеры: а – 0.4 мм, б – 6.9 мм, в – 34.3 мм. Цена деления нониуса 0.1 мм Микрометрические инструменты Предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глубин отверстий и пазов и т. д. Виды: - гладкие микрометры (рис. 6), (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: - корпус, стебель, внутри которого с одной стороны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой — гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения винта. - барабан (установлен на винт); - трещотка (соединена с винтом, обеспечивает постоянное усилие измерения); - стопор (служит для закрепления винта в нужном положении). Отсчетное устройство состоит из двух шкал: - продольной (отсчитывают целые миллиметры и 0,5 мм) - круговой (отсчитывают десятые и сотые миллиметра). Устройство микрометрических инструментов: Гладкий микрометр (принципиальная схема): 1 – скоба (корпус); 2 - неподвижная пятка; 3- микрометрический винт; 4- стопорное устройство (зажимной винт); 5- стебель; 6- барабан; 7- трещотка (устройство стабилизации усилия измерений); - эталон Микрометрический глубиномер: 1 — трещотка; 2 — барабан; 3 — стебель; 4 — траверса; 5 — подвижная пятка; 6 — гайка фиксации. Микрометрический нутромер: 1 — неподвижный наконечник; 2 — удлинитель; 3 — микрометрическая головка Порядок проведения измерений микрометром Рабочие поверхности микрометра разводят на величину чуть большую, чем размер измеряемой детали, иначе при работе можно её поцарапать. Дело в том, что торцевые поверхности пятки и микрометрического винта имеют высокую твердость для устойчивости к истиранию. Пятку слегка прижимают к детали и вращают микрометрический винт с помощью трещотки до соприкосновения его с измеряемой поверхностью. Трещотка служит для регулирования усилия натяга – делается обычно 3 – 5 щелчков. Положение микрометрического винта фиксируют с помощью стопорного устройства для того, чтобы не сбить показания при считывании значений со шкалы. В процессе работы с микрометром его следует держать за скобу таким образом, чтобы была видна шкала стебля, и показания можно было снять на месте. При измерении диаметра вала, измерительные поверхности нужно выставлять в диаметрально противоположных точках. При этом пятка прижимается к валу, а микрометрический винт, который медленно вращают трещоткой, последовательно выравнивается в двух направлениях: осевом и радиальном. После работы необходимо проверить точность инструмента с помощью эталона. Определение показаний прибора микрометра Указателем при отсчете по шкале 2 стебля служит торец барабана, а продольный штрих 1 является указателем для круговой шкалы 3. Пронумерованная шкала стебля показывает количество миллиметров, а его дополнительная шкала служит для подсчета половин миллиметров. На верхнем изображении показания прибора составляют: 16 + 0,22 = 16,22 мм. На нижнем изображении показания прибора составляют: 17 + 0,5 + 0,25 = 17,75 мм. Распространенной ошибкой является случай, когда неверно учитывают (или не учитывают) величину 0,5 мм. Это связано с тем, что ближайший к барабану штрих дополнительной шкалы может быть открыт частично. Измерение угловых размеров Углы изделий измеряют тремя основными методами: 1) методом сравнения с жесткими контрольными инструментами - угловыми мерами, угольниками, конусными калибрами и шаблонами; 2) абсолютным гониометрическим методом, основанным на использовании приборов с угломерной шкалой; 3) косвенным тригонометрическим методом, который заключается в определении линейных размеров, связанных с измеряемым углом тригонометрической функцией. К универсальным средствам измерения углов относятся нониусные, оптические и индикаторные угломеры, а также другие приборы. Углы наклона поверхностей изделий измеряют уровнями и оптическими квадрантами. В мелкосерийном производстве наибольшее распространение получили универсальные средства измерения углов (рис. 2.96). Схема измерения угла: 1 - угломер УН; 2 - деталь Некоторые типы угломеров имеют фиксированные значения углов, как например, в столярных приборах. Также, в отдельных устройствах могут быть использованы следующие узлы: Маятниковый механизм, возвращающий угломер в вертикальное положение при изменении угла наклона замеряемых поверхностей. Наиболее удобен в работе с габаритными элементами – оборудованием, узлами, частями строительных конструкций и т. д. Шкала угломера остается неподвижной, во время замера перемещается только стрелка, которая ставится на противовес. Угломер с нониусом - состоит из корпуса с прикрепленным к нему диском, основания с шкалой, нониусом, линейкой и хвостовиком. Чаще всего используется для слесарных операций, где необходима высокая точность определения угла, до секунд. Угломер– это механический или электронный прибор, предназначенный для точного определения углов между поверхностями, элементами конструкций, деталями или узлами оборудования, а также между удаленными объектами. Измерение углов производится в градусах с помощью специальной шкалы с механическим указателем, нониуса или электронного дисплея (в зависимости от типа прибора). Конструкция угломеров В наиболее простом варианте угломер: электронный, механический состоит из двух измеряющих поверхностей (линеек) закрепленных на одной оси. Будучи подвижными, они свободно располагаются под углом относительно друг друга. Для определения значения угла, в зависимости от типа устройства, используется линейчатая, линейчато-круговая шкала, электронное отсчетное устройство или другие дополнения. УГЛОМЕР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГОСТ 8378-83 Оптический угломер – предназначен для удаленного определения углов. Состоит из корпуса, диска со шкалой и неподвижной линейки. На диске расположена оптика, подвижная линейка и рычаг, а под диском – пластинка с указателем, с помощью которого и определяет угол. Типы угломеров и их назначение Из наиболее часто применяемых отметим следующие виды приборов: Угломер строительный – применяется при проведении разметочных, монтажных и проектных работ. Имеет различные размеры и способы измерения углов. Столярные угломеры – используется для приблизительного определения угла, часто оснащается шкалой с фиксируемыми углами. Угломеры слесарные применяются для проведения измерений с высокой точность, часто оснащаются нониусной шкалой. Маркшейдеры или горные угломеры – позволяют измерять даже на значительном расстоянии. Также существуют и используются специализированные угломеры, назначение которых вполне понятно по их названию - астрономические, мореходные и артиллерийские. Приемы измерения: 1. Наложить угломер на проверяемую деталь так, чтобы линейка были совмещены со сторонами измеряемого угла; 2. Правой рукой, слегка прижимая к измерительной поверхности линейки основания, перемещать деталь постепенно, уменьшая просвет до полного соприкосновения; 3. Если нет просвета, зафиксировать положение стопором и читать показание. Порядок применения устройства Для получения точных значений необходима регулярная поверка угломеров, проверка их соответствия эталонным значениям. Сам же процесс замера максимально прост: Основание или одна из линеек плотно прикладывается к одной из поверхностей. Ко второй поверхности прикладывается шкала дуги или вторая линейка. Положение линеек фиксируется винтом. Определяется угол по совпадению шкалы с краем линейки. При наличии нониуса определяются секунды угла. Выше описан порядок использования механического угломера – простого универсального прибора, которым можно замерять внутренние и наружные углы. Электронным прибором пользоваться ещё проще – необходимо лишь зафиксировать измерительные поверхности и получить показания с электронного дисплея. Чтение показаний угломера УН: Измерение наружных углов: при измерении наружных углов от 0 до 500 (рис. а) показания читают по правой части шкалы (рис. б); при измерении наружных углов от 50 до 900 показания читают по левой части шкалы (рис. в); при измерении наружных углов от 90 до 1400 к показаниям правой части шкалы прибавляют 900 (рис. г); при измерении наружных углов от 140 до 1800 к показаниям левой части шкалы прибавляют 900 (рис. д). Измерение наружных углов угломером УН а – прием проверки, чтение показаний, б – от 0 до 500, в – от 50 до 900, г – от 90 до 1400, д – от 140 до 1800
