Загальні відомості про мікрометричні інструменти

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

 

МІКРОМЕТРИЧНІ ВИМІРЮВАЛЬНІ ЗАСОБАМИ

 

Мета роботи:

 

Вивчення конструкції мікрометричних вимірювальних засобів і придбання навичок по їх використанню.

Оцінка придатності деталі, що перевіряється. Об'єкт вимірювання – деталь, що перевіряється.

 

Матеріальне забезпечення:

 

1 Мікрометр, мікрометричний глибиномір, мікрометричний нутромір, еталон довжини для перевірки настроювання мікрометра на "нуль".

2 Контрольовані деталі.

3 Креслення деталей.

Загальні відомості про мікрометричні інструменти

 

Мікрометричні інструменти призначені для абсолютних вимірів і засновані на використанні точної гвинтової пари для перетворення обертального руху мікрометричного гвинта в його поступальний.

У скобу 1 мікрометра (рис.1 - а) запресовують п'ятку 2 і стебло 10 з закріпленою в ньому гайкою 8, нагвинченою на мікрометричний гвинт 3. З стеблом сполучений барабан 9, на конічній частині якого нанесено 50 поділок. Барабан 9 стягується з мікрогвинтом 3 настановним ковпачком 5.

 

 

 

Рисунок 1 – а) мікрометр гладенький ; б) шкала вимірювання

 

У ковпачку просвердлений отвір, у який вставляють підпружинений зуб 7, що зв'язує ковпачок із тріскачкою 6. При обертанні тріскачки мікрогвинту 3 передається визначений обертальний момент, необхідний для забезпечення постійного по величині вимірювального зусилля.

Допустима похибка показань ±(4-10) мкм для меж виміру від 0 до 600 мм.

Різновидом мікрометричних інструментів є мікрометричні глибиноміри і мікрометричні нутроміри.

Для всіх мікрометричних приладів загальним вимірювальним елементом є мікрометрична голівка, опис котрої вже приведень.

Мікрометричні глибиноміри (рис.2 - а) призначені для виміру глибини пазів, канавок, висоти уступів і ін. При вимірі глибиномір установлюють підставою 2 на деталь що перевіряється і доводять вимірювальний наконечник 3 до контакту а поверхнею западини тріскачкою 1.

Мікрометричні нутроміри (рис.2 - б) служать для вимірювання діаметрів отворів, ширини пазів і ін.

а)

б)

 

Рисунок 2 – а) мікрометричний глибиномір;

б) мікрометричний нутромір

 

Вони складаються власне з мікрометричної голівки і набору здовжувачів, що дозволяють розширити діапазон розмірів що вимірюються.

 

2 Принцип відліку мікрометричних інструментів

 

На стебло мікрометра для відліку розміру, що вимірюється, наносять повздовжню лінію 11 (рис.1 - б) і дві шкали – верхню і нижню, з відносним зсувом 0,5 мм, рівним кроку гвинта Р . По нижній шкалі відраховують цілі міліметри, по верхній – половини міліметра.

На конічному кінці барабана нанесена шкала з числом поділок Z = 50, призначена для відліку десятих і сотих долей міліметра.

Ціна поділки шкали барабана мікрометра визначається

.

 

Перед вимірюванням мікрогвинт встановлюють у нульове положення шляхом його обертання за тріскачку до зіткнення п'ятки 2 із мікрогвинтом.

Встановлення мікрогвинта на "нуль" виконана правильно, якщо нульова ризику на круговій шкалі барабана збігається з подовжньою рискою стебла, а торець барабана сполучається з нульовою рискою нижньої подовжньої шкали.

Якщо ж настроювання на "нуль" порушене, то для її відновлення роблять такі маніпуляції:

1. Обертаючи мікрогвинт за тріскачку 6, підводять його до зіткнення з п'ятою 2.

2. Фіксують положення мікрогвинта стопорним гвинтом 4.

3. Відгвинчують настановний ковпачок 5 на півоберта, звільняючи тим самим барабан від кріплення з мікрогвинтом.

4. Повертають барабан 9 до збігу нульової риски кругової шкали барабана з подовжньою рискою стебла.

5. Утримуючи барабан у такому положенні, затягують настановний ковпачок 5.

6. Відпускають стопорний гвинт 4.

7. Повторно проводять перевірку настроювання на "нуль".

При вимірюванні виріб розміщують між нерухомою п'ятою і мікрогвинтом, та обертають за тріскачку до моменту її потріскування. Після цього відраховують показання. Відлік роблять підсумовуванням показань на подовжній і круговій шкалах. На (рис.1 - б) приведений приклад відліку - 21,71 мм.

Мікрометри випускають із діапазоном вимірів 25 мм в інтервалі від 0 до 300 мм.

Для підвищення зносостійкості кінці мікрогвинта і п'ятки армують твердим сплавом.

Допустима похибка показань ±(4-10) мкм для меж виміру від 0 до 600 мм.

Схема вимірювання, деталі що перевіряється приведена в протоколі.

За результатами вимірів визначають:

овальність - у перетинах I, II і III.

конусоподібність - у площинах А и В,

бочкоподібність або сідлоподібність у площинах А и В.

 

3 Порядок виконання лабораторної роботи

3.1.Ознайомитись з загальними відомостями до лабораторної роботи.

3.2Ознайомитись з будовою та принципом вимірювання мікрометричних вимірювальних засобів.

3.3.В звіт до лабораторної роботи записати характеристики вимірювальних засобів (мікрометра, мікрометричного глибиноміра, мікрометричного нутроміра) та вказати граничні похибки вимірювання для універсальних вимірювальних засобів (Додаток Г).

3.4 З робочого креслення деталі (згідно варіанта – додаток А) записати в таблицю лабораторної роботи номінальні розміри та поля допусків визначених поверхонь.

3.4.1 По таблицям допусків додаток Б знайти - верхнє та нижнє відхилення валу.

3.4.2 Визначити найбільший та найменший граничні розміри валу.

3.5 Визначити допустиму похибку вимірювання (Додаток В).

3.6 За схемою вимірювання провести виміри дійсних розмірів деталі, результати записати в звіт до лабораторної роботи.

3.8 Накреслити схему розташування полів допусків валу розміри яких контролювалися.

3.9 На схемі позначити всі основні характеристики : Номінальний розмір, граничні розміри, відхилення, допуск та нанести штриховими лініями дійсні розміри, які контролювалися.

3.10 Зробити висновок про придатність деталі.

 

Зразок оформлення лабораторної роботи № 2 наведений в додатку Е.

 

Питання для самоперевірки

1. Назвіть основні частини мікрометра.

2. З якою метою на стеблі передбачені дві подовжні шкали?

3. Чому дорівнює крок мікрометричного гвинта?

4. Чому мікрометрична гвинтова пара повинна бути прецизійною?

5. Як визначити ціну розподілу кругової шкали барабана?

6. Для чого служить тріскачка?

7. Послідовність настроювання мікрометра на "нуль".

8. Для чого призначений настановний ковпачок?

9. Діапазон виміру мікрометрів.

10. Чому дорівнює похибка показань мікрометрів?

11.Що таке овальність, конусоподібність, бочкоподібність і сідлоподібність?

12.За рахунок обертання якої частини мікрометра варто переміщати вимірювальний наконечник у процесі виміри деталі?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

 

ПЛОСКОПАРАЛЕЛЬНІ КІНЦЕВІ МІРИ ДОВЖИНИ

 

Мета роботи :

1 Ознайомитись з конструкцією та характеристиками

плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

2 Засвоїти методику складання та розрахунку блоків з кінцевих мір

 

Матеріальне забезпечення:

Набір плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

 

1 Загальні відомості

 

Плоско-паралельні кінцеві міри довжини складають основу сучасних лінійних вимірювань в машинобудуванні: Вони застосовуються для зберігання одиниці довжини, передачі розміру від еталону одиниці довжини до вибору, перевірки точності та градуювання вимірювальних засобів, встановлення приладів на нуль при відносному методі вимірювань тощо.

Форма плоскопаралельної кінцевої міри довжини – прямокутний паралелепіпед (рис.1) або циліндр. Матеріал сталь – ХГ, Х, ШХ15 або твердий сплав В66, шорсткість поверхонь Ra = 0,01…0,02 мкм.

Найбільш широким слід вважати використання кінцевих мір при перевірці шкал вимірювальних інструментів та приладів, встановлення регульованих калібрів на розмір та на нуль шкал вимірювальних приладів.

Кінцеві міри довжини слід використовувати тільки у випадках, коли потрібна висока точність вимірювання та неможливе використання звичайних вимірювальних приладів.

В аналогічних випадках слід використовувати і кутові міри. Вони використовуються у вигляді призм і призначені для зберігання й передачі одиниці плоского кута, перевірки й градуювання кутомірних та кутових шаблонів, а також для контролю виробів.

Блок слід складати притиранням. Кінцеві міри мають властивість зчіплюваності ( притираємості ) за рахунок ретельної обробки робочих поверхонь шляхом шліфовки та доводки. З них можна складати блоки будь-яких розмірів. Зчеплення пластинок мір забезпечується силами молекулярного притягання найтонших мастильних плівок на їх поверхнях (товщина плівки не перевищує 0,02 мкм).

 

Найбільш розповсюджений основний набір із 87 плиток.

 

Таблиця 1 - Склад кінцевих мір довжини із 87 плиток

 

Номінальні розміри плитки, мм	Кількість плиток
1,005 1,01; 1,02; 1,03; ...; 1,49 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 0,5; 1,0; 1,5; ...; 9,5 10; 20; 30; ...; 100 1; 1; 2

 

Для меншого зносу мір при складанні блоків з кінцевих мір слід прагнути, щоб вони складалися із можливо меншої кількості мір.

На кожній мірі гравірується її розмір (рис.1): на мірах, менших за 5,5 мм. – номінальний розмір наноситься на одній із вимірювальних поверхонь; більших за 5,5 мм – на боковій неробочій поверхні.

 

Рисунок 1 – Плоскопаралельні кінцеві міри довжини:

а) міри ; б) блок мір

 

Послідовність при складанні блоку така: спочатку притирають кінцеві міри малих розмірів, після чого складений з них блок притирають до міри середнього розміру, а потім вже до плитки великого розміру.

Кінцеві міри довжини в залежності від точності на виготовлення поділяються на 6 класів точності (00, 01, 0, 1, 2, 3 ) по ДЕСТ 9038 – 73.

При застосуванні мір по класам точності найбільша похибка розміру блока кінцевих мір ∆найб. може бути визначена по формулі:

 

∆найб. = ± ( | ∆1 | + | ∆2 | …+ …| ∆n | ),

 

де ∆1, ∆2, ∆3, - допустимі відхилення мір. ( ДЕСТ 9038-73 – Відхилення довжини кінцевих мір в залежності від класів ).

Найбільш імовірно при застосуванні мір по класам являється сумарна похибка ∆lim блока, яки визначається по формулі

 

∆lim = ±

 

За точністю атестації плоскопаралельні кінцеві міри довжини поділяються на 5 розрядів точності ( 1, 2, 3, 4, 5 ). Якщо набору кінцевих мір присвоєний розряд, то до нього додається атестат, де вказуються дійсні розміри або дійсні відхилення від номінальних розмірів.

Якщо блок складається з набора, якому присвоєний розряд, то дійсні розміри блока, визначається із врахуванням дійсних відхилень розмірів мір, які вказані в атестаті. В цьому випадку відхилення розміру мір не буде впливати на точність вимірювання незалежно від їх належності до того чи іншого класу точності. Застосування мір по розрядам з врахуванням їх дійсних розмірів дозволить виконувати більш точні виміри, порівняно з застосуванням мір по класам точності.

 

2 Методика розрахунку плоскопаралельних кінцевих мір довжини

2.1 Необхідно скласти блок із кінцевих мір довжини для настройки вимірювального засобу.

При складані блока кінцевих мір довжини слід прагнути до мінімальної кількості мір, які складають блок.

Для зменшення похибки блока число мір в ньому беруть не більше 4-х. Перша цифра береться така, щоб отримати останню цифру заданого розміру, а далі вибираємо найменшу кількість мір.

Наприклад : Заданий розмір 20,005 мм. 4 – го розряду.

Перша міра, що входить до блоку 1,005 мм (1)

Залишок 19,0 мм (2)

Друга міра що входить до блоку 9,0 мм (3)

Залишок ( Третя міра блоку ) 10,0 мм (4)

 

Сума вибраних мір складає заданий розмір

 

1,005+9+10=20,005 мм

 

2.2 Визначити дійсний розмір блока за допомогою атестата.

По атестату для 4-го розряду ( додаток В ) знаходимо відхилення мір від номінального розміру і знаходимо їх алгебраїчну суму:

 

∆ = -0,7-1,2+0,3=-1,6 мкм

 

Ця величина являється відхиленням від номінального розміру блока.

Визначаємо дійсний розмір блока

 

20,005-0,0016=20,0034 мм.

 

2.3 Визначити найбільшу та найбільш імовірну похибку розміра блока кінцевих мір довжини.

Наприклад: Блок розміром 74,415 мм. складений з кінцевих мір 1,005; 1,41; 3; 70 мм. Клас точності мір 3-й.

2.3.1В залежності від номінальної довжини мір ( 1,005; 1,41; 3 і

70 мм. ) Для 3-го класу точності по додатку Б знаходимо допустимі відхилення мір ∆, які відповідно дорівнюють ∆₁= ±0,8мкм ; ∆₂= ±0,8мкм; ∆₃= ±0,8мкм ∆₄=±2мкм.

Найбільша похибка розміру блока

 

∆_найб = ± (0,8 +0,8 +0,8 +2) = ± 4,4 мкм

2.3.2 Визначаємо найбільш імовірну похибку розміра блока

 

∆lim = ± мкм

 

 

3 Порядок виконання лабораторної роботи

 

3.1 Ознайомитись з загальними відомостями до лабораторної роботи.

3.2 Вивчити методику розрахунку кінцевих мір довжини.

3.3 Ознайомитись з характеристиками плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

3.4 Згідно варіанту завдання (додаток А) скласти блок із кінцевих мір довжини для настройки вимірювального засобу по заданому розміру та класу точності (розряду).

3.5 Визначити дійсний розмір блока за допомогою атестата

3.6 Визначити найбільшу та найменш імовірну похибку розміру блока кінцевих мір довжини.

3.7 Зробити висновок до даної лабораторної роботи.

Зразок оформлення лабораторної роботи додаток Г

 

 

Запитання для самоперевірки

 

1. Застосування плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

2. Застосування кутових мір.

3. Склад основного набору кінцевих мір довжини.

4. Методика складання блоків кінцевих мір.

5. Конструкція наборів плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

6. Класи точності кінцевих мір.

7. Розряди точності кінцевих мір.

8. Визначення дійсного розміра блока кінцевих мір за допомогою атестата.

9. Знаходження найбільшої похибки розміру блока в залежності від класу точності.

10. Визначення найбільш імовірної похибки розміра блока.

11. Методика розрахунку плоскопаралельних кінцевих мір.

12. Переваги застосування наборів кінцевих мір, яким присвоєно розряд.