Универсальные измерительные микроскопы УИМ, ДИП

Инструментальные микроскопы ММИ, БМИ

До появления первого УИМ (Универсального Измерительного Микроскопа) существовали не универсальные (узкоспециализированные) приборы. Ими можно было измерить только один элемент - например, шаг резьбы, или кромку режущего инструмента. Этот класс приборов назывался «инструментальный микроскоп». В России инструментальные микроскопы производились новосибирским приборостроительным заводом. Модели ММИ и БМИ (Малый Микроскоп Измерительный и Большой Микроскоп Измерительный) полностью оптико-механические, а ММИЦ и БМИЦ – более поздние модели, оснащенные угловыми датчиками и цифровым отсчетным устройством. Буква «Ц» в названии говорит об этом. За счет электроники эти приборы имеют дискретность 1 мкм, а вот их точность, по современным понятиям, весьма не высока: порядка 0,01 мм. Объясняется это тем, что перемещение рабочего поля оценивается косвенно по повороту винта, на котором установлен угловой датчик. Таким образом, точность прибора сильно зависит от качества винтовой пары и постепенно ухудшается со временем из-за естественного износа и появления люфтов. Инструментальные микроскопы широко применялись в цехах больших заводов, где и по сей день иногда можно встретить работающие экземпляры.

Разновидностью инструментального микроскопа являются приборы челябинского инструментального завода, которые называются «Прибор для настройки инструмента вне станка». Они имеют два оптических микроскопа, развернутых друг относительно друга на 90 градусов. Этот узкоспециализированный прибор позволяет выравнивать кромки режущего инструмента, например, фрез, без установки их на станок. Эти уникальные приборы ценились в свое время «на вес золота». И в наши дни на заводах изредка можно встретить работающие экземпляры.

Универсальные измерительные микроскопы УИМ, ДИП

Универсальные измерительные микроскопы впервые появились в России и быстро завоевали широкую популярность. Выпускались они объединением «ЛОМО». Первые модели назывались УИМ-21 и УИМ-23. Это массивный прибор – его вес составляет 560 кг, с тремя микроскопами и рабочим полем 100 х 200 мм. Исследуемая деталь закрепляется на поверхности измерительного стола, который перемещается относительно основания прибора по прецизионным направляющим по горизонтали. Вместе со столом перемещаются отсчетные шкалы для продольного и поперечного хода. Оператор наводился на деталь, наблюдая ее в микроскоп и перемещая измерительный стол при помощи микровинтов. На зрачке микроскопа нанесена мишень – сетка, подобная сетке оптического прицела, которая позволяет многократно наводиться в одну точку. Последовательно наводясь на разные точки детали, можно определить расстояние между ними по отсчетным шкалам. После наведения в очередную точку, оператор, при помощи двух других микроскопов, снимает отсчеты с линейных шкал, определяя пройденное расстояние. Применение линейных шкал позволяет избежать недостатков косвенного измерения перемещения, которые имелись в инструментальных микроскопов ММИЦ и БМИЦ новосибирского приборостроительного завода (см. выше). Линейные шкалы УИМ-21 имеют шаг 1 мм. При помощи встроенного оптического микрометра шаг шкалы делится на 1000 частей, увеличивая разрешение прибора до 1 мкм.

К существенным недостаткам УИМ-19 можно отнести высокую утомляемость глаз оператора и субъективный отсчет (влияние на точность измерения опыта оператора, его состояния здоровья, внимания и т.д.)

Дальнейшим шагом в развитии российских универсальных измерительных микроскопов стало появление УИМ-25. Существенным отличием этого прибора от предшественников является проецирование изображения шкалы на экран. УИМ-25 имеет только один микроскоп – для наведения на деталь. После наведения в нужную точку оператор определяет перемещение по изображению отсчетных шкал на экране. Применение проекторов несколько уменьшило утомляемость глаз оператора. К недостаткам этой модели можно отнести слабую яркость изображения на экране. Для того, что бы уверенно различать изображение часто приходилось работать при затемненном освещении или в полной темноте.

Эпоха цифровых отсчетных систем коснулась и измерительной техники. В России появилась новая модель универсального измерительного микроскопа УИМ-29. Этот прибор имеет цифровые линейные шкалы и цифровое табло. Шаг шкал равен 2 мкм. (сравните: у оптических шкал предыдущих моделей шаг равен 1 мм). Дискретность УИМ-29 равна 0,5 мкм. Отсчет объективен: не зависит от опыта, состояния здоровья и внимания оператора, выводится на цифровое табло. УИМ-29 имеет один микроскоп для наведения на деталь.

Приблизительно в это же время начало развиваться второе направление универсальных измерительных микроскопов. В их названии содержится аббревиатура «ДИП». Эти приборы снабжены электронно-вычислительными машинами, которые вычисляют элементы детали: радиусы, дуги, углы и т.д. ЭВМ подключается к печатающему устройству и может формировать отчеты об измерениях.

Какой параметр является основным в оценке годности резьбы?

Средний диаметр, шаг и угол профиля являются основными параметрами резьбы, т.к. они определяют характер контакта резьбового соединения.

С какой целью производят измерения реднего диаметра,шага и половины угла профиля по левой и правой сторонам резьбы?

1. ^ Средний диаметр резьбы - диаметр - диаметр воображаемого, соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы в точках, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы для однозаходной резьбы и половине номинального хода резьбы поделенной на число заходов для многозаходной резьбы. При отсутствии погрешности резьбы образующая указанного цилиндра пересекает профиль резьбы в точках, где ширина выступов равна ширине канавки.

2.
^ Наружный диаметр резьбыd(D) – диаметр воображаемого цилиндра, описанного касательно к вершинам наружной резьбы или впадинам внутренней резьбы. Этот диаметр для большинства резьб принимают за номинальный диаметр.

3.
^ Внутренний диаметр резьбы - диаметр воображаемого цилиндра, вписанного касательно к впадинам наружной резьбы или вершинам внутренней резьбы.

4.
Шаг резьбы Р – расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля, измеренное в направлении, параллельном оси, на расстоянии, равном половине среднего диаметра от этой оси.

^ Половина угла профиля a/2 – угол между боковой стороной профиля и перпендикуляром, опущенным из вершины исходного профиля симметричной резьбы на ось резьбы.

Измеряя a/2, можно установить не только величину a, но и перекос резьбы, происходящий от неточной установки инструмента или изделия.