КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

 

 

Целью лабораторных работ по курсу " Метрология, стандартизация и сертификация" является ознакомление студентов с устройством, правилами эксплуатации и метрологическими характеристиками наиболее распространенных приборов, привитие им навыков в обращении с этими приборами и закрепление знаний, полученных при прослушивании курса лекций.

Измерения в машиностроении производят как с целью установления действительных размеров изделий и соответствия их требованиям чертежа, так и с целью проверки точности технологической системы и подналадки ее для предупреждения брака. Различают два понятия: «измерение» и «контроль». Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специально предназначенных для этого технических средств. Контролем называется процесс получения и обработки информации об объекте (параметрах детали, механизма, процесса и т.д.) для определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект. При контроле деталей проверяют соответствие действительных значений геометрических, механических, электрических и других параметров допустимым.

В лабораторных работах предусмотрены как измерение, так и контроль. В описаниях лабораторных работ приведены только принципиальные схемы и описания измерительных приборов, их метрологические характеристики и приемы работы на них. Более детальное описание излагается в соответствующих курсах.

Лабораторные работы выполняются на точных приборах, часть из которых включается в электросеть. Каждый студент обязан пройти инструктаж по технике безопасности и расписаться в журнале установленной формы. Включение рубильника и прибора производится только с разрешения преподавателя или техника лаборатории после внешнего осмотра исправности электропроводки. Запрещается вращение рукоятки и перемещение деталей прибора без предварительного ознакомления с его описанием. При выполнении лабораторных работ запрещается касаться электропроводки и производить самостоятельный ремонт прибора. При работе на приборе запрещается отвлекаться и отвлекать товарищей. В случае поломки прибор следует немедленно выключить и сообщить о случившемся преподавателю. После выполнения лабораторной работы необходимо выключить прибор, привести в надлежащий порядок рабочее место и закрыть прибор чехлом.

 

 

Лабораторная работа 1

 

КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

 

Цель работы: измерить детали (втулки), выполненные по чертежу, и определить их годность; научиться пользоваться широко применяемыми универсальными измерительными средствами: штангенциркулем, индикатором, индикаторным нутромером и прибором для измерения радиального биения; приобрести навыки определения допусков по справочникам и нанесения их на чертежи; определить отклонения деталей от правильной геометрической формы; дать заключение о годности деталей.

Описание измерительных средств

Штангенциркуль. Отсчетным устройством в штангенциркуле является линейный нониус, который позволяет отсчитывать дробные доли интервала делений основной шкалы. При измерении шкала нониуса смещается относительно основной шкалы, и величину этого смещения определяют по положению нулевого штриха нониуса. Нулевое положение шкалы нониуса и положение при отсчете измеряемого размера для различных нониусов показаны на рис. 1.1.

 

`

 

 

Рис. 1.1

 

Отсчет измеряемой величины по шкале с нониусом складывается из отсчетов целых делений N на основной шкале и дробной части деления по шкале нониуса: А = а× N + С× К, где  а - цена деления основной шкалы; С - цена деления нониуса; К - штрих шкалы нониуса, совпадающий со штрихом основной шкалы.

  Индикатор часового типа с ценой деления 0, 01 мм может применяться как для относительных, так и для абсолютных измерений. Общий вид индикаторной головки с ценой деления 0, 01 мм и принципиальная схема ее устройства показаны на рис 1.2, а.

В индикаторах этого типа перемещение измерительного стержня 1 с наконечниками 10 и 11 вызывает перемещение большой стрелки 2 по шкале 3 и малой стрелки по шкале 4. Шкала 4 – указатель оборотов, то есть по ней отсчитывается целое число оборотов большой стрелки 2.

Перемещение указателя производится при помощи зубчатой передачи, схема которой изображена на рис. 1.2, б.

 

Рис. 1.2

На измерительном стержне 1 нарезана зубчатая рейка. При измерении детали линейное перемещение измерительного стержня вызывает поворот малого 12 и большого 13 зубчатых колес, сидящих на одной оси. Зубчатое колесо 13 сцепляется с колесом 14, на оси которого укреплена большая стрелка индикатора. Малая стрелка указателя поворотов укреплена на оси зубчатых колес 12 и 13. Зубчатое колесо 15 и связанный с ним волосок 16 служат для устранения бокового зазора в передаче, обеспечивая постоянное касание профилей зубьев при прямом и обратном ходе. Пружина 17 служит для создания измерительного усилия 200 ± 80 г.

В индикаторе с ценой деления 0, 01 мм поступательному перемещению измерительного стержня 1 на 0, 01 мм соответствует перемещение большой стрелки 2 на одно деление шкалы 3. Шкала индикатора вместе с ободком 5 может поворачиваться относительно корпуса прибора так, что против большой стрелки можно установить любой штрих шкалы. Некоторые индикаторы снабжены стопорным устройством 6. Для работы индикатор укрепляют за гильзу 9 или ушко 7, расположенное на корпусе 8, в различных стойках или штативах.

Индикаторный нутромер. Измерительным усторойством в индикаторном нутромере (рис. 1.3) служит индикатор. В нутромерах обычного типа применяются индикаторы с ценой деления 0, 01 мм, в индикаторах повышенной точности – рычажно-зубчатые головки с ценой деления 0, 002 или 0, 001 мм.

Индикатор 1 вставляется в трубку нутромера 2 и закрепляется цанговым зажимом, разрезным кольцом 13 и гайкой 14. Измерительные стержни — подвижный 3 и неподвижный 4 (сменная вставка) - расположены в корпусе 5. Измерительный стержень 3 оканчивается клином, который при перемещении стержня действует на шарик 6 , передающий движение на стержень 7 и измерительный стержень индикатора. Передаточное

отношение равно единице. Центрирующий мостик 8 шарнирно соединен через ось 9 с корпусом 5. Усилие мостика создается пружиной 10, действующей на мостик через колпачок 11. Измерительное усилие создается индикатором и пружиной 12.

Рис. 1.3

К нутромеру прилагается шесть штук сменных измерительных вставок 4, две шайбы 15, два удлинителя 16 и ключ. Этот набор позволяет изменять нулевую установку прибора на 0, 5 мм в пределах измерения 18 - 50 мм. При работе прибор следует держать за теплоизоляционную ручку 17.

Рис. 1.4

Установка нуля прибора (рис. 1.4, а ) производится по блоку из концевых мер длины 5, равному номинальному диаметру измеряемого отверстия. Концевые меры тщательно промывают бензином и притирают друг к другу. К составленному блоку притирают боковики 3 и 4. Небольшим покачиванием находят крайнее положение большой стрелки индикатора 1 при движении ее по часовой стрелке. К этому положению стрелки, которое будет соответствовать наименьшему расстоянию между боковиками, то есть размеру блока плиток, поворотом шкалы подводят нулевое деление. Повторным покачиванием прибора проверяют правильность нулевой установки и замечают показание указателя оборотов. Индикаторный нутромер осторожно выводят из пространства между боковиками и, отжимая центрирующий мостик 2, вводят в отверстие втулки для производства замеров по схеме (рис. 1.4, 6 ).

Небольшим покачиванием прибора слева направо находят наименьшее показание, соответствующее диаметру отверстия, а небольшими поворотами вокруг вертикальной оси – наибольшее показание прибора. Действительный размер отверстия равен отклонению от нуля (с учетом знака) плюс размер блока. При снятии показаний по шкале следует учитывать изменение положения стрелки указателя оборотов, после окончания измерения - проверить нулевое показание прибора.

Прибор биения (ПБ) служит для измерения радиального биения (рис. 1.5); в данной работе используется для измерения несоосности отверстия и наружной поверхности втулки; состоит из станины 6, бабок 4

с центрами 3 и стойки с консолью 2. Бабки могут перемещаться по направляющим станины и закрепляются при помощи винтов 5. Индикатор 1 укрепляется в державке консоли.

Измерение втулок

По эскизу (рис. 1.6) изготовлена партия из трех деталей (втулок). Необходимо произвести измерение действительных размеров втулок, определить отклонение от правильной цилиндрической формы, соосность наружной и внутренней поверхностей, рассчитать предельные

б)

dнм а)

А

А

Рис. 1.7

г)

в)

размеры, найти допуски цилиндричности и соосности, сделать заключение о годности этих деталей.

 

                 Рис. 1.6

 

Частными случаями отклонений от цилиндрической формы являются овальность, конусность, бочкообразность и седлообразность.                                                      

Овальность определяется как разность между наибольшим и наименьшим диаметрами одного поперечного сечения во взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 1.7, а ), деленная на 2; конусообразность  - как разность между наибольшим и наименьшим диаметрами по торцам детали в одном и том же продольном сечении (рис. 1.7, б ), деленная на 2; бочкообразность или седлообразность – как разность между наибольшим и наименьшим диаметрами по середине и по торцам (рис. 1.7, в и г ), деленная на 2. 

Результаты измерений и расчетов заносятся в соответствующие графы табл. 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

Номер втулки	Размер втулки	Результаты измерений, мм				Предельные размеры по стандарту		Заключение о годности
		Направление	Сечение, перпендикулярное оси
			А-А	В-В	С-С	Наиб.	Наим.
1	Æ 40Н9	I-I
		II-II
2		I-I
		II-II
3		I-I
		II-II

 

Для определения погрешностей формы диаметр каждой втулки измеряют в трех сечениях (А-А, В-В, С-С), перпендикулярных оси, и в двух взаимно перпендикулярных направлениях I-I и II-II согласно схеме, приведенной на рис. 1.8.

Рис. 1.8

Для измерения отклонения от соосности наружной поверхности втулки и отверстия втулка надевается на оправку и устанавливается в центрах прибора ПБ (см. рис. 1.5). Траверса с закрепленным в ней индикатором опускается до тех пор, пока измерительный наконечник индикатора не коснется поверхности втулки, а

стрелка не сделает 1–2 оборота. Затем, медленно вращая втулку на оправке, замечают наибольшее и наименьшее показания индикатора за полный оборот детали и заносят в табл. 1.2 абсолютную величину разности этих показаний, которая является величиной отклонения от соосности в диаметральном выражении.

 

Таблица 1.2

И от соосности втулок

 

Номер втулки

Погрешность формы

Отклонение от соосности

Заключение о годности

Овальность

Конусность

Бочкообразность

Седлообразность

А-А

В-В

С-С

I-I

II-II

I-I

II-II

I-I

II-II

А-А

В-В

С-С

1

2

3

 

 

Обработку результатов измерений производят следующим образом:

1. По номинальному размеру и обозначению поля допуска по ГОСТ 25347 – 88 (см. приложение I, табл. 2) находят предельные отклонения, затем подсчитывают предельные размеры (наибольший и наименьший), которые заносят в табл. 1.1.

2. Строят поле допуска, на котором указывают предельные отклонения, номинальный, наибольший и наименьший размеры.

3. Рассчитывают погрешности формы деталей и заносят в табл. I.2.

4. Определяют степень точности по форме и расположению в зависимости от квалитета диаметра и относительной геометрической точности по табл. 1 приложения Х. Принимаем нормальную (А) относительную геометрическую точность.

5. Определяют допуски цилиндричности по табл. 4 приложения XIII и соосности по табл. 2 приложения X в зависимости от назначенной степени точности формы и расположения поверхностей и проставляют их на эскизе детали (см. рис. 1.6).

6. Дают заключение о годности деталей по размеру, цилиндричности и соосности. Если действительные размеры ни в одном из сечений не выходят за установленные предельные размеры, а отклонения формы и соосности - не больше допустимых значений, то деталь считается годной.

Отчет по работе должен содержать цель работы, эскиз детали, схему поля допуска диаметра отверстия, результаты измерений и обработки данных в виде табл. 1.1 и 1.2.

Вопросы для самопроверки

1. Изобразите графически, а также дайте определение погрешностей формы цилиндрических и плоских поверхностей.

2. Изобразите графически поля допусков на контролируемые размеры.

3. Что такое допуск, поле допуска и посадка?

4. Что такое система отверстия и система вала? В какой системе выполнен контролируемый размер?

5. Изобразите схему полей допусков в системе вала и в системе отверстия.

 

Лабораторная работа 2

Измерений

 

Цель работы: ознакомиться со статистическими методами оценки погрешностей изготовления и измерения и провести статистический анализ (обработку) результатов измерения; определить доверительный интервал для математического ожидания результатов многократных измерений деталей; определить годность партии деталей по выборке; научиться пользоваться микрометром.

Рис. 2.2

Рис. 2.1

Второе отсчетное устройство состоит из шкалы с ценой деления 0, 01 мм, нанесенной на конусной поверхности барабана 2, и указателя в виде продольного штриха, нанесенного на стебле 1.

Шаг микровинта Р = 0, 5 мм, следовательно, одному обороту микровинта и жестко скрепленного с ним барабана соответствует линейное перемещение торца барабана на одно деление, равное 0, 5 мм.

Круговая шкала барабана имеет число делений п = 50, следовательно, поворот барабана с микровинтом на одно деление относительно продольного штриха стебля 1 (см. рис. 2.2) будет соответствовать величине с = Р/п = 0, 5/50 = 0, 01 мм. Для определения размера А проверяемой детали производят отсчет по двум отсчетным устройствам и суммируют их. Пример отсчета показан на рис. 2.2. Отсчет по микрометру будет равен А = 11, 5 + 0, 265 = 11, 765 мм (третий десятичный знак взят на глаз). Этот порядок отсчета остается неизменным для всех типов микрометрического инструмента.

Перед началом измерений проверяется нулевая установка микрометра. Для микрометра с пределами измерений 0—25 мм производится проверка нулевого отсчета, для микрометра с пределами измерения 25—50 мм — отсчета 25 мм и т. д. При проверке микрометра с пределами измерений 0—25 мм, удерживая левой рукой микрометр за скобу 3, вращают микрометрический винт правой рукой за трещотку, приводят в соприкосновение измерительные поверхности торцов микровинта 4 и пятки 5 (см. рис. 2.1, а ). При проверке микрометров с пределами измерений 25—50, 50—75 мм и так далее торцы микровинта и пятки приводят в соприкосновение с плоскопараллельной концевой мерой длины размером, равным нижнему пределу измерений, или со специальной цилиндрической установочной мерой а (см. рис. 2.1, б ).

При указанном соприкосновении скошенный край барабана должен установиться так, чтобы штрих (0; 25 или 50) начального деления шкалы с ценой деления 0, 5 мм был полностью виден, а нулевое деление шкалы барабана 2 остановилось бы против продольного штриха на стебле 1.

Если установка неправильна, следует изменить положение барабана 2 относительно микровинта. Для этого, закрепив стопорным устройством 7 микровинт, придерживая левой рукой корпус барабана за накатный выступ 8, вращая правой рукой гайку 9 (являющуюся также корпусом трещотки), освобождают от микрометрического винта корпус барабана. Затем, повернув свободно сидящий на микрометрическом винте корпус барабана так, чтобы нулевая установка восстановилась, и придерживая корпус барабана за накатной выступ 8, снова скрепляют гайкой 9 барабан с микрометрическим винтом.

После установки на нуль путем вращения микровинта измеряемую деталь зажимают между измерительными поверхностями микровинта 4 и пятки 5 и производят отсчет.

Для того, чтобы измерительное усилие не превосходило допускаемого Р = 5—8 Н, микровинт следует вращать только при помощи трещотки 6. Необходимо следить, чтобы при измерении приспособление 7 было отстопорено.

Измерение и статистическая обработка результатов

По эскизам (рис. 2.3, а и б ) выполнена партия деталей в количестве 25 шт. Необходимо измерить действительные размеры гладкой части болтов (шайб) и провести статистическую обработку результатов измерений.

 Статистическую обработку результатов измерений производят следующим образом. Располагая полученные действительные размеры d_i в порядке возрастания их значений, получают ранжированный ряд случайных дискретных величин. Разность между наибольшим и наименьшим размерами определит величину размаха R действительных размеров R = d_нб -d_нм.

Для упрощения расчетов разность между d_нб и d_нм разбивают на k интервалов (рекомендуется 8–15 интервалов). Для определения числа интервалов рассчитывают дискретный шаг интервалов по формуле

.

Полученное значение шага округляют до 0, 01 мм и по этому значению определяют окончательное количество интервалов. После этого подсчитывают число деталей n_i, имеющих размеры, находящиеся в пределах каждого интервала, и частость n_i/(N-1). Определяют среднее арифметическое значение действительных размеров как

,

где N – общее количество измерений; x_i – значение i-го измерения.

 Рассеяние значений случайных величин в выборке N относительно эмпирического группирования (при N < 30 шт) характеризуется уточненным эмпирическим средним квадратическим отклонением, которое определяется по формуле

,

где X_i – среднее арифметическое значение в i - й группе.

По результатам выборки устанавливают границы, внутри которых с определенной вероятностью будет находиться математическое ожидание М(х) случайной величины х. Эти границы определяют доверительный интервал, который зависит от доверительной вероятности b.

В общем случае при малой выборке и различной доверительной вероятности доверительный интервал выразится как

,                        (2.1)

где  - среднее квадратичное отклонение для распределения средних арифметических величин; t_d - критерий Стьюдента, который для b = 0, 9 в зависимости от числа степеней свободы К приведен ниже:

 

К	15 - 16	17	18 - 20	21 - 22	23 - 27	28 - 30
td	1, 75	1, 74	1, 73	1, 72	1, 71	1, 70

 

Порядок выполнения работы

1. По номинальному размеру и обозначению поля допуска по ГОСТу 25347 – 88 находят предельные отклонения и подсчитывают предельные размеры (наибольший и наименьший).

2. Строят поле допуска, на котором указывают предельные отклонения, номинальный, наибольший и наименьший предельные размеры.

3. Производят обмер деталей и заносят результаты в табл. 2.1.

4. Проводят статистическую обработку результатов измерений, которая заключается в определении доверительного интервала для М(х) по формуле (2.1) при b =0, 90.

5. Дают заключение о годности партии деталей по данной выборке путем сравнения границы доверительного интервала с границами заданного поля допуска. Если границы доверительного интервала не выходят за пределы поля допуска, то партия деталей считается годной с доверительной вероятностью b.

Таблица 2.1

Измеренный размер di, мм	Ранжированный ряд измеренных значений di, мм	Среднее значение интервала Хi, мм	Число деталей в интервале ni, шт	Отклонение от среднего значения Vi =Xi – X, мм	Частость ni N-1
	Х		N

6. По экспериментальным данным строят гистограмму и эмпирическую кривую (полигон) распределения значений случайной величины. Масштаб гистограммы выбирают таким, чтобы ее высота относилась к основанию примерно, как 5: 8 (рис. 2.4).

Отчет по работе должен содержать цель работы, эскиз детали, схему поля допуска диаметра болта (шайбы), результаты измерений (см. табл. 2.1) и статистической обработки измерений, а также заключение о годности партии деталей.

Вопросы для самопроверки

1. Изобразите графически поле допуска на контролируемый размер.

2. Какой метод измерения применялся при контроле диаметра болта (шайбы)?

3. В чем заключается статистическая обработка результатов измерений?

4. Что такое заданная вероятность измерений?

5. Что такое сплошной и выборочный контроль?

6. Как определяется годность партии деталей при выборочном контроле?

Лабораторная работа 3

 

Рис. 3.1

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

 или ,

где  определяются относительно средней линии, а h_{i max}, h_{i min} –относительно произвольной прямой, параллельной средней линии и не пересекающей профиль.

В настоящей работе предусматривается проведение измерений шероховатости поверхности бесконтактным методом с помощью оптических приборов: интерференционного микроскопа МИИ-4 или двойного микроскопа МИС-11.

Порядок выполнения работы

1. Включить прибор через понижающий трансформатор в сеть.

2. Установить деталь на предметный столик 4 (см. рис. 3.5).

3. Сфокусировать прибор на испытуемую поверхность при помощи микровинта 9.

4. Установить с помощью микровинта одну из линий перекрестия параллельно интерференционной полосе.

5. Подвести нить перекрестия микровинтом к верхнему краю наибольшего светлого выступа N₃ (см. рис. 3.4), взять отсчет по барабану, затем нить перекрестия подвести к впадине N₂ и снова снять отсчет. Подсчитать разность отсчетов а = N₂ - N₃  и записать в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Номер измерения	Искривление интерференционной полосы в делениях барабана а	Расстояние между интерференционными полосами в делениях барабана b	Половина световой волны l/2, мкм	Высота неровности R¢ z, мкм	Среднее значение высоты неровностей Rz, мкм	Значение шероховатости по чертежу Rz, мкм	Заключение о годности
1						0, 25
2
3
4
5

 

6. Перевести нить перекрестия на одноименный край нижележащей полосы того же цвета ( если измерение производится при белом свете), снять отсчет, подсчитать величину b = N₁ - N₂ и занести в табл. 3.1.

7. Вычислить величину R¢ z для пяти точек по формуле (3.1) и занести в табл. 3.1.

8. Подсчитать Rz = и занести полученное значение

в табл. 3.1.

9. Сравнить полученное значение Rz с заданным по чертежу и дать заключение о годности.

 

Таблица 3.2

Пределы изме­рений шероховатости по Rz	Шифр объектива	Фокусное расстояние объектива, мм	Апер­тура	Увеличение объектива с дополнитель­ной линзой F = 147 мм	Поле зрения	Погрешность измерений в % от измеряемой вели­чины неровности
80 – 6, 3	ОС-39	25, 0	0, 13	5, 9Х	1, 8	6 – 22
20 – 3, 2	ОС-40	13, 9	0, 30	10, 6Х	1, 0	10 – 25
10 – 1, 6	ОС-41	8, 2	0, 37	18Х	0, 6	12 – 30
3, 2 – 0, 8	ОС-42	4, 3	0, 50	34, 5Х	0, 3	25 - 32

 

 

 

Пусть освещенная щель S проектируется микроскопом на поверхность P₁, имеющую ступеньку Р₂, высотой h (направление падения лучей показано стрелками). Очевидно, изображение щели на поверхности Р₁ займет положение S₁¢, а на ступеньке Р₂ — положение S₂¢. В поле зрения микроскопа, ось которого расположена под углом 90° к оси проектирующего микроскопа, изображение щели будет иметь вид, показанный на рис. 3.6 (поле зрения). Величина b смещения изображения S₂² относительно S₁² служит мерой высоты ступеньки h.

Оптическая схема микроскопа показана на рис. 3.7. От источника света через щель S проходят лучи, которые собираются в фокальной плоскости объектива O₁. Изображение щели проектируется на поверхность детали P, видимой как бы в разрезе, и вторым объективом О₂ визуального микроскопа проектируется на сетку М окуляра К. Изображение щели будет деформированным (рис. 3.8), причем величина смещения щели будет зависеть от высоты неровностей поверхности.

Двойной микроскоп типа МИС-11 изображен на рис. 3.9. Салазки корпуса микроскопов 1 перемещаются по направляющим кронштейна 2 при помощи реечной передачи вращением винта 3. В корпусе помещены два микроскопа — осветительный 4 и визуальный 5.

В микроскопе 4 имеется прямолинейная щель, освещаемая источником света. Изображение щели на детали рассматривается при помощи микроскопа 5, снабженного окулярным микрометром 6, с увеличением 15^х. При фотографировании вместо окулярного микрометра устанавливается фотонасадка МФН-1 с обычным окуляром. Для того, чтобы иметь возможность установить изображение щели в середине поля окуляра, осветительный тубус снабжен винтом 7. Кольцо 11 служит для регулирования ширины щели. Микрофокусировка осуществляется поворотом винта 8.

                                       

Контролируемая деталь 9 устанавливается на столе 10, снабженном микрометрическими головками, при помощи которых можно перемещать

 

стол в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Поворот стола осуществляется при отпущенном винте 14.

Для установки цилиндрических деталей служит накладной столик с призмой.

Определение цены деления прибора

В тубусы микроскопов ввинчиваются два одинаковых объектива, соответствующих требуемому увеличению для предполагаемого шероховатости поверхности детали.

Определяется цена деления шкалы окулярного микрометра при помощи объект-микрометра. Объект-микрометр прилагается к прибору и представляет собой стеклянную пластинку с нанесенной на ней шкалой (в большинстве случаев с ценой деления 0, 01 мм).

Объект-микрометр кладут на стол прибора. Включают освещение микроскопа. Кронштейн с корпусом микроскопов (см. рис. 3.9) устанавливают на требуемой высоте вращением гайки 12 при освобожденном винте 13. После этого стопорят винт 13. Производя подъем или опускание микроскопов при помощи винта 3, получают изображение световой щели. Наблюдая изображение щели через визуальный микроскоп, добиваются, перемещая объект-микрометр по столику прибора, чтобы шкала попала в изображение щели и штрихи шкалы были перпендикулярны ее изображению (рис. 3.10).

Если щель окажется расположенной не в центре поля зрения, следует ее установить вращением винта 7 (см. рис. 3.9) и окончательную фокусировку произвести, вращая винт 8. Освобождают винт, крепящий окулярный микрометр, и последний поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы направление винта окулярного микрометра было параллельно направлению изображения щели. Деления неподвижной шкалы окулярного микрометра при этом параллельны делениям шкалы объект-микрометра. Затем перекрестие окулярного микрометра совмещают с каким-либо штрихом объект-микрометра и делают отсчет по барабану окулярного микрометра. Наблюдая в окуляр, переводят перекрестие на другой штрих объект-микрометра, отстоящий на некоторое число делений (чем больше расстояние между штрихами, тем больше точность определения), и делают второй отсчет по барабану окулярного микрометра.

Отсчет полных оборотов барабана производится при помощи биссектора 1, перемещающегося относительно неподвижной шкалы окуляра, одновременно с перекрестием. Определение цены деления производится по формуле

где z — число делений шкалы объект-микрометра, пройденных перекрестием окуляр-микрометра;

Т — цена деления объект-микрометра;

А — разность отсчетов, полученных при двух совмещениях перекрестия, выраженная в делениях барабана; цифра 2 в знаменателе формулы учитывает наклон тубуса под углом 45°, а также то обстоятельство, что при измерении детали окулярный микрометр поворачивают на 45°.

Пример. z = 11 делений объект-микрометра, А = 200 делений барабана.

Измерение на приборе

Окуляр-микрометр поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы горизонтальная линия перекрестия встала параллельно линии щели, и стопорят в этом положении (рис. 3.11). Снимают объект-микрометр, кладут чисто промытую деталь на столик прибора и фокусируют изображение щели на детали приемами, описанными выше.

 

 

Поворачивая от руки измеряемую деталь, ориентируют ее таким образом, чтобы направление неровностей было перпендикулярно изображению щели.

Отсутствие перекосов детали в поперечном и продольном направлениях проверяют ее соответствующими перемещениями. Изображение щели при этом не должно иметь видимого смещения. При наличии перекосов под измеряемый объект помещают прокладки из воска, фольги и вновь проверяют. Одна сторона щели фокусируется обычно более резко, чем другая, и по ней производится измерение. Горизонтальная линия перекрестия подводится сначала к вершине изгиба щели по выбранной стороне, а затем к впадине по той же стороне щели (см. рис. 3.11 и 3.12). Разность отсчетов на барабане окулярного микрометра N, умноженная на масштабную цену деления, определит значение высоты неровности R в данном сечении. Величина Rz_: определится как среднее арифметическое из пяти максимальных значений R на длине участка измерения (включающего в себя одну или несколько базовых длин в зависимости от поля зрения микроскопа):

Перемещение изображения щели на длине участка измерения осуществляется винтом продольного перемещения столика микроскопа.

Результаты измерения заносят в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Порядковый номер измерения	Первый отсчет по окулярному микроскопу	Второй отсчет по окулярному микроскопу	Разность расчетов   N	Высота неровности R=N× E	5 Rz=(1/5)× å Ri            I=1

 

Отчет по работе должен содержать цель работы, краткую характеристику и оптическую схему прибора, таблицу с результатами измерений и заключение о годности детали.

 

Вопросы для самопроверки

1. Какие бывают методы и средства, применяемые для измерения шероховатости?

2. Что называется шероховатостью поверхности?

3. Параметры шероховатости и базовая длина.

4. Как обозначается шероховатость на чертежах?

 

Лабораторная работа 4

ИЛИ МИКРОКАТОРЕ

Цель работы: изучить устройство миниметра или микрокатора и освоить работу на нем, измерить калибр-пробку с помощью заданного прибора и дать заключение о его годности.

Калибры – это инструменты, предназначенные для проверки годности изделия без определения его действительного размера. Чтобы иметь возможность изготовить калибры по ГОСТ 24853 –81, задают z (отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра относительно наименьшего предельного размера отверстия), Н (допуск на изготовление калибра), y (допустимый выход размера изношенного калибра за границу поля допуска отверстия). Схема расположения полей допусков отверстия и его рабочих калибров представлена на рис. 4.1.

Описание миниметра

Миниметр 9 установлен на стойке, устройство которой приведено на рис. 4.2. Миниметр закрепляется во втулке 5 через промежуточную прокладку 6 винтом 7. Измеряемая деталь устанавли­вается на столик 16, который закреплен на чугунном основании 15. В чугунное основание также запрессована колонка 12, по которой могут перемещаться кронштейны 10 и 13. Кронштейн 13 служит для крепления упора 14. После установки измеряемой детали на столик 16 с помощью гайки 11 опускают кронштейн 10 до касания наконечника измерительной головки 9 с поверхностью измеряемой детали и закрепляют кронштейн 10 на колонке 12 через промежуточную прокладку 2 винтом 1.

Затем, вращая винт 3 микроподачи, упирающийся в пятку 8, осуществляют плавное перемещение втулки 6, подвешенной на плоских пружинах 4, устанавливая указатель миниметра в нужное положение.

Миниметр относится к приборам с чисто рычажной схемой, которые называют приборами с ножевыми опорами.

Обычные конструкции миниметров (рис. 4.3) базируются на принципе неравноплечего рычага. Малым плечом а (рис. 4.4) является расстояние между ножевыми опорами. Большим плечом является длина стрелки. Одна из ножевых опор делается неподвижной, и вокруг нее происходит вращение призм и стрелки. Другая опора связана с поступательно перемещающимся измерительным стержнем. Передаточное отношение миниметра К = а /L. Большое плечо L,  как правило, составляет 100 мм.

 

 

 

                                                   

       

     Рис. 4.2                                            Рис. 4. 3                        

 

На рис. 4.4 показана схема миниметра завода ЛИЗ. К верхнему двойному ножу прижимается призма с U-образными углублениями. Нижний качающийся нож входит в углубление вкладыша призмы, а коническим концом опирается на края отверстия в измерительном стержне.

Описание микрокатора

В микрокаторе используется упругий передаточный (измерительный) механизм, не имеющий пар с внешним трением. Базовой моделью пружинных приборов является измерительная пружинная головка (микрокатор) типа ИГП (рис. 4.5). Измерительный наконечник закрепляется винтом на штоке 2. Шток подвешен на плоской пружине 11. Шток 2 жестко связан с пружинным угольником 21, который винтом 22 закреплен на корпусе 3, а винтом 20 – на штоке 2. К угольнику 21 легкоплавким припоем припаяна одним концом пружинная скрученная лента 5,  выполненная  из  бронзы

Рис. 4. 5

марки БРОФ65-015-ОТ-0.15П. Другим концом лента, проходящая через шеллачный шарик 19 и масляный демпфер 18, припаяна к неподвижной упругой пластине 12, которая винтами 14 через планки 15 и 16 закреплена на литом корпусе 3. К перемычке ленты 5 припаяна стеклянная стрелка 17 с противовесом из шеллака. Стрелка перемещается по шкале до упора в графитовые штифты. Предварительное натяжение ленты и регулирование передаточного отношения осуществляется винтами 13 и 14 при снятой крышке 4. Крышка имеет прозрачное окно и соединена с крышкой 7 винтами 6. В свою очередь, крышка 7 привернута винтами к корпусу 3. При сборке измерительное усилие регулируется перестановкой хомутика 9 с винтом 10, действующего на пружину 8. Микрокатор устанавливается на стойке (см. рис. 4.2) втулкой 1, имеющей тот же диаметр, что и у миниметра (Æ 28h8).

Порядок выполнения работы

1. Внести в табл. 4.1 обозначение отверстия, для которого предназначены калибры. Если калибры замаркированы по системе ОСТ, то необходимо заменить поля допусков на систему ЕСДП по приложению XI.

2. Построить схему полей допусков отверстия и калибров для него.

3. Определить наибольший и наименьший предельные размеры отверстия и проставить их на схеме полей допусков. Предельные отклонения находят по табл. 2 приложения I.

4. Подсчитать предельные размеры калибров по значениям Z, H и У, приведенным в табл. 16.2 (см. задачу 16, с. 119):

наибольший предельный размер Р-ПР               d_{max Р-ПР} = D_min +Z + H/2;

наименьший предельный размер Р-ПР                 d_{min Р-ПР} = D_min +Z - H/2;

размер с учетом износа Р-ПР                            d_{изн Р-ПР} = D_min – y;

наибольший предельный размер Р-НЕ                d_{max Р-НЕ} = D_max + H/2;

наименьший предельный размер Р-НЕ                 d_{min Р-НЕ} = D_max - H/2.

5. Определить размеры рабочего проходного калибра (Р-ПР) по схеме, приведенной на рис. 4.6.

 

Таблица 4.1

Размер отверстия

Обозначение калибра

Размер блока плиток

Предельные размеры калибра по стандарту, мм

Результаты измерений, мкм

Измеренные размеры калибра, мм

Заключение о годности

Сечения, перпендикулярные к оси

Наибольший

Наименьший

С учетом износа

А-А

В-ВI

С-С

Наибольший

Наименьший

Направление

1-1

2-2

1-1

2-2

1-1

2-2

Р-пр

Р-НЕ

 

6. Подобрать блок плиток, размер которого равен наименьшему предельному размеру отверстия, и притереть одну из его измерительных поверхностей к столу. Отстопорить винт 1 (см. рис. 4.2), вращением поддерживающей гайки 11 опустить кронштейн 10 до тех пор, пока измерительный наконечник миниметра не коснется верхней свободной поверхности блока. Постепенным вращение гайки 11 стрелку миниметра довести до нулевого деления шкалы. Кронштейн 10 закрепить винтом 1. Окончательно установить стрелку миниметра на нуль путем вращения винта микроподачи 3. Проверить нулевую установку прибора, приподнимая и опуская два-три раза наконечник прибора при помощи арретира; удалить со столика блок, приподняв наконечник арретира, и поместить на его место калибр-пробку; произвести измерения в сечения по схеме, приведенной на рис. 4.6, и занести результаты в табл. 4.1. Действительный размер калибра равен сумме размера блока и показаний прибора с учетом знака отклонения.

Измерения производить следующим образом. Плотно прижать двумя пальцами пробку к столу и обкатать под измерительным наконечником. Наибольшее показание прибора будет соответствовать отклонению размера пробки от размера настройки.

7. Определить размеры рабочего непроходного калибра (Р-НЕ).

8. Подобрать блок плиток, размер которого равен наибольшему предельному размеру отверстия, настроить прибор на нуль и измерить калибр Р-НЕ так же, как и Р-ПР калибр. Результаты измерений занести в табл. 4.1.

9. Сравнить действительные размеры калибров с соответствующими допустимыми размерами по стандарту и дать заключение о их годности.              

Отчет по работе должен содержать цель работы, схему измерения, схему полей допусков, результаты измерений (см. табл. 4.1) и заключение о годности Р-ПР и Р-НЕ калибров.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое калибры?

2. Как делятся калибры по назначению?

3. Что такое гарантированный, табличный и производственный допуски?

4. Как регламентируется износ рабочих калибров?

5. Для какого метода измерений предназначен миниметр?

 

 

Лабораторная работа 5

Описание прибора

Микроскоп УИМ-21 установлен в горизонтальной плоскости по уровню при помощи трех винтов, находящихся в станине прибора (рис. 5.2).

Окулярная головка 1 установлена в верхней части микроскопа. По направляющим 2 станины прибора на шарикоподшипниковых опорах может перемещаться стол 3, имеющий цилиндрические направляющие 4, по которым перемещаются бабки 5 с центрами. Головки 6 и 7 фиксируют положение бабок и центров.

Рис. 5.2

При измерении незацентрованных деталей бабки с центрами

раздвигаются и устанавливается плоский стеклянный накладной столик.

По направляющим 8 вместе с колонкой микроскопа и осветительным устройством передвигается каретка 9 в поперечном направлении, строго перпендикулярном к продольному перемещению стола. Продольное и поперечное перемещения стола и каретки можно производить от руки при отпущенных винтах 10 и 11. Кроме того, для точной установки служат головки 12 и 13, вращением которых, застопорив каретки винтами 10 и 11, производят микрометрическую подачу в продольном и поперечном направлениях.

При измерении с помощью угломерной окулярной головки линиями штриховой сетки визируется одна, а затем путем перемещения прибора или объекта - вторая линия изображения контура детали, определяющие измеряемый размер. При этом замечают первое и второе показания прибора, используя продольное и поперечное перемещения в зависимости от того, какому из перемещений параллелен измеряемый размер. Разность показаний определяет величину проверяемого размера.

Величины продольного и поперечного перемещений в приборе УИМ-21 отсчитываются по линейным шкалам и окулярным спиральным микрометрам при помощи отсчетных микроскопов 15 и 16. Пределы измерений по продольной шкале 14 равны  0 - 200 мм, по поперечной – 0 - 100 мм.

Прибор имеет два осветителя для отсчетных микроскопов 15 и 16 и главный осветитель, лучи от которого проходят через конденсор и ряд линз. Отражаясь от зеркала и проходя через центральную часть станины, лучи попадают в объектив, который дает изображение контура проверяемого объекта в передней фокальной плоскости окуляра.

Измерение можно вести как в проходящем свете, пользуясь главным осветителем, описанным выше, так и в отраженном свете.

В последнем случае на патрубке накатного кольца 21 объектива на зажимах укрепляется специальный осветитель, включенный в электрическую сеть через трансформатор.

Отраженным светом пользуются, например, при измерении диаметров или расстояний между центрами несквозных отверстий.

Для освещения угловой шкалы на выступ корпуса микроскопа надевается осветитель, отбрасывающий лучи света вверх. Этот осветитель включается в электрическую сеть через трансформатор.

Фокусировка и диафрагмирование. Для предварительной фокусировки микроскопа кронштейн 17 с тубусом микроскопа перемещают вверх или вниз по колонке 18. Перемещение следует производить при отпущенном винте 19 одновременно вращением двух накатных головок 20. Винт 19 расположен под правой головкой 20.

Для более точной фокусировки служит накатное кольцо 21. Фокусировку на осевую плоскость при измерении цилиндрических объектов производят по контрольному валику. В отверстие валика видно лезвие ножа (или изображение креста на стекле), расположенное в плоскости оси центров, на которое и фокуси­руется микроскоп.

При измерении элементов резьбы колонка микроскопа должна быть наклонена вправо или влево на угол подъема резьбы вращением головки 22. Углы наклона отмечаются при помощи шкалы 23 и указателя.

Диаметр диафрагмы устанавливают кольцом 24, имеющим соответствующую шкалу. При правильно выбранной диафрагме (и правильном наклоне колонки) контур измеряемого объекта должен быть виден резко, а поле должно быть равномерно освещено.   Правильный  выбор диаметра диафрагмы оказывает большое влияние на точность измерений.

Описание окулярной головки. Угломерная окулярная головка изображена на рис. 5.3, а. На штриховую сетку (рис. 5.3, б ) угломерной окулярной головки проекционным способом накладывается изображение контура проверяемого объекта.

При измерении изменяется положение контура детали относительно линии штриховой сетки. Это относительное перемещение наблюдается в окуляр 2 и отсчитывается при помощи измерительных устройств микроскопа.

Поле зрения микроскопа при применении угломерной окулярной головки изображено на рис. 5.3, б. Диск со штриховой сеткой может поворачиваться вокруг оси на 360° при помощи маховичка 3.

Ось вращения проходит через точку пересечения пунктирных линий штриховой сетки и совпадает с главной оптической осью микроскопа. При повороте маховичка 3 одновременно со штриховой сеткой вращается лимб с градусными делениями, находящийся в корпусе 1. Наблюдая в отсчетный микроскоп 4, можно отсчитывать углы поворота штриховой сетки и, следовательно, углы измеряемой детали при визировании ее линиями сетки.

Отсчет угла на рис. 5.3, в будет 12° 30'. Освещенность этой шкалы регулируется зеркалом 5.

Прибор юстируется таким образом, чтобы при нулевом показании градусной и минутной шкал горизонтальный штрих сетки был параллелен направлению продольного перемещения стола микроскопа.

Описание отсчетного устройства. Отсчетное устройство в универсальном микроскопе УИМ-21 применяется не только в этом микроскопе, но и в других измерительных приборах, например, в длиномере (см. лабораторную работу 8).

Рис. 5.4

Основную часть окулярного спирального микрометра составляют две стеклянные пластины, расположенные одна над другой.

На почти соприкасающихся плоскостях пластин нанесены шкалы, изображение которых наблюдается в окуляр (рис. 5.4). На неподвижной пластине 1 нанесена линейная шкала, расположенная полностью в поле зрения окуляра, состоящая из десяти делений с интервалом между ними, соответствующим 0, 1 мм, и указателя круговой шкалы.

На подвижной пластине 2 нанесена двойной линией спираль Архимеда и круговая шкала. Центр вращения пластины 2 с круговой шкалой, разделенной на 100 делений, совпадает с полюсом двойной спирали (или, точнее, расположен симметрично между полюсами двух спиралей) и лежит вне поля зрения. В поле зрения наблюдаются часть круговой шкалы, часть витков спирали, один или два штриха миллиметровой шкалы и все штрихи шкалы с ценой деления 0, 1 мм. Шаг спирали равен интервалу деления шкалы с ценой деления 0, 1 мм.

Одному обороту пластины (с нанесенной на ней спиралью и круговой шкалой), т. е. 100 делениям круговой шкалы соответствует поступательное перемещение точки спирали вдоль радиальной прямой, равное одному шагу спирали. Таким образом, одному делению круговой шкалы, называемой микронной, будет соответствовать отсчет, равный -1/100 = 0, 001 мм.

При измерении какого-либо размера миллиметровая шкала вместе с измерительным шпинделем сместится с нулевого положения и в поле зрения в пределах шкалы с ценой деления 0, 1 появится изображение соответствующего штриха миллиметровой шкалы. В общем случае этот штрих установится между какими-либо двумя штрихами шкалы с ценой деления 0, 1 мм.

в) Рис. 5.5

На рис. 5.5, а показано в увеличенном виде поле зрения окуляра и штрих «46» миллиметровой шкалы, установившийся между штрихами «3» и «4» шкалы с ценой деления 0, 1 мм, следовательно, можно сделать приближенный отсчет 46, 3 мм. Для определения сотых и тысячных долей миллиметра, заключающихся в отрезке между штрихом «46» миллиметровой шкалы и штрихом «3» шкалы с ценой деления 0, 1 мм, следует повернуть пластинку со спиралью так, чтобы ближайший виток двойной спирали перешел от штриха «3» к штриху «46» и расположился симметрично относительно его (рис. 5.5, б ). После поворота спирали, а вместе с ней и круговой шкалы на последней против указателя установится штрих, показывающий искомое количество сотых и тысячных долей миллиметра, содержащееся в размере детали. На рис. 5.5, в полный отсчет будет 46, 3622 мм (четвертый десятичный знак отсчитан на глаз).

Половины угла профиля

Измерение угла профиля резьбового изделия производится отдельно по двум половинам для того, чтобы проверить не только правильность самого угла, но и перпендикулярность биссектрисы угла профиля к оси резьбы.

Чтобы исключить ошибки измерения вследствие несовпадения оси резьбы с осью продольного перемещения каретки, половины угла следует измерять в одном осевом сечении, но с двух сторон (рис. 5.8). При этом наклона колонки микроскопа не должно быть.

При нулевом положении штриховой сетки центральная пунктирная линия направлена перпендикулярно к линии центров и проходит через вершину профиля, градусная шкала окулярной головки показывает нуль минут. При совмещении с помощью маховичка 3 (см. рис. 5.3, а ) центральной пунктирной линии с одной стороной профиля, получают по градусной шкале значение половины угла профиля, а при совмещении со второй стороной – (360 - a/2). Результаты измерений заносят в табл. 5.3.

; ;

;   ;

.

Для метрической резьбы a/2 _ном.=30^о.

Таблица 5.3

Результаты измерения половины угла								Средняя погрешность
по правой грани				по левой грани
a(I) 2	a(II) 2	a ср.лев. 2	Da 2 лев.	a(III) 2	a(IV) 2	a ср. пр. 2	Da 2 пр.	Da 2

 

 

Вопросы для самопроверки

1. Что такое предельные контуры резьбы?

2. Что такое приведенный средний диаметр резьбы?

3. Что такое суммарный допуск на средний диаметр резьбы?

4. Деление резьбы с зазором на группы по длине свинчивания.

5. Обозначение на чертежах резьб с зазором, с натягом и переходных.

6. Условие годности наружной и внутренней резьб.

 

Лабораторная работа 6

Контроль зубчатого колеса

 

Цель работы: провести измерение параметров зубчатого колеса (колебания длины общей нормали F_vWr, радиального биения зубчатого венца F_rr, отклонения шага зацепления f_Pbr, разности любых шагов  f_vPtr, отклонения длины общей нормали E_Wmr и дополнительного смещения исходного контура E_Hr) и дать заключение о годности зубчатого колеса в соответствии с заданными нормами кинематической точности, плавности работы, видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор по ГОСТ 1643 – 81.

Основные положения

Под длиной общей нормали W понимается расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноименным активным боковым поверхностям А и В (рис. 6.1):

W = AB » CD,

где АВ – касательная к дуге СD.

W = m× [1, 476× (2n – 1) + 0, 014× z],                         (6.1)

где n – число зубьев, охватываемых губками измерительного инструмента,

n = 0, 11× z + 0, 5 (округляется до ближайшего целого);         (6.2)

m – модуль, мм; z – число зубьев колеса.

Колебание длины общей нормали F_vWr  определяется как разность между наибольшей и наименьшей действительными длинами:

F_vWr = W_max – W_min .                                    (6.3)

Эта погрешность характеризует кинематическую точность зубчатого колеса и ограничена допуском F_vW.

Радиальное биение зубчатого венца F_rr также характеризует кинематическую точность и является следствием несовпадения рабочей оси колеса с геометрической (технологической) осью зубчатого венца. Эта погрешность ограничена допуском F_r.

Средняя длина общей нормали характеризует боковой зазор (рис. 6.2)

,                                         (6.4)        

где n – количество измерений.

Она должна быть в пределах от - E_Wms до -E_Wmi = | E_Wms | + T_Wm,

где E_Wms, E_Wmi, T_Wm – верхнее, нижнее отклонения и допуск средней длины общей нормали соответственно.

Отклонение шага зацепления f_Pbr = Р_bд - Р_b (рис. 6.3) и разность любых шагов f_vPtr характеризуют плавность работы зубчатого колеса (Р_bд – действительный, а Р_b – номинальный шаг зацепления),

Р_b = m× p× cosa = 2, 952× m,                             (6.5)

где - a - угол профиля.

Эти погрешности ограничены предельными отклонениями ±f_Pb шага зацепления и допуском f_vPt разности любых шагов.

 

 

Дополнительное смещение исходного контура E_Hr от его номинального значения в тело зубчатого колеса – это еще один параметр, характеризующий боковой зазор. На него установлены предельные отклонения: верхнее E_Hs и нижнее E_Hi = E_Hs - Т_Н  (рис. 6.4).

В связи с тем, что по ГОСТ 1643 – 81 предельные отклонения заданы от оси колеса, а при измерении зубомером определяется смещение исходного контура от окружности выступов, оценку годности колес необходимо производить по действительному смещению исходного контура, учитывающему погрешность базирования:

E_Hr = E_HH - 1000× (R_д – R_н),                               (6.6)

где E_HH – измеренное смещение исходного контура, мкм; R_д , R_н – действительный и номинальный радиусы окружности выступов, мм.

R_н = 0, 5× m× (z + 2).                                  (6.7)

Описание приборов

Микрометрический нормалемер (рис. 6.5) применяется для измерения длины общей нормали. Правила измерения микрометром и его устройство приведены в лабораторной работе 2 (см. рис. 2.1 и 2.2).

Рис. 6.5

Биениемер завода МИЗ (рис. 6. 6) имеет станину 1 с кронштейнами, несущими центры, и измерительную бабку 2, несущую каретку 3 с измерительным устройством. Каретка 3 может перемещаться по направляющим станины вращением маховичка 4.

Рис. 6.6

Перемещение измерительного механизма осуществляется маховичком 5, крепление — рукояткой 6. Измеряемое колесо устанавливается в центрах прибора. В цанге измерительного стержня закрепляется измерительный наконечник, соответствующий модулю колеса. Измерительная бабка вручную подводится к измеряемому колесу так, чтобы между ним и наконечником остался зазор в 4 - 5 мм, и крепится рукояткой 7.

Вращением маховичка 5 измерительное устройство подводится к колесу, чтобы наконечник 8 встал во впадину, дается натяг 1, 5 - 2 мм и наконечник закрепляется. Винт 13 предназначен для фиксации каретки 3 в заданном положении.

Измерительный наконечник индикатора 9 подводится к упору 10 и крепится винтом 11.

Рукояткой 12 наконечник выводится из впадины зуба. Зубчатое колесо поворачивают рукой так, чтобы следующая впадина встала против измерительного наконечника, рукояткой 12 снова вводят наконечник во впадину, создают поворотом колеса контакт с боковыми поверхностями и берут отсчет по индикатору. Результаты измерений заносят в табл. 6. 1.

За величину радиального биения принимается разность между наибольшим и наименьшим показаниями индикатора.

Шагомер БВ-5070. Прибор является комбинированной конструкцией для измерения отклонения шага зацепления f_Pbr (рис. 6.7) и разности шагов f_vPtr (рис. 6.8).

Сменные головки для измерения шага зацепления 10 (см. рис. 6.7) и разности шагов 1 (см. рис. 6.8) снабжены направляющими типа «ласточкин хвост», с помощью которых они закрепляются в корпусе прибора 1 винтами 8 (см. рис. 6.7).

Измерение шага зацепления осуществляется по касательной к основной окружности установочным измерительным наконечником 4 и подвижным измерительным наконечником 3 (см. рис. 6.7.) Базирование шагомера во впадине зуба колеса производится установочным измерительным наконечником 4 и опорным 5, которые в паре имитируют зуб рейки. Перемещения подвижного измерительного наконечника, вызываемые колебаниями размера шага зацепления, фиксируются отсчетным устройством. Отсчет осуществляется с двух сторон.

Грубое перемещение установочного наконечника осуществляется винтом 11, стопорение - винтом 7. Точная установка прибора на нуль осуществляется микровинтом 12.

Опорный наконечник 5 выводится в нужное положение с помощью винта 9. Стопорение опорного наконечника осуществляется винтом 6.

Измерение разности шагов (см. рис. 6.8) производится с помощью подвижного 6 и установочного 5 измерительных наконечников. Шагомер базируется на окружность выступов или впадин двумя сменными упорами 4 и регулируемым передним упором 9 (см. рис. 6.8).

Колебания подвижного измерительного наконечника 6, соответствующие изменениям шага, фиксируются отсчетным устройством.

В головке имеются с обеих сторон два продольных Т-образных паза, где гайками 2 укрепляются сменные упоры 4 для базирования прибора на проверяемом колесе.

В передней части прибора устанавливается державка 8 с регулируемым передним упором 9. Головка 1 и державка 8 имеют отверстия, где винтами 7 закрепляются регули­руемые торцевые упоры 3, предназначенные для базирования прибора по торцам измеряемого косозубого или конического колес. 

Торцевые упоры обеспечивают смещение плоскости измерения вдоль зуба колеса (рис. 6.9).

Для настройки шага зацепления предусмотрено приспособление (рис. 6.10), включающее подставку 1, струбцину 4 для зажима блока концевых мер и боковиков (Г- образного 2 и вильчатого 3).

 

 

Порядок работы на шагомере БВ – 5070.  При измерении шага зацепления настройку прибора производят следующим образом. Вращением винта 11 (см. рис. 6.7) пододвигают ползун в направлении измерительного наконечника так, чтобы винты, крепящие сменные головки, находились в пазу корпуса.

В пазу ползуна закрепляют отверткой головку для измерения шага зацепления. При измерении колес с модулем от 2 до 10 мм

установочный измерительный наконечник должен находиться на расстоянии » 5 мм от подвижного измерительного наконечника. После этого прибор для измерения шага зацепления готов к окончательной настройке. Набирают блок концевых мер, равный номинальному значению шага зацепления.

Размеры шага зацепления разных модулей приведены в таблице на крышке футляра.

К набранному блоку концевых мер с обеих сторон притирают Г-образный и вильчатый боковики.

Концевые меры вместе с притертыми боковиками зажимают в струбцине 4 (см. рис. 6.10). При этом необходимо, чтобы опорный наконечник лег на скос упора, а установочный измерительный наконечник имел надежный контакт с вильчатым боковиком. Винтом 11 (см. рис. 6.7) стрелки прибора устанавливают приблизительно на нуль и головку шага зацепления застопоривают винтом 7. Микровинтом 12 стрелки окончательно устанавливают на нуль.

При измерении установочный измерительный наконечник вводят в контакт с одним из профилей зуба, опорный наконечник передвигают и поворачивают на нужный угол. Подвижный измерительный наконечник должен коснуться одноименного профиля соседнего зуба. Покачивая шагомер в диаметральной плоскости, находят экстремальную точку.

По показаниям отсчетного устройства определяют отклонение шага зацепления от номинального значения.

При измерении разности шагов настройку прибора производят следующим образом. В пазу ползуна закрепляют с помощью отвертки головку для измерения разности шагов. Предварительные расстояния между наконечниками должны быть такими же, как и при настройке шага зацепления.

В Т-образных пазах головки предварительно закрепляют базировочные упоры требуемой конструкции. Вынув крышку 2 (см. рис. 6.7), винтом закрепляют державку переднего упора. При базировании по торцу колеса в отверстиях головки и державки закрепляют торцевые упоры.

Винтом 11, ориентируясь по зубу колеса, устанавливают расстояние между измерительными поверхностями наконечников, приблизительно равное размеру шага P_t,. Шагомер помещают на колесо так, чтобы измерительные поверхности наконечников коснулись одноименных профилей соседних зубьев по хорде длительной окружности, т. е. на высоте одного модуля.

Придерживая шагомер рукой, выдвигают базовые упоры до соприкосновения их опорных поверхностей с диаметром окружности выступов или впадин. Упоры закрепляют винтами. Аналогично устанавливают и закрепляют передний упор. Винтом подачи перемещают ползун до установки стрелки с требуемым натягом возможно ближе к нулю. Ползун закрепляют стопорным винтом. Микровинтом 12 устанавливают отсчетное устройство на нуль. Проверяют стабильность настройки путем многократного ввода и вывода прибора на установленный размер.

Прибор настроен на нуль по одной паре зубьев. Этот шаг сравнивают со всеми последующими. За разность шагов принимают наибольшую разность показаний прибора с учетом знака.

Зубомер смещения М1. Прибор предназначен для определения положения исходного контура относительно поверхности вершин зубьев.

Зубомер состоит из корпуса 1 (рис. 6.11) с симметрично расположенными губками 2 и 3, перемещающимися от винта 4 с правой и левой резьбой. Измерительные губки закрепляются в положении для измерения с помощью винтов 5. В корпусе симметрично относительно губок в цанге закрепляется отсчетное устройство (индикатор) 6 с удлинненным наконечником.

Рис. 6.11

Установка зубомера производится по установочным роликам 7 (отдельным для каждого модуля), устанавливаемым на призму 8. Ролики входят в комплект прибора, их диаметры соответствуют номинальному положению исходного контура.

При измерении прибор базируется измерительными губками на боковые поверхности зуба контролируемого колеса.

Вопросы для самопроверки

1. Параметры кинематической точности зубчатого колеса.

2. Параметры плавности работы зубчатого колеса.

3. Параметры бокового зазора зубчатого колеса.

4. Степени точности зубчатых колес.

5. Условные обозначения зубчатых колес на чертежах.

 

Лабораторная работа 7

 

Описание прибора

Горизонтальный оптиметр марки ИКГ предназначен для измерения наружных и внутренних линейных размеров методом сравнения измеряемого изделия с плоскопараллельными концевыми мерами. Метод измерения - контактный, по характеру оценки значений измеряемой величины (метод сравнения). Горизонтальный оптиметр относится к рычажно-оптическим приборам, основанным на сочетании механических передаточных механизмов с оптическим автоколлимационным устройством.

Измерительной головкой оптиметра является трубка оптиметра, оптическая схема которой приведена на рис. 7.2.

Корпус трубки оптиметра изогнут под прямым углом. Пучок лучей от источника света А, расположенного вне прибора, зеркалом Б направляется в щель, находящуюся в корпусе трубки; преломляется в трехгранной призме 1 и проходит через шкалу, нанесенную на прозрачной пластине 2. Пластина 2 находится в фокальной плоскости объектива 3. Главная оптическая ось объектива проходит через центр сечений пластины 2 и зеркала 5. Шкала на пластине 2 нанесена на расстоянии b от главной оптической оси. На схеме сплошной линией показан ход одного из лучей пучка.

Расходящийся пучок лучей входит в призму 4 полного внутреннего отражения и, отразившись от нее под углом 90°, попадает в объектив 3. Объектив превращает расходящийся

пучок лучей в пучок параллельных лучей, падающих на зеркало 5. Зеркало 5 прижимается пружиной 6 к измерительному стержню 7 прибора. При измерении детали стержень 7, смещаясь, поворачивает зеркало вокруг оси, проходящей через центр шарика 8, на какой-либо угол a.

Таким образом, пучок параллельных лучей падает на зеркало под углом a к перпендикуляру к плоскости зеркала, проведенному в точке падения. Следовательно, угол между лучом падающим и лучом отраженным будет равен 2a. Ход одного из лучей отраженного пучка показан пунктиром.

Отраженный пучок параллельных лучей, проходя через объектив, превращается в сходящийся пучок лучей, который в фокальной плоскости объектива дает изображение шкалы.

Изображение шкалы, наблюдаемое в окуляр 9, на пластине 2 будет смещено относительно самой шкалы как по оси Z, так и по оси X. Цена деления шкалы равна 1 мкм.

Общий вид горизонтального оптиметра, подготовленного дли внутренних измерений, показан на рис. 7.3.

К горизонтальному оптиметру прилагаются специальные приспособления в виде дуг 1 и серег 2, при помощи которых производится измерение внутренних размеров.

На пинольную трубку 4 надевают дугу 1 до упора и закрепляют зажимным винтом. На трубку 3 оптиметра надевают вторую дугу 1 до упора в резьбовое кольцо 5 (рис. 7.4). Положение дуги 1 на трубке оптиметра 3 относительно измерительного наконечника 4 регулируется резьбовым кольцом 5, находящимся внутри корпуса дуги 1. Регулирование производится при помощи специального установочного калибра 6.

После того, как дуга 1 надета на трубку оптиметра, ее закрепляют зажимным винтом 7 (рис. 7.4, а ) и прикладывают к ней установочный калибр 6 выступом 8 так, как это показано на рис. 7.4, б. Установочный калибр должен при этом коснуться и измерительного наконечника. Показание оптиметра не должно выходить за пределы ± 5 мкм.

Рис. 7.3

Такая установка дуги необходима для того, чтобы в процессе измерений при покачивании серьги 2 (см. рис. 7.4, а ) вокруг ее оси 9 положение измерительных наконечников 10 и контактных шариков 15 возможно меньше отклонялось бы от линии измерения.

Рис. 7.4

В том случае, если показания выходят за пределы ± 5 мкм или    изображение шкалы

оптиметра не перемещается в поле зрения, освобождают зажимной винт 7 дуги и стопорный винт 11 резьбового кольца и вводят второй конец установочного калибра (являющийся ключом) так, чтобы выступы 12 калибра 6 (см. рис. 7.4, б ) вошли в пазы резьбового кольца 5. Поворачивая кольцо, добиваются того, чтобы при повторном прикладывании к дуге выступа 8 установочного калибра показание оптиметра лежало в пределах ±5 мкм. После этого окончательно закрепляют стопорный винт 11 кольца и зажимной винт 7 дуги (см. рис. 7.4, а ).

После установки дуг 1 на оси 9 надевают серьги 2, закладывают крючки 13 и поджимают винты 7. Серьги должны быть установлены так, чтобы при сближении шпунт пинольной серьги 1 входил в паз оптиметровой серьги 14.

При измерении сферические наконечники 10 должны касаться поверхности измеряемого объекта, а шарики 15 - передавать измерительное усилие на наконечники пинольной трубки и трубки оптиметра.

Настройка на нуль при измерении внутренних размеров. К блоку из концевых мер притирают боковики. Блок вместе с боковиками зажимают в державке 5 (см. рис. 7.3), державку укладывают на столик оптиметра 6 и прижимают струбцинкой 7.

При установке на столике плоскости боковиков должны быть (на глаз) перпендикулярны линии измерений. Затем, отстопорив столик 6 винтом 8, поднимают столик маховичком 9 на такую высоту, чтобы наконечники серьги 2 могли при сближении кронштейнов коснуться внутренних поверхностей боковиков. Положение столика 6 в горизонтальной плоскости регулируют маховичком 11. Кронштейны перемещают при отпущенных винтах 10. Момент касания с измерительными наконечниками будет заметен по движению изображения шкалы в поле зрения. Затем, затянув винты 10 и отпуская винт 12, вращением за накатанную головку 13 микровинта пиноли устанавливают изображение шкалы оптиметра на нуль и снова стопорят пиноль винтом 12.

Для того, чтобы прибор был установлен на нуль по размеру блока, необходимо выверить положение блока поворотами столика вокруг горизонтальной и вертикальной осей по следующей методике:

а) слегка поворачивают столик вокруг вертикальной оси и, наблюдая за показанием шкалы, останавливают на наименьшем показании;

б) слегка покачивают столик вокруг горизонтальной оси и стопорят при наименьшем показании шкалы.

После этого, отпустив винт 12, вторично вращением головки 13 устанавливают шкалу на нуль. Для проверки правильности нулевой установки стол снова поворачивают вокруг горизонтальной и вертикальной осей так, как это было указано выше. Наименьшее показание шкалы при обоих поворотах должно совпадать с нулем.

Порядок выполнения работы

1. Внести в табл. 7.1 обозначение вала, для которого предназначены калибры. Если калибры замаркированы по системе ОСТ, то необходимо заменить поля допусков на систему ЕСДП по приложению V.

2. Построить схему полей допусков вала и калибров для него.

3. Определить наибольший и наименьший предельные размеры вала (d_max и d_min) и проставить их на схеме полей допусков. Предельные отклонения находят по приложению I.

4. Подсчитать предельные размеры калибров по значениям Z₁, H₁ и У₁, приведенным в приложении VI.

Наибольший предельный размер Р-ПР D_{max Р-ПР} = d_max – Z₁ + H₁/2.

Наименьший предельный размер Р-ПР D_{min Р-ПР} = d_max – Z₁ - H₁/2.

Размер изношенного                Р-ПР D_{изн Р-ПР} = d_max + y₁.

Наибольший предельный размер Р-НЕ D_{max Р-НЕ} = d_min + H₁/2.

Наименьший предельный размер Р-НЕ D_{min Р-НЕ} = d_min – H₁/2.

Результаты подсчета занести в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Размер вала	Обозначение калибра	Размер блока плиток	Предельные размеры калибра по стандарту, мм			Результаты измерений, мкм		Измеренные размеры калибра, мм		Заключение о  годности
			Наибольший	Наименьший	С учетом износа	В точке 1	В точке 2	Наибольший	Наименьший
	Р-пр
	Р-НЕ

 

5. Определить размеры рабочего проходного калибра (Р-ПР).

Подобрать блок плиток, размер которого равен наибольшему предельному размеру вала, и настроить прибор на нуль по методике, изложенной выше.

После установки нуля осторожно опускают стол и удаляют державки с блоком плиток. На столе закрепляют скобу и производят измерение в двух точках, отстоящих от краев, фасок и закруглений не менее, чем на 1 мм. Столу со скобой сообщаются повороты вокруг горизонтальной и вертикальной осей точно так же, как и при установке на нуль. Результатом измерения является наименьшее показание шкалы при поворотах стола. Отсчет равен отклонению размера проверяемой скобы от размера блока плиток, по которому прибор настроен на нуль. Действительный размер скобы будет равен сумме показаний прибора с учетом знака и размера набранного блока. Результаты измерений занести в табл. 7.1.

6. Определить размеры рабочего непроходного калибра (Р-НЕ).

Подобрать блок плиток, размер которого равен наименьшему предельному размеру вала, и произвести измерения по аналогии с измерениями проходного калибра. Результаты измерений занести в табл. 7.1.

7. Сравнить действительные размеры калибров с соответствующими допустимыми размерами по стандарту и дать заключение о их годности.              

Отчет по работе должен содержать: цель работы, схему полей допусков, результаты измерений, занесенные в табл. 7.1, и заключение о годности Р-ПР и Р-НЕ калибров.

Вопросы для самопроверки

1. Классификация калибров-скоб по назначению и конструктивному выполнению.

2. Оптическая схема оптиметра.

3. Устройство оптиметра.

4. Метрологические показатели средств измерений.

5. Классификация методов измерения.

6. Погрешности измерений.

 

Лабораторная работа 8

Основные понятия

Поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.

Средства измерений, подлежащие метрологическому контролю и надзору, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при продаже и выдаче на прокат, а также при эксплуатации.

Правилами ПР 50.2.006-94 " ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения" установлено, что поверку средств измерений осуществляют органы государственной метрологической службы (ГМС), государственные научные метрологические центры (ГНМЦ), а также аккредитованные метрологические службы юридических лиц.

Существуют следующие виды поверок:

Первичная поверка. Проводится для средств измерений утвержденных типов при выпуске их из производства, после ремонта, при ввозе из-за границы. При утверждении типа средств измерений единичного производства на каждое из них оформляется сертификат об утверждении типа, а первичную поверку данные средства измерений не проходят.

Периодическая поверка. Проводится для средств измерений, находящихся в эксплуатации, через определённые межповерочные интервалы.

Внеочередная поверка. Проводится при необходимости подтверждения пригодности средства измерений к применению, в случае применения средства измерений в качестве комплектующего по истечении половины межповерочного интервала, в случае повреждения клейма или утери свидетельства о поверке; при вводе в эксплуатацию после длительной консервации (более одного межповерочного интервала), при отправке средств измерений потребителю после истечения половины межповерочного интервала.

Экспертная поверка. Проводится при возникновении разногласий по вопросам, относящимся к метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности их к применению.

Инспекционная поверка. Выполняется в рамках государственного надзора или ведомственного контроля, для контроля качества первичных или периодических поверок и определения пригодности средств измерений к применению.

Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины.

Метод непосредственного сличения поверяемого (калибруемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях, как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами.

Метод сличения с помощью компаратора основан на использовании  прибора сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое (калибруемое) и эталонное средства измерения.

Метод прямых измерений применяется, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным в определенных пределах измерений.

Метод косвенных измерений применяется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые.

Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.

Поверочная схема - это утверждённый в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений.

Поверочная схема может быть: государственной и локальной.

Государственнаяповерочная схема устанавливает передачу информации о размере единицы в масштабах страны; возглавляется государственными или специальными эталонами.

Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических служб министерств (ведомств) и юридических лиц. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой.

Государственная поверочная схема в общем виде представлена на рис. 8.1.

При поверке СИ необходимо определить погрешности прибора и сравнить с допустимыми, которые устанавливаются в зависимости от их класса точности.

Погрешность прибора - это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины:

D = А – Х_ист » А – Х_д,

где А - результат измерения; X_ист - истинное значение измеряемой величины; X_д - действительное значение измеряемой величины.

Задание 1. Поверка штангенциркуля

Штангенинструменты представляют собой две измерительные губки, одна из которых связана с направляющей штангой, имеющей основную шкалу, а другая - с подвижной рамкой, несущей нониус. Принцип действия нониуса основан на совмещении штрихов основной шкалы и шкалы нониуса. К штангенинструментам относятся штангенциркули, штангенрейсмасы (штангенвысотомеры), штангенглубиномеры, штангензубомеры.

Штангенциркули выпускаются нескольких типов: ШЦ-1 - двусторонние с глубиномером (рис. 8.2, а ); ШЦТ-I – односторонние из твердого сплава; ШЦ-II - двусторонние (рис. 8.2, б ); ШЦ-III - односторонние (рис. 8.2, в ).

Поверка штангенциркуля проводится по ГОСТ 8.113 – 85. Штангенциркули. Метод поверки.

 

Задание 1. Поверка штангенциркуля

Оборудование и

Принадлежности

Для поверки штангенциркуля используется набор плоскопараллельных концевых мер длины 5-го разряда по ГОСТ 9038 - 90 с погрешностью измерений ±0, 002 мм. Для определения отклонений от плоскостности и прямолинейности применяют лекальную линейку типа ЛД, класс точности 1 по ГОСТ 8026 – 92.

Рис. 8.2. Штангенциркули: а – ШЦ- I, б – ШЦ- II, в – ШЦ- III: 1 – губки для внутренних измерений; 2 – рамка; 3 – винт; 4 – штанга; 5 – ножка глубиномера; 6 – нониус; 7 – губки для наружных измерений; 8 – разметочные губки; 9 – микроподача; 10 – винты для крепления нониуса; 11 – пружина

Для определения отклонений от параллельности плоских измерительных поверхностей губок используют концевые меры длины и ролик диаметром 5, 493 мм, класс точности по ГОСТ 2475 – 8. Для измерения губок применяют металлическую измерительную линейку по ГОСТ 8026 - 92, для размера g губок – микрометр I класса по ГОСТ 6507 - 90.

Порядок выполнения работы

1. Занести данные штангенциркуля в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Наименование прибора	Завод изготовитель	Пределы измерения	Величина отсчета по нониусу	Цена деления основной шкалы	Длина нониуса	Число делений нониуса	Класс точности

 

2. Произвести внешний осмотр. При внешнем осмотре должны быть установлены отчетливость и правильность оцифровки штрихов шкал, комплектность маркировки, наличие зажимного устройства для зажима рамки. Не допускаются заметные дефекты (пятна, ржавчина, царапины, вмятины и т. д.), перекос края нониуса к штрихам шкалы штанги, препятствующий отсчету показаний.

3. Опробовать роботу штангенциркуля. При опробовании проверяют плавность перемещения рамки вместе с микрометрической передачей на штанге, возможность продольного регулирования нониуса штангенциркулей ШЦ-II и ШЦ-III, возможность зажима рамки в любом положении в пределах диапазона измерения.

4. Определить метрологические характеристики.

 4.1. В зависимости от типа поверяемого штангенциркуля определяют длину губок: для ШЦ-1 определяют длину губок l и l₂; для ШЦ-II – l, l₁ и l₂; для ШЦ-III – l и l₁ (рис. 8.3). Длину вылета губок определяют при помощи металлической измерительной линейки; длина вылета должна соответствовать значениям, установленным ГОСТ 166 – 89* (табл. 8.2). Результаты измерений заносят в табл. 8.3.

4.2. Отклонение от плоскостности и прямолинейности измерительных поверхностей губок, а также торца штанги штангенциркуля ШЦ-1 определяют лекальной линейкой. Ребро лекальной линейки устанавливают на проверяемую поверхность параллельно длинному ребру. Значение просвета определяют визуально – сравнением его с образцом для определения значения просвета (рис. 8.4). Отклонение не должно превышать значений, установленных ГОСТ 166 – 89* (табл. 8.4). Результаты измерений заносят в табл. 8.3.

 

Таблица 8.2

Пределы измерений, мм	l, мм		l1, мм	l2, мм
	Допустимые значения по ГОСТ 166 – 89*
	Не менее	Не более	Не менее	Не менее
0 – 125	35	40	16	-
0 – 160	45	50	6	16
0 – 200	50	63	8	20
0 - 250	60	80	10	25

 

4.3. Размер g (см. рис. 8.3) сдвинутых до соприкосновения губок для внутренних измерений на штангенциркулях ШЦ-I и ШЦ- II определяют микрометром при зажатом стопорном винте рамки. Размер указывается в маркировке. Отклонение от размера, указанного на штангенциркуле, по ГОСТ 166 – 89* не должно превышать ± 0, 003 мм (см. табл. 8.4). Результаты измерений заносят в табл. 8.3.

 

Таблица 8.3

Показатель		Допуск по ГОСТ 166 – 89*	Измеренное значение, мм	Заключение о годности
Длина губок, мм	l
	l1
	l2
Плоскостность и прямолинейность губок
Размер g губок
Смещение нулевого штриха

 

4.4. Нулевую установку штангенциркуля определяют при помощи концевой меры длины 1, 05 мм, которую перемещают между измерительными поверхностями губок. Погрешность не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166 – 89* (см. табл. 8.4 ). Результаты измерений заносят в табл. 8.3.

 

 

 

 

 

4.5. Отклонение от параллельности плоских измерительных поверхностей губок определяют при помощи концевых мер длины и ролика диаметром 5, 493 мм (рис. 8.5) при трех положениях подвижной губки (по краям и в середине диапазона измерений). За отклонение от параллельности плоских измерительных поверхностей принимают наибольшую разность D а = а₁ – а₂ при каждом положении подвижной губки, которая не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166 – 89* (см. табл. 8.4). Результаты измерений заносят в табл. 8.5.

 

 

Таблица 8.4

Показатель			Значение отсчета по нониусу
			0, 05 мм	0, 1 мм
				1 класс	2 класс
			Допуск по ГОСТ 166 – 89*, мм
Плоскостность и прямолинейность губок при длине измерительной поверхности		не менее 40 мм	0, 04
		не менее 70 мм		0, 07
Параллельность измерительных поверхностей губок			0, 02/100	0, 03/100
Смещение нулевого штриха			± 0, 05	± 0, 05	± 0, 1
Размер g			± 0, 003
Погрешность измерения на участке шкалы, мм	0		± 0, 05	± 0, 05	± 0, 1
	Св. 0 до 100			± 0, 06
	Св. 100 до 200			± 0, 07
	Св. 200 до 250			± 0, 08

 

Таблица 8.5

Отклонение от параллельности губок

Точка на шкале штанги	Допуск по ГОСТ 166 – 89*	Размер, мм		Абсолютная погрешность Dа=а1-а2, мм	Заключение о годности
		а1	а2
Начало шкалы
Середина шкалы
Конец шкалы

 

4.6. Погрешность измерений штангенциркуля определяют по концевым мерам длины, которые помещают между измерительными поверхностями губок. Усилие сдвигания губок должно обеспечивать нормальное скольжение концевых мер по измерительным поверхностям губок при отпущенном стопорном винте рамки. Погрешность определяют в трех точках, равномерно расположенных по длине штанги и нониуса. Погрешность не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166 – 89* (см. табл. 8.4). Результаты измерений заносят в табл. 8.6.

Таблица 8.6

Погрешность показаний штангенциркуля

Точка на шкале штанги	Допуск по ГОСТ 166 – 89*	Размер блока концевых мер l м, мм	Показания штангенциркуля li, мм	Абсолютная погрешность Dl=l м-li, мм	Заклю-чение о годности
Начало шкалы
Серед. шкалы
Конец шкалы

 

5. Дать заключение о годности штангенциркуля.

Отчет по работе должен содержать цель работы, результаты измерений, занесенные в табл. 8.3, 8.5 и 8.6 и заключение о годности штангенциркуля.

 

Задание 2. Поверка металлической измерительной линейки

Порядок выполнения работы

1. Занести данные линейки в табл. 8.7.

Таблица 8.7

Завод-изготовитель	Пределы измерений	Цена деления

 

2. Провести внешний осмотр. При внешнем осмотре должна быть установлена отчетливость и правильность оцифровки штрихов. Не допускаются заметные дефекты (пятна, царапины, ржавчина, изогнутость).

3. Проверить толщину и ширину линейки микрометром в трех точках по длине линейки. Толщина и ширина не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 427 – 75* (табл. 8.8). Результаты измерений заносят в табл. 8.8.

4. Измерить на горизонтальном компараторе ИЗА-2: длины миллиметровых, полусантиметровых и сантиметровых штрихов; ширину штрихов; расстояния между миллиметровыми, полусантиметровыми и сантиметровыми штрихами по рис. 8.8. Измеренные показатели не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 427 – 75* (табл. 8.9). Результаты измерений заносят в табл. 8.9.

Таблица 8.8

Показатель	Номинальный размер, мм	Измеренный размер, мм			Среднее значение размера, мм	Допустимые предельные отклонения, мм	Заключение о годности
		1-я точка	2-я точка	3-я точка
Ширина	20					± 2
Толщина	0, 5					± 0, 1

 

 

 

Таблица 8.9

Наименование показателя	Номинальный размер, мм	1-й отсчет по прибору	2-й отсчет по прибору	Измеренный размер, мм	Абсолютная погрешность, мм	Средняя по-грешность, мм	Допустимые предельн. отклонения, мм	Заключение о годности
Расстояние между штрихами	а1=10						± 0, 15
	а2=10
	а3=10
	б1=5
	б2=5
	б3=5
	в1=1
	в2=1
	в3=1
Ширина штрихов	д1=0, 2						± 0, 05
	д2=0, 2
	д3=0, 2
Длина штрихов	А1³ 6, 5						± 0, 1
	А2³ 6, 5
	А3³ 6, 5
	Б1³ 5						± 0, 05
	Б2³ 5
	Б3³ 5
	В1³ 3, 5						± 0, 05
	В2³ 3, 5
	В3³ 3, 5
Примечание. Размеры А, Б и В приведены в стандарте на соответствующую конструкцию линейки. При отсутствии стандарта за номинальный размер принимать средний по трем измеренным значениям.

 

5. Дать заключение о годности линейки.           

Отчет по работе должен содержать цель работы, результаты измерений, занесенные в табл. 8.7, 8.9 и 8.10, а также заключение о годности линейки.

Вопросы для самопроверки

1. Что принято за единицу длины и как она воспроизводится?

2. Для каких целей применяют плоскопараллельные концевые меры длины и как они подразделяются?

3. В чем заключается поверка и калибровка рабочих средств измерений?

4. Что такое поверочная схема и ее разновидности?

5. Метрологические показатели средств измерений.

6. Классификация методов измерения.

7. Погрешности измерений.

 

 

Лабораторная работа 9

Рис. 9.1

 

Выбор измерительного средства определяется допуском на измерение, который зависит от допуска на контролируемый размер (параметр). При отсутствии рекомендаций в нормативно-технической документации допуск на измерение

δ = 0, 33·Т,                                             (9.1)

где Т - допуск на контролируемый параметр (допуск на измеряемый угол).

Допуск на угловой размер определяется по формуле

,

где a_max– максимальный предельный угол, ;

a_min – минимальный предельный угол,      .

Здесь α – номинальное значение измеряемого угла, град.;

ВО_a– верхнее отклонение измеряемого угла, град.;

НО_a- нижнее отклонение измеряемого угла, град. (см. рис. 9.1).

Решающим фактором для выбора измерительного средства является его допускаемая погрешность, что вытекает из стандартизованного определения действительного размера как размера, получаемого в результате измерения с допускаемой погрешностью.

Погрешности измерения являются наибольшими погрешностями, включающими в себя все составляющее, зависящие от измерительных средств, установочных мер, температурных деформаций, базирования и т.д.

Условием правильного выбора измерительного средства является

 ,                                                       (9.2)

где  – допускаемая погрешность средства измерения, найденная по соответствующему стандарту на данное средство измерения;

δ – допуск на измерение, определяемый по уравнению (9.1).

 Выбирается средство измерения с наибольшей погрешностью  из представленных средств измерений, удовлетворяющих условию (9.2).

Порядок выполнения работы

1. По номинальному размеру и предельным отклонениям (см. рис. 9.1) подсчитывают предельные значения измеряемого угла.

2. Производят измерения угла всех деталей данной выборки и заполняют табл. 9.1.

3. Определяют доверительный интервал для М(α ).

4. Дают заключение о годности детали по данной выборке. Партия деталей считается годной с доверительной вероятностью p = 0, 595, если доверительный интервал не выходит за предельные размеры угла α _max и α _min.

Вопросы для самоконтроля

1. Как выбирается необходимое средство измерения?

2. Что такое допуск на угловой размер?

3. Какой метод измерения применяется при измерении угла угломером?

4. В чем заключается статистическая обработка результатов измерения?

5. Что такое доверительная вероятность и доверительный интервал?

6. Как определяется годность партии деталей при выборочном контроле?

 

 

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

 

 

Целью лабораторных работ по курсу " Метрология, стандартизация и сертификация" является ознакомление студентов с устройством, правилами эксплуатации и метрологическими характеристиками наиболее распространенных приборов, привитие им навыков в обращении с этими приборами и закрепление знаний, полученных при прослушивании курса лекций.

Измерения в машиностроении производят как с целью установления действительных размеров изделий и соответствия их требованиям чертежа, так и с целью проверки точности технологической системы и подналадки ее для предупреждения брака. Различают два понятия: «измерение» и «контроль». Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специально предназначенных для этого технических средств. Контролем называется процесс получения и обработки информации об объекте (параметрах детали, механизма, процесса и т.д.) для определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект. При контроле деталей проверяют соответствие действительных значений геометрических, механических, электрических и других параметров допустимым.

В лабораторных работах предусмотрены как измерение, так и контроль. В описаниях лабораторных работ приведены только принципиальные схемы и описания измерительных приборов, их метрологические характеристики и приемы работы на них. Более детальное описание излагается в соответствующих курсах.

Лабораторные работы выполняются на точных приборах, часть из которых включается в электросеть. Каждый студент обязан пройти инструктаж по технике безопасности и расписаться в журнале установленной формы. Включение рубильника и прибора производится только с разрешения преподавателя или техника лаборатории после внешнего осмотра исправности электропроводки. Запрещается вращение рукоятки и перемещение деталей прибора без предварительного ознакомления с его описанием. При выполнении лабораторных работ запрещается касаться электропроводки и производить самостоятельный ремонт прибора. При работе на приборе запрещается отвлекаться и отвлекать товарищей. В случае поломки прибор следует немедленно выключить и сообщить о случившемся преподавателю. После выполнения лабораторной работы необходимо выключить прибор, привести в надлежащий порядок рабочее место и закрыть прибор чехлом.

 

 

Лабораторная работа 1

 

КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

 

Цель работы: измерить детали (втулки), выполненные по чертежу, и определить их годность; научиться пользоваться широко применяемыми универсальными измерительными средствами: штангенциркулем, индикатором, индикаторным нутромером и прибором для измерения радиального биения; приобрести навыки определения допусков по справочникам и нанесения их на чертежи; определить отклонения деталей от правильной геометрической формы; дать заключение о годности деталей.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: