Измерения методом непосредственной оценки: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине ''Метрология, стандартизация и сертификация''

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФИЛИАЛ ГУ КузГТУ В Г. ПРОКОПЬЕВСКЕ

Кафедра общепрофессиональных технических дисциплин

ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальностей 150402, 151001, 190701

Составитель: Л. Ф. Кожухов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 6 от 15.04.08 г. Электронная копия находится в библиотеке филиала ГУ КузГТУ в г. Прокопьевске

Прокопьевск – 2008

Рецензент: д.т.н., декан механико-машиностроительного факультета ГУ КузГТУ В. Ю. Блюменштейн

2

СОДЕРЖАНИЕ Цель лабораторной работы ........................................................................ 4 Методика проведения занятия ................................................................... 4 Техника безопасности ................................................................................ 5 1. Общие сведения ..................................................................................... 6 2. Описание оборудования и метода непосредственной оценки ........... 7 2.1. Линейка ............................................................................................ 8 2.2. Штангенинструмент ....................................................................... 9 2.3. Микрометр ..................................................................................... 16 2.4. Механический угломер ................................................................ 21 3. Порядок выполнения работы .............................................................. 23 4. Содержание отчета .............................................................................. 26 5. Контрольные вопросы ......................................................................... 26 Список рекомендуемой литературы ....................................................... 27 Приложение 1 ............................................................................................ 28

3

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Целью работы по измерению методом непосредственной оценки1 является ознакомление с назначением, устройством и работой линейки, штангенциркуля, микрометра и угломера; усвоение практических навыков по правильному их использованию; также приобретение навыков определения отклонений формы деталей. Содержание работы – измерение при помощи линейки, штангенциркуля, микрометра и угломера размеров детали; определение отклонений их формы, определение годности детали. Время выполнения лабораторной работы – 2 часа.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ В работе используется метод непосредственной оценки, предусматривающий применение следующих средств измерений и принадлежностей: линейка, штангенциркуль, микрометр, угломер и объекты измерения. Указанные средства измерения используются для контактного измерения геометрических размеров и углов наклона сторон деталей. Задачами лабораторного занятия являются: ƒ закрепление знаний по измерению геометрических размеров методом непосредственной оценки; ƒ изучение конструкций приборов для измерения геометрических размеров изделий, использующих методы непосредственной оценки; ƒ установление порядка проведения измерений наружных и внутренних размеров с помощью линейки, штангенинструментов, микрометра и угломера; ƒ изучение порядка подготовки к измерениям; ƒ получение практических навыков при измерении внутренних и наружных размеров методом непосредственной оценки и отбраковке негодных изделий.

1

При разработке методических указаний использована разработка КузГТУ «Измерение деталей методом непосредственной оценки: Методические указания к лабораторной работе № 3 по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» для студентов механических специальностей /Сост. Е.М.Константинова, А.И.Логинова; Кузбасс. политехн, ин-т. – Кемерово. 1986. – 13 с.

4

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Перед началом работы студенту необходимо уяснить цель и задачи лабораторной работы; разобраться в теоретическом материале, в особенностях конструкции и основных технических характеристиках применяемых средств измерений. Уяснить порядок выполнения и правила безопасности при выполнении работы, представлять ожидаемые результаты. Работа выполняется бригадами по 4 студента. Перед началом работы бригада должна пройти собеседование по целям и задачам работы, ее основным теоретическим положениям, по порядку выполнения работы и правилам безопасности. После собеседования бригада получает комплект средств измерений, применяемые детали для проведения измерений. Измерения начинаются после устного разрешения преподавателя. Необходимо брать средства измерения, проводить измерения и размещать их в соответствующие отсеки полученного бокса с вниманием и осторожностью. Запрещается укладывать измеряемые детали и средства измерения на край стола для избежания их падения и травмирования обслуживающего персонала. Работа с приборами требует бережного и аккуратного отношения к ним. После измерения неиспользованные средства измерения должны быть уложены в соответствующий отсек бокса. Запрещается выполнять операции, не связанные с измерениями и нехарактерные оператору.

5

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающего нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины2. Измерение может быть: ƒ прямое, при котором искомое значение величины находят непосредственно (например, измерение массы на циферблатных весах, температуры термометром, размера штангенциркулем и др.); ƒ косвенное, при котором определение искомого значения величины находят на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Средство измерения – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Мерой называется средство измерения, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью (например, плоскопараллельная концевая мера длины). Многозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров (например, штриховая мера длины). Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Цена деления шкалы – разность значения величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерения. Показание средства измерения – значение величины или число на показывающем устройстве средства измерений. Измерения методом непосредственной оценки характеризуются тем, что значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерения. При измерении методом непосредственной оценки используется одно измерительное средство. В данной работе рассматриваются простейшие методы непосредственной оценки линейных измерений, используемые в машиностроении. Методы непосредственной оценки бывают контактные и бесконтактные. В кон2

Определения в разделе 1 приведены в соответствии с рекомендациями РМГ 29-99 [1]

6

таактном методе измериттельные поверхн ности пррибора ккасаютсся поверххносттей объеекта (штангенци иркуль, микром метр). Бесконта Б актные измереения моожно прроизводи ить с пом мощью микроско м опа или специалльных пр роектороов.

2. ОПИ ИСАНИ ИЕ ОБО ОРУДО ОВАНИ ИЯ И М МЕТОДА А Н НЕПОС СРЕДС СТВЕН ННОЙ ОЦЕНК О КИ йка, шттангенци иркуль, микром метр, углломер п представвляет сообой Линей срредства измерен и ния, прим меняемы ые для иззмерени ия линейных размеров метом доом непоосредственной оценки, о контакттным меетодом. Для изм мерения испоользуюттся деталли, предсставленн ные на рис. 1 и рис. р 2.

Рис. 1. Деталь для д провеедения иззмерений геометри ических параметро п ов

7

II

I

III

1

2

2

I

II

III

1

Ри ис. 2. Детааль для прроведени ия измерен ний диаметра изгоотовленияя и откллонения формы ф раасположен ния

2.1. Линейк ка Традици ионными средствами непосред н дственноой оценкки измер рения лил нейн ных велличин яввляются хорошо известн ные многгозначны ые меры ы – линеейки. Линейки Л и изготаавливаюттся либоо в виде жесткой й констррукции, либо л в вив де гибкой г л ленты (ррулетки)) (рис. 3)). Измер рения прроводятсся непоссредствеенным м сравнеением раазмера предмета п а со шкаалой лин нейки. Тоочность таких изи мерений сан нтиметры или миллиметтры.

Ри ис. 3. Изм мерительн ные метал ллическиее линейки и

Измерен ния с поомощью линеек осущесттвляетсяя совмещ щением края к изм меп ости с крраем изм меряемого объеккта. Изм меряемаяя величин на ритеельной поверхно опрееделяетсся по отсчетном му устрой йству ли инейки (многозн ( начной меры) м прри совп падении штрихаа многозн начной меры м с краем к иззмеряемоого объеекта.

8

2.2. Штангенинструмент Устройство нониуса. Для повышения точности измерения до десятых или сотых долей миллиметра линейки снабжают дополнительным устройством, называемым нониусом. Применение нониуса основано на свойстве человеческого глаза точнее оценивать совпадение штрихов, нежели расстояние между несовпадающими штрихами. Нониус представляет собой небольшую линейку, укрепленную на основной линейке и свободно передвигающуюся вдоль неё. Нониус разбит по всей длине на некоторое число делений η с таким расчётом, чтобы на такой же длине основной линейки укладывалось число делений на единицу меньше η − 1. Разность между ценой деления линейки и ценой деления нониуса, которую мы можем фиксировать, называется точностью нониуса. Точность нониуса определяется следующим образом. Обозначим цену деления нониуса – b, цену деления масштаба – с, число делений нониуса – η, тогда (η−1) число делений масштабной линейки, соответствующее всей длине нониуса. Тогда ηb = с(η − 1), откуда b=

с(η − 1)

η

Так как точность нониуса равна |c-b|, то

c−b = c−

c(η − 1)

η

=

c

η

При достаточно мелких делениях масштаба деления нониуса делают более крупными (рис. 2), тогда число делений нониуса η таково, что на такой же длине масштабной линейки укладывается (2η−1) делений. При этом

(2η − 1) ⋅ с = η ⋅ b b=

(2 ⋅η − 1) ⋅ c η 9

Точность нониуса в этом случае равна

2c − b = 2c −

(2 ⋅η − 1) ⋅ c = c η

η

Другими словами, точность нониуса равна величине отношения цены деления масштабной линейки к числу делений нониуса. Классификация и устройство штангенинструментов. По установившейся терминологии простейшие измерительные приборы: штангенциркули, микрометры называют измерительным инструментом. К штангенинструментам общего назначения относятся: штангенциркуль, штангенрейсмус, штангенглубиномер. Измерение в штангенинструментах основано на применении нониуса, который позволяет отсчитывать дробные деления основной шкалы. В настоящее время выпускают штангенинструменты с ценой деления нониуса 0,1, 0,05 и 0,02 мм. Пределы измерения выпускаемых штангенинструментов: штангенциркулей до 2000 мм; штангенглубиномеров – до 500 мм; штангенрейсмусов до 1000 мм. Штангенинструмент представляет собой две измерительные поверхности, между которыми устанавливается размер. Одна измерительная поверхность составляет единое целое с линейкой (штангой), а другая соединена с двигающейся по линейке рамкой. На линейке гравируются через 1 мм деления, на рамке устанавливается или гравируется нониус. Для специальных линейных и угловых измерений в машиностроении широко применяют измерительные приборы, основанные на других принципах работы: пневматические, электрические, оптико-механические с использованием лазерных источников света. Наиболее распространенный штангенинструмент – штангенциркуль. Штангенциркули предназначены для измерения наружных и внутренних размеров изделий. Штангенциркули (ГОСТ 166-80) изготавливаются четырех типов: ШЦ-I – с двухсторонним расположением губок – для наружных и внутренних измерений и с линейкой для измерения глубин и высот (рис. 4); ШЦТ-I – с односторонним расположением губок, оснащенных твердым сплавом, для наружных измерений и с линейкой для измерения глубин (рис. 5а); ШЦ-II – с двухсторонним расположением губок – для наружных и внутренних измерений и для разметки (рис. 5б); ШЦ-III – с односторонним расположением губок – для наружных и внутренних измерений (рис. 5в). 10

мер обозн начения штангенциркул ля типа III I с диаапазоном м измереений Прим 0--400 мм, отсчетоом по ноониусу 0,1 мм, кл ласса точ чности I при закказе: Ш 00-0,1-1 ГОСТ Г 1666-89» «Штангенцирркуль ШЦ-III-40

Рис. 4. Штанггенциркулль ШЦ-I двусторон д нний с гллубиномер ром:

иркуля ШЦ-I Ш (риис. 4) яввляется линейкаа 4 с Основвной часстью шттангенци маасштабоом 6. Штангенциркуль имеет губки г 1 для изм мерения внутрен нних раазмеров и губки и 8 для измерен и ния нару ужных размеров. На лин нейке с возмоожностьью сколььжения находиттся рамкка 2, на которой й нанесеены делеения ноониуса 7. 7 Рамкаа 2 имеетт с фикссирующи ий болт 3, с пом мощью которого к о устаанавливаается раазмер длля снятияя показааний. Ессли сдви инуть по одвижны ые и нееподвиж жные губ бки штан нгенцирккуля впл лотную, то нулевые деления нон ниусаа 7 и основногоо масштааба 6 доолжны совпасть с нулевые деленияя не . Если н соовпадаю ют, необхходимо внести в сооответсттвующую ю поправвку. ной лин Универсальны ые штан нгенцирккули снаабжены выдвижн нейкой 5 для иззмеренияя размерров углуублений. В этом м случаее одной измерительной й повеерхностьью являеется торрец масш штабной линейкки, второой – тор рец выдввижноой линей йки.

11

а)

б) 1

0

2

3

1

0

4

25

5

50 75 0,05 мм

3

4

6

7

5

8

9

9

10

11

1 12

1

6

8

7

10 0

в)

Рис. 5. Штангенци Ш иркуль а) типа ШЦ ЦТ-I; б) типа т ШЦ--II; в) типпа ШЦ-III II

Т-I, ШЦ-II и ШЦ ЦТ-III (риис. 5) состоят изз штанги и5 Штангеенциркулли ШЦТ с нееподвиж жной изм мерителььной губкой 1 и рамки 2 с подви ижной губкой. г Н На штаанге 5 нанесена основнаая шкалла штанггенциркууля. На рамке 2, 2 которая мож жет перемещатьсся вдольь штанги и 5, закр реплен нониус ш штангенц циркуля 4. Точ чные штаангенцирркули имеют и хоомутик 6 с микррометри ическим устройсством м 7 и 8, позволяю п ющим регулиро р овать пер ремещен ние рамкки 2 с подвижноой 12

гуубкой. Микроме М етрическкое устроойство состоит с и микрометрич из ческого винв таа 7, одни им конц цом скреепленногго с рам мкой 2, и гайки 8, распо оложенноой в пррорези хомутика х а 6. При нажатом стопор рном ви инте 9 врращение гайки 8 вызы ывает пееремещение рам мки 2 вдооль штаанги 5, после п чего контр ролируем мый раазмер боолее точн но опред деляетсяя по шкаале штан нги 5. Длля этого необход димо заафиксироовать раамку 2 сттопорны ым винто ом 3. При измерен ниях внуутреннихх размееров нарружной стороно ой губокк 10 ш штангенц циркулей й ШЦ-II ширинаа губок размером р м В = 100 мм при ибавляеттся к оттчету. Например Н р, если при п измеерениях внутрен нний раззмер раввен 11,6 мм, тоо фактич ческий размер раавен 21,66 мм. Вместто непод движной й губки штанген нрейсмас имеет основан ние, ниж жняя и соотвветствует нулево пооверхноссть котоорого яввляется рабочей р ому отсч чету поо шкале..

Рис. 6. Штангенр Ш ейсмас ШР Ш

нгенрейссмас ШР Р (рис. 6)) имеет вертикал в льную ш штангу 6, закрепленШтан нуую на нееподвиж жном осн новании 1. Осно ование 1 должноо находиться на ровноой устой йчивой площадк п ке. По штативу может м сввободно перемещ щаться рамр каа 3 с заккреплен нной на ней разметочно ой ножкой 2. На рамке закрепллена ш шкала нониуса 4. Подвод разметточной ножки 2 к измееряемом му предм мету, усстановлеенному на осноовании 1, 1 осущеествляется микррометрич ческим винв тоом 5. Заж жим 8 рамки р микрометтрическо ой подач чи 5 слуужит дляя креплеения раамки 7 микромет м трическоой подач чи. Разм мер измерряемой д детали фиксиру ф уется заажимом рамки 9. 13

Погреш шность измерени и ия штанггенинстр рументовв в диап пазоне отт 1 до 5000 мм составля с яет от 500 до 200 мкм. рений штангени ш инструм ментами и Порядоок измер Перед измерени и ием штаангенцирркуль пр роверяеттся на тоочность.. Эта прроверкка произзводитсяя обычноо по соввпадению ю нулевы ых штри ихов штаанги и нон ниуса. При сомкнуттых измеерительн ных поверхностяях губокк штангеенциркулля нулеевые шттрихи доолжны совпадат с ть и меж жду губкками не должно о быть вив дим мого невоооружен нным глаазом зазоора. Измерен ние с поомощью ю штангеенциркул ля ШЦ-II (рис. 77) различных эллемен нтов кон нструкци ии (диам метров отверсти о ия или вала, в меж жцентро ового раасстояяния, глуубины оттверстияя и т.п.) проводяят следую ющим образом.

Рис. 7. 7 Измереение разм меров детаали с помощью ю штанген нциркуля

нном винте 5 пееремещаают по штанге ш 4 с непод движным ми При отсстопорен упоррами 1 рамку р 6 с нониуусом 2. Приводя П ят в сопррикосноввение с поверхн п ностью ю измерряемой детали д 8 9 или 10 измеерительн 8, ные повеерхности и штангги: измерительн ные губкки 3 вхоодят в оттверстиее 8, охваттывают круглую ю детальь 9 или выдвиж жная лин нейка 7 помещаеется в углублен ние 10. В этом положени п ии необ бходимоо застопоорить раамку нон ниуса 6 винтом в 5 и снятьь отсчет со шкаллы прибора. Оттсчитыввают раззмер преедмета в масштаабных ед диницах х по полложен нию нулевого дееления нониуса н а относи ительно деленияя масштаабной лил нейкки, напрример, 30 3 мм. Чтобы Ч о отсчитат ть доли миллим метра, по ользуюттся нониусом. Находят Н т деление нониууса, совп падающеее с каки им-либо делениеем масш штаба, и номер совпавш шего делления но ониуса ум множаю ют на точ чность нон ниуса. Напрример, номер н совпавшегго нониу уса – 2, точность т ь нониусса -0,1 мм, м доли и милли иметров, отсчитаанные нониусом м в этом м случае,, – 0,2 мм. м Общ щее рассстояние – 30,2 мм. м

14

При отсчете показаний штангенциркуля ШЦ-II освобождают стопорный винт рамки 3 (рис. 5, б) и винт 9 хомутика 6 и раздвигают измерительные губки на величину, несколько большую контролируемого размера. Далее вводят деталь между измерительными губками штангенциркуля и, прижав деталь к неподвижной губке, перемещают подвижную губку к поверхности детали и стопорят хомутик 6 винтом 9. После этого, вращая гайку 8 микрометрической подачи, зажимают деталь между измерительными поверхностями губок настолько плотно, чтобы покачивание ее стало невозможным и вместе с тем, чтобы она скользила с легким трением между губками. В этом положении рамку 2 стопорят винтом 3, снимают с детали штангенциркуль и читают размер. При измерении деталей штангенрейсмасом ШР (рис. 6) измеряемая деталь помещается на неподвижное основание 1. Далее к измеряемой детали подводится разметочная ножка 2. Рамка микрометрической подачи 7 должна быть закреплена с помощью зажима рамки микрометрической подачи 8. Точный размер определяется зажатием детали с помощью микрометрического винта 5. После того, как ресурс микрометрического рычага 5 исчерпан, фиксируют зажим рамки 9, изделие вынимается из штангенрейсмаса и производится отсчет размера по шкале штанги 6 и нониуса 4. Отсчет штангенинструментов различной точности приведен на рис. 8. Основная шкала

а) 10

0,1

15

0

1

2

3

25

20

4

5

6

7

Шкала нониуса

Основная шкала

б) 10

15

0,05

0

20

25

25 Шкала нониуса

Рис. 8. Отсчет штангенинструментами различной точности а) класс точности 0,1; б) класс точности 0,05 15

В первом случае (рис. 8, а) применяется штангенинструмент классом точности 0,1. Ноль шкалы нониуса находится больше 10, но меньше 11, значит количество целых миллиметров – 10. Анализируя совпадения штрихов основной шкалы и шкалы нониуса, видно, что дробная часть числа составляет 0,7, таким образом отсчет показаний составляет: Отсчет = 10 + 0,1·7 = 10,7 (мм) Во втором случае (рис. 8, б) штангенинструмент классом точности 0,05. Ноль шкалы нониуса находится больше 9, но меньше 10, значит количество целых миллиметров – 9. Анализируя совпадения штрихов основной шкалы и шкалы нониуса, видно, что дробная часть числа составляет 0,4; таким образом отсчет показаний составляет: Отсчет = 9 + 0,05 · 8 = 9,40 (мм) 2.3. Микрометр Описание микрометрического винта и классификация микрометров Измерение микрометром основано на принципе микрометрического винта. Микрометрический винт дает возможность отсчитывать более мелкие доли деления основной шкалы, чем нониус. Микрометрический винт представляет собой тщательно изготовленный винт с шагом в 0,5 или в 1,0 мм, и на всем его протяжении шаг дается как постоянная прибора. Один поворот винта микрометра передвигает его стержень на 0,5 или 1,0 мм. Таким образом, зажимая объект измерений между упорами микрометрического винта, можно измерить размеры объекта с точностью до 1/100 мм и выше. Пределы измерений микрометров зависят от размера скобы и составляют 0-25; 25-50; ...; 275-300; 300-400; 400-500 и 500-600 мм. Микрометры для размеров более 300 мм оснащены сменными или переставными пятками, обеспечивающими диапазон измерений 100 мм. В лучших приборах этого типа при шаге винта, равном 0,5 мм, на барабане наносится 500 делений и точность измерения может быть доведена, таким образом, до 0,001 мм. В соответствии с ГОСТ 6507-78 устанавливаются следующие типы микрометров: МК гладкие – для измерения наружных размеров изделий (рис. 9); МЛ листовые с циферблатом – для измерения толщины листов и лент (рис. 11, а); МT трубные – для измерения толщины стенок труб (рис. 11, б); МЗ зубомерные – для контроля длины общей нормали зубчатых колес с модулем от 1 мм; МЗ – микрометрические головки; 16

МП – микром метр для проволооки. Прим мер условвного об бозначен ния глад дкого ми икрометрра с диаапазоном м измеерения 25-50 2 мм м 1-го клласса точ чности: Микрометр МК М 50-1 ГОСТ 6507-78. 6 По тоочности показан ний микррометры ы разделяяются наа три класса – нулен воой, перввый (при именяетсся в дан нной раб бота), второй. Погрешно ость покказани ий микррометра 0+25 мм м нулевоого классса точноости не превышает +2 мкм, м пеервого класса к +44 мкм, втторого +8 + мкм. Устроойство гладког г го микроометра Корпуусом ми икрометрра типа МК М служ жит скоб ба 1, в ккоторую запресссованы ы с одноой сторооны пяткка 2, с другой д – стебель 5, на ккотором м закрепллена ми икрогайка и нан несена прродольн ная шкал ла. Продольная ш шкала им меет дваа рядаа штрихоов с дли иной делления в 1 мм, раасположенных п по обе сттороны проп доольного штрихаа и сдвинутых относите о ельно дрруг другга на 0,5 5 мм. Тааким об бразом, оба ряда штриххов обраазуют пр родольнуую шкаллу с цен ной делеения 0,,5 мм.

Р 9. Усстройство Рис. о микромеетра

Одной измерительноой поверхностью ю является торец ц микром метричеескогоо винта 3, 3 выдви игающеггося из стебля, с второй в – торец п пятки 2. Микроввинт сввязан с корпусом к м барабаана 6, им меющим м на конуусном коонце кру уговую шкаш луу, разби итую наа 50 делений. Цена деления круговоой шкал лы 0,01 мм (00,5/50 = 0,01). 0 Закан нчиваетсся барабаан резьб бой, на которую к навинчивается гайка 9, являяющаясяя корпуссом мехаанизма трещотки т и. Основвное назн начение трещоттки – об беспечиввать посстоянствво измеррительно ого усиллия за ссчет храаповика 7 и поодпружи иненногоо стержн ня 8. Дляя того, чтобы ч об беспечитть это по остоянсттво и 17

одноовремен нно избежать наррушенияя связи микроме м етрическкого вин нта с баррабаноом, вращ щать ви инт мож жно толлько с помощью п ю трещоотки. Микромет М тр снаб бжен усттройствоом 4, поззволяющ щим стоп порить микровин м нт. В микроометре полый п сттебель 5 жестко связан со с скобоой 1, Одн ной из изи мерительны ых поверрхностей й являетсся торец ц микром метричесского ви инта 3, вы ыдвиггающегоося из сттебля. Второй иззмерител льной пооверхноостью явл ляется тот рец пятки 1, запресссованной й в скоб бе 8 (рис.. 9). В микроометрахх типа МК, М предн назначен нных для измереения раззмеров 252 50; ...; 275-3300; 300-400; 4000-500 и 500-600 0 мм (рисс. 10) в комплеккте приб боп ная мераа 2. Измееряемую ю детальь размещ щают меж жра применя ется усттановочн ду пяткой п 1 и микррометрич ческим винтом в 3. 3 На ми икрометрре в неподвижноой скоб бе 8 заккреплен стебельь 4 с раззмещенн ными наа нем дввумя ряд дами прродолььных шттрихов и вращаающимсся барабаном 5 с помощ щью треещотки 6. Фикксация показани п ий осущеествляется с пом мощью сттопора 77. Микром метры ли истовыее с циферблатом м для изм меренияя толщин ны листоов и леент типаа МЛ при иведены ы на рис. 11; а ми икрометрры трубн ные – дл ля измеррения толщин ны стеноок труб типа т МT на рис.1 11, б.

Рис. 10. Микроме М етр МК

18

а)

б)

Рис. 11. Микрометр тип па МЛ (а)) и микром метр типаа МТ (б)

Обозн начения на рисуунках сооответстввуют обоозначени иям на рис. р 9, заа искллючениеем позиц ций 8 и 9. Деталль 8 укаазывает круговуую шкалу у, разделеннуую на 100 1 делеений, и указателль 9, укказываю ющий толщину измеряе и мых ли истов. новка микроме м етра на нуль н Устан Перед д началоом измеррений прроверяеттся устаановка м микрометтра на нуль. н Длля микррометра с пределлами иззмеренияя от 0 доо 25 мм м провер рка прои изводи ится на нулевом м делени ии, для микрометра с пределам п ми измер рения 26-50 мм м на деллении 255 мм и т.д д. У миккрометра с пред делами измерени и ий 0-25 мм, м остоорожно вращая в в винт заа трещоттку, привводят в соприкоосновени ие измеррительны ые повер рхности тор19

цов микровинта 3 и пятки 2 (рис. 9). У микрометра с пределами измерения 25-50 мм торцы микровинта и пятки приводят в соприкосновение со специальной цилиндрической установочной мерой (рис. 10). При соприкосновении скошенный край барабана должен установиться так, чтобы штрих начального деления основной миллиметровой шкалы (0 или 25, или 50 и т.д.) был полностью виден, а нулевое деление шкалы барабана 6 должно остановиться против большого продольного штриха на стебле 5. Если микрометр установлен неправильно, следует изменить положение барабана 6 на стебле 5 (рис. 9). Для этого, закрепив стопорным устройством 4 микровинт, придерживая левой рукой за накатной выступ 8 корпус барабана и вращая правой рукой гайку 9 (являющуюся также корпусом трещотки 7), освобождают корпус барабана. Затем, повернув свободно сидящий на стебле корпус барабана так, чтобы нулевое положение восстановилось, и, придерживая корпус барабана за выступ 8, снова барабан закрепляют гайкой 9. Следует иметь в виду, что при затягивании гайки нулевая установка может нарушиться, поэтому необходимо снова проверить ее и в случае необходимости исправить. Для проведения измерений отводят измерительную поверхность микровинта путем вращения за трещотку на необходимое расстояние, затем между измерительными поверхностями микровинта и пятки помещают измеряемый объект, снова вращая микровинт (обязательно за трещотку), зажимают его между измерительными плоскостями и делают отсчет. Порядок измерений Измеряемый объект зажимается между измерительными поверхностями пятки и винта. Постоянство усилия, приводящего в контакт измерительные плоскости микрометра и деталь, обеспечивается фрикционным устройством – трещоткой 5. Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал (рис. 12). Продольная шкала имеет два ряда штрихов с интервалом 1 мм, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и смещенных относительно друг друга на 0.5 мм. Таким образом, оба ряда штрихов образуют одну продольную шкалу с ценой деления 0.5 мм. Микровинт связан с барабаном 6, который на конусном конце имеет круговую шкалу с числом делений n=50. Учитывая, что шаг резьбы винтовой пары S = 0,5 мм, цена деления круговой шкалы (нониуса) микрометра «C» равна: C = S / n = 0,5 / 50 = 0,01мм. 20

Отсчет 12,45 мм

6

5 0

12+0,45

45

0

5

10

40

5

35

Рис. 12. Пример отсчета по размеру микрометром

Размер измеряемой детали с точностью до 0.5 мм отсчитывают по шкале стебля указателем, которым является скошенный край барабана. Сотые доли миллиметра отсчитывают по круговой шкале барабана, указателем которой является продольный штрих на стебле микрометра. Полные обороты винта отсчитываются по полумиллиметровой шкале барабана, имеющей 50 делений (цена деления шкалы барабана – 0,01 мм). При сомкнутых измерительных торцевых плоскостях пятки и микрометрического винта нулевой штрих шкалы барабана должен точно совпадать с продольным штрихом на стебле. Размер проверяемого объекта с точностью до 0,5 мм отсчитывается по шкале стебля, указателем которой является скошенный край барабана. Доли миллиметра снимаются по круговой шкале барабана, указателем которой является штрих на стебле. Пример отсчета дан на рис. 12. 2.4. Механический угломер Механические угломеры предназначены для контактных измерений углов. Выпускается три типа угломеров: УН – с отсчетом по нониусу 2′ или 5′; УМ – с отсчетом по нониусу 2′ или 5′ (рис. 13); УГ – с отсчетом по нониусу 10′ упрощенной конструкции; УО – оптический угломер. При заказе угломер оформляется следующим образом:

21

«Угломер 2УМ ГОСТ 5378-88»

Рис. 13. Угломер с нониусом типа УМ:

Угломер с нониусом типа УМ состоит из неподвижной линейки 1, соединенной с основанием 2. Подвижная линейка 8 с угольником соединяется посредством державки 3. Измерительные поверхности инструмента для измерения углов α и γ подводятся к измеряемым поверхностям с помощью микровинта 4, фиксируемого с помощью стопорного винта 3. При подготовке к использованию необходимо проверить правильность установки нониуса относительно шкалы основания. Для этого измерительные поверхности линейки и основания совместить с измерительной поверхностью поверочной плиты. При этом нулевой штрих нониуса должен совпадать с нулевым штрихом шкалы основания. Если такого совпадения нет, то необходимо ослабить винты, крепящие нониус, передвинуть его до совпадения нулевого штриха нониуса с нулевым штрихом шкалы основания и затянуть винты. При измерении углов необходимо приложить измерительные поверхности угломера к поверхностям контролируемого угла детали и отсчитать значение измеряемого угла по шкале и нониусу. Зафиксировать положение линейки стопорной гайкой. Измерение углов менее 90° проводить со съемным угольником, закрепленным на подвижной линейке, а углов более 90° без съемного угольника. При этом к показаниям угломера необходимо прибавить 90°. Для точной установки угломера на требуемый угол необходимо использовать винт микроподачи.

22

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Получив у преподавателя разрешение на допуск к работе, а также приборы и принадлежности, необходимо выполнить следующие измерения: 1. C помощью линейки, штангенциркуля, микрометра и угломера измерить все необходимые геометрические параметры объекта по рис. 1. 2. Занести полученные результаты в таблицу по форме табл. 1. Таблица 1 Тип средства измерения

Величина Диапазон отсчёта по измерения нониусу Измерение детали линейкой

Действительный размер А

ШР

МК

2 УМ

Измерение детали штангенциркулем Б 0,02 0-200 В Г Измерение детали штангенрейсмасом Д 0,05 мм 0-200 мм Е Ж Измерение детали микрометром 0,01 мм 0-25 мм З Измерение детали угломером α Пределы измеβ рения: 2' γ 0-180° θ

30,00 мм 21,15 мм 25,05 мм 36,30 мм 27,65 мм 7,70 мм 12,10 мм 69°42' 110°22' 39°24' 90°18'

3. С помощью микрометра по рис. 2 измерить диаметр поршня автомобиля в трех плоскостях I-I, II-II и III-III по длине поршня, а также в двух перпендикулярных плоскостях 1-1 и 2-2 по длине окружности поршня по рис. 14.

23

икрометра относиттельно пооршня Рис. 14. Располоожение ми

ным изм мерений определляются вееличины ы: По данн а) овалльности, котораяя опредееляется путем двухточе д ечного измерени и ия как разностть междуу наиболльшим и наимен ньшим диаметра д ами кажд дого сеч ченная на 2. 2 ния I, II и IIII), делен Δ = (dдейств. maxx − dдейств. min m )⋅

1 2

( (1)

ыми вид дами коттоб) откллонений профилля продоольного сечения, частны рыхх являетсся конусообразн ность, бочкообраазность и седлоообразноссть. Конусоообразноссть – оттклонени ие профи иля прод дольногоо сечени ия, при кок тороом образзующие не прям молинейн ны, но не паралллельны (р (рис. 15, а). Бочкооб бразност ть – откклонениее профи иля прод дольногоо сечения, при кок тороом образзующие не прям молинейн ны и диааметры увеличи у иваются от краевв к сереедине сеечения (ррис. 15, б). Седлооб бразност ть – откклонение профи иля прод дольногоо сечения, при кок тороом образзующие не прям молиней йны и ди иаметры уменьш шаются от о краевв к сереедине сеечения (ррис. 15, в) в

24

I

II

III

dдейст.

2

II

III

1

I

II

III

1 min

2

dдейст.

2

I

II

III

1

I

II

III

1

dдейст.

min

dдейст.max

в)

2

I

dдейст.max

б)

1 min

dдейст.max

а)

I

II

III

2

2

1

Рис. 15. Конусообразность (а), бочкообразность (б) и седлообразность (в) профиля продольного сечения поршней

Количественно погрешность формы продольного сечения с указанием характера ее (т. е. конусообразность, бочкообразность или седлообразность) определяют как наибольшую полуразность двух показаний, взятых в одном направлении (1-1, 2-2), в разных сечениях (I, II, III) по формуле 1. Занести полученные данные в таблицу по форме табл. 2. Таблица 2 Диаметр поршня в плоскости измерений I-I II-II III-III

Δ = (d действ . max

Плоскость 1-1 Плоскость 2-2 *- указывается преподавателем

25

1 − d действ. min ) ⋅ 2

Нор ма*

Заключение о годности

Сравнивая наибольший и наименьший действительные размеры с предельными размерами детали, выдаваемой преподавателем, дать заключение о ее годности. Работа считается выполненной, если представлены сведенные в таблицы результаты всех указанных измерений и необходимых вычислений. В отчете необходимо представить краткую характеристику применяемых приборов (цена деления, точность нониуса, пределы измерения, класс точности, погрешность показаний)

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Каждый студент готовит отчет по лабораторной работе, оформляя его на листах формата А4 в соответствии с требованиями стандартов. Отчет должен содержать титульный лист (представлен в Приложении 1) и основную часть, в которую входят: 1. Задание на лабораторную работу. 2. Эскизы деталей с экспериментально определенными номинальными размерами. 3. Таблицы непосредственных наблюдений. 4. Выводы по работе. Отчет представляется для проверки преподавателю.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое средство измерения? 2. Классификация и устройство штангенинструментов. 3. Порядок измерения штангенциркулем. 4. Для какого метода измерения предназначены микрометрические инструменты и штангенинструменты? 5. Описать устройство нониуса штангенциркуля и микрометра. 6. Классификация микрометров. 7. Как установить микрометр на нуль? Зачем производят установку микрометра на нуль? 8. На каком принципе основано устройство микрометрических инструментов? 9. Определение овальности, конусообразности, седлообразности и бочкообразности. 10. Устройство и принцип работы угломера.

26

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. РМГ 29-99. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. 2. Васильев А. С. Основы метрологии и технические измерения. 2-е изд., перераб. и доп., М.: Машиностроение, 1988. – 240 с. 3. Радкевич Я. М. Схиртладзе А. А., Лактионов Б. И.. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов. – М.: Издательство МГГУ, 2003. – 788 с. 4. ГОСТ 6507-78 (СТ СЭВ 344-76 – СТ СЭВ 352-76). Микрометры с ценой деления 0,01 мм. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1979, – 11 с. 5. ГОСТ I66-80 (СТ СЭВ 704-77 – СТ СЭВ 707-77, СТ СЭВ 1309-79). Штангенциркуль. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 13 с.

27

Приложение 1

Образец оформления титульного листа ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФИЛИАЛ ГУ КузГТУ В Г. ПРОКОПЬЕВСКЕ

Кафедра общепрофессиональных технических дисциплин

ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ Лабораторная работа по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»

Выполнил:

студент гр. МТ–42 Иванов И. И.

Проверил:

доцент кафедры общепрофессиональных технических дисциплин, к.т.н. Петров П. П.

Прокопьевск 2008 28

Составитель: Леонид Федорович КОЖУХОВ Рецензент: Валерий Юрьевич БЛЮМЕНШТЕЙН

ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальностей 150402, 151001, 190701

Сверстано и отпечатано в филиале ГУ КузГТУ в г. Прокопьевске. 653033, г. Прокопьевск, ул. Ноградская, 19а. Редактор: Н. П. Романцова. Подписано в печать 06.11.08 г. Отпечатано на ризографе. Формат 60×84 1/16. Объем 1,8 п.л. Тираж 50 экз. Заказ 002.

29

30