1. Методы и средства измерений

1.1 Выбрать методы и средства для измерения размеров в деталях типа «Корпус» (внутренние размеры Ø52Н7, Ø98H6, Ø106H8 ; линейные 63^+0,1, 84_-0,2, 110±0,08) и типа «Вал» (наружные размеры Ø38n5, Ø52d7, Ø78h7 ; линейные 42^+0,02; 96_-0,1). Чертежи деталей могут выдаваться как преподавателем, так и формироваться самостоятельно студентом с учетом заданных размеров.

1. Ø52Н7 – отверстие

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 50 до 70 мм по 7 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=9,0 мкм. [1]

2. По табл. II РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
6а	Нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головки (ИГ) с ценой деления 0,001 или 0,002 мм	6,5	9
12	Микроскопы универсальные измерительные при использовании штриховой головки	7	9

2. Ø98H6– отверстие

   1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 80 до 120 мм по 6 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=6,0 мкм. [1]

   2. По табл. II РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δСИ, мкм
6б	Нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчётного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 или 0,002мм.	4,5	6
7а	Нутромеры с ценой деления отсчётного устройства 0,001 и 0,002мм.	6	6
9а	Пневматические пробки с отсчётным прибором с ценой деления 1мкм или 005мкм с настройкой по установочным кольцам.	5	6

3. Ø105H8– отверстие

   1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 80 до 120 мм по 8 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=12,0 мкм. [1]

   2. По табл. II РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
4б	Нутромеры микрометрические (НМ) с величиной отсчёта 0,01мм.	10	12
5в	Нутромеры индикаторные с ценой деления отсчётного устройства 0,001мм.	10	12
11	Микроскопы инструментальные (большая и малая модели)	10	12

4. 63^+0,1– линейный размер

   1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 50 до 80 мм по допуску IT=100 мкм определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=18 мкм. [1]

   2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
5а	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм, скобы при работе находятся в руках	15	18
7а	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИГ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1.	18	18
35а	Проекторы измерительные	18	18

5. 84_-0,2– линейный размер

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 80 до 120 мм по допуску IT=200 мкм определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=30 мкм. [1]

2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
5а	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм, скобы при работе находятся в руках	20	30
7а	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10мм, класс точности 1	20	30
35а	Проекторы измерительные	16	30

6. 110±0,08 – линейный размер

   1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 80 до 120 мм по допуску IT=160 мкм определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=30 мкм. [1]

   2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
4а	Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчёта 0,01мм при настройке на нуль по установочной мере.	15	30
5а	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01мм, скобы при работе находятся в руках	15	30
7а	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИГ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1.	20	30
38а	Глубиномеры микрометрические (ГМ) при абсолютном методе измерения.	20	30
39а	Глубиномеры индикаторные (ГИ) при измерении с настройкой по установочной мере.	20	30

7. Ø38n5 – вал

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 30 до 50 мм по 6 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=4 мкм. [1]

2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δСИ, мкм
6в	Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002 и 0,001мм при установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002мм при настройке на нуль по концевым мерам длины и использованием отсчёта на 10 делений шкалы. При работе приборы находятся в стойке или обеспечивается надёжная теплоизоляция от рук оператора.	3	4
7к	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 0.	4	4
9а	Головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±0,1 мм; с настройкой по концевым мерам длины на любое деление. Установочные узлы – штативы.	3,5	4
11в	Индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм. Установочные узлы – стойки.	4	4
32в	Микроскопы измерительные универсальные	3,5	4

8. Ø52d7-вал

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 50 до 80 мм по 6 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=9 мкм. [1]

2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
5в	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01мм. Скобы при работе находятся в стойке или обеспечивается надёжная изоляция от тепла рук оператора.	7	9
6а	Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,02 и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерению. При работе приборы находятся в руках.	9	9
7г	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01мм и пределами измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1.	8	9
11а	Индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002мм и пределом измерения 2мм.	8	9
13а	Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (10ИГП, 10ИГПГ) с ценой деления 0,01мм и пределом измерений 0,30мм.	8	9
31	Микроскопы инструментальные (большая и малая модели)	6	9

9. Ø78 h7 – вал

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 50 до 80мм по 7 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=9,0 мкм. [1]

2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δИ, мкм
5в	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01мм. Скобы при работе находятся в стойке или обеспечивается надёжная изоляция от тепла рук оператора.	7	9
7г	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1.измерения; при работе находятся в руках.	8	9
11а	Индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002мм и пределом измерения 2мм.	8	9
14а	Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (5ИГП, 5ИГПГ) с ценой деления 0,005мм и пределом измерения ±0,15.	8	9
32б	Микроскопы измерительные универсальные.	7	9
35в	Проекторы измерительные	7	9

10. 42^+0,02– линейный размер

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 30 до 50 мм по допуску IT=20 мкм определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=5,0 мкм. [1]

2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δСИ, мкм
4б	Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчёта 0,01мм при настройке на нуль по установочной мере. Микрометры при работе находятся в стойке или обеспечивается надёжная изоляция от тепла рук оператора.	5	5
5г	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01мм. Скобы при работе находятся в стойке или обеспечивается надёжная изоляция от тепла рук оператора.	5	5
6б	Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002 и 0,01мм при установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всём пределе измерения. При работе приборы находятся в стойке или обеспечивается надёжная защита от тепла рук оператора.	4.5	5
7д	Индикаторы часового типа (ИЧ и И) с ценой деления 0,01мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1.	5	5
11б	Индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002мм и пределом измерения 2мм.	5	5
13б	Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (10ИГП, 10ИГПГ) с ценой деления 0,01мм и пределом измерений ±0,30мм.	5	5
32а	Микроскопы измерительные универсальные.	4,5	5

11. 96_-0,1 – линейный размер

1. По ГОСТ 8.051-81 для диапазона размеров свыше 80 до 120 мм по допуску IT=100 мкм определяем значение допускаемой погрешности измерения δ_И=20,0 мкм. [1]

2. По табл. I РД 50-98-86 выбираем СИ, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности СИ. [2]

δ_СИпр< δ_И

Результаты оформляем в виде таблицы:

№ СИ по РД	Наименование СИ	δСИпр, мкм	δСИ, мкм
4а	Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчёта 0,01мм при настройке на нуль по установочной мере. При работе находятся в руках.	15	20
5а	Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01мм. Скобы при работе находятся в руках.	20	20
7а	Индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01мм и пределом измерения от 2 до 10мм, класс точности 1.	20	20
35а	Проекторы измерительные.	16	20
38а	Глубиномеры микрометрические (ГМ) при абсолютном методе измерения.	20	20

1.2 Выбранные средства измерения

Разработать принципиальные схемы средств измерения и подробно описать принцип функционирования и процесс измерения. Вычертить принципиальные схемы средств измерений, привести в виде таблиц их метрологические характеристики, а также необходимые схемы измерения и отсчета результата по шкалам.

Микроскоп Универсальный Измерительный

Измерительные микроскопы – это оптические приборы, на которых, наблюдая в увеличенном виде контуры деталей, измеряют линейно-угловые размеры элементов этих контуров в прямоугольных или полярных координатах.

Измерительные микроскопы делятся на две основные группы: инструментальные и универсальные. Отличие между этими группами определяется диапазонами измерения, ценой деления и наличием дополнительных устройств, расширяющих возможности прибора.

Универсальный измерительный микроскоп УИМ-21 предназначается для линейных и угловых измерений разнообразных изделий в прямоугольных и полярных координатах. В частности, на приборе можно производить измерения резьбовых изделий, режущего инструмента, профильных шаблонов и лекал, кулачков, конусов, метчиков, резьбонарезных гребенок, а также радиусов закруглений и расстояний между осями отверстий различной формы.

Универсальный измерительный микроскоп широко применяется на заводах машиностроительной и приборостроительной промышленности, а также в научно-исследовательских институтах.

Микроскоп нормально работает в помещении с температурой воздуха 20±2°C и относительной влажностью не более 80%.

Пределы измерения длин:

в продольном направлении 0-200 мм

в поперечном направлении 0-100 мм

Предел допускаемой основной погрешности измерения стеклянной штриховой шкалы при температуре 20±2°C:

Универсальный измерительный микроскоп состоит из следующих основных частей:

• Станина

• Продольная каретка;

• Поперечная каретка;

• Главный микроскоп;

• Колонка микроскоп

• Осветительное устройство;

• Штриховая окулярная головка.

Станина 1 рис.(1) является основанием прибора и несет на себе продольную каретку 2, на которой устанавливаются измеряемые изделия, и поперечную каретку 3, вместе с которыми перемещаются микроскоп и осветительное устройство. Направляющие 4 и 5 представляют собой твердо зеркальные полированные угольники (по ним катаются точные шарикоподшипники кареток).

Рис.1 Микроскоп универсальный измерительный

Со станиной жестко связаны отсчетные микроскопы 6 и 7, причем, каждый из них снабжен малым осветителем.

Станина имеет отлитые проушины 8, в которые вставляются цилиндрические штанги для переноски прибора. В основании станины имеются 3 опорных винта, позволяющие устанавливать прибор горизонтально по круглому уровню 9.

Продольная каретка имеет цилиндрическое направляющее ложе 10, куда устанавливаются центровые бабки 11. Опорная плоскость 12 каретки служит для установки приспособления с измерительными ножами, плоского стола и других приспособлений.

Поперечная каретка несет на себе колонку 13, центральное осветительное приспособление и оправу шкалы поперечных перемещений. На краях отливки корпуса каретки вмонтированы точные шарикоподшипники.

Главный микроскоп 14 является важнейшей частью прибора и вместе со штриховой окулярной головкой служит для точной наводки на измеряемое изделие.

Микроскоп вместе с кронштейном 15 перемещается по высоте вдоль колонки: грубое перемещение осуществляется вращением кремальеры 16, точная фокусировка – вращением накатанного кольца 17. Точная фокусировка микроскопа по высоте фиксируется круговой шкалой, нанесенной на кольце, благодаря чему можно производить измерения одновременно на различных высотах (до 8 мм), но с меньшей точностью.

К верхней части тубуса микроскопа присоединена штриховая окулярная головка 18.

Колонка 1 (рис. 6) смонтирована на поперечной каретке и может наклоняться вместе с микроскопом в обе стороны от вертикали посредством маховичка 2. Ось наклона колонки точно пересекают линию центров центровых бабок, благодаря чему такие наклоны не вносят грубых ошибок в измерение. Для того, чтобы колонка прочно удерживалась в вертикальном положении, имеется пружинящий фиксатор 3, который заскакивает в соответствующее гнездо на внутренне стороне маховичка 2 и блокирует его. На стороне колонки, обращенной к микроскопу, установлено регулировочное кольцо 19 (рис. 5) с делениями; под действием кольца меняется отверстие ирисовой диафрагмы осветительного устройства.

Осветительное устройство смонтировано на поперечной каретке. Свет электролампы проходит через конденсатор, заключенный в кожух 4 (рис. 6), направляется в тубус 5 осветительного устройства, отклоняется зеркалом вверх и попадает в объектив 6 микроскопа.

Рис. 2 Микроскоп универсальный измерительный

В револьверной оправе осветителя помещены три конденсатора: один с надписью на оправе «Фото» - для непосредственного наблюдения и измерения проекционным (теневым методом); второй – «3^х» - для измерения методом осевого сечения; третий – «1^х, 5» - для измерения с объективом 1^х, 5.

Ирисовая диафрагма применяется для регулировки резкости изображения при точных измерениях.

Электролампы для центрального освещения 12 В, 30 Вт и алых осветителей 7 и 8 – 2,5 В, 0,25 А включаются в сеть 127 или 220 В через электрораспределительную коробку 9, которая имеет на боковой стороне два штепселя для включения прибора в сеть, а на передней стенке четыре штепселя (один для лампы 12 В, и три других – для ламп малых осветителей) и маховичок для регулировки центрального освещения.

На верхней части коробки имеется маховичок 10 для регулировки освещения малых осветителей.

Кроме того, распределительная коробка снабжена двумя выключателями: один для отсчетных микроскопов, другой – для центрального освещения.

Штриховая окулярная головка состоит из корпуса 1 (рис. 7) и окуляра 2. В корпусе помещена стеклянная пластина со штриховыми линиями, видимыми в окуляр, - для наводки на контур измеряемого изделия. Пластину можно поворачивать на 360° с помощью маховичка 3; весте с пластиной поворачивается градусная шкала, видимая в отсчетный микроскоп 4 одновременно с минутной (неподвижной) шкалой.

Рис. 3 Штриховая окулярная головка

Штриховая окулярная головка отъюстирована при сборке на заводе так, что при нулевом положении шкалы по микроскопу горизонтальные штрихи сетки совпадают с продольным измерительным перемещением, а вертикальные – с поперечным. Зеркало 5 служит для освещения поля зрения отсчетного микроскопа.