2.2.3 Лабораторная работа № 10 «Измерения линейных размеров

деталей микрометрическим инструментом»

2.2.3.1 Цель работы

Углубление знаний и приобретение навыков в области проведения измерений микрометрическим инструментом и оценки погрешностей формы наружных поверхностей цилиндрических деталей.

2.2.3.2 Содержание работы

Определение предельных размеров деталей в соответствии с заданными номинальными размерами и полями допусков; измерение размеров деталей микрометром гладким и микрометрическим глубиномером; определение погрешностей формы детали.

2.2.3.3 Экспериментальное оборудование

Объект измерения – ступенчатый цилиндрический вал с выточками в торце.

Эскиз вала и варианты номинальных размеров приведены на рисунке Е.1 и в таблице Е.1.

Средства измерения:

– микрометр гладкий, диапазон измерений 0 – 25 мм;

– микрометр гладкий, диапазон показаний 25 – 50 мм;

– глубиномер микрометрический, диапазон измерения 0 – 100 мм.

2.2.3.4 Подготовка к работе

Самостоятельная подготовка к работе осуществляется по следующим разделам:

– номинальный, действительный и предельный размеры; предельные отклонения; допуск, поле допуска, квалитеты точности; основные отклонения [6, 20, 21];

– отклонения формы цилиндрических поверхностей [6, 20, 16];

– неуказанные предельные отклонения размеров [6, 20];

– микрометрические инструменты [26].

Кроме того, в соответствии с указанным преподавателем вариантом в таблице Е.1 необходимо по [6] или по таблицам Л.1 – Л.4 для заданных номинальных размеров вала и условным обозначениям полей допусков определить предельные отклонения и размеры вала, являющегося объектом измерения. С учетом найденных параметров заполнить таблицу 19.

2.2.3.5 Теоретическая часть

а) Устройство и принцип действия микрометрического инструмента

Микрометры гладкие. Микрометром называется измерительное средство с корпусом в виде скобы с двухточечной схемой измерения, в котором перемещение одной из точек определяется с помощью резьбовой пары «винт – гайка».

Если повернуть винт на один оборот, когда гайка неподвижна, то винт переместится в направлении оси на величину, равную шагу резьбы. Для того чтобы отсчитывать величины перемещения винта, не только кратные шагу резьбы (полные обороты), но и значения меньшие, чем шаг (дольные значения шага), в микрометры введены дополнительные шкалы.

В корпусе микрометра в виде скобы 1 (рисунок 34, а и б) заключены неподвижная пятка 2, которая реализует неподвижную точку в двух­точечной схеме измерения, и гайка 3 резьбовой пары. С гайкой 3 соединен неподвижно стебель 4. Винт 5 скреплен с барабаном 6, на конце устройства «винт – барабан» находится устройство 7, обеспечивающее измерение с определенным усилием. На стебле 4 вдоль оси проведена сплошная линия 8 (рисунок 34, в), которая используется для отсчета целых оборотов винта 5 и вместе с ним и барабана 6. Полные обороты отсчитывают при совпадении нулевой отметки на барабане 6 с линией 8 на стебле 4. На барабане 6 на скошенной поверхности нанесены деления 9, служащие для отсчета части полного оборота. Число таких делений зависит от шага резь­бы. Наиболее часто шаг резьбы делают равным 0,5 мм, тогда на барабане наносят 50 интервалов, то есть при повороте на один интервал осевое перемещение винта (барабана) будет равно: 0,5/50 = 0,01 мм.

1 – скоба; 2 – неподвижная пятка; 3 – гайка; 4 – стебель; 5 – винт;

6 – барабан; 7 – устройство; 8 – линия; 9 – деления;

а – схема; б – конструкция для диапазона измерения 0 – 25 мм;

в – отсчет по шкале на стебле и барабане.

Рисунок 34 – Микрометр гладкий

Устройство 7, которое создает измерительное усилие, выполняется чаще всего в виде трещотки, имеющей схему храпового механизма (рисунок 34, г). Микровинт 5, барабан 6 и трещотка 7 обеспечивают возможность установки микрометра на нулевое деление. В этом случае сводятся до соприкосновения измерительные поверхности. При распределении трещотки 7 с барабаном 6 последний поворачивается относительно винта 5 до совмещения нулевого деления барабана 6 и стебля 4.

Микрометрический глубиномер. Конструкция микрометрического глубиномера (рисунок 35, г) состоит из микропары 2 и планки 1, в которой она установлена. Диапазон измepения глубиномера обеспечивается сменными стержнями 3, вставляемыми в отверстие в торце микровинта.

Погрешности измерения микрометром. Погрешность измерения микрометром возникает из-за погрешности микрометра, установочной меры или блока концевых мер, непараллельности измерительных поверхностей, разгиба скобы под действием усилия, погрешности отсчета показаний, погрешности температурных и контактных деформаций.

1 – планка; 2 – микропара; 3 – стержень;

а – микрометры для измерения листового материала;

б – микрометры для измерения толщины стенок труб; в – микрометры настольные;

г – микрометрический глубиномер; д – микрометрический высотомер.

Рисунок 35 – Разновидности микрометрических

измерительных средств

2.2.3.6 Контрольные вопросы

1. Что называется номинальным, действительным и предельным размерами?

2. Что называется допуском размера, верхним и нижним отклонением, полем допуска размера?

3. Какой знак может иметь отклонение размера? Чем отличается в этом смысле допуск размера?

4. Что называется единицей допуска и что она выражает?

5. Чем характеризуется точность размера?

6. Квалитеты точности.

7. Способы нормирования неуказанных предельных отклонений.

8. Что такое микрометр, его принцип действия, принцип отсчета показаний?

9. Конструкция микрометра.

10. Разновидности микрометров и их основные технические характеристики.

11. Что такое микрометрический глубиномер?

2.2.3.7 Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию, регулирование и настройку микрометрических инструментов.

2. Определить для всех используемых микрометрических инструментов метрологические характеристики (форма – таблица 19):

– диапазон измерений;

– диапазон показаний;

– цену деления основной шкалы;

– цену деления на барабане , где р – шаг резьбы микро-винта;

n – число делений на барабане;

– предельную погрешность инструмента в пределах его использования (таблицы Е.2 и В.2).

Метрологические характеристики свести в таблицу 19.

Таблица 19 – Метрологические характеристики

микрометрического инструмента, мм

Разновидность инструмента	Диапазон измерений	Диапазон показаний	Цена деления основной шкалы	Цена деления на барабане	Предельная погрешность микрометри- ческого инструмента
Микрометр гладкий
Микрометр гладкий
Глубиномер микрометрический

3. Проверить установку микрометра на нуль. Для этого, вращая микровинт за трещотку, плавно подвести его торец к торцу пятки до тех пор, пока трещотка не провернется 2-3 раза. В этом положении нулевой штрих шкалы барабана должен совпадать с первым продольным штрихом стебля.

При несовпадении упомянутых штрихов необходимо установить микрометр на нуль, предпринимая следующие действия:

– закрепить стопор микровинта;

– разъединить барабан и микровинт, отвернув трещотку;

– совместить нулевой штрих барабана с продольным штрихом стебля и вращать по часовой стрелке корпус трещотки до плотного закрепления барабана на микровинте;

– освободить стопор микровинта;

– проверить правильность установки микрометра на нуль (подп. 3). Если установка с первого раза не удалась, то ее следует повторить.

– изобразить эскиз измеряемой детали (рисунок Е.1), указав в соответствии с вариантом необходимые данные и выполнить измерения по размерам D1, D4, D5 и D6. Измерения в трех плоскостях продольного сечения выполнить только для размера D6.

5. Результаты измерений занести в таблицу 20.

Таблица 20 – Исходные данные для измерения элементов

детали, мм

Микрометрический инструмент	Обозначение размера	Номинальное значение размера	Пред. отклонения		Пред. размеры		Заданное значение допуска формы		Аддитивная поправка
							допуск круглости	допуск профиля продольного сечения
			Еs	Ei	maх	min
Микрометр гладкий	D6
	D5
	D4
	D1
Глубиномер микрометрический	l5
	l6
	l7

6. Проверить установку глубиномера на нуль:

– установочную меру поставить на стекло или поверочную линейку;

– вывинтить микровинт до появления нулевого штриха шкалы и установить измерительную поверхность основания глубиномера на свободный торец меры;

– прижать основание глубиномера к мере и, вращая трещотку, опускать микровинт до тех пор, пока измерительный стержень не прижмется к плоскости меры и трещотка не провернется 2-3 раза. В этом положении нулевой штрих барабана должен совпасть с первым продольным штрихом стебля. Если они не совпадают, то необходимо установить глубиномер на нуль по подп. 6.

7. Выполнить измерения глубин отверстий.

8. Результаты измерений занести в таблицу (форма – таблица 20).

9. Определить отклонения от круглости и профиля продольного сечения, а также установить их вид.

10. Изобразить эскиз детали, указав параметры измеряемых размеров: номинальные значения, символические обозначения полей допусков и предельные отклонения (рисунок Е.1 и таблица Е.1).

11. По каждому размеру и для поверхностей диаметром D1, D4, D5 и D6 определить наличие брака, классифицировать его (исправимый, неисправимый) и сделать заключение о годности детали.

2.2.3.8 Оформление отчета по работе

Отчет оформляется в соответствии с п. 1.4. Отчет по экспериментальной части работы должен содержать: метрологические характеристики микрометрического инструмента (таблица 19); эскиз детали; исходные данные (таблица 20); результаты измерений (таблица 21) и выводы – по п. 2.2.3.7 (подп. 11).

Таблица 21 – Результаты измерений, мм

Обоз- наче- ние раз- мера

Показания микрометрического инструмента

Результат измерения

Погрешность формы

Уровень относительной геометрической точности

в двух взаимно перпенди- кулярных сечениях

в трех плоскос- тях продольного сечения

в двух взаимно перпендикулярных сечениях

в трех плоскостях продольного сечения

значение овальности

погрешность профиля

D5

D1

D2

D3

D4