1.2.Универсальные средства измерения. Устройство штангенциркуля и микрометра

Универсальными называются средства измерений, предназначенные для измерений длин и углов, в определенном диапазоне размеров, независимо от конфигурации измеряемой детали. Они ха­рактеризуются наличием у них шкал с отметками в виде рисок или точек шкала может быть круговой или линейной.

К ним относятся штангенинструменты (штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы) и микрометрические инструменты (микрометры, микромет­рические глубиномеры, микрометрические индикаторные нутромеры, рычажные микрометры, рычажные скобы). Для них установлены следующие основные метрологические показа­тели.

Выпускают штангенциркули нескольких типов: ШЦ-1- с двусторонним расположением губок для наружных и внутрен­них измерений, с линейкой для измерения глубин (рис. 2.1).

а) ШЦ - 1 б) ШЦ -11

Рис.2.1. Штангенциркули

На рисунке показано, что раствор губок при измерении наруж­ного диаметра детали d будет соответствовать раство­ру губок при измерении внутреннего диаметра D и вылету ли­нейки глубиномера 6 (ШЦ-1) при измерении глубины L выточки. Изме­нение раствора губок и выдвижение линейки глубиномера осу­ществляется при перемещении рамки 4 с нониусом по штанге 3 инструмен­та. Винт 5 служит для фиксации рамки в нужном положении.

Штангенциркули ШЦ-1и ШЦ-II выпускают с двусторонним расположением гу­бок для наружных и внутренних измерений (1- неподвижные губки; 2- подвижные губки) . ШЦ-11 изготавливают с верхними острыми губками предназначенными для разметки , 6 – рамка микрометрической подачи; 7- зажим рамки; 8, 9 – винт и гайка микрометрической подачи. У штангенинструментов имеется специальное устройство в виде дополнительной шкалы ( 4- нониус), позволяющее отсчитывать дробные доли деления основной шкалы. Нониусы изготов­ляют с величиной отсчета 0.1, 0.05; реже 0.02 мм. Принцип построения нониуса заключается в том, что интервалы между штрихами нониуса отличаются от интервалов основной шкалы на величину отсчета по нониусу, причем заданное число интервалов нониуса точно укладывается в определенное число интервалов основной шкалы.

Нониус, как вспомогательная шкала, имеет 10 - 20 делений. Первый штрих нониуса, который обозначен через «0», является началом вспомогательной шкалы и одновременно указателем значения размера. Если штрих нониуса совпадает с каким-либо штрихом основной шкалы, то отсчитывается целое значение размера только по основной шкале. Если этот штрих не совпадает ни с одним штрихом основной шкалы, то отсчет состоит из двух частей: целое значение размера, кратное 1 мм, определяют по ближайшему меньшему значению основной шкалы, и к этому значению добавляют дробное значение размера по нониусу, которое определяется номером штриха нониуса, совпадающим со штрихом основной шкалы.

Поверка штангенциркулей производится по ГОСТ 8.113-74.

Микрометры гладкие (рис. 2.2) предназначены для изме­рения наружных размеров.

а) 9 + 0,5 + 0,425 = 9,925 мм

б) 35 + 0,37 = 35,37 мм

Рис.2.2. Виды микрометров

Основные детали микрометра: ско­ба 1; пятка 2; измерительный наконечник 3, являющийся про­должением микрометрического винта¹, стопор 4, стебель 5, бара­бан 6 и «трещотка» 7. Перемещение измерительного наконечника, осуществляется при вращении «трещотки»². Отсчетное устройство микрометра состоит из продольной 9 и круговой 10 шкал.

Продольная шкала расположена на стебле микрометра, имеет два ряда штрихов, расположенных по обе стороны про­дольной горизонтальной линии. Ряды штрихов сдвинуты один относительно другого на 0.5 мм, образуя одну продольную шка­лу с ценой деления 0.5 мм, равной шагу резьбы микрометриче­ского винта. По продольной шкале отсчитывают целые милли­метры и их доли, кратные 0.5 мм. Круговая шкала расположена на барабане микрометра, имеет 50 делений (при шаге винта 0.5 мм) и предназначена для отсчета десятых и сотых долей миллиметра.

Диапазоны измерений гладких микрометров для наружных размеров измерений равны 0-25, 25-50 мм и так далее до 275-300 мм.

Значительно облегчают процессы фиксирования результата измерения микрометры с цифровым отсчетом всего результата измерения, который показывается в окне счетчика микрометра.

Рис.2.3. Схема измерения

Порядок выполнения работы

1. Записать в отчет название и цель работы.

2. Начертить эскиз детали, проставить на нем измеряемые размеры и указать их предельные отклонения из стандарта.

3. Выбрать и занести в таблицу 2.3 для каждого измеряемого размера, в соответствии с допуском и допускаемой погрешностью измерения (табл.2.1.) средство измерения (табл.2.2) и обосновать выбор средства измериения.

4. Занести характеристики применяемых средств измерений в таблицу 2.4

Таблица2.3.

Выбор средств измерений

Измеряемый размер	Допускаемая погрешность измерения - δ, (мм)	Предельные погрешности средства измерения -Δ, (мм)	Наименование, тип средства измерения
	0,007	± 0,002	МК-50-0,01-1 ГОСТ 6507-78
140 h13	0,140	± 0,07	ШЦ-П-250-0,1 ГОСТ 166-89

Таблица 2.4.

Характеристика средств измерения

Наименование	Класс точности	Диапазон измерений, (мм)	Цена деления, (мм)	Погрешность средства измерения. (мм)

5.По ГОСТ 25347-82 (прилож.1) определить величину предельных отклонений контролируемых размеров, по формулам (1.1, 1.2) рассчитать предельные размеры, а по формулам (1.3, 1.4) величины допусков. Пример оформления приведен в таблице 2.5.

6. Определить с помощью концевых мер погрешность средства измерения . Измерение каждого контролируемого размера выполнить в трех сечениях вдоль оси детали и в двух взаимно перпендикулярных сечениях (рис. 1.16), действительные размеры детали и занести в табл. 2.5.

Величины предельных размеров рассчитываются:

для отверстий

(1.1)

для валов

(1.2)

Величина допуска определяется:

для отверстий

(1.3)

для валов:

(1.4)

7. Сделать заключение о годности детали в целом, оценить возможность исправимости или неисправимости брака.

8. Изобразить графически расположение полей допусков контролируемых размеров с указанием номинальных и предельных размеров, предельных отклонений и допусков

Контролируемый размер считается годным в том случае, если его действительная величина находится в пределах между наибольшим и наименьшим предельными размерами или равна одному из них.

Таблица 2.5.

Результаты измерений

Контро- лиру- емые параметры	Предельные отклонения,(мм)		Предельные размеры , (мм)		Действительные размеры, (мм)				Заключе- ние о годности
	ES(es)	EI(ei)				1	2	3
Ø60k7	+0.032	+0.002	60.032	60.002	x-x	60.05	60.06	60.07	Не годен
					y-y	60.02	60.03	60.03
90b12	-0.220	-0.570	89.780	89.430	х-х	89.45	89.50	89.65	Годен
					у-у	89.55	89.75	89.60

k 7

+32

+ +2

0

-

Ø60

Рис.2.4 Графическое изображение поля допуска

Контрольные вопросы

1. Понятие измерения. Средства измерения.

2. Основные термины и определения: цена деления, предел измерений, измерительная сила, погрешность измерения, точность измерения, передаточное отношение прибора.

3. Составляющие погрешности измерения. Устройство, принцип работы штангенциркуля.

4. Устройство, принцип работы и определение погрешности микрометра.

5. Выбор средств измерений

6. Предельные размеры, предельные отклонения, нулевая линия, номинальный размер, действительный размер.

7. Метод измерения, применяемый в данной работе. Дать определение метода.