Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Калужский филиал

А.К.Зайцев

Измерение размеров и определение погрешностей формы деталей с применением микрометров методические указания к лабораторным работам

по курсу «Метрология и технические измерения в производстве РЭС»

специальности 210201

«Проектирование и технология радиоэлектронных средств»

Калуга, 2009

СОГЛАСОВАНО:

Заведующий кафедрой разработчика УМКД _______________________/Столяров А.А./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания кафедры № 3 от «16» октября 2008г.

Председатель методической комиссии факультета ЭИУК ________________/Адкин М.Ю./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания методической комиссии № от « » 2009г.

Председатель методической комиссии филиала ______________________ /Максимов А.В./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания методической комиссии № от « » 2009г.

В методических указаниях на высоком методическом и научном уровне рассмотрены сведения и описания микрометров гладких, скоб с отчетным устройством. К достоинствам данного пособия следует отнести то, что в нем представлен обширный круг задач часто встречающихся в практической деятельности инженера для измерение размеров и определение погрешностей формы деталей. К недостаткам следует отнести излишне подробное изложение математических преобразований и вычислений.

Рекомендуется в качестве учебных материалов

©Зайцев А.К., Чухраев И.В., 2008

©Издательство МГТУ

и м. Н.Э. Баумана, 2008

1. 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 — винта и гайки.

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

1.1. Схема и конструкция микрометра

В корпусе микрометра в виде скобы 1 (рис. 1, а, 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 узла винт–барабан находится устройство 7, обеспечивающее измерение с определенным усилием. На стебле 4 вдоль оси проведена сплошная линия 8 (рис. 1, 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 винта 5 и барабана 6. Число таких делений зависит от шага резьбы. Наиболее часто шаг резьбы делают равным 0,5 мм, а тогда на барабане наносят 50 интервалов, т.е. при повороте на один интервал осевое перемещение винта (барабана) будет равно

Рис. 1. Микрометр гладкий: а — схема, б — конструкция для диапазона измерения 0–25 мм, в — отсчет по шкале на стебле и барабане

Это значение весьма близко к понятию цены деления, но более правильно называть его «величиной отсчета», как это имело место при измерении штангенциркулями, поскольку деления на барабане выполняют такую же функцию, как и деления нониуса, а также позволяют отсчитывать дольные (дробные) значения по основной шкале, наносимой на стебле микрометра и имеющей интервал деления, равный шагу резьбы (т.е. наиболее часто цена деления шкалы составляет 0,5 мм). На стебле при шаге резьбы 0,5 мм штрихи шкалы наносят для удобства отсчета с двух сторон от осевой линии.

На рис. 1, в нижние деления 10 соответствуют значению с окончаниями 1 мм и оцифрованы через 5 делений и верхние 11 — с окончанием на 0,5 мм, а на той и на другой части шкалы интервалы между штрихами равны 1 мм. Винт, используемый в микрометрах или других устройствах, служащий для определения величины перемещения или для измерения или установки размера, часто называют микрометрическим винтом или сокращенно — микровинтом. Резьбовую пару для указанных случаев применения также часто называют сокращенно микропарой.

В конструкции микропары для обеспечения беззазорного соприкосновения резьбы винта и гайки предусмотрена регулировка, которая осуществляется деформацией гайки 3. Для этого гайка 3 обычно имеет несколько пазов, проходящих вдоль оси («разрезная гайка»). Часто наружную поверхность гайки делают в виде конуса, а на цилиндрической поверхности ее нарезают резьбу.

При вращении регулировочной гайки 13 ее конусная поверхность через конусную поверхность гайки 3 сжимает гайку или отпускает в зависимости от направления вращения гайки 13. Устройство 7, создающее измерительное усилие, обычно бывает двух принципов действия в виде «трещотки» или в виде фрикциона. Трещотка представляет собой схему храпового механизма. На одной торцовой поверхности втулки, скрепленной с микровинтом, наносятся зубцы, на другой поверхности, за которую вращается винт, установлен подпружиненный цилиндр со скосом («зуб»). При вращении в направлении соприкосновения измерительных поверхностей с деталью или между собой поджим этих поверхностей будет происходить с усилием, обеспечиваемым пружиной, поджимающей зуб. (Обычно это усилие составляет 500–900 сН). При дальнейшем вращении храповой механизм проскальзывает и раздается характерный треск, когда зуб соскальзывает со скосов (отсюда название «трещотка»). В некоторых механизмах используется фрикционная пара, в которой измерительное усилие обеспечивается усилием поджима фрикционных поверхностей (по привычке такие устройства часто называют также «трещоткой», хотя треска и не слышно).

В конструкциях микрометров существует большое разнообразие конструкций стопорных устройств 12, например, в виде втулки и винта (рис. 1, б), цанг и других устройств. Узел микровинта 5, барабан 6 и трещотка 7 обеспечивают возможность установки микрометра на нулевое деление. В этом случае сводятся до соприкосновения измерительные поверхности. При раскреплении трещотки 7 с барабаном 6 последний поворачивается относительно винта 5 до совмещения нулевого деления барабана 6 и стебля 4. Для осуществления этой внешне простой операции требуется определенный навык. Это является одной из трудностей в работе с микрометром.