Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Справочник по производственному контролю в машиностроении

..pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
93.43 Mб
Скачать

Угломерные приборы

591

Угловые шаблоны

Угловые шаблоны представляют собой угловые меры специального назначения и специальной конструкции. Пример такого шаблона по­ казан на рис. 7.6. Различают угловые шаблоны жесткие и регулируе­ мые, работающие на просвет и рпсочмые. Они применяются для конт­ роля фасок, скосов, резьбовых и фасонных резной и т. п. Для более

точных работ

шаблоны

изготовляют

,

калеными и с острой гранью.

А

Точность

применения

угловых

*j=r-

шаблонов

при

 

работе

на

п р о п и т

у/,

зависит от длины образую щ ей

контро ­

 

лируемого угла, ш е р о х о в а т о т и

поверх ­

 

ности шаблона и объекта,

от толщ ины

 

шаблона,

а т а к ж е

от яркости

освещ е­

 

ния. Приближенно угловое отклонение

 

контролируемого

угла можно

подсчи­

г

тать по формуле

 

 

 

 

 

Дер =

9

/

7

 

(7.1)

ш

 

- у

100 000",

где Дф — угловое отклонение; а — ве­ личина просвета в мм; I — длина обра­ зующей контролируемого угла в мм.

При хорошем освещении в случае использования угольника типа УЛП или шаблона с острой гранью можно различить простым глазом просвет 0,003 — 0,004 мм. Например, при длине образующей I = 50 мм

просвет а =

0,003 мм соответствует угловому отклонению

Дф = 12''

Поверка

шаблонов производится

по контршаблонам

и угловым

мерам.

 

 

 

 

2. УГЛОМЕРНЫЕ

ПРИБОРЫ

 

Угломеры

У г л о м е р ы с н о н и у с о м (по ГОСТ 5378—66) выпус­ каются двух типов.

Угломеры типа УН (рис. 7.7 а) предназначены для измерения наружных углов от 0 до 180°, внутренних углов от 40 до 180° и имеют величину отсчета по нониусу 2' и 5'.

Угломеры типа УМ предназначены для измерения наружных

углов

от 0 до 180° и имеют величину отсчета по нониусу

2 ' и

5 '

(рис.

7.7, б) и 15'

(рис.

7.7, «). Предел

допускаемой погрешности

угломера равен величине отсчета по нониусу.

УО

по

Применяются

также

о п т и ч е с к и е

у г л о м е р ы

ГОСТ

11197—65 для измерения наружных углов от 0 до 180° и внут­

ренних от 30 до 180°. Цена деления шкалы 5', а допускаемая погреш­ ность ± 2 ,5 ' (V2 деления).

При измерении углов с помощью угломеров подвижная и непод­ вижная ножки угломера должны быть плотно прижаты к образующей угла контролируемого объекта, после чего производится отсчет по нониусу или шкале. Полная поверка угломеров производится по ГОСТ 13006-67.

592

Измерение углов и конусов

 

 

Рис.

7.7

 

а)

1 сектор;

2 — стопор;

3

— нониус; 4 — основание;

5

— державка;

б — линейка

подвижная;

7 — ось;

3

угольник;

б)

 

9 — линем ха

съемная;

1 -—основание;

2 — нониус;

 

3 — стопор:

4

— сектор;

 

5 — линейка

основания;

 

6 — линейка

съемная;

7 — угольник;

8 —

державка;

о)

1 — основание;

 

2 — стопор;

 

3 — нониус

 

 

 

 

 

 

Угломерные приборы

 

593

Прибор

ПКМУ,

 

выпускаемый Челябинским

заводом

мери­

тельных

инструментов

(ЧЗМИ),

предназначен для

поверки

методом

сравнения призматических

угло­

 

 

вых

мер

2 -го класса

от

10

до

100°

 

 

(рис.

7.8).

 

м е р ы ,

выпускае­

 

 

Б и е н и е

 

 

мые Ленинградским инструменталь­

 

 

ным заводом

(ЛИЗ),

применяются

 

 

также на

некоторых

предприятиях

 

 

для

поверки

угловых

мер

методом

 

 

сравнения. При

использовании

на

 

 

ЭТИХ приборах измерительных т -

 

 

ловок с ценой деления 0,001 мм

 

 

погрешность

ПОШрКП

VIVfoHM': МСр

 

 

составит

примерно !

4", сели

по­

 

 

грешность показаний головки побо­

 

 

лее одного деления.

'

 

 

 

Рис. 7.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровни

 

 

У р о в н и б р у с к о в ы е

и р а м н ы е

(ГОСТ 9392—60)

предназначены для измерения малых угловых отклонений положения контролируемых объектов от горизонтальной или вертикальной пло­ скости. Брусковые уровни выпускаются двух размеров: с длиной ра­ бочей базы 200 и 300 мм (рис. 7.9, а). Рамные уровни (рис. 7.9 б) вы­ пускаются также двух размеров: 200X200 мм и 300X300 мм.

Измеряемое уровнем отклонение отсчитывается по ампулам (ГОСТ 2336—69), цена деления которых выражена в долях миллиметра на 1 м. Например, при помощи уровня с ценой деления 0,1 мм на 1 м производят установку станины станка; уровень показывает отклонение станины от горизонтального положения на два деления. Это означает, чго для правильной установки станины длиной 2 м необходимо под­

ложить подкладку толщиной 0,4 мм (0,IX 2 X 2 =

0,4).

В

угловых

мерах цена деления уровня выражается в секундах

(или

минутах),

причем одной

сотой миллиметра

соответствует при­

ближенно 2".

В приведенном

примере уровень

имеет цену деления

ампулы 2 0 ", т. е. смещение пузырька ампулы на одно деление означает наклон корпуса уровня на угол, равный 2 0 ".

Рамные уровни применяются для контроля положения вертикальшах объектов (например, стоек и колонн станка), а также положения потолочных балок, сводов, траверс и т. п. Если рамный уровень при­ ложить боковом стороной / (рис. 7, 9, 6) к вертикальной поверхности,

г)

пузырек ампулы покажет отклонение этой поверхности от вертикаль­

ного

положения.

Если рамный уровень будет приложен верхней сто­

роной 2

(нерок Юдиной) к нижней поверхности свода или станочной

тоаверсы,

то пузырек покажет се отклонение от горизонтальной пло-

0 кости.

 

 

 

Предел допускаемой погрешности рамных и брусковых уровней

при -установке их

основанием па горизонтальную плоскость или на

горизонтально распо-ч ожеппый цилиндр, а также при установке рамного уровня (любой из его вертикальных рабочих поверхностей) по верти­ кальной плоскости млн вертикальному цилиндру равен отклонению основной ампулы от среднего (пулевого) положения на V4 деления.

594

Измерение углов и конусов

При установке рамного уровня верхней стороной корпуса по горизон­ тальной поверхности или горизонтальному цилиндру предел допускае­ мой погрешности равен V2 деления ампулы. Уровни по цене основной ампулы классифицируются (по ГОСТ 9392—60) следующим образом:

 

 

I

Группы уровней

III

Цена деления

основной

II

ампулы

0,06 — 0,10

0,12 —0,20

в мм на 1 м

. « ......................

0,02 — 0,05

ГОСТ 3059—60 предусмотрены контрольные уровни с ценой деле­ ния 45" двух типов: для наблюдения показаний ампулы с боков тип I, для наблюдения показаний ампулы сверху — тип II. По­ грешность нулевого положения не более 1/ 4 деления ампулы.

Удобны в применении микрометрические уровни (тип 107) с ценой деления ампулы 0,01 мм на 1 м и пределами измерения 10 мм на 1 м. Уровень типа 119 имеет цену деления 0,1 мм на 1 м и пределы измере­ ния ±30 мм на 1 м или ± 1 ° 43'.

Угломерные приборы

595

Еще более удобен уровень с микрометрической подачей и встроен­

ным постоянным магнитом (рис. 7.10), разработанный в

НИИТмаш г.

Притягивающее усилие магнитного блока превышает 20Н, что обеспе­ чивает надежное фиксирование прибора, приложенного к объекту, расположенному в вертикальной плоскости и изготовленному из фер­ ромагнитных сплавов. Этим исключается необходимость ручного при­ жатия уровня к объекту и повышается точность измерения. Действие

магнитного

блока может

быть выключено

поворотом выключа­

теля

[5].

 

 

 

(тип

Предел допускаемой погрешности уровня повышенной точности

107) в

диапазоне двух

средних оборотов

шкалы, симметрично

 

 

Рис. 7.10

 

 

 

расположенных относительно среднего деления, ± 0 ,0 1/10 0 0

мм ( ± 2 ")

и в пределах всей шкалы ± 0 ,0 2/10 0 0 мм (±4").

 

к в а ­

На рис.

7.11 показан один из типов о п т и ч е с к и х

д р а н т о в

(ГОСТ

14967—69) — приборов,

соединяющих

в себе кон­

структивно

угломер

с уровнем. Квадранты

с ценой деления

5" и Г

предназначены для измерения угловых отклонений объектов от гори­ зонтального положения в пределах ± 120°. Допускаемая погрешность показаний квадранта с ценой деления 5" составляет ± 2 " и квадранта с ценой деления Г — ± 15".

Оптический квадрант ОШ-14 со встроенным в основание магнитом имеет цену делении Г, п соответственно этому допускаемая погрешность его ± 15".

И н д у к т и в н ы й у р о в е н ь модели 129 (завода «Калибр») вместо ампулы имеет маятник, смещения которого воспринимаются изме­ рительными преобразователями и преобразуются в электрические сиг­ налы, усиливаемые и подающиеся на показывающий прибор [8].

К преимуществам индуктивного уровня относятся: высокая точ­ ность, меньшая зависимость от температуры окружающего воздуха и возможность проведения дистанционных измерений. Последнее обус­ ловлено, во-первых, малыми габаритами накладного прибора и,

Уровень разработан К. И. Абаджи и Е. А. Пинусом.

596 Измерение углов и конусов

во-вторых, тем ,что показывающий блок имеет автономное питание и со­ единяется с накладным прибором при помощи длинного шланга. Пока­ зывающий прибор имеет четыре шкалы, градуированные с разной ценой угловых делений (2; 4; 10; 20") и соответственно с этим пределами измерений (50; 100; 240; 4.80 с). Допустимые погрешности индуктив­ ного уровня: 2; 4; 10; 2Q" ,[8].

Поверка пригодности уровней к работе производится по их внеш­ нему виду и по нулевому положению ампулы. Весьма важным требова­ нием является отсутствие забоин на опорных поверхностях уровня. Нулевое положение основной ампулы поверяется на плите двукратно,

Рис. 7.11

с поворотом уровня на 180°. Если уровень имеет при этом одинаковое смещение пузырька ампулы, то он правилен, а смещение вызвано отклонением плиты от горизонтального положения. Если же уровень покажет разные отсчеты, то полуразиость даст ошибку нулевого поло­ жения уровня, а полусумма — величину отклонения плиты от гори­ зонтального положения. Для поверки уровней очень удобны плиты размерохМ 200X200 мм, установленные на трех домкратах, с помощью которых можно легко отрегулировать строго горизонтальное положе­ ние плиты. Благодаря этому значительно упрощается процесс поверки уровня.

Уровни, имеющие призматические опорные поверхности, устана­ вливают на валик, расположенный на плите или в центрах, и также сни­ мают отсчет по ампуле двукратно, с поворотом уровня на 180°.

Полная поверка брусковых и рамных уровней производится по Инструкции 131—61 Госкомитета стандартов, мер и измерительных

приборов СССР; микрОхметрических

уровней — по ГОСТ 15982—70;

оптических квадрантов — по ГОСТ

13402—67.

При поверке уровней

применяются специальные приборы, назы­

ваемые э к з а м е н а т о р

а м и ; они имеют точную микрометриче­

Угломерные приборы

597

скую пару и отсчетпое устройство с лимбом. Верхняя подвижная планка отклоняется с помощью винтовом микрометрической пары (вверх или вниз) на малые углы относительно неподвижного основания прибора. Угловую величину отклонения планки отсчитывают по лимбу, имеющему цену деления 1; 2; 5; 10". Поместив на верхнем планке экзаменатора поверяемый уровень (или ампулу), устанавливают ее гак, чтобы пузы­ рек ампулы был в нулевом (среднем) положении, и снимают отсчет по лимбу. Затем верхнюю планку экаамен.тюра отклоняют до тех пор, пока пузырек уровня не переместится ючно на оа.мо деление. Сняв второй отсчет по лимбу if вычислив разность меж чу двумя отсчетами, получают действительную пену деления уровня (или ампулы) в се­ кундах. Так же определяется погрешиосм, нескольких делений.

Методы и

средства поверки

экзамена т р о я с лимонным отсчетом

определены ГОСТ 13012 - (>/.

ТОЧНОСТЬЮ Применяют

высокоточный'

Для поверки С повышенной

к л и н о в о й

э к з а м е н а т о р 1 1 0 1. И поворотной

штанге экза­

менаторе! встроен анч'окодлпмлтор е фокусным расстоянием объектива 800 мм, который наводится па кварцевый клип. Величина поворота штанги-автоколлиматора регистрируется по авто коллимационному оку­ ляру. Преимущество этого экзаменатора заключается в том, что он свободен от периодических погрешностей микрометрической пары. Цену деления отсчетмого устройства экзаменатора определяют по клипу, измеренному интерференционным методом, и автоколлиматору.

Завод «Калибр» освоил выпуск экзаменаторов с трубкой оптиметра и индикатором 1ИГМ с ценой деления 0,001 мм (модель 130). Погреш­ ность экзаменатора с трубкой оптиметра ±&,4-г-0,6 мкм, а экзамена­ тора с индикатором 1ИГМ ±2д -3 мкм [8 ].

Угломерные головки

Для измерения углов используются микроскопы, оснащенные угломерными штриховыми головками. Угломерные головки чаще всего применяются для измерения угла профиля резьб, а также углов раз­ личных фасонных профилей (см. главу четвертую).

Рассматривая через микроскоп с увеличением 30х плоскую проек­ цию измеряемого объекта, совмещают сетку окуляра поочередно с об­ разующими угла, делая каждый раз отсчеты по специальному угломер­ ному устройству. Цепа деления головок обычно Г, однако в некоторых микроскопах, например типа «Гэртпср», цепа деления уменьшена при помощи нониуса. С помощью угломерных головок на микроскопах можно измерять углы от 0 до 3(10°.

Погрешность измерения, производимого с помощью угломерной головки, определи'.1гея формулой

(7.2)

где / — длина образующей угла в мм.

Полная поверка угломерной головки производится по Инструк­ ции 106—56 или 107—56 Госкомитета стандартов Совета Министров

СССР.

598

Измерение

углов и конусов

 

Гониометры

и теодолиты

Г о н и о м е т р ы

(рис. 7.12)

являются точными приборами для

измерения углов между гранями изделий, например оптических призм. Коллиматор 4 и визирная труба 2 предназначены для наводки на грани измеряемого объекта (призмы или угловой меры). Отсчетное устройство служит для отсчетов относительных угловых перемещений стола 3 и алидады 1.

Объект помещают на столе, установленном таким образом, чтобы изображение перекрестия коллиматора, отразившись от одной из граней объекта, совместилось с перекрестием визирной трубы. После снятия отсчета стол с объектом поворачивают до тех пор, пока вторая грань не займет такое же положение относительно коллиматора и ви­ зирной трубы, как и первая грань. Разность между отсчетами даст величину 180° —а ( а — искомый угол между гранями).

Согласно ГОСТ 10021—62 гониометры выпускаются следующих типов: ГС-1, ГС-2, ГС-5, ГС-10, ГС-30 с пределами допускаемой погреш­ ности соответственно 1, 2, 5, 10, 30".

Полная поверка гониометров производится по ГОСТ 13419—68. Роль гониометра в ряде случаев выполняют применяемые в про­ мышленности геодезические приборы — т е о д о л и т ы ТБ-1 с ценой

деления 1 ", ОТ-02 с ценой деления 0 ,2 " и др.

В соответствии с ГОСТ 10529—70 (с едиными обозначениями теодо­

литов) теодолит

Т05 характеризуется средней квадратической погреш­

ностью измерения (горизонтальных углов)

±0,5", Т1—± 1", Т2 — ± 2 " ,

Т5 — ±5", и т.

д. Для измерений в

машиностроении применимы

теодолиты Т05,Т1, Т2, Т5 и в некоторых случаях Т10.

Для применения теодолитов в условиях промышленного предприя­ тия необходим коллиматор с перекрестием, по которому наводится и отмечается труба теодолита. К о л л и м а т о р — оптическая труба, в фокусе объектива которой помещаются освещенное перекрестие или иная подобная марка. Изображение освещенного перекрестия выходит из объектива в параллельном пучке света. С помощью коллиматора имитируется, таким образом, наводка теодолита на бесконечно удален­ ную точку.

Если теодолит используется как гониометр, необходим еще авто­

коллиматор для наводки

на

грань измеряемого объекта (рис.

7.13).

А в т о к о л л и м а т о р

в

отличие от коллиматора снабжен

авто-

коллимационным окуляром. Лучи, выходящие из автоколлиматора и несущие;1 изображение освещенного перекрестия (марки), встретив на своем пут и зеркало, отражаются. Если плоскость зеркала строго пер­ пендикулярна оси пучка лучей, то отраженное изображение перекре­ стия, вернувшись в трубу, совпадает с самим перекрестием. Если же зеркало наклонено к оси пучка, то отраженное перекрестие сместится в фокальной плоскости объектива на расстояние

5 = 2ЛЗ,

(7.3)

где F — фокусное расстояние объектива в мм; 6 — угол наклона

зер­

кала к главной оси пучка в рад.

пере­

Величина смещения отраженного от зеркала изображения

крестия измеряется окулярной сеткой или окулярным микрометром и по величине этого смещения можно судить о величине угла наклона

Угломерные приборы

599

600

Измерение углов и конусов

зеркала. Для этой цели окулярные сетки или отсчетные устройства автоколлиматоров градуируются в угловой мере.

Теодолит устанавливают на любом поворотном столе, например на круглом столе большого инструментального микроскопа (рис. 7.13) приблизительно по центру. Под теодолитом 1 на столе 4 помещают

измеряемый объект, например угловую меру 5, на грань которой на­ водится автоколлиматор 3. Поворотом стола автоколлиматор устанав­ ливают на нуль. Трубу теодолита наводят на коллиматор 2 и делают отсчет по горизонтальному лимбу теодолита. Затем стол поворачивают до тех пор, пока автоколлиматор не покажет такого же отсчета, что

и в первый раз (т. е. нуль), по второй грани измеряемого объекта. Труба теодолита вторично наводится на коллиматор, и делается второй отсчет, разность которого с первым даст величину измеряемого угла.

Теодолит может быть использован и без коллиматора и поворотного стола. При этом измеряемый объект помещают на специальный столик, укрепленный на колонке теодолита (рис. 7.14) и вращающийся вместе