Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы исследований процессов и материалов. Практикум
.pdf
установленных границ допуска нажмите кнопку TOL три раза
подряд.
Подготовка электронного микрометра к работе
Перед началом использования микрометра необходимо
проверить нулевую установку. Если она сбита, приведите
измерительные плоскости в соприкосновение друг с другом и
закрепите микровинт стопором. Затем отверните ключом
винт стопорения барабана настолько, чтобы, вращая его,
можно было совместить нулевой штрих барабана с
продольным штрихом стебля. При этом необходимо следить,
чтобы расстояние от торца конической части барабана до
ближайшего к торцу края нулевого штриха не превышало
0,15 мм. Затем закрепите ключом винт стопорения барабана.
1 4 8
2 3 5 6 7
Рис. 5.1.6. Электронный микрометр МКЦ:
1 – переключатель мм/дюйм «in/mm»; 2 – фиксация значе-
ния измеренной величины HOLD; 3 – переключение с от-
носительных на абсолютные измерения R/A; 4 – установка
допусков TOL; 5, 6 – установка границы положительного
«+» (5) и отрицательного «-» (6) измерений; 7 – установка
первоначального отсчёта RESET; 8 – дисплей
91
5.1.2. Метрологические характеристики
i
c
средств измерений линейных размеров
Метрологические характеристики являются важнейшими
характеристиками средств измерений линейных размеров.
Шкала – устройство для отсчёта показаний прибора,
имеющее ряд отметок, штрихов (от нем. Strich – черта,
линия), точек.
Интервал деления шкалы с – расстояние между осями
двух соседних штрихов шкалы.
Цена деления шкалы i – значение измеряемой величины,
соответствующее одному делению шкалы.
Чувствительность средства измерений S – отношение
линейного или углового перемещения указателя (при
неподвижной шкале) или шкалы (при неподвижном
указателе) к изменению измеряемой величины. Она равна
S =
, (5.1.3)
где c – интервал деления шкалы; i – цена деления шкалы.
Порог чувствительности – наименьшее значение измеряемой величины, которое воспринимается средством
измерений.
Нестабильность (вариация, от лат. vario – изменять)
показаний – алгебраическая разность между результатами
многократных измерений одной и той же величины в
неизменных условиях. Допускается вариация показаний от
0,2 (для точных приборов) до 0,5 (для менее точных
приборов).
Пределы измерения прибора – наибольший и наименьший размеры деталей, которые могут быть измерены
прибором.
92
5.1. 3. Цель работы
Целью лабораторной работы является изучение средств
измерений линейных размеров (линейки, штангенциркуля и
микрометра), приобретение навыков работы с ними и
измерение линейных размеров, площади и объёма тел.
Приборы и оборудование для проведения работы
1. Концевая мера длины.
2. Линейка масштабная.
3. Штангенциркуль.
4. Микрометр.
5. Изделие.
5.1.4. Порядок проведения работы
Меры безопасности
Запрещается приступать к лабораторной работе, не изучив
меры безопасности.
Задание 1.
Определить линейные размеры прямоугольного парал-
лелепипеда.
Выполнение опыта.
Измерьте длину, ширину и высоту образца (концевой
меры длины) линейкой, штангенциркулем и микрометром.
Перед началом измерения надо проверить установку
микрометра на нуль. Для этого, осторожно вращая трещотку
8 (рис. 5.1.3), приведите в соприкосновение измерительные
поверхности микрометра друг с другом или с установочной
мерой. При этом нулевое деление шкалы барабана должно
остановиться против большого продольного штриха на
стебле.
93
Если микрометр установлен неправильно, следует
изменить положение барабана на стебле. Для этого, закрепив
стопорным винтом 4 микровинт, необходимо отвернуть
отвёрткой стопорный винт барабана 9 настолько, чтобы
вращая барабан 7, можно было совместить нулевой штрих его
с продольным штрихом стебля 3. При этом надо следить за
тем, чтобы расстояние от торца конической части барабана до
ближайшего к торцу края нулевого штриха барабана
соответствовало требованиям ГОСТ 6507–90. Затем
закрепите отвёрткой винт стопорения (при этом усилие,
приложенное к отвёртке, не должно превышать 0,5 кг) и
убедитесь в правильности нулевой установки.
При работе с микрометром надо соблюдать следующие
правила:
– поворачивать микрометрический винт можно только за
головку барабана;
– перед измерением проверить установку нуля;
– следить за тем, чтобы измеряемый размер совпадал с
осью микрометрического винта.
Измерьте длину, ширину и высоту концевой меры сначала
линейкой, затем штангенциркулем и микрометром. Так как
форма реального образца отличается от идеальной
геометрической формы, что может отразиться на величине
его истинных размеров, то следует провести по пять
измерений каждым мерительным инструментом в разных
точках.
Результаты измерений запишите в табл. 5.1.1.
Задание 2.
Определить доверительный интервал и доверительную
вероятность результатов измерений.
94
Линейка
Штанген-
циркуль
Микрометр
N
a1,
мм
b1,
мм
c1,
мм
a2,
мм
b2,
мм
c2,
мм
a3,
мм
b3,
мм
c3,
мм
1
2
3
4
5
Выполнение опыта.
Получите массив измерений одного линейного размера
(длины, ширины или высоты по заданию преподавателя). Для
этого проведите 25 измерений микрометром одного и того же
размера.
Таблица 5.1.1
Результаты измерений
Задание 3.
Обработать результаты измерений.
Выполнение опыта.
Запишите результаты измерений линейных размеров,
площади и объёма в соответствии с ГОСТ.
5.1.5. Оформление работы
Отчёт о лабораторной работе должен содержать:
– краткое описание средств измерений линейных раз-
меров;
– результаты измерений линейных размеров, площади и
объёма и их обработку (массив данных, снятых в одной
точке; значения математического ожидания и СКО для 3, 5,
10, 15, 20 и 25 измерений соответственно; результат
измерения по ГОСТу);
– графики зависимостей Y=f(N) и =f(N) на миллимет-
ровой бумаге;
95
– результат определения одного размера средствами изме-
рений с разной погрешностью;
– метрологические характеристики средств измерения ли-
нейных размеров.
Контрольные вопросы
1. В каких единицах измеряют длину, площадь и объём?
2. Приведите краткую классификацию средств измере-
ния линейных величин.
3. Для чего служат концевые меры длины?
4. Каков принцип работы штангенциркуля и микро-
метра?
5. Какой из измерительных инструментов, используемых
в данной работе, обладает наименьшей погрешностью?
6. Что такое погрешность измерения?
7. Какие виды погрешностей измерения вы знаете?
8. Чем отличается косвенный метод измерения от пря-
мого?
9. Как представляют результаты неравноточных изме-
рений?
10. Как оформляют результаты измерения по ГОСТ?
5.2. Измерение шероховатости поверхности изделий
Шероховатость поверхности, наряду с другими
факторами, определяющими качество поверхности изделия, –
отклонением формы поверхности, отклонением
расположения данной поверхности относительно других
поверхностей и физическими свойствами поверхности –
оказывает большое влияние на эксплуатационные свойства
машин, приборов, инструментов, средств транспорта и
других, в том числе на качество посадок деталей, в расчёт
которых входят её параметры.
Шероховатость поверхности возникает в процессе её
формообразования и является следом резца, она копирует
96
неровности режущей кромки инструмента и возникает из-за
l
1
l
dxy
0
n
1
n
iy1
пластической деформации поверхностного слоя при
образовании стружки или вибрации, появляющейся при
резании, а также в результате действия других причин.
Шероховатость поверхности – совокупность неровностей
поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с
помощью базовой длины.
Параметрами шероховатости (ГОСТ 2783–73) являются:
Ra – среднеарифметическое отклонение профиля;
Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам;
R
– наибольшая высота профиля;
max
Sm – средний шаг неровностей;
S – средний шаг местных выступов профиля;
tp – относительная опорная длина профиля, где р – значе-
ние уровня сечения профиля.
Параметр Ra является предпочтительным для
использования.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra –
среднее арифметическое из абсолютных значений
отклонений профиля в пределах базовой длины:
Ra =
(5.2.1)
или приближённо
Ra =
, (5.2.2)
где l – базовая длина; n – число выбранных точек профиля; y
– отклонение профиля, т.е. расстояние между любой точкой
профиля и базовой линией.
Параметр Ra нормирован в диапазоне 0,008 – 100 мкм.
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – сумма
средних абсолютных значений высот пяти наибольших
выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин
профиля в пределах базовой длины:
97
Rz =
5
5
1
5
1i i
vipi
yy
p
t
l
р
n
i
i
b
1
, (5.2.3)
где ypi – высота i-го наибольшего выступа профиля; yvi –
глубина i-й наибольшей впадины профиля.
Параметр Rz нормирован в диапазоне 0,025 – 1600 мкм.
Относительная опорная длина профиля tp есть отношение
опорной длины профиля к базовой длине, т.е.
где p =
– опорная длина профиля, т.е. сумма длин
, (5.2.4)
отрезков, отсекаемых на заданном уровне в материале
профиля линией, эквидистантной (от лат. aequidistans –
равноудалённый) средней линии в пределах базовой длины.
Значения tp нормируют в процентах и выбирают из ряда:
10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90.
Числовые значения уровня сечения профиля p (рис. 5.2.1)
нормируют в процентах и выбирают из ряда: 5, 10, 15, 20, 25,
30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 от R
max
.
Базовая длина l – длина базовой линии, используемая для
выделения неровностей, характеризующих шероховатость
поверхности. Её выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80;
2,5; 8; 25 мм.
Длина участка измерения – минимальная длина участка
поверхности, необходимая для надёжного определения
характеристик шероховатости, включающая в себя одну или
несколько базовых длин.
Средняя линия профиля m – базовая линия, имеющая
форму номинального профиля и прошедшая так, что в
пределах базовой длины среднеквадратическое отклонение
профиля от этой линии было минимальным.
Способы нормирования шероховатости поверхности
установлены ГОСТ 2789–73 и распространяются на
98
поверхности изделий, изготовленных из любых материалов
(кроме ворсистых) и любыми методами.
Шероховатость поверхности оценивают по неровностям
профиля (рис. 5.2.1), получаемого путём сечения реальной
поверхности плоскостью.
Линия выступов профиля – линия, эквидистантная
средней линии m и проходящая через высшую точку
профиля, а линия впадин профиля – это линия,
эквидистантная средней линии m и проходящая через
низшую точку профиля в пределах базовой длины.
l
Si S
mi
Линия выступов
bi R
ypi y
max
p
ps
y
p1
yy1 y
yi yys
Линия впадин
Рис. 5.2.1. Профиль микронеровностей
Средства и методы контроля шероховатости
поверхности
Шероховатость поверхности измеряют контактным и
бесконтактным способами.
При контактном способе шероховатость определяют,
измеряя непосредственно высоту неровностей.
99
Бесконтактный способ является сравнительным или
интегральным.
Для количественной оценки шероховатости применяют
щуповые приборы: профилометры (от франц. profil –
профиль и …метр), профилографы, а также оптические
приборы: двойной микроскоп и интерференционный (от лат.
inter – взаимно, между собой и …ferio – ударяю, поражаю)
микроскоп, а для качественной – образцы шероховатости и
сравнительный микроскоп.
Профилометры предназначены для контроля
шероховатости поверхности 5 – 12-го классов. Профилометры дают оценку шероховатости по Hск – среднему
квадратическому отклонению высоты неровностей.
Профилограф и профилометр представляют собой
устройства, преобразующие линейные перемещения иглы
(щупа) по микронеровностям в перемещение записывающего пера (профилограф) или стрелки вторичного прибора
(профилометр).
Образцы шероховатости поверхности (ГОСТ 9378–93). На
практике широко применяют метод оценки шероховатости
поверхностей визуальным сравнением деталей с образцами
шероховатости. Образец шероховатости поверхности
(сравнения) – поверхность с известными параметрами
шероховатости, полученная определённым способом
обработки.
Наилучшие условия для сравнения создаются тогда, когда
материал, технологический процесс и форма изготовляемого
образца одинаковы с контролируемой деталью.
Этот метод дает надёжные результаты контроля
шероховатости поверхностей до 6-го класса включительно.
При контроле деталей 7 – 10-го классов не исключена
возможность отнесения шероховатости поверхности к
соседнему классу.
Для улучшения качества контроля шероховатости до 10-го
класса сравнением с образцами применяют сравнительные
микроскопы, которые бывают накладного, переносного и
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]