/
Text
и угловым
измерениям
Москва
ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
I
A. В. КУТУЗОВА
Лабораторные
работы
по линейным
и угловым
измерениям
/ :
Допущено Управлением кадров и учебных заведений Госстандарта в каче-
стве учебного пособия для учащихся средних специальных заведений по
специальности «Механические измерения»
I
УДК 531.181.089.6
Кутузова А. В. Лабораторные работы по ли-
нейным и угловым измерениям. Учебное посо-
бие для учащихся средних специальных учеб-
ных заведений по специальности «Механиче-
ские измерения». — М.: Издательство стан-
дартов, 1983. — 424 с., ил.
В учебном пособии дана методика проведения ла-
бораторных работ по измерениям линейных и угловых
величин, приведен перечень необходимого оборудова-
ния и образцовых средств измерений, основное внима-
ние обращено на поверку средств измерений отечест-
венного производства, широко применяющихся в на-
родном хозяйстве.
Пособие рассчитано на учащихся средних специ-
альных учебных заведений.
Табл. 65. Ил. 164. Библиогр. 39.
Рецензенты: преподаватели Одесского техникума изме-
рений— Н. С. Голубец, А. Ф. Костишен, Л. Ф. Осад-
чая, Н. Г. Орелкина и В. Е. Соболев (УРЦСМ)
К
30104
-------------
085(02)
© Издательство стандартов, 1983
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
yi.J Цель работы
Ознакомиться с устройством штангенинструмента, его тех-
ническими и метрологическими данными? Произвести измерения
штангенинструментом. Поверить штангенинструмент. Оформить
результаты измерений протоколами установленной формы, об-
работать результаты измерений, дать заключение о годности
штангенинструмента.
2. Применяемые приборы и оборудование
Штангенциркули по ГОСТ 166—80,, штангенрейсмассы по
ГОСТ 164—80, штангенглубиномеры по ГОСТ 162—80. Средст-
ва поверки по ГОСТ 8.113—74, ГОСТ 8.163—75 и ГОСТ
8.164—75.
3. Общие сведения
К штангенинструментам относятся штангенциркули, штан-
генрейсмассы, штангенглубиномеры и штангензубомеры (по-
следние можно отнести к зубоизмерительным инструментам).
Они предназначены для измерений методом непосредственного
отсчета, а также для^размётки'ПйздОтличительным при-
знаком штангенинструмёнта является наличие у него Двух
штриховых шкал: основной и дополнительной (нониуса). Ос-
новная шкала служит непосредственно для йзмерёний;' с ней
сравнивают измерительный размер. Дополнительная шкала
служит для повышения точности отсчета по основной шкале.
По отношению к нулевому делению нониуса по основной шкале
отсчитывают количество целых миллиметров, а затем для от-
счета десятых и сотых долей миллиметра, т. е. для отсчета по
нониусу определяют, какой его штрих совпадает с соответст-
вующим штрихом основной шкалы.
Отечественная промышленность изготовляет штангенинстру-
менты с отсчетом по нониусу 0,1 и 0,05 мм. Основная шкала
имеет цену деления и интервал деления, равный 1 мм.
Для расчета основных элементов лйнейного нониуса введем
следующие обозначения: i — величина отсчета по/нониусу; а —
интервал деления основной шкалы; а' — интервал деления шка-
лы нониуса; у — модуль нониуса (модуль у показывает черев
какое число делений основной шкалы будут располагаться штри-
хи нониуса,-смещенные на величину отсчета).
При у=1 интервал деления шкалы нониуса а' = 0,9 мм мень-
ше интервала деления основной шкалы (а=1 мМ) на значение
отсчета (i=0,l мм), т. е. а'= уа— i. Чем больше модуль у, тем
больше интервал деления шкалы нониуса и длиннее сама шка-
ла. Отсчет по нониусу /’ = а/п, откуда число делений шкалы
нониуса n=a!i. Если, например, /=0,1 мм, а= 1 мм, у = 2, то и
п = —'= — = 10; а' = та — i = 2 • 1 — 0,1 = 1,9'мм;
* 0,1 • .
1 = а'п = 1,9.10 = 19 мм. j -
Несмотря на некоторые конструктивные особенности, штан-
генциркули, штангенрейсмассы и штангенглубиномеры сходны
по устройству. Наибольшее распространение получили штанген-
циркули, так как они более универсальны.
Штангенциркули изготовляют четырех типов: ШЦ-1 — с
двухсторонним расположением губок для наружных и внутрен-
них измерений и с линейкой 'для измерения глубин ( и . высот;
ШЦТ-1 — с односторонним расположением губок, оснащенных
твердым сплавом, для наружных измерений и с линейкой для
измерения глубин; ШЦ-П с двухсторонним расположением гу-
бок для наружных и внутренних измерений и для разметки;
ШЦ-III —с односторонним расположением губок для наруж,-
ных и внутренних измерений.
У штангенглубиномеров в отличие от штангенциркулей от-
сутствует неподвижная губка, а измерительная поверхность
подвижной губки на рамке выполнена в виде одной плоскости
и является поверхностью' основания. Нижняя поверхность штан-
ги является одной из измерительных поверхностей. При совме-
щении измерительных поверхностей основания и штанги с плос-
костью поверочной плиты нулевые штрихи штанги и нониуса
должны совпадать. /
Штангенрейсмасс отличается от штангенциркуля -тем, что
вместо неподвижных губок имеет массивное основание с хоро-
шо обработанной нижней плоскостью, являющейся одной из
измерительных поверхностей. К выступающей части рамки дер-
жавкой крепятся сменные измерительные ножки. Острозаточен-
ная ножка прямоугольного сечения предназначается для разме-
точных работ, ножка с двумя измерительными поверхностями —
•для наружных и внутренних измерений. Нижняя ее часть, слу-
жащая для наружных измерений, делается плоской. Верхняя
часть, предназначенная для внутренних измерений, имеет острое
ребро. При пользовании ею к показаниям шкалы следует при-
бавлять толщину ножки, размер которой всегда маркируется
на ней. / ' "
Штангенрейсмассы доДжны изготовляться с пределами из-
мерений, указанными в табл. 1. Штангенрейсмасс с пределом
измерения 0—250 мм имеет коленчатые ножки, что дает воз-
можность совмещать нижнюю плоскость с плоскостью осцова-
ния и, таким образом, начинать отсчет от нуля. Все остальные
штангенрейсмассы снабжены прямыми ножками, что снижает
нижний предел измерения и не дает возможности измерять ма-
лые размеры. t
• г . Таблица!
Наименова- ' ние и тип штанген- инструмента Предел из- мерения, мм f 1 Значение от- счета по но- ниусу р Предел допускаемой погрешности (±) при значении отсчета по нониусу
для участка шкалы 0,05 0,1 для L классов 1 ' | 2
Штанген- циркули ШЦ-1, ШЦТ-1 х 0—125 ' 0,1 0 Св. 0 до 100 » 100 » 200 » 200 » 250 » 250 » 300 » 300 » £00 0,05 0,05 0,06 0,07 0,08 0Д8 0,09 /0,1
ШЦ-П, шц-ш . 0—160 0—200 0—250 0,05 и 0,1
ШЦ-ПГ 0—315 0—400 0—500 250—630 250—800 320—1000 500—1250 500—1600 800—2000 0,1 С Св. 400 » 1000 » 1000 » 1100 » 1100 » 1200 » 1200 » 1300 » 1300 » 1400 ) — 0.1 0,16 0,17 0,18 0,19 —
Штангенглу- биномеры 0—160 0—200 0—250 0—315 0—400 Для всех участков 0,05 — —
Штанген- рейсмассы 0—250 40—400 60J-630 0,05 0,05 и 0,1 До 630 0,05 0,05 о;1
100—1000 600—1600 1500—2500 0,1 100—1000 600—1600 1500—2500 , — 0,1 0,15 0,20'
У наиболее часто применяемого штангенрейсмасса с преде-
лом измерения 0—250 мм рекомендуется устанавливать ножку
так, чтобы она при опущенной рамке, находящейся на нуле,
своей нижней измерительной поверхностью совмещалась с плос-
костью плиты, а следовательно с плоскостью основания. Так,
для получения «нулевой установки» ножка и основание штан-
генрейсмасса устанавливаются на плоскость, при этом, нулевые
штрихи нониуса и штанги должны совпадать.
Штангенциркули со значением отсчета по нониусу 0,1 мм и
верхним пределом измерений до 400 мм изготовляют двух клас-
сов точности— 1 и 2 (ГОСТ 166—80};
. Технические характеристики штангенинструментов приведе-
ны в табл. 1.
4. Порядок выполнения работы *
Измерения штангенинструментом. Инструменты и изделия
должны быть промыты авиационным бензином марки Б.-70 и
протерты чистой мягкой хлопчатобумажной тканью. Затем у
штангенинструментов проверяют' нулевую установку, для чего
у штангенциркуля сдвигают измерительные губки до соприкос-
новения друг с другом. При этом должны совпадать нулевой и
конечный штрихи шкалы нониуса со штрихами основной шкалы
(шкалы штанги). При проверке нулевой установки у штанген-
рейсмасса и штангенглубиномера их устанавливают основанием
на поверочную плиту и приводят в соприкосновение с плитой
вторую измерительную поверхность (губку, штангу у глубино-
мера) и аналогичным образом проверяют 'совпадение делений
шкал. :
Измерение штангенциркулем необходимо проводить в сле-
дующем порядке. Поместить изделие между губками штанген-
циркуля, прижать неподвижную губку к поверхности изделия и,
перемещая рамку, приблизить к изделию подвижную губку,
после чего закрепить стопорный винт микрометрической подачи.
Вращая гайку микрометрической подачи, привести подвижную
губку в соприкосновение с поверхностью изделия и закрепить
винт рамки. При этом обе губки должны плотно прилегать к из-
меряемому изделию, а при перемещении штангенциркуля дол-
жно ощущаться легкое трение. При. измерении необходимо сле-
дить за правильной установкой губок штангенциркуля (без пе-
рекосов). Снять штангенциркуль с изделия и отсчитать показа-
ния по основной шкале и нониусу.
При измерении штангенциркулем внутренних размеров изде-
лия в него вводят губки для внутренних’измерений, неподвиж-
ную губку прижимают к поверхности изделия. Дальнейший по-
рядок такой же, как описано выше.
На рис. 1 дан пример измерения внутреннего размера штан-
генциркулем с отсчетом по нониусу 0,05 мм. При определении
внутреннего размера к отсчету по основной шкале и шкале
нониуса прибавляют толщину губок.
При измерении штангенглубиномером (рис. 2) рснование
инструмента 1 плотно прижимают к поверхности изделия (5, 4)
и продвигают штангу 2 вручную, а затем с помощью микромет-
рической подачи до упора в дно изделия.
При измерении штангенрейсмассом (рис. 3) изделие и штан-
генрейсмасс необходимо установить на поверочную плиту, а на
6
выступе рамки закрепить ножку для измерения высоты. Пере-
местить рамку вначале вручную, а затем с помощью микромет-
рической подачи до соприкосновения измерительной поверхно-
сти ножки с. поверхностью изделия. При этом нужно прижимать
рукой основание к плите. Между ножкой и изделием не должно
наблюдаться просвета, а при перемещении штангенрейсмасса
по плите должно ощущаться легкое трение ножки о поверхность
изделия.
Результаты измерений записать в протокол установленной
формы.
Каждый размер измерить три раза. За результат измерения
принять среднее арифметическое трех отсчетов.
Для определения отклонений от правильной геометрической
формы (овальности) диаметры измерить в двух направлениях
через 90°.
Рис. 2
После окончания работы необходимо промыть измеритель-
ный инструмент, поверочную плиту и концевые меры бензином,
протереть чистой мягкой тканью и смазать антикоррозийной
смазкой. Уложить измерительный инструмент в футляры. При-
вести в порядок рабочее место.
Поверка штангенинструмента. Штангенциркули поверяют по
ГОСТ 8.ИЗ—74, штангенрейсмассы — по ГОСТ 8.164—75, штан-
генглубиномеры — по ГОСТ 8.163—75.
, Ввиду схожести поверяемых элемейтов4, методики поверки
и применяемых образцовых средств рассмотрим поверку штан-
генциркуля.
Рис. 3
При проведении поверки температура окружающей среды
должна быть в пределах (20±5)°С.
Перед поверкой штангенциркуль необходимо промыть авиа-
ционным бензином марки Б-70* протереть чистой хлопчатобу-
мажной салфеткой и выдержать на рабочем месте не менее 3 ч.
1. При внешнем осмотре необходимо убедиться в отсутствии
дефектов, ухудшающих внешний вид штангенциркуля и препят-
ствующих отсчету показаний; в отсутствии перекоса края нониу-
са к штрихам шкалы штанги; в отсутствии отклонения от пер-
пендикулярности торца губок для внутренних измерений к из-1
мерительной поверхности губок у штангенциркулей типа ШЦ-П
и ШЦ-Ш и отклонения от перпендикулярности торца штанги
к длинному ребру у штангенциркулей типа ШЦ-1.
2. При опробовании необходимо убедиться в том, что под-
вижные части штангенциркуля перемещаются легко, без заеда-
ний, не происходит стирания штрихов штанги при движении по
ней рамки<. стопорные винты действуют надежно. Мертвый ход
микрометрической пары для штангенциркулей, выпускаемых из
производства и ремонта, не должен превышать 7з оборота, а
для находящихся в обращений — не более V2 оборота.
3. Проверку размагниченности штангенциркулей ; после ре-
монта и находящихся в эксплуатации допускается производить
опробованием на деталях из низкоуглеродистой стали массой
до 0,1 г феррозондовым полюсоискателем типа ФП-1.
4. Шероховатость измерительных, поверхностей ийгангенЦир/
куля определяется визуально — сравнением с образцами ^шеро-
ховатости по ГОСТ 9378—75. Шероховатость измерительных пр-,
верхностей губок для наружных и внутренних измерений штан/
генциркулёй всех типов (кроме губок для внутренних измере-;
ний штангенциркулей типа ШЦ-1) HRC^0,32 мкм, а губок для.
внутренних измерений штангенциркулей типа ШЦ-1 HRC
0,65 мкм.
5. Расстояние от верхней кромки к/рая нониуса до поверхно-
сти шкалы штанги определяют в трех местах по длине штанги
щупом класса 2 размером 0,3 мм для /штангенциркулей типа
ШЦ-1 и щупом 0,25 мм (ГОСТ 882—75) для штангенциркулей’
типов ШЦТ-1, ШЦ-П и ШЦ-Ш. Край скбс^ нониуса/неУдолжей
быть выше плоскости щупа. . ! I ' / , '/7/Л
6. Отклонение от плоскостности измерительных ' поверхно-
стей губок штангенциркуля определяют лекальной линейкой
класса 1 типа ЛД по ГОСТ 8026—75 методом световой щели.
Ребро лекальной линейки устанавливают на измерительную*
поверхность по диагоналям и параллельно длинному ребру гу-
бок. Значение просвета определяют визуально — сравнением его
с «образцом просвета». «Образец просвета» составляют из кон-
цевых мер длины класса 2 по ГОСТ 9038—73, плоской стеклян-
ной пластины типа ПИ60 класса 2 по ГОСТ 2923—75 и лекаль-
ной линейки.
Отклонение от плоскостности не должно превышать значе-
ний, указанных в" табл. 2.
7. Просвет между измерительными поверхностями губок оп-
ределяют при сдвинутых до соприкосновения губках. Значение
просвета можно определить концевыми мерами длины класса 3
по ГОСТ 9038—73, разность размеров которых дает значение
•допускаемого просвета. Например, концевыми мерами длины
1,0б5 и 1,020 мм измеряют просвет 0,015 мм. Для этого меру
1,005 мм помещают между измерительными поверхностями гу-
бок в той стороне, где просвет не наблюдается, а мерой 1,020 мм
измеряют значение просвета. Мера 1,020 не должна входить
в зазор между губками. Размер просвета можно определить
также бруском. Просвет между измерительными поверхностями
губок штангенциркуля не должен превышать значений, указан-
ных в табл. 2. •' 5
Одновременно с определением просвета проверяют нулевую
установку штангенциркуля. При сдвинутых до соприкосновения
губках нулевые штрихи нониуса, и штанги должны совпадать.
У штангенциркулей, выпускаемых из ремонта и находящихся
в эксплуатации; допускается смещение нулевого штриха нониу-
са до 0,1 мм при условии, что погрешность штангенциркуля нё
выходит за пределы допускаемого/отклонения. ‘
8. Размер и параллёльность сдвинутых губок для внутренних
измерений штангенциркулей типов ШЦ-П и ШЦ-Ш определяют'
микрометром типа МК класса 1 с пределом измерения 0—25 мм
по ГОСТ 6507—78 при зажатом стопорном винте рамки. Прово-,
рачивая измерительные поверхности губок между измеритель-
ными поверхностями микрометра, находят’наибольший суммар-
ный размер. Отклонение размера Ь сдвоенных губок от намар-
кированного на штангенциркуле7не должно/' превышать значе-
ний, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Технические требования . Нормы точности при отсчете
0,05 мм 0,1 мм
Основная погрешность штан- генциркулей, мм Основная погрешность штан- генциркулей типов ШЦ-1, ШЦТ-1 при измерении глуби- ны, равной 20 мм, не должна превышать, мм Отклонение от плоскостно- сти измерительных поверхно- стей губок для наружных из- мерений, мм Просвет между измеритель- ными поверхностями не дол- жен превышать, мм Отклонение размера b сдво- енных губок от намаркиро- ванного на одной из губок должно быть в пределах, мм Отклонения от параллельно- сти измерительных поверхнос- тей губок для внутренних из- мерений штангенциркулей ти- пов ШЦ-П и ШЦ-Ш не должг ны превышать, мм Расстояние от верхней кром- ки края нониуса до поверхно- сти шкалы штанги не должно превышать для штангенцирку- лей: ШЦ-I, ШЦТ-1, мм ШЦ-П и ШЦ-Ш, мм До 250 мм ±0,05 ^0,1 0,004 0,01 ±0,02 ±0,02 0,30 0,25 Св. 250 до 1000 ±0,1 Св. 1000 до 2000 ±0,02 ±0,1 0,007 / 0,015 ±0,03 ±0,03 0,30 0,25
9; Расстояние между измерительными поверхностями губок
для внутренних измерений штангенциркулей типа ШЦ-I опреде-
ляют микрометром типа МК класса 1 с пределом измерения
0—25 мм по ГОСТ 6507—78 при зажатом стопорном винте
рамки. Штангенциркуль устанавливают на размер 10 мм по
концевой мере 10 мм класса 3. Расстояние между-измеритель-
ными поверхностями губок для штангенциркулей, выпускаемых
из производства, должно быть в пределах (10+0,07) и (10 +
+ 0,02) мм.
Для штангенциркулей, выпускаемых из ремонта и находя-
щихся в эксплуатации, это расстояние допускается определять
гладким кольцом (рис. 4) . Разность между действительным раз-
мером диаметр^ кольца и размером, указанным на кольце, не
должна превышать ±0,1 мм. Отсчет производят при зажатом
стопорном винте рамки штангенциркуля.
10. Основную погрешность штанген-
циркулей типов ШЦ-1 и ШЦТ-1 при из-
мерении глубины определяют по конце-
вым мерам длины 20 мм класса 3 по
ГОСТ 9038—73. Для штангенциркулей,
выпускаемых из ремонтам и находящихся
в эксплуатации, допускается использо-
вать кольцо (рис. 4) или установочную
меру 25 мм из комплекта микрометриче-
ского глубиномера по ГОСТ 7470—78.
Две жонцевые меры одинакового но-
минального значения или аттестованное
кольцо устанавливают на плоскую стек-
лянную пластину типа ПИ60 или пове-
рочную плиту размёром 250X250 мм
класса 1 по ГОСТ 10905—75. Торец
штанги прижимают к измерительным
Рис. 4
поверхностям концевых мер или кольца.
Линейку глубиномера перемещают до соприкосновения с\плос-
костью стекла или плиты и производят отсчет. Основная по-
грешность штангенциркуля при измерении глубины не должна
превышать ±0,1 мм.
11. Основную погрешность штангенциркуля определяют по
концевым мерам длины класса 3 по ГОСТ 9038—73. У штанген-
циркулей с отсчетом цо нониусу 0,05 мм основную погрешность
определяют в шести точках, а у штангенциркулей с отсчетом
по нониусу 0,1 мм — в трех точках, равномерно расположенных
по длине штанги и нониуса. *
Таблица 3
Пределы измерений штангенцир- куля, мм Отсчет по нониусу, мм / Рекомендуемые для поверки точки, мм
0—160 0,05 21,2; 51,4; 71,5; 101,6; 126,8; 140
0—250 0,05 21,2; 71,5; 101,6; 151,7; 201,8; 230
0—125 0,1 21,2; 51,4; 101,6 ' "
0—160 0.1 21,2; 71,5; 126,8
0—250 0,1 2!,2; 121,5; 221,8
0—400 0,1 101,2; 221,5; 351,8 и т. д.
250—630 0,1
320—1000 0,1
500—1600 0,1
800—2000 0.1
00£
Рис; 5
В табл. 3 указаны рекомендуемые точки для поверки в зави-
симости от пределов измерения штангенциркулей.
При определении основной погрешности блок концевых мер
длины помещают между измерительными поверхностями губок
штангенциркуля так, чтобы касание было в середине измери-
тельной, поверхности концевой меры и измерительные поверх-
ности губок были перпендикулярны к длинному ребру концевой
меры. Усилие сдвинутых губок должно обеспечивать нормальное
скольжение измерительных поверхностей губок по измеритель-
ным поверхностям концевых мер при отпущенном стопорном
винДе рамки.
Концевые меры помещают на поверочную плиту коротким
ребром, подвижные губки штангенциркуля подводят -вначале
грубо, вручную, а затем, закрепив стопорный винт рамки мик-
рометрической подачи, подводят губки вплотную к концевым
мерам и, продвигая меры, проверяют обеспечено ли нормаль-
ное скольжение между измерительными поверхностями.
В одной из поверяемых точек основную погрешность опреде-
ляют при зажатом стопорном винте рдмки, при этом должно
сохраняться нормальное скольженйе. измерительных поверхно-
стей губок по измерительным поверхностям концевых мер. Ре-
зультаты поверки заносят в протокол.
Основная погрешность штангенциркуля не должна превы-
шать значений, указанных в табл. 2.
На машиностроительных предприятиях используют универ-
сальное приспособление для поверки штангенциркулей четырех
типоразмеров с пределами измерения 0—125, 0—160, 0—250 и
О—400 мм. На алюминиевом корпусе 6 (рис. 5) жестко закреп-
лены восемь блоков концевых мер длины 7 со специально по-
добранными размерами, соответствующими поверяемым точкам
штангенциркулей. Блоки концевых мер охватывают весь пре-
дел измерения „штангенциркулей и позволяют определять по-
гррннбсть как по основной шкале, так и по шкале нониуса, как
предусмотрено ГОСТ 8.113—74. Крепят концевые меры к кор-
пусу при помощи скоб 9 и винтов 10.
> Для определения погрешности глубиномера и расстояния
между губками при внутренних измерениях на корпусе 6 уста-
новлена стойка 5 с индикаторами 3 и 4 типа ИЧ-2, которые ос-
нащрны специальными плоскими наконечниками. Индикатор 3
служит для определения расстояния между губками при внут-
ренних измерениях, а индикатор 4 — для определения погреш-
ности глубиномеров. Индикаторы настраивают установочными
мерами 1 и 2. Мера 1 имеет шейку длиной (20±0,002) мм для
настройки на нуль индикатора 4. ; Кроме того, на мерах 1 и 2
имеются цилиндрические пояски диаметром соответственно
(20±0,002) и (10±0,0015) гмм, служащие для установки рас-
стояния между губками при внутренних измерениях штанген-
циркулей различных типоразмеров.
, Применение приспособления позволяет повысить производи-
тельность труда поверителя в 1,5 раза и снизить расход конце-
вых мер длины.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерения /Изделий штангенинструментом
Завод-изготовитель--------------
' ' Температура окружающей среды
Предел измерения------------:—
----------°C
Цена деления основной шкалы ----
Заводской номер-------Тип-------
Величина отсчета по нониусу-----
Номер измеряемого изделия-------
Погрешность измерения-----------
> ->- ——>
Эскиз штангенинструмента . Схема измерения изделия
1. Результаты измерений штангенциркулем
Обозначения по чертежу, Сечения, перпендикулярные оси Предельные размеры по чертежу, мм
I 1 11 1 1 111
х Направления^
1 2 ( 1 1 1 2" 1 * 1 2
/ Qatz ttiahautja / 1 гпппг
2. Результаты измерений штангенрейсмассом и штангенглубиномеромх
Измеряемый элемент Размер по чертежу, мм | Результат измерения Погрешность
Определение высоты Определение глубины Заключение о годност Фамилия учащегося. Дата выполнения г Подпись учащегося Подпись ♦ Среднее
'И ' Группа — Дата сдачи — — Оценка — преподавателя Среднее, ' । работы
ПРОТОКОЛ № 2
Поверка штангенциркуля
S й “
смо <я о £ <u 1-1 S О • ь
Операция * о к <я s о % £ ks 03 о X а
S.s§§ 1 ч а >> «V о. о
® о7- Г-*\0 СО к ’ С
1. Внешний осмотр 2. Опробование 3. Размагниченность ч штангенциркуля • 4. Проверка шероховатости измерительных поверхностей \ 5. Определение расстояния от кромки' края нониуса до поверхности штанги 6. Определение отклонения от плоскостно- сти измерительных поверхностей губок 7. Определение просвета между- измеритель- ными поверхностями губок и нулевой установ- ки штангенциркуля 8*. Определение размера и параллельности сдвинутых губок для внутренних измерений штангенциркулей типов ШЦ-П и ШЦ-Ш 9. Определение расстояния между измери- тельными поверхностями губок для внутрен- них измерений штангенциркулей типа ШЦ-1 10. Определение основной погрешности штан- генциркулей типов ШЦ-1 и ШЦТ-1 при из- мерении глубины 11. Определение основной погрешности
Заключение о годности или причина забракования --------------------
Фамилия учащегося -------:-------- Группа -----------------------------,
Дата выполнения работы------------ Дата сдачи работы —:----------------
Подпись учащегося----------------- Оценка -----------------------------
Подпись преподавателя --------------------?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
МИКРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Ознакомиться с устройством микрометрического инструмен-
та, его техническими, и метрологическими данными. Произвести
измерения микрометрическим инструментом. Поверить микро-
метрический инструмент. Оформить результаты измерений про-
токолом установленной формы; обработать результаты H3Mepie-
ний, дать заключение о годности инструмента.
2. Применяемые приборы и оборудование
Микрометр гладкий типа МК по ГОСТ 6507—78, нутромер
микрометрический jio ГОСТ 10—75, глубиномер микрометриче-
ский по ГОСТ 7470—78, образцовые средства поверки по ГОСТ
17215—71, ГОСТ 15985—70 и инструкции 135—61.
3. Общие сведения
)
К микрометрическим инструментам относятся микрометры»
микрометрические нутромеры и микрометрические глубиномеры,,
применяемые для измерений наружных и внутренних размеров»
а также для измерения высот, уступов, глубин и т. п.
Микрометры с ценой деления 0,01 мм должны изготовляться
в соответствии с требованиями ГОСТ 6507—78 следующих ти-
пов: МК — гладкие для измерения наружных размеров изделий;
• МЛ — листовые с циферблатом для измерения толщины листов
и лент; МТ — трубные для измерения толщины стенок труб;
М3 — зубомерные для контроля длины , общей нормали зубча-
тых колес с модулем от 1 мм; MF — микрометрические головки;
МП — микрометры для проволоки.
Существует ряд конструкций микрометров, выпускаемых за-
рубежными фирмами, которые оснащают числовым механиз-
мом. Цифровой отсчет увеличивает точность отсчета и повыша-
ет производительность измерений/
Основные параметры и размеры микрометров типа МК дол-
жны соответствовать требованиям табл. 1 ГОСТ 6507—78.
Микрометрические нутромеры должны изготовляться с пре-
делами измерения 50—75, 75—175, 75—600, 150—1250,
600—2500, 1250—4000 и, 2500—6000 мм.
Нутромеры с пределом измерения до 2500 мм должны по-
ставляться с микрометрической головкой, а свыше 2500 мм —
с микрометрической головкой, оснащенной индикатором часово-
го типа 0 (цена деления 0,01 \ •
. Микрометрические глубиномеры выпускают двух классов
точности — 1 и 2 С/пределами измерений от 0 до +150 мм, ко-
торые обеспечиваются применением сменных измерительных
стержней. Глубиномер имеет узел микрометрической подачи,
как и у гладкого микрометра. В комплект глубиномера входят
установочные меры, выполненные в виде цилиндров с отверсти-
ем и плоскими измерительными торцами; число и размеры ус-
тановочных мер завися^ от числа и размеров сменных измери-
тельных стержней. *
4. Порядок выполнения работы
Измерения микрометрическим инструментом. Измеритель-
ные поверхности инструментов должны быть промыты авиаци-
онным бензином марки Б-70 и протерты чистой мягкой хлопча-
тобумажной тканью. Затем по шкалам инструмента проверяют
нулевой отсчёт или производят настройку на нуль шкалы
При соприкосновении из-
мерительных поверхностей
микрометров между собой
или с поверхностями устано-
вочной меры нулевой штрих
барабана должен совпадать
с продольной риской стебля,
а скос барабана — подойти .
без зазора к нулевому штри- >
ху стебля. Если штрихи не
совпадают, то необходимо
закрепить микрометриче-
ский винт стопором, разъ-
единить барабан с микро-
винтом, совместить нулевое
Рис. 1
деление ,с продольной рис-
кой стебля, закрепить и снова поверить нулево'е положение.
Настройку головки микрометрического нутромера на нуль
производят по специальной установочной мере (рис. 1). Голов-
ку 2, соединенную с наконечником <3, помещают между рабочи-
ми поверхностями меры /, причем измерительную поверхность
наконечника прижимают левой «рукой к нижней рабочей поверх-
ности, меры. Правой рукой, покачивая верхнюю часть головки,
поворачивают барабан, находя кратчайшее расстояние между
губками меры, измерительные поверхности головки должны ка-
саться рабочих поверхностей меры с легким* трением. После
этого микрометрический винт закрепляют . зажимным винтом,
а головку с наконечником вынимают из меры. Если нулевое
деление барабана не совпадает с продольным штрихом стебля,
ослабляют гайку/ барабан поворачивают до совпадения нулево-
го штриха с прол
тебля и \снова затягивают
гайку на конце микровинта. После установки головки с нако-
нечником на нуль, его вывинчивают из микрометрической гиль-
зы и к ней присоединяют необходимое количество удлинителей
для расширения пределов измерения нутромеров.
Установку нулевого положения глубиномера осуществляют
следующим образо^. В отверстие шпинделя микрометрического
винта вставляют соответствующий стержень. Основание глуби-
номера прижимают к плоской стеклянной пластине либо к пло-
скости поверочной плиты, либо к торцевой плоскости устано-
вочной меры. Вращая микрометрический винт за трещотку, из-
мерительный стержень приводят в соприкосновение с повероч-
ной плитой, прокрутив три раза трещоткой. Если нулевой штрих
барабана не установится против продольной риски, стебля, сле-
дует произвести установку на нуль так же, как и у микрометров.
При отсчетах по шкалам микрометрических инструментов
необходимо руководствоваться следующими правилами: по шкале
•стебля отсчитывают микрометровые и полумиллиметровые де-
ления, расположенные левее скоса барабана, сотые доли мил-
лиметра определяют по штриху барабана, совпадающему с про-
дольной риской стебля. Если продольный штрих окажется меж-
ду штрихами шкалы барабана, на глаз оценивают часть интер-
вала (обычно до4 V5 интервала, т. е. до 0,002 мм). Скос на бара-
бане для шкалы, сотых долей миллиметра приближает ее к
шкале стебля и тем предохраняет от внесения значительной по-
грешности из-за параллакса шкалы.
При измерении гладким микрометром следует руководство-
ваться следующим. При измерении небольших 'изделий микро-
метр .закрепляют в стойке, а изделие держат левой рукой. Из-
делие вводят между измерительными плоскостями микрометри-
ческого винта и пятки. Вращая микрометрический винт правой
рукой, при помощи трещотки приводят измерительные поверх-
ности микрометра в соприкосновение с изделием. Вращение
прекращают после трехкратного действия трещотки и произво-
дят отсчет по шкалам микрометра. При измерении микромет-
ром диаметра цилиндрической детали, ее нужно проворачивать
между измерительными поверхностями для получения правиль-
ного размера, при этом линия измерения должна быть перпен-
дикулярна к образующим и проходить через центр изделия..
При измерении расстояния между параллельными плоскостями
линия измерения должна быть перпендикулярна к плоскости.
Если стойка отсутствует, скобу микрометра прижимают двумя
пальцами правой руки к ладони, а двумя другими пальцами
(большим и указательным) вращают микрометрический винт;
изделие поддерживают левой рукой.
Средние и большие изделия устанавливают на поверочную
плиту, а микрометр поддерживают двумя руками. При измерении
отводят измерительную поверхность микрометрического винта,
помещают измеряемую деталь, слегка прижимают пятку к по-
верхности изделия, а затем доводят трещоткой микровинт до
соприкосновения с деталью, проверяют отсутствие перекоса,,
стопорят микровинт и производят отсчет. Каждый размер необ-
ходимо 'измерить не менее трех раз. За результат измерения
принимают среднее арифметическое трех отсчетов.
Производя- измерения микрометрическим глубиномером, сле-
дует^ учесть, что при ввинчивании микровинта показания не
уменьшаются, как у микрометра, а увеличиваются. Поэтому
цифры на шкале стебля и барабана указаны в обратном по-
рядке: на стебле цифры возрастают справа налево, а на бара-
бане— ПО' часовой стрелке. Измеряемую деталь устанавливают
на поверочную плиту. Глубиномер основанием устанавливают на
поверхность детали. Левой рукой основание слегка прижимают
к поверхности изделия, а правой рукой при помощи трещотки
в конце хода измерительного стержня доводят его до соприкос-
новения с другой поверхностью детали и закрепляют стопорное
приспособление. Производят отсчет по шкалам. Измеряют каж-
дый размер не менее трех раз, а затем подсчитывают среднее^
арифметическое трех отсчетов.
Перед измерением нутромер настраивают на размер контро-
лируемой детали, для чего от контролируемого размера необхо-
димо отнять нижний предел, измерения микрометрической го-
ловки с наконечником и подобрать соответствующий удлини-
тель (если необходимо—несколько удлинителей), считая от
большего к меньшему. Сумма нижнего предела измерения мик-
рометрической головки с наконечником и удлинителей должна
быть меньше требуемого размера, но не более чем на разность
между пределами измерения микрометрической головки.
На рис. 2 показана
схема измерения нутро-
мером диаметра отвер-
стия. При измерении ци-
линдрического отверстия
линия измерения должна
располагаться по наи-
большему (размеру в. пло-
скости, перпендикуляр-
ной к оси отверстия и
по наименьшему размеру
в плоскости осевого се-
чения. Следовательно,
микрометрическую голов-
ку устанавливают на та-
кой размер, чтобы общая
Рис. 2
длина нутромера приблизительно соответствовала номинальной
длине проверяемого изделия. Затей нутромер помещают между
измерительными поверхностями проверяемой детали.
Левой рукой измерительную поверхность наконечника при-
жимают к одной из поверхностей измеряемой детали, а правой,
осторожно вращая барабан, перемещают микрометрический
винт головки (слегка покачивая при этом нутромер) до сопри-
косновения с поверхностью детали. Если при покачивании нут-
ромера ощущается легкбе трение при соприкосновении измери-
тельных поверхностей микрометрической головки- с измеряемой
деталью, микрометрический винт закрепляют зажимным вин-
том. Затем проверяют усилие , покачивания, которое должно
быть с легким трением, после чего1 2 3 нутромер выводят из прове-
ряемого отверстия и производят отсчет по шкалам.
Следовательно, при измерении диаметра цилиндрического
отверстия покачивание производится в плоскости его попереч-
ного сечёния (определяется наибольший размер) и в плоскости
продольного сечения (определяется наименьший размер). Оба
эти значения размера диаметра отверстия должны быть равны.
При измерении расстояния между параллельными плоскостя-
ми правильное положение измерительных поверхностей, т. е.
отсутствие перекоса обеспечивает наименьшие показания. Ре-
зультаты измерений записывают в протокол.
Поверка микрометра типа МК осуществляется по инструкции
135—61. При поверке температура окружающей среды долж-
на соответствовать указанной в табл. 1. Микрометр и устано-
вочные меры должны быть промыты авиационным' бензином
марки Б-70, протерты хлопчатббумажной салфеткой и раз-
мещены на поверочной плите за 1 ч до проведения поверки.
Микрометр, установочные и концевые меры npji поверке следу-
ет брать хлопчатобумажной салфеткой. f
Таблица 1
< Верхние пределы Допускаемые отклонения температуры от 20° С, ° С
измерений микрометров, мм
микро- метров установоч- ных мер
До 150 -ч-Д ±3
Более 150 до 500 ЗзЗ ±2
» 500 » 1600 ±2 ztl
1. При внешнем осмотре проверяют отсутствие на наружных
поверхностях микрометра вмятин, заусенцев, ржавчины и забо-
ин. Штрихи шкал должны быть ровными и четкими.
2. При опробовании необходимо убедиться, что подвижные
части микрометра перемещаются легко, без заеданий, не ощу-
щается трения барабана о стебель, микрометрический винт лег-
ко вращается при помощи трещотки, не наблюдается проскаль-
зывания трещотки при повороте свободного микрометрического
винта, а стопор надежно закрепляет микровинт.
3. Шероховатость измерительных поверхностей микрометра
определяют при выпуске из производства микроинтерферомет-
ром МИИ-4. Шероховатость поверхностей по ГОСТ 2789—73 на
базовой длине 0,25 мм 7? а 0,08 мкм.
4. Измерительное усилие микрометра может быть определе-
но весовые и динамометрическим методами.
При определении усилия весовым методом микрометр уста-
навливают между отметками 20 и 25 мм шкалы, после чего ук-
репляют в жесткой стойке. Микрометрический винт должен
быть установлен вертикально. В исходном положении измери-
тельная поверхность микрометрического винта почти касается
плоской поверхности площадки весов. Вращая трещоткой мик-
рометрический винт, приводят его измерительную поверхность
в контакт с плоской площадкой весов и после проскальзывания
трещотки определяют измерительное усилие по шкале цифер-
блатных весов.
Универсальная стойка к циферблатным весам для определе-
ния измерительного усилия микрометров и измерительных го-
ловок состоит из основания, стержня и кронштейна. При помо-
щи резьбового кольца стержень свободно может перемещаться
в вертикальном направлении. Для того, чтобы он не провора-
чивался вокруг своей оси, на нем имеется продольная канавка,
в которую входит конец стопорного , винта. Резьбовое кольцо,
перемещающее стержень, укрепляется в^ отверстии крышки тре-
мя винтами, концы которых свободно входят в проточку кольца.
В верхней части стержня жестко крепится универсальный крон-
штейн, на одном конце. которого имеются разжимные губки
с головкой зажимного винта для крепления микрометрического
инструмента, а на другом конце—разжимное отверстие с пере-
ходными втулками и зажимным винтом для крепления различ-
ных рычажно-зубчатых и оптических головок. Микрометр зажи-
мается между губками й укрепляется винтом, а затем резьбо-
вой втулкой опускается вместе со стержнем и кронштейном на
плоскую площадку весов до момента срабатывания трещотки,
т. е. до ее проскальзывания. /
Динамометрический метод определения измерительного уси-
лия микрометров осуществляется при помощи специальных ди-
намометров. Динамометр вставляют между измерительными по-
верхностями микрометра. Вращая микрометрический винт за
трещотку до ее проскальзывания и поддерживая при этом дина-
мометр, замечают, находится ли,торец скоса гайки динамометра
между рисками на наконечнике, определяющем допускаемые
пределы измерительного усилия.
5. Отклонение от плоскостности измерительных поверхнос-
тей микрометров поверяют плоскими стеклянными пластинами
класса 2 (ГОСТ 2923—75). Отклонение от плоскостности не
должно превышать-трех интерференциональных полос (не более
0,9 мкм). Плоскую стеклянную пластину ПИ60 накладывают на
измерительную поверхность неподвижной пятки либо микромет-
рического винта и стараются получить наименьшее число интер-
ференционных полос. Определяют число полос на каждой из ъ
двух измерительных поверхностей и выбирают худшую из них,
т. е. такую, которая имеет большее отклонение от плоскостно-
сти. Отклонение от плоскостности определяют путем подсчета
интерференционных по/юс или колец.
6. Параллельность плоских измерительных поверхностей
микрометров с пределом измерения до 100 мм поверяют при
отпущенном стопорном винте интерференционным методом пло-
скопараллельными стеклянными пластинами (ГОСФ 1121—75)
и специальными штихмассами у микрометров/ с пределами из-
мерений свыше 100 мм.
Пределы допускаемых отклонений, от параллельности изме-
рительных поверхностей микрометров не должны превышать
значений, указанных в табл. 2.
' Таблица 2
Верхний пре- дел диапазо- на измерений микрометров Предел допускаемой погрешности микрометров, мкм, для классов точности Допускаемые отклонения от параллельности плоских измерительных поверхно- стей, мкм, для классов точности Допускаемое изменение показаний микрометров
типа МК, мм 1 2 ' 1 2 от изгиба ско- бы при уси- лии 9,8Н
25 zt2 =±4 1,5 2 2
50 =±2,5 z±4 2,0 2 2
75; 100 =±2,5 =±4 . 3,0 . 3 . 3
125; 150 =±3,0 =±5 3,0 4 4
175; 200 =±3,0 =±5 3,0 4 5
225; 250 =±4,0 ‘ ±6 , 4,0 6 6
275; 300 =±4,0 =±6 5,0 8 6
400 =±5,0 =±8 5,0 8 ' ! 8
500 =±5,0 =±8 7,0 ' 10 10
600 =±6,0 =±Ю 7,0 12 12
Плоскопараллельные пластины в зависимости от> толщины'
бывают четырех типоразмеров: ПМ15, ПМ40, ПМ65 и JTIM90.
Рабочие размеры (толщина) пластин отличаются друг от дру-
га на величину, соответствующую !/4 оборота микрометрическо-
го винта. Пластины каждого типоразмера комплектуются в на-
боры по- четыре штуки, например: 15,12; 15,25; 15,37; 15,50'
и т. д. .
Плоскопараллельную пластину устанавливают (зажимают)
между измерительными поверхностями микрометра и добива-
ются такого их взаимного расположения, при котором была бы.
наименьшая сумма полос на обеих измерительных поверхностях.
Так как применяются четыре пластины, то получается четыре
суммы. Нужно выбрать наибольшую' из них для характеристики
отклонения от параллельности микрометра.
Отклонение от параллельности пластин не должно превы-
шать 0,6; 0,8 и 1,0 мкм соответственно для пластин ПМ15, ПМ40
и ПМ65, ПМ90.
7. Положение края скоса, барабана относительно. нулевого
штриха определяют при начальной установке микрометра. При
нулевом отсчете начальный штрих, шкалы стебля должен быть
виден целиком. Расстояние от'торца конической части барабана
до ближайшего края штриха не должно превышать 0,15 мм.
Для определения положения торца сжоса барабана микрометр
устанавливают в нулевое положение,Гпосле чего, вращая микро-
метрический винт, совмещают торец барабана с краем нулевого
(начального) штриха стебля. Отсчет производят по шкале ба-
рабана.
8. Основную погрешность микрометров класса 1 определяют
концевыми мерами класса 1 или образцовыми мерами 4-го раз-
ряда,, а микрометров класса 2 — концевыми мерами класса 2
или образцовыми мерами 5-го разряда. При этой поверке сле-
дует . пользоваться набором концевых мёр № 20 по ГОСТ
9038—73. Перед поверкой нужно проверить нулевую установку
микрометра, укрепив его в стойке.
Основную погрешность микрометров определяют через 5 мм
по шкале стебля и через V4 часть оборота шкалы барабана, т. е.
по точкам, равномерно расположенным как по шкале стебля,
так и по шкале барабана микрометра.
Пределы измерений Рекомендуемые точки шкалы, в которых произво-
микрометров, мм дится поверка, мм
0—25 5,12; 10,24; 15,36; 21,5; 25,0
25—50 ' 31,12; 35,24; 41,36; 45,5; 50,0
50—75 и т. д. 55,12; 60,24; 65,36; 71,5; 75,0 и т. д.
Концевые меры помещают между измерительными поверхно-
стями микрометра, укрепленного в стойке, и трещоткой доводят
их до соприкосновения друг с другом, а затем, прокрутив три
раза трещоткой, производят отсчеты по шкалам микрометра.
Полученные показания записывают в протокол и сравнивают
с допускаемыми отклонениями.
Поверка нутромера и глубиномера
Микрометрические нутромеры прверяют .по ГОСТ 1/215—71,
а глубиномеры — по ГОСТ 15985—70. Нутромеры и. глубиноме-
ры поверяют так же, как и гладкие у микрометры. Некоторые
отличительные особенности поверки рассмотрены ниже.
Основную погрешность микрометрической головки- нутро-
мера и микрометрической головки с присоединенными к ней уд-
линителями можно определять на горизонтальном оптиметре
или оптико-механической машине методом сравнения с конце-
выми мерами 5-го разряда по ГОСТ 8.166—75.
При определении погрешности на горизонтальном оптцметре
микрометрическую головку поверяют в следующих пяти точках:
нижний предел изме- рекомендуемые точки шкалы, в которых прово-
рения головки, мм дят поверку, мм
50 и 75 2,50; 5,12; 7,36; 10,24; 13,00
150 5,12; 10,24; 15,36; 21,50; 25,00
Основную погрешность можно определять и на оптико-меха-
нической машине методом непосредственной оценки (с учетом
поправок на шкалу прибора) при условии, что температура по-
мещения (в котором проводится поверка) будет находиться
в пределах (20i±2)°C.
Отсчеты по шкалам прибора производят после того, как из-
менения показаний, наблюдаемые в отсчетном устройстве, не
будут превышать 0,001 мм в течение 10 мин.
При поверке нутромера методом сравнения прибор необхо-
димо снабдить сферическими наконечниками с. радиусом сферы
14-^20 мм, при поверке методом • непосредственной оценки —
двумя плоскими Наконечниками.
Основная погрешность микрометрического нутромера не дол-
жна превышать следующих значений:
измеряемые размеры. -
От
Св.
»
»
мм
50 до
125 до
200 »
125
200
325
325 » < 500 и т. д. *
предел допускаемой погрешности, мкм
±4
±10 и.т. д.
Изменение размера микрометрической головки при зажатом
и освобожденном стопорном винте определяют в одной из по-
веряемых точек путем измерения ее размера сначала при осво-
божденном, а,затем при зажатом стопорном винте. Допускае-
мая разность размеров не должна превышать ±0,002 мм.
Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей
основания глубиномеров определяют плоской стеклянной пла-
стиной типа ПИ 100 класса 2 по ГОСТ 2923—75 интерференци-
онным методом. Допускается оттую^ение 0,9 мкм.. Плоскую
стеклянную пластину накладывают по короткому и длинному
ребру основания и определяют отклонение от плоскостности не
по количеству полос на измерительной поверхности (как у глад-
. кого микрометра), а по проги-
бу интерференционных полос.
Для определения числового
значения отклонения от пло-
скостности в микрометрах сле-
дует мысленно соединить край-
ние точки полосы а и b — на
рис. 3 и определить размер
стрелы прогиба. Значение стре-;
лы< прогиба умножают на дли-
ну полуволны (для белого све-
та 0,3 мкм).
Основную погрешность глу-
биномеров определяют с лю-
бым из его измерительных
стержней не одним, а двумя.
блоками концевых мер 5-го разряда по ГОСТ 8.166—75 одина-
кового номинального значения. Глубиномер и концевые меры
устанавливают на йлоскую стеклянную пластину либо повероч-
ную плиту класса 0 и поверяют нулевую установку, а затем по-
грешность определяют в пяти точках, равномерно расположен-
ных по длине шкалы стебля и шкалы барабана (те же точки,
что и у гладкого микрометра).
Основная погрешность глубиномера не должна превышать
значений, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Измеряемые размеры, мм Предел допускаемой погрешности, мкм, для класса- точности ,
1 2
До 100 Св. 100 со +Г+1 1+1+ О Сл
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерения изделий микрометрическим Инструментом
Завод-изготовитель1 Заводской номер Предел измерения Концевые, меры длины класса Цена деления : г- разряда Предельная погрешность измерения Температура окружающей среды—°C > - Номер измеряемого изделия
Эскиз микрометрического инст- румента Схема измерения изделия
1. Результаты изменений гладким микрометром и микрометрическим
нутромером
№ п/п Обозна- чения пр чер: тежу Сечения, перпендикулярные оси • 1 Предельные размеры по чертежу, мм Заклю- чение о год- ности
г ,1 11 1 III
z r 1 Направления
" 1 2 . 1 2 1 ' 2
я
2. Результаты измерений микрометрическим глубиномером
№ п/п Измеряемый элемент Предельные размеры по чертежу, мм Результат измерения Погрешность
Определе- ние глуби- ны А
Заключение о годности — -------------------------—----------------
Фамилия учащегося ---------------- Группа---------------:----
Дата выполнения работы-----------— Дата сдачи работы -----------------
Подпись учащегося----------------- Оценка -------------------------:--
Подпись преподавателя -------------------
ПРОТОКОЛ №2
Поверка гладкого микрометра
Завод-изготовитель----------------- Заводской номер ---------------------
Предел измерения ------------------ Концевые меры длины класса-----------
Цена деления ---------------------- разряда---------------
Погрешность поверки-------------- Температура окружающей среды—°C
Операция Краткая ха- рактеристика образцовых средств по- верки • Технические требования Результат поверки Погрешность, ! мкм
1. Внешний осмотр лг
2. Опробование 3. Определение шероховатости измеритель-
ных поверхностей ,
4. Определение измерительного усилия 5. Определение отклонения от плоскостности
измерительных поверхностей 6. Определение отклонения от параллель- ности плоских- измерительных йоверхнрстей с верхним пределом измерения:
до 100 мм св. 100 мм
7. Определение положения края скоса бара- бана относительно нулевого штриха при на-
чальной установке микрометра
. 8. Определение основной погрешности ми- По-
крометров верка в точ-
ках:
0,0 0
5,12 5,125 +5
Заключение о годности:---------—---------------------'----------.
Фамилия учащегося —--------------
Дата выполнения работа------------
Подпись учащегося ---------------
Группа -------------------:------
Дата сдачи работы ---------------
Оценка -----------
Подпись преподавателя----------------------
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИНДИКАТОРЫ ЧАСОВОГО ТИПА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Ознакомиться с устройством индикаторов часового типа, их
техническими, и метрологическими данными. Произвести изме-
рения индикаторами часового типа. Поверить индикаторы.
Оформить результаты измерений протоколом установленной
формы, обработать результаты измерений, дать, заключение
о годности индикаторов.
2. Применяемые приборы и оборудование
Индикаторы часового типа (ГОСТ 577—68), приспособления
к индикаторам, поверочная плита (ГОСТ 10905—75), центра,
детали, соответствующих номеров и другие средства поверки.
3. Общие сведения
Индикаторы часового типа относятся к рычажно-механиче-
ским измерительным приборам. Отличительной особенностью
этих приборов является наличие стрелки. Принцип действия ры-
чажно-механических приборов основан на преобразованйи не-
значительного перемещения измерительного стержня при помо-
щи передаточного механизма в более значительное и удобное
для отсчета перемещение стрелки по шкале.
В зависимости от устройства передаточного механизма ры-
чажно-механические измерительные приборы в основном можно
разделить на приборы с зубчатой, рычажно-зубчатой и пружин-
ной передачей.
Индикаторы относятся к приборам с зубчатой передачей.
По ГОСТ 577—68 они делятся на два типа: ИЧ — с перемёщё-
нием измерительного стержня параллельно шкале (рис. 1),
ИТ —с перемещением измерительного стержня, перпендикуляр-
но шкале (рис, 2). Индикаторы имеют цену' деления шкалы
0,01 мм и выпускаются с пределами измерения 0—5 и 0—10 мм
при Диаметре корпуса 60 мм, а также с пределами измерения
0—2 и 0—3 мм при диаметре корпуса 42 мм (малогабаритные).
Рис. 1
Та блица 1
Модель индика- тора Пределы изме- рения Предел допускаемой погрешно- сти, мм Измери-' тельное усилие, не более, сН Колебание измери- тельного усилия, не более, сН
на нормируемом участке для класса на вс$м диа- пазоне из мерения для класса
0 1 0 I 1
ИЧ2 0—2 0,004 0,006 0,01 0,012 150 40
ИЧ5
ЦЧ5Р ИЧ10 0—5 В пределах 0,1 0,012 0,016 60
0—10 0,008 0,010 0,015 0,02 200 80
ИТ 0—2 В пределах 1,0 0,01 0,012 150 40
Примечание. В модели ИЧ5Р применено устройство для разгрузки
механизма от ударов при резких перемещениях измерительного стержня.
Осевой измерительный стержень связан с радиальным изме-
рительным стержнем промежуточным угловым рычагом с пере-
даточным отношением, равным 1.
Основные технические и метрологические характеристики ин-
дикаторов различных моделей йриведены в табл. 1. Выпускают-
ся также индикаторы моделей ИЧ25 и ИЧ50 с пределом изме-
рения 25 и 50 мм и др.
Индикаторы ицеют сравнительно большие погрешности, в
основном вследствие биения триба и зазоров в его опорах. По-
грешность обратного хода (реверсирования) равна для классов
0 и 1 соответственно 2 и 3 мкм.
4. Порядок выполнения работы
Измерения с помощью индикатора часового типа. Индикато-
ры широко используются не только в измерительных лаборато-
риях, ночи в производственных условиях. Они применяются для
Рис. 3
относительных измерений, т. е. для измерений методом сравне-
ния с. концевыми мерами, либо с образцами, по которым на-
страивают прибор. На рис. 3 показано измерение индикатором
радиального биения вала и торцевого биения зубчатого колеса.
На рисунке: 1 — вал;. 2, 5, 8 — индикаторы; 3 — пределы; 4 —
зубчатое колесо; 6 — валик; 7 — центр.
Индикаторы, как правило, применяются в комплекте с раз-
личными приспособлениями, стойками и штативами. Устанавли-
вают индикатор так, чтобы линия измерения и ось измеритель-
ного стержня совпадали, т. е. ось измерительного стержня рас-
полагалась перпендикулярно к исследуемой поверхности либо
оси. В этом случае будет соблюден принцип компарирования
(принцип Аббе).
Поверка индикаторов часового типа. При проведении повер-
ки необходимо соблюдать следующие условия: температура ок-
ружающей среды (20±5)°С; изменение .температуры в течение
1 ч не должно превышать 2° С.
1. При внешнем осмотре должно быть установлено соответ-
ствие индикатора требованиям ГОСТ 577—68. Штрихи и цифры
должны быть четкими, с ровными краями. Стекло должно быть
прозрачным, чистым, без пузырей, царапин и других дефектов,
искажающих отсчет. Конец стрелки должен перекрывать корот-
кие штрихи шкалы не менее чем на 0,3 мм и не более чем на
0,8 мм их длины. На рабочих поверхностях прибора не должно,
быть царапин, забоин и следов коррозии.
2. При опробовании необходимо, убедиться, что перемещение
подвижных частей индикатора происходит плавно, без задер-
жек и заеданий. Стрелка должна быть посажена на ось плотно.
При резких передвижениях измерительного стержня или при
его остановке стрелка не должна проворачиваться на оси. При
снятии давления с измерительного стержня вдоль оси стрелка
должна возвращаться в исходное положение и в нерабочем со-
стоянии индикатора находиться слева от оси измерительного
стержня на расстоянии 20—25 делений у индикатора с преде-
лом измерения 0—5 и 0—10 мм и на расстоянии 10—15 деле-
ний у индикатора с пределом измерения 0—2 мм.
При установке индикатора по указателю на любое число
полных оборотов отклонение большой стрелки от нуля не долж-
но превышать 15 делений.
Общий ход измерительного стержня должен превышать ра-
бочий ход не менее чем на 0,5 мм у индикаторов с пределом из-
мерения 0—5 и 0—10 мм и не менее чем на 0,3 мм у индикато-
ров с пределами измерений 0—2 мм. Цлавность перемещения
измерительного стержня определяют на приборе ППИ-З либо
на микрометрическом приспособлении медленным перемещени-
ем микровинта. При этом наблюдают за движением стрелки,
которое должно быть,без задержек и скачков. .
3. Шероховатость измерительной поверхности наконечника
определяют сличением с образцами шероховатости. Она долж-
на составлять /?а^0,08.
4. Высоту расположения стрелки над шкалой определяют по
параллаксу стрелки относительно штрихов, шкалы, производя
поворот прибора вокруг оси, параллельной стрелке, приблизи-
тельно на угол 45°. При этом параллакс не должен превышать
0,5 деления. Высота расположения стрелки над шкалой не дол-
жна превышать 0,7 мм.
5. Наибольшее измерительное усилие и колебание измери-
тельного усилия на всем пределе измерения определяют на ци-
ферблатных весах’типа ВНЦ-2 при помощи специальной стойки
с микрометрической подачей.
Для того, чтобы определить измерительное усилие индика-
тора, его зажимают в отверстии переходной втулки кронштейна.
Затем при помощи резьбового кольца измерительный стержень
индикатора приводят в соприкосновение с концевой мерой
30
8—10 мм, уложенной на плоской площадке весов; при вращении
резьбового кольца с начала движения стрелки и в пределах
числа оборотов индикато'ра определяется минимальное и мак-
симальное усилия пружины индикатора по показаниям стрелки
весов. Таким образом, равномерно опуская индикатор , (совер-
шая прямой ход) и поднимая его (совершая обратный ход),,
определяют по шкале наибольшее и наименьшее усилия отдель-
но при прямом и обратном ходях измерительного стержня.
Наибольшая разность (при прямом и обратном/ходах изме-
рительного стержня) наибольшего и наименьшего измеритель-
ного усилия дает колебание измерительного усилия на всем
пределе измерения индикатора.
Колебание измерительного усилия при изменении направле-
ния движения измерительного стержня определяют следующим
образом. Опуская с помощью, кольца индикатор и наблюдая за
перемещением стрелки, производят первый отсчет по шкале ве-
сов измерительного усилия при .нахождении стрелки поверяе-
мого индикатора примерно на середине всего интервала измере-
ния индикатора. Затем измерительный стержень индикатора
продолжают перемещать в том же направлении еще на 1—2 мм,,
после чего изменяют направление движения индикатора, мед-
ленно поднимая его вверх и наблюдая за стрелкой.
Второй отсчет измерительного усилия производят по шкале
весов в тот момент, когда стрелка вновь вернется в ту же точку
шкалы, где был взят первый отсчет.
Разность двух полученных отсчетов измерительного усилия
дает колебание измерительного усилия при изменении направ-
ления движения измерительного стержня.
Наибольшее измерительное усилие, - колебание измеритель-
ного усилия, определенное раздельно при прямом и обратном
ходах, колебание измерительного усилия при изменении на-
правления движения измерительного стержня не должны пре-
вышать значений, указанных в табл. 2 ГОСТ 577—68.
6. Изменение показаний индикатора при нажиме на стер-
жень в направлении, перпендикулярном его оси определяют
приспособлением, показанным на рис. 4, а тарированным на уси-
лие 2—3 Н (200—300 гс). Индикатор должен быть укреплен
в жесткой стойке, в микрометрическом приспособлении или на
приборе. При этом индикатор устанавливают в исходное поло-
жение с предварительным перемещением (натягом) измери-
тельного стержня, равным .0,5 мм для индикаторов ИЧ02 и 1 мм
для индикаторов. ИЧ05 и ИЧ10. Точную установку стрелки в ис-
ходное положение производят после одйо- или двухкратного*
предварительного арретирования измерительного стержня инди-
катора.
Изменение показаний индикатора под действием бокового*
усилия определяют с четырех сторон динамометрическим при-
способлением (рис. 4,б).
Изменение показаний индикатора при нажиме на стержень
в направлении, перпендикулярном его оси с усилием, равным
2—2,5 Н (200—250 гс), не должно превышать 0,5 деления
шкалы.
Рис. 4
7. Размах показаний индикатора определяют на микро-
метрическом приспособлении или на приборе так же, как и в
предыдущей поверке, пятикратным арретированием измеритель-
ного наконечника. При арретировании измерительный стержень
поднимают в. пределах 0,5—0,6 рабочего хода индикатора и сво-
бодно опускают под действием измерительного усилия. , Раз^
мах показаний определяют, как разность между наибольшим
и наименьшим из десяти полученных отсчетов. Она не должна
превышать 0,003 мм.
Результаты определения размаха показаний записывают
по следующей форме:
Количество измерений Предел измерения । Размах
, Начальный Средний | | Конечный
1
2
3
4
5
8. Основную погрешность индикатора^ определяют на микро-
метрическом приспособлении (с использованием узла микро-
метрической подачи, основная погрешность которого и мертвый
Ход не должны превышать ±0,002 мм), на приборах 2ПКИ и
ППИ-3 на всем пределе измерения, в пределах любого 1 мм
(оборота) и на участке 0,1 мм.
Рис. 5
Индикаторы поверяют при помощи специального микромет-
ра (рис. 5), у которого вместо неподвижной пятки имеются сто-
порный винт и втулка. Индикатор 1 помещают в приспособле-
ние 2 и,, вращая микрометрический винт 3, устанавливают
стрелку индикатора на нулевую отметку шкалы так, чтобы она
расположилась параллельно линии измерения (с небольшим
натягом). При такой установке (стрелкй на нуле шкалы инди-
катора) против продольной риски стебля может находиться лю-
бое оцифрованное деление шкалы барабана микрометра. Пока-
зания индикатора сравнивают с показаниями микрометрической
пары класса 1.
Основную погрешность индикатора на всем пределе измере-
ния и на одном обороте определяют через 0,2 мм при прямом
и обратном направлениях, вращая микрометрический винт толь-
ко в одну сторону. Вращая его через 20 делений, следят за .пе-
ремещением стрелки по. шкале. Определяют погрешность инди-
катора в каждой поверяемой точке и показания записывают
в табл. 2. В этой таблице приведены погрешности индикатора
ИЧ05, полученные при поверке на всем пределе измерения (наи-
большая погрешность 16 мкм).
Под погрешностью в каждой точке понимают разность меж-
ду отсчетами по индикатору в данной точке и отсчетом по мик-
рометру.
Необходимо последнее показание, полученное при прямом
ходе, записать как первое показание при обратном ходе. Знак
погрешности в каждой точке при обратном ходе такой же, как
если бы отсчет производился при прямом ходе.
Таблица 2
Обороты стрелки * Отметки шкалы
Прямой ход \ Обратный ход
0 20 40 60 80 0 80 60 40 20 0
1 0 —7 —8 —6 — 1 - +1 —3 —5 —5 —1
2 —7 —5 —6 —9 — 1 — —3 —6 —2 —6 +2
3 —2 .. э —7 —3 0 -- +1 0 —2 —8 +2
4 0 —3 —4 —3 + 1 — —3 —2 0 -3 |±б|
5 —2 —6 —2 —5 —3 - -1 +1 —3 0 —3 —2
Под основной погрешностью индикатора в пределах данно-
го участка понимают сумму абсолютных значений наибольших
положительной и отрицательной погрешностей, выявленных на
данном участке при прямом и обратном ходах измерительного
стержня.
Поверку в пределах одного оборота проводят, как правило,
на худшем обороте, который выбирают на основании результа-
тов поверки на всем пределе измерения (табл. 3). Наибольшая
погрешность на одном обороте 10 мкм.
Таблица 3
Номер оборота Отметки шкалы
Прямой ход Обратный ход
0 20 40* 60 80 0 20 40 60 80 0
3 0 1 со . 1 о 1 ш —Г — 1 —2 —3 —8 И'
Участок 0,1 мм (нормированный) выбирают, как правило,
на втором обороте. Поверку на нем проводят через 0,01 мм
при прямом и обратном направлениях (табл. 4). Наибольшая
погрешность на нормированном участке 6 мкм.
9. Погрешность обратного хода (погрешность реверсирован-
ная) можно определять на микрометрическом приспособлении
или приборе ППИ-3.
Погрешность обратного хода на микрометрическом приспо-
соблении определяют следующим образом. Стрелку индикатора
устанавливают в нулевое положение (стрелка расположена па-
раллельно линии измерения), а против продольной риски стеб-
ля устанавливают на шкале барабана любое оцифрованное де-
ление. Плавно вращая микровинт, перемещают измерительный
стержень внутрь корпуса до. начала пятого оборота. При точном
совмещении соответствующего штриха барабана с. продольным
.штрихом стебля производят первый отсчет по шкале поверяемо-
го индикатора. Затем продолжают перемещать измерительный
стержень дальше внутрь корпуса; при этом стрелка проходит
еще 5-^10 делений шкалы, после чего медленно и плавно изме-
няют направление перемещения измерительного стержня. Те-
перь измерительный стержень перемещают в обратном направ-
лений (наружу). При точном совмещении того же штриха ба-
рабана. с продольной риской стебля производят второй отсчет
по1 шкале индикатора в начале пятого оборота (в данном при-
м<ере'предел измерения индикатора 0—5 мм).
Таблица 4
Направ- ление хода Порядковые .номера штрихов нормированного участка
1 2 3 4 5 6 7. 8 9 10 . 11
Прямой Обрат- ный 0 —2 — 1 —3 —2 0 —2 0 1III 1 . 1 W — 0 —2' +1 —1 |±2| + 1 +1
Погрешность обратного хода будет равна разности первого
и второго отсчетов по шкале индикатора, полученных в одной и
той же точке поверяемого индикатора при прямом ходе измери-
тельного стержня и после изменения направления движения
измерительного стержня.
Погрешность обратного хода (реверсирования) не должна
превышать 2 и 3 мкм для классов 0 и 1 соответственно.
Поверка индикатора часового типа на приборе ППИ-3. По-
верку основной погрешности индикатора часового типа можно
производить, используя также приборы 2ПКИ й ПЦИ-3.
В табл. 5 приведены основные технические характеристики при-
боров.
Таблица 5
Характеристика Приспособление с микрометрической ,головкой класса 1 Числовое значение характери- стики для приборов
2ПКИ ' ппи-з
Предел измерения, мм 0—25 0—Ю 0—10
Цена деления отсчетного устройства, мм 0,01 (по шкале пове- ряемого индикато- ра) IX 0,01 0,01
Увеличение наблюдаемо- го изображения поверяемо- го индикатора 1 X ' 2,6х
Допускаемая погрешность показаний, мм ±0,002 ±0,002 0,003 на всем пре- деле измерения; 0,002' на любом участке 1 мм
Привод . От руки Электри- ческий Электрический
Принцип, действия прибора ППИ-3 предусматривает непре-
рывную поверку основной погрешности индикатора на любом
участке его шкалы, что обеспечивает более высокую надежность
поверки. ' >
5. Обработка результатов измерений.
ПРОТОКОЛ № .1
Измерение изделий индикатором часового типа
3 ав од-изготовитель-------:-------
Предел измерения ------------------
Цена деления шкалы ----------------
Погрешность измерения ----:-----—
Заводской номер -----:---------—
Температура окружающей среды—°C
Номер измеряемого изделия ——
______________________________L
Принципиальная схема переда-
точного механизма индикатора
Схема измерения
Результаты измерений
Заключение ог годности ----:-------------------------------------
Фамилия учащегося -------------- Группа -----------------------------
Дата выполнения работы------------ Дата сдачи работы-------------------
Подпись учащегося----------------- Оценка -----------------------------
Подпись преподавателя ------------------
ПРОТОКОЛ№2
Поверки индикатора часового типа
Завод-изготовитель-^----------- Заводской номер ----------1--------
Предел измерения • — Температура окружающей среды —°C
Цена деления шкалы ---------,--
Основная погрешность определяется ч <
на .—=---------:--------г------
Принципиальные схемы поверки и схемы образцовых средств поверки
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результаты поверки Погрешность
1. Внешний осмотр • у 2. Опробование 3. Определение шероховатости измеритель- ных поверхностей наконечников - 4. Определение высоты стрелки над шкалой , 5. Определение измерительного усилия и его колебания 6. Определение измерения показаний инди- катора при нажиме на стержень в направле- нии, перпендикулярном его оси 7. Определение размаха показаний инди- катора 8. Определение основной погрешности инди- каторов: на всем пределе измерений и в пределах любого 1 мм (оборота) на участке 0,1 мм (см. табл. 2, 3, 4) 9. Определение погрешности обратного хода \
Фамилия учащегося-----------:-----
Дата выполнения работы------—-----
Подпись учащегося ----------------
Группа ----------------------:—
Дата сдачи работы , --г---------
Оценка ------------------------
Подпись преподавателя----------------------
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
НУТРОМЕРЫ ИНДИКАТОРНЫЕ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство индикаторных нутромеров, их техниче-
ские и метрологические данные. Произвести измерения индика-
торным нутромером. Поверить индикаторный нутромер. Офор-
мить результаты измерений протоколами установленной формы,
обработать результаты измерений и дать заключение о годно-
сти нутромеров.
2. Применяемые приборы и оборудование
Индикаторные нутромеры с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ
868—72, приспособления к нутромерам, поверочная плита по
ГОСТ 10905—75, средства поверки по ГОСТ 8.099—73 и другие
рекомендуемые средства поверки.
3. Общие сведения
Индикаторные нутромеры применяют длзГ измерения внут-
ренних размеров. Их изготовляют со следующими пределами
измерения: 6—10; 10—18; 18—50; 50—100; 100—160; 160—250;
250—450; 450—700; 700—1000 мм.
На рис. 1 показана конструкция индикаторного нутромера
для отверстий диаметром свыше 18 мм. В корпусе 12 закрепле-
на втулка 9, в которую ввернут регулируемый неподвижный из-
мерительный стержень 11, имеющий доведенную сферическую
поверхность и закрепляемый после установки на размер гай-
кой 10. В направляющей другого конца втулки помещен изме-
рительный стержень 14, перемещение, которого через рычаг 8,
вращающийся на оси, и^ стержень 7, передается индикатору 1.
Измерительные контакты рычага образуются запрессованными
в . него шариками 13. Измерительное усилие создается совмест-
ным действием индикатора и пружины 2. Стержень 7 заключен
в трубку 6, на которую надевается теплоизоляционная втулка 3.
В отверстие корпуса нутромера вставлены направляющие
стержни центрирующего мостика 4. Действием пружин 5 мостик
в свободном состоянии выдвигается вперед до упора в ограни-
читель. При введении нутромера в контролируемое отверстие
центрирующий мостик, прижимаемый пружинами к поверхно-
сти отверстия, устанавливает линию измерения в плоскости осе-
вого сечения.
Пределы измерений, глубина измерения и перемещение из-
мерительного стержня нутромеров должны соответствовать ука-
занным в табл. 1 ГОСТ 868—72.
4. Порядок выполнения работы
Измерения индикаторным нутромером производят методом
сравнения. В качестве образца для настройки могут быть при-
менены концевые меры, установочные скобы, кольца и т. д. Пе-
ред измерением нутромер нужно настроить на требуемый раз-
мер, т. е. установить в нулевое положение по блоку концевых
мер, соответствующему номинальному размеру контролируемо-
го отверстия. В зависимости от этого размера из комплекта к
нутромеру необходимо выбрать измерительный стержень нуж-
ного размера и завинтить в корпус нутромера. Блок концевых
мер класса 2 по ГОСТ 903'8—73 устанавливают между бокови-
ками и закрепляют в державке зажимным устройством. Смен-
ный измерительный стержень вывинчивают до тех пор, <пока
стрелка индикатора не сделает одного полного оборота. Эта
операция — создание предварительного натяга прибору — обес-
печивает надежный контакт измерительных поверхностей пятки
и измерительного стержня с деталью и гарантирует высокую
точность измерений.
При работе нутромером необходимо иметь в виду, что при
увеличении размера стрелка, индикатора поворачивается против
часовой стрелки, а -при уменьшении— по часовой стрелке. .
Рис, 2
При установке на нуль, так же, как и при измерении, нутро-
мер, необходимо покачивать (рис. 2), чтобы определить пра-
вильное его положение, отвечающее наименьшему расстоянию
между боковиками 6 и 7, помещенными в струбцинку 8 и зажа-
тыми стопорным винтом 9. ’ Этому наименьшему расстоянию,
равному блоку концевых мер 10, будет соответствовать крайнее
левое положение стрелки, т. е. наименьшее показание по инди-
катору. К этому делению подводят нулевой штрих шкалы ин-
дикатора 4, вращая ободок индикатора либо сменный^ измери-
тельный стержень 2. Индикатор зажимается в корпусе нутроме-
ра стопорным винтом 5. Более точную установку на требуемый
размер осуществляют по аттестованному установочному кольцу.
При этом исключается погрешность, вносимая неточным распо-
40
ложением центрирующего мостика 1. После установки сменный
измерительный стержень, закрепляют контргайкой и, проверив
правильность нулевой установки, переставляют нутромер в конт-
ролируемое отверстие. Нутромер нужно поддерживать рукой за
термоизолятрр 3. Покачивая нутромер в отверстий, определяют
отклонение от размера, на который он был настроен.
Отклонения, полученные при прямом ходе, т. е. при враще-
нии пр часовой стрелке, отнимают (так кдк измеряемое отвер-
стие меньше настроенного размера), а отклонения, полученные
при движении против часовой стрелки, прибавляют (размер от-
верстия больше настроенного размера) к блоку концевых мер.
Отверстия измеряют .не менее чем в трех сечениях, перпен-
дикулярных к оси отверстия, и не менее чем в .двух взаимно
перпендикулярных направлениях в каждом сечении. Получен-
ные результаты заносят в протокол (табл. 1) и определяют год-
ность изделия. После измерения необходимо проверить по бло-
ку концевых мер, не сбилась ли нулевая установка нутромера.
Таблица 1
Сече- ние Направ- ление Отсчет Оваль- ность Конус- ность Бочкооб- разность или вогну- тость Заключение о годности^ Схема измере- ния от- верстия
I 1 60,55 0,02 Изделие бра-
2 60.53 куется
1 (0,04 не укла-
II 1 60,56 0,02 — 0,04 дывается в до-
‘ 60J54 пуск)
III 1 60,52 0,02
2 60,50
Поверяют индикаторные нутромеры по ГОСТ <8.099—73.
Условия поверки должны соответствовать нормальным усло-
виям выполнения линейных измерений по ГОСТ 8.050—73 по
IX ряду нутромеров с пределами измерений до 100 мм .и VIII ря-
ду для нутромеров с пределами измерений свыше 100 мм.
Перед Поверкой нутромер и принадлежности должны быть
промыты чистым авиационным бензином марки Б-70, протерты
чистой салфеткой и разложены на поверочной плите в помеще-
нии, где проводится поверка.
1. При внешнем осмотре необходимо убедиться в соответст-
вии. нутромера требованиям ГОСТ 868—72; Наружные металли-
ческие поверхности нутромеров должны иметь надежное проти-
вокоррозийное покрытие. На них не должно быть дефектов (за-
боин, трещин, следов коррозии и др.), влияющих на эксплуата-
ционные свойства нутромеров либо портящих их внешний вид.
Измерительные поверхности стержней должны быть оснащены
твердым сплавом. Нутромеры должны иметь ручки из металла
с малой теплопроводимостью. ' . '
2. Опробованием проверяют, взаимодействие частей нутроме-
ра. Сменные измерительные стержни должны ввинчиваться
в корпус нутромера от руки и надежно крепиться. . Индикатор
также должен быть надежно закреплен в корпусе нутромера.
Перемещения подвижного измерительного стержня нутромера
и стрелки индикатора должны быть плавными.
3. Радиусы сфер определяют предельными калибрами — ра-
диусными шаблонами. Измерительные поверхности стержней
должны иметь радиусы сфер, указанные в табл. 4 ГОСТ 868—72;
4. Шероховатость измерительных поверхностей стержней и
опорных поверхностей центрирующих мостиков определяют ви-
зуально сравнением с помощью лупы увеличением 2,5—4х
(ГОСТ 7594—75) с соответствующими образцами шероховато-
сти (ГОСТ 9378—75). Шероховатость измерительных'-поверхно-
стей стержней должна быть не ниже 7?а^0,16 мкм, а опорных
поверхностей центрирующих мостиков не ниже 7?а^Л),63 *мкм.
5. Перемещение измерительного стержня определяют непо-
средственно по шкале нутромера, установленного в микромет-
рическом приспособлении в начале от его крайнего положения
(с момента начала движения стрелки индикатора) до совпаде-
ния нанесенной на нем риски с торцом корпуса нутромера и
далее от этого положения до упора. Перемещение измеритель-
ного стержня должно соответствовать значения^, приведенным
в табл. 1 ГОСТ 868—72.
6. Измерительное усилие
нутромера и центрирующего
мостика, определяют настоль-
ными циферблатными весами
типа ВНЦ-2, для чего нутро-
мер закрепляют в стойке так,
чтобы рабочие поверхности
измерительного стержня и мо-
стика находились над плоской
площадкой весов.
При поверке измеритель-
ного усилия стержня для того,
чтобы мостик 1 не соприка-
сался с площадкой весов 3, на
нее укладывают концевую ме-
ру 2 (рис. 3), уравновешива-
ют, после чего постепенно нажимают на нее, перемещая крон-
штейн стойки с закрепленным в нем нутромером. В момент, ког-
да стрелка индикатора начала перемещаться, снимают показа-
ния по шкале’ весов. Показания снимают также в середине и
конце диапазона перемещения, стрелки индйкатора.
Усилие центрирующего мостика определяют аналогичным
способом с той лишь разницей, что вместо одной меры уклады-
вают на чашку две концевые меры одного размера либо специ-
альную прокладку шириной и высотой не менее 20 мм, которая
служит для исключения контакта измерительного наконечника
с поверхностью чашки весов.
После уравновешивания прокладки определяют усилие цент-
рирующего мостика, наблюдая перемещение мостика в преде-
лах его рабочего хода.
Измерительное усилие нутромера и усилие центрирующего
мостика должны соответствовать значениям, указанным в табл. 2
ГОСТ 868—72.
У нутромеров с верхним пределом измерений 450 мм и более
усилие центрирующего мостика определяют, непосредственно
нагружая мостик симметрично расположенными гирями равной
массы. При этом масса гирь должна быть меньше усилия, ука-
занного в ГОСТ 868—72, на значение массы мостика (270 г —
у нутромера 450—700; 680 г — у нутромера 700—1000).
7. Погрешность нутромера, вносимую неточным расположе-
нием центрирующего мостика, определяют на нижнем пределе
измерений. У нутромеров с верхним пределом измерений до
250 мм эту погрешность определяют по кольцу (см. приложе-
ние 2 к ГОСТ 8.099—73) и блоку концевых мер (ГОСТ
9038—73) с боковиками. Разность размеров контролируемого
кольца и размеров блока концевых мер не должна превышать
0,02 мм.
В нутромере закрепляют сменный измерительный стержень,
соответствующий нижнему пределу измерения. Номинальный
внутренний диаметр кольца должен быть равен нижнему преде-
лу измерений поверяемого нутромера.
Разность .размеров диаметра кольца и блока концевых мер,
закрепленного между боковиками, определяют:
/для колец диаметром до 13,5 мм — на горизонтальном опти-
метре с электроконтактной головкой;
для колец диаметром от 13,5 до 150 мм — на горизонтальном
оптиметре (ГОСТ 5405—75) с присоблением для внутрен-
них измерений;
для колец диаметром от 13,5 до 160 мм — на оптико-механи-
ческой машине с приспособлением для внутренних измерений.
Горизонтальный оптиметр с приспособлением для внутрен-
них измерений либо оптико-механическую машину настраивают
по соответствующему блоку концевых мер, а затем определяют
диаметр кольца, т. е. разность их размеров. Указанную разность
определяют также поверяемым нутромером.
Отклонение от определенной разности на вышеперечислен-
ных средствах измерений и отклонение, отсчитанное по нутоо-
меру, не должно превышать !/з деления шкалы индикатора.
У нутромеров с верхним пределом измерений более 250 мм
погрешность, вносимую неточным расположением центрирующе-
го мостика, определяют только по кольцу. Для этого нутромер
вводят в кольцо вначале с отключенным центрирующим мости-
ком и измеряют диаметр отверстия в определенном сечении.
После, этого измеряют тот же диаметр с центрирующим мости-
ком.. Разность отсчетов не'должна превышать !/з деления шка-
лы индикатора.
. 8. Размах . показаний нутромера 1 (рис. 4) определяют
на приспособлении с микрометрической головкой 2 (ГОСТ
6507—78). Для этого микрометрический винт головки устанав-
ливают десять раз в одно и то же положение, подводя винт
каждый раз с одной и той же стороны и производя каждый раз
отсчет по шкале индикатора.
Рис. 4
Наибольшая разность между показаниями нутромера опре-
деляет размах показаний и не должна превышать 7з деления
шкалы индикатора.
9. Основную погрешность нутромера определяют на приспо-
соблении, что и в п. 8, методом сравнения показаний нутромера
с' показаниями микрометрической головки класса точности 1.
Микрометрическую головку необходимо дополнительно аттесто-
вать на участке, равном 9,6 мм в девяти точках через 1,2 мм и
на этом участке определять основную погрешность нутромера.
Индикатор нутромера должен быть аттестован на соответствие
классу 1 по ГОСТ 577—68.
Поверяемый нутромер укрепляют в приспособлений таким
образом, чтобы измерительный стержень был соосен микромет-
рическому винту.' В начальном положении предварительно пе-
ремещают стержень (натяг) индикатора нутромера примерно
на 1 мм. Затем стрелку нутромера устанавливают на нулевой
штрих шкалы. Микрометрический винт головки перемещают че-
рез интервалы, указанные в табл. 2, отсчет производят по пове-
ряемому нутромеру.
Погрешность определяют при прямом ходе измерительного
стержня.
.Таблица 2
Пределы измерения Интервалы, через которые определяют основную погрешность <
в пределах всего пере- мещения измеритель- ного стержня на лк)бом участке 1 мм на любом участке 0,1 мм
—10; 10—1 8 0,05 — 0,02
18—50 0,1 0,1 —
50—100; 100—160; 160—250 0,3 0,1 —
250—450 ; 450—700 ; 700—1000 0,5 0,1 —
Участки хода измерительного стержня, на которых опреде-
ляют основную погрешность в пределах 1 и 0,1 мм, выбирают
на основании результатов определения погрешности нутромера
на всем пределе измерения. Эти участки должны содержать
наибольшую алгебраическую разность, отклонений в показаниях
нутромеров по сравнению с другими участками.
Основная погрешность нутромеров не должна превышать
значений, указанных в табл. 3 ГОСТ 868—72.
Пример заполнения протокола по определению основной
погрешности нутромеров на всем диапазоне измерений приве-
ден в табл. 3, на участке в 1 мм — в табл. 4.
Таблица 3
Поверяе- мые интервалы Отсчеты , по индикатору . Погреш- ность пове- ряемого интервала Поверяе- мые интервалы Отсчеты по индикатору- Погреш- ность пове- ряемого интервала
0,0 0,0 2,1 - 2,099 —а, оо1
0,3 0,298 —0,002 2,4 2,401 +0,001
0,6 0,600 — 2,7 2,701 +0,001
0,9 50,898 —0,002 3,0 3,000 —
1,2 1,200 — 3,3 3,302 +0,002
1,5 1,497* —0,003 3,6 3,600 —
1.8 * 1,800 ./ <— 3,9 3,901 +0,001
Погрешность на всем диапазоне равна (—0,003) — (+0,002) =0,005 мм.
Таблица 4
Поверяе- мые интервалы Отсчеты по индикатору Показания нутромера,. приведен- ные к нулю Погрешно- сти по от- дельным интервалам
0,0 1,497
0,1 1,599 0,102 +0,002
0,2 1,700 0,203 +0,003
0,3 1,800 0,303 +0,003
0,4 1,900 0,403 +0,003
0,5 2,000 0,503 +.0,003
0,6 2,100 0,603 +0,003
0,7 2,201 0,704 +0,004
0,8 2,301 0,804 +0,004
0,9 2,401 0,904 +0,004
1,0 2,501 1,004 +0,004
Погрешность на участке 1 мм равна
О—(+0,004)=—0,004 мм.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерение изделий индикаторным нутромером
Завод-изготовитель Предел измерения Цена деления шкалы Погрешность измерения : Заводской номер ; Температура окру^ющей среды—°C Номер измеряемого изделия : Г'
Эскиз индикаторного нутромера Схема измерения изделия
Данные измеряемого изделия
Допускаемые отклонения от геометрической формы
Предельные размеры по чертежу конусность бочкообразность’
овальность седлообразЦ^сть
Результаты измерений индикаторным нутромером
№ п/п Размер, на который настроен нутромер. * Сечения, перпендикулярные оси Отклонения от геометри- . ческой . формы
I 1 II 1 III
Направления
. ! 1 2 1 2 1 2
л
Заключение о годности —:,—
Фамилия учащегося-.------------- Группа -------;:-----
Дата выполнения работы---------- Дата сдачи работы ;-------,--------
Подпись учащегося --------------— Оценка -------------
Подпись преподавателя-------------------
ПРОТОКОЛ№2
Поверка индикаторного нутромера
Завод-изготовитель--------------; Заводской номер ------------------
Предел измерения----------------Температура окружающей среды—°C
Цена деления --------------=----
Основная погрешность нутромера
определяется на-----------------
Результаты поверки
Операция
1. Внешний осмотр
2. Опробование
3. Определение радиуса сферы измеритель
ных поверхностей
Операция
4. Определение шероховатости 1 измеритель-
ных поверхностей стержней и опорных поверх-
ностей центрирующего мостика
5. Определение величины перемещения из-
. мерительного стержня
6. Определение измерительного усилия
нутромера и центрирующего мостика -
7. Определение погрешности нутромера, вно-
симой неточны^ расположение^ мостика
8. Определение размаха показаний нутро-
мера
9. Определение оснований погрешности ну-
тромера
Заключение о годности----------:--------------------------------—
Фамилия учащегося -------------- Группа---------------
Дата выполнения работы----------- Дата сдачи работы ----------------:—
Подпись учащегося ------:------:— Оценка ---------:-------------------
Подпись преподавателя
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
РЫЧАЖНЫЕ СКОБЫ ТИПА СР.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство рычажных скоб типа СР, их технические
и метрологические данные. Произвести измерения рычажной,
скобой. Поверить ее. Оформить результаты измерений протоко-
лами установленной формы, обработать результаты измерений
и дать заключение о годности рычажной скобы.
2. Применяемые приборы и, оборудование
Рычажная скоба типа СР (ГОСТ 11098—75), концевые меры
длины, класса 2 (ГОСТ 9038—73), детали, подлежащие измере-
нию, образцовые средства поверки согласно ГОСТ 8.359—79 и
другие рекомендуемые средства поверки.
3. Общие сведения
Рычажные скобы типа СР выпускаются шести пределов из-
мерения: 0—25; 25—50; 50—75; 75—100; 100—125 и 125—150 мм.
Предел измерений по шкале отсчетного устройства ±0,14. мм,,
цена деления 0,002 мм.
В отличие от рычажных микрометров скобы предназначены
для измерения методом сравнения наружных размеров и откло-
нения изделий от правильной геометрической формы.
Рис. 1
Отсчетным устройством рычажных скоб служит рычажно-
зубчатый передаточный механизм (рис. 1). Перемещение под-
вижной пятки 2 осуществляется переставной пяткой 4 через де-
таль 3 либо арретиром 10. Движение подвижной пятки переда-
Рис. 2
ется на рычаг 5, заканчивающийся зубчатым сектором, находя-
щимся в зацеплении с трибом 6. Вращение триба передается
стрелке 9, движущейся вдоль шкалы 8‘. Одностороннее зацепле-
ние зубчатой, передачи обеспечивается волоском 7, а измери-
тельное усилие скобы пружиной 1.
В рычажных скобах, новой конструкции применяется отсчет-
ное устройство с двухрычажной передачей (рис. 2),.состоящее
из двухрычажной синуснокулйсной передачи и представляющее
собой слегка измененную конструкцию измерительного механиз-
ма однооборотной рычажно-зубчатой измерительной головки
2 ИГ.
4. Порядок выполнения работы
Измерение рычажными скобами производится методом срав-
цениОГ^^ Перед измерением и поверкой кон-
цевые меры и измерительные поверхности скоб промывают бен-
зином марки Б-70 и насухо протирают чистой мягкой тканью.
Скобы должны быть разложены на металлической плите в по-
мещении, в. котором производится поверка, и выдержаны в нем
не менее 1 ч. При поверке скобу следует брать за теплоизоляци-
онные накладки, а концевые меры и переставную' пятку —полот-
няной либо капроновой салфеткой.
Блр^жодцевых мер, необходимый для настройки скобы, под-
бирают либо по^номинальному размеру изделий либо по сред-
нему допустимому размеру изделия
д __ п । ВО + НО
™ - ^НОМ I" 2 ’
где А — размер блока концевых мер; DH0M — номинальный раз-
мер изделия; ВО — верхнее отклонение; ЯО —нижнее отклоне-
ние. . . ' " "
Настройку скоб производят по концевым мерам, у
РазмерГ детали и бтОонёнйё’от' правильной геометрической
формы определяют, измеряя деталь (если она цилиндрическая)
в трех^сече&ия-х,-перпендикулярньгх- к оси, и в двух направлени-
ях? Сравнивают результаты измерений с данными чертежа либо
техГническими условиями на деталь и дают заключение о годно-
сти.
Действительное значение измеряемого размера
1 ~ D =А + а,
где а — велЦчина отсчета по шкале скобы с соответствующим
знаком.
Форма записи результатов измерений приведена в протоко-
ле № 1.
! Рычажные скобы типа СР поверяют по ГОСТ 8.359—79.
Температура помещения, в котором поверяют скобы, должна
соответствовать требованиям ГОСТ 8.359—79.
1. При внешнем осмотре необходимо убедиться, что- на на-
ружных поверхностях скоб нет дефектов, ухудшающих внешний
вид и влияющих на их эксплуатационные качества. Наружные
металлические поверхности скоб, за исключением подвижной
и переставной пяток, должны быть окрашены или иметь анти-
коррозионное покрытие. Отсчетное устройство должно быть за-
крыто чистым прозрачным стеклом без дефектов, препятствую-
щих отсчету показаний или ухудшающих внешний вид скобы.
2. При опробовании проверяют взаимодействие частей. Под-
вижная пятка и механизм отсчетного устройства должны пере-
мещаться плавно, без скачков и заеданий; подвижная пятка не
должна поворачиваться при перемещении. Стопорные винты от-
счетного устройства и переставной пятки, а /также механизм
отводки (арретира) должны действовать надежно.
При отводе подвижной пятки стрелка должна выходить за
пределы шкалы влево. Конец стрелки должен перекрывать ко-
роткие штрихи шкалы не менее чем на 0,3 и не более 0,8 их
длины.
Скобы должны быть снабжены указателями пределов допус-
ка. Концы указателей должны перекрывать короткие штрихи
шкалы не менее чем на 0,3—0,8 их длины.
3. Шероховатости измерительных йоверхностей определяют
визуально сравнением с образцами шероховатости. Шерохова-
тость измерительных поверхностей пяток должна быть не ниже
7?а^О,О4 мкм по ГОСТ 2789—73.
4. Измерительное усилие скоб определяют с помощью на-
стольных циферблатных весов либо> специальных динамометров,
(см. лабораторную работу № 3), либо с помощью рычажных
динамометров.
Измерительное усилие и колебание его должны соответство-
вать значениям, указанным в ГОСТ 11098—75.
5. Отклонение от плоскостности измерительных поверхнос-
тей определяют интерференционным методом с помощью пло-
ской стеклянной пластины, для чего пластину накладывают на
измерительную поверхность и добиваются получения наимень-
шего количества интерференционных полос. Независимо от то-
го, будут ли полосы прямыми, изогнутыми, кольцевыми, их
должно быть не более двух.
6. Отклонение от параллельности измерительных поверхно-
стей скоб определяют плоскопараллельными пластинами. Для
этого пластины помещают между измерительными поверхностя-
ми пяток при нулевом показании измерительного устройства.
Для определения отклонения от параллельности подсчитывают
сумму интерференционных полос, наблюдаемых между измери-
тельными поверхностями пяток и поверхностями стеклянной
пластины. Допускаемые отклонения от параллельности не дол-
жны превышать значений, указанных в ГОСТ 11098—75.
7. Несоосность измерительных пяток рычажных скоб с пре-
делами измерений до 50 мм не должна превышать 0,05 мм. Ее
определяют с помощью приспособления (рис. 3), представляю-
щего собой цилиндр. Цилиндр насаживают одним концом на
подвижную пятку скобы так, чтобы переставная пятка входила
в отверстие на другом его конце. Если несоосность больше до-
пускаемой, то переставная пятка в отверстие цилиндра не вой-
дет. В этом случае скобу бракуют.
8. Размах показаний скоб с пределами измерений 0—25 мм
определяют путем контактирования подвижной и переставной
пяток, а скоб с верхним пределом измерений . свыше 25 мм—•
путем неоднократного измерения концевой меры при трех по-
ложениях' стрелки на шкале: нулевом и двух крайних штрихах
35-^0
Or3ZO
.* W///////W
&
W////////////A
Рис. 3
положительного и отрицательного участков. В каждом положе-
нии подвижную пятку арретируют не менее десяти раз. Разность
между наибольшим и наименьшим показаниями в данном по-
ложении принимают за размах показаний. Он не должен пре-
вышать Vs цены деления шкалы.
9. Основную погрешность скобы типа СР с ценой деления
0,002 мм определяют по плоскопараллельным концевым мерам
длины 4-го разряда. Погрешность в диапазоне, измерений
±10 дел. от нулевого штриха определяют через 5 дел., а в диа-
пазоне свыше ±10 дел.— через 10 дел.
Основная погрешность скоб в интервале шкалы ±10 дел. от
нулевого штриха не Должна превышать ±0,001 мм, а в интер-
вале шкалы свыше ±10 дел. от нулевого штриха не более
±0,002 мм. 1
' При определении основной погрешности скобы типа СР с
диапазоном измерений (0—25) мм и пределом измерения от-
счетного устройства ±0,14 мм применяют концевые меры дли-
ной 1; 1,02; 1,04; 1,06; 1,08; 1,10; 1,12;.1,13; 1,14; 1,15; 1,16; 1,18;
1,20; 1,22; 1,24; 1,26; 1,28 мм.
По концевой мере 1,14 мм, которую помещают между изме-
рительными поверхностями пяток, устанавливают на отсчетном
устройстве показание, равное нулю. Переставную пятку за-
крепляют стопором. Подвижную пятку отводят арретиром, кон-
цевую меру 1,14. мм удаляют, а'между измерительными поверх-
ностями пяток последовательно устанавливают соответствую-
щие концевые меры. Если вначале поверяют положительный
участок шкалы, то помещают меру 1,15 мм, затем 1,16 мм и
т. д., производя при каждой установке отсчет по шкале (см.
таблицу).
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерение деталей рычажной скобой типа СР
Завод-изготовитель ---------------- Заводской номер ----------------:-----
Предел измерения ------------------ Погрешность измерения ,--------------
Цена деления шкалы —:-------------- Температура окружающей среды—°C
Принципиальная схема скобы СР . Схема измерения деталей'
Результаты измерений
Размер, на который настроена скоба Сечения, перпендикулярные оси .Предельные размеры по чертежу, мм Отклоне- ние от геомеТ- , рической формы
I . 1 ' п I 1 HI
Направления
1 ; 2 1 2 1 2
, к
Заключение о годности --------------:—----------------------------
Фамилия учащегося -----------' Группа ----------------
Дата выполнения работы----------- Дата сдачи работы ------------------
Подпись учащегося -------:------- Оценка --------------
Подпись преподавателя —:----------------:------------------:—.—-----—
Пример
записи результатов определения основной погрешности
скоб типа СР с диапазоном измерения 0—25 мм
Поверяемый участок, шка- лы, дел. Плоскопараллельная концевая мера, мм Разность дей- • ствительных значений мер. — Iq, мкм Показания скобы xit мкм Основная по- грешность скобы 6i=*i-A+ . мкм
номи- нальное * значение действи- тельное значение
0 1,14. /о = 1.1408 «0 х0=0 0
(0+5) 1,15 Zx= 1,1504 4-10,1 Х1=+Ю,0 —0,1
' (0+10) 1,16 Z2= 1,1613 +21,0. хв=+20,2 —0,8
(0+20) 1,18 Zs = l,1810 +40,7 х3=+40,8 +0,1
(0+30) 1,20 Z4 = 1,2003 +60,0 ха=+60,8 +0,8
(0+40) . 1,22 Z5 = 1.2198 +79.5 х5=+80,0 +0,5
(0+50) 1,24 Ze=r,2410 +100,7 х6=+Ю1,0 • +0,3
(0+60) 1,26 Z7 =1,2600 +И9.7 х7=+П9,7 0,0
(0+70) 1,28 Z8 =1,2805 +140,2 х8=+140,0 —0,2
Аналогично поверяют отрицательную часть шкалы, но между измери-
тельными поверхностями устанавливают уже соответственно концевые меры
длины 1,13; 1,12 мм и т. д. Следовательно, при нулевой установке по мере
1,14 мм поверяют как положительный, так и отрицательный участок шкалы.,
ПРОТОКОЛ№2
Поверка рычажной скобы типа СР
Завод-изготовитель-----------------
Предел измерения ------------------
Цена деления :---------------------
Заводской номер ------------------
Основная погрешность определяется
концевыми мерами класса -----------
разряда -----------
Температура окружающей среды—°C
Принципиальные схемы образцовых средств поверки
Схемы поверки
Операция
1. Внешний осмотр
2. Опробование
3. Определение шероховатости измеритель-
ных поверхностей
4. Определение измерительного' усилия
5. Определение отклонения от плоскостности
измерительных поверхностей пяток
6. Определение отклонения от параллельно-
сти измерительных поверхностей пяток
7. Определение несоосности измерительных
поверхностей
8. Определение, размаха показаний скоб
9. Определение основной погрешности скоб
Фамилия учащегося -----------‘----
Дата выполнения работы------------
Подпись учащегося ------------:--
Группа -----------
Дата сдачи работы ---------------
Оценка -----::—
Подпись преподавателя---------------------
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
РЫЧАЖНЫЕ МИКРОМЕТРЫ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство рычажного микрометра, его тёхнинеские
и метрологические данные. Произвести, измерения микрометром.
Поверить микрометр. Оформить результаты измерений протоко-
лами установленной формы, обработать результаты измерений
и дать заключение о годности микрометра.
2. Применяемые приборы и оборудование
Рычажные микрометры типа МР по ГОСТ 4381—80, средства
поверки по ГОСТ 8.411—81, стойки для микрометров, детали,
подлежащие измерению.
3. Общие сведения
Рычажные микрометры предназначены для измерения на-
ружных размеров методом сравнения и методом непосредствен-
ного отсчета по шкалам.
Находящиеся в обращении-микрометры могут быть трех ти-
пов.^Два типа (MP3 и МР) имеют встроенное в корпус отсчет-
ное устройство- (рис. 1 и 2), а тип МРИ выполняется с отдель-
ной измерительной головкой.
Рис. 1
. Микрометры, выпускаемые до 1976 г. имели кинематическую
схему, показанную на рис. 1 и два типоразмера с диапазоном
измерения до 50 мм. Передаточный механизм таких микромет-
ров состоит из однорычажной синусной и одноступенчатой зуб-
чатой передач. Эти микрометры имеют диапазон измерений па
шкале ±0,030 мм и цену деления 0,002 мм..
Рис. 2
В настоящее время выпускают микрометры четырех типо-
размеров с встроенным отсчетным устройством, представляю-
щим собой измерительный механизм серийно выпускаемой ры-
чажно-зубчатой головки 2 ИГ с ценой деления шкалы 0,002 мм,
но диапазон измерения по шкале расширен с ±100 до
±140 мкм. , \
Технические характеристики микрометров должны соответст-
вовать требованиям ГОСТ 4381—80.
4. Порядок выполнения работы V/
Измерение рычажным микрометром методом непосредствен-
ного отсчета по шкалам. Перед измерениями и поверкой изме-
рительные поверхности микрометра, концевых мер и деталей
должны быть промыты бензином марки Б-70 и протерты чистой
мягкой тканью. ’ \
Микрометры раскладывают на металлической плите в поме-
щении, в котором проводят .измерения и поверку и выдерживают
не менее 1 ч. Температура помещения должна .быть в пределах
(20±3)°С. -
Перед измерениями проверяют нулевое положение микрометр
ра и производят нулевую установку по всем трем шкалам мик*
роМетра. Для этого у микрометра с пределами измерений
0—25 мм, вращая барабан микрометрического винта, приводят
в соприкосновение измерительные поверхности микрометриче-
ского винта и пятки. Вращение прекращают; когда нулевой
штрих барабана совпадает с предельным штрихом стебля.
Стрелка отсчетного устройства также ,должна быть на нулевом
штрихе. Несколько раз арретируют измерительный стержень.
. Если стрелка i останется на нулевом-делении шкалы рычаж-
ного приспособления, то микрометр подготовлен к работе. Если
стрелка сбилась с нулевого деления, микрометр следует настро-
ить. Для этого, вращая барабан, необходимо установить стрел-
ку на нуль шкалы, закрепить. стопорным приспособлением мик-'
рометрический винт, отвинтить колпачок барабана, снять бара-
бан с конуса, повернуть его до совпадения нулевого штриха
барабана с продольным штрихом стебля и завинтить колпачок.
При измерении изделие помещают между измерительными по-
верхностями пятки и микрометрического винта. Вращая микро-
винт, устанавливают стрелку отсчетного устройства вблизи ну-
ля шкалы (в пределах ±4 делений), а продольный штрих стеб-
ля совмещают с каким-либо штрихом шкалы барабана микро-
метра. Отсчет по рычажному микрометру будет представлять
алгебраическую сумму отсчетов по шкалам стебля, барабана
и рычажного устройства.
Измерение рычажным микрометром методом сравнения с
концевой Мерой. . •
Между измерительными поверхностями располагают конце-
вую меру или блок концевых мер, равный номинальному разме-
•ру детали. Вращая микровинт, устанавливают стрелку отсчет-
ного приспособления, на нуль шкалы. Затем зажимают стопор,
несколько раз арретируют и, если стрелка не сбилась, считают,
что микрометр настроен. Арретиром отводят подвижную пятку
и вынимают концевые меры. Вместо концевых мер устанавлива-
ют деталь. В этом случае отсчет представляет собой алгебраи-
ческую сумму действительного срединного размера блока кон-
цевых мер и отсчета по шкале отсчетного приспособления мик-
рометра.
Каждый размер измеряют три — четыре раза. За результат
измерения принимают среднее арифметическое из полученных
отсчетов.
Для -определения отклонения от правильной геометрической
формы изделия его необходимо измерить в трех сечениях, пер-
пендикулярных к оси, и в двух направлециях в каждом сечении,
т. е. повернуть изделие по отношению к предыдущему направ-
лению на 96°.
Результаты измерений заносят в протокол № 1.
Рычажный микрометр типа МР поверяют по ГОСТ
8.411—81. •
\ При внешнем осмотре (п. 1) и опробовании (п. 2) устанав-
ливают, что: наружные поверхности микрометра и установочной
меры не имеют забоин, вмятин, царапин, заусенцев, следов кор-
розии, влияющих на эксплуатационные свойства и качество
прибора; рычажный механизм работает плавно, без скачков и
заеданий; стрелка в нерабочем состоянии микрометра находит-
ся слева за пределами шкалы, а при арретировании выходит
вправо за пределы шкалы; конец стрелки перекрывает корот-
кие штрихи шкалы не менее чем на 0,3 и не более чем на 0,8 их
длины; барабан и пятка микрометра перемещаются легко и
плавно; стопор надежно закреплен микрометрическим винтом
в, требуемом положении.
3. Расстояние от стебля до верха торца конической части
барабана следует определять в четырех положениях барабана
(через 90°) щупом размером 0,45 мм по ГОСТ 882—75. Щуп
прикладывают к стеблю в месте продольного штриха и оценива-
ют это расстояние на глаз (оно должно быть меньше размера
щупа или равно ему).
4. Положение торца конической части барабана относитель-
но начального штриха шкалы стебля необходимо определять
при нулевой установке микрометра. При этом начальный штрих
шкалы стебля должен быть виден полностью;
Если торец барабана не доходит до штриха, то смещение
необходимо определять у микрометров с верхним пределом из-
. мерения 50 мм и выше, подводя торец барабана к начальному
штриху стебля при удалённой установочной мере, а у микромет-
ров. с пределом измерения 0—25 мм к следующему штриху
стебля. Отсчет производят по шкале барабана. У микромет-
ров, находящихся в обращении, перекрытие штриха шкалы на.
стебле торцом конической части барабана допускается не более
чем на 0,07 мм.
5. Высоту расположения стрелки над плоскостью шкалы оп-
ределяют по кажущемуся изменению1 отсчета вследствие парал-
лакса шкалы и стрелки. Для этого стрелку устанавливают в ну-
левое-положение, а микрометр наклоняют относительно оси, па-
раллельной стрелке, приблизительно на угол 45° и, не меняя по-
ложения головы, наблюдают за показаниями/по шкале. Изме-
нение показания не должно превышать 0,5 делейия шкалы.
В этом случае высота расположения стрелки над шкалой равна
0,5 мм. . , •
6. Измерительное усилие микрометров определяют ' с по-
мощью циферблатных весов (ГОСТ 13882—68) при контакте
измерительной поверхности подвижной пятки с шариком, за-
крепленным на плоской поверхности площадки весов. Микро-
метр укреплен на стойке (см. . лабораторную работу № 2).
Опуская микрометр до совмещения стрелки отсчетного, устрой-
ства с крайним делением минусовой части шкалы, производят
отсчет по шкале весов. При совпадении стрелки прибора с край-
ним делением плюсовой части шкалы производят второй отсчет
по шкале весов. Разность между двумя отсчетами дает значе-
ние колебания измерительного усилия, у микрометров, а
большее из двух показаний определяет измерительное усилие.
Измерительное усилие может быть также определено дина-
. мометром, помещенным между измерительными поверхностями
микрометра. Измерительное усилие и его колебание не должно
превышать значений, указанных в ГОСТ 4381—80. Риски нано-
сятся после тарирования пружины силой в 6 и 8 Н (см. лабора-
торную работу № 2).
7. Шероховатость измерительных поверхностей микрометров
определяется сравнением с образцами шероховатости поверхно-
сти (ГОСТ 9378—75) с Ra^.0,04 мкм. Шероховатость поверх-
ностей должна быть не ниже 7?а^0,040 мкм по ГОСТ 2789—73.
8. Несоосность микрометрического винта и пятки определяют
при помощи приспособления, представляющего собой полый ци-
линдр, который насаживают одним концом на подвижную пятку
так, чтобы микрометрический винт вошел в отверстие на другом
конце цилиндра. Если несоосность превысит допускаемую
(0,05 мм), то микрометрический винт в отверстие цилиндра не
войдет.
9. Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей
определяют интерференционным методом при помощи плоской
стеклянной пластины класса 2 по ГОСТ 2923—75. Пластину
накладывают на измерительную поверхность микрометрическо-
го винта либо подвижной пятки так, чтобы получить как можно
меньшее количество интерференционных полос. Затем подсчи-
тывают их количество, которое не должно превышать указанно-
го в ГОСТ 4381—80( т. е. не более двух полос.
10. Отклонение от параллельности измерительных поверхно-
стей определяют при помощи комплекта из четырех плоскопа-
раллельных пластин (ГОСТ 1121—75) интерференционным ме-
тодом. Плоскопараллельные стеклянные пластины зажимают
между измерительными поверхностями микрометра и подсчиты-
вают сумму интерференционных полос, которые образовались
на подвижной пятке и на шпинделе микрометрического винта;
при этом стрелка отсчетного устройства должна находиться в
нулевом положении.
Так как плоскопараллельные пластины отличаются друг от
друга на 'Д оборота барабана микрометрического винта, то,
следовательно, параллельность измерительных поверхностей не-
обходимо определять в четырех положениях. Получают четыре
суммы, из которых выбирают наибольшую. Отклонение от па-
раллельности не должно превышать значений, указанных
в табл. 7 ГОСТ 4381—80.
11. Основную погрешность отсчетного устройства и вариа-
цию показаний определяют в нескольких отметках шкалы кон-
цевыми мерами 4-го разряда (ГОСТ 9038—73) при вертикаль-
ном и горизонтальном положении отсчетного устройства. Повер-
ку проводят следующим образом. Выбирают «начальную» кон-
цевую меру, например, 1,03 мм и по ней устанавливают стрелку
отсчетного устройства на нуль шкалы (табл. 1). Для этого кон-
цевую меру 1,03 мм помещают между измерительными поверх-
ностями и, вращая барабан, «устанавливают стрелку на нуль
шкалы, а затем закрепляют стопор. Следовательно, микромет-
рический винт неподвижен. Отводят арретиром подвижную пят-
ку, концевую меру 1,03 мм убирают, а на ее место помещают
меры 1,04; 1,05; 1,06 мм, проверяя положительный участок шка-
лы*. Для поверки отрицательного участка применяют меры 1,02;
1,01 и 1,0 мм. Отсчет снимают по шкале отсчетного устройства.
Полученные отклонения от размеров донцевых мер не должнк
превышать ±0,001 мм. Результаты поверки заносят в протокол
(приведен пример поверки микрометров, выпущенных до срока
введения ГОСТ 4381—80).
Таблица 1
Поверяе- мые точки, мкм Размеры мер, мм Отсчет по шкале ры- чажного приспособ- ления, мкм ( Погреш- ность, мкм
0 1,03 ,. 0 0
+10 1,04 +Ю,5 +0,5
+20 1,05 +21,0 +1,0
+30 1,06 +30,0 0
0 1,03 - 0 0
—10 1,02 —11,0 —1,о
—20 1,01 —20,0 ч 0
—30 1,0 —29,0 +1,0
Погрешность показаний отсчетного устройства не превышает
±0,001 мм, т. е. укладывается в допуск.
Размах показаний определяют на нулевом делении шкалы
и в точках ±30 мкм десятикратным арретированием йодвижной
пятки в каждой из трех указанных точек шкалы. Форма оформ-
ления результатов измерений при. определении вариации приве-'
дена в табл. 2.
Та б л и ц'а 2
Количество измерений в каждой точке \ Выбранные точки шкалы Размах показаний»
' 1 нулевая j 1 L левая 1 крайняя правая крайняя
1 ’2
3
4
5 »
После каждого арретирования производят отсчет по шкале.
Разность между наибольшим и наименьшим показаниями при-
нимают за размах показаний. Выбирают худшую из трех
разностей. Основная погрешность и размах показаний отсчет-
ного устройства не должны превышать значений, уазанных. в
ГОСТ 4381—80.
.12 . Основную погрешность определяют' в вертикальном и го-
ризонтальном его положениях как сумму погрешностей микро-
метрического механизма и отсчетного устройства через 5 мм по>
шкале стебля и через четвертую часть оборота микровинта по
шкале барабана по концевым мерам 4-го разряда (ГОСТ
9038—73). При определении погрешности микрометров с верх-,
ним пределом измерения до 50 мм рекомендуется использовать
следующие концевые меры:
Пределы измерений Номинальные размеры концевых мер,
микрометров используемых при- поверке
0—25 5,12; 10,24; 15,36; 21,50; 25,00
25—50 25,00; 30,12; 35,24; 40,36; 46,50; 50,00
Погрешность микрометров с пределом ’ । измерений до
100 мм определяют дважды при установках показаний
отсчетного устройства ±0,02 мм. Показания поверяют в тех
же точках, что и у гладкого микрометра, но в каждой точ-
ке по шкале . барабана вначале, допустим, устанавливают
—0,02 мм, а затем для всех точек устанавливают показания по
шкале барабана 4-0,02 мм при наличии между измерительными
поверхностями соответствующего блока концевых мер. Показа-
ния следует снимать по шкале отчетного устройства. Например,
при поверке по концевым мерам номинальным размером 5,12;
Д0,24; 15,36 мм и т. д. в первый раз по узлу микрометрической
подачи' следует установить показания 5,10; 10,22; 15,34 мм
и?т. д., а Второй раз — 5,14; 10,26; 15,38 мм и т. д. (см. табл. 3).
/ Таблица^
Пове- ряемые точки Начальный отсчет по шкале , барабана микровинта
ч/ —0,02 мм +0,02 мм
1 Отсчет s по шкалам ' микровин- та, мм Отсчет по шкале рычажного приспособления, мкм По- греш- ность, мкм Отсчет по . шкалам микррвин- та, 'мм Отсчет по шкале рычажцого приспособления, мкм По- греш- ность, . мкм
0 —0,02 +19 —1 4-0,02 —20 0
5,12 5,10 +21 +1 5,14 —18 +2
10,24 10,22 +22 +2 10,26 —22 ' —2
15,36 15,34 +20 ' 0 15,38 —20 0
20,48 20,46 +18 —2 20,50 —22 —1
25,00. 24,98 Н-20 0 25,02 —,19 + 1 ,
Запись результатов определения основной погрешности ры-
чажных микрометров типа МР с ценой деления 0,002 мм с пре-
делами измерений • по шкале рычажного приспособления
±0,03 мм приведена в табл. З.
Наибольшая погрешность ±2 мкм. Предел допускаемой по-
грешности ±3 мкм._ Разности между показаниями микрометров
и действительными значениями концевых мер Длины равны ос-
новным погрешностям микрометра в поверяемых точках шкалы
и не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 4381—80.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ№1
Измерение деталей рычажным микрометром типа МР
Завод-изготовитель
Заводской номер •
Предел измерения __________________
Цена деления.-шкалы отсчетного уст-
рдйства __________________________
Предел измерения по шкале отсчет-
ного устройства______
Цена деления шкалы барабана ми-
кровинта _____
Погрешность измерения
Температура окружающей, ср еды—°6
Принципиальная, схема переда- точного механизма микрометра типа МР Схемы измерения деталей
* А
Результаты измерений
Размер, .» на который настроен микрометр Сечения, перпендикулярные к оси Предельные размеры по чертежу, мм Отклоне- ние от \ геомет- рической л .формы i .
I ' 1 1 и I 1 •
Направления
1 2 1 2 ! 1 1 2
1
Группа_______________
Дата сдачи работы•
Оценка_____________‘
Заключение о годности______________________________________________
Фамилия учащегося ._______________
Дата выполнения работы
Подпись учащегося
Подпись преподавателя_______________________
ПРОТОКОЛ№2
Поверка рычажного микрометра типа МР
Завод-изготовитель Предел измерения по шкале отсчет- Заводской номер ного устройства Предел измерения микрометром Цена деления шкалы барабана ми- Цена деления шкалы отсчетного уст- кро'винта : • ройства ; Основная погрешность определяется / концевыми мерами класса разряда Температура окружающей среды—°C
' Принципиальные схемы образцовых средств поверки Схемы поверки
Операция Краткая ха- рактеристика образцовых средств Технические требования Результат поверки Погреш- ность, мкм
1. Внешний осмотр у 2. Опробование 3. Определение расстояния от стебля до верха торца конической части барабана 4. Определение положения торца конической части барабана относительно начального -штриха шкалы стебля при соприкосновении измерительных поверхностей 5. Определение высоты. расположения стрелки 6. Определение измерительного усилия 7. Определейие шероховатости измеритель- ных поверхностей 8. Определение несоосности микрометриче- ского винта и пятки (с верхним пределом из- мерений до 100 мм)- 9. Определение отклонения от плоскостности измерительных поверхностей ' 10. Определение отклонения от параллель- ности измерительных поверхностей > /
Операция
Продолжение
11. Определение основной погрешности
отсчетного устройства и размаха показаний
12. Определение основной погрешности мик-
.крометров
Заключение о годности ______________. •______________________
Фамилия учащегося Группа '
.Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка '
Подпись. преподавателя;
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
ГОЛОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
РЫЧАЖНО-ЗУБЧАТЫЕ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство рычажно-зубчатых измерительных голо-
вок, их технические и метрологические данные; Произвести: из-
мерения деталей головкой. Поверить головку. Оформить резуль1
таты измерений протоколами установленной формы, обработать
результаты измерений и дать заключение о годности головки.
2. Применяемые приборы и оборудование
Головки типов 1 ИГ и 2ИГ (ГОСТ 18833—73), образцовые
средства поверки по ГОСТ 8.260—77 и другие средства поверки,
поверочная плита 630X400 класса 1 (ГОСТ 10905—75), центра,
детали для измерения.
3. Общие сведения
Головки применяют для определения отклонения от правиль-
ной геометрической формы и отклонения расположения поверх-
ностей. Техническая характеристика головок приведена в табл. 1
и 2 ГОСТ 18833—73. • •
Ввиду несущественных отличий головок двух типов с их схе-
мой, с конструкцией и точностными характеристиками можно
ознакомиться на примере головки типа 1ИГ.
В рычажно-зубчатых головках механизм преобразования пе-
ремещения измерительного стержня в угловые перемещения
стрелки состоит из сочетания рычажных и зубчатых элементов.
"^Основные элементы рычажно-зубчатых головок поверяют на
приборе типа ППГ-2 (рис. 2). Прибор состоит из корпуса 6,
основания 5, узла измерительного винта 4, рычага 5, промежу-
точной передачи £, устройства 11 для установки и крепления
/измерительных, головок, механизма переключения цены деле-
ния 9, узла винта подачи 10. На корпусе прибора, представляю-
щем собой литую деталь, закреплены выдвижная 7 и откидная 8
рамки, обеспечивающие установку прибора в необходимых ра-
бочих положениях. На передней части корпуса установлена ру-
коятка 15 управления механизмом переключения цены деления
прибора. Узел измерительного винта состоит из микрометриче-
ской пары с шагом 0,5 мм, отсчетного устройства с лимбом 14,
поворотного диска 13 с указателем и целительного механизма,
обеспечивающего фиксированные положения измерительного
винта через Vs часть его оборота. Установка винта может осу-
ществляться как по лимбу, так и при помощи делительного ме-
ханизма, включаемого и выключаемого рукояткой 12. Устройст-
5-2903
65
во для установки и крепления измерительных головок состоит
из укрепленной на основании стойки 1 и поворотного кронштей-
на 11 с посадочными отверстиями 8 и 28 мм.
Диаметр посадочного места прибора 4; 8 и 28 мм; пределы
измерения 1 и 2 мм; цена деления 0,0001 и 0,0002 мм.
Предел допускаемой систематической погрешности прибора
при прямом ходе: на всем пределе измерений 0,5 и 1,0 мкм при
цене деления 0,0001 и 0,0002 соответственно: на любом участке
0,1мм — 0,2 мкм:
Предел допускаемой погрешности при обратном ходе 0,0001
и 0,0002 мм при цене деления 0,0001 и 0,0002 соответственно.
Принцип действия прибора показан на рис. 3. При враще-
нии измерительного винта 3 перемещение шариковых контактов
передается через один из промежуточных плоскопараллельных
элементов 7 на наконечник головки /, закрепленной в корпусе 2.
Элементы 7 перемещаются строго поступательно в направле-
нии, указанном стрелкой. Рычаг 4 обеспечивает фиксированные
передаточные отношения, которые определяются расположени-
Рис. 3
ем шариковых контактов 5 относительно оси поворота 6, Как
следует из рисунка, при перемещении измерительного винта на
размер h промежуточные элементы переместятся на размер hi
и /i2. Зависимость между перемещениями определяется соотно-
шением плеч рычага, т. е. его передаточным отношением: hi =
=h(lill) и h2=h(l,2l\l). Приведенные соотношения и определяют
осуществляемые прибором измерительные перемещения его ра-
бочих элементов.
Головки с пределом измерения до 1 мм независимо от цены
деления поверяют при цене деления прибора 0,1 мкм. Головки с
пределами измерения свыше 1 мм поверяют при цене деления
0,2 мкм.*
Необходимую цену деления прибора устанавливают плавным
перемещением рукоятки 15 в крайнее левое (цена деления
0,1 мкм) или в крайнее правое положение 0,2 мкм (см. рис. 2).
При поверке головок с пределом измерения более 0,5 мм
исходным положением винта является его крайнее нижнее по-
ложение (кромка барабана совмещена с верхней кольцевой ри-
ской).
При поверке головок с пределом измерения до 0,5 мм исход;
ным является среднее положение винта (кромка барабана сов-
мещена со средней кольцевой риской).
4. Порядок выполнения работы
Измерения изделий головками типов 1ИГ и 2ИГ. Эти голов-
ки обычно применяют как индикаторы часового типа для изме-
рений методом сравнения. Но и из-за меньшего предела изме-
рения и значительно большей точности и чувствительности их
используют при более точных измерениях.
Рычажно-зубчатые измерительные головки поверяют по
ГОСТ 8.260—77.
/Температура окружающего воздуха в поверочном помеще-
ний должна быть (20±4)°С. Изменение температуры в течение
0,5 ч не должно превышать 0,5° С. Перед поверкой головки на-
конечник и концевые меры должны быть промыты бензином
марки Б-70 и протерты чистой хлопчатобумажной салфеткой.
Головка и концевые меры должны быть выдержаны на ра-
бочем месте не менее 2 ч.
1. При внешнем осмотре необходимо установить соответствие
головок техническим требованиям. Штрихи шкалы должны быть
четкими, с ровными краями. Стекло должно быть прозрачным,
чистым, 'без пузырей, царапин и других. дефектов, искажающих
отсчет показаний или ухудшающих внешний вид прибора. Ши-
рина стрелки в той ее части, которая находится над шкалой,
должна быть в пределах ширины штрихов. Конец стрелки дол-
жен перекрывать короткие штрихи шкалы не менее чем на 0,3
и не более чем на 0,8 их длины. В нерабочем состоянии головки
стрелка должна находиться слева вне шкалы на расстоянии не
менее 2 мм от последнего оцифрованного штриха. На наруж-
ных поверхностях головки не должно быть дефектов, ухудшаю-
щих внешний вид или влияющих на ее эксплутационные каче-
ства.
2. Опробованием проверяют взаимодействие частей головки.
Плавность перемещения измерительного стержня головки про-
веряют в вертикальном и горизонтальном положениях стержня
на приборе типа ППГ-2. Для этого поверяемую головку следует
установить в посадочное отверстие таким образом, чтобы ее на-
конечник касался наконечника прибора, а стрелка оказалась
вблизи нуля, и закрепить головку зажимным винтом. Равномер-
но вращая измерительный винт прибора типа ППГ-2 в прямом
и обратном направлениях, проверить плавность перемещения
подвижных .частей головки на всем пределе ее измерения. Плав-
ность перемещения должна соответствовать требованиям ГОСТ
18833—73.
3. Измерительное усилие головок определяют на циферблат-
ных весах с ценой деления 5 г или граммометром типа ГМ-3
с ценой деления 10 сН, диапазоном измерения от 5 до 300 сН
и погрешностью не более 10 сН. Методика и средства опреде-
ления измерительного усилия аналогичны изложенным в лабо-
раторной работе № 3 и др. Головку укрепляют в стойке типа
С-Ш по ГОСТ 10197—70, а измерительный наконечник при-
водят в контакт с верхней поверхностью площадки весов. Опус-
кая головку с помощью микрометрической подачи стойки, оп-
ределяет измерительное усилие в начале и конце шкалы
головки’
Колебание измерительного усилия определяют максимальной
разностью между двумя показаниями весов при прямом и об-
ратном ходах измерительного стержня. Измерительное усилие
и его колебание не должны превышать 100 и 40 сН соответст-
венно.
4. Изменение показаний головки при нажиме на измеритель-
ный стержень в направлении, перпендикулярном к его оси с
усилием 1 Н (100 гс), определяют при помощи динамометриче-
ского приспособления. Головку закрепляют в стойке, на столик
стойки помещают кольцевую меру 8—10 мм, сферический нако-
нечник приводят в контакт с мерой. Стрелку совмещают с ну-
левым делением шкалы. Усилием 1 Н (100 гс) нажимают ры-
чагом граммометра на измерительный наконечник перпендику-
лярно к оси последовательно с четырех сторон. Изменение по-
казаний по шкале головки в каждом отдельном положении при
нажатий не должно превышать 0,5 цены деления.
5. Шероховатость наружной поверхности гильзы проверяют
сравнением с образцами шероховатости. Шероховатость долж-
на соответствовать указанной в ГОСТ 18833—73.
6. Основную, погрешность головок и вариацию показаний оп-
ределяют на приборе типа ППГ-2 (для головок, находящихся в
эксплуатации только в вертикальном положении).
Метод определения погрешности на приборе типа ППГ-2 со-
стоит в сравнении показаний прибора с показаниями поверяе-
мой Г0Л0ВКЙ7
Поверяемую головку устанавливают в посадочное отверстие
прибора так, чтобы ее наконечник касался наконечника прибо-
ра, а стрелка оказалась вблизи нуля, и закрепляют головку за-
жимным винтом. С помощью винта подачи устанавливают пока-
зание поверяемой головки на нуль. Совмещают указатель на
поворотном диске с нулевым штрихом лимба. В зависимости от
установленной цены деления прибора поворот измерительного
винта производится на 50 или 100 делений шкалы лимба.
Если цена деления прибора установлена равной 0,2 мкй, то
поворот осуществляется на 50 делений шкалы лимба; если цена
деления установлена равной 0,1 мкм, то на 100 делений, что
соответствует как в первом, так и во втором случае перемеще-
нию наконечника прибора на 0,01 мм.
Поворачивая винт на 50 или 100 делений лимба, наблюдают
по шкале поверяемой головки погрешность ее в данной точке.
И так до конца предела измерения. .
Для ускорения поверки рекомендуемся использовать дели-
тельный механизм.
Пример записи и обработки результатов измерения при «опре-
делении основной погрешности рычажно-зубчатой головки с це-
ной деления 0,001 мм на приборе типа ППГ-2 дан в таблице.
Основную погрешность определяют по разности показания
на поверяемых отметках шкалы и нулевого показания. Погреш-
ность головки в любом рабочем положении и при любом поло-
жении нулевого штриха в пределах регулирования не должна
превышать значений, указанных в ГОСТ 18833—73.
Поверяе- мые отметки шкалы Показания. головки, мкм Показания, приведен- ные к нулю, мкм Погреш- ность, мкм
0 — 0,2
—50 —50,4 —50,2 -0,2
—30 —30,1 —29,9 +0,1
—20 —20,3 —20,1 —0,1
—Ю —10,3 —10,1 -0.1
0 — 0,2 — —
+ю + Ю.0 + 9,8 —0,2 *
+20 +20,1 > + 19,9 —0,1
+30 +30,2 +30,0 0,0
+50 +50,3 +50,1 +0,1
Размах показаний головки определяют одновременно с
определением основной погрешности десятикратным арретиро-
ванием измерительного наконечника на плоскость, наконечнйка
прибора при трех положениях стрелки: нулевом и двух близких
к крайним отметкам шкалы. Наибольшая разность показаний
в каждом положении определяет размах показаний, которая
не должна превышать значений, указанных в табл. 2 ГОСТ
1^8833—73.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерение деталей рычажно-зубчатыми головками типа
Завод-изготовитель Заводской номер
Предел измерения Температура окружающей среды—°C
Цена деления шкалы_____________
* Номер измеряемой детали ________
Погрешность измерения -
1
Принципиальная схема пере- даточного механизма головки •> Схема измерений деталей
Результаты измерений
Группа
Фамилия учащегося
Дата выполнения работы
Дата сдачи работы
Подпись учащегося
Оценка
Подпись преподавателя
ПРОТОКОЛ №2
Поверка рычажно-зубчатых головок типа
Завод-изготовитель . Заводской номер
Предел измерения Температура окружающей среды—°C
Цена деления шкальи _____________
Основная погрешность определена
на приборе_______________________
Принципиальные схемы поверок и схемы образцовых средств поверки
Результаты поверки
Операция Краткая ха- рактеристика образцовых средств поверки Технические требования Результаты поверки а ° У С л
1/ Внешний осмотр 2. Опробование 3. Определение .измерительного усилия и его . колебания 4. Определение изменения показаний голов- ки при нажатии на измерительный стержень в направлении, перпендикулярном его оси 5. Проверка шероховатости наружной по- верхности гильзы 6. Определение основной погрешности (см. таблицу) и размаха показаний
Заключение о годности;
Фамилия учащегося Группа____________________s________________________
Дата выполнения работы г Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка_____________________________________________
Подпись преподавателя ______________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ГОЛОВКА ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ПРУЖИННАЯ
ТИПА ИГП (МИКРОКАТОР).
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы ,
Изучить устройство измерительной пружинной головки типа
ИГП (микрокатора), ее технические и метрологические данные.
Произвести измерения деталей головкой типа ИГП^ Поверить
головку. Оформить результаты измерений протоколами установ-
ленной формы, обработать результаты измерений, дать заклю-
чение о годности головки.
2. Применяемые приборы и оборудование
Измерительная пружинная головка типа ИГП (ГОСТ
6933—81), стойка типа С-I или С-П по ГОСТ 10197—70, сред-
ства поверки по ГОСТ 8.248—77 и другие рекомендуемые сред-
ства поверки; детали, подлежащие измерению.
3. Общие сведения
Пружинные измерительные головки применяют для высоко-
точных линейных измерений деталей методом сравнения с кон-
цевыми мерами и для определения отклонений изделий от пра-
вильной геометрической формы и расположения поверхностей.
Отечественная промышленность выпускает головки, основные
параметры которых должны соответствовать ГОСТ 6933—81.
Приборы с пружинными передачами обладают, высокой точ^
ностью, стабильностью и надежностью показаний. Они отлича-
ются простотой конструкции и имеют повышенную точность бла-
годаря отсутствию погрешностей из-за мертвых ходов, трения
и износа.
. Применение плоских пружин и мембран взамен обычных
опор скольжения и вращения обеспечивает их надежную работу
в условиях пыли, влаги и вибраций.
Чувствительным элементом головок является плоская пру-
жинная лента, закрепленная по концам и скрученная в середине.
Если такую пружину растягивать, то ее средняя часть будет
раскручиваться. Прикрепив к середине пружины стрелку и рас-
положив рядом шкалу, можно отсчитать по ней весьма малые
перемещения.
Принцип действия головки основан на зависийости между
растяжением тонкой скрученной, металлической ленты и поворо-
том ее среднего сечения относительно продольной оси. Толщина
лент, применяемых в головках, берется в пределах 4—8 мкм и
шириной 0,08—0,12 мм. Наиболее подходящим по прочности и
упругим свойствам материалом для изготовления лент с такими
размерами является бериллиевая бронза.
Рис. 1
На рис. 1 показана конструктивная схема узла пружинной
передачи головки. Скрученная лента 1 одним концом закрепле-
на на неподвижной упругой пластинке 15 в точке А, а другим —
в точке В. Концы ленты, крепятся штифт дм и. Места крепления
заливаются щелочным. лаком. Пружина 7 посредством второй,
плоской пружины 6 и винта 5 присоединена к верхнему концу
измерительного штока 9 и винтом 8 к каркасу 10. В средней
части ленты укреплена легкая стеклянная стрелка 2 толщиной
от 0,05 до 0,08 мм. Д1ластинка 15 закреплена между планками
11 и 12, прикрепленными к кронштейну корпуса двумя винта-
ми 13. Винты 13 и 14 (винт 14 расположен сверху) дают воз-
можность регулировать натяжение скрученной ленты. Переме-
щёние измерительного штока 9 посредством устройства из пло-
ских Пружин 6 и 7 преобразуется в растяжение ленты 1, в ре-
зультате чего стрелка 2 отклонится в сторону, поэтому по шка-
ле можно отсчитать показания.
Для успокоения стрелки, применен масляный демпфер-, вы-
полненный в виде втулки 3, через которую пропущена скручен-
ная лента 1 с наплавленным на ней щелочным шариком 4. Мас-
ло, находящееся во втулке, затормаживает вращение шеллач-
ного шарика при раскручивании ленты, что обеспечивает быст-
рое успокоение стрелки. -
4. Порядок выполнения работы
Измерения с помощью головки типа ИГП. Высокая чувствй-
тёдьность механизма головки требует .бережного обращения
с прибором и предохранения его от ударов, особенно по изме-
рительному стержню. Подъем и опускание измерительного
стержня с помощью арретира следует производить плавно..Из-
мерительный наконечник следует снимать или устанавливать,
передвигая его только вдоль оси измерительного стержня, не
допуская его поворотов на стержне (штоке) во избежание по-
вреждений пружинной подвески. Перед началом работы на при-
боре необходимо повернуть винт влево и тем самым освободить
стрелку, выведя ее за левый край шкалы.
Головку укрепляют в кронштейне на стойке типа С-I или
С-П, на измерительный стержень прибора одевают наконечник.
Для измерений применяют ножевидные, плоские или сфериче-
ские наконечники в зависимости от формы детали; Измеритель-
ные наконечники должны изготовляться типа НГ по ГОСТ
11007—66; со сферической- (7?=5 мм для головок с ценой деле-
ния 0,1—2 мкм и R =1,6 мм для головок с ценой деления 5
и 10 мкм), плоской (£> = 3 мм) и ленточной (1,6X8 мм) измери-
тельными поверхностями. Для головок с ценой. деления 0,1 мкм
наконечники, должны быть классов: 0,2; 0,5; 1 и 2 мкм — клас-
са 1, а 5 и 10 мкм класса 2.
Прибор в нулевое положение устанавливают следующим об-
разом. По чертежу измеряемой детали или по маркировке оп-
ределяют ее номинальный и предельные размеры и подсчитыва-
ют размер блока из концевых мер, пр которому прибор должен
быть установлен на нуль. При подсчете размера блока следует
учитывать знаки, допускаемые отклонения и пределы измере-
ний по шкале.
Наиболее правильной является установка на нуль по блоку
с размером, соответствующим середине поля допуска, или с раз-
мером, близким к нему. Показания прибора будут в этом слу-
чае равны (с учетом знака) отклонениям от . размера блока.
Класс'или разряд концевых мер, применяемых для настройки
прибора (для установки на нуль шкалы), подбирают в.зависи-
мости от требуемой точности измерения (см. таблицу).
На рис. 2, а показана установка пружинной головки в стой-
ке С-Ц, на рис. 2, б — настройка прибора для измерения по кон-
цевым мерам. Блок концевых мер должен быть притерт к изме-
Тип головки и цена деления Перемещение измерительно- го стержня, мм Тип стойки (по ГОСТ 10197-78) Класс концевых мер
юигп 0,01 ±0,20 с-п. 3
5ИГП 0,005 ±0,15 .
2ИГП 0,002 ±0,06 2
1ИГП 0,001 ±0,03 1
05ИГП 0,0005 ±0,015 С-1 Разряд 2
Погрешности для интервалов размеров, мкм
1-3 3-6 6-10 10—18 18-30 30-50 50-80 80—120 120— 180
5 5 5 • 5 5 5 5 5 5
3 3 3 3 3 3 3 5 5
1 1 1 2 2 2 1 2 2 2
- 0,5 0,5 1 1 1 1 1 1 1 ’
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 ' 0,5 0,7 0,5
рительной поверхности столика 5 прибора. Винт 3 должен быть
при этом отпущен и столик вращением гайки 4 микроподачи на-
правлен в . нижнее положение.. Отпустив винт 2 кронштейна на
стойке и вращая поддерживающую гайку 7, опускают кронш-
тейн 8 вместе с головкой 1 до тех пор, пока измерительный на-
конечник не 'коснется свободной измерительной поверхности
Рис. 2
блока. Опускать кронштейн следует цлавно, не допуская удара
наконечника о блок. В момент касания наконечника стрелка
прибора начнет перемещаться. Постепенно вращая гайку 7,
стрелку доводят примерно до нулевого штриха шкдлы. После
этого кронштейн закрепляют в данном положении стрпорным
винтом 2. Окончательная установка стрелки прибора на нуль
производится вращением гайки 4. Столик 5 вместе с блоком
поднимают до тех пор, пока стрелка прибора не совместится
с нулевым штрихом шкалы. После этого винтом 3 закрепляют
положение столика. В головке для более точной установки на
нуль можно немного сместить шкалу прибора.
Нулевую установку прйбора проверяют, арретируя наконеч-
ник. Установив прибор на нуль, арретиром 6 приподнимают на-
конечник прибора и, удалив блок концевых мер помещают^ на
его место объект измерений.
Если измеряемая деталь имеет цилиндрическую форму, то
ее следует во избежание перекоса при измерении плотно при-
жимать двумя пальцами к столику, и, слегка прокатывая под
измерительным наконечником, следить за движением стрелки.
Показание прибора может быть или положительным или
отрицательным соответственно тому, сместится ли стрелка впра-
во или влево от нулевого штриха. Наибольшее показание при-
бора (с учетом знака) будет соответствовать отклонению раз-
мера диаметра цилиндрического объекта от установочной, меры
или блока концевых мер.
После окончания измерения проверяют, сохранилась ли ну-
левая установка прибора. Для этого-под измерительный нако-
нечник снова устанавливают блок концевых мер. Ошибка в по-
ложении стрелки не должна превышать половины деления шка-
льь В противном случае прибор снова устанавливают на нуль
и измерения повторяют.
Если шкала, прибора имеет указатели допусков, то их уста-
навливают друг от друга на расстоянии, равном допуску, и рас-'
полагают против делений шкалы, соответствующих предельным
отклонениям от размера установочной меры.
При измерении годного Изделия стрелка должна находиться
между указателями. Заключение о годности детали дают, сверяя
действительный размер с предельными размерами по чертежу.
Измерительные пружинные головки типа ИГП поверяют по
ГОСТ 8.248—77 при условии выполнения линейных измерений
по ГОСТ 8.050—73 для следующих рядов:
Цена деления голо- Ряд
вок, мкм
0,1-7-1,0 IX
2,0—10,0 XII
Все наружные поверхности должны быть очищены от пыли .
и смазки. Измерительные/поверхности наконечника, концевых
мер и стойка должны быть промыты бензином марки Б-70 и
протерты чистой хлопчатобумажной тканью.
1. Внешний осмотр. Наружные поверхности головки, за ис-
ключением измерительных поверхностей, должны иметь надеж-
ное противокоррозийное покрытие. На наружных поверхностях
головок не должно быть, дефектов, ухудшающих их внешний вид
или влияющих на их эксплуатационные качества. Лицевая сто-
рона шкалы должна быть светлой с четкими штрихами и цифра-
ми. Каждое пятое деление должно быть отмечено удлиненным
штрихом, а каждое десятое — соответствующим числом. Стекло,'
закрывающее шкалу, должно быть прозрачным, чистым и не
иметь дефектов, препятствующих отсчету показаний или ухуд-
шающих внешний вид прибора.
2. При опробовании, определяют взаимодействие частей го-
ловки. Ход движущихся частей головки в любом положении из-
мерительного стержня должен быть плавным и без заеданий.
Пределы перемещения шкалы при установке ее в нулевое поло-
жение'должны составлять не менее шести делений шкалы.
Измерительный наконечник должен надежно закрепляться
на измерительном стержне, а стрелка передвигаться свободно,
без заеданий и возвращаться в исходное положение вне шкалы
слева. Измерительный стержень головки должен перемещаться
плавно, без заеданий и толчков. Высоту расположения стрелки
над шкалой проверяют, наблюдая за параллаксом относительно
штрихов шкалы, при повороте прибора вокруг оси, параллель-
ной стрелке, приблизительно на угол 45°. При этом параллакс
не должен превышать одного деления шкалы.
3. Измерительное усилие головок определяют в двух крайних
положениях измерительного стержня, соответствующих наимень-
шему и наибольшему показаниям шкалы. Для поверки измери-
тельного усилия применяют настольные циферблатные бесы
с ценой деления 2 г для пружинных головок размеров 01 ИГП,
02 ИГП; 05 ИГП и 5 г для головок типоразмеров 1 ИГП,
2 ИГП, 5 ИГП и 10 ИГП. .
В кронштейн стойки С-П закрепляют головку так, чтобы из-
мерительный стержень был' перпендикулярен к' поверхности
чашки весов и чтобы между поверхностью чашки весов и изме-
рительным стержнем оставался небольшой зазор. Затем голов-
ку опускают с помощью гайки, расположенной на стойке, до тех
пор, пока стрелка прибора не придет в движение. В этот момент
Рис. 3
отсчитывают показания по шкале циферблатных весов. Таким
же образом производят отсчет при крайнем правом положении
стрелки.
Измерительное усилие можно определять с помощью при-
способления и набора гирь от 1 до 500 г.
На рис. 3,а показано определение измерительного усилия
при вертикальном расположении оси головки, на рис'. 3,6 — при
горизонтальном расположений. На гильзу микрокатора, установ-
ленного в стойке С-Н, укрепляют приспособление, к рычагу ко-
торого подвешивают гири необходимой массы до, тех пор, пока
стрелка не сдвинется с места.
Усилие определяют при двух крайних показаниях шкалы го-
ловки. .
Измерительное усилие и колебание измерительного усилия
не должно превышать значений, указанных в ГОСТ 6933—81.
4. Измерения показаний головки при нажатии на измери-
тельный стержень в направлении, перпендикулярном его оси,
определяют при помощи динамометрического приспособления.
Головку закрепляют в стойке, на столик которой помещают
концевую меру. Сферический измерительный наконечник голов-
ки приводят в контакт с мерой. Совмещают стрелку с нулевой
отметкой шкалы.
Нажимают .концом рычага приспособления последовательно
с четырех сторон на измерительный стержень головки с усили-
ем, указанным в ГОСТ 6933—81, и наблюдают за показанием
головки.
Изменение показаний по шкале не должно превышать зна-
чений, указанных в ГОСТ 6933—81.
5. Шероховатость наружной поверхности гильзы определяют
сравнением с образцами шероховатости. Шероховатость Ra не
должна превышать 0,63 мкм по ГОСТ 2789—73.
6. Основную погрешность головок определяют по ГОСТ
8.248—77 концевыми мерами длины парным методом. Для го-
ловок с ценой деления 2, 5 и 10 мкм основную погрешность оп-
ределяют в трех положениях: вертикальном и двух горизонталь-
ных.
Для головок с ценой деления шкалы 0,1; 0,2; 0,5 и 1 мкм
основную погрешность определяют в вертикальном положении,
если головка не работает—в горизонтальном.
Для определения основной погрешности в вертикальном по-
ложении головку со сферическим наконечником закрепляют на
вертикальной стойке С-1 (для головок с ценой деления менее
1 мкм) и С-П (для головок с ценой деления 1 мкм и более).
Концевые меры и их количество должны быть такими, чтобы
поверка осуществлялась в отметках шкалы, указанных в табл. 3
ГОСТ 8.248—77. Разряд мер также должен соответствовать ука-
занному в этой таблице.
В стойке С-I или С-П закрепляют столик со сферическим
наконечником, на который помещают концевую меру, а стрелку
головки устанавливают йа нулевую отметку. Сняв меру, после-
довательно устанавливают на ее место остальные меры, а в
0,05
0,051;--------1
°,аб г I —| I
‘012 -010 -ЦО9 -0,01 О +0,01 *0,05 *0,02 *о,об
I____I___I • t___I___I t___I__I
4 -3 ~2 -1 О 1 2 3 4
'“"H 1 I I
I 0,05 \ J '
, ,~| , . I
-Q12 -0,10 -Q09 -0,01 О +0,01 *0,05 +O,OZ +0,06
0,07
0,09 г
Г-Т
‘012 -0,10 -0,09 -0,01 ~ 0,01 +0,05 +0,02 +0,06
-J______I______i______I
Рис. 4
конце повторно устанав-
ливают первую меру.
Каждую меру измеряют
три раза, арретируя из-
мерительный стержень пе-
ред каждым отсчетом.
Разность между средним
из тре£ отсчетов и дейст-
вительным значением ме-
ры принимают за основ-
ную погрешность в дан-
ной отметке шкалы.
Погрешность на задан-
ном участкр шкалы оп-
ределяют по схеме, по-
казанной на рис. 4, как
абсолютную разность
между наибольшей и на-
именьшей погрешностя-
ми в отметках, входящих
в этот участок шкалы
(рис. 4, а — в пределах
30 делений, рис. 4, б —
в пределах более 30 де-
лений). Погрешность не
должна превышать зна-
чений, указанных в
табл. 2 ГОСТ 6933—81.
Разность между средни-
ми из трех отсчетов при
измерении первой меры
в'начале и конце поверки
не должна превышать 1/4
допускаемой основной погрешности.
Размах показаний головки определяют в трех отметках
шкалы: средней и двух крайних. В каждом положении'измери-
тельный стержень арретируют десять раз и отсчитывают пока-
зания после каждого арретирования. Наибольшую разность
между отсчетами показаний, соответствующими одному и тому
же значению измеряемой величины, принимают за размах
показаний. Размах показаний не должен превышать значения,
указанного в ГОСТ 6933—81.
Для определения основной погрешности парным методом
применяют образцовые концевые меры длины, количество пар
и разряд которых указаны в табл. 4 ГОСТ 8.248—77. Разность
между длинами мер, из которых составляют пары, должна быть
равна разности поверяемых отметок шкалы. Пары составляют
так, чтобы вторая мера предыдущей пары являлась первой ме-
рой последующей.
- Под измерительный наконечник головки, закрепленной в
стойке, подводят меньшую меру и. микроподачей стойки уста-
навливают стрелку на нулевую отметку. После трехкратного
арретирования среднее из трех отсчетов принимают за исход-
ный отсчет при установке первой меры. Отсчет показаний при
установке второй меры производят так же, как при установке
первой меры.; После этого 'Производят измерения на том же
участке шкалы последовательно по остальным парам концевых
мер длины. При этом каждый раз стрелку устанавливают в ис-
ходное положение по- меньшей концевой мере следующей пары.
Основную погрешность в поверяемой отметке шкалы Д$
в микрометрах вычисляют по формуле
j, д = — Li) * мео
z я-1
где Ln и Li—действительные размеры крайних концевых мер;
длины для ряДа мер, из которых составлены пары, мм; Гг — раз-
ность показаний головки для каждой цары мер; и — количество
мер.
Рис. 5
Отрицательную часть шкалы поверяют аналогично поверке
положительной части, но сначала под наконечник головки под-
водят большую- меру й устанавливают стрелку в исходное поло-
жение по большей концевой мере следующей пары.
Протокол определения основной погрешности головки при
помощи концевых мер приведен в приложении 2 ГОСТ 8.248—72.
Основную погрешность пружинной головки можно определять
на приспособлении, изображенном на рис. 5. В нем в качестве
отсчетного прибора используется индикатор часового типа
ИЧ-25, а преобразователем линейных перемещений служит уп-
ругая балка (плоская пружина), один конец которой жестко
закреплен двумя планками 2 и 5, а второй свободен и может
изгибаться под действием подвижного штока 12. Упругая план-
ка под действием усилия, приложенного к ее свободному кбнцу,
изгибается; причем ее ось образует кривую третьей степени.
Линейный размер этого изгиба контролируется индикатором 10.
Помещая на определенном расстоянии от закрепленного конца
балки поверяемую головку, можно получить коэффициент пре-
образования до 600—800: Нижний конец штока контактирует
с клином 16, который перемещается в горизонтальной плоскости
по направляющей 77, закрепленной на корпусе. Движение кли-
ну передается вцнтом 7, вращаемым в двух опррах 11 в корпусе
приспособления. Винт 13 удерживает шток 12 о’т проворцта.
В верхней части корпуса 7§ имеются продольные направляющие
в виде ласточкиного хвоста, на которых закрепляется кронш- "
тейн-мостик 7 С пружинной головкой 8. Такая конструкция обес-
печивает выбор требуемого коэффициента преобразования в ши-
роких пределах. На торцах планки 4 и кронштейна 7 имеются
упоры 5 и 6. Упор 5 служит базой для измерения и установки
расстояний от закрепленного конца упругой балки до оси пове-
ряемого микрокатора. Требуемый расчетный размер устанавли-
вается при помощц блока плоскопараллельных концевых мер
длины, располагаемого между упорами 5 и 6. Кронштейн-мос-
тик 7 закрепляется на направляющих корпуса планкой 14 и вин-
том 15. Для проверки головок не только в вертикальном, но и
в горизонтальном положении предусмотрена возможность пово-
рота приспособления на 90° вокруг его продольной оси.
Основную погрешность головок определяют следующим об-
разом. Между упорами 5 и 6 вставляют, расчетный блок (набор)
концевых мер, после чего кронштейн 7 жестко фиксируют на
направляющих. Затем в отверстие кронштейна-мостика устанав-
ливают поверяемую головку так, чтобы ее стрелка показывала
минимальное оцифрованное деление шкалы, а отсчетный инди-
катор "выставляют таким образом, чтобы его стрелка была ус-
тановлена на нуле. Вращением винта 7 изгибают упругую план-
ку 9 на расчетный больший размер, определяют его по индика-
тору, и производят отсчет по головке. Затем цикл измерений по-
вторяют на всем пределе шкалы головки при прямом и обрат-
ном ходах.
Приспособление отличается высокой точностью показаний и
чувствительностью за счет большого коэффициента преобразо-
вания упругой планки. Например, погрешность индикатора
30—40 мкм при коэффициенте преобразования 300—400 вызыва-
ет погрешность приспособления 0,1 мкм.
Применение приспособления обеспечивает непрерывную
плавную поверку с бесступенчатым перемещением шпинделя
головки, в то время как доверка концевыми мерами осуществ-
ляется дискретным перемещением механизма головки. Приспо-
собление просто в изготовлении, удобно в эксплуатации и обес-
печивает высокую точность измерений. Его' применение повы-
шает производительность труда в два раза.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерения изделий измерительной пружинной головкой типа ИГП
Завод-изготовитель Заводской номер,
Предел измерения Погрешность измерения .
Цена деления шкалы Температура окружающей среды—°C
Номер измеряемого изделия
Принципиальная схема пере-
даточного механизма головки,
типа ИГП
Схема измерения деталей
Заключение о годности ;
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка____________________________
Подпись преподавателя_______________________
* ПР0Т0К0Л№2
Поверка измерительной пружинной головки типа ИГП
Завод-изготовитель Заводской номер
Предел измерения по шкале Температура окружающей среды_________°C
Цена деления шкалы
Основная погрешность определена
на »
Принципиальные схемы средств поверки головки
I t
Результаты поверки
Операция Краткая ха- рактеристика образцовых средств поверки Технические требования Результат поверки Погреш- ность
1. Внешний осмотр 2. Опробование 3. Определение измерительного усилия и его колебания 4. Определение изменения показаний голов- ки при нажатии на измерительный стержень в направлении, перпендикулярном его оси 5. Определение шероховатости наружной по- верхности гильзы 6. Определение основной погрешности и размаха показаний головки •
Заключение о годности ______________________s_______________________
Фамилия учащегося_____________1 Группа _______________________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося J• Оценка___________________________________________
Подпись преподавателя - •___________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ОПТИМЕТРЫ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ
Й ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ. НАСТРОЙКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство вертикальных и горизонтальных опти-
метров, их технические, и метрологические данные. Измерить
изделия оптиметрами. Оформить результаты измерений прото-
колами установленной формы, обработать результаты измере-
ний и дать заключение о годности изделия.
2. Применяемые приборы и оборудование
Вертикальные и горизонтальные оптиметры, приспособления
к оптиметрам для наружных и внутренних измерений, плоско-
параллельные концевые мёрьт длины (ГОСТ 9038—73), глад-
кие калибры.
3. Общие сведения
Оптиметры предназначены для линейных измерений (повер-
ки концевых мер длицы 5-го разряда и высокоточных изделии)
методом сравнения с концевыми мерами длины 4 и 5-го разря-
дов.
Краткие технические данные оптиметров приведены в табл. 1.
Оптиметры с ценой деления, шкалы 0,001 мм нормально ра-
ботают в помещении с температурой воздуха (20±2)°С и отно-
сительной влажностью не более 80 %, а оптиметры с ценой де-
ления шкалы 0,0002 мм — при температуре (20±1)°С.
Конструктивная схема оптиметра построена на использова-
нии принципа автоколлимации в сочетании с качающимся зер-
калом. Этот принцип основан на свойстве объектива превращать
пучок лучей, исходящих из источника света, расположенного в
фокусе объектива, В' пучок параллельных лучей и затем соби-
рать этот пучок, отраженный плоским зеркалом,, в том же фо-
кусе.
Применение оптического рычага дает возможность удлинить
большое плечо рычага, не увеличивая при этом габаритных
размеров прибора и его массы. Практически, не имея массы,
оптический рычаг может быть удлинен в небольшом простран-
стве путем повторного зеркального отражения.
Основным узлом оптиметров является оптиметровая часть,
заключённая в согнутую под углом 90° оптическую трубку.
Оптическая схема оптиметра шоказана на рис. 1. Лучи света
попадают в систему оптиметра через осветитель, отражаясь от
зеркала 6 и призмы 7. Призма смещена в отношении оптиче-
ской оси системы так, что лучи света, отраженные от нижней
наклонной поверхности призмы, попадают в систему оптиметра
уже заведомо смещенными в отношении главной оптической оси.
В фокальной плоскости объектива 2, перпендикулярно к оптиче-
ской оси, расположена сетка 4. Сетка представляет собой стек-
лянную' плоскопараллельную пластинку со шкалой и индексом,
причем деления шкалы, смещенные в отношении центра пла-
стинки, нанесены на одной ее половине (со стороны осветитель-,
ной призмы), а индекс — на другой. Центр сетки и фокус объ-
ектива 2 должны совпадать. Лучи света, отраженные приз-
мой 7, освещают шкалу, проходят через угловую призму 3, объ-
ектив 2 и параллельным пучком падают на. зеркало /. Вследст-
вие явления автоколлимации отраженный от зеркала 1 поток
лучей объективом 2 спроецирует изображение шкалы на оку-
лярную сетку 4 по другую сторону оптической оси симметрично
самой шкале.
Таблица 1
Параметр Числовое значение параметра * для оптиметров
вертикальных < горизон- тальных
Цена деления 0,001 0,001 . 0,0002 0,001
Диапазон показаний, мм ' Верхний предел измерения ±0,1 ±0.1 ±0,025 ' ±0,1
наружных размеров, мм 180 200 160 500
Пределы измерения внут- ренних размеров, мм: а) с помощью приспособле- ния с дугами: 13,5—400
длин — — —
диаметров б) с помощью электрокон- — — — 13,5—150
тактной головки Измерительное усилие, при — ' — — 1—13,5
измерениях, Н, не более: 2,0
наружных 2.0 — 2,0 .
внутренних ; Пределы регулирования из- — — — 2,5
мерительного усилия, Н — — 0,5—1.5 —
Погрешность показания из- мерительного устройства на любом участке шкалы, мкм:
от 0 до 0,06 мм ±0.2 ±0.2 — ±0.2
св. ±0,06 мм ±0.3 ±0,3 — ±0,3
от 0 до 0,015 мм — — ±0,07 к
св. ±0,015 мм Погрешность показаний при внутренних измерениях с по- — — - ±0,1 —
мощью электроконтактной го- ±0.2 L \
ловки, мкм Предел основной допускае- —* — t \ /
мой погрешности измерения, ±(о.4 + ^-)±(о,1- "Ь 1 *
мкм Наибольшая масса измеряе- — 200/ \ 500/
мой детали, кг 3 3 3 10
В таблице L — измеряемая длина в миллиметрах.
В окуляр 8 наблюдают не саму шкалу, а ее изображение.
Зеркало 1 опирается на три шариковые опоры, одна из кото-
рых — измерительный штифт 9, Осевое перемещение измери-
тельного штифта приводит к наклону зеркала 1 на некоторый
угол <р и соответственно перемещению изображения шкалы в
фокальной плоскости по отношению к неподвижному указателю.
Шторками 5 устанавливаются пределы измерения изделия.
Рис. 1
Перемещение изображения шкалы пропорционально переме-
щению измерительного штифта.
Механические и оптические соотношения всей рычажно-опти-
ческой системы оптиметра подобраны таким образом, что ви-
димое в, окуляр смещение шкалы на одно деление соответствует
осевому перемещению измерительного штифта на 0,001 мм.
Суммарное увеличение оптиметра u = iv, где v — увеличение
окуляра, принимаемое обычно равным 12; i— передаточное от-
ношение рычажно-оптической системы, равное 80. Следователь-
но, ц = 960, т. е. при перемещении измерительного штифта (на-
конечника) на 1 мкм изображение шкалы сместится на одно
деление, которое в поле зрения представляется равным пример-
но 1 мм. (0,96 мм).
На рис. 2 показан вертикальный оптиметр ОВ-1. Он состоит
из .трубки Р, в которой смонтирована рычажно-оптическая си-
стема, и вертикальной стойки. Трубка оптиметра укреплена в
кронштейне 13, перемещение которого по вертикальной колон-
ке 12 осуществляется гайкой 15. Положение кронштейна на ко-
лонке фиксируется винтом 14, а положение трубки оптиметра
жение микрометрического
Рис. 2
в кронштейне — винтом 10. Осевое перемещение измерительного
стержня с наконечником 7 осуществляется арретиром 8. На ос-
новании 1 стойки смонтирован измерительный стол, состоящий
из микрометрической винтовой пары — винта и гайки 2, осу-
ществляющих . перемещение верхней плоскости стола 6. Поло-
винта фиксируется стопором 3. Верх-
няя плоскость стола опирается на
винты 4, с помощью которых она
устанавливается перпендикулярно
к линии измерения. Винты укрепле-
ны в основании стола 5. Шкалу оп-
тиметра наблюдают через окуля-
. тор 11.
Усовершенствованной моделью
оптиметра ОВ-1 является экранный
оптиметр. В нем вместо окуляра*
применяют экран, на который про-
ецируется шкала прибора, и по шка-
ле отсчитывают показания прибо-
ра. Несколько изменена и оптиче-
' ская схема прибора.
Горизонтальный оптиметр ИКГ
представлен на рис. 3, Оптиметр
имеет основание 1 с регулировоч-
ными винтами 2. В основании ук-
реплен горизонтальный вал 5.
Вдоль вала* перемещаются крон-
штейны 6 и 20 с пинолью1 9 и труб-
кой оптиметра 18. Пиноль и трубка
оптиметра укрепляются в кронштей-
10 и 19 соответственно. Перемещения
пиноли с наконечником 12 осуществ-
ляются узлом микрометрической подачи 8, а положение измери-
тельного стержня фиксируется стопором 7. Положение измери-
тельного стержня пиноли п,о отношению1 линии измерения регу-
лируется винтами 11, находящимися в вертикальной и горизон-
тальной плоскостях. Осевое перемещение измерительного стерж-
ня трубки оптиметра осуществляется арретиром 17. Предмет-
ный стол 13 смонтирован на основании прибора. Вращая ма-
ховик 4, ^ожно перемещать предметный стол вверх и фиксиро-
вать положение ' стопорным винтом 3. Можно поворачивать
стол эксцентриком 15 вокруг горизонтальной оси на некоторый
угол, рукояткой 16 вокруг вертикальной оси, а рукояткой 14
перемещать верхнюю плоскость стола в плоскости, перпенди-
кулярной к линии измерения.
Горизонтальный оптиметр ИКГ-3, имеет более жесткое и мас-
сивное основание и предметный стол. Перемещение верхней;,
плоскости стола осуществляется узлами микрометрической по-
88
нах стопорными винтами
измерительного стержня
дачи, а перемещение измерительной и пинольной бабок — рееч-
ной подачей. В оптиметре расширены пределы измерения, прог '
изведены и другие усовершенствования. v
4. Порядок выполнения работы
Настройка вертикального оптиметра. Перед измерением на
оптиметре необходимо отрегулировать измерительные наконеч-
ники, и настроить оптиметры на нужный размер.
Выбор наконечников зависит, от формы изделия и необхо-
димости иметь наименьший контакт измерительного наконечни-
ка с поверхностью изделия с тем, чтобы уменьшить влияние по-
грешности формы на погрешность измерения, для получения
более достоверного результата измерения. В вертикальном оп-
тиметре используют измерительные сферические, плоские и лен-
точные наконечники по ГОСТ 41007—66.
При измерении цилиндрических деталей с номинальными
размерами, равными или большими 3—5 мм, целесообразно при-
менять сферические наконечники радиусом 10—14 мм, а с йоми-
нальными размерами, равными или меньшими 3—5 мм, — пло-
ские измерительные наконечники.
На вертикальном оптиметре могут сочетаться измерительные
поверхности сферического наконечника с ребристой или плоской
поверхностью стола, два сферических наконечника, плоский
наконечник с плоским либо с ребристым столом.
Изделия на вертикальном оптиметре измеряют, как правило
на плоском либо ребристом столе, а концевые меры длины по-
веряют на наклонном столике со сферическим наконечником.
Верхняя плоскость основного стола 6 (см. рис. 2) должна
быть перпендикулярна к оси измерительного стержця, или па-
раллельна плоскости наконечника, в чем необходимо убедиться
перед началом работы. Если поверхность стола перекошена по
отношению к линии измерения, ее необходимо установить пра-
вильно.
Для проверки взаимной перпендикулярности плоскости с*гола
и оси перемещения измерительного штифта на штифт надевают
плоский наконечник 7 диаметром не менее 3 мм и устанавлива-
ют трубку оптиметра 9 (см. рис. 2) так, чтобы измерительная
Рис. 4
орь проходила через центр стола (через середину центрального
ребра). Определяют размер и характер перекоса в направле-
нии, перпендикулярном к оси вращения ОВ (на рис. 4 Л и В —
регулировочные винты стола, О — шаровая опора). Для этого
концевую меру размером 5—10 мм 4-го разряда устанавливают
на столе в положение /, т. е. перпендикулярно к линии ОВ,
а край наконечника устанавливают на край меры й отсчитыва-
ют показания по* шкале. Подняв арретиром измерительный на-
конечник, поворачивают меру на 180°, устанавливают ее в поло-
жение II, стараясь также установить меру по прямой, перпен-
дикулярной к воображаемой прямой ОВ, и снова отсчитывают
показания.
Абсолютное значение разности между отсчетами (с учетом
их знаков) при положениях I и II меры и является перекосом
в направлении, перпендикулярном к оси ОВ, устраняемым вра-
щением регулировочного винта А. Направление вращения регу-
лировочного винта определяется по разности отсчетов: если
разность отсчетов (положения I—II) отрицательная, то вин-
том А стол надо поднимать; если ‘разность отсчетов положи-
тельная, то стол следует опускать.
Размер h в мкм, на который поднимается или опускается
стол, определяют по формуле
h=4-^-,
d
где п — перекос стола, мкм; d — диаметр наконечника, мм.
Перекос стола устраняют следующим образом. Приподняв
арретиром измерительный наконечник, перемещают меру на се-
редину стола, следя при этом за показаниями шкалы оптимет-
ра. Винтом А опускают или поднимают стол' на размер h и за-
крепляют винты.
Также устраняют перекос в направлении, перпендикулярном
к оси вращения ОА винтом В, помещая концевую меру сначала
в положение III, т. е. около винта В, а затем в положение IV.
По окончании регулировки снова проверяют правильность уста-
новки стола во всех направлениях. Если показания по шкале
одинаковы, то стол установлен правильно.
Перекос стола может быть настолько велик, что для его уст-
ранения необходимо кроме регулировочных винтов, применять
и микрометрическую подачу измерительного стола.
Поясним установку стола на конкретном примере. Возьмем
измерительный накойечник диаметром 8 мм. Отсчет при поло-
жении I составляет —2 мкм, при положении II —48 мкм.
Разность п=—2—(—48) = +46 мкм, отсюда
< 40 • 46 . ооп
h =-----= + 23Q мкм.
8
Результат получился положительным, следовательно вин-
том А нужно опустить стол на 230 мкм. Стол опускают дважды,
для чего меру помещают под наконечник оптиметра и поднима-
ют шкалу до +100 мкм, вращая микрометрический винт подъ-
ема стола, а затем винтом А опускают стол на 200 мкм, ,т. е. до
показания шкалы оптиметра— 100 мкм.
Вращая микрометрический винт, снова поднимают шкалу
примерно до деления +30, а винтом А опускают стол еще до
30 мкм, т. е. почти до нулевого показания шкалы.
Настройка вертикального оптиметра с круглым накладным
столиком со сферической опорой. Если один сферический нако-
нечник находится на измерительном стержне, а другой—на
накладном круглом столике, их следует установить соосно. На
плоский стол оптиметра помещают круглый накладной столик
и слегка притирают его к поверхности основного стола. Для
фиксации положения круглого столика на него накладывают
установочную сетку с четырьмя регулировочными винтами (по
два, диаметрально расположенных). Для того, чтобы обеспечить
центрирование круглого накладного столика, винты установоч-
ной сетки должны быть вывинчены одинаково. В этом убежда-
ются предварительно, перевернув сетку. Затем сеткой покрыва-
ют стол оптиметра и привинчивают винты к боковой поверхно-
сти стола. Следовательно, сместить накладной столик в плоско-
сти основного стола и одновременно иметь его фиксированное
положение, можно только при одинаковом вращении двух диа-
метрально расположенных винтов. Этим обстоятельством и
пользуются при регулировке двух, сферических наконечников.
Отжимая стопорный винт 14 (см. рис. 2) на кронштейне и
вращая гайку 15, опускают кронштейн с трубкой оптиметра до
соприкосновения сферических наконечников оптиметра и столи-
ка. Остающийся между сферическими наконечниками неболь-
шой просвет можно ликвидировать с помощью микрометриче-
ской подачи стола, для чего отжимают стопорный винт 3 и вра-
щая гайку 2, приводят обе сферические поверхности в соприкос-
новение и по шкале оптиметра устанавливают ее изображение
в среднее положение. Затем винт 3 зажимают.
< Правильность взаимного расположения наконечников можно
проверить по движению шкалы, вращая два диаметрально рас-
положенных регулировочных, винта сетки в одну сторону. При
этом все четыре,винта должны быть плотно привинчены к бо-
ковой поверхности стола.
Регулировочные винты сетки' вращают в том направлении,
при вращении в котором происходит подъем изображения шка-
лы. Тогда нижний наконечник, в контакте с которым находится
верхний, перемещаясь со столиком по поверхности основного сто-
ла, будет поднимать верхний наконечник. При подъеме измери-
тельного штифта 9 (см. рис. 1) зеркало 1 поворачивается, а сле-
довательно и поднимается шкала. Когда верхние точки наконеч-
ников соприкоснутся, шкала соверщит максимальный подъем,
т. е. против указателя шкалы установится максимальная точка
подъема. Максимальную точку возврата шкалы нужно зафикси-
ровать, прекратив вращение регулировочных винтов сетки. Вот
поэтому и говорят, что при регулировке двух сферических нако-
нечников на соосность ищут максимальную точку возврата шка-
лы. Если регулировочные винты продолжать вращать в том же
направлении, то наконечник, оптиметра, пройдя максимум, нач-
нет опускаться; то же самое произойдет и со шкалой. Те же
операции проводят и с другой парой винтов. Теперь сферические
наконечники установлены соосно.
После регулировки наконечников отжймать стопорный винт
14 кронштейна нельзя, чтобы не сбить настройку. Трубку опти-
метра можно перемещать за счет ее смещения в отверстии крон-
штейна при отжатом стопорном винте 10 (см. рис. 2).
Измерения на вертикальном оптиметре производят, как пра-
вило, на основном плоском столе либо на ребристом столике
оптиметра. Круглый накладной столик, о настройке которого
шла речь выше, применяется для проверки концевых мер дли-
ны. Перед измерениями на измерительный стержень оптиметра
надевают соответствующий наконечник 7 (см. рцс. 2) и укреп-
ляют ца трубке оптиметра арретир 8.
Измерения на оптиметрах, производят методом сравнения с
концевыми мерами длины путем контакта измерительного нако-
нечника с поверхностью концевых мер, по которым шкала уста-
навливается в нулевое положение.
На нужный размер оптиметр настраивают концевыми мера-
ми, равными номинальному размеру измеряемой детали.
,Стол оптиметра, наконечник и концевые меры тщательно
промывают бензином марки Б-70 и протирают мягкой тканью.
Концевые меры притирают друг к другу, а затем нижней изме-
рительной плоскостью блока притирают к столу* оптиметра..
Вращая зеркало 6 осветителя (см. рис. 1), ,направляют лучи
света в осветительную1 систему оптиметра. В оптиметрах с про-
екционным экраном включают освещение. Отпустив стопорный
винт 3 (см. рис. 2) и вращая гайку 2, переводят стол в самое
нижнее положение, а затем, отпустив стопорный винт кронштей-
на 13 и вращая гайку крепления кронштейна 15, переводят труб-
ку оптиметра в нижнее положение до соприкосновения измери-
тельного наконечника 7 с верхней поверхностью блока.
Момент касания наконечника сбудет заметен по движению*
изображения шкалы. Опускать трубку оптиметра с кронштей-
ном следует гайкой 15. Это предохраняет оптиметр и плоскость
стола от повреждения. Кронштейн следует опускать плавно, не
допуская удара' наконечника о блок. При этом необходимо сле-
дить, чтобы торцовая плоскость гайки 15 все время соприкаса-
лась с кронштейном, поддерживая его. Постепенно вращая гай-
ку 15, опускают трубку оптиметра и подводят нулевой штрих
шкалы к неподвижному указателю. После этого кронштейн за-
крепляют стопорным винтом 14.
Окончательно приводят шкалу в нулевое положение следую-
щим образом: несколько раз осторожно, плавно арретируют из-
мерительный стержень на поверхность блока концевых мер; от-
пускают стопорный винт микрометрической подачи и, вращая
гайку 2 (см. рис. 2) устанавливают нулевое деление шкалы про-
тив неподвижного указателя. После этого винтом 3 фиксируют
положение стола. Несколько раз арретируют измерительный
стержень, проверяя нулевую установку. Установив окончательно
шкалу на нуль, арретиром 8 отводят наконечник и, убрав со
стола блок концевых мер, вместо него устанавливают объект
измерения. Отпускают арретир ^помещают наконечник на по-
верхность детали. При контакте наконечника с поверхностью
детали изображение.шкалы сместится относительно указателя.
Смещение нулевого (или прийятого* за нулевой) штриха шкалы
относительно неподвижного указателя является отклонением,
измеряемого размера от р-азмера блока концевых мер. Откло-
нение может быть положительным и отрицательным.
Если деталь имеет цилиндрическую форму, то во избежание
перекоса следует плотно двумя пальцами правой и левой руки
прижимать ее к столу и, прокатывая под наконечником, следить
за движением шкалы. Наибольшее показание по шкале будет
соответствовать размеру диаметра изделия.
В каждой точке отсчет следует производить не менее трех"
раз, принимая за результат среднее арифметическое значение.
Йзмерения производят в трех сечениях, перпендикулярных к оси
детали и двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Действительный размер диаметра пробки будет равен разме-
ру блока концевых мер и показанию прибора с учетом знака.
Деталь сним.ают со стола, отведя арретиром наконечник.
Снова устанавливают под наконечник блок концевых мер. Арре-
тируя несколько раз, проверяют не сбилась ли нулевая уста-
Рис. 5
новка. Ошибка в положении нулевого штриха допускается не
более ±0,2 мкм.
Показания по шкале .отсчитывают по отношению к непо-
движному указателю, а.десятые доли дел’ения, т. е. десятые до-
ли микрометра, отсчитывают на глаз, мысленно разделив ин-
тервал между делениями на десять частей.
Измерения можно производить не только на плоском, но и на
ребристом столе. В этом случае меру и деталь следует распола-
гать поперек стола. Среднее ребро столика должно быть распо-
ложено под измерительным наконечником оптиметра.
Настройка горизонтального оптиметра (рис. 5, а, б). Для
измерений на горизонтальном оптиметре наконечники, выбирают
так, чтобы контакт между изделием и наконечником был наи-
меньшим. Поэтому при измерении изделий с плоскими поверх-
ностями следует пользоваться сферическими наконечниками, а
при измерении изделий с цилиндрическими поверхностями диа-
метром до 3—5 мм — плоскими или ленточными наконечниками.
Как правило, в горизонтальном оптиметре используют либо два
сферических наконечника, либо два плоских.. Наконечйики на-
девают на измерительные штифты пиноли и трубки оптиметра
и устанавливают их соосно.
В случае применения двух плоских или ленточных наконеч-
ников их измерительные поверхности должны быть установлены
параллельно друг к другу. После надежйого закрепления > нако-
нечников на измерительных штифтах 11, пинольную 9 и измери-
тельную 5 бабки сдвигают по направляющим станины 1, вра-
щая маховики 8 и 15 соответственно так, чтобы между наконеч-
никами можно было установить концевую меру от 1 до 2 мм.
Закрепляют бабки стопорными винтами 7 и 16 и регулируют
положение наконечников, наблюдая за движением изображения
шкалы в поле зрения окуляра оптиметра 17. Микрометрическим
винтом 2 пиноли 3 при отжатом стопорном винте 4 устанавли-
вают изображение шкалы приблизительно на нулевое деление,
закрепляют стопорный винт 4 пиноли и находят минимальное
расположение наконечников. Для этого, наблюдая в окулятор,
следует поочередно поворачивать отверткой р!егулировочные
винты 10 до тех пор, пока не получится наименьший отсчет по
шкале. Если окажется, что при вращении регулировочных вин-
тов 10 не хватит пределов шкалы, необходимо, отжав стопор-
ный йинт 4, микрометрической подачей привести шкалу в нуле-
вое положение, снова зажать стопорный винт и . продолжать
вращать винты как вертикально, так и горизонтально располо-
женные, добиваясь наименьшего показания по шкале. На этом
регулировку плоских наконечников можно считать законченной.
Регулировку двух сферических наконечников производят
аналогично с той лишь разницей, что вращение регулировочных
винтов. 10 пиноли следует прекратить, когда йо шкале получит-
ся наибольший отсчет. Движение измерительного наконечника
и шкалы такое же, как и при настройке вертикального опти-
метра, но ось здесь расположена горизонтально.
Измерения наружных размеров на горизонтальном оптимет-
ре проводят методом сравнения с концевыми мерами. Концевые
меры подбирают по номинальным размерам изделия. Бабки с
трубкой оптиметра и пинолью- перемещают вдоль станины на
такое расстояние, чтобы концевая мера,/3 была свободно раз-
мещена между наконечниками. Мера должна быть установлена
на глаз посередине «плавающего» столика и закреплена струб-
циной 12, а сам «плавающий» столик — посередине основного
стола оптиметра. Оставив бабки незакрепленными, вводят кон-
цевую меру на линию измерения при помощи механизма стола
(см. рис. 5,6). Освободив винт 20 и поворачивая маховик 21,
поднимают стол 6 (см. рис. 5, а) на требуемый уровень и за-
крепляют его; затем микрометрическим винтом 18 перемещают
верхнюю часть стола так, чтобы середина мерьт стала против
наконечников. После этого перемещают бабку с пинолью до
соприкосновения наконечника пйноли с измерительной поверх-
ностью меры и закрепляют ее зажимным винтом 7 (рис. 5,а).
Измерительную бабку перемещают до соприкосновения наконеч-
ника с концевой мерой и закрепляют зажимным винтом 16. От-
жимают стопорный винт 4 и микрометрическим винтом 2 уста-
навливают изображение шкалы приблизительно на нулевое де-
ление и закрепляют винт 4. При этом необходимо следить за
тем, чтобы во время подачи микрометрического винта, стопора
ный винт был отжат.
Концевую меру устанавливают на линию измерения опти-
метра. Для этого стол с концевой мерой маховичком 19 при от-
крепленном стопоре 22 поворачивают до тех пор, пока в окуля-
ре оптиметра не будет наблюдаться наименьший отсчет по шка-
ле. В этом положении стопор 22 закрепляют. Затем махович-
ком 14 поворачивают стол и определяют минимальный отсчет
по шкале.
Положение концевой меры считается правильным, если при
качании и повороте стола получается один и тот же отсчет в
пределах 0,2 'мкм. При таком положении концевой меры вра-
щением микрометрического винта 2 при отжатом винте 4 изо-
бражение шкалы устанавливают на нулевое деление и закреп-
ляют винт 4. Если при этом будет наблюдаться небольшое сме-
щение изображения шкалы, его устраняют тем же микрометри-
ческим винтом, либо принимают его за нуль. В правильности
установки на нулевое деление следует убедиться, произведя
трехкратное арретирование. -
После соответствующей выдержки при определейной темпе-
ратуре концевую меру снимают и на стол помещают измеряемое
изделие. Если изделие имеет форму плитки, т. е. имеет плоские
поверхности, то для нахождения наименьшего отсчета махович-
ками 14 и 19 по шкале находят минимальную точку возврата
шкалы. Полученный отсчет будет представлять собой разность
размеров измеряемого изделия и концевой меры.
Необходимо1 иметь в виду, что при изменении положения на-
конечников в процессе измерения их нужно отводить арретиром
оптиметра, а не вытягивать меру либо деталь, находящиеся под
действием наконечников, с линии измерения.
При измерении цилиндрических деталей, например, различ-
ных валиков^ калибров-пробок, ось калибра может быть парал-
лельна плоскости стола (горизонтальна) и перпендикулярна
к плоскости стола (вертикальна). В первом случае после того
как калибр, закрепленный на столе, введен между Наконечника-
ми И, перемещают стол в'вертикальном направлении до полу-
чения наибольшего отсчета и закрепляют в этом положении;
затем вращают стол маховичком 14, т. е. в горизонтальной пло-
скости до получения наименьшего отсчета. Эти действия повто-
ряют до тех пор, пока наибольший отсчет при перемещении сто-
ла в вертикальном Направлении и наименьший отсчет при вра-
щении стола не будут совпадать в пределах 0,2 мкм. Получен-
ный отсчет покажет разность размеров измеряемого калибра
и концевой меры, по которой производилась настройка шкалы
оптиметра.
Во втором случае, когда калибр установлен в вертикальном
положении, наибольший отсчет получают, перемещая стол вдоль
горизонтальной плоскости микрометрическим винтом 18, а наи-
меньший, перемещая стол вокруг горизонтальной оси с по-
мощью маховичка 19.
При измерении внутренних размеров на горизонтальном оп-
тиметре в качестве образцовой меры применяют скобу, состав-
ленную из блока концевых мер и специальных боковичков, при-
тираемых к блоку с обоих концов, и закрепляемую в специаль-
ной державке.
Измерения проводят в следующем порядке. На измеритель-
ных штифтах трубки оптиметра и пиноли закрепляют плоские
наконечники и устанавливают их параллельно друг другу, как
было описано выше. К горизонтальному оптиметру прилагают
специальное приспособление ИП-8 для измерения внутренних
размеров деталей с гладкими поверхностями, которое состоит
из двух держателей, измерительных дуг и арретира (см.
рис. 5, а).
В комплект, приспособления входят две пары измерительных
дуг: одна — меньшего размера—для измерения внутренних диа-
метров от 13,5 до 26,5 мм; вторая — большего размера — для
измерения внутренних диаметров от 26,5 мм. ♦
На трубку оптиметра и пиноль надевают до упора и закреп-
ляют винтами держатели вместе с установленными на них дуга-
ми. Кронштейны сдвигают так, чтобы выступ дуги держателя
пиноли вошел в паз дуги держателя трубки оптиметра. Если
при этом обнаружится перекос, надо освободить зажимные вин-
ч ты и повернуты' держатели так, чтобы выступ и паз совмести-
лись, а дуги заняли вертикальное положение. Изображение шка-
лы трубки оптиметра должно находиться в это время с правой
стороны поля зрения окуляра.
На стол устанавливают образцовую скобу (державку с ук-
репленными в ней мерами и боковиками) и закрепляют прижи-
мом; перемещают стол и вводят скобу на линию наконечников
дуг так, чтобы они находились между боковиками скобы, почти
касаясь их, а «плавающая» часть стола находилась в среднем
положении. Затем кронштейны раздвигают и закрепляют в по-
ложении, в котором наконечники будут касаться боковиков,
а изображение шкалы переместится в левую1 сторону поля зре-
ния окуляра. Микрометрическим винтом 2 устанавливают изо-
бражения шкалы нах нулевое деление и закрепляют винт 4.
Точную установку образцовой скобы производят, поворачи-
вая ее вокруг вертикальной оси. Находят наименьший отсчет по
• шкале, а затем наименьший отсчет при повороте вокруг гори-
зонтальной оси. Когда наименьшие отсчеты по щкале будут
• одинаковыми (в обоих случаях в пределах 0,5 мкм), вращени-
ем микрометрического вийта 2, устанавливают шкалу на нуле-
вое деление; трехкратным арретированием проверяют постоян-
ство установки, после чего пиноль окончательно закрепляют
винтом 4.
С помощью арретира отводят наконечник трубки оптиметра,
опускают стол и на место образцовой скобы помещают измеряе-
мое изделие. Закрепляют кольцо на столе, а затем поднимают
на линию измерения. Арретиром отводят дугу трубки оптиметра
влево и концы обеих дуг вводят внутрь кольца. Затем арретир
отпускают, при этом измерительные наконечники дуг приходят
в контакт с внутренней поверхностью кольца. Перемещая ctojj
в горизонтальной плоскости микрометрическим винтом, находят
наибольший отсчет по шкале. Проворачивая стол вокруг горизон-
тальной оси, находят наименьший отсчет по шкале.
Повторяя эти действия, добиваются совпадения отсчетов в
пределах 0,5 мкм. Арретируя, несколько раз,, следует убедиться^
в постоянстве, показаний по шкале. Отсчет, произведенный по
шкале, показывает разность между размерами измеряемого
кольца и образцовой скобы. Кольцо снимают и с^ова устанав-
ливают образцовую скобу, чтобы убедиться^ не сбилась ли ну-
левая установка. На этом измерения на оптиметре считают за-
конченными. Результаты измерений заносят в протокол.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения калибра-пробки на вертикальном оптиметре
Краткие технические данные вертикального оптиметра
Завод-изготовитель- Заводской номер (
Предел измерения, Погрешность измерения
Цена деления шкалы__________ Температура окружающей среды*—°C
Концевые меры разряда» Номер измеряемого изделия
класса______________________________
Оптическая схема оптиметра
Схема измерения калибра-пробки
Размеры калибра-пробки
ПР
-------&
предельные
предельные
наибольший наименьший
изношенные
наибольший наименьший
Размер блока концевых мер для проходного калибра ПР
Размер блока концевых мер для непроходного калибра НЕ.
Результаты измерения
мм
мм
Проходная
Непроходная
К
я
<1>
II
III
<D
К
К
<1>
бочкообраз-
ность или
вогнутость
<1>
бочкообраз-
ность или
вогнутость
<1>
II
III
Заключение о годности калибра пробки
Фамилия учащегося
Дата выполнения работы
Подпись учащегося
Г руппа__________
Дата сдачи работы
О цен ка_____.
Подпись преподавателя
с
S
s
о
К
I
а
б
а
б
а
б
I
а
б
а
б
а
б
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
МАШИНЫ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ
ТИПА ИЗМ. НАСТРОЙКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство оптико-механические машин, их тех-
нические и метрологические данные. Настроить оптико-мехацй-
чесйую машину и измерить на ней изделия. Оформить резуль-
таты измерений протоколами установленной формы, обработать
результаты измерений и дать заключение О' годности.
х 2. Применяемые приборы и оборудование
Оптико-механическая машина типа ИЗМ (ГОСТ 10875—76),.
приспособления к оптико-механической машине, концевые меры
длины 5-го разряда (ГОСТ 8.166—75) или класса 2 (ГОСТ
9038—73), изделия, предназначенные для измерений.
3. Общие сведения
Оптико-механические машины (далее измерительные маши-
ны), предназначены для точных линейных измерений методом
непосредственного отсчета по шкалам и методом сравнения с
концевыми мерами длины. На измерительных машинах можно
поверять плоскопараллельные концевые меры длины 3, 4 и 5-го
разрядов, нутромеры с большими пределами измерения, произ-
водить точные измерения наружных и внутренних размеров
гладких изделий, среднего диаметра резьбы и др.
Технические и метрологические1 характеристики измеритель-
ных машин представлены в таблице.
На рис. 1 показана оптическая схема измерительной маши-
ны ЙЗМ-1. Лучи света от осветителя, состоящего из лампы на-
каливания напряжением 3,5 В, линзы //, светофильтра 10, лин-
зы 9 и зеркала S, установленного под углом 45° и отклоняющего
лучи вниз, попадают на одну из стеклянных пластинок 7, распо-
ложенных через каждые 100 мм в отверстиях метровой шкалы.
На нижней поверхности пластинки, совмещенной с фокальной
плоскостью объектива 5, нанесен двойной штрих (биссектор)
и цифра, показывающая соответствующий дециметр метровой
шкалы. Призма 6 и объектив 5, представляющий собой узел
коллиматора, расположены в пинольной бабке. Такой же узел
(объектив 4 и призма 3) имеется и в измерительной бабке.
Призма 6 отклоняет лучи под прямым углом в объектив 5, из
которого они выходят параллельным пучком и попадают в кол-
лиматор передней (измерительной) бабки. Параллельный поток
света, проходящий через объектив 4, отклоняется призмой 3
вверх и собирается в фокусе объектива. В фокальной плоскости
объектива 4 расположена стомиллиметровая шкала 2, на кото-
рую проецируется изображение цифры с указанием дециметро-
вого деления и двойной штрих. Так как ход лучей между Объ-
ективами 5 и 4,параллелен, передняя и задняя бабки, содержа-
щие узлы коллиматоров, могут быть установлены в зависимости
от измеряемой длины на различном (требуемом) расстоянии
друг от друга. Изображение двойного штриха всегда будет по-
лучаться в фокусе объектива 4, так как узел коллиматора пере-
мещается вместе с бабкой под неподвижной стомиллиметровой
Рис. 1
шкалой. Следовательно, изображение цифры и биссектора рас-
полагается в плоскости стомиллиметровой шкалы. Изображения
двойного’ штриха* пластинки с указанием соответствующего де-
циметра метровой шкалы и штрихи стомиллиметровой, шкалы,
получаемые в фокальной плоскости объектива 4, наблюдают в
микроскоп /, установленный в измерительной бабке..
Деления, метровой неподвижной шкалы :и неподвижная сто-
миллиметровая шкала расположены в, одной горизонтальной
плоскости (в фокальной плоскости объективов — коллимато-
ров), а линия измерения не совпадает с плоскостью шкал.
Линия измерения параллельна фокальным плоскостям обоих
объективов и расположена выше них на расстоянии 150 мм и
равна фокусному расстоянию объективов. Следовательно, в оп-
тико-механической машине нарушен принцип компарирования
(принцип Аббе, т. е. последовательное расположение" шкалы и
Параметр
Пределы измерений размеров, • мм:
наружных
внутренних *
с применением электронной го-
ловки ГК-3
Цена деления шкалы, мм:
метровой
стомиллиметровой
Цена деления отсчетного устрой-
ства, мкм, не более
Наибольший диаметр, цилиндриче-
ского изделия, устанавливаемого на
.люнетах, мм
Высота линии измерения над ста-
ниной, мм, не менее ;
Допускаемое отклонение от номи-
нального размера интервалов метро-
вой шкалы, мкм
Допускаемое отклонение от номи-
нального размера интервалов сто-
миллиметровой шкалы, мкм
Допускаемая погрешность измере-
ния концевых мер методом непосред-
ственной оценки яри введении попра-
вок на шкалы, мкм
Погрешность измерения концевых
мер длины,.мкм:
методом непосредственной оценки
при введении поправок на шка-
лы машины
сравнительным методом при ис-
пользовании образцовых мер:
3-го разряда
4-го разряда
при измерении внутренних раз-
меров
Числовое значение параметра для оптико- механических измерительных машин
ИЗМ-1 ИЗМ-2 ИЗМ.-4
(ИЗМ-10) (ИЗМ-11) (ИЗМ.-12)
0—100Q 0—2000 0—4000
13,5—900 13,5—1900 13,5—3900
1—13,5 1—13,5 1—'13,5
100 100 100
0,1 0,1 0,1
1 1 1
50 50 50
130 130 130
(0,3 + 9 • 10-з£)
±: (0,7 + 5- Ю-3£)
(0,4+ 4 • 10-3L)
(0,4 + 4 • 10-3L)
(0,2+ 2,5 • 10-3L)
zt (0,4*+4 . 10-3L)
линии измерения). Однако наличие специальной оптической си-
стемы-системы узлов коллиматоров — приводит к тому, что
небольшие наклоны бабки, которые могут иметь место при ее
перемещении по направляющим станины, могут вносить лишь
незначительные погрешности в измерения.
Основанием машины ИЗМ-Г является массивная чугунная
станина с плоскими направляющими для установки и переме-
щения по ним измерительной и пинольной бабок, люнетов
и предметного стола. Станину располагают на три регулировоч-
ные опоры, с помощью которых машина может быть установле-
на
на по уровню в продольном и поперечном направлениях. Махо-
вичок перемещает пинольную ч бабку по направляющим с по-
мощью зубчато-греечной передачи. Вдоль станины размещены
оптические шкалы-—метровая и миллиметровая, находящаяся
под измерительной бйбкой.
Метровая шкала представляет собой стальную пластину с
круглыми сквозными отверстиями, через каждые 100 мм в ко-
торых имеются стеклянные пластинки с двойными.«штрихами
(биссекторами). Для удобства работы на станине против соот-
ветствующих оптических шкал закреплены стальные метровая
и миллиметровая шкалы, с помощью которых можно- ориенти-
ровочно1 устанавливать бабки на требуемый размер по указа-
телям, нанесенным^на корпусе бабок.
В измерительной бабке, расположенной с правой стороны
на станине, помещена трубка оптиметра и отсчетный микроскоп,
а в нижней части узел коллиматора. Перемещение измеритель-
ной бабки по направляющим осуществляется реечной переда-
чей, а ее точная установка — микрометрическим винтом. Пи-
нольная бабка, установленная с левой стороны на станине, не-
сет на себе трубку пиноли, освётитель, а в нижней части кол-
лиматор, который передает изображение штрихов биссектора
и цифру дециметров, нанесенных на стеклянной пластине, через
такой же узел коллиматора, укрепленный в измерительной баб-
ке, в плоскость делений миллиметровой шкалы. В поле зрения
микроскопа наблюдают изображения штрихов миллиметровой
шкалы и. соответствующие цифры и биссекторные штрихи .мет-
ровой шкалы, а в поле зрения оптиметра — изображение шкалы
тысячных долей миллиметра. Вместо измерительной бабки мо-
жет быть применена дополнительная бабка, предназначенная
для установки трубки контактного интерферометра. Предмет-
ней стол используют для установки изделий. Его конструкция
аналогична конструкции стола, применяемого в горизонтальном
оптиметре или горизонтальном длиномере. Изделия размером
свыше 300 мм измеряют с помощью люнет. Длинные цилиндри-
ческие изделия устанавливают на два люнета. В машине при-
меняют люнет с роликовой призмой, который может переме-
щаться только в вертикальном направлении, и люнет с роли-
ковыми опорами, передвигающийся в горизонтальном и верти-
кальном направлениях.
4. Порядок выполнения работы
Настройка оптико-йеханической измерительной машины. Пе-
ред^ измерением на измерительной машине необходимо выбрать
соответствующие наконечники, отрегулировать их, а затем на-
строить машину на нужный размер. Наконечники выбирают и
регулируют так же, как в лабораторной работе № 14. При на-
стройке машины на нужный размер ее необходимо установить
в нулевое положение. Измерения следует проводить методом
непосредственного отсчета по шкалам машины. При этом необ-
ходимо тщательно протереть измерительные поверхности нако-
нечников бензином, затем грубо установить пинольную бабку по
наружному индексу на нуль метровой шкалы. Отжав винт и
вращая маховичок, также грубо по- наружной металлической
шкале установить измерительную бабку на нуль стомиллимет-
ровой шкалы и закрепить винт. Вращая микрометрический винт
при отжатом стопоре, осторожно передвинуть измерительную
бабку до тех пор, пока нулевой штрих стомиллиметровой шка-
лы не будет установлен при наблюдении в окуляр отсчетного
микроскопа симметрично между двумя штрихами (биссектором)
метровой шкалы так, чтобы просветы слева и справа от нуле-
вого штриха были равны.
Необходимо окончательно установить наконечники посред-
ством микрометрической подачи пиноли. Вращая микрометриче-
ский винт пиноли, устанавливают шкалу трубки оптиметра на
нуль и закрепляют винт. Если при закреплении винта установка
на нуль не сбилась, следовательно, все три шкалы машины уста-
новлены в нулевое положение.
Измерения на оптико-механической машине можно произво-
дить методом сравнения с концевыми мерами и методом непо-
средственного отсчета по шкалам.
Измерения методом сравнения с концевыми мерами прово-
дят аналогичнонизмерениям на горизонтальном оптиметре, опи-
санным в лабораторной работе № 14.
При измерениях методом непосредственного отсчета по шка-
лам необходимо соблюдать в помещении строгий температур-
ный режим. Отклонения температуры от нормальной (20 °C) не
должны превышать ± 1 °C, , а при особо точных измерениях
±0,5 °C.
Для выравнивания температуры измеряемых изделий с тем-
пературой машины рекомендуется выдерживать изделия на ма-
шине. Продолжительность выравнивания температуры зависит
от свойств измеряемого изделия. Температуру измеряют термо-
метрами, размещенными на измеряемом изделии и на станине.
После установки машины в нулевое положение измеритель-
ную бабку отодвигают вправо, а пинольцую — устанавливают
на требуемое число сотен миллиметров по металлической на-
ружной шкале. Установку проводят по указателю, нанесенному
на пинольной бабке.
Измеряемое изделие располагают на столе и закрепляют за-
жимом. При этом верхняя подвижная («плавающая») . часть
стола должна быть расположена приблизительно посередине.
Цилиндрические изделия длиной свыше 300 мм устанавливают
на два роликовых люнета. Опоры длинных изделий следует рас-
полагать на расстоянии 0,211 общей длины от каждого конца.
Механизмом движения стола или люнетами выводят изделие на
линию измерения. Измерительную бабку придвигают так, чтобы
наконечники оптиметра и пиноли касались изделия и показание
по шкале трубки оптиметра находилось в пределах ±0,01 мм.
Пользуясь движениями и поворотами стола, . выравнивают
изделие по линии измерения до получения наибольшего иди наи-
меньшего отсчетов в зависимости от формы изделия и измери-
тельных наконечников. Затем с помощью- микрометрического
винта при открытом стопоре устанавливают измерительную
бабку в такое положение, при котором один из^ штрихов стомил-
лиметровой шкалы расположится посередине между двойными
штрихами метровой шкалы. Рекомендуется визировать штрих
стомиллиметровой шкалы, ближайший к двойному штриху. Сто-
порный винт закрывают.
После соответствующей температурной выдержки произво-
дят отсчеты по шкалам: по двойному штриху определяют число
сотен миллиметров, по стомиллиметровой шкале — десятки, еди-
ницы й десятые доли миллиметров,
по шкале оптиметра — сотые и тысяч-
ные доли миллиметра.
На рис. 2 дж примера показан от-
счет * размера 860,807 мм. Пинольная
бабка установлена на делении 800 мм,
вследствие чего в поле зрения окуля-
ра отсчетного микроскопа виден бис-
сектор с делением 8, измерительная
бабка при этом установлена на деле-
нии 61 металлической наружной шка-
лы. Микрометрической подачей изме-
рительной бабки биссектор помеща-
ют в близлежащее деление миллимет-
ровой шкалы.
Поворачивая стол, ориентируют изделие по отношению линии
измерения и производят отсчет по шкале оптиметра. При этом
следует помнить, что после начальной установки на нулевое
деление шкалы .оптиметра, пользоваться микрометрической по-
дачей либо открывать стопорный винт пиноли ни в коем случае
нельзя. Получен отсчет по шкале оптиметра, равный +7,5 мкм.
Следовательно, показания шкалы оптиметра необходимо приба-
вить алгебраически к отсчету по микроскопу. Сумма будет со-
ставлять 860,8075 мм. Измерения производят не менее трех раз.
За результат принимают среднее арифметическое значение.
Изделие снимают со стола и проверяют нулевую установку.
Для этого1 измерительную бабку сдвигают на нуль наружной
миллиметровой шкалы. Нулевое деление стеклянной миллимет-
ровой шкалы совмещают с нулевым биссектором метровой шка-
лы и производят отсчет по шкале оптиметра. Разность отсчетов
при начальной и4 конечной установке не должна превышать
0,2 мкм.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения изделий (нутромера) на оптико-механической машине типа ИЗМ
Завод-изготовитель Заводской номер
Предел измерения Погрешность измерения
Цена деления шкалы: метровой Температура окружающей i
миллиметровой '; среды_____________________________________. °C
измерительного устройства _______ Концевые меры______________ ._____.
u ; '1 ' > '
Номер измеряемого изделия________ _____________разряда, класса
Метода измерения (метод непосредственного отсчета либо метод сравнения
с концевыми мерами)________________________________________:
Принципиальная оптическая схема измерительной машины Схема измерения (нутромера . либо другого изделия)
Результаты измерений
Сечения (при пово- роте нутромера на 60°) Показания из- мерительной ма- шины при изме- рении нутро- мера, мм Номиналь- , ный размер нутромера, мм Предельные размеры нутромера по чертежу , либо по стандарту
наиболь- шие наимень- шие/ изношен- ные
1-е п
2-е
3-е
Заключение о годности ___________________________________________[______
Фамилия учащегося Группа____________________________i___________________
г 1
Дата выполнения работы Дата сдачи работы^i-
Подпись учащегося Оценка.
Подпись преподавателя _______________________
i ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТАЛ® 11
ДЛИНОМЕРЫ ОПТИЧЕСКИЕ. HACTPQHKA.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство оптических вертикальных и горизонталь-
ных длиномеров, их технические и метрологические данные. На-
строить вертикальный оптический длиномер и измерить на нем
изделия. Оформить результаты измерений протоколами уста-
новленной формы, обработать результаты измерений и дать за-
ключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Вертикальный оптический длиномер типа ДВО либо ДВЭ
(ГОСТ 14028—68), приспособления к оптическому длиномеру,
концевые меры длины (ГОСТ 9038—73), изделия, предназначен-
ные для измерения.
3. Общие сведения
Оптические вертикальные и горизонтальные длиномеры пред-
назначены для точных измерений линейны^ размеров методом
непосредственного отсчета по шкалам (в пределах до 100 мм)
и методом сравнения с концевыми мерами (при размерах свыше
100 мм). В конструкции длиномеров сдблюден компараторный
принцип (принцип Аббе): измеряемая длина является прямоли-
нейным продолжением шкалы прибора, поэтому при измерении
больших размеров малые наклоны измерительного стержня не
сказываются на результатах измерений.
По расположению линии измерения оптические длиномеры
делятся на вертикальные и горизонтальные. В соответствии с
ГОСТ 14028—68 оптические длиномеры изготовляют следующих
типов: вертикальные оптические (окулярные) типа ДВО
(ИЗВ-2), вертикальные с проекционным экраном типа ДВЭ
(ИЗВ-З) и. горизонтальные с проекционным экраном типа ДГЭ
(ИКУ-2).
Технические и метрологические характеристики выпускаемых
длиномеров приведены в табл. 2 ГОСТ 14028—68.
В основу оптической схемы длиномера ДВЭ (рис. 1) поло-
жен принцип продольного компаратора: измеряемая длина яв-
ляется прямолинейным продолжением миллиметровой шкалы
прибора, плоскость делений которого совпадает с осью и на-
правлением движения измерительного стержня. Лучи света от
лампы.20 через конденсатор 19, светофильтр 18, осветительные
линзы 17 и зеркало 16 освещают миллиметровую- шкалу 14 с за-
щитным стеклом 15. Изображение штрихов шкалы объекти-
Рис. 1
вом 13 ччерез прямоугольные призмы 12,, 11, дополнительные
линзы 10 и плоскопараллельную пластинку 9 проецируют на
сетку 7, на которой нанесена шкала десятых долей миллиметра
и индекс. На лимбе 8 нанесена шкала тысячных долей милли-,
метра. Лимб 8 и сетка 7 находятся в фокальной плоскости объ-
ектива 5. Изображение миллиметровых штрихов, десятых и ты-
сячных долей миллиметра, а также индекс переносится коллек-
тивом 6, зеркалом 4, объективом 5 на экран 2 с помощью зер-
кал Зи/.
На рис. 2 показан оптический вертикальный длиномер типа
ДВЭ (ИЗВ-З) с проекционным устройством для отсчета и опти-
ческим микрометром. На рисунке: 1 — ребристый измеритель-
ный стол; 2, 4 и 6 — стопорные винты; 3 и 5 — маховички.
Пример отсчета при помощи оптического микрометра при-
веден на рис. 3. На экране длиномера одновременно видны два
штриха миллиметровой шкалы, обозначенных цифрами «91»
и «92»; неподвижная шкала десятых долей миллиметра с де-
сятью биссекторами и оцифровкой от «О» до «8»; круговая шка-
ла для отсчета сотых, тысячных и десятитысячных долей мил-
лиметра и неподвижный индекс. Для снятия отсчета необходи-
мо ввести маховичком ближайший миллиметровый штрих в бис-
сектор шкалы десятых долей миллиметра так, чтобы штрих ока-
зался точно посередине этого биссектора. Индексом для отсчета
целых миллиметров служит нулевой биссектор шкалы десятых
долей миллиметра. Миллиметровый’штрих «92» прошел только
нулевой бйссектор десятых долей миллиметра, а ближайший
меньший штрих «91» прошел всю шкалу десятых долей милли-
метра, поэтому отсчет будет равен 92 мм плюс длина отрезка
от штриха «92» до нулевого биссектора шкалы десятых долей
миллиметра.
. Отсчет по шкале десятых долей миллиметра можно произ-
водить в том случае, если миллиметровый штрих будет распо-
лагаться посередине соответствующего биссектора. Этого можно
добиться, вращая маховичок 5 (см. рис. 2) при открытом сто-
поре 6. При этом будет смещаться и микрометровая шкала.
Стопорный винт 6 после установки снова закрепляют. Следо-
вательно., отсчет по двум шкалам будет равен 92,1 мм.
Рис. 2
Сотые, тысячные и десятитысячные доли миллиметра отсчи-
тывают по микрометровой шкале; индексом для отсчета по ней
служит указатель шкалы с ценой деления 0,001 мм.
На рис. 3 четвертый штрих микрометровой шкалы прошел
указатель и еще некоторую часть интервала между четвертым
и пятым делением. Эту часть интервала определяют на глаз;
она равна, примерно 0,7 мкм. Окончательный отсчет равен
'92,1047 мм.
4. Порядок выполнения работы
При выборе наконечника нужно следить, чтобы контакт меж-
ду измеряемым изделием и наконечником был наименьшим: для
измерения изделий с плоскими поверхностями следует приме-
нять сферический наконечник; для измерения изделий с цилинд-
рическими поверхностями — ножевидный наконечник, который
следует устанавливать перпендикулярно к образующей цилинд-
ра. Наконечник необходимо надеть на измерительный штифт и
закрепить стопорным винтом.
Во всех случаях, когда приходится пользоваться плоским или
ножевидным наконечником, необходимо на ребристый стол 1
(см. рис. 2) устанавливать столик СТ-5, выверять параллель-
ность плоскости его наконечника рабочей плоскости столика и
помещать на него столик СТ-ф.
Детали небольшой массы и малой толщины измеряют с из-
мерительным усилием 1,2 Н без грузовой шайбы. Для измере-
ния изделий, требующих большего измерительного усилия, на
измерительный стержень навинчивают грузовую шайбу.
Настройка оптического длиномера и измерения на нем мето-
дом непосредственного отсчета по шкалам. Перед измерениями
необходимо все шкалы установить в нулевое положение, для че-
го следует освободить винт 4 (см. рис. 2) и опустить измери-
тельный стержень ДО' тех пор, пока наконечник не коснется пло-
скости стола. Произведя трехкратное арретирование с помощью
маховичка 3, убедиться в постоянстве контакта и снять первый
(начальный) отсчет при помощи оптического микрометра.
Для удобства измерений посредством маховичка, находяще-
гося на правой боковой стороне головки длиномера, и махович-
ка 5 при открепленном стопорном винте 6 устанавливают нуле-
вой отсчет. Для этого, вращая , маховичок, устанавливают ин-
декс на нулевое деление микрометровой шкалы, затем махович-
ком 5 подводят нулевой штрих миллиметровой шкалы на* сере-
дину двойного нулевого биссектора шкалы десятых долей Мил-
лиметра и закрепляют микрометр в таком положении стопор-
ным винтом 6. Подняв измерительный стержень, на ребристый
стол помещают измеряемое изделие, опускают измерительный
стержень до контакта наконечника с изделием и снимают вто-
рой отсчет. Сняв деталь со стола, снова проверяют нулевую ус-
тановку. .
Если изделие имеет цилиндрическую форму, его необходимо
медленно прокатать по столу под наконечником и произвести
максймальный отсчет по шкале. Размер изделия определяется
разностью отсчетов, полученных при контакте наконечника с
поверхностью изделия и стола.
Для повышения точности измерений отсчеты необходимо по-
вторить не менее трех раз, вычислить среднее значение и при-
110
бавить к нему приведенную в аттестате шкалы поправку с уче-
том ее знака.
' Примеры подсчета результатов измерений приведены в таб-
лице.
Среднее значение отсчета,. мм Поправка по аттестату шкалы, мм Средней значение отсчета с учетом поправки, мм
1. 12.2727 / 45,8738 87,1035 +0,0003 —0,0012 ч +0,001'0 12,2730 45,8726 87,1045
Поправки при измерениях следует вводить до- подсчета результата
2. 72,5793 , I > +0,0009 . I 72,5802
17,9356 I —0,0011 I 17,9345
Результат измерения (разность) — 54,6457 мм
В таблице: 1 — при измерениях с начальным отсчетом, равным нулю;
2 — при измерениях с начальным отсчетом отличным от нуля (нахождение
разности отсчетов).
Настройка оптического длиномера и измерения на нем мето-
дом сравнения с концевыми мерами длины. Измерения методом
сравнения на длиномере можно производить- в пределах до
250 мм. Пределы измерения изменяют, перемещая измеритель-
ную головку длиномера по направляющим вертикальной стойки
маховиком, расположённым на правой боковой стороне корпуса
головки, при отжатом стопорном винте 2 (см. рис. 2). Затем
стопорный винт 2 зажимают.
На стол длиномера- 1 под измерительный наконечник можно
установить концевые меры длиной от 100 до 150 мм, выбирае-
мые в зависимости от номинального размера изделия, и настро-
ить его шкалы на нулевой отсчет. При этом на нуле должен
находиться указатель, микрометровой шкалы, а нулевой милли-
метровый штрих — посередине нулевого биссектора шкалы деся-
тых долей миллиметра. 1
Измерительный стержень при определении размера.опускают
до контакта наконечцика с поверхностью концевой меры и сни-
мают первый (начальный), отсчет, несколько раз арретируя на-
конечник.
Концевую меру убирают со стола, устанавливают изделие,
опускают измерительный стержень до контакта наконечника с
изделием и снимают второй отсчет, также арретируя наконеч-
ник. Изделие снимают и снова устанавливают концевые меры,
проверяя нулевую установку.
Размер изделия определяется разностью отсчетов, получен-
ных при контакте наконечника с поверхностью изделия и кон-
цевой меры.
Для повышения точности измерений отсчеты следует повто-
рять не менее трех раз и вычислять среднее значение, к которо-
му прибавлять приведенную в аттестате на шкалу поправку
с учетом ее знака.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения деталей на оптическом длиномере
Завод-изготовитель
Концевые меры.
разряда
Предел измерения
Температура воздуха _
°C
Цена деления шкалы
Номер измеряемой детали
-Погрешность измерения
Заводской номер
Оптическая схема длиномера
Предельные размеры по чертежу: Схема измерения детали
Результаты измерений, мм
Определение нулевого положения Показания прибора Показания прибора с учетом ас Поправка по аттестату шкалы С Среднее зна- чение отсчета с учетом поправки С, мм
ан ак аср А
1. 2. 3. 1. 2. 3. Ч~ 2 1. 2. 3..
ан Qp а* ср Лер ЛСр
Заключение о годности детали: ___________________________________ .
Фамилия учащегося Группа______________________________;______________.
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося' Оценка__________________,
Подпись преподавателя ______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
МИКРОСКОПЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ.
НАСТРОЙКА. СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство инструментальных микроскопов, их тех-
нические и метрологические данные. Настроить микроскоп. Из-
мерить на микроскопе линейные и угловые размеры изделий.
Оформить результаты измерений . протоколом установленной,
формы, обработать результаты измерений и дать заключение о
годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Микроскоп. инструментальный типа БМИ (ГОСТ 8074—71),
приспособления к микроскопу, детали, предназначенные для из-
мерения.
3. Общие сведения
Инструментальные микроскопы — оптико-механические изме-
рительные приборы, прёдназначенные для измерения линейных,
и угловых размеров изделий в прямоугольных и полярных коор-
динатах. . ;
.В соответствии с ГОСТ 8074—71 инструментальные микро-
скопы изготовляют следующих типов: ММИ — малый инстру-
ментальный микроскоп; БМИ — большой инструментальный
микроскоп; БИМ —бинокулярный инструментальный микроскоп.
С целью повышения точности наведения и исключения по-
грешностей из-за субъективности оператора стали применять
фотоэлектрические микроскоп^!, а в качестве отсчетных уст-
ройств— устройства с цифровым Отсчетом. Такой инструмен-
тальный микроскоп с электронным цифровым отсчетом типа
БМИ-Щ имеет дискретность’отсчета 0,001 мм.
.В микроскопе БИМ в отличие от,микроскопа1 БМИ переме-
щения изделий в продольном и поперечном направлениях отсчи-
тывают по наблюдаемым на экранах изображениям шкал про-
дольного' и поперечного ходов стола. Вместо окулярного микро-
скопа в визирной части применен‘бинокулярный микроскоп, об-
легчающий работу оператора и повышающий точность наведе-
ния. Взамен сменных окулярных головок использованы кассе-
ты, легко' заменяемые путем установки их в паз корпуса тубуса.
Технические и метрологические характеристики инструмен-
тальных микроскопов приведены в табл. 1 ГОСТ 8074—71.
Оптическая схема большого инструментального микроскопа
типа БМИ, с помощью' которого- наблюдают изображения изме-
ряемых объектов в окуляре и на экране, приведена на рис. 1.
Лучи от источника света (лампы накаливания 12 В, 35 Вт) 14
с помощью осветителя, состоящего из параболической конден-
сорной линзы 13 и линзы 12, проходят светофильтр 11, отража-
ются от зеркала 10, проходят линзу 9 и освещают объект, на-
ходящийся на предметном стекле 8 стола или в центрах. Изо-
бражение контура объекта с помощью одного из сменных мик-
Рис. 1
рообъективов 15,, 16, 17 или 7 и оборачивающей призмы 6 про-
ецируется в фокальную плоскость окуляра 3 угломерной голов-
ки микроскопа. Штриховая сетка 4 и лимб 5 годовки жестко
связаны между собой и могут вращаться на любой угол вокруг
оптической оси окуляра. Сетка служит для наведения на изо-
бражение контура измеряемого изделия или штрихов измери-
тельных ножей. Углы по лимбу отсчитывают по отсчетному мик-
роскопу 19. Лимб подсвечивается зеркалом 18 при дневном све-
те или от специального осветителя, входящего в комплект при-
бора. При фотографировании изображения объекта на окуляр
надевают фотонасадку с дополнительной отрицательной лин-
зой 2 и матовым экраном 1. На этот же окуляр надевают и про-
екционную приставку.
Микроскоп БМИ имеет литое чугунное основание, по на-
правляющим которого „перемещается измерительный стол; на
основании смонтирована колонка с кронштейном и тубусом,?
в нижней части основания установлена осветительная система,
и воздушной демпфер. Общий ход измерительного стола в про-
дольном направлении составляет 150 мм (125 мм при переме-
щении вручную; 25 мм — с помощью узла микрометрической
подачи продольного хода). Шаг микрометрического винта 1 мм,,
цена деления шкалы барабана. 0,005 мм, пределы измерения
0—25 мм. В поперечном направлении стол может перемещаться
на 50 мм (из них 25 мм за счет узла микрометрйческой подачи
поперечного хода). Измерительный стол имеет два приспособ-
ления— продольное и поперечное — для концевых мер.
Путем установки концевой меры соответствующего размера
между микровинтом и измерительным упором можно фиксиро-
вать положение стола. Стол прижимается к сферическим тор-
цам микровинтов пружинами , под постоянным усилием. Для
йредотвращения удара стола по микровинту у микроскопов
БМИ продольная и поперечная каретки имеют пневмодинами-
ческие тормоза — воздушные демпферы, ограничивающие мак-
симальную скорость движения стола.
Верхняя часть стола микроскопа с предметным стеклом мо-
жет поворачиваться вокруг вертикальной оси, что обеспечивает
точное совмещение линии измерения с направлением продоль-
ного и поперечного перемещения стола. С помощью маховика
стол может поворачиваться на 360° и стопориться й нужном по-
ложении , рукояткой. На верхней плоскости стола размещены
центровые бабки. Угол поворота стола определяется по шкале
лимба, нанесенной на боковой поверхности стола, и нониусу
с отсчетом 3'. k v
В центральную часть стола вставлено предметное стекло,
обеспечивающее возможность освещения снизу при наблюдении
в микроскоп контура изделия на освещенном фоне при измере-
нии теневым методом. В осветительное устройство входит лам-
па, конденсор, светофильтр и диафрагма, отверстие которой
регулируется поворотом кольца. Лампа вынесена из корпуса
микроскопа, что улучшает условия ее охлаждения и уменьша-
ет температурные погрешности вследствие нагревания прибора.
. Тубус микроскопа установлен на кронштейне, перемещаю-
щемся по вертикальным направляющим колонки, которая махо-
виком может наклоняться около1 горизонтальной оси на 12,5°
в обе стороны для установки микроскопа под углом, равным уг-
лу подъема измеряемой резьбы. Угол наклона определяется по
шкале маховика. Ось наклона колонки совпадает с линией
щентров, устанавливаемых на столе микроскопа при измерении
тел вращения.
Вращением маховика кремальеры Осуществляется верти-
кальное перемещение кронштейна, необходимое для фокусиров-
ки микроскопа, которое фиксируется винтом. Пружинный тор-
моз удерживает кронштейн при освобожденном винте, исключая
возможность падения кронштейна и повреждения объектива
микроскопа. На кронштейне имеется отверстие для крепления
проекционной насадки ПН-7, на экране которой получается изо-
бражение, обычно наблюдаемое в окуляр.
Микроскоп имеет механизм,, точной фокусировки, осуществ-
ляемой вращением рифленого кольца путем перемещения тубу-
са микроскопа по цилиндрическим направляющим кронштейна.
Сверху на тубусе микроскопа укреплена сменная головка с оку-
ляром и отсчетным микроскопом.
Основными видами сменных окулярных головок являются
угломерная, револьверная (профильная), головка с дугами'раз-
ной кривизны и головка двойного изображения. Все окулярные
'.головки имеют увеличение 10х.
Рис. 2
Угломерная головка,, (рис. 2, а, б) является наиболее уни-
версальной, поэтому чаще всего применяется на инструменталь-
ных микроскопах.. Головка смонтирована в круглом корпусе,
в центре которого установлен окуляр 2. Сбоку установлен от-
счетный микроскоп 3, снизу — лампочка и зеркало для освеще-
ния шкалы. Градусная шкала 12 и окулярная сетка 6 установ-
лены в оправах, которые тщательно"* сцентрированы и закреп-
лены на зубчатом колесе 10 с конической цапфой, обеспечиваю-
щей точное центрирование и посадку без зазоров в соедини-
тельную' трубку 5. Снизу в трубку ввернута оправа с защйтным
стеклом 11, предохраняющим окулярную сетку от загрязнения.
Нцжний конец трубки имеет сферическую поверхность для цент-
рирования в отверстии тубуса микроскопа.
Окулярную сетку 7 вращают маховичком 1. На окулярной
сетке (рис. 2, в) нанесены две сплошные линии под углом 60°,
пунктирный крест и четыре параллельные пунктирные линии,
отстоящие от центральной на расстояниях, соответствующих 0,3
и 0,9 мм. Центр пересечения штрихов сетки 6 и центр окружно-
сти делений градусной шкалы должны совпадать с геометриче-
ской осью вращения. Сетку, и лимб, юстируют с крепежными
винтами.
Объектив 9 отсчетного микроскопа 3 дает действительное об-
ратное изображение делений градусной шкалы в плоскости
окулярной сетки 7, на которой нанесена минутная шкала, рас-
сматриваемая вместе с наложенным на нее изображением гра-
дусной шкалы через окуляр 8, поле зрения которого при отсчете
§0°26' показано на рис. 2, г.
Подсветка отсчетного микроскопа осуществляется зерка-
лом 4. Окуляры всех окулярных головок и отсчетных микроско-
пов имеют возможность осевого перемещения для коррекции
дефектов зрения — близорукости и дальнозоркости в пределах
±5дптр.
4. Порядок выполнения работы
Настройка микроскопа. Микроскоп рекомендуется устанав-
ливать в затемненном помещении на специальный прочный стол
высотой около 600 мм (при работе сцдя) или около 950 мм (при
работе стоя). Температура помещения, в котором установлен
прибор, должна составлять (20±3) °C, относительная влажность
не более 70 %.
Микроскоп устанавливают в горизонтальное положение по
уровню с точностью до I7 регулировочными винтами, находящи-
мися внизу основания.
Измерять на микроскопе можно несколькими методами:
в проходящем и отраженном свете, с помощью проекционного
приспособления как в прямоугольных, так и полярных коорди-
натах. Метод измерения зависит, в первую1 очередь, от конфигу-
рации измеряемого объекта и технических условий на него.
Перед работой микроскоп следует настроить, т. е. выбрать
его увеличение (соответствующий объектив), отцентрировать
лампу осветителя, установить деталь, подобрать соответствую-
щее отверстие диафрагмы, произвести фокусировку предмета, и
его визирование. Если измерения будут производиться в поляр-
ных координатах, то дополнительно необходимо отцентрировать
круглый стол.
Увеличение объектива следует выбирать в. зависимости от
требуемого значения поля зрения. При всех других равных усло-
виях следует пользоваться возможно большим увеличением,
имея в виду существование зависимости между увеличением
объектива и значением поля зрения (увеличение обратно про-
порционально полю зрения). Чем больше увеличение объектива,
тем меньше поле зрения. При увеличении Iх; 1,5х; 3х и 5х поле
зрения основного микроскопа равно 21; 14; 7 и 4,2 мм. Поэтому
без особой необходимости не следует стремиться к большому
увеличению, так как в поле зрения может оказаться слишком^
малая часть измеряемого объекта.
При измерении углов, стороны которых будут пересекать все
(или почти все) поле зрения следует предпочесть малое увели-
чение. При работе с профильными, головками следует принять
увеличение, указанное на шкале профилей.
Получение правильных результатов при измерении зависит
также от хорошей освещенности поля зрения, поэтому при каж-
дой установке осветителя следует проверять расположение его
лампы. Устройство для центрирования лампы устанавливают
примерно в центре стекла предметного стола так, чтобы матовое
стекло было сверху. Отверстие ирисовой диафрагмы должно*
быть открыто полностью. Стол передвигают и устанавливают
так, чтобы в продольном и поперечном направлениях он нахо-
дился, в среднем положении, а колонка микроскопа была бы ус-
тановлена вертикально. После включения освещения на мато-
вом стекле должно появиться изображение нити накаливания.
Если лампа отцентрирована правильно, то изображение спи-
ральной нити накала лампы окажется резким и центрирован-
ным. В противном случае отжимают стопорный винт крепления
фонаря, а осветитель передвигают вдоль оси, чтобы получилось
оптимальное освещение. Затем винт опять зажимают и регули-
ровочными винтами осветителя, смещая фонарь в радиальном
направлении, устанавливают изображение нити накала посере-
дине матового стекла.
К микроскопу прилагают осветители различной конструкции..
Выбор осветителя зависит от того, как будут производиться
измерения: в проходящем снизу свете, отраженном свете (де-
таль освещается сверху) или с помощью проекционного устрой-
ства,'когда в основание микроскопа установлен специальный ос-
ветитель. ' v i
Точность увеличения изображения предмета зависит от под-
бора отверстия диафрагмы. При освещении измеряемого пред-
мета снизу вследствие дифракции света оператору в большинст-
ве случаев видны контуры предмета, искаженные ходом’ лучей,
обтекающих данный предмет.
Изменение размеров изображения предмета в зависимости от
степени открытия диафрагмы подчиняется строгой закономер-
ности. При диаметре диафрагмы меньше нормального размер
изображения предмета увеличивается, а при диаметре диафраг-
мы больше нормальной — уменьшается. Чтобы избежать по-
грешностей, вызванных неправильной установкой диафрагмы,
следует при измерении цилиндрических предметов и резьб поль-
зоваться таблицей, в которой указаны нужные диаметры изме-
ряемого изделия и (диафрагмы. Однако, пользуясь таблицей,.
можно сделать неверный вывод, что размер диафрагмы устанав-
ливается в зависимости от размера измеряемого .предмета. На
самом деле, на выбор диафрагмы влияет только форма пред-
мета (в данном случае кривизна). <
Наружный диаметр измеряемого изделия, мм Диаметр диафрагмы, мм, при угле профиля резьбы
30° 55-° 60°
0,5 22,3 . 25,8 26,3 1
1 18,8 21,7 22,1
2 15,8 18,2 18,6
3 14,3 16,5 16,8
1 4 ' 13,3 15,3 15,6 '
1 5 12,5 14,5 14,8
- 7,5 11,3 13,1 13,4
10 10,5 12,2 12,4
15 9,5 11,0 11,2
20 8,9 . 10,3 10,5
25 8,4 9,7 9,9
30 8;0 9,3 9,4
40 7,5 8,6 8,8
50 7,1 8,2 ’ 8,3
100 ' 5,9 6,9 7,0
200 5,0 5,8 5,9
Отметим, что таблица не содержит данных, необходимых при
измерении плоских предметов прямоугольной формы (шаблоны,
предметы с отверстиями и т. п.). Поясним сказанное примером.
Произведем установку диафрагмы при1 измерении двух предме-
тов, размеры которых D и L равны (рис. 3). При измерении диа-
метра цилиндра (рис. 3, а) диафрагму устанавливают в зави-
симости от размера D; При йзмерении размера L (рис. 3,6) ус-
тановить ту же диафрагму нельзя, несмотря на равенство раз-
меров D и L. В этом случае диафрагму следует выбирать по
размеру d=2r. При измерении плоского предмета прямоуголь-
ной формы, размером L, как бы ни велик был . этот размер,,
форма предмета в точках визирования остается неизменной, по-
этому и здесь на размер раскрытия диафрагмы влияет форма
Ориентировочно можно
предмета, а не его длина.
считать, что наилучшими?
диаметрами диафрагмы при
измерении плоских предме-
тов являются 10; 16 и
18,5 мм при объективе уве-
личением Iх; 3х и 5х соот-
ветственно. Более точно раз-
мер раскрытия диафрагмы
можно подобрать, вращая
кольцо с накаткой осветите-
рис 3 ля, добиваясь при этом рез-
кого изображения при хоро-
шей освещенности.
Фокусировка — получение резкого изображения измеряемого
предмета в передней фокальной плоскости окуляра, где распо-
ложена окулярная сетка, если наблюдение ведут, непосредствен-
но в окуляр. Если же измерение ведут с помощью проекцион-
ной насадки, то резкое изображение предмета должно- быть по-
лучено на экране. При фокусировке вначале настраивают оку-
ляр по глазу, вращая кольцо с накаткой окуляра так, чтобы
окулярная сетка была видна с наибольшей резкостью, и только
после этого, перемещая кронштейн с микроскопом по направ-
ляющим колонки, фокусируют его на предмет, т. е. получают
четкое изображение йредмета.
При неправильной фокусировке появляется погрешность
вследствие параллакса при перемещении глаза наблюдателя
перед окуляром.
При измерениях важно, правильно разместить колонку. Она
должна быть установлена перпендикулярно к плоскости пред-
метного стола, особенно- при измерении плоских предметов, вы-
сота которых отличается от высоты центров микроскопа.
При измерении расстояния между точками, расположенными
на поверхности плоскопараллельного предмета, наклон колонки
микроскопа на некоторый угол не внесет погрешности в резуль-
тат измерения только в том случае, если при визировании обеих
точек положение колонки не изменится.
В случае измерения предметов ступенчатой формы фокуси-
ровку необходимо производить, перемещая микроскоп по колон-
ке. Если колонка не будет расположена перпендикулярно к пло-
скости стола, могут возникнуть значительные погрешности изме-'
рения. •
На рис. 4 дан пример измерения расстояния I между точка-
ми А и В на ступенчатом предмете при постоянном наклоне на
угол а. Погрешность, вызванная наклоном колонки
Д/—fftga.
Из формулы видно, что ла погрешность измерения расстояния
между точками Л и В влияют в основном только высота Н
и угол а. * '
На точность измерения влияет правильная установка и ви-
зирование измеряемого предмета на столе микроскопа. Изделие
не может быть установлено на столе ^микроскопа произвольно.
Оно должно быть правильно ориентировано по отношению про-
дольного либо поперечного перемещения предметного стола,
л также по отношению угломерных шкал.
Измеряемый объект помещают на стекло предметного стола
или закрепляют в центрах, или же в У-образной подставке
(входят в комплект прибора). Проверяют надежность установ-
ки изделия, закрепленного ^центрах, так как в случае его па-
дения может быть повреждена оптика.
а
В зависимости от конфигурации предмета (плоская либо ци-
линдрическая форма) измеряют линейный либо угловой размер
и т. д. В любом случае визирование изделия должно быть про-
изведено правильно по отношению оси отсчетных устройств, т. е.
осуществлено правильное ориентирование измеряемых объектов
по отношению отсчетных устройств и индексов окулярной сетки.
При измерениях в данном случае используется окулярная
головка как наиболее универсальная.
Визирование исследуемого предмета на микроскопах можно,
вести, по точке пересечения цунктирных линий и самой пунктир-
ной линией (вертикальной либо горизонтальной). Пунктирные
линии угломерной окулярной головки имеют толщину до 9 мкм,
поэтому результат измерений в значительной мере будет зави-
сеть от того, как правйльно наведена штриховая линия по краю
изделия. Например, при установке штрихов, как показано' на
рис. 5, а, полученный результат будет больше действительного;
если штрихи установлены, как показано на рис. 5, б полученный
результат будет меньше. Следовательно, нужно наводить штри-
ховую линию на край изображения изделия так, чтобы ось
штрихов точно совпадала с краем изделия, т. е. чтобы половина
пунктирной линии совпадала с изделием, а вторая половина по-
падала бы на освещенное поле (рис. 5,в).
Намерение изделий на микроскопе
, Измерение линейных размеров плоских деталей. Деталь ус-
танавливают на стекле предметного стола и прижимают струб-
цинкой с двух противоположных сторон, не подлежащих, изме-
рению, чтобы она не смещалась во время работы. Вращая коль-
цо окуляра с накаткой, добиваются резкого изображения штри-
хов сетки окулярной головки. Фокусируют деталь. Для этого,
освободив стопорный винт 10 (см. рис. .2) производят грубую
фокусировку, т. е. перемещают кронштейн с микроскопом по
направляющим 1 колонки, чтобы получить резкое, отчетливое
изображение детали, и закрывают стопорный винт. Оконча-
тельной резкости изображения достигают, вращая кольцо 6 с
накаткой. Резко нужно наводить только верхнюю кромку из-
делия.
Необходимо'проверить линейные размеры 17,55 и 17,75 мм,
а также угловой размер 7°±3' (рис. 6). Для' того, чтобы найти
размеры 17,55 и 17,75 необходимо выставить деталь параллель-
но продольному перемещению предметного стола, и, перемещая
микрометрический винт поперечного хода,. определить искомый
размер. Выставить деталь параллельно продольному ходу — это
значит'одну из сторон детали, например, ab /желательно, боль-
шего размера) визировать по перекрестию нитей (точке) так,
чтобы перекрестие по крайней мере дважды установилось на
сторону ab детали. В поле зрения окуляра наблюдают незначи-
тельную часть' детали, поэтому, чтобы видеть ребро детали ab
полностью, необходимо переместить стол в продольном (попе-
речном) направлении. Глядя в окуляр и смещая стол с деталью,
всегда можно перекрестие поместить на сторону детали в од-
ной точке. Чтобы, добиться установки детали по отношению к не-
подвижному перекрестию в двух крайних точках, поворачивают
стол ’маховичком в одном из крайних положений, например в
точке Ъ. Если, перемещая стол с деталью в продольном направ-
лении, мы убедимся, что перекрестие • (неподвижная точка) ус-
тановилась дважды в крайних положениях на стороне ab, то
можно утверждать, что ребро ab детали выставлено параллель-
но продольному перемещению предметного стола. Если окажет-
122
ся, что во втором крайнем положении перекрестие сместилось
со стороны ab, т. е. имеет место перекос ребра детали по отно-
шению продольного перемещения, следует повторить поворот
стола. При этом также перемещают стол в поперечном направ-
лении (в данном случае в точке а) и устанавливают перекре-
стиё угломерной головки на сторону ab.
Допустим, что угломерная шкала установлена в нулевое по-
ложение. Ориентировочно, вращая стол с деталью маховиком
при открытом стопорном винте, устанавливают в пределах поля
зрения изображение стороны ab параллельно горизонтальной
пунктирной линии окулярной сетки. Точную установку произво-
дят по перекрестию пунктирных линий. Для Этого, перемещая
стол вручную, наблюдают, расположилось ли перекрестие и в
другой крайней точке на стороне ab. Если перекрестие смещено
с контура детали, то имеет место перекос ее по отношению про-
дольного. перемещения стола. Перекос можно ликвидировать,
если поворачивать стол вместе с деталью. Следовательно, во вто-
ром крайнем положении детали, поворачивая стол маховиком,
ликвидируют часть имеющегося просвета. Затем стол возвра-
щают в первоначальное положение. Так как стол повернут, то
сместился и контур детали, т. е. отошел от перекрестия, поэтому
стол перемещают в поперечном положении и снова совмещают
перекрестие с контуром детали. Передвигают стол с деталью во
второе крайнее положение.. При этом может случиться, что пос-
ле произведенных перемещений и поворотов деталь будет уста-
новлена правильно; в противном случае все необходимо повто-
рить.
После установки детали снимают первый отсчет по попереч-
ному узлу микрометрической подачи, а затем перемещают стол
с деталью в поперечном направлении до. соприкосновения с дру-
гой стороной и снимают второй отсчет по микрометрическому
винту поперечного хода. Такие измерения проводят не менее
трех раз и подсчитывают среднее арифметическое значение, ко-
торое принимают за действительны^ размер. Так определяют
размер 17,75 мм. Аналогично определяют размер 17,55, прове-
рив предварительно расположение стороны cd параллельно про-
дольному ходу. Оба размера определяют с погрешностью
±3 мкм.
Измерение угловых размеров плоских деталей. Угловые раз-
меры измерим на детали, показанной на рис. 7 и проверим угол
а=7°±3'. Для этого воспользуемся предыдущей установкой сто-
роны ab, выставленной параллельно продольному перемещению
предметного стола.. Если при измерении линейных размеров уг-
ломерная шкала головки была в нулевом положении, то при
измерении угловых размеров необходимо пользоваться поворо-
том лимба и отсчетным микроскопом, не поворачивая стол, на
котором установлена деталь.
Проверив параллельность стороны ab детали при перемеще-
нии стола в продольном направлении при нулевом показании
угломерной шкалы, передвигают стол в. лоперечном направле-
нии до соприкосновения со стороной ef детали и устанавливают
перекрестие окулярной сетки в вершину искомого угла а, т. е.
в точку f. Вращая маховик угломерной шкалы отсчетного мик-
роскопа, переводят ту же самую горизонтальную пунктирную
линию1 перекрестия окулярной сетки на сторону ef и устанавли-
вают ее так, чтобы ребро детали делило толщину пунктирной
линии пополам. Производят отсчет по угломерной шкале отсчет-
ного микроскопа, предварительно настроенного на резкое изо-
бражение штрихов вращением диоптрийного кольца. Измерения
проводят не менее трех раз. За результат принимают среднее
арифметическое значение из полученных отсчетов, что и будет
действительном размером угла. Так как первый отсчет был ну-
левым, то непосредственно по угломерной шкале отсчитывают
искомый угол.
Угловые размеры определяют с точностью ±1. Погрешность^
показаний прибора при измерении углов с помощью круговой"
шкалы окулярной угломерной головки по данным завода-йзго-
товителя составляет ± 1'.
Измерение деталей, установленных в центрах микроскопа.
На стол микроскопа устанавливают бабку с. центрами и прижи-
мают ее винтами к столу. Ось центров (воображаемая прямая)
должна быть параллельна продольному ходу предметйого сто-
ла. В центра помещают контрольный валик и по его образую-
щей, пользуясь перекрестием окулярной сетки, устанавливают
линию центров параллельно продольному ходу. Снимают конт-
рольный валик и вместо него помещают деталь и производят
измерения. Если деталь бе§ центров, ее устанавливают на У-об-
разных подставках. Маховичком получают резкое изображение
детали. Совмещают поперечным микровинтом перекрестие оку-
лярной сетки с образующей цилиндра. Производят первый от-
счет по барабану поперечного микровинта. Этим же микров.ин-
том переводят изображение детали, и устанавливают деталь
противоположной стороной (образующей) к перекрестию. Про-
изводят ^второй отсчет по барабану поперечного микровинта.
Разность отсчетов будет равна диаметру цилиндра измеряемой,
детали. Например, первое показание микровинта 22,895 мм;
второе показаний 8,440 мм; разность, т. е. диаметр цилиндра,
22,895 мм —8,440 мм = 14,455 мм.
Для получения более достоверного результата производят не
менее трех измерений каждого размера и находят среднее ариф-
метическое результата измерений.
Для получения изображения без искажений диафрагму ос-
ветителя следует установить на диаметр, указанный в таблицах.
Если размер детали превышает предел измерения микрометри-
ческого вцнта, то между пяткой микровинта и столом прибора,
устанавливают концевые меры.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения линейных и угловых размеров плоских изделий
на инструментальном микроскопе
Завод-изготовитель Заводской номер .
Пределы измерения линейных и угловых размеров
Цена деления линейных и угломерных шкал
Погрешность измерения линейных и угловых размеров;,
Температура воздуха °C
Номер измеряемой детали:,
Оптическая схема микроскопа БМИ . Схема измеряемой детали
1. Результаты измерений линейных размеров (высоты*/^; Л2...)
Отсчеты- по микро- винту Разность, • мм Предельные размеры по чертежу Заключение о годности детали
1-й А 2-й
1
« /
А ср =
2. Результаты измерений .угловых размеров
Отсчеты по угломерной шкале окулярной головки Разность Предельные размеры по чертежу
1-й 2-й
1 . \
<
ср
Заключение о годности детали_____________________________________
Фамилия учащегося______;_________ Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
(Подпись учащегося___________' Оценка
. Подпись преподавателя '\
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
МИКРОСКОПЫ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ. НАСТРОЙКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство универсальных микроскопов, их техниче-
ские и метрологические данные. Настроить микроскоп и изме-
рить линейные и угловые размеры изделий на нем. Оформить
результаты измерений протоколом установленной формы, обоа-
ботать результаты измерений и дать заключение о годности из-
делий.
2. Применяемые приборы и оборудование
Микроскоп универсальный типа УИМ-200Э (ГОСТ
14968—69), приспособления к микроскопу, изделия, предназна-
ченные для измерения;
3. Общие сведения
Универсальные измерительные микроскопы — оптико-механи-
ческие измерительные приборы; предназначенные для измере-
ний линейных и угловых размеров изделий в прямоугольных и
полярных координатах, в частности, резьбовых изделий, режу-
щего инструмента, профильных шаблонов, лекал, кулачков, ко-
нусов, метчиков и др.
В соответствии, с ГОСТ 14968—69 универсальные микроско-
пы выпускают трех типов: УИМ-200 (УИМ-21)— универсальный
измерительный (окулярный); УИМ-200Э (УИМ-23)— универ-
сальный измерительный (экранный) и УИМ-500Э (УИМ-24)—
универсальный измерительный (экранный) Основные техниче-
ские и метрологические характеристики универсальных микро-
скопов! представлены в табл. 2 ГОСТ 14968—69.
' Универсальный микроскоп УИМ-200Э представляет собой из-
мерительной прибор с отсчетными устройствами проекционного
типа. ,
Измерительные каретки прибора могут перемещаться в гори-
зонтальной плоскости в .двух' взаимно перпендикулярных, на-
правлениях (продольном и поперечном). На каретке продольно-
го хода устанавливается измеряемое изделие, на каретке попе-
речного хода смонтирована визирная система прибора.
В процессе измерения наблюдают изображение измеряемого
изделия на экране проектора или в поле зрения бинокулярной
насадки и, перемещая каретки, наводят штриховые линии сётки
визирной системы на изображение изделия. Размер перемеще-
ния кареток в продольном и поперечном направлениях опреде-
ляют по наблюдаемым на экране изображениям продольной и
поперечной шкал.
Рис. 1
' Микроскоп (рис. 1) состоит из следующих основных частей:
основания, кареток продольного и поперечного хода, визирной
системы, колонки и- осветительного устройства. Основание 17
представляет собой литой корпус, внутри которого расположены
основные части оптической системы. Основание несет на себе
каретку 12 продольного хода, на которую устанавливаются из-
меряемые изделия, и каретку 1 поперечного хода. Вместе с ка-
реткой поперечного хода перемещается визирная система и ос-
ветительное устройство. Раствор диафрагмы осветительной си-
стемы меняется кольцом 9. Направляющие 11 и 20 представля-
ют собой твердозакаленные полированные угольники, по кото-
рым катаются точные шарикоподшипники кареток.
Каретка продольного хода 12 имеет цилиндрическое направ-
ляющее ложе, в которое устанавливаются центровые бабки 10.
Опорные плоскости 16. служат для установки приспособлений:
предметного плоского или круглого стола, струбцинок для но-
жей и др.
Каретка поперечного хода 1 несет на себе колонку, цент-
ральное осветительное устройство и оправу шкалы поперечного
хода. На каждой каретке имеется стеклянная шкала для отсче-
та перемещения в продольном и поперечном направлениях. Для
закрепления кареток в определенном положении служат тор-
мозные рукоятки 18. При отжатых винтах каретки можно легко
передвигать вдоль направляющих. Точная подача кареток про-
изводится с помощью микрометрических винтов 13 (в продоль-"
ном направлении) и 19 (в поперечном направлении) при за-
крепленных тормозных винтах. Положение кареток отсчитывают
по шкалам продольного и поперечного хода, изображения ко-
торых проецируются на матовое стекло экрана 8, смонтирован-
ного на основании.
Визирная система состоит из микроскопа, угломерной^ голов-
ки и двух сменных насадок: проекционной 5 с экраном и бино-
кулярной. Бинокулярной насадкой пользуются при измерениях
в отраженном свете с помощью ножей, а также при измерении
отверстий бесконтактным методом. . .
Кронштейн 6 с визирной системой перемещается по высоте
вдоль направляющих колонки: грубое перемещение производит-
ся вращением маховика 3; кронштейн закрепляется в любом
положении винтом.
В верхней части тубуса 7 визирной системы установлена
штриховая угломерная головка, в корпусе которой помещена
стеклянная пластинка со. штриховыми линиями, видимыми на
экране проектора. 4
Штриховые линии служат для наводки на контур измеряе-
мого изделия. Штриховую пластинку можно поворачивать на
360° маховичком; вместе с пластинкой поворачивается градус-
ный лимб, изображение штрихов которого можно наблюдать на
отсчетном экране одновременно с изображением минутной
шкалы.
Угломерная головка отъюстирована так, что при отсчете ну-
ля шкалы лимба горизонтальная штриховая линия сетки голов-
ки совпадает с направлением движения каретки продольного
хода.
Для освещения поля зрения углового отсчетного экрана слу-
жит осветитель.
Колонка смонтирована на каретке поперечного хода и может
наклоняться вместе с проектором в обе стороны от вертикаль-
ного положения на угол ±12°30' посредством маховика 2. Ос-
ветительное устройство визирной системы жестко соединено, с
колонкой. Свет от лампы проходит через конденсор, заключен-
ный в кожух, направляется в тубус осветительного устройства,
отклоняется зеркалом вверх и попадает в объектив визирной
системы. На конце тубуса осветительной системы, расположен-
ной под ее объективом, устанавливаются съемные осветитель-
ные насддки: одна с надписью «Iх» — при работе с объекти-
вом Iх, другая с. надписью' «1,5х» — при работе с объективом
1,5х, третья — с объективом 3х и 5х и четвертая с надписью
«П» — при работе с оптическим приспособлением для измерения
диаметров отверстий. Кроме центрального осветительного уст-
ройства, имеется ряд дополнительных осветителей.
4. Порядок выполнения работы
Настройка и измерения на микроскопе
Настройка универсального микроскопа производится анало-
гично настройке инструментального микроскопа, описанной в
лабораторной работе № 12.
Измерения на универсальном микроскопе можно произво-
дить проекционным (теневым) методом и методом осевого се-
чения. Л
При измерении проекционным методом в проходящем свете
изделие помещают на предметный стол или укрепляют в цент1
рах на пути световых лучей, идущих из центрального осветите-
ля, и в поле зрения визирной системы наблюдают его теневое
изображение. Для визирования по краю детали в плоскости
изображения имеется сетка, состоящая из нескольких штрихо-
вых линий. .
При измерении методом осевого сечения к изделию вплотную
придвигают измерительные ножи с тонкими рисками, нанесен-
ными параллёльно лезвию ножа; Поверхность ножа с риской;
определяет плоскость измерений. При этом методе штриховые
линии у окулярной сетки наводят не по теневому контуру Изде-
лия, а по риске ножа. Методом осевого сечения измеряют в ос-
новном детали, установленные в центрах микроскопа.
Измерение линейных и угловых размеров плоских изделий
проекционным методом. Принципиально методика измерения
линейных и угловых размеров на универсальном микроскопе
не отличается от методики измерения на инструментальном мик-
роскопе. Отличие в основном состоит в конструктивных особен-
ностях и точности отсчетных устройств.
Отсчеты по шкалам, вынесенным на экран, производят сле-
дующим образом. На отсчетном экране 8 (см. рис. 1) одновре-
9-2903 129
менно можно наблюдать изображения штрихов миллиметровых
шкал продольного и поперечного ходов, шкал десятых долей
миллиметра, круговых вращающихся шкал и неподвижных ин-
дексов.
Рис. 2
Отсчеты по миллиметровым шкалам производят оптическими
микрометрами. Изображения штрихов миллиметровых шкал на
экране (рис. 2) отсчетного проекционного устройства обозначе-
ны цифрами, например «192» — н,а шкале продольного* хода и
«97», «98» — на шкале поперечного хода. Индексом для отсчета
целых миллимётров служат нулевые биссекторы шкал десятых
долей миллиметра. Штрих «192» прошел нулевой биссектор, а
ближайший большой штрих, еще не дошел до него. Отсчет равен
192 мм плюс отрезок от штриха «192» до нулевого биссектора.
В этом отрезке число десятых долей миллиметра будет обозна-
чено цифрой последнего пройденного штрихом биссектора сетки
десятых долей миллиметра.
Чтобы произвести отсчет по шкалам оптического микромет-
ра, необходимо маховичком 14 или 15 установить изображение
миллиметрового штриха точно посередине между линиями бли-
жайшего двойного штриха шкалы десятых долей миллиметра.
При этом круговая шкала тысячных долей миллиметра перемес-
тится. По числу делений. шкалы, пройденных миллиметровым
штрихом от нулевого положения, отсчитывают десятые доли
миллиметра. Сотые и тысячные доли миллиметра отсчитывают
по круговым шкалам относительно неподвижных индексов. По
пройденной части деления круговой шкалы относительно индек-
са оценивают на глаз десятитысячные доли миллиметра. На
рис. 2 показаны следующие отсчеты по шкалам: 192,6603 мм по
шкале продольного хода; 98,0305 мм’по шкале поперечного хода.
В аттестатах на шкалы кареток продольного и поперечного
ходов даны поправки на неточность делений шкал, которые вво-
дят при особо точных измерениях.
Измерение угловых размеров (рис. 3). Изделие помещают на
стекло предметного- стола. Перемещая каретки продольного и
поперечного ходов, изображение изделия вводят в поле зрения
визирной системы. Устанавливают перекрестие сетки в вершину
угла (точку d), а. угломерную шкалу — в нулевое положение.
Горизонтальную1 линию перекрестия наводят на край изображе-
ния этой стороны угла и проверяют ее совмещение по всей дли-
не стороны cd. Снимают первый отсчет по шкале угломерной
головки. В данном случае это будет нулевой отсчет. Махович-
ком угломерной шкалы поворачивают штриховую сетку, произ-
водят наводку на вторую сторону измеряемого угла этой же
штриховой линии й снова снимаю^ отсчет по шкале угломерной
головки. На экране 4 (см. рис. 1) одновременно наблюдают
изображение штрихов лимба и минутной сетки для отсчета-
дробных частей градуса.
Вид поля зрения на экране 4 показан на рис. 4, где штрихи
лимба обозначены цифрами «345» и «346». Цена деления интер-
валов сетки по вертикали 10х; цена деления интервалов сетки по
горизонтали 1'. Значение градусов определяют по штриху, ко-
торый расположился в пределах минутной сетки (в данном слу-
чае— штрих «345»), Индексом для отсчета долей градуса слу-
жит тот же штрих.
Значение измеряемого угла составляет сумму размера цело-
го числа .градусов и отрезка от нулевого биссектора до точки
пересечения градусного штриха с серединой биссектора минут-
ной сетки (в данном случае’— в отрезке последнего пройденного
вертикального биссектора десятки минут обозначены числом
«40»).
Минуты отсчитывают в горизонтальном направлении сетки
там, где градусный штрих лимба расположился точно посереди-
не биссектора. ,
На рис. 4 градусный штрих расположился между 7 и 8-м де-
лениями сетки, что соответствует отсчету 7,2, т. е. окончатель-
ный отсчет будет равен 345°47,12". В нашем примере при рас-
положении горизонтальной пунктирной линии на стороне, cd
в положении I (см. рис. 3) угломерная шкала была установле-
на в нулевое положение. Затем, вращая маховичком угломер-
ной шкалы, переводят ту же самую пунктирную линию1 на сто-
рону ad, т. е. отмеряют угол а (положение II). От точности ус-
тановки пунктирной линии на сторонах cd и ad зависит точ-
ность измерения искомого угла а изделия. Производят второй
отсчет по угломерной шкале. Например, отсчет будет равен
121° (121-градусный штрих пересекает минутную сетку от нуле-
вого штриха 35,4'), * следовательно окончательно получим
121°35,24zz. Отсюда угол а также равен 12Г35'24", так как пер-
вый отсчет, был нулевым.
Измерение изделий, установленных в центрах, методом осе-
вого сечения. При методе осевого сечения используются изме-
рительные ножи (ГОСТ 7013—67) с тонкими рисками, нанесен-
ными параллельно лезвию ножа, на которые наводятся штрихо-
вые линии сетки. Применение измерительных ножей требует ус-
тановки специального осветительного приспособления, представ-
ляющего собой насадку с полупрозрачной .пластинкой, устанав-
ливаемую на конце оправы объектива. Благодаря применению
такой пластинки часть лучей, идущих из центрального освети-
тельного устройства в объектив, отражается и освещает1 поверх-
ность ножа с риской, наблюдаемой в поле зрения визирной си-
стемы,. Контур измеряемого изделия, наблюдают с помощью би-
нокулярной насадки, устанавливаемой вместо проекционной.
Затем измеряемое изделие помещают в центра, фокусируют,
придвигают к нему возможно ближе опорные планки.и закреп-
ляют их. Помещают измерительный нож под ножедержатель и,
действуя двумя руками (одной отжимают-ножедержатель, дру-
гой передвигают нож), подводят его к изделию так, чтобы меж-
ду контуром изделия и лезвием ножа был узкий параллельный
просвет. Затем приводят лезвие ножа в полное соприкосновение
с изделием; при этодт не должно наблюдаться просвета по всей
длине лезвия ножа. Ножами можно измерять изделия с хорошо
отшлифованными или доведенными .поверхностями.
При измерении линейных размеров способ наведения штри-
ховых линий сетки угломерной головки на тонкую риску ножа
исключает трудности и неточности, возникающие при установке
непосредственно на теневой контур изделия. Для облегчения
наводки и повышения ее точности линии перекрестия • сетки сде-
ланы штриховыми. При измерении нужно следить, чтобы риска
ножа лежала как можно точнее посредине штриховой линии по
всей длине.
. Риски на ножах удалены от лезвия на различные расстояния:
0,9 мм у левых и правых больших ножей; 0,3 мм у левых и пра-
вых малых ножей; 0,3 мм у прямых ножей. Поэтому на штрихо-
вой сетке угломерной головки нанесены четыре линии,, парал-
лельные средней линии сетки, удаленные от нее на расстояния,
соответствующие 0,3и0,9 мм (при Зх-м увеличении объектива).
При измерении линейных размеров методом осевого сечения
поступают следующим образом: после того, как ножи придви-
132 •
нули к измеряемому изделию, одну из штриховых линий совме-
щают с риской ножа и производят отсчёт по шкале поперечного
хода. При этом средняя штри-
ховая линия совместится с ли-
нией касания ножа и контура
изделия (рис. 5). Затем пере-
мещают каретку поперечного^
хода, производят такую же на-
водку на противоположную
сторону изделия, используя „
вторую штриховую линию, уда-
ленную на такое же расстоя-
ние от средней штриховой ли-
нии, и снимают второй отсчет
по той же шкале. При такомч
методе измерения размер пе-
ремещения каретки равен раз-
меру изделия.
Для измерения конусов
предусмотрены специальные
прямые ножи, у которых из-
мерительная 4)иска располага-
ется параллельно образую-
щей конуса.
Использование методов .
осевого сечения при измерении конусных изделий (калибров)
пояснено в лабораторной работе № 32.
5. Обработка результатов измерений
протокол
Измерения линейных и угловых размеров плоских изделий
на универсальном микроскопе
Завод-изготовитель Заводской номер Тип____________________________,____
Пределы измерения линейных и угловых размеров
Цена деления линейных и угловых шкал.
Увеличение . .:?
Погрешность измерения линейных и угловых размеров
Температура окружающей среды°C Номер измеряемого изделия_______________1
Принципиальные схемы линейных и угловых шкал, проектируемых на экран ' Схемы измерения изделий
1. Результаты измерения линейных размеров h, мм
Отсчет по шкале оптического микрометра- Разность размеров, мм Предельные размеры по чертежу
1-й 2-й '
/
-
Аср = 1
Заключение о годности изделия______________:_____________________
2. Результаты измерений угловых размеров в угловых единицах
Отсчет по угломерной шкале' головки Разность размеров Предельные размеры по чертежу
1-й | 2-й
» '
ССср =
Заключение о годности изделия______________________________________.
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы. Дата сдачи работы'
Подпись учащегося Оценка
Подпись преподавателя_______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
ПРОЕКТОРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ. НАСТРОЙКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство измерительных проекторов, их техниче-
ские и метрологические данные. Настроить проекторы, измерить
на них линейные и угловые размеры изделий. Оформить резуль-'
таты измерений протоколом установленной формы, обработать
результаты измерений и дать заключение о годности изделий.
2, Применяемые прибдры и оборудование
Проектор измерительный типа ПИ-600 по ГОСТ 19795—74,
приспособления к микроскопу, изделия, предназначенные для
измерения.
3. Общие сведения
Измерительные проекторы — оптико-механические измери-
тельные приборы, предназначенные для измерения и контроля
линейных и угловых размеров в проходящем и отраженном све-
те. Проекторы используют прежде всего для контроля изделий
со сложным контуром, которые трудно измерить на инструмен-
тальных или универсальных микроскопах: сложных шаблонов,
радиусных, лекал, кулачков, профилей зубчатых, червячных и
резьбовых изделий, режущего инструмента, штамповочных де-
талей и пр.
В соответствии с ГОСТ 19795—74 проекторы изготовляют
следующих типов: ПИ-250; ПИ-360 и ПИ-600.
Наиболее универсальным является проектор ПИ-600 (БП).
Разработан и,серийно выпускается прибор БП-ЗЦ, аналогичный
прибору ПИ-600, но с цифровым отсчетом перемещений стола.
Основные технические и метрологические данные проекторов
представлены в табл. 1 и 2 ГОСТ 19795—74.
1 Рис. 1
Оптическая схема проектора ПИ-ёОО (рис. 1) состоит из ос-
ветительной и проекционной систем. Осветительная система
служит для освещения объекта измерения, а проекционная —
образует изображение объекта на экране. Для измерения в про-
ходящем снизу свете осветитель устанавливается в основании
стола. Лучи света проходят через осветитель А, состоящий из
лампы 1, линз постоянного конденсора 2 и 3, теплофильтра 4,
линз сменного конденсора 5 и 6, линзы 10 и зёркала 11, попа-
дают на предметное стекло 12 измерительного стола, на кото-
ром установлена измеряемая деталь. При работе с объективом
увеличением 20х и 50х выключается сменный конденсор 5, 6
и включается соответственно конденсор 7, 3, 9. Все сменные
конденсоры несут апертурную диафрагму. Контур измеряемой
детали объективом 14, призмой 15 и зеркалами 13 и 16 проеци-'
руется на экран 17.
Рис. 2
Проектор может рабо-
тать в проходящем свете не
только с подсветкой снизу,
но и сбоку. Для этого до-
статочно поставить освети-
тель в вертикальное поло-
жение, предварительно вы-
ключив из оптической си-
стемы зеркало 13, повернув
револьверу зеркал в гори-
зонтальное положение.
При измерении в отра-
женном свете вместо зерка-
ла 13 поворотом револьве-
ра включают полупрозрач-
ное зеркало, над которым на
фланце револьвера устанав-
ливается корпус лампы ос-
йетитёля с помещенными в
нем лампой 1 и постоянным
конденсором с линзами 2 и
3 и теплофильтром 4.
Общий вид проектора
ПИ-3 представлен на рис. 2.
Он состоит из станины 3,
измерительного стола с
предметным стеклом 1, механизма вертикального перемещения
измерительного стола 4, осветителя с кронштейном 5 и экрана,
установленного на откидном столе 2. В станине 3 имеется пат-^
рубок, в который помещают сменные объективы и два фланца
для крепления кронштейна осветителя и механизма вертикаль-
ного перемещения измерительного стола.
Измерительный - стол • с предметным стеклом переме-
щают от руки или микрометрическими винтами в продоль-
ном и поперечном направлениях, а также поворачивают во-
круг, вертикальной оси. Конструкция стола аналогична конст-
рукции стола микроскопа БМИ. Стол также можно перемещать
в вертикальном направлении с помощью- механизма в виде вин-
тового соединения, закрепленного в нижней части станины.
Стол поднимают и опускают с помощью штурвала.
Дополнительно к прибору прилагают центровую бабку и У-об-
разные подставку, устанавливаемые на измерительном столе.
Они служат для Измерения цилиндрических изделий, имеющих
центры, а также изделий без центров. v >
Достоинством конструкции измерительного стОла проектора
является возможность его поворота с основанием и осветителем
вокруг вертикальной оси на угол ±20°. Углы поворота отсчиты-
ваются по специальной щкале с ценой деления Г.
4. Порядок выполнения работы
Настройка проектора и измерение деталей
Измерение деталей, спроецированных на экран проектора,
можно проводить методом непосредственной оценки, при кото-
ром значение величины определяют по отсчетным устройствам
проектора (1-й метод) и методом сравненйя увеличенного изо-
бражения измеряемого изделия, проецируемого на экран, с тео-
ретическим профилем, вычерченным в таком же увеличенном
масштабе (2-й метод).
В зависимости от конфигурации измеряемой детали пользу-
ются проецированием ее контура в проходящем, либо отражен-
ном свете.
Оптическая схема, приведенная на рис. 1, дает возможность
представить, как проецируется изображение измеряемого объек-
та лучами, проходящими снизу: на светлом поле экрана полу-
чается темное изображение объекта. В отраженном свете изо-
бражение измеряемого объекта на экране строится лучами, от-
раженными от объекта: пучок лучей падает на измеряемый объ-
ект сверху, отражается от него и направляется объективом на
экран.
Как правило, на проекторах измеряют изделия сложного
контура, поэтому наиболее применимым методом контроля фор-
мы и размеров изделий является 2-й метод. При этом для удоб-
ства контроля формы изделий чертежи обычно вычерчивают
с двумя контурами по двум предельным размерам изделий. Год-
ность изделия определяют по расположению его контура отно-
сительно контура предельных размеров.
Погрешность измерения на, проекторах зависит от метода из-
мерения.
Погрешность при измерении изделий сравнением с его уве-
личенным изображениём на чертеже больше, чем при измерении
микрометрическими винтами, смонтированными на основании
стола. Она составляет при увеличении 10х в проходящем свете
приблизительно 18 мкм (для изделий размером до 200 мм), при
условии, что увеличенный чертеж выполнен на стекле. Погреш-
ность измерения в отраженном свете на 25 % больше, чем в про-
ходящем.
Измерения в проходящем снизу свете методом
непосредственной оценки
Настройка проектора. Проходящий снизу свет применяют
при измерении плоских тонких деталей, контур которых не пе-
рекрывается какими-либо выступающими частями. Объектив и
револьвер устанавливают следующим образом. Выбирают уве-
личение (10х, 20х или 50х), а затем поворачивают револьвер
до упора так, чтобы зеркало 13 (см. рис. 1) было1 обращено вниз
к предметному стеклу стола. Поворачивая диск, включают кон-
денсор, соответствующий установленному объективу. При этом
.в окне патрубка должно быть видно соответствующее число, по-
казывающее увеличение выбранного объектива'. Совмещают ри-
ску, нанесенную под числом 10, 20 или 50, с нижним, срезом
окна.
Перед началом измерений проверяют совмещение штрихов
патрона и крышки корпуса лампы, центрирует лампу освети-
теля винтом, расположенным в корпусе осветителя перпендику-
лярно к его оси. Корпус измерительного стола перемещают до
соприкосновения с соответствующим упором плиты. Остальные
упоры (с обозначением 20х и 50х) откидывают вверх.
Измерительный стол перемещают по высоте до получения на
экране изображения креста предметного стекла. Микрометриче-
скими винтами приближают изображение центра креста изме-
рительного стола к перекрестию экрана или совмещают с ним.
Перед регулировкой положения экрана стопорный винт, находя-
щийся внизу экрана, ослабляют.
Устанавливают изображение креста измерительного стола
относительно линии перекрестия экрана неоднократным пере-
мещением стола в крайние положения. В случае непараллель-
ное™ экран поворачивают вокруг вертикальной оси и закрепля-
ют маховичок. .
Измерение линейных размеров. Деталь устанавливают на
стекло предметного стола и закрепляют ее. Измерительный стол
устанавливают в положение, соответствующее нулевому отсчету
по градусному лимбу и нониусу, при котором Т-образные пазы
стола будут параллельны направлениям движения салазок. По-
ворачивая микрометрические винты, перемещают проекцию
измеряемой^ детали приблизительно на середину экрана. Вра-
щая штурвал, добиваются резкого изображения детали на
экране и закрепляют стол рукояткой. Если размеры измеряемой
детали превышают 25 мм, пользуются концевыми мерами.
Методика измерения аналогична рассмотренной на инстру-
138
ментальных и универсальных микроскопах: одну из измеритель-
ных сторон детали выставляют вручную параллельно измери-
тельному направлению. Для этого, вращая измерительный стол
рукояткой, устанавливают сторону детали параллельно' одному
из измерительных направлений, например, поперечному. Поль-
зуясь микрометрическими винтами, совмещают теневой контур
детали с линией перекрестия экрана й проверяют расположение
перекрестия в двух крайних точках на измеряемой стороне
(рис. 3).Из рисунка видно, что' деталь выставлена по стороне ab
параллельно продольному ходу. Высоту h детали измеряют при
поперечном перемещении стола с деталью, отсчет производят по
поперечному узлу микрометрической подачи. Первый отсчет про-
изводят на стороне ab, второй — на стороне cd. Разность отсче-
тов даст требуемую высоту h.
Измерение угловых размеров. Настройка проектора анало-
х гична настройке инструментального микроскопа, описанной в ла-
бораторной работе № 19. Совмещают проекцию оси вращения
измерительного стола с перекрестием экрана. Стекло предмет-
ного стола отъюстировывают так, чтобы центр креста, нанесен-
ного на нем, совпадал с осью вращения измерительного стола.
Достигается это перемещением стёкла установочными винтами
стола и одновременным поворотом стола. Не смещая микромет-
рические винты, деталь устанавливают на измерительном столе
так, чтобы вершина ее измеряемого угла совпала с осью враще-
ния стола, т. е. с центром перекрестия предметного стола (при
этом? проекция вершины измеряемого угла на рис. 3 должна
совпадать с центром перекрестия экрана). Вращая стол рукоят-
кой вокруг вертикальной оси, совмещают теневой контур одной
из сторон угла — стороны ed с одной из штриховых линий пе-
рекрестия экрана и отсчитывают первое показание по круговой
шкале стола и нониусу. Продолжая вращать измерительный
стол, совмещают теневой контур второй стороны угла — сторо-
ну еа измеряемого1 угла — с указанной линией перекрестия экра-
на и производят второй отсчет по круговой шкале и нониусу.
Разность полученных отсчетовадаст искомый угол а.
Измерения следует производить не менее трех раз и подсчи-
тать среднее арифметическое.
с ’ d
Измерения методом сравнения дёталК
с чертежом (рис. 4)
При измерении изделий, контур которых не перекрывается
выступающими частями, прибор устанавливают и настраивают
для измерения в проходящем снизу свете; для измерения изде-
лий, контур которых перекрыт, либо необходимо проверить пра-
вильность произведенной разметки на заготовке изделия, при-
бор устанавливают и настраивают, для работы в отраженном
свете. Выбирают и устанавливают объектив в. зависимости от
значения поля зрения и требуемого увеличения. Чертеж накла-
дывают и укрепляют на экране, а деталь размещают на изме-
рительном столе.
После фокусировки контур измеряемой детали совмещают с
чертежом, вращая и перемещая измерительный стоЛ микромет-
рическими винтами.
Если не удалось совместить теневой контур измеряемой де-
тали по всему ее периметру с чертежом и в случае необходимо-
сти получения количественной оценки имеющихся отклонений,
поступают следующим образом. Если направление имеющихся
отклонений параллельно направлениям перемещения продоль-
ных или поперечных салазок измерительного стола, то. их зна-
чения можно определить по разности соответствующих отсчетов
микрометрических винтов. В противном случае наибольшие от-
клонения измеряют на экране образцовой стеклянной шкалой.
Для получения действительного отклонения необходимо полу-
ченное показание по образцовой стеклянной шкале разделить
на соответствующее увеличение объектива. 1
В большинстве случаев на чертеже обозначен двойной кон-
тур, один из которых соответствует наибольшим предельным
размерам контролируемого объекта, а другой — наименьшим.
Контур правильно изготовленной детали должен располагаться
между этими двумя исполненными на чертеже контурами.
5. Обработка результатов измерений
протокол
Измерения линейных и угловых размеров плоских изделий на проекторе
Завод-изготовитель Заводской номер Тип
Цена деления шкалы барабана ми- Увеличение
кровинтов . Погрешность измерения
Пределы перемещения измерительного Температура окружающей среды—°C
стол а____________________.
Номер измеряемого изделия
Отсчет по нониусу поворотного
стола __________• ___________
Принципиальная оптическая схема проектора Схема измерения изделия -
1. Результаты измерений линейных размеров h, мм
Отсчет по шкале микро-' метрических винтов/ Разность, мм ' Предельные размеры по чертежу, мм
1-й 2-й
-
у \
^ср =
Заключение о годности изделия_____,, ___________;__________
2. Результаты измерений угловых размеров а, угловые градусы
Отсчет, по угломерной шкале стола и нониусу Разность угловых размеров Предельные размеры по чертежу
' 1-й | 2-й ♦
(Хср =
* Заключение о годности изделия ;г
Фамилия учащегося Группа ____________________
Дата выполнения работы ' Дата сдачи работы\
Подпись учащегося Оценка
Подпись преподавателя' ,
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
С ИНДУКТИВНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ.
НАСТРОЙКА. СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство электронных измерительных приборов
(электронных систем) с индуктивными преобразователями, их
технические и метрологические данные. Изучить методику из-
мерения на них линейных размеров изделий. Настроить прибор
и измерить изделия. Оформить результаты измерений протоко-
лом установленной формы, обработать результаты измерений
и дать заключение о годности изделий.
2. Применяемые приборы и оборудование
Электронный измерительный прибор с индуктивным преоб-
разователем модели 212,. стойка типа С-1 по ГОСТ 10197—70,
концевые меры длины 4-го разряда по ГОСТ 8.166—75, детали,
. подлежащие измерению.
3? Общие сведения
Электронной измерительной системой называется прибор, в
электрическую измерительную цепь которого входит элемент,
преобразующий, механическое перемещение (линейное или уг-
ловое) в. электрический сигнал (преобразователь), и отсчетное
или записывающее устройство для измерения или регистрации
значения этого сигнала.
Устройства электронных систем подразделяются на первич-
ные и вторичные измерительные преобразователи. Первичный
преобразователь воспринимает изменение размера, вырабатыва-
ет сигнал измерительной информации и передает его на элек-
тронный блок или вторичный прибор, конструктивно оформлен-
ный в отдельный узел или отсчетное устройство, или отсчетный
блок.
Электронные измерительные системы с индуктивными преоб-
разователями отличаются высокой точностью, универсаль-
ностью^ быстродействием, возможностью вести дистанционные
измерения и т. д. Сравнительно небольшие габаритные размеры
индуктивных преобразователей способствуют созданию компакт-
ных измерительных устройств. Возможность отделения измери-
тельной и отсчетной части и продолжительный срок службы
приборов дают им значительные преимущества перед механиче-
скими и пневматическими измерительными устройствами. Элек-
тронные системы с диапазоном измерения 0,01—1 мм, основан-
ные на методе сравнения, имеют допускаемую погрешность
1—2%.
Принцип действия индуктивных преобразователей основан
на изменении индуктивного сопротивления катушек вследствие
йзменения размера зазора межйу якорем и неподвижной частью
сердечника катушки, который возникает при измерении изделий
преобразователем.
Характеристики электронных измерительных систем с индук-
тивными преобразователями приведены в табл. 1.
В этой лабораторной работе рассмотрена измерительная
электронная система модели 212, являющаяся универсальным
142
измерительным средством, позволяющим измерять отклонения
размеров проверяемых деталей от номинальных, а также оце-
нивать погрешность формы и расположения поверхностей изде-
лий. Система (рис. 1)' выполнена в виде электроного блока пе-
Таблица!
Модель системы Диапазон измерения, мм Цена деления, мкм Модель системы Диапазон измерения, мм Цена t деления, мкм
±0,003 0,1 ±0,01 0,01
±0,006 ' 0,2 ±0,1 0,1
212 ±0,015 0,5 210 ±0,015 0,5
±0,03 1.0 ±0,03 . 1,0
±0,06 2,0 917 ±0,150 5,0
>±0,03 1,0 21 / ±0,300 10,0
214 ±0,06 2,0 ±1,S 50,0
±0,015 0,1
±0,018 0,2
215 ±0,027 0,5
±0,042 1,0 ‘
±0,072 2,0
Рис, 1
реносного типа с двумя индуктивными преобразователями, обес-
печивающими возможность алгебраического суммирования от-
клонений двух размеров от их номинальных значений. В качест-
ве измерительной оснастки могут быть использованы стойки
С-1, стойки горизонтального оптиметра и горизонтального ин-
терферометра, в которых укреплен преобразователь. Преобразо-
ватель с электронным блоком связан кабелями длиной 1,5 м,
заканчивающимся разъемом. Органы управления .системы рас-
положены на передней панели электронного блока (рис. 1,а):
кнопкой 8 включается система, кнопкой '7 преобразователь А,
кнопкой 6 — преобразователь Б; кнопками 10—14 устанавлива-
ется цена деления; кнопками 3 и 4 — полярность выходного ана-
логового сигнала.
На передней панели расположены показывающий прибор 1,
сигнальные лампы 2 и 9 и ручка 5 электрической установки
нуля. Назад ней. стенке корпуса (рис. 1,.б) расположены: гнез-
до 15для подключения преобразователя А; гнездо 16 для под-
ключения преобразователя Б, розетка 17 — для выхода анало-
гового напряжения, шланг питания 19, клемма заземления и
предохранитель 18. /
На левой панели расположены отверстия, через которые с
помощью отвертки регулируются диапазоны показаний.
^1
9
Ррс. 2
Система комплектуется двумя преобра-
зователями моделей 223 и 227 с присоеди-
нительными размерами 0 28С2а и 0 8h7
соответственно.
На рис. 2 представлен преобразователь
модели 223, собранный в цилиндрическом
корпусе 4. Стержень 3 установлен на на-
сыпных шарах 2. На нижнем конце шпин-
деля помещен измерительный наконечник
/, на верхнем —-ферритовый стержень 6,
служащий якорем. Магнитопровод преобра-
зователя образован, стальной втулкой 9 и
двумя ферритовыми шайбами 5, между ко-
торыми расположена двухсекционная ка-
тушка 7. Магнитопровод с катушкой соб- »
ран в латунном стакане 8. Перемещение
ферритового стержня 6“ вызывает измене-
ние сопротивления магнитопровода в зоне
расположения шайб 5 и( концов стержня.
Это изменение происходив таким образом,
что сопротивление магнитопровода одной
катушки увеличивается, а другой умень-
шается, в результате чего соответственно
меняются и их полные сопротивления. Из-
мерительное усилие создается пружиной 10.
Выводы проводов выполнены экраниро-
ванным кабелем типа КИ.. Преобразова-
тель герметизирован резиновыми уплотне-
ниями. ' /
Механизм преобразователя модели 227
(рис. 3) смонтирован в стальном корпусе 1 прямоугольной фор-
мы и прикрыт крышкой. В выступающей части корпуса уста-
новлен измерительный рычаг, качающийся на оси 2 с конусны-
ми цапфами, покоящимися на шариковых опорах. Это соедине-
ние должно .обеспечивать плавающий ход рычага без люфтов.
Рычаг имеет два плеча. Внешнее плечо' 3 представляет собой
сменный измерительный наконечник, оснащенный сферическим
контактом. Эта часть рычага укреплена в специальной держав-
РИС; 3
ке 4, удерживающейся на оси вращения с помощью трения.
Плечо 3 может поворачиваться относительно корпуса в преде-
лах 180°. Внутреннее плечо 5 имеет контактную катушку 10, ку-
да упирается якорь магнитопровода 17. Эта часть плеча пово-
рачивается пружиной 20,. создающей измерительное усилие. Из-
менение направления измерительного усилия на противополож-
ное осуществляется пружиной 6 путем ее растяжения переклю-
чателем 8 и находящимся в корпусе эксцентрично расположен-
ным штифтом 7. Повороты 'рычага ограничены упорами 19 и 18.
В латунном корпусе 12 смонтирован магнитопровод преобра-
зователя, содержащий два ферритовых кольца 15 и 16, две ин-
дуктивные катушки 10 и 11 и ферритовый якорь, подвешенный к
корпусу магнитопровода на плоских пружинах 13. Надежный
контакт якоря и пятки рычага обеспечивается пружиной 14. Вы-
воды из катушек и концы подводящего шнура распаиваются на
клеммах фишки 9.
Индуктивный преобразователь модели 223 является прибо-
ром1 осевого действия, а преобразователь модели 227 — прибо-
ром бокового действия. Измерительное усилие преобразовате-
лей не более 40 сН, колебание измерительного усилия в преде-
лах всей шкалы йе более 10 сН.
Метрологические данные электронной измерительной систе-
мы модели 212 представлены в табл. 2.
Т а б л и'ц а 2
Диапазон показаний, мкм Предел допускаемой основной погрешности, мкм Предел допускаемой вариации показаний, мкм
с одним преобра- зователем с двумя преобра- зователями
6 ±0/1 ±0,2 0,1
12 ±0,2 ±0,4 0,15
30 ±0,5 ±1,0 0,25
60 ±1,0 ±2,0 0.5
120 ±2,0 ±4,0 1.0 ,
4. Порядок выполнения работы
Настройка электронной системы и измерения
. Условия работы системы — нормальные в соответствии с
ГОСТ 8.050—73. Система питается от сети переменного тока с
номинальным напряжением 220 В, частотой 50 Гц, вследствие
чего не допускается работа с системой при снятом кожухе из-
мерительного блока и отключенном заземлении. Для подсоеди-
нения земляной шины на задней стенке электронного блока пре-
дусмотрена специальная клемма. ,
Индуктивный преобразователь, поставленный в комплекте
с электронным блоком, является высокочувствительным устрой-
ством, поэтому его необходимо тщательно оберегать от резких
ударов, приложения чрезмерных (более 3 Н) усилий к измери-
тельному наконечнику. ’
При настройке индуктивные ’ преобразователи присоединяют
к соответствующим, разъемам электронного блока (см. рис. 1)
и укрепляют, если это необходимо, на стойке С-I, обеспечиваю-
щей плавную подачу измерительных наконечников.. На элек-
тронном блоке устанавливают диапазон показаний 120 мкм на-
жатием кнопки с гравировкой «2» (цена деления 2 мкм.), а
кнопкой А включают первый преобразователь. Задавая переме-
щение измерительному наконечнику преобразователя, убежда-
ются в плавности движения указателя системы на всем диапа-
зоне измерения.
Работоспособность системы со вторым преобразователем
проверяют аналогично при нажатии кнопки преобразователя 5.
Кнопка, включающая преобразователь А, должна быть при этом
выключена. Чаще всего пользуются одним преобразователем.
Измерения с помощью индуктивного преобразователя прово-
дят, как правило, методом сравнения с концевыми мерами дли-
ны либо образцовыми деталями. Методика измерения аналогич-
на применяемой на таких контактных приборах как оптиметры,
ультраоптиметры, интерферометры и др. По образцовой конце-
вой мере, разряд которой подбирают в зависимости от требуе-
мой точности измерения и, следовательно, от выбранной цены
деления отсчетного устройства, выставляют преобразователь
так, чтобы указатель (стрелка показывающего прибрра — от-
счетного устройства) совместился • с нулевым делением шкалы.
Устанавливают необходимую цену деления шкалы нажатием
соответствующей кнопки, находящейся н^а передней панели элек-
тронного. блока.
После 30-минутного прогрева с момента включения прибора
в электросеть можно проводить, измерения;
Электронные измерительные приборы с индуктивными пре-
образователями применяют для поверки концевых мер длины,
так как они могут успешно заменять оптиметры, ультраоптимет-
ры и интерферометры.
На рис. 4 показано использование электройной системы 1 с
индуктивным преобразователем 2* ,и цифровым отсчетным уст-
ройством 4 для поверки концевых мер длины 5.
Индуктивные преобразователи в комплекте с электронным
отсчетным устройством могут быть использованы в сочетании
с различными приспособлениями для измерения валов, внутрен-
них размеров, непараллельности и толщины'деталей, определе-
ния погрешности формы и расположения поверхностей.
В настоящей лабораторной работе предусматривается повер-
ка калибра-пробки с помощью' электронной измерительной си-
стемы с индуктивными .преобразователями. Для проведения ра-
боты будет использован преобразователь модели 223 —преобра-
зователь осевого действия.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения измерительными приборами с индуктивными преобразователями
Краткие технические данные электронной измерительной системы
модели _
Завод-изготовитель
Диапазон измерения мм
Цена деления >' .мкм
Погрешность измерения %
Заводской номер____________________
Погрешность измерений %
Количество преобразователей
Температура окружающей среды—°C
Принципиальная схема индук- тивного преобразователя Схема расположения полей допусков на калибры и проверяемую деталь
Схема измерения "калибров Сторона , калибра’ Предельные размеры калибра по стандарту, мм •
Проходная наибольший наименьший изношенный
Непроход- ная > ‘
Блок концевых мер для настройки прибора: для калибра-пробки ПР
для калибра-пробки НЕ________• - '
\ Результаты измерений
Проходной калибр | Мепроходной калибр
Сечение Направление Отсчет Овальность Конусность Бочкооб- ) разность или вогнутость Сечение Направление Отсчет Овальность Конусность Бочкообраз- ность или вогнутость
I а I а 1
б. б 4
II а II а
б б
III а / III а
б • б
Заключение о годности калибра-пробки -______________________________
Фамилия учащегося Группа ._____________________________________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы, _______
Подпись учащегося Опенка __________________________________________ -
Подпись преподавателя_____________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРИБОРЫ. НАСТРОЙКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить'устройство электроконтактных измерительных при-
боров для измерения линейных размеров, их технические и мет-
рологические данные, методику измерения линейных размеров
электроконтактными приборами. Настроить электроконтактный
прибор и измерить на нем изделия. Оформить результаты из-
мерений протоколом установленной формы, обработать резуль-,
таты измерений и дать заключение о годности изделий.
t 2. Применяемые приборы и оборудование
Электроконтактный измерительный прибор со стойкой типа
С-I либо С-П по ГОСТ 10197—70, концевые меры длины 4-го
разряда по ГОСТ 8.166—75, детали, подлежащие измерению.
3. Общие сведения
Электроконтактные измерительные приборы предназначены
для измерения линейных величин, соответствующих предельным
размерам деталей, определения, отклонений формы и располо-
жения поверхностей и сортировки деталей по размерам на груп-
пы при автоматическом контроле.
Электроконтактные приборы состоят из преобразователей,
усилителей командных сигналов, светофорного устройства, бло-
ка питания. Их часто дополняют отсчетными устройствами.
Электроконтактный преобразователь преобразует линейные пе-
ремещения в дискретный электрический сигнал, т. ё. в команду
за счет замыкания и размыкания электрических контактов. Су-
ществуют два вида преобразователей: предельные —для изме-
рения предельных размеров деталей (моделей 228, 229, 233)
и амплитудные — для. определения' амплитуды отклонений фор-
мы, биения и других параметров (моделей 248, КДМ и др.).
В зависимости от числа пар контактов электроконтактные
преобразователи убывают, одно-, двух- и многопредельные. По
конструкции их делят на рычажные и безрычажные (модели
КДМ-13, КДМ-14 и др.). Наиболее распространены рычажные
электроконтактные преобразователи, точность которых выше,
чем у безрычажных. Отечественная промышленность освоила
выпуск электроконтактных шкальных головок, . заменяющих
электроконтактные преобразователи. Головки изготовлены на
базе рычажно-зубчатого механизма (модёли 2ЭКШ и ЭГР),
а также малогабаритной пружинной головки (Модель ЭПГ)
и совмещают в себе электроконтактный преобразователь и
стрелочное отсчетное устройство с ценой деления 0,0 k либо
0,001 мм. Малые габаритные размеры позволяют широко ис-
пользовать электроконтактные шкальные головки в различных
многомерных контрольных приспособлениях и для измерения
отдельных деталей. Шкальное отсчетное устройство облегчает
настройку электроконтактов и фиксирует действительное откло-
нение размеров деталей от размеров настройки, что удобно при
забраковании деталей. >
При отсутствии отсчетного устройства электроконтактный
преобразователь настраивают по двум настроечным точно вы-
полненным деталям (предельным калибрам) либо по двум бло-
кам концевых мер длины, подобранным в соответствии с двумя
предельными размерами проверяемой детали.
А
Рис. 1
В настоящей лабораторной работе рассматривается малога-
баритный электроконтактный преобразователь модели 233
(рис. 1). Изменение размера детали воспринимается измери-
ло
тельным стержнем 3 и через корундовый упор 20, закрепленный
в верхней части стержня, и планку 4 передается на подвижный
рычаг, призма которого опирается на ножевидную опору 13, за-
крепленную в корпусе 1й преобразователя. Кинематическую
связь планки 4 с измерительным стержнем обеспечивает пру-
жина растяжения 5. Поворот измерительного. стержня вокруг
оси ограничивается штифтом, перемещающимся в пазу колод-
ки, закрепленной в корпусе преобразователя.
Измерительное усилие создается пружиной сжатия 16, за-
крепленной в резьбовой втулке 17. При перемещении измери-
тельного стержня вверх, контакт 2 размыкается со сферическим
контактом настроечных винтов 14 (цена деления барабана 15
равна 1 мкм). При дальнейшем движении стержня электриче-
ские-контакты 1 и 2 замыкаются.
Осевой люфт винтов 14 устраняется пружинными шайбами
19 и гайками 18, регулировкой которых задается требуемый осе-
вой натяг. Перемещение регулировочных винтов ограничивается
гайками.
Плоские контакты изолированы от корпуса пластмассовыми
втулками 11. Выводы от контактов подпаяны к переходной ко-
лодке 6, от которой через штуцер 7 и уплотняющую гайку 8
в общем жгуте через защитную- трубку 9, они выведены из дат-
чика. Электрическая связь с контактами, запрессованными в
микровинты, осуществляется через корпус преобразователя, яв-
ляющейся общим для схемы подключения. Эта точка выведена
из преобразователя по- специальному проводу, расположенному
в том же жгуте.
Преобразователь можно укреплять двумя винтами М3, на-
ходящимися на задней стенке корпуса, и за гильзу с наружным
диамётром 8 мм и подключать его к электрической схеме с по-
мощью разъемного соединения, связанного с преобразователем
трехжильным гибким шнуром длиной 860 мм.
Технические данные двухпредельного электроконтактного
преобразователя модели 233 следующие.
Цена деления настрочных винтов 0,001 мм
Диапазон измерения 0—0,4 мм
Нестабильность срабатывания контактов 0,0005 мм
Смещение настройки после 25000 измерений не более ±0,0005 мм
Измерительное усилие 30—60 сН
Для обеспечения режима работы, при котором электрокон-
тактные преобразователи работают надежно с высокой точ-
ностью, применяют специальные усилители командных сигна-
лов. Различают две схемы построения усилителей: с сеточным
и силовым контактом. Схемы с непосредственным подключением
контактов к исполнительным устройствам называют схемами
с силовым контактом. При включений контактов преобра*зовате-
ля последовательно сопротивлению нагрузки имеет место эро-
зионный износ контактов. Этот износ особенно ощутим, когда
контакты включены в цепь, содержащую индуктивное сопро-
тивление. Интенсивный износ контактов объясняется появлением
в момент . размыкания контактов преобразователя импульс-
ного разряда. Для предохранения контактов от износа приме-
няют искрогасящие элементы (искрогасящие цепочки, состоя-
щие из различных
торов).
комбинаций диодов, резисторов и конденса-
Так как при силовом включении кон-
такты быстро обгорают, используют схе-
мы с сеточным контактом. Контакты вклю-
чают в цепь сетки электронной лампы, на
выходе которой находится реле' (рис. 2).
При разомкнутом контакте К преобразо-
вателя на сетку лампы через сопротивле-
ние R подается отрицательное (по- отно-
шению к катоду) напряжение, которое
«запирает» лампу, т. е. анодный ток отсут-
ствует. Если контакты К замкнутся, потен-
циал сетки станет равен потенциалу като-
да, лампа «откроется», а электронное реле Р сработает. Схема
представляет собой электронное реле, которое выполняется в
двух видах: позитивном (включение реле Р при замыкании кон-
тактов преобразователя) и негативном (включение реле Р при
размыкании контактов преобразователя). Промышленность вы-
пускает электронное реле в одном блоке с источником питания
и отдельно. Электронные реле могут быть снабжены сигналь-
ными блоками в виде светофорных устройств. Выпускаются
электронные реле моделей 209, 220, 237 и 238.
4. Порядок выполнения работы
Настройка и измерение
Электронные преобразователи работают при температуре ок-
ружающей среды 15—30 °C. Колебания температуры более 20 °C
увеличивают погрешность преобразователей и смещают уровень
настройки. Контакты преобразователей с течением времени
окисляются и изнашиваются. Чтобы восстановить контакты, их
зачищают, промывают бензином и тщательно протирают рабо-
чие поверхности. Для увеличения срока службы контакты не-
обходимо включать в цепи электронного реле. Реле должно ра-
ботать при напряжении 12 В и силе тока 0,2 мА.
Электроконтактный преобразователь для настройки и изме-
рений устанавливают в стойке, присоединяют к светофорному
блоку и включают в электросеть. При наличии светофорного
блока условно устанавливают цвета сигнальных лампочек при
размерах: «годен», «брак—» и «брак+». Условно устанавлива-
ют, что при размерах: «годен» горят белая, «брак—» -4- зеленая,
«брак+» — красная лампочки.
Для настройки двухпредельного преобразователя модели 233
(см: рис. 1) подбирают две аттестованные детали (два калибра)
либо два блока концевых мер длины, которые поочередно уста-
навливают под измерительный наконечник преобразователя.
Аттестованные детали должны быть изготовлены более точ-
но, чем проверяемые, и с меньшими отклонениями от правиль-
ной геометрической формы. Допуск на неточность изготовления
Рис. 3
аттестованной детали б принимается равным ’/з предельной по-
грешности метода измерения, а ее номинальный размер равным
соответственно наибольшему (наименьшему) допускаемому раз-,,
меру проверяемой детали.
Схема построения полей допусков и размеров образцовых:
деталей приведена на рис. 3, где D — номинальный размер про-
веряемой детали; 6 — допуск на неточность, изготовления прове-
ряемой детали; Dmin и 2)тах — номинальные размеры аттесто-
ванных деталей; di и 62 — их допуски.
. При установке аттестованной детали (образца) с большими
размерами добиваются замыкания правой пары контактов, а с
меньшими размерами — левой пары. Настройка срабатывания
• преобразователя будет считаться удовлетворительной, если при
10-ти кратных измерениях образца (аттестованной настроечной
детали) произойдет около половины замыканий и незамыканий
контактов. Это будет свидетельствовать о том, что прибор на-
строен на размер, соответствующий предельному 'размеру из-
делия.
В нерабочем, т. е. самом нижнем положении горит зеленая
лампочка, так как замкнут левый контакт 12 (см. рис. 1).
На столик стойки,, в которой закреплен преобразователь,
устанавливают аттестованную деталь либо концевые меры, со-
ответствующие наименьшему предельному размеру проверяемой
детали, и, отпустив стопорный винт кронштейна стойки, опуска-
ют его до контакта измерительного наконечника с деталью или
блоком концевых, мер и далее до момента, когда загорится бе-
лая лампочка. Закрывают стопорный винт кронштейна на стой-
ке. Дальнейшую настройку следует производить только микро-
метрическими винтами преобразователя. Настраивают кон-
такт 12 (левый контакт),. медленно вращая левый винт 14 до
того момента, когда загорится зеленая лампочка.
Тщательно проверяют точность настройки, десять раз изме-
ряя образец (аттестованную деталь) либо устанавливая под
наконечник концевые меры. Затем настраивают второй контакт.
На столик стойки помещают аттестованную деталь либо блок
концевых мер, равный наибольшему предельному размеру и
вращают микрометрический настроечный винт 15 (правый) до
тех пор, пока не погаснет белая и загорится красная лампочка.
Шкалы барабанов микрометричёских винтов рекомендуется
использовать только для поднастройки преобразователей. Точ-
ность настройки определяется также при 10-ти кратном измере-
нии аттестованной настроечной детали либо по блоку концевых
мер длины, равному наибольшему предельному размеру прове-
ряемой детали. При этом будет наблюдаться примерно одина-
ковое количество загораний и потуханий красной сигнальной
лампочки. Такая настройка является наиболее тонкой.
После настройки преобразователя на столик устанав.ливают
проверяемую деталь и определяют диаметр цилиндрической де-
тали и отклонение от правильной геометрической формы в трех
поперечных сечениях и двух взаимно перпендикулярных направ-
лениях в каждом сечении. Цилиндрические детали прокатывают
под измерительным наконечником и определяют, не вышел ли
размер детали за установленные границы.
После окончания процесса контроля всей партии деталей,
следует проверить концевыми мерами, не сбилась ли настройка
преобразователя.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
*
Электроконтактные приборы. Настройка. Способы эксплуатации
Технические данные преобразователей типа
Завод-изготовитель Заводской номер:•
Предел измерения^ Погрешность настройки контак-
Цена деления шкалы настроечных тов мм
„„тта,л„ Нестабильность срабатывания кон-
винтов. г
Ход измерительного стержня____тактов--------------мм
Температура окружающей среды—°C
Принципиальная схема электроконтактного преобразователя
Электронное реле модели
Тип сигнального устройства
Концевые, меры для настройки
разряд , класс • -
154
Предельные размеры проверяемой де-
тали
Наибольший Наименьший
Результаты измерений
Размер ‘ Брак + Годен Брак —
Цвет сигнальной лампочки
Количество деталей, шт.
Фамилия учащегося Группа _____________;_________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка
Подпись преподавателя•
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 17
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРИБОРЫ. НАСТРОЙКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1. Цель работы
Изучить устройство пневматических измерительных прибо-
ров, их технические и метрологические данные и методику из-
мерения изделий пневматическими приспособлениями. Настро-
ить приборы и измерить на них детали. Оформить результаты
измерений протоколом установленной формы, обработать ре-
зультаты измерений и дать заключение о годности изделий.
/
2. Применяемые приборы и оборудование
Длиномер пневматический высокого давления (заводское
обозначение 320) по ГОСТ 14866—76, пробка пневматическая
по ГОСТ 14864—78, детали, подлежащие, измерению.
3. Общие сведения
Пневматические измерительные приборы используют для из-
мерения малых отверстий, конусов, отклонения от геометриче-
ской формы деталей, расстояний между ортми отверстий, малых
перемещений и т. д. Приборы обладают высокой точностью,
позволяют производить дистанционные измерения, измерения в
труднодоступных местах, используя наиболее простые конструк-
ции измерительных устройств.
Пневматические измерительные приборы основаны на прин-
ципе преобразования изменения размера в. изменение давления
или скорости потока сжатого воздуха. По этим признакам пнев-
матические приборы делят на две группы: приборы манометри-
ческого (I группа) и ротаметрического типа (II группа).
В приборах I группы изменение размера вызывает измене-
ние расхода воздуха', что приводит к изменению давления в ка-
мере. Это давление измеряют пружинным или жидкостным ма-
нометром. Приборами 1Г группы измеряют скорость потока воз-
духа с помощью ротаметра.
Принцип действия приборов показан на рис. 1. Воздух под
постоянным давлением Н поступает в камеру 2 через входное
сопло 1 и выходит из нее через меньшее сопло 3. Устанавли-
вающееся в камере давление воздуха h зависит от поперечного
сечения сопел fi й f2 и от коэффициентов истечения. Если к соп-
Рис. 2
лу 3 подвести некоторую поверхность то давление в камере
возрастет, а расход воздуха уменьшатся и наоборот. Следова-
тельно, давление и расход воздуха являются функциями линей-
ного размера z. На рис. 2 показана кривая зависимости измене-
ния давления воздуха от изменения зазора г. Зависимость
Л = /'(г) называется характеристикой пневматического измери-
тельного прибора. Размер рабочего прямолинейного участка Дг
шкалы не превышает 0,2 мм. Тангенс угла наклона характери-
зует чувствительность (передаточное отношение) прибора
tga = dhldz.
При работе пневматических приборов используют прямоли-
нейный участок характеристики, степень нелинейности которой
не должна превышать заданного значения.
В пневматических приборах применяют очищенный сжатый
воздух’поTOjCT 11882—73. Давление воздуха может быть сете-
вым рс (давление воздуха в заводской пневматической сети)
порядка 0,32—0,6 МПа (3,2—6,0 кгс/см2) и рабочим Н (посто-
янное, т. е. стабилизированное давление воздуха, подводимое
к прибору).
В зависимости от рабочего давления различают приборы
низкого давления cff^Q,Ol МПа (0,1 кгс/см2) и приборы вы-
сокого давления сЯ>0,01 МПа.
К пневматическим, приборам низкого давления относятся
приборы с жидкостным м'анометром типа Солеке, а к приборам
высокого давления — пневматические длиномеры с пружинными
манометрами и сильфонами и длиномеры ротаметрического
типа.
Отечественная промышленность выпускает пневматические
длиномеры ротаметрического типа модели 320, а также длино-
мер модели 310 со встроенным стабилизатором давления. Дли-
номер модели 310 обладает более высокими точностными пока-
зателями, однако, его схема и конструкция усложнены по срав-
нению с длиномером ,модели 320.
Пневматические длиномеры высокого давления применяют
в отечественном и зарубежном машиностроении при неавтома-
тических измерениях. ( ,
' Длиномеры выпускают в двух основных исполнениях: с оп-
ределенной ценой деления шкалы и с перенастраиваемой ценой
деления шкалы (с возможностью регулирования чувствительно-
сти в широких пределах).
В настоящей лабораторной работе рассмотрен длиномер вы-
сокого давления модели 320. Техническая характеристика дли-
номера приведена в таблице.
В пневматическую систему длиномера модели 320 (рис. 3)
входят кран 1, блок фильтра со стабилизатором 2, манометр
рабочего давления 3, секция с отсчетным устройством' 4 и из-
мерительная оснастка 11 и 12. Секция с отсчетным устройством
включает шкалу- 5, прозрачную ротаметрическую трубку 6, n<j-
плавок 7, дроссель S, вентиль 9, служащий для уменьшения
чувствительности и увеличения начального зазора (вентиль па-
раллельного пропуска воздуха) и вентиль 10, применяемый для
уменьшения начального зазора (вентиль выпуска воздуха в ат-
мосферу). Начальный (измерительный) зазор соответствует на-
чальной отметке шкалы.
Цена деления шкалы, мкм Диапазон показа- ний, мкм Предел допускаемой погрешности прибора, мкм, при работе Предел допускае- мого размаха показаний, мкм Число делений шкалы Длина деления . шкалы, мм
с соплом, имеющим диаметр канала, мм с пробкой, имеющей диаметр канала сопла, мМ
1 2 1 2
0.5 20 0,5 0,2 40 . 5
1.0 35 0,8 0,6 1,2 — 0,4 , 35 6
2,0 60 1,5 1,5 ‘2,5 —- 0,6 30 7
5.0 100 2,5 2,5 4,0 4,0 1,2 20 10
10,0 160 — 6.0 — 8,0 2,0 16 13
Секция с отсчетным устройством представляет собой расхо-
домер постоянного перепада давления (ротаметр), действие ко-,
торого основано на перемещении поплавка при изменении рас-
хода воздуха, зависящего от зазора между торцами сопел из-
мерительной оснастки и стенками измеряемого изделия. Пройдя
кран 1, воздух поступает в блок фильтра со стабилизатором 2,
а затем в ротаметрическую трубку 6 и через дроссель 8 в изме-
рительную оснастку 11. Давление на выходе блока фильтра со
стабилизатором определяется по показаниям манометра 3.
В зависимости от зазора между соплами измерительной ос-
настки и измеряемой деталью будет изменяться расход воздуха,
проходящего через прибор, и соответственно меняться положе-
ние поплавка 7 в ротаметрической трубке 6.
Поплавок является указателем шкалы прибора. Изменение
положения поплавка в зависимости от изменения расхода воз-
духа происходит потому, что поплавок, поддерживаемый про-
ходящим через ротаметрическую трубку воздушным потоком,
устанавливается там, где площадь кольцевого зазора между
ним и стенками расширяющегося кверху конусообразного от-
верстия ротаметрической трубки соответствует данному расхо-
ду. Расход больше—поплавок поднимается, расход меньше —
поплавок опускается. Каждому измерительному зазору, т. е.
каждому размеру проверяемого изделия, соответствует свой
расход воздуха и свое положение поплавка в ротаметрической
трубке.
Вентиль 9 обеспечивает пропускание воздуха помимо рота-
метрической трубки в сопле измерительной оснастки. Вентиль 10
158
обеспечивает выпуск воздуха в атмосферу, минуя сопла измери-
тельной оснастки. Дроссель 8 и вентиль 9 позволяют изменять
чувствительность прибора. В приборах с перенастраиваемой це-
ной деления дроссель 8 имеет меньший диаметр, поэтому чувст-
вительность прибора изменяется в широких пределах. С увели-
чением степени открытия вентиля 9 чувствительность прибора
уменьшается (диапазон измерения увеличивается), а начальный
зазор увеличивается.
Если зазор между соплами измерительной оснастки и уста-
новочной меры мал (поплавок- находится в нижней части рота-
метрической трубки), то можно вывести поплавок на начальную
отметку шкалы (поднять поплавок), открыв вентиль 10, Если
зазор между соплами измерительной оснастки и установочной
меры велик (поплавок находится в верхней части ротаметриче-
ской трубки), то необходимо установить поплавок на начальную
отметку шкалы, опустив его и открыв вентиль 9,
Прибор модели 320 построен по секционному принципу. В за-
висимости от чувствительности секцию комплектуют конической
стеклянной трубкой с конусностью 1 :400 или 1 : 1000, тяжелым
или легким поплавком и соответствующей шкалой. В комплект
секции с переналаживаемой ценой деления входит блок фильт-
ра со стабилизатором давления воздуха модели 337, а секция с
постоянной ценой деления оснащается блоком фильтра со ста-
билизатором давления воздуха модели 339 по, ГОСТ 14683—79.
Блоки оснащает входным краном и манометром рабочего дав-
ления и устанавливают на подставке.
Техническая характеристика блока фильтра со стабилизато-
ром давления воздуха моделей 337 и 339 следующая: допускае-
мое давление на входе, МПа (кгс/см2): наибольшее 0,6 (6,0);
наименьшее 0,32 (3,2); диапазон регулировки давления на вы-
ходе, МПа (кгс/см2): 0,02—0,2 (0,2—2) для модели 337;
0,05—0,2 (0,5—2) для модели 339.
Конструкция, формы и размеры измерительной оснастки за-
висят от вида измерения (наружное или внутреннее) и способа,
измерения (контактный или бесконтактный). Простейшая изме-
рительная оснастка представляет собой пневматический бескон-
тактный преобразователь, т. е. измерительное сопло или пневт
магическую, пробку, скобу или кольцо.
Секции с постоянной ценой деления комплектуют измери-
тельными соплами с диайетром отверстия 1 мм или пневмати-
ческими пробками и установочными кольцами. Секции с пере-
налаживаемой ценой деления комплектуют теми же видами из-
мерительной оснастки, но с диаметром канала сопла 2 мм.
Пневматическая пробка по ГОСТ 14864'—78 для измерения
сквозных/и глухих отверстий может быть изготовлена с номи-
нальными размерами от 6 до 160 мм совместно с установочными
кольцами по ГОСТ 14865—78. Минимальный зазор между тор-
цами сопел измерительной оснастки и контролируемой деталью
для односопловой оснастки должен быть равен 40 мкм, для
двухсопловой — 60 мкм (суммарный), а для много.сопловой ос-
настки 30 мкм (у каждого из сопел). При бесконтактном спосо-
бе измерения на показание прибора влияет шероховатость по-
верхности измеряемой детали. Поэтому измерять таким спосо-
бом детали с шероховатостью1 поверхности 7?а>0,630 мкм не
рекомендуется.
4. Порядок выполнения работы
Загрязненность*воздуха, подводимого'к блоку фильтра со
стабилизатором, должна быть не ниже класса 3 по ГОСТ
17433—80. Прибор следует, эксплуатировать в нормальных ус-
ловиях по ГОСТ 8.050—73. Допускается эксплуатация прибора
при номинальном значении температуры окружающей-среды от
16 до 24 °C с учетом возникающих дополнительных погрешно-
стей. . '
Место, где установлен прибор,.должно быть хорошо освеще-
но, чтобы не допустить неправильного отсчета показаний.
Прибор включается в сеть питания с давлением воздуха не
более 0,6 МПа (6 кгс/см2) только после надежного 'закрепления
присоединительных шлангов гайками. Демонтировать прибор
можно после отключения его от сети.
Рис. 4
Для повышения точности измерения прибор необходимо мон-
тировать строго вертикально. Измерительные элементы оснаст-
ки должны быть промыты бензином марки Б-70 по ГОСТ
1012—72, продуты воздухом и насухо протерты.
Перед измерениями, прибор приводят в рабочее состояние, .
для чего отсчетное устройство присоединяют шлангом к блоку
фильтра со стабилизатором, подключают блок к воздушной се-
ти, присоединяют измерительный калибр к отсчетному устрой-
ству,. проверяют систему на свободный проход воздуха до соп-
ловых отверстий калибра, устанавливают положение поплавка
в пределах шкалы регулировочными винтами, строят по уста-
новочным калибрам указатели 1 пределов измерения по шкале 2
относительно поплавка 3 (рис. 4). На рис. 4,а показана уста-
новка верхнего указателя пределов измерения, на рис. 4,6 —
установка нижнего указателя.
Длиномер с определенной ценой деления шкалы для контро-
ля отверстия определенного диаметра настраивают пневматиче-
ской пробкой соответствующего диаметра по установочным
кольцам, изготовляемым по предельным размерам проверяемо-
го отверстия, а пневматический калибр-пробку для односопло-
вой оснастки — с наружным диаметром, обеспечивающим мини-
мальный зазор между торцами сопел, и контролируемой деталью
порядка 40 мкм. < . .
Настройку производят в следующем порядке.
1. Пробку вводят в меньшее установочное кольцо.
. 2. Поплавок выводят на нулевую отметку шкалы прибора
регулировочным вентилем. При. вывинчивании поплавок подни-
мается.
3. Пробку вводят в большее установочное кольцо.
4. Поплавок посредством вентиля подводят к отметке шка-
лы, соответствующей разности значений диаметров отверстий
установочных колец и несколько переходят за нее, продолжая
вывинчивать вентиль в том же направлении. При вывинчивании
поплавок опускается, диапазон измерений увеличивается, при
ввинчивании — наоборот.
5. Пробку вводят в меньшее установочное кольцо и венти-
лем 10 (см. рис. 3) выводят поплавок на нулевую отметку.
6. Повторяют операции, указанные в пп. 3—5, для обеспече-
ния настройки на требуемый диапазон измерений. Настройку
рекомендуется производить с точностью не менее ±7з деления
для шкал с ценой деления 0,2 и 0,5 мкм и '±7б' деления для
шкал с ценой деления 3; 2; 5 и 10 мкм.
Указатели подводят к отметкам шкалы, соответствующим
границам поля допуска.
При проведении операций, перечисленных в пп. 3—5, сопла
пробки должны быть установлены в диаметральной плоскости,
проходящей через черту, нанесенную на торце кольца и отме-
чающую сечение, в котором аттестован размер отверстия кольца.
Для уменьшения погрешностей измерения необходимо, чтобы
в процессе настройки и измерения деталей поверхность отвер-
стия была прижата к одной и той же образующей пневматиче-
ской пробки (например, в зоне сопла).
11-2903 161
После настройки прибора на измерительную позицию уста-
навливают проверяемую деталь и производят отсчет по шкале
после установления показаний прибора. Таким образом опреде-
ляют диаметр отверстия и отклонения от геометрической
формы в трех сечениях, перпендикулярных к оси, и двух диа-
метрально противоположных направлениях в. каждом сечении.
5. Обработка результатов измерений
протокол
Пневматические измерительные приборы. Настройка. Способы эксплуатации
Технические данные пневматического длиномера модели i
Завод-изготовитель • Заводской номер
Цена деления шкалы, мкм Используется блок фильтра со ста-
Диапазон показаний, мкм билизатором модели.
Предел допускаемой погрешности Размер проверяемой детали
прибора, мкм___________________. , Номер проверяемой детали
Температура окружающей среды—°C
Принципиальная схема пневма- тического длиномера Схемы измерения деталей
1
№. детали Результаты сортировки по годности г
Годность Брак
исправимый неисправимый
1 2 3 и т. д. к
Заключение о годности__________________________ •_________________
Фамилия учащегося .Группа_____________________________________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося ______ Оценка__________________________•
Подпись преподавателя_______________:_______
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 18
ПОВЕРКА ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ 5-го РАЗРЯДА
НА ОПТИМЕТРАХ
1. Цель работы
Изучить общие' вопросы поверки концевых мер на оптимет-
рах. Поверить концевые меры длины. Обработать результаты
поверки, оформить результаты измерений протоколом установ-
ленной формы, дать заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Оптиметр вертикальный и горизонтальный по ГОСТ 5405—75,
набор образцовых концевых мер длины 4-го разряда или клас-
са 2 по ГОСТ 9038—73 и ГОСТ 8.166—75, образцовые средства
поверки по ГОСТ 8.166—75 и ГОСТ 8.306—78, набор концевых
мер длины по ГОСТ 9038—73.
3. Общие сведения
Плоскопараллельные концевые меры длины являются основ-
ными средствами для измерения линейных размеров. Методы и
средства поверки концевых мер длины обусловлены государст-
венной поверочной схемой ’для средств измерений длины (ГОСТ
8.020—75), ГОСТ 8.166—75 и ГОСТ 8.306—78.
Таблица 1
Номинальное зна- чение длины концевой меры, мм Предельные отклонения, мкм, мер для классов
00 0 1' 2 3
от номиналь-1 ного значе- ния ± от плоско- параллель- ности от номиналь- ного значе- ния ± от плоско- параллель- ности от номиналь- ного значе- ния ± от плоско- параллель- ности от номиналь- ного значе- ния^ от плоско- параллель- ности от номиналь- ного значе- ния ± • от плоско- параллель- ности " |
До 10 Св. 10 до 25 » 25 » 50 » 50 » 75 » 75 » 100 » 100 » 150 » 150 » 200 Предельные ной при темпера 0,05 0,07 0,10 0,12 0,15 0,20 0,25 ОТКЛ( (туре 0,06 0,05 0,06 0,07 0,07 0,08 0,10 эненг 20 °C 0,10 0,14 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 (Я дл 3 и о 0,09 0,10 0,10 0,12 0,12 0,14 0,15 [ИНЫ ТКЛО] 0,18 0,27 0,35 0,45 0,55 0:80 1,00 КОНГ нени5 0,14 0,14 0,16 0,16 0,18 0,20 0,22 ^евыз I от 0,35 0,55 0,70 0,90 1,10 1,60 2,00 : ме[ ПЛОС1 0,27 0,27 0,27 0,32 0,32 0,40 0,40 ) ОТ <опа{ 0,8 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 НОМИ )алле 0,30 0,30 0,30 0,35 0,35 0,40 0,40 [наль- ‘ЛЬНО-
сти измерительных поверхностей не должны превышать значе-
ний, указанных в табл. 1 (для мер классов 00; 0; 1; 2 и 3). Пре-
делы допускаемых погрешностей измерений длины образцовых
концевых мер в микрометрах и отклонения,от, плоскопараллель-
ности образцовых концевых мер длины не должны превышать
допусков, установленных для мер соответствующих разрядов
и приведенных в табл. 2.
Та б Л'И ца 2
Разряды мер
Номинальное
значение длины
концевой меры,
мм
1
До 10 ъкл.
Св. 10 ДО 25
» 25 » 50
» 50 » 75
» 75 » 100
» 100 » 150
» 150 » 175
» 175 » 200
0,02 •0,10 0,06 0,10 0,11
0,02 0,10 0,06 0,10 0,12
0,03 0,10 0,08 0,10 0,15
0,03 0,12 0,09 0,12 0,18
0.04 0,12 0,10 0,12 0,20
0,04 0,14 0,11 0,14 0,22
0,06 0,16 0,14 0,16 0,28
0,06 0,16 0,15. 0,16 0,30
0,16
0,16
0,18
0,18
0,20
0,20
0,25
0,25
0,22!
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,55
0,60
0,30
0,30
0,30
0,35
0,35
0,40
0,40
0,40
0,6
0,6
0,8
0,9
1,0
1,1
1,4
1,5
0,6
0,6
0,6
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
* 4. Порядок выполнения работы
В настоящей лабораторной работе рассмотрены методы и
средства поверки концевых мер 5-го разряда на вертикальном
и горизонтальном оптиметрах по образцовым мерам 4-го- раз-
ряда.
Поверка концевых мер 5-го разряда. Общие требования.
Температура помещения, в котором следует поверять конце-
вые меры 5-го разряда класса 3, должна составлять (20±4)°С
для , концевых мер размером от 4,5 до 10,0 мм; (20±3)°С и
(20±2)°С для концевых мер размером от 10 до 30 мм и от 30
до 100 мм соответственно — см. ГОСТ 8.166—75 и ГОСТ
8.050—73.
Относительная влажность воздуха в помещении должна быть
в пределах (58±20)%.
Перед проведением поверки следует очистить меры от смаз-
ки, промыть бензином марки Б-70 по ГОСТ 1012—72 и проте-
рпеть чистой сухой салфеткой из мягкой льняной или хлопчато-
бумажной ткани без ворса; плоские стеклянные пластины про-
мыть ректификованным этиловым спиртом по ГОСТ 18300—72
и протереть салфеткой.
Промывать и смазывать меры необходимо в специальном по-
мещении с вытяжным, шкафом. ,
По притираемое™ жонцевые образцовые меры длины долж-
ны удовлетворять требовайиям ГОСТ 8.166—75.
После проверки притираемое™ перед последующими повер-
ками, концевые меры (поверяемые и иеходные) необходимо вы-
держать на рабочем месте в течение следующего времени:
номинальные значения концевых мер длины, время выдержки перед по-
мм веркой, ч
До 4,5 । 0,3
Св. 4,5 до 10,0 0,6
» 10,5 » 50,0 ’ 1,0
» 50,0 » 100,0 i 1,5 '
В рабочем помещении не рекомендуется располагать объек-
ты измерения с отклонением температуры на поверхности из-
делий от нормальной, более чем 1,5; 2,5; 3,5; 5 °C соответственно
для мер рядов I—III; IV—VIII; IX—XI; XII—XIV по ГОСТ
8.050—73.
Применяемые для поверки концевых мер вертикальные и
горизонтальные оптйметсы необходимо настооить так, как ука-
зано в лабораторной работе № 14.
При измерении концевых мер длиной до 10 мм на вертикаль-
ных контактных приборах используют столик со сферическим
наконечником. При измерении концевых мер длины от 10 до
100 мм следует применять столик с возвышающимся средним
ребром. Середина, ребра должна быть установлена соосно с из-
мерительным наконечником'.прибора.. Концерне меры от 10 до
100 мм поверяют, как правило, на горизонтальных оптиметрах.
Кроме оптиметров могут быть использованы оптикаторы с це-
ной деления 0,2—0,5 мкм.
' 1. При внешнем осмотре устанавливают отсутствие на нера-
бочих поверхностях концевых мер забоин, пятен ржавчины й
других дефектов, портящих их внешний вид. На измерительных
повер1хностях концевых мер 3, 4 и 5'-го разрядов и классов 1, 2,
3, 4 и 5, находящихся в эксплуатации и вышедших из ремонта,
допускаются заметные на глаз царапины, следы снятой коррр-
зии, расположенные на расстоянии не менее 2 мм от центра из-
мерительной поверхности, при условии, что эти дефекты не
ухудшают прйтираемости мер. На измерительных поверхностях
концевых мер классов 2 и 3 допускаются незначительные цара-
пины (не более двух длиной 5 мм), исчезающих при изменении
угла зрения.
2. Шероховатость поверхностей концевых мер можно опре-
делять на интерференционном микроскопе типа МИИ-4 и -оце-
нивать по критерию1 Rz или профилографом по ГОСТ 19299—73
или Профилометром По ГОСТ 19300—73 и. оценивать по крите-.
рию Ra.
При измерении и оценке шерохватости поверхности следует
пользоваться методикой, описанной в ГОСТ, 14026—68 (см. ла-
бораторные работы № 55 и 57).
Шероховатость измерительных поверхностей цонцевых мер
всех классов должна составлять Rz^L0,063 мкм на базовой дли-
не 0,08 мм по ГОСТ 2789—73. Шероховатость нерабочих по-
верхностей концевых мер должна быть /?а^0,63 мкм на базо-
вой длине 0,8 мм по ГОСТ 2789—73.
3. После промывки перед проверкой притираемости конце-
вые меры и пластины необходимо выдержать в поверочном по-
мещении не менее 20 мин. Концевые меры номинальных разме-
ров до 5 мм притирают к плоской стеклянной пластине нижней
измерительной поверхностью. Затем, не снимая их с пластины,
к ее свободной верхней поверхности притирают другую стеклян-
ную пластину.
Концевые меры от 5 до 100 мм притирают к пластине внаг
чале одной, а затем другой измерительной поверхностью и на-
блюдают качество притирки.
Во избежание нагрева стеклянных пластин пользуются по-
очередно несколькими стеклянными пластинами, меняя их через
каждые 2—3 мин.
4'^Неплоскостность концевых мер в свободном (непритер-
том) состоянии, выпускаемых из производства, определяют на
интерференционном компараторе Кестерса.
Для поверки неплоскостности мер, выпускаемых из ремонта,
применяют контактный интерферометр типа ИКВ, вертикаль-
ный оптиметр и специальное приспособление типа СП (рис. 1)
для установки на него концевой меры. Причем, неплоскостность
этих мер следует определять, одновременно с проверкой прити-
раемости. Меру размещают в гнезде приспособления типа СП
(рис. 1,а) на три точечные опоры, а приспособление устанавли-
вают на плоский стол прибора, Середину измеряемой поверхно-
сти меры подводят под измерительный наконечник и показания
прибора приводят к нулю. После трехкратного арретирования
производят отсчет п±. Затем, подняв арретиром наконечник при-
бора, выдвигают приспособление с мерой из-под наконечника
прибора, меру поворачивают в гнезде и кладут вверх противо-
положной измерительной поверхностью (рис. 1,6). Приспособ-
ление с мерой снова устанавливают на приборе так, чтобы се-
редина измерительной поверхности меры находилась под нако-
нечником и пббле арретирования производят отсчет п^.
. Неплоскостность меры в свободном состоянии, мкм
2
Неплоскостность измерительных поверхностей концевых мер
не должна превышать значений, указанных в табл. 4 ГОСТ
9038—73.
5. Срединную длину, отклонение длины от номинальной и от-
клонение от плоскопараллельности концевых мер 5-го разряда
до 100 мм определяют по ГОСТ 8'166—75 с помощью оптикато-
ра с ценой деления 0,2—0,5 мкм, вертикальных и горизонталь-
ных оптиметров, а концевых мер от 100 до 1000 мм.— на конце-
вой измерительной машине «'методом сравнения.
При определении отклонения от плоскопараллельности, сре-
динной длины, и отклонения длины от номинальной концевых
мер 3—5-го разрядов и концевых мер' классов точности 1—5
контактным методом показания отсчитывают в следующих точ-
ках: 0 по образцовой концевой мере в средней точке1(нулевой
начальный отсчет); по поверяемой концевой мере в средней
точке — отсчет ci, в четырех угловых точках — отсчеты a, b, d
и е и снова в средней точке — отсчет с2; по образцовой концевой
мере в средней точке — повторный отсчет (нуль конечный О').
Расхождение между начальным и конечным отсчетами. (0н
и 0к), а также между отсчетами Ci и с2 ПРИ поверке концевых
мер 3 и 4-го разрядов и концевых мер классов точности 1 и 2
не должны превышать 0,06 мкм, а при поверке концевых мер
5-го разряда и концевых мер классов точности 3—5 — 0,4 мкм.
Если расхождения превышают указанные значения, измере-
ния следует повторить.
По полученным отсчетам вычисляют отклонение от плоско-
параллельности, отклонение срединной длины и отклонение
длины от номинальной поверяемой концевой меры.
Из отсчетов (начального, конечного) 0H, 0K, Ci и с2 находят
средние значения отсчетов 0ср и сср и разность срединных длин
поверяемой и образцовой концевых мер Д/с по формулам:
О _ 0н + 0к . — £1+_£2-д/ с л
vcp— — 2 ’ °ср иср*
Средние значения отсчетов 0ср и сср (также как и сами от-
счеты) при поверке концевых мер 3 и 4-го разрядов и концевых
мер классов точности 1 и 2 округляют до 0,01 мкм; при поверке
концевых мер 5-го разряда и концевых мер классов точности
3—5 — до 0,1 мкм.
Определяют отклоцение от плоскопараллельности Л как наи-
большую разность между двумя отсчетами из полученных пяти:
сср, a, b, d и е. Вычисляют отклонение срединной длины от но-
минальной (Д£пов) и средйнйую длину (ДПов) поверяемой кон-
цевой меры по формулам:
Д^ПОВ = А^обр 4“ AZC3 , Z'nOB L + ДДтов» (
где Д£ОбР — отклонение срединной длины образцовой концевой
меры от номинальной, мкм; L — номинальная длина поверяемой
концевой меры, мм.
Отклонение длины поверяемой концевой меры от номиналь-
ной ДДном вычисляют следующим образом. Из отсчетов ссРл а,
b, d и.е выбирают два, наибольший и наименьший (с учетом
знаков), а затем-вычисляют соответственно две разности между
взятыми отсчетами по поверяемой и отсчетом 0" по образцовой
мере и получают значения Д/тах и Д/тщ.'
Отклонение длины концевой меры от номинальной ДАном вы-
числяют как наибольшее по. абсолютному значению по одной из
формул:
ном AL06p 4“ ^max* ном = А^обр 4“ ^min-
Поверка концевых мер на вертикальном оптиметре. При по-
верке концевых мер до 10 мм на оптиметр устанавливают сто-,
лик со сферической опорой. После регулировки на соосность
наконечников на столик помещают исходную концевую меру
так, чтобы она опиралась на сферическую опору возможно бли-
же к середине своей нижней измерительной поверхностью и од-
ним из краев находилась на поверхности кольцевого пояса сто-
лика.
Измерительный наконечник оптйметровой трубки приводят
в контакт с верхней измерительной поверхностью меры, откры-
вая стопорный винт кронштейна возле*трубки. Трубку опускают
настолько, чтобы остался небольшой просвет между мерой и
наконечником; и закрывают стопорный винт. При этом стопор-
168
ный винт кронштейна на стойке должен быть закрыт, чтобы.не
сбить регулировку измерительных, наконечников. Затем при от-
крытом стопорном винте сФола посредством микрометрической
подачи гайкой поднимают столик до тех пор,1 пока против ука-
зателя не установится нуль шкалы оптиметра? Закрывают сто-
порный винт. Измерительный наконечник, арретируют три —
пять раз и, убедившись, что показания остаются постоянными
в пределах 0,2 мкм, делают отсчет по исходной мере (нуль на-
чальный) в десятый долях деления шкалы (рис. 2). В качестве
нулевого отсчета принимают наиболее часто встречающееся
показание. Если этот отсчет не совместится с нулевым делени-
ем шкалы, допускается устанавливать показание прибора на
нулевое деление. Затем' арретиром поднимают измерительный
наконечник и, не меняя установки прибора, располагают прове-
ряемую- меру на столе'так, чтобы под наконечником была под-
ведена средняя точка проверяемой меры. Опустив измеритель-
ный наконечник, производят отсчет Ci по срединной точке пове-
ряемой меры и отсчеты по четырем угловым точкам a, b, d и е
(см; рис. 2), расположенным на расстоянии 1—2мм от боковых,
нерабочих граней меры. Снова в средней точке поверяемой ме-
ры берут отсчет с2. На этом поверка меры закончена.
Для того, чтобы проверить, не сбилась ли нулевая установка
шкалы оптиметра, исходную образцовую меру устанавливают
под наконечник оптиметра и производят -второй конечный нуле*
вой отсчет (0к) в ее средней точке.
Если отсчеты 0K, Ci и с2 будут отличаться от отсчета 0 более
чем ‘на 0,4 мкм, необходимо произвести повторную поверку
меры.
По отсчетам 0H, 0K, Ci, С2, ау by d и е определяют отклонение
действительного значения срединной длины поверяемой меры
ДАдов от номинального значения, отклонение от плоскопарал-
лельности измерительных поверхностей h и отклонение длины
меры в любой точке от ее номинального значения ДЛНОМ.
Пр полученным данным поверяемой мере присваивают раз-
ряд и класс. л.
Пример обработки' результатов поверки концевых мер на
вертикальном оптиметре приведен ниже. Расчет произведен по
—0,3+0,5 =+0,2 мкм; &L"N=—0,3+0,2=—0,1 мкм.
Следовательно, концевая мера длины L = 8 мм удовлетворя-
ет требованиям, предъявляемым к концевым мерам 5-го разря-
да (ГОСТ 8.166—75) и концевым мерам класса точности 3
(ГОСТ 9038—73).
Поверка концевых мер. на горизонтальном оптиметре. Перед
поверкой концевых мер на горизонтальном оптиметре определя-
ют, установлены ли соосно сферические измерительные наконеч-
никщ расположенные на измерительных штифтах трубки опти-
метра и пиноли. Одновременно исходную и поверяемую' меры
номинальных размеров от 10 до 100 мм устанавливают на сто-
лике узкими нерабочими поверхностями и. закрепляют так, что-
бы их одноименные измерительные поверхности находились в
одной плоскости.
Перемещая столик, середины измерительных поверхностей
исходной меры располагают против измерительных наконечни-
ков. Оба кронштейна при этом должны быть раздвинуты на-
столько, чтобы была исключена возможность повреждения из-
мерительных наконечников и поверхностей мер при перемеще-
нии стола. Осторожно сдвигают кронштейны и приводят в кон-
такт измерительные поверхности наконечников и меры так, что-
бы верхний плавающий столик оптиметра занял среднее поло-
жение, а шкала оптиметра находилась в поле зрения. Кронш-
тейны закрепляют на горизонтальном валу стопорными винтами.
Вращая микрометрический винт пиноли (при отпущенном сто-/
порном винте), передвигают измерительный штифт пиноли до
получения, показания шкалы в пределах ±10 мкм. .Стопорный
винт закрепляют.
Поворачивая столик вокруг вертикальной оси рукояткой и
вращая эксцентрик вокруг горизонтальной, устанавливают ме-
ру по отношению линии измерения, т. е. определяют минималь-
ное показание по шкале оптиметра. Вращая микровинт пиноли,
устанавливают показания оптиметра в пределах ±1 мкм, за-
крепляют стопорный винт пиноли и повторно поворачивают и
наклоняют столик с мерами, определяя правильное положение
исходной меры для установки нулевого показания. При этом не
следует забывать, что при использовании микровинта пиноли,
стопорный винт должен быть открыв и соответственно- после его
применения закрыт.
Арретирование и установка на нуль производятся так же,
как при поверке на вертикальном оптиметре.
Убедившись, что показания остаются постоянными в преде-
лах 0,2 мкм, делают нулевой (0) отсчет по исходной' мере. За-
тем осторожно, чтобы не сбцть наконечники, переводят их в
среднюю точку поверяемой меры.
По поверяемой мере отсчеты следует произвести дважды в
средней точке Ci и с2 и по- четырем крайним точкам a, b, d и е.
Затем снова производят отсчет по середине поверяемой ме-
ры с2 и, возвратившись к исходной мере, второй раз, производят
конечный нулевой отсчет 0к.
Перед каждым отсчетом выравнивают стол с мерой рукоят-
кой и эксцентриком, находят минимальное показание по шкале.
После поверки по полученным результатам меру необходимо
аттестовать, т. е. присвоить ей разряд и класс. Так как поверку
производили по исходным мерам 4-го разряда на оптиметрах
и были выдержаны нормальные условия поверки, то- поверяе-
мым мерам можно присвоить 5-й разряд при условии, что от-
клонение от плоскопараллельности не отличается от допускае-
мого.
Для того, чтобы присвоить поверяемой мере разряд, необхо-
димо воспользоваться данными табл. 2 из, ГОСТ 8.166—75.
В нашей лабораторной работе отклонение от плоскопарал-
лельности h = 0,3 мкм, а в ГОСТ 8.166—75 для мер с номиналь-
ным значением до 10 мм это отклонение составляет 0,6 мкм.
Следовательно, наш,ей поверяемой мере можно присвоить 5-й
разряд.
Класс концевым мерам длины присваивается по результатам
поверки: по отклонению размера меры от номинального значе-
ния и по отклонению- от плоскопараллельности. Для этого не-
обходимо воспользоваться табл. 3 из ГОСТ 9038—73. В на-
шей лабораторной работе ALHom=+0,2 мкм, а отклонение от
плоскопараллельности /г= +0,3 мкм. Пользуясь табл. 3 ГОСТ
9038—73 определяем предельные отклонения мер для класса
точности 3: от номинального значения и от плоскопараллельно-
сти они соответственно равны 0,8 и 0,3 мкм. Следовательно, на-
шей поверяемой мере (при' поверке на, оптиметре) можно при-
своить класс 3.
Класс точности набора концевых мер, находящегося в экс-
плуатации, определяют по мерам низшего класса, входящих в
набор. Для концевых мер, находящихся в эксплуатации, допу-
скается аттестация некомплектных наборов мер специального
назначения, при условии, что количество недостающих или за-
бракованных мер не превышает 1СК% всех мер набора и что та-
кой набор может быть применен в соответствии с его назначе-
нием.
5. Обработка результатов измерений
протокол
Поверка плоскопараллельных концевых мер длины 5-го разряда
на оптиметрах вертикальном и горизонтальном
Оптиметр Меры образцовые Меры поверяемые
Завод-изготовитель _ Завод-изготовитель __ Завод-изготовитель____
Заводской, номер Заводской номер Заводской номер
Предел измерения Количество, мер Количество мер
Цена деления Класс; Класс-
Разряд д 2 Разряд
Температура окружающей среды °C Погрешность измерения
Результаты поверки
Операция
1. Внешний осмотр
2. Определение шероховатости . измеритель-
ных поверхностей
3. Притираемость измерительйых поверхнос-
тей
4. Определение неплоскостности измеритель-
ных поверхностей мер в свободном (непритер-
том) состоянии .
5. Определение срединной длины, отклоне-
ния длины от номинальной и отклонения от
плоскопараллельности, мкм (см. текст)
Заключение о годности либо причина забракования (дать пояснение как
мере присваивается разряд и класс)____________________________________
Фамилия учащегося ". Группа__________________________.__________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося ' Оценка______________________________:_______________
Подпись преподавателя______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19
ПОВЕРКА ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ 3 и 4-ГО РАЗРЯДОВ
НА КОНТАКТНОМ ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ
1. Цель работы
Изучить общие вопросы поверки концевых мер на контакт-
ных интерферометрах, устройство контактных интерферометров,
их технические и метрологические данные. Настроить интерферо-
метр. Поверить концевые меры длины. Обработать и оформить
результаты поверки протоколом установленной формы, дать за-
ключение О ГОДНОСТИ;
2. Применяемые приборы и оборудование
Интерферометры контактные с переменной ценой деления ти-
па ИКВ или ИКВЭ, набор образцовых концевых мер длины 2 или
3-го разрядов по ГОСТ 8.166—75, интерференционный микроскоп
МИИ-4, пластины плоские для интерференционных измерений
ПИ60 по ГОСТ 2923—75, стол со сферической опорой, наконеч-
ники измерительные НГС-20В класса 1 по ГОСТ 11007—66,
арретир и струбцинки для установки мер.
3. Общие сведения
Концевые меры длины 3 и 4-го разрядов поверяют по об-
разцовым концевым мерам 2 и 3-го разрядов на контактных ин-
терферометрах или на оптикаторах типа ОШ по ГОСТ
10593—74 — см. ГОСТ 8.020—75 и ГОСТ .8.166—75.
Отечественная промышленность выпускает контактные интер-
ферометры пяти типов: ИКД— двойной окулярный вертикаль-
ный контактный; ИКД-3 —двойной экранный вертикальный кон-
тактный; ИКВ — окулярный вертикальный контактный; ИКВЭ —
экранный вертикальный контактный; ИКГ — окулярный гори-
зонтальный контактный. Контактные интерферометры применя-
ют для измерения линейных размеров с высокой точностью ме-
тодом сравнения с концевыми мерами.
Технические и метрологические характеристики интерферо-
метров ИКВ и ИКВЭ следующие.
Наибольшая длина измеряемого объекта- 150 мм
Ход стола 5 мм
Ход измерительного стержня не менее 0,5 мм
Число делений шкалы от нулевого штриха ±50 мм
Измерительное усилие (юстируемое) от 0,75- до 2,75 Н
Измерительное усилие (установленное) 1,5 Н
Колебание установленного измерительного усилия
в пределах показаний шкалы 0,02—0,03 Н
Присоединительный диаметр трубки 28h7 мм
Присоединительной диаметр измерительного стержня 5D
Количество сменных шкал для интерферометра ИКВЭ 3 шт.
Погрешность показаний не превышает цены одного деления шкалы и 0,7
деления шкалы для интерферометров ИКВ и ИКВЭ
Действие контактного интерферометра основано на принци-
пе двухлучевой интерференции света, возникающей без участия
измеряемого объекта и действующей как масштабный механизм
высокой чувствительности.
Шкалу прибора градуируют на любую цену деления, изме-
няя ширину интерференционных полос в пределах их четкости,
поэтому цена деления шкалы переменная. Чаще всего интерфе-
рометр настраивают на цену деления 0,05; 0,1 и 0,2 мкм.
Оптическая схема интерферометра приведена на рис. 1. Све-
товой поток от источника света 1 проходит конденсор 2 и на-
правляется непосредственно или через светофильтр 3 на свето-
делительную пластину 4, на которой разделяется на два пучка.
Горизонтальный пучок света отражается от поворотного зерка-
ла 12, а вертикальный — от додвижного зеркала 10, закреплен-
ного на измерительном стержне 9. Одинаковые оптические ус-
ловия в двух пучках создаются компенсатором 11. Встречаясь
на разделительной грани светоделительной пластины 4, пучки
интерферируют при небольшой разности хода. Объектив 5 про-
ецирует интерференционную картину в плоскость шкалы 8..
Вертикально расположенные интерференционные полосы и изо-
бражение шкалы наблюдают одновременно через окуляр 7, ко-
торый можно перемещать около оси шарнира 6 в пределах поля
изображения и устанавливать около любого штриха шкалы.
Светофильтр 3 включают при градуировке шкалы 8. При этом
в поле зрения наблюдают большое число черных полос на зе-
леном фоне — это интерференционная картина в монохромати-
ческом свете. Длина волны пропускания светофильтра гравиру-
ется на оправе светофильтра..
При измерениях фильтр выключают.. Интерференционная
картина в белом свете, т. е. при выключенном светофильтре,
содержит черную ахроматическую полосу, а пр сторонам от нее
симметрично — три—четыре окрашенные полосы на общем
•светлом фоне. Ширину и направление полос интерференционной
картины можно изменять,
поворачивая зеркало 12 вок-
руг горизонтальной й верти-
кальной осей.
При измерениях зеркало
10 перемещается строго
по оси стержня. Подъем
или опускание зеркала 10
вызывает пропорциональное
и увеличенное перемещение
интерференционной картины
в плоскости шкалы 8. При
этом наиболее отчетливая и
единственная черная ахро-
матическая полоса интерфе-
ренции белого света, распо-
ложенная вдоль штрихов
шкалы 8, служит подвиж-
ным указателем положения
измерительного стержня.
На рис. 2 показан интер-
ферометр ИКВ, состоящий
из интерференционной головки 1 и вертикальной стойки 2 со
сменным столом 3, на котором снизу расположены регулировоч-
ные винты 6. Сменный стол укрепляют на штокё, перемещаю'
щемся во втулке при вращении микровинта 5. Такое перемеще-
ние необходимо для установки образцовой меры под наконеч-
ник прибора и совмещения ахроматической черной полосы с ну-
левым штрихом шкалы. После этого закрывают стопорный
винт 4 микроподачи. Головка /, укрепленная в кронштейне 7,
перемещается по направляющим колонки при помощи реечной
подачи маховиком 8. Головка состоит из камеры, отсчетного
микроскопа 10 и осветителя 11. В камере расположены узел
измерительного стержня и светофильтр. Рукоятка служит для
введения фильтра в оптическую' систему прибора. Основное зер-
кало вокруг горизонтальной и вертикальной осей вращается
двумя винтами. Микроскоп присоединен к передней стенке ка-
меры и состоит из объектива, окуляра и стеклянной пластины —
шкалы. Винт 9 служит для перемещения объектива при фоку-
сировке интерференционной картины. Окуляр имеет диоптрий-
ное перемещение. Осветитель 11 смонтирован на вертикальной
стойке и состоит из лампы и конденсорной линзы. Предусмот-
рены юстировочные подвижки конденсорной линзы в верти-
кальной и горизонтальной плоскостях.
Принципиальная оптическая схема и устройство прибора
ИКВЭ аналогичны прибору ИКВ. Отличие заключается в том,
что с целью повышения точности, производительности и удобст-
ва пользования, интерференционная картина в интерферометре
ИКВЭ проецируется на экран со шкалой. Интерферометр ком-
плектуется тремя сменными шкалами, градуированными в мик-
рометрах с постоянной ценой деления, вместо одной шкалы с
переменной ценой деления. Сменные шкалы, присоединяемые
как кассеты, вводят в поле зрения, поворачивая специальную
рукоятку.
Принципиальная схема интерферометра ИКД построена та-
ким образом, что на линии измерения установлены окулярная
и специальная встречные трубки. На столе между подвижными
наконечниками трубок помещают образцовую, а затем поверяе-
мую меру. Разность их размеров определяют при условии, чтобы
в момент отсчета по шкале окулярной трубки, на сетке специ-
альной трубки было всегда нулевое показание, что достигается
перемещением стола прибора вдоль линии измерения.
4. Порядок выполнения работы
Условия подготовки к поверке и ее проведения изложены в
лабораторной работе № 26.
Концевые меры 3 и 4-го разрядов на интерферометре ИКВ
следует поверять при температуре 20 °C. Отклонение температур
ры помещения от нормальной не должно превышать значений,
указанных в ГОСТ 8.166—75.
Согласно ГОСТ 8.166—75 образцовые концевые меры длины
3 и 4-го разрядов должны притираться к плоской стеклянной
пластине класса 1 (ГОСТ 2923—75) всей измерительной поверх-
ностью без интерференционных полос. Допускаются оттенки в-
виде светлых пятен.
Интерферометр должен быть установлен в помещении с ми-
нимальными вибрациями. Для уменьшения влияния вибрации
рекомендуется, подкладывать под основание прибора амортиза-
торы (губчатую резину).
Прибор должен быть защищен от попадания света.
Интерферометр ИКПВ снабжается комплектом ребристых
столов и движками для перемещения концевых мер длины.
Для поверки концевых мер. длины на интерферометр уста-
навливают ребристый стол со сферическим наконечником. Ра-
диальная юстировка с целью совмещения вершины, сферическо-
го наконечйика стола с вершиной сферического наконечника
трубки достигается винтами 6 стола (см. рис. 2):
Градуировка шкалы контактного . интерферометра (см.
рис. 3). Шкалу .контактного1 интерферометра градуируют путем
совмещения произвольно выбранного количества инте^рференци-
онных полос (интервалов) в фильтрованном свете с соответст-
вующим количеством делений шкалы, определяемым по фор-
муле
0,5X6
п ~-----,
• /
где п — количество делений шкалы, в которое нужно поместить
k — интерференционных полос (интервалов), чтобы получить
требуемую цену деления шкалы Л
Коэффициент 0,5. учитывает, что длине волны % света, про-
пускаемого светофильтром в микрометрах, указанному в атте-
стате на интерферометр, соответствуют две интерференционные
полосы, наблюдаемые в фильтрованном свете. Иначе говоря,
интервал между двумя полосами на экране соответствует высо-
те- воздушного Слоя, равной %/2.
Когда измерительный стержень находится в самом нижнем
нерабочем положении, черная, ахроматическая полоса должна,
находиться на отрицательном участке шкалы.
Для градуировки шкалы выключают светофильтр и, подни-
мая измерительный стержень интерферометра, переводят на
середину шкалы зону наиболее отчетливых интерференционных
полос.1 Намечают любой штрих, находящийся возле нулевого
деления, и от него отсчитывают п делений. Рекомендуемая цена
деления /=0,1 мкй. Количество интерференционных полос, вы-
бираемых для настройки шкалы, в зависимости от цены деле-
ния может быть 8; 16 или 32.
Приведем расчет. Принимаем /=0,1 мкм; число интерферен-
ционных полос &=16; длину волны света А,=0,55 мкм. Для того,
12-2903 f 177
чтобы обеспечить требуемую цену деления шкалы мкм),
следует определить, в каком количестве делений п нужно уло-
жить количество' интерференцйонных полос &=16 по формуле,
приведенной на стр. 177.
Подставив числовые значения, получим
0,5*0,55. 16 АА
п = —-----------= 44.
0,1
Если при первом и последующих отсчетах по шкале, количе-
ство делений, на которых расположатся 16 полос, будет отли-
чаться от расчетного (больше либо меньше), необходимо изме-
нить ширину полос для получения расчетного значения ;(рис. 3).
Направление интерференционных полос, если имеет место их
перекос, можно устранить винтом интерференционной головки.
По окончании градуировки шкалы, свётофильтр выключают и
по подвижной черной ахроматической полосе производят отсчет
ло неподвижной шкале десятых и сотых долей микрометра.
Поверка концевых мер 3 или 4-го разряда и рабочих мер
классов 1 и 2. Методика определения шероховатости измери-
тельных поверхностей концевых мер, поверка притираемости,
определение неплоскостности измерительных поверхностей мер
в свободном (непритертом) состоянии, внешний осмотр в основ-
ном изложены в лабораторной работе № 18.
Следует добавить, что при внешнем осмотре на измеритель-
ных поверхностях концевых мер класса 1, выпускаемых из про-
изводства, не должно быть заметных на глаз царапин, следов
коррозии и других дефектов, нарушающих их эксплуатационные
свойства и портящих их внешний вид.
Срединная длина концевых мер 3 и 4-го разрядов, отклоне-
ние длины от номинальной и отклонение от плоскопараллель-
ности определяют на контактных интерферометрах одновремен-
но, используя стол со сферической вставкой или плоский стол
с выступающим ребром.
При поверке концевых мер до 10 мм исходную и поверяемую
меры помещают рядом на основной стол прибора в гнезда при-
лагаемого к прибору держателя поперек ребер основного стола,
так, чтобы поверяемая мера была ближе к оператору.
При поверке концевых мер свыше 10 мм меры помещают
каждую в отдельности в прилагаемые к прибору держатели по-
перек ребер основного стола. Середину исходной меры устанав-
ливают под измерительный наконечник прибора. Отжав стопор-
ные винты кронштейна на вертикальной стойке, с помощью ре-
ечной подачи маховиком S '(см. рис. 2) осторожно опускают
кронштейн 7 с интерференционной головкой до> получения незна-
чительного просвета между измерительным наконечником й по-
верхностью исходной меры. Затем, отжав стопорный винт 4,.
микровинтом 5 устанавливают показания прибора приблизи-
тельно на нуль. Арретируют измерительный наконечник три —
пять раз и, убедившись, что показания остаются постоянными
в пределах 0,02 мкм, делают отсчет по исходной мереч0н (нуль
тачальный) в десятых долях деления шкалы. В качестве отсче-
та 0н принимают наиболее часто повторяющееся показание при-
бора. .
Если 0н не совпадает с .нулевым делением шкалы, допускает-
ся винтом отсчетного микроскопа 12 (см. рис. 2), переместить,
шкалу и установить показание прибора на нулевое деление.
Затем производят пять отсчетов по поверяемой мере: в средней
точке поверяемой меры Ci и в четырех угловых точках a, b, d
и е (на расстоянии 1—2 мм от боковых нерабочих граней)..
В средней точке поверяемой меры делают отсчет сг, а в сред-
ней точке исходной отсчет 0к (нуль конечный).
Перед каждым отсчетом меру арретируют.
Все полученные отсчеты заносят в протокол.
Если отсчеты 0H, 0K, Ci и с2 отличаются друг от друга более,,
чем на 0,06 мкм, то они считаются неверными и поверку сле-
дует повторить. .
По полученным данным вычисляют отклонение действитель-
ного значения срединной длины поверяемой меры ALn0B от но-
минального значения, отклонение меры от плоскопараллельно-
сти измерительных поверхностей h и отклонение длины меры
в любой точке от ее номинального значения.
Отклонение действительного значения срединной длины по-
веряемой меры от номинального значения определяют по фор-
мулам, приведенным в лабораторной работе № 18.
Отклонения от плоскопараллельности и длины концевых мер-
от номинального значения рабочих мер классов 1 и 2 не долж-
ны превышать значений, установленных ГОСТ 9038—73. Откло-
нения от плоскопараллельности образцовых концевых мер 3
и 4-го разрядов не должны превышать значений, установлен-
ных ГОСТ 8.166—75.
Отдельные элементы мер рассчитывают и аттестовывают так
же, как в лабораторной работе № 18.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Поверка плоскопараллельных концевых мер длины '3 и 4-го разрядов
на контактном интерферометре
Интерферометр Образцовые меры Поверяемые меры1 2 3 4 5
Завод-изготовитель, Завод-изготовитель Завод-изготовитель
Заводской йомер Заводской номер . Заводской номер
Предел измерений Количество мер * Количество мер
Цена деления Класс:. Класс;
Разряд Разряд
Температура окружающей среды°C. Погрешность измерения ,
Результаты поверки
Операция
1. Внешний осмотр
2. Притираемость измерительной поверх-
ности
3. Определение, шероховатости измеритель-
ных поверхностей
4. Определение неплрскостности измеритель-
ных поверхностей мер в свободном (непри-
тертом) состоянии
5. Определение срединной длины, отклоне-
ния длины от номинальной и отклонения от
плоскопараллельности (см/ лабораторную ра-
боту № 18)
. Заключение о годности (указать' разряд и класс) или указать причину
забракования. Пояснить, как присваивается мере разряд и класс
-Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работыj______________________________
Подпись учащегося г • Оценка
Подпись преподавателя_______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №f20t"'J
ПОВЕРКА ВЕРТИКАЛЬНЫХ
И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ОПТИМЕТРОВ
1. Цель работы
Изучить методику поверки вертикальных и горизонтальных
оптиметров. Поверить оптиметры. Обработать результаты по-
верки и оформить их протоколом установленной формы.
2. Применяемые приборы и оборудование
Оптиметр вертикальный и горизонтальный по ГОСТ 5405—75,
приспособления к оптиметрам, образцовые средства, поверки по
ГОСТ 8.270—77 и другие рекомендуемые средства поверки.
3. Общие сведения
Согласно ГОСТ 5405—75 оптиметры изготовляются следую-
щих типов: по положению оси измерения — вертикальные и го-
ризонтальные: по способу отсчета—экранные и окулярные.
Вертикальные оптиметры могут быть с ценой деления шкалы
0,2 и 1 мкм и соответственно с. пределом' измерения ±25 и
±100 мкм, а горизонтальные — с ценой деления шкалы 1 мкм
и пределом измерения по шкале . ±100 мкм. Наибольшие на-
ружные размеры измеряемых изделий: у вертикальных опти-
метров 100 и 200 мм; у горизонтальных оптиметров — 500 мм.
Нормы точности: вертикальные оптиметры должны соответ-
ствовать указанным в табл. 2 ГОСТ 5405—75.
4. Порядок проведения работы
Оптиметры поверяют по ГОСТ 8.270—77.
Горизонтальные оптиметры должны быть установлены по
уровню, а концевые меры длины, предназначенные для их по-
верки, выдержаны на рабочем месте не менее 4 ч.
Температура помещения, в котором проводят поверку, долж-
на быть (20±2)°С и (20±1)°С для оптиметров с ценой деления
1 и 0,2 мкм соответственно.
Поверка вертикального оптиметра
1. При внешнем осмотре на наружных поверхностях прибора
должно быть установлено отсутствие коррозии и механических
повреждений, влияющих на его эксплуатационные свойства.
2. При опробовании устанавливают надежное действие сто-
порных винтов. Микрометрическая подача измерительного сто-
ла "должна обеспечивать плавное осевое перемещение измери-
тельного стержня , в обе стороны. Для этого на измерительный
стержень надевают измерительный наконечник, проверяют его
крепление и, перемещая измерительное устройство по верти-
кальной стойке, опускают наконечник на поверхность стола оп-
тиметра либо на концевую меру размером 8—10 мм, установ-
ленную на столе. Действуя микрометрической подачей; следят
за движением изображения шкалы в поле зрения окуляра либо
на экране как в прямом, так и обратном направлениях. Пере-
мещение шкалы должно быть плавным, без скачков и заеданий..
Все подвижные части оптиметра также должны перемещаться
плавно. z
У оптиметров с экраном при крайних положениях измери-
тельного стержня в поле зрения должно оставаться пять — семь
делений шкалы, у оптиметров с окуляром—15—20 делений
(для оптиметров, выпускаемых из производства и ремонта);
два — семь делений у оптиметров с экраном и не менее пяти де-
лений у оптиметров с окуляром (для оптиметров, находящихся
в эксплуатации).
Указатель в поле зрения должен быть параллельным изобра-
жению штрихов шкалы и перекрывать штрихи шкалы не менее
чем на 0,5 длины коротких штрихов.
Поперечное смещение изображения относительно указателя
при перемещении изображения шкалы в пределах ±100 деле-
ний не должно превышать 0,1 у оптиметров, выпускаемых из
производства и ремонта, и 0,25 длины короткого штриха у оп-
тиметров, находящихся в эксплуатации.
Измерительные наконечники для оптиметров должны быть
типа НГ класса 1 по ГОСТ 11007—66; стойки (основание, крон-
штейн и измерительный стол) типа С-1 по ГОСТ 10197—70.
Стойку поверяют по ГОСТ 8.167—75.
3. Шероховатость рабочих поверхностей плоского и ребри-
стого столов определяют при помощи микроинтерферометра ти-
па МИИ-4 или профилометра по ГОСТ 19300—73. Методика
измерения, шероховатости поверхности изложена в лаборатор-
ных работах № 42 и 44. Шероховатость рабочих поверхностей
столов не должна превышать значений, указанных в табл. 2
ГОСТ 5405—75.
. 4. Отклонение от плоскостности рабочих поверхностей изме-
рительных столов определяют с помощью плоской стеклянной
пластины (ГОСТ 2923—75) интерференционным методом. Пла-
стину диаметром 120 мм класса'2 накладывают на поверхность
стола и получают наименьшее число интерференционных полос.
Отклонение от плоскостности не должно превышать значений,
указанных в табл. 2 ГОСТ 5405—75.
Плоскостность рабочей поверхности ребристого столика и
столика со сферической вставкой проверяют интерференцион-
ным методом специальной стеклянной пластиной, имеющей паз
глубиной не менее 0,1 мм. Пластину накладывают на измери-
тельный стол так, чтобы сферическая вставка (чашеобразного
столика) либо расположенное выше ребро ребристого столика
поместилось в паз пластины, и определяют отклонение от пло-
скостности.
5. Измерительное усилие и колебание измерительного уси-
лия при наружных измерениях определяют граммометром,' ли-
бо специальным приспособлением и граммовыми гирями 2-го
класса. Приспособление укрепляют на трубке оптиметра, как
указано на рис. 1, Гири необходимой массы подвешивают к ры-
чагу приспособления и уравновешивают их усилием измери-
тельного стержня оптиметра.
При использовании граммометра прикладывают усилие к
наконечнику измерительного устройства оптиметра до получе-
ния показания, близкого к нижнему пределу измерения опти-
метра, а затем — до получения показания, близкого к верхнему
пределу измерения. Разность показаний граммометра, соответ-
ствующая нижнему и верхнему пределу измерения по шкале
оптиметра, определяет колебание измерительного усилия. Наи-
большее показание граммометра определяет измерительное уси-
лие. Измерительное усилие и колебание измерительного усилия
должны соответствовать значениям, указанным в ГОСТ
5405—75.
6. Изменение показаний прибора при закреплении измери-
тельного стола определяют следующим образом. На измери-
тельный стержень надевают сферический наконечник и приво-
дят его в соприкосновение с измерительным столом. В поле зре-.
ния окудяра шкала находится в среднем положении. Приводят
в действие зажимной винт стола и наблюдают изменение пока-
заний прибора, которое не должно превышать значений, указан-
ных в ГОСТ 5405—75.
7. Изменение показаний прибора при нажатии на измери-
тельный стержень измерительного устройства в направлении,
перпендикулярном к оси стержня, определяют граммометром
либо специальным динамометрическим приспособлением с та-
рированным усилием. Прибор устанавливают по концевой мере
размером 8—10 мм 4-го разряда класса 2 (при поверке опти-
метров с ценой деления шкалы 1 мкм) или 3-го разряда клас-
са 1 (при поверке оптиметров с ценой деления шкалы 0,2 мкм)
на отметку шкалы,' близкую к нулевой. Затем щупом граммо-
метра к измерительному стержню прикладывают усилие 2Н
в двух взаимно перпендикулярных направлениях и наблюдают
изменение показаний прибора. Таким же образом производят
измерения и с помощью специального приспособления. Изме-
нение показаний оптиметра при нажатии на измерительный
стержень в направлении, перпендикулярном к оси, после снятия
усилия не должно превышать значений, указанных в ГОСТ
5405—75.
Отклонение от параллельности плоскости наконечника диа-
метром 8 мм относительно плоскости измерительного стола оп-
ределяют при помощи концевой меры длины размером пример-
но 8—10 мм, по методике, изложенной в лабораторной работе
№ 9. Наибольшая разность показаний оптиметра, определяю-
щая отклонение от параллельности плоскости наконечника от-
носительно плоскости стола, не должна превышать значений,
указанных в ГОСТ 5405—75.
9. Превышение среднего ребра круглого ребристого стола
над остальными ребрами и сферической вставки круглого сто-
ла над его рабочей поверхностью определяют с помощью спе-
циальной меры, имеющей соответствующий .паз, расположенный
посредине меры. Это превышение составляет разность показа-
ний, оптиметра при установках концевой меры на проверяемом
столе в положениях 1 и 2 (рис. 2). Превышение среднего ребра
(сферической вставки) круглого стола должно соответствовать
значениям, указанным в ГОСТ 5405—75.
. 10. Вариацию показаний измерительного устройства опреде-
ляют как наибольшую разность, показаний прибора при десяти-
кратном арретировании сферического наконечника по’ концевой
мере размером 8—10 и 100 мм класса 2 (ГОСТ 9038—75), 4-го
разряда (ГОСТ 8.166—75) для оптиметров с ценой деления
шкалы 1 мкм и размером 8—10 мм класса 1, 3-го разряда (для
оптиметров с ценой деления шкалы 0,2 мкм). Вариация показа-
ний измерительных устройств оптиметров не должна превышать
значений, указанных в ГОСТ 5405—75.
11.. Основную погрешность измерительного устройства опре-
деляют парным методом по концевым мерам -2 и 3-го разрядов
соответственно у оптиметров с ценой деления шкалы. 0,2 и 1 мкм.
При поверке измерительного устройства вертикального оп-
тиметра-применяют сферический наконечник и регулируемый
стол со сферической вставкой.
Основную погрешность определяют на следующих участках
шкалы: у оптиметров с ценой деления шкалы 1 мкм от 0 до
±0,060 мм и от О до ±0,100 мм; у оптиметров с ценой деления
шкалы 0,2 мкм от 0 до ±0,010 мм и от 0 до <±0,020 мм.
У оптиметров с ценой деления шкалы 0,2 мкм дополнительно
следует определять основную погрешность на участках шкалы
ст 0 до ±0,015 мм и от 0 до ±0,025 мм.
На каждом участке шкалы прибор поверяют тремя парами
концевых мер, т. е. четырьмя мерами, с разностью длин мер в
каждой паре, равной поверяемому интервалу.
Сущность парного метода поверки шкалы заключается в том,
что один и тот же интервал шкалы поверяют несколькими пара-
ми мер для получения более достоверного результата измере-
ний. При этом вторая мера первой пары должна быть первой
мерой второй пары, а вторая мера второй пары — первой мерой
третьей пары. Например, для поверки прибора ва участке шка-
лы от 0 до ±0,06 мм применяют концевые меры размерами 1,0;
1,06; 1,12 и 1,18 мм, из которых составляют последовательно
три пары: 1,0. и 1,06; 1,06—1,12; 1,12—1,18 мм.
Поверку -проводят следующим образом. Прежде всего регу-
лируют сферические наконечники измерительного устройства и
круглого стола со сферической вставкой. Важно помнить, что
нельзя открывать стопорный винт кронштейна на вертикальной
стойке, а измерительное устройство перемещать за счет его сме-
щения в самом кронштейне.
Шкалу измерительного устройства устанавливают на нуль
по первой концевой мере 1,0 мм. После трехкратного арретиро-
вания делают первый отсчет щ, который заносят в протокол.
Затем, отведя арретиром измерительный стержень в Верхнее
положение, подставляют под наконечник вторую меру первой
пары 1,06 мм и после трехкратного арретирования записывают
второй отсчет по первой паре. При этом стопорный винт мик-
рометрической подачи стола должен быть зажат. После этого,
не. снимая со стола меры 1,06 мм, отжимают стопорный винт
микрометрической подачи стола, перемещают стол с мерой мик-
рометрической подачей и устанавливают по мере 1,06 мм шкалу
оптиметра на нуль.
Аналогичным образом производят последующие отсчеты по
другим парам мер. Результаты поверки записывают^ протокол.
Основную погрешность измерительного устройства оптимет-
ра в мкм на поверяемом участке шкалы определяют по фор-
муле ' '
д __ Sn —' —'Lp * 1000
/— 3
где Li и Ln — действительные значения длины. (по свидетельст-
ву) первой и последней меры ряда, по которым поверен участок
шкалы, мм; Sr* * — алгебраическая сумма разностей длин второй
и первой мер трех пар (по показаниям оптиметра), мкм.
Основная погрешность измерительного устройства оптиметра
не должна превышать значений, указанных в ГОСТ 5405—75.
Пример записи результатов измерений и их обработки йри
определении основной погрешности оптиметра в диапазоне от О
до 0,06 мм (поверка производилась парным методом)
Отсчет, мкм
Применяемые пары
концевых мер, мм
по второй
мере пары
а2
Разность
отсчетов
Г1 = О2“О1,
мкм
Основная погрешность
на поверяемом участке
шкалы, мкм
1,00 и 1,06
1,06 и 1,12
1,12 и 1,18
+59,9
+59,6
+60,0
+59,9
+59,6
+60,0
Аг =
179,5 — 0,17991 » 1000 _
3 -
— 0,41
=---------=—0,14 мкм
. Sr, = 179,5
.Ln—Li = 1,17992— 1,00001=0,17991 мм
* \
По полученным данным необходимо дать заключение о год-
ности оптиметра.
Поверка горизонтального оптиметра
Внешний осмотр (1) и опробование (2) проводят так же.,
как при поверке вертикального оптиметра. '
3. Параллакс указателя относительно штрихов шкалы опти-
метра с окуляром, возникающий из-за несовпадения плоскости
изображения шкалы и указателя, определяют, наблюдая кажу-
щееся смещение изображения штрихов шкалы относительно ука-
зателя при перемещениях глаза наблюдателя относительно оку-
ляра. Смещение не должно превышать значений, указанных в
табл. 2 ГОСТ 5405—75.
4. Определение отклонения от параллельности плоских нако-
нечников диаметром 8 мм при перемещении кронштейна по на-
правляющим по существу сводится к поверке прямолинейности
направляющих основания, так как основной причиной наруше-
ния параллельности наконечников^является непрямолинейность
их перемещения по направляющи^ основания. Непрямолиней-
ность определяют автоколлиматором и плоским зеркалом. Зер-
кало укрепляют на проверяемом кронштейне, а автоколлиматор
устанавливают на поверочной плите, на которой должен нахо-
диться" и горизонтальный оптиметр. При поверке горизонталь-
ного оптиметра можно устанавливать автоколлиматор на осно-
вании поверяемого оптиметра.
Направляющие поверхности оптиметра поверяют шаговым
"методом, перемещая кронштейн с зеркалом на всю длину на-
правляющих основания. Через каждые 50 мм кронштейн закреп-
ляют и снимают показания автоколлиматора. Отклонение от
параллельности наконечника Д/$ в микрометрах в измеряемой
автоколлиматором плоскости (вертикальной или горизонталь-
ной) вычисляют по формуле
A/z = 0,044,
(1)
где А — наибольшая разность показаний автоколлиматора в уг-
ловых секундах.
Параллельность наконечника при перемещении кронштейна
по направляющим проверяют в двух взаимно перпендикуляр-
ных плоскостях (при вертикальном и горизонтальном положе-
нии шкалы автоколлиматора, поворачивая оптический микро-
метр) и по формуле (1), вычисляя отклонения от параллельнос-
ти AZi и Afe в каждой, из них.
Отклонение от параллельности плоскости наконечника при
перемещении кронштейна, по направляющим AZ в микрометрах
вычисляют по формуле
А/ = + А/22.
(2)
Отклонения не должны. превышать значений, указанных в
табл. 2 ГОСТ 5405—75.
5. Несоосность осей посадочных отверстий измерительного
устройства и пиноли определяют калибром. Кронштейны с из-
мерительным устройством и пинолью перемещают до соприкос-
новения измерительных наконечников и закрепляют на основа-
нии. Снимают измерительное устройство и пиноль, и вместо них
в отверстия кронштейнов вводят калибр, который должен од-
новременно проходить в отверстия обоих кронштейнов. Несоос-
ность посадочных отверстий для измерительного устройства и
пиноли не должна превышать значения, указанного в. табл. 2
ГОСТ 5405—75. ♦ '
6. Усилие трогания
предметного стола опти-
метра при его продоль-
ном перемещении опре-
деляют граммометром ли-
бо динамометром. Для ус-
тановки верхней плоско-
сти стола в горизонталь-
ное положение исполь-
зуют брусковый уровень
0,01 мм/м, который по-
мещают на стол. Верх-
нюю (плавающую1 часть)
Рис. 3
стола по уровню устанавливают в горизонтальное положение.,
пользуясь возможностью поворота стола вокруг горизонталь-
ной оси с помощью1 эксцентрика. К верхней части стола грам-
мометром (рис. 3) прикладывают усилие, направленное по ли-
нии измерения в сторону пиноли, и по показанию граммометра^
соответствующему началу перемещения стола, определяют
' усилие трогания. Это усилие вдоль линии измерения не долж-
но превышать 0,4 Н. ?
7. Измерительное усилие измерительного устройства и коле-
бание измерительного усилия определяют так же, как у верти-
кального оптиметра. Наибольшее показание граммометра либо
приспособления, нагружаемого гирями, даст значение измери-
тельного усилия. Измерительное усилие и его колебание не
должны превышать значений, указанных в табл. 2 ГОСТ
5405—75.
8. Изменение показаний прибора при нажатии с усилием 2Н
на измерительный стержень измерительного устройства" и пино-
ли в направлении, перпендикулярном к оси стержня, определя-
ют граммометром либо динамометром и концевой меры длины
размерЬм 8—10 мм. После регулировки сферических наконеч-
ников, между ними, помещают концевую меру 10 мм. Отрегули-
ровав ее положение поворотами стола, устанавливают шкалу на
нулевое деление. Затем щупом граммометра либо рычагом ди-
намометра к измерительным стержням измерительного устрой-
ства и пиноли последовательно прикладывают усилие 2 Н в двух
взаимно перпендикулярных направлениях и наблюдают измене-
ние показаний прибора. Оно не должно превышать значений,
указанных в табл. 2 ГОСТ 5405—75.
9. Разность между максимальным й минимальным отсчета-
ми при повторных регулировках взаимного положения измери-
тельных наконечников измерительного устройства и пиноли оп-
ределяют по показаниям поверяемого прибора при контакте
плоских измерительных йаконечников диаметром 8 мм. Измери-
тельный стержень пиноли должен быть закреплен зажимным
винтом. Действуя поочередно регулировочными винтами пиноли,
определяют наименьшие показания (точки возврата) прибора.
Точки возврата при действии каждым регулировочным винтом
определяют не менее четырех раз и снимают отсчеты.
Разность между наибольшим и наименьшим отсчетами при
действии одним и тем же регулировочным винтом не должна
превышать значения, указанного в табл. 2 ГОСТ 5405—75. Наи-
большая разность между отсчетами при последовательном дей-
ствии обоими регулировочными винтами не должна превышать
значения, также указанного в этой таблице.* '
, 10. Вариацию показаний измерительного устройства опреде-
ляют сферическими наконечниками и концевой мерой размером
100 мм, закрепленной на столе. После регулировки сферических
наконечников и правильной установки меры по отношению ли-
нии измерения, измерительный наконечник десять раз арретиру-
ют по концевой мере?
Наибольшая разность показаний прибора при 10-кратном’
арретировании принимается за размах показаний измеритель-
ного устройства. Размах не должен превышать значений, ука-
занных в табл. 2 ГОСТ 5405—75. -
Размах показаний горизонтального оптиметра при наруж-
ных измерениях определяют концевой мерой размером 100 мм,
закрепленной на столе прибора. Для этого предметный стол с
мерой вращают вокруг вертикальной и горизонтальной осей и.
определяют наименьшее показание по шкале оптиметра. Перед
отсчитыванием показания арретируют измерительный наконеч-
ник.
Наибольшая разность показаний не должна превышать зна-
чений, указанных в табл. 2-ГОСТ 5405—75.
11. Основную погрешность горизонтального оптиметра опре-
деляют так же, как и погрешность вертикального.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
' Поверка вертикального оптиметра
Завод-изготовитель( Заводской номер
Цена деления шкалы Предел измерения прибора -
Предел измерения по шкале Температура’ помещения°C
Схемы поверок и средств поверки
Операция
1. Внешний осмотр
2. Опробование
3. Определение шероховатости рабочих по-
верхностей плоского и ребристого столов
4. Определение отклонения от плоскостности
рабочих поверхностей плоского и ребристого
столов
5. Определение измерительного усилия и ко-
лебания измерительного усилия .
6. Определение изменения показаний прибо-
ра при закреплении зажимногб винта стола
7. Определение изменения показаний прибо-
ра при нажатии на измерительный стержень
измерительного устройства в направлении,
перпендикулярном к оси стержня
Операция
8. Определение отклонения от параллель-
ности плоскости наконечника диаметром 8 мм
относительно плоскости измерительного стола
9. Определение превышения среднего ребра
круглого ребристого стола - над остальными
ребрами и сферической вставки круглого сто-
ла над рабочей поверхностью
10. Определение размаха показаний при
наружных измерениях
11. Определение основной погрешности при-
бора
Заключение о годности прибора_________________;_
Фамилия учащегося Группа _____________________________________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося -; Оценка t:________________________________________
Подпись преподавателя________________________
ПРОТОКОЛ № 2
Поверка горизонтального оптиметра
Завод-изготовитель Заводской номер
Цена деления шкалы Предел измерения прибора \
Предел измерения по шкале, Температура помещения °C
Схемы поверок и образцовых средств поверки
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результат поверки Погреш- ность
1. Внешний осмотр 2. Опробование 3. Определение параллакса указателя отно- сительно штрихов шкалы 4. Определение отклонения от параллельно- сти плоскости наконечника диаметром 8 мм при перемещении измерительного устройства на 100 мм по направляющим относительно плоскости стола наконечника пиноли
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результат поверки Погреш- ность '
5. Определение несоосности посадочных от- верстий для измеритёльного устройства и пи- ноли при наименьшем расстоянии между крон- штейнами 6. Определение усилия трогания предметно- го- стола при продольном перемещении 7. Определение измерительного усилия и ко- лебания измерительного усилия при наруж- ных измерениях 8. Определение изменения показаний при- бора при нажатии на измерительный стер- жень измерительного устройства и пиноли в направлении, перпендикулярном к оси стержня 9. Определение разности между максималь- ным и минимальным отсчетами при повторных регулировках взаимного положения измери- тельного устройства наконечников и пиноли каждым установочным винтом, а также обои- ми установочными винтами пиноли 10. Определение размаха показаний изме- рительного устройства и горизонтального оп- тиметра при наружных измерениях 11. Определение основной погрешности при- бора /
Заключение о годности прибора _____________________________________
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося ; Оценка______________________________:______________
Подпись препрдавателя "
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 21
ПОВЕРКА ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЙ
МАШИНЫ ТИПА ИЗМ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН
1. Цель работы
Изучить методику поверки оптико-механических машин типа
ИЗМ. Поверить оптико-механическую измерительную машину.
Обработать результаты измерений и оформить их протоколом
установленной формы. Дать заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Измерительная машина типа ИЗМ-1 по ГОСТ 10875—76,
приспособления к измерительной машине, средства поверки- по
ГОСТ 8.336—78 и другие рекомендуемые средства' поверки.
3. Общие сведения
Технические и метрологические характеристики оптико-ме-
ханических машин типа ИЗМ изложены в лабораторной рабо-
те № 10. Измерительные машины должны изготовляться. в кли-
матическом исполнении V категории 4.2 по ГОСТ 15150—69, но.
для работы при температуре. (20±1)°С,
Требования к температурному режиму помещения поверяе-
мой машины и концевых мер .длины и условия поверки изложе-
ны в ГОСТ 8.336—78.
4. Порядок выполнения работы
Оптико-механические измерительные машины поверяют по
ГОСТ 8.336—78. Нормы точности метрологических параметров
приведены в ГОСТ 10875—76.
1. При внешнем осмотре должно быть обнаружено отсутст-
вие коррозии, забоин и других повреждений на металлических
частях, а особенно на рабочих поверхностях машины и принад-
лежностях к ней, которые мешали бы её 'работе.
2. При опробовании проверяют взаимодействие узлов "маши-
ны. Подвижные части прибора должны легко перемещаться и
иметь легкий, плавный ход. Микрометрические подачи измери-
тельной бабки и пиноли должны вращаться свободно, плавно,
без ощутимого люфта и обеспечивать равномерное и плавное
осевое перемещение измерительного штифта, а также плавное
перемещение шкалы отсчетного устройства в обе стороны.
Поле зрения микроскопа и оптиметра должно быть освеще-
но равномерно, все надписи и деления на шкалах должны быть
четкими, резко и отчетливо видимы. На поверхности оптических
деталей не должно быть затеков, частиц смазки, царапин и
других дефектов.
Двойные, штрихи всех: глазков метровой шкалы должны быть
параллельны штрихам миллиметровой шкдлы и полностью пе-
рекрывать их. Положение оси миллиметровой шкалы должно,
совпадать с направлением перемещения измерительной бабки.
Перекос шкалы в горизонтальной плоскости допускается не бо-
лее 0,02 мм на 100 мм (трехкратной ширины штриха миллимет-
ровой шкалы).
3. При определении изменения показаний при зажиме стопор-
ных винтов пиноли и микроподачи измерительной бабки на из-
мерительные стержни отсчетного устройства и пиноли надевают
192
сферические наконечники и регулируют их на соосность.. На-
блюдают изменение показаний измерительного устройства при
введении в действие поочередно зажимных, винтов пиноли и
микроподачи измерительной бабки? Изменение показаний при
зажиме каждого' стопорного винта не должно превышать для
микроподачи измерительной бабки 0,00Г мм, а при зажиме сто-
порного винта пиноли -- 0,0005 мм.
4. Для определения изменейия показаний измерительного
устройства при нажатии на измерительный стержень пиноли в
направлении, перпендикулярной к оси стержня, с усилием 2 Н
между сферическими наконечниками помещают концевую меру
20 мм4 и поворотами стола устанавливают ее правильно по от-
ношению к линии измерения. Первый отсчет производят при
нормальном положении измерительного стержня, второй — при
нажатии на измерительный стержень. К измерительному нако-
нечнику пиноли щупом граммометра или динамометрического
приспособления прикладывают усилие 2 Н последовательно
в двух взаимно перпендикулярных направлениях и, производят
второй отсчет. После прекращения нажима на стержень произ-
водят Третий отсчет по шкале. Разность между первым и вто-
рым отсчетами не должна превышать 0,0005 мм. После прекра-
щения нажима на стержень показание шкалы должно возвра-
щаться к начальному.
5. Разность между минимальными показаниями при повтор-
ных регулировках взаимного положения наконечников измери-
тельного устройства и пиноли определяют по показаниям пове-
ряемой машины при контакте плоских измерительных наконеч-
ников класса 1 по ГОСТ 11007—66 диаметром 8 мм. Стер-
жень пиноли должен быть закреплен стопорным винтом.
На измерительном стержне отсчетного устройства и пиноли
закрепляют плоские измерительные наконечники диаметром
8 мм, перемещают измерительную и пинольную бабку до кон-
такта измерительных наконечников и, пользуясь микрометриче-
ской подачей пинЪли, устанавливают микрометровую шкалу от-
счетного устройства на нулевое деление (в пределах ±1 мкм).
Вращают поочередно регулировочные винты пиноли и следят за
изменением показаний шкалы отсчетного устройства. Найдя
минимальную точку возврата шкалы, производят отсчет по шка-
ле отсчетного устройства. Снова поочередно вращают регули-
ровочные винты пиноли, нарушают найденное параллельное рас-
положение наконечников, после чего. опять определяют мини-
мальную точку возврата шкалы, но для каждого винта отдель-
но. При этом каждый раз производят отсчет пр шкале. Такую
регулировку наконечников повторяют четыре раза при враще-
нии каждого винта.
Разность между наибольшим и наименьшим показаниями из
полученных отсчетов при вращении каждого винта в отдельно-
сти характеризует чувствительность регулировки.
Разность между максимальными и минимальными отсчета-
ми при повторных регулировках взаимного положения наконеч-
ников измерительного устройства и пиноли в микрометрах не
должна превышать 0,1 (при регулировке каждым регулировоч-
ным винтом) и 0,2 — (при регулировке обоими регулировочными
винтами).
6. Несоосность посадочных отверстий под пиноль и измери-
тельное устройство проверяют калибром для контроля несоос-
ности. Бабки с измерительным устройством и пинолью переме-
щают до соприкосновения измерительных наконечников. Вместо
измерительного устройства й пиноли в отверстия бабок вводят
калибр, который должен одновременно проходить в отверстиях
обеих бабок. При этом несоосность посадочных' отверстий под
пиноль и измерительное устройство не должна превышать
0,3 мм.
7. ' Непараллельность осей посадочных отверстий бабок на-
правлению их перемещения проверяют индикатором и калибром
отдельно для каждой бабки. Калибр закрепляют в отверстии
измерительной (пинольной) бабки так, чтобы он выступал в
сторону пинольной (измерительной) бабки на 50—60 мм. Ин-
дикатор закрепляют на пиноли (измерительном устройстве)
кронштейном (рис. 3 в ГОСТ 8.366—78) и соприкасают его на-
конечник с измерительной поверхностью калибра. Перемещают
измерительную' бабку с калибром на 50 мм и снимают показа-
ния индикатора в начале и конце перемещения. Непараллель-
ность оси отверстия бабки направлению ее перемещения Аси
в угловых минутах вычисляют по формуле Да» = А//15, где А/ —
разность показаний индикатора, мкм.
Непараллельность проверяют в вертикальной и горизон-
тальной плоскостях, меняя положение кронштейна с индикато-
ром на 90° и вычисляют непараллельность Aai и Даг в каждой
из нцх.
Учитывая перекос оси отверстия в вертикальной и горизон-
тальной плоскостях, непараллельность Да оси посадочного от-
верстия бабци направлению ее перемещения вычисляют по
формуле
Да = Т/Да*2 + Да22.
Непараллельность осей не должна превышать 2'.
8. Параллакс штрихов стомиллиметровой шкалы относи-
тельно изображения каждого двойного штриха метровой шкалы
проверяют диоптрийной трубкой, которую помещают за окуля-
ром отсчетного устройства измерительной бабки. Трубку наво-
дят на резкость нулевого штриха стомиллиметровой шкалы и
снимают первое показание. Затем ее наводят на резкость нуле-
вого биссектора метровой шкалы и снимают второе показание.
Разность этих показаний и является параллаксом. Перемещают
измерительную бабку до совмещения нулевого биссектора со
194
штрихом 100 стомиллиметровой шкалы и так же определяют их
параллакс. Определение производят последовательно для всех
двойных штрихов. Параллакс нулевого штриха и штриха 100
шкалы не должен превышать 0,5 дптр. <
Одновременно с определением параллакса у машин, выпускае-
мых из производства и ремонта, проверяют нулевую установку
•дйоптрийного кольца. Кольцо устанавливают .на нуль, фокусиру-
ют диоптрийную трубку на резкость изображения штриха «50»
стомиллиметровой шкалы и по ее шкале снимают показание,
которое не-должно превышать ±0,5 дптр.
Параллакс шкал машин, находящихся в эксплуатации, до-
пускается определять по разности показаний диоптрийного коль-
ца окуляра отсчетного устройства измерительной бабки, уста-
навливаемого последовательно на резкость штрихов стомилли-
метровой шкалы и на резкость двойных штрихов.
9. Усилие сдвига верхней части стоЛа вдоль линии измерения
проверяют граммометром с плоским коротким щупом в виде
лопаточки или динамометром и уровнем. Верхнюю часть стола
по уровню с ценой деления 0,15 мм/м устанавливают, вращая
эксцентрик, в горизонтальное положение. К верхней части сто-
ла щупом граммометра (динамометра) прикладывают усилие,
6' 6
, Рис. 1
направленное по линии измерения в сторону пиноли, и по пока-
занию, соответствующему началу перемещения стола, определя-
ют усилие сдвига. Усилие сдвига верхней части стола при гори-
зонтальном его положении вдоль линии измерения не должно
превышать 0,4 Н.
10. Отклонение от прямолинейности перемещения бабок по
направляющим станины.в горизонтальной и вертикальной плос-
костях определяют автоколлиматором типа АК-1У и плоским
зерк&лом диаметром не, менее 35 мм с отклонением от плоскост-
ности не более 0,05 мм.
Автоколлиматор устанавливают на станине машины, а зерка-
ло при Помощи кронштейна укрепляют на поверяемой бабке.
При перемещении бабки по направляющим станины определя-
ют наибольшее смещение изображения марки по шкале авто-
коллиматора (рис. 1). Отклонение от прямолинейности переме-
щения бабок по направляющим станины не должно превы-
шать 16".
Из-за перемещения измерительного мостика М с расстояни-
ем между осями роликов Ъ (рис. 1,а), на которых укреплено
зеркало, по неровностям поверхности 17 на размер шага Ь из
положения I в положение II через интервалы 0—1, 1—2, 2—3
и т. д. зеркало наклоняется на угол щ по отношению оси авто-
коллиматора А, что приводит к смещению марки автоколлима-
тора по шкале (рис. 1,6). По полученным отклонениям от пря-
молинейности на разных участках поверхности построен график
(рис. 1,в), по которому можно определять непрямолинейность
в любой точке поверхности (у;).
х 11. Размах показаний при регулировочных перемещениях
предметного стола (при одной и той же установке штриха шка-
лы в биссект'ор) определяют как при измерениях наружных,
так и внутренних размеров.
Размах показаний при измерении наружных размеров оп-
ределяют концевой мерой длины 4-го разряда размером 200 мм,
а при измерении внутренних размеров — по кольцу диаметром
от. 13,5 до 15 мм приспособлениями.
При изменении размеров концевую меру длины размером
200 мм закрепляют на предметном столе и устанавливают меж-
ду сферическими наконечниками. Штрих миллиметровой шкалы
вводят в биссекчтор после первой установки меры по срединной
длине (штрих устанавливается в биссектор только один раз).
Стол регулируют рукояткой, вращая его и меру вокруг верти-
кальной оси и находят по шкале минимальную точку возврата
шкалы. Стол вращают эксцентриком вокруг горизонтальной оси
и также определяют минимальную точку возврата шкалы. Та-
ких поворотов вокруг вертикальной и горизонтальной осей про-
изводят не менее 10 и каждый раз производят отсчет по шкале
после нахождения точки возврата. Прй каждом отсчете измери-
тельный наконечник измерительного устройства следует арре-
тировать. Наибольшая разность показаний машины не должна
превышать при измерении наружных размеров 0,2 мкм.
Размах показаний при измерении внутренних размеров и ре-
гулировочных перемещениях предметного стола определяют при.
помощи кольца, закрепленного на предметном столе прибора.
Перемещая предметный ’ стол, кольцо устанавливают в поло-
жение измерения диаметра отверстия, арретируют измеритель-
ный наконечник и снимают показания машины. Проводят де-
сятикратную’ установку кольца, каждый раз снимая показания
по шкале. '
Наибольшая разность показаний машины при измерении
внутренних размеров с применением приспособлений не должна
превышать О,О0Д мм.
12. Отклонение от номинального расположения отметок
шкал определяют на участках 0—20, 0—40, 0—60, 0—80 и
0—100 мм стомиллиметровой шкалы образцовыми концевыми
мерами 3-го разряда соответствующих размеров и на всех
участках 0—100, 0---200, 0—300 и т. д. метровой шкалы образ-
цовыми концевыми мерамиг длины 4-го разряда.
Отсчетное устройство 'поверяют по методике, изложенной в
лабораторной работе № 20. ,
При поверке измерительного устройства оптико-механической
машины применяют сферические наконечники , с радиусом
7? = 20 мм типа НГ классов 0 или 1 по ГОСТ 11007—66. Изме-
рительное устройство с окулярным отсчетом должно соответ-
ствовать требованиям ГОСТ 5405—75. Значения отклонений
записывают в табл; 1.
Таблица 1
Поверяемый интервал в мкм Приме- няемые пары / концевых мер’в мм Отсчет по первой мере пары О] Отсчет по второй мере пары а2 Величина интервала (без учета поправок на конце- вые'меры) т1=а.—ах Погрешность поверяемого интервала = п — 1
МКМ '
От 0 до +60
От 0 до —60
От 0 до +100
От 0 до —100
Показания измерительных устройств при поверке машин сни-
мают до 0,1 мкм; отклонения от нормального расположения
шкал Д£Ср округляют до 0,0001 мм — на участках шкалы до
2000 мм.
/20 10 + 0 “ 10 20 30 /Зо 20 10 + О -10 ZD 30 40/
Ulllliiliiiiliiilllliljllilllllllillllllllllllltlllllllllllllllll/ у||||||11||||||||11||ч1|||11||||Д|11|||11|1п^
а 5
Рис. 2
Для пояснения методики поверки стомиллиметровой и мет-
ровой шкалы, т. е. для пояснения методики определения откло-
нения от номинального расположения отметок на участках
шкал до 1000 мм, поверим участок шкалы, равный 0—20 мм.
Бабки машины установим в положение, соответствующее нуле-
вым показаниям по метровой, стомиллиметровой и микрометро-
вой шкалам (рис. 2). На рис. 2, а показана нулевая установка
шкалы, на рис. 2,6— отсчет по шкале, равный размеру
562,195 мм. При этом взаимное положение измерительных на-
конечников должно быть отрегулировано установочными винта-
ми пиноли, и изображение нулевого биссектора должно быть
расположено в центре поля зрения отсчетного устройства. Мик-
роподачей измерительной бабки три раза совместим изображе-
ние нулевого штриха стомиллиметровой шкалы и нулевого бис-
сектора. Разность показаний не должна превышать 0,4 мкм.
Среднее' арифметическое трех показаний принимают за «нуль
начальный» Донач и вносят в табл. 2. После установки началь-
ного нулевого положения измерительную бабку перемещаем
вправо.
Так как поверяемый участок шкалы 0—20, то измеритель-
ную бабку отодвигаем до совмещения изображений штриха «20»
стомиллиметровой шкалы и нулевого биссектора. На измери-
тельном столе закрепляем концевую меру длиной 20 мм, осто-
рожно помещая ее между сферическими наконечниками, и ус-
танавливаем серединами измерительных поверхностей по линии
измерения, добиваясь наименьших показаний измерительного
устройства при поворотах меры вокруг горизонтальной и вер-
тикальной осей, вращая стол рукояткой и эксцентриком. После
15-минутной выдержки проверяем повторно правильность уста-
новки меры по линии измерения. Если разность температур ме-
ры и измерительной машины не превышает 0,1° С, используя
микропередачу измерительной бабки три раза совмещаем изо-
бражение штриха «20», стомиллиметровой шкалы и нулевого
биссектора. Показания А измерительного устройства вносим
в таблицу. Разность показаний не должна превышать 0*4 мкм.
Необходимо проверить, не сбилась ли начальная, установка
в процессе поверки, т. е. необходимо проверить «нуль конеч-
ный». Концевую меру выводим с линии измерений, и измери-
тельную бабку придвигаем к пинольной до совмещения изобра-
жений нулевого штриха стомиллиметровой шкалы и нулевого
биссектора. Микроподачей измерительной бабки три раза сов-
мещаем изображение. Среднее арифметическое трех показаний
принимают за «нуль конечный» Донач- Показания измерительно-
го устройства (микрометровой шкалы) До кон заносим в таблицу.
Разность показаний не должна превышать 0,4 мкм. -Измерение
считается удовлетворительным, если ДоКон отличается от ДоКОн
не более чем на 0,4 мкм.
Аналогично поверяют машину на других участках стомилли-
Таблица 2
Поверяемый участок шкалы, мм Номинальное значе- ние длины поверяе- мого участка шка- лы 2Н0М, мм Действительное зна- чение длины образ- цовой концевой ме- ры ZOM, мм Нулевые показания А измеритель- ного устройства Показания измери- тельного устройства при установленной • концевой мере А о. ’Ч? 1 ft о И о °- L < т Отклонение от но- минального распо- ложения отметки шкалы *)
л0 нач ^°кон ^°ср
Стомиллиметро- -вая шкала 20,00010 +0,2 +0,3 +0,1 +0,4 +0,5 +0,3 +0,8 +1.0 ' > +0,9
0-20 0—40 20 40 ^начСр = + 0,2 Дсонср = + 0,4 +0,3 ^ср + 0,9 +0,6 —0,5
0—100 100
Метровая 0—100 100
0—1000 1000 -
* Заполняется после повторной поверки.
8
метровой шкалы, применяя, соответственно меры размером 40,
60, 80 и 100 мм и метровой шкалы до 1000 мм, используя соот-
ветственно концевые меры размером 100, 200, 300, 400, 500,
600, 700, 800, 900 .и 1000 мм и перемещая пинольную бабку вме-
сто измерительной при поверке метровой шкалы.
Отклонения ДА в микрометрах от номинального расположе-
ния отметок стомиллиметровой и метровой шкал вычисляют по
формуле
' . ~ ^0„ Д1ОМ (А:р -^0ср), '
где Лом —действительное значение длины применяемой образ-
цовой концевой меры (по свидетельству о поверке); £Ном — но-
минальное значение длины поверяемого участка шкалы маши-
ны; ЛСр^-среднее арифметическое трех показаний; Лоср — сред-
нее арифметическое, начального и конечного нулей Лонач, Докэн.
После окончания поверки на всех поверяемых участках шкал
повторно поверяют машину в той же последовательности.
На отметке «20» стомиллиметровой шкалы после определе-
ния отклонения от номинального расположения определяют из-
менения этого отклонения при смещении бабок вдоль линии из-
мерения на 2 мм. Концевую меру размером 20 мм устанавли-
вают между наконечниками по линии измерения. Измеритель-
ную и пинольную бабки передвигают на 1 мм вправо от поло-
жения, при котором изображение нулевого биссектора находи-
лось в центре поля зрения отсчетного устройства. Микропода-.
чей измерительной бибки три раза смещают изображения
штриха «20» и нулевого биссектора. Из трех соответствующих
показаний измерительного устройства вычисляют среднее ариф-
метическое значение.
Затем перемещают бабки влево на 2 мм и также три раза
смещают изображения тех же отметок шкал и вычисляют сред-
нее арифметическое из трех показаний измерительного устрой-
ства/
Разность средних арифметических при первом и втором по-
ложениях бабок, определяющая изменение отклонения от но-
минального расположения, не должна превышать 0,001 мм.
Необходимо подчеркнуть, что при поверке машины образцо-
вые концевые меры длины должны быть установлены на столе
прибора узкими нерабочими поверхностями с целью наимень-
шего их прогиба; для сохранения параллельности измеритель-
ных поверхностей меры с номинальными размерами свыше
300 мм должны быть установлены на опоры в точках Эри, от-
стающие от концов меры на расстояние 0,21£, где L — номи-
нальная длина меры в мм. В качестве опор для установки кон-
цевых мер свыше 300 мм может применяться один люнет, имею-
щий горизонтальное и вертикальное перемещения, в сочетании
с одним предметным столом; в качестве одной из опор,, поме-
щаемой на столе машины для мер прямоугольной формы может
применяться ролик диаметром 10—12 мм.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Поверка оптико-механической машины типа ИЗМ
Завод-изготовитель Заводской номер------------------------------------L
Цена деления трех точных шкал_____ Предел измерения прибора -----------
Предел измерения по трем шка-
лам ______________________
Температура: л
окружающей среды_____________°C;
концевых мер °C; х
прибора °C.
Схемы поверок и образцовых средств поверки
Операция • Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результат поверки Погреш- ность
1. Внешний осмотр’ 2. Опробование 3. Определение изменения показаний при за- жиме стопорных винтов пиноли и микроподачи измерительной бабки 4. Определение изменения показаний изме- рительного устройства при нажатии на изме- рительный стержень пиноли в направлении перпендикулярном оси, счусилием 2Н 5. Определение разности между минималь- ными показаниями при повторных регулиров- ках взаимного положения наконечников изме- рительного устройства и пиноли 6. Проверка несоосности посадочных отвер- стий под пиноль и измерительное, устройство 7. Проверка непараллельности осей поса- дочных отверстий бабок направлению их пере- мещения 8. Проверка параллакса штрихов стомилли- метровой шкалы относительно изображения каждого двойного штриха метровой шкалы 9. Проверка усилия сдвига верхней части стола - 10. Определение отклонения от прямолиней- ности перемещения бабок по" направляющим станины 7 - /
Операция
Продолжение
И. Определение размаха показаний при из-
мерении наружных и внутренних размеров
ч12. Определение отклонений , от номиналь-
ного расположения отметок шкал
Заключение о годности___________ -______________________________
Фамилия учащегося. Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка
Подпись преподавателя v
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 22
ПОВЕРКА ОПТИЧЕСКИХ ДЛИНОМЕРОВ J
1. Цель работы
Изучить методику поверки оптических длиномеров. Пове-
рить оптический4 длиномер. Обработать результаты поверки,
оформить их протоколом установленной формы, дать заключе-
ние о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Оптический длиномер (ГОСТ 14028—68), приспособления к
длиномеру, образцовые средства поверки по ГОСТ 8.114—74 и
другие рекомендуемые средства поверки.
3. Общие сведения
Согласно ГОСТ 14028—68 оптические длиномеры изготовля-
ют следующих типов: по положению оси измерения — верти-
кальные и горизонтальные, по способу отсчета — экранные и
окулярные. Технические и метрологические характеристики оп-
тических длиномеров приведены в ГОСТ 14028—68.
4. Порядок выполнения работы
Оптические вертикальные длиномеры поверяют по ГОСТ.
8.114—74, горизонтальные — по ГОСТ 12441—66. Условия по-
верки длиномеров должны соответствовать требованиям ГОСТ
8.050—73. Прибор устанавливают на массивный стол (подстав-
ку); измерительный стол длиномера — в горизонтальное поло-
жение по уровню (допускаемое отклонение от горизонтальнбсти
не более 10').
Нормы точности метрологических параметров оптических
вертикальных длиномеров приведены в табл. 3 ГОСТ 14028—68.
1. При внешнем осмотре необходимо убедиться в отсутствии
на наружных поверхностях прибора коррозии и механических
повреждений/ влияющих на эксплуатационные свойства при-
бора.
2. При опробовании проверяют взаимодействие частей при-
бора, плавность перемещения подвижных частей и правильное
расположение шкал. Несимметричность концов любого штриха
миллиметровой шкалы относительно шкалы десятых долей мил-
лиметра (у длиномера типа ДВЭ) не должна превышать 1/в
длины штриха миллиметровой шкалы; штрихи миллиметровой,
шкалы при совмещении с кривой спирали длиномеров типа
ДВО должны соприкасаться с ней в середине рабочего проме-
жутка шкалы десятых долей миллиметра; смещение изображе-
ния штрихов микрометрической шкалы относительно изображе-
ния индекса при перемещении изображения шкалы не должно
превышать 0,1 длины короткого штриха у длиномеров типа ДВЭ.
3. Продолжительность опускания измерительного стержня из
крайнего верхнего положения в крайнее
нижнее определяют по секундомеру при
открепленном стопорном винте. Продол-
жительность опускания стержня с пол-
ным комплектом грузовых шайб состав-
ляет 4—17 с.
4. Измерительное усилие определя-
ют динамометром (рис. 1), риски на по-
верхности которого наносят после тари-
рования пружины силой от 0,7 до 250 сН
(70—250 гс). Цена деления шкалы
0,1 Н (10 гс). Пределы допускаемой по-
грешности не более ±5 сН.
Динамометр состоит из корпуса 6,
в котором помещен цилиндр 2 с плоским
наконечником 1 и тарированной пружи-
ной 5. Пружина штифтом 9 прикрепле-
на к гайке 8, регулирующей ее осадку.
Верхняя часть пружины прикреплена
штифтом 4. Положение цилиндра 2 фик-
сируют гайки .3 и 7. Динамометр уста-
новлен основанием 10.на ребристый стол
прибора вдоль линии измерения (верти-
кального) и работает на сжатие. Изме-
рительный стержень опускают до кон-
10
Рис. 1
такта сферического наконечника длиномера с плоской- пяткой
динамометра при номинальном измерительном усилии 2Н (с
грузовыми шайбами) и производят отсчет по динамометру, т. е.
наблюдают за положением указателя динамометра по отноше-
нию рисок на его поверхности. Измерительное усилие опреде-
ляют при двух положениях наконечника: 0,50 и 100 мм. Оно
должно быть в пределах 1,6—2,4 Н (160—240 сН).
5. Изменение показанйй прибора при действии на измери-
тельный стержень в направлении, перпендикулярном оси стерж-
ня с усилием 2 Н, определяют динамометрическим приспособле-
нием. На ребристый стол прибора устанавливают концевую
меру и опускают на нее сферический наконечник длиномера. Про-
изводят отсчет по шкале прибора. Крючком динамометра на-
жимают на измерительный наконечник в направлении, перпен-
дикулярном к оси последовательно с четырех сторон, и отпус-
кают его. При этом наблюдают за изменением показаний по
шкале прибора при каждом нажатии. Шкала должна возвра-
щаться в исходное положение после снятия усилия (миллимет-
ровый штрих к биссектору подводят с одной и той же стороны).
Разность отсчетов при свободном положении наконечника (пер-
вый отсчет до приложения усилия нажатия) и максимальным
отсчетом, полученным при нажиме на наконечник, должна быть
не более 0,0005 мм.
6. Отклонение от плоскостности измерительной поверхности
ребристого стола и столов типов СТ-5 и СТ-6 проверяют интер-
ференционным методом при помощи нижней плоской стеклян-
ной пластины класса 2. Пластину помещают на ребристый либо
плоский стол и определяют отклонение от плоскостности по чис-
лу . кольцевых интерференционных полос (отклонение от плос-
костности в сторону вогнутости не допускается). Число интер-
ференционных полос должно быть не более трех. При наложе-
нии пластины на измерительную поверхность стола СТ-5 долж-
но быть не более одной интерференционной полосы.
' 7: Параллельность штрихов шкалы десятых долей милли-
метра штрихам миллиметровой шкалы у длиномеров типа ДВЭ
поверяют, последовательно совмещая миллиметровый штрих с
одним из концов биссектора и отсчитывая показания по микро-
метровой шкале, а затем, совмещая этот же миллиметровый
штрих с другим концом этого же биссектора и снова производя
отсчеты по шкале. Производят трехкратную1 наводку на каждый
конец биссектора, отсчитывают показания по микрометровой
шкале и определяют среднёе арифметическое значение показа-
ний для каждого конца биссектора. Разность средних арифме-
тических не должна превышать 0,0005 мм.
Ориентацию наблюдаемых в поле зрения десяти интервалов
шкалы десятых долей миллиметра относительно интервала мил-
лиметровой шкалы, (в плоскости миллиметровой шкалы) опре-
деляют у длиномеров типа ДВО при перемещении измеритель-
ного стержня. Наблюдают за смещением .^миллиметрового
штриха относительно рабочего промежутка шкалы десятых до-
лей миллиметра при Перемещении его в пределах шкалы. До-
пускается смещение не более V4 ширины рабочего промежутка.
8. Параллельность оси (базовой линии) миллиметровой
шкалы направлению перемещения измерительного стержня про-
веряют по йоперечному смещению изображений ее штрихов.
У длиномеров типа ДВЭ к выбр'анной на -экране точке последов
вательно подводят изображения нулевого и сотого штрихов
миллиметровой шкалы. Смещение определяют штриховой линей-
кой либо по полоске миллиметровой бумаги, наложенной на
экран. Поперечное смещение концов штрихов не должно пре-
вышать 1 мм в плоскости экрана.
,9. Параллакс изображения штрихов миллиметровой шкалы
относительно витков спиральной сетки у прибора типа ДВО
проверяют диоптрийной трубкой. Диоптрийную шкалу окуляра
длиномера устанавливают в нулевое положение, а диоптрийную
трубку последовательно наводят на резкость 'изображения штри-
ха миллиметровой шкалы и спиральной сетки и отсчитывают
показания по шкале диоптрийной трубки. Параллакс проверяют
по нулевому и сотому штрихам миллиметровой'шкалы. Он дол-
жен быть не более 0,5 дптр.
У длиномеров, находящихся в эксплуатации, параллакс до-
пускается определять по показаниям диоптрийной шкалы оку-
ляра длиномера, последовательно устанавливаемого на резкость
изображения нулевого и сотого штриха миллиметровой шкалы и
спиральной сетки.
; 10. Эксцентриситет спирали окулярного спирального микро-
метра относительно оси ее вращения у приборов тцпа ДВО про-
веряют по вспомогательной окружности, находящейся в нижней
части поля зрения окуляра. Один из штрихов миллиметровой
шкалы подводят до касания со вспомогательной окружностью
и поворачивают спиральную сетку маховичком на один оборот.
При этом не должно наблюдаться смещения вспомогательной
дуги относительно штриха миллиметровой шкалы. ' f
И: Совпадение наблюдаемых в поле зрения десяти делений
шкалы десятых долей миллиметра и деления миллиметровой
шкалы проверяют при помощи микрометровой шкалы прибора
по двум делениям, расположенным в начале и конце миллимет-
ровой шкалы. Последовательно совмещают нулевой и десятый
биссекторы (у приборов типа ДВЭ) или витки спирали (у при-
боров типа ДВО) с отметками выбранного деления миллимет-
ровой шкалы. Наблюдая в окуляр отсчетного микроскопа, уста-
навливают один из штрихов выбранного интервала шкалы меж-
ду нитями нулевого витка спирали и производят первый отсчет.
Второй штрих этого интервала шкалы должен йаходиться меж-
ду двойными нитями десятого витка спирали. В случае смеще-
ния этого штриха относительно витка спирали совмещают
- ' ‘ ' 205
штрих шкалы с серединой просвета десятого витка спирали и
производят второй отсчет. Разность отсчетов по микрометровой
шкале длиномера определяет несовпадение размеров, которое
измеряют не менее трех раз для одного деления. Среднее ариф-
метическое из результатов проверки по двум миллиметровым де-
лениям должно быть не более 0,0005 мм.
12. Соответствие диапазона показаний микрометровой шка-
лы одному делению шкалы десятых долей миллиметра проверя-
ют при неподвижном измерительном стержне прибора. Вращая
маховичок, последовательно совмещают нулевой, а затем пер-
вый биссекторы с одним и тем же штрихом 4 миллиметровой
шкалы, который расположен между нулевым и первым деле-
ниями шкалы десятых долей миллиметра. После первого и вто-
рого совмещения производят отсчет по микрометровой (круго-
вой) шкале. Разность отсчетов и определит несовпадение.
Таких разностей необходимо получить на одном интервале
при неподвижном расположении миллиметрового штриха не
менее пяти и определить по ним среднее арифметическое зна-
чение, которое должно быть не более 0,0005 мм.
Таким. же способом проверяют еще три деления шкалы де-
сятых долей миллиметра, расположенных равномерно по длине
шкалы.
13. Перпендикулярность поверхности ребристого стола к на-
правлению движения измерительного стержня, а также прямо-
линейность перемещения измерительного стержня определяют
угольником, установленным на ребристом столе, и рычажно-зуб-
чатой головкой, прикрепляемой к измерительному стержню
держателем. При одной и той же установке угольника на столе
прибора определяют два разных параметра.
Перпендикулярность проверяют при
двух крайних положениях кронштейна 2
по высоте: нижнем и верхнем на рассто-
янии 100 мм (рис. 2). Наконечник 3 ры-
чажно-зубчатой головки 1 подводят к
нижней части длинной стороны уголь-
ника 4, укрепленного' на столе прибора 5.
Измерительная поверхность длинной сто-
роны угольника устанавливается парал-
лельно плоскости движения миллимет-
ровой шкалы. Рычажно-зубчатой голов-
ке дают небольшой натяг и производят
отсчет по ее шкале. Измерительный
в верхнее положение и производят вто-
рой отсчет по шкале головки.
Разность отсчетов, полученная при двух крайних положениях
измерительного стержня, определяет отклонение от перпендику-
лярности направления движения^ измерительного стержня. Она
должна быть не более 0,030 мм на длине 100 мм.
Рис. 2
стержень перемещают
Отклонение от прямолинейности перемещения измерительно-
го стержня определяют, перемещая измерительный наконечник
головки вдоль длинной стороны угольника. Через каждые 20 мм
производят отсчет по шкале головки. На основании полученных
результатов измерений строят график и проводят прилегающую
прямую. Наибольшее расстояние от точек профиля до приле-
гающей прямой определит отклонение от прямолинейности пе-
ремещения измерительного стержня, которое должно быть не
более 0,015 мм на длине 100 мм. Прямолинейность проверяют
только при одном положении кронштейна.
Отклонение от перпендикулярности и прямолинейности опре-
деляют в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
14. Параллельность, оси измерительного штифта направле-
нию перемещения измерительного стержня проверяют малога-
баритной пружинной головкой типа ИПМ (микатором), поме-
щенной в держателе в двух взаимно перпендикулярных направ-
лениях (при снятых*нагрузочных шайбах). Наконечник микато-
ра касается поверхности штифта. Разность показаний микатора
при перемещении измерительного стержня на длину штифта оп-
ределяет отклонение от параллельности оси измерительного
штифта направлению перемещения измерительного стержня,
которое не должно превышать 0,006 мм на длине 10 мм.
15. Среднее квадратическое отклонение результата наблю-
дений длиномера определяют на отметках миллиметровой шка-
лы 0 и 100 мм. На ребристый стол длиномера помещают конце-
вую меру 10 мм и по ней устанавливают шкалу в нулевое поло-
жение. Затем не менее 10 раз поднимают и опускают измери-
тельный стержень со сферическим наконечником прибора и
отсчитывают показания по шкале, совмещая каждый раз биссек-
тор с миллиметровым штрихом. Отсчет производят по микро-
метровой шкале. Среднее квадратическое отклонение вычисля-
ют по формуле
„_1/
Г п — 1 ’
где п — количество показаний прибора; Xi — показание прибо-
ра; х — среднее арифметическое значение для п показаний.
Также определяют среднее квадратическое отклонение ре-
зультата наблюдений на отметке 100 мм по концевой мере
100 мм. Среднее квадратическое отклонение должно быть не
более 0,0001 мм у приборов, выпускаемых из производствами
0,0002 мм у приборов, находящихся в эксплуатации и выпускае-
мых из ремонта.
16. Основную погрешность длиномеров определяют на отмет-
ках шкалы 10, 30, 50, 70 и 100 мм образцовыми и концевыми
мерами 3-го разряда размером 10, 30, 50, 70, 100, 150 и 250 мм.
Измерительный стержень опускают до контакта сферического
наконечника с плоскЪсть'ю ребристого столика и устанавливают
шкалы на нулевые отметки. Помещают на стол концевую меру
длины размером 100 мм так, чтобы ее середина находилась под
измерительным наконечником. Отсчитывают показание Л по шка-
лам прибора, если разность температур концевой меры и при-
бора, измеренная термометрами, укрепленными на корпусе
вблизи миллиметровой шкалы и1 мере, не превышает 0,2 °C.
Сняв меру, определяют нулевое показание Ао длиномера при
контакте измерительного наконечника с измерительным столом.
Таким же образом доверяют и другие интервалы миллимет-
ровой шкалы с применением соответствующих мер. Для опре-
деления погрешности прибора при измерении длины 250 мм ну-
левую установку производят по концевой мере 150 мм.
Погрешность прибора б на поверяемом интервале определя-
ют по формулам:
при поверке интервалов до 100 мм
8 = Л-ЛО-ТД; .
при измерейии длины свыше 100 мм
8 — А До (Ьд Дю),
где £до — действительное значение длины концевой меры раз-
мером 150 мм (по свидетельству о поверке); Ьд — действитель-
ное значение длины применяемой концевой меры (по свиде-
тельству о поверке).
Погрешность оптических длиномеров не должна превышать
значений, указанных в табл. 3 ГОСТ 14028—68.
Пример определения основной погрешности длиномера для
интервала шкалы 10 мм (для поверки шкалы взята концевая мера
- размером 10 мм 3-го разряда, по свидетельству 9,9998 мм)
Номинальнфе значение пове- ряемого интер- вала, мм Определение нулевого поло- , жения, мм Показания при- бора Л,, мм Показания при- бора с учетом Оср' ®ср Действитель- ное значение длины образцо- мой меры Lg Погрешность прибора д, мм б=И-оср)-т?
°к ®ср'
10 0,0001 0,0002 0,0001 10,0013 10,0012 9,9998 +0,0014
5 . Обработка результатов измерений
' ПРОТОКОЛ
Поверка оптического вертикального длиномера типа ДВО (ДВЭ)
Завод-изготовитель Заводской номер.______________________________
Цена деления трех шкал \
^Предел измерения по трем шкалам
Предел измерения прибора
Температура окружающей среды °C, концевых мер°C
и прибора°C.
Схемы поверок и образцовых средств поверок
Операция поверки Краткая ха- рактеристи- ка образцо- вых средств поверки Технические требования Результат поверки
1. Внешний осмотр 2. Опробование 3. Определение продолжительности опускания измерительного стержня 4. Определение измерительного усилия
5. Определение изменения показаний прибора * при действии на измерительный стержень в на- правлении, перпендикулярном к .оси стержня, с усилием 2 Н 6. Поверка плоскостности измерительных по-( верхностей ребристого стола и столов типов СТ-5 ’ и СТ-6 'л ' 7. Поверка параллельности штрихов шкалы де- сятых долей миллиметра штрихам миллиметровой шкалы 8. Проверка параллельности оси (базовой ли- нии) миллиметровой шкалы направлению пере- мещения измерительного стержня' 9. Проверка параллакса изображения штрихов миллиметровой шкалы относительно витков спи- ральной сетки 10. Проверка эксцентриситета спирали окуляр- ного спирального, микрометра относительно оси ее вращения 11. Проверка совпадений десяти делений шка- лы десятых долей миллиметра и деления милли- метровой шкалы 12. Проверка соответствия диапазона показа- ний микрометровой шкалы одному делению шка- лы десятых долей миллиметра 13. Проверка перпендикулярности поверхности ребристого стола к направлению движения изме- рительного стержня и прямолинейности переме- щения измерительного стержня •
Операция поверки
Продолжение
& 14. Проверка параллельности оси измеритель-
ного штифта направлению перемещения измери*
тельного стержня
15. Определение среднего квадратического от-
клонения результата наблюдений длиномера
16. Определение основной погрешности длино-
меров
Заключение о годности прибора_________________________
Фамилия учащегося: Группа_________________________;______
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка_________________________________
Подпись преподавателя___________________________
1
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 23
ПОВЕРКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МИКРОСКОПОВ
1. Цель работы
Изучить методику поверки измерительных микроскопов. По-
верить инструментальный микроскоп, обработать результаты
измерений, оформить их протоколом установленной формы, дать
заключение о годности микроскопа.
2. Применяемые приборы и оборудование
Микроскоп инструментальный по ГОСТ 8074—71, приспособ- .,
ления к микроскопу, средства поверки по ГОСТ 8.003—71, дру-
гие рекомендуемые средства поверки.
3. Общие сведения
Технические и метрологические характеристики инструмен-
тальных микроскопов приведены в ГОСТ 8074—71.
4. Порядок выполнения работы
Инструментальные микроскопы поверяют по ГОСТ 8.003—71
в помещении с температурой (20±1)°С.
1 .' При внешнем осмотре убеждаются в отсутствии дефектов,
влияющих на эксплуатационные свойства микроскопа и ухуд-
шающих его внешний вид. Надписи должны быть четкими,
штрихи шкал и отсчетных устройств резкими и контрастными.
На оптических деталях приборов не должно быть затеков, ца-
рапин и других дефектов. Освещенность поля зрения микроско-
па, проверяемая люксметром, должна быть не менее 10 лк.
2 . При опробовании необходимо убедиться, что все подвиж-
ные части прибора двигаются без скачков и заеданий, зажим-
ные устройства действуют надежно, тубус не опускается под
действием собственного веса. Узлы микрометрической подачи
должны удовлетворять требованиям-, предъявляемым к микро-
метрическим парам Отсчетных устройств (см. лабораторную ра-
боту № 2).
. 3. Центрировку осветительной системы микроскопа прове- ’
ряют коллиматором и гладкий контрольным калибром. Колли-
матор, входящий в комплект микроскопа, представляет собой
трубку, имеющую с, одной стороны линзу и диафрагму, а с
другой — матовое стекло. Для определения равномерности ос-
вещения поля зрения коллиматор устанавливают на предмет-
ное стекло диафрагмой вниз и полностью' раскрывают диаф-
рагму микроскопа. При этом видимое поле зрения должно быть
максимально заполнено изображением спирали лампы осве-
тительной системы, а изображение спирали должно быть рас-
положено по диаметру поля зрения.
4. Совпадение величины изображения одного деления гра-
дусной шкалы с 60 делениями минутной шкалы отсчетного мик-
роскопа окулярной головки определяют совмещением одного из
штрихов градусной шкалы с начальным штрихом минутной
шкалы. При этом конечный штрих минутной шкалы не должен
выходить за пределы толщины соседнего штриха градусной
шкалы. Штрихи минутной шкалы должны быть резкими и кон-
трастными и расположены без заметного на глаз перекоса от-
носительно штрихов градусной шкалы.
5. Совпадение плоскостей изображения штрихов градусной и
минутной шкал проверяют, визуально при нескольких положе-
ниях угломерной шкалы (например, 0°, 90°, 180° и 270°). При
.перемещении глаза наблюдателя перед окуляром отсчетного
микроскопа штрихи минутной и градусной шкал не должны
иметь кажущегося смещения относительно друг друга более
чем на */4 деления минутной шкалы.
6. Перпендикулярность продольного и поперечного переме-
щений измерительного стола проверяют лекальным угольником
УЛ класса 0 по ГОСТ 3749—77. Угольник устанавливают на
стекло предметного стола и выравнивают так, чтобы длинная
сторона угольника была направлена параллельно продольному
ходу (рис. 1,а), а перекрестие нитей находилось в вершине уг-
ла угольника (рис. 1,6). Для этого стол вместе с угольником
перемещают в левое крайнее положение и наблюдают за пере-
крестием. Если перекрестие расположилось в другом крайнем
положении на ребре угольника, значит сторона ab вы-
ставлена параллельно продольному ходу стола. Если во втором
положении перекрестие сместилось со стороны ab, то стол в
этом положении следует поворачивать, ликвидируя частично
просвет, образовавшийся между перекрестием и ребром уголь-
ника. Ё первом положении, в случае необходимости, стол снова
Перемещают, чтобы поперечной подачей установить перекрестие
на сторону угольника. Возвращаются во второе положение и по-
ворачивают стол до тех пор, пока перекрестие не будет уста-
новлено в двух крайних положениях на ребре угольника.
Центр перекрестия штриховой сетки совмещают с изобра-
жением второго ребра угольника. Перемещают стол на пре-
дельный размер в поперечном направлении (рис. 1,6), и в слу-
чае смещения перекрестия с ребра угольника измеряют откло-
нение продольным микрометрическим винтом (переместив пе-
рекрестие на сторону угольника) или определяют угол перекоса
по угломерной шкале штриховой окулярной головки. .
Отклонение от перпендикулярности не должно превышать,
значения, указанное в табл. 2 ГОСТ 8074—71.
7. Основную погрешность окулярной угломерной головки оп-
ределяют угловой мерой, установленной на стекле предметного
стола микроскопа. Угловую меру 60° или 90° класса 1 устанав-
ливают на измерительном столе так, чтобы перекрестие штри-
ховой окулярной пластины расположилось в вершине угла уг-
ловой меры, а одна из измерительных поверхностей была па-
раллельна продольному перемещению' предметного стола —
положение I (рис. 2, а) и производят отсчет по угломерной шка-
Рис. 2
ле. При поверке угломерной шкалы необходимо пользоваться
одной пунктирной линией К.К. штриховой сетки. Вращая махо-
вичок угломерной головки, переводят пунктирную' линию на
другую измерительную поверхность угловой меры (положение
II на рис. 2, б), и производят второй отсчет по угломерной
шкале. Разность отсчетов по лимбу угломерной головки (кас-
сеты) не должна отличаться от значения угла меры более
чем нд V.
8. Совпадение центра перекрестия штриховой сетки с осью
вращения лимба определяют лекальной линейкой типа
ЛД-0-1,25 по ГОСТ 8026—75, которую устанавливают на стекло,
предметного стола так, чтобы ребро ее было выставлено парал-
лельно продольному ходу. Перекрестие окулярной сетки долж-
но находиться на ребре, линейки. Вращая маховичок угломерной
головки, следят за положением перекрестия штриховой сетки
по отношению ребра линейки. Смещение перекрестия в поле
зрения не должно быть более 0,001 мм.
9. Перпендикулярность пунктирных линий штриховой сетки
угломерной головки или угломерной кассеты определяют ле-
кальной линейкой ЛД-0-125, установленной параллельно про-
дольному перемещению предметного стола. Маховичком угло-
мерной головки и микрометрическими винтами совмещают
горизонтальную пунктирную линию перекрестия штриховой сет-
ки с изображением ребра линейки и производят отсчёт по угло-
мерному микроскопу. Затем, вращением маховичка поочередно
устанавливают вертикальную - линию перекрестия штриховой
сетки на изображение ребра линейки и вновь производят отсчет
по угломерному микроскопу. Разность отсчетов должна быть
равна 90°±0,1'.
10. Прямолинейность движения измерительного стола в про-
дольном направлении поверяют лекальной линейкой ЛД-0-125,
установленной параллельно продольному Движению предметно-
го стола. Стол перемещают на предельную длину и следят за
отклонением ребра линейки от центра перекрестйя сетки. От-
клонение измеряют микрометрическим винтом. Оно не должно
превышать значения указанного в табл. 2 ГОСТ 8074—71.
Такую же,установку производят и для поперечного хода, ус-
тановив лекальную линейку в поперечном направлении.
11. Параллельность горизонтальной линии перекрестия
штриховой сетки продольному ходу измерительного стола при
нулевом положении угломерной шкалы также определяют по
лекальной линейке ЛД-0-175, установленной ранее параллельно
продольному движению предметного4 стола. Угломерную шкалу
окулярной головки устанавливают на нулевое деление, а ребро
лекальной линейки подводят к горизонтальной линии перекрес-
тия окулярной сетки. Перемещают стол с лекальной линейкой
на предельную' длину и следят за положением ребра линейки
по отношению' горизонтальной пунктирной линии сетки.
Отклонение от параллельности горизонтальной линии пере-
крестия штриховой сетки продольному ходу измерительного
стола не должно быть более 1'.
12. Качество изображения микроскопа проверяют по лекаль-
ной линейке и угловой мере, устанавливаемых поочередно на
измерительный стол микроскопа, добиваясь резкого изображе-
ния ребра линейки и угловой меры. Качество изображения счи-
тают удовлетворительным, если изображение ребра линейки в
пределах 0,7 поля зрения будет резким, без искажений, а изо-
бражение угла 90° (измеряют по лимбу угломерной головки)
угловой меры будет отличаться от угла 90°, образуемого штри-
хами перекрестия штриховой сетки, не более чем на 3'.
' 13. Основную погрешность прибора определяют образцовой
стеклянной шкалой 2-го разряда, имеющей пять интервалов с
ценой деления 25 мм. Интервал, заключенный между штрихами
50 и 75 мм, разделен на 25 частей с ценой деления 1 мм; В свою
очередь этот интервал разделен на 10 частей с ценой деления
0,1 мм. . Погрешность аттестации не должна превышать
0,0005 мм.
Микрометрические винты и угломерную1 шкалу окулярной
головки устанавливают на нулевые деления. На стекло пред-
метного стола помещают образцовую шкалу и устанавливают
ее либо по специальной риске, либо по концам штрихов парал-
лельно продольному (поперечному) ходу измерительного стола.
Микрометрическим винтом точно совмещают изображение нуле-
вого штриха штриховой шкалы с вертикальной пунктирной ли-
нией сетки угломерной головки (перекрестие расположено при-
близительно посередине штриха шкалы). Производят первый
отсчет по шкале барабана микрометрического винта, например,
,0,005 мм. Микрометрическим винтом перемещают измеритель-
ный стол. Пользуясь визирным микроскопом, совмещают вер-
тикальную пунктирную линию, с изображением следующего
штриха штриховой шкалы и вновь производят отсчет, например,
1,007 мм в интервале 0—1 мм. Действительное же расстояние,
пройденное по шкале вертикальным пунктирным штрихом от
нулевого штриха до первого, по свидетельству равно 1,0009 мм.
Если бы начальное показание на шкале барабана было 0, то
отсчет был бы равен 1,002. Учитывая погрешность образцовой
шкалы, погрешность микровинта будет равна (+1,002) —
— ( +1,0009) =+0,0011 мм. Таким же образом определяют по-
грешность на всех интервалах от 0 до 25 мм.
При совмещении пунктирной линии (центра перекрестия) с
изображением штриха штриховой шкалы изображение штриха
необходимо , подводить строго с. одной стороны для исключения
мертвого хода микрометрического винта. Разность отсчетов на
любом участке измерения, считая от нуля, не должна отличать-
ся от действительного значения измеренного интервала штрихо-
вой шкалы более чем на ±0,003 мм.
Действительные значения, интервалов штриховой шкалы при
определении основной погрешности инструментального микро-
скопа необходимо учитывать по свидетельству.
Основную погрешность микроскопов, выпускаемых из произ-
водства и ремонта, определяют через 1 мм. У микроскопов, вы-
пускаемых из производства, дополнительно определяют основ-
ную погрешность на одном из оборотов микрометрических вин-
тов через 0,1 мм. Основную1 погрешность инструментальных мик-
роскопов, находящихся в эксплуатации, определяют через 5 мм.
Пример подсчета основной погрешности инструментального
микроскопа приведен в таблице. Наибольшая основная погреш-
ность показаний при измерении микрометрическими винтами
составляет ±0,003 мм.
14. Мертвый ход микрометрических винтов измерительного
стола микроскопа определяют одновременно с основной погреш-
ностью микроскопа, сравнивая показания винтов при прямом и
обратном ходах, отсчитывая показания через каждые 5 мм. Раз-
ности между соответствующими показаниями при прямом и об-
ратном ходах характеризуют мертвый ход микрометрического
винта, который должен быть не более 0,002 мм.
15. При определении основной погрешности прибора концевы-
ми мерами длины их устанавливают на стекло предметного сто-
ла микроскопа так, чтобы шкала была параллельна продольно-
му ходу измерительного стола. Микрометрическим винтом сов-
мещают вертикальную пунктирную линию сетки микроскопа с
изображением одного из штрихов шкалы и снимают отсчет по
микрометрическому винту продольного хода. Между микромет-
рическим винтом и упором основания стола 1 (рис. 3, а) пооче-
редно помещают концевые меры 2 размером 25; 50; 75; 100 и
.Поверяе- мые ин- тервалы шкалы, мм Действи-, тельные зна- чения интер- валов 'штри- ховой шкалы по свидетель- ству, мм Отсчеты по микро- винту, мм (прямой ход) Отсчеты по микрбвинту, приведен- ные к нулю Погрешность, микровинта, мм Отсчеты по микро- винту, мм (обрат- ный ход) Мертвый ход,, мм
0 0,005 0 0,007 . 0,002
0—1 1,0009 1,007 1,002 +0,0011 — —
0—2 2.0009 2,007 2,002 +0,0011 — —
о-з 3,0006 3,008 ; 3,003 +0,0024 — —
0—4 4,0005 4,008 4,003 +0,0025 — —
0—5 5,0005 5,007 5,002 +0,0015 5,008 0.001
0-6 6,003 6.Q06 6,001 +0.0Q07 — — /
0-7 7,0004 7,006 . 7,001 +0,0006 — —
0-8 8,0001 8,005 8,000 —0,0001 — —
0—9 9,0002 9,006 9,001 +0,0008 — —
0—10 10,0010 10,003 9,998 —0,0030 10.005 0,002
0-11 11,0008 11,003 10,998 —0,0028 — —
0—12 12,0009 12,005 12,000 —0,0009 — —
0—13 13,0009 13,005 13,000 —0,0009 — —
0—14 14,0007 14,006 14,001 +0,0003 — —
0—15 15,0005 15,006 15,001 +0,0005 . 15,007 . 0.001 .
0—16 16,0001 16,007 16,002 +0,0019 — —
0—17 16,9997 17,006 17,001 +0,0013 — —
0—18 17,9993 18,006 18,001 +0,0017 — —
0—19 18,9999 19,007 19,002. +0,0021 — —
0—20 20,0002 20,006 20,001 +0.0008 20,008 0,002
0— 2Г 20.9993 21,007 21,002 +0,0027 — —
0—22 21,9990 22,007 22,002 +0,0030 — —
0—23 22,9990 23,007 23,002 +0,0030 —
0—24 23,9990 24,006 24,001 +0,0020 — —
0—25 24,9998 25,007 25,002 +0,0022 р5,009 0.002
125 мм. «В окуляр наблюдают перемещение етола со шкалой и
совпадение соответствующего деления образцовой Шкалы с вер-
тикальной пунктирной линией (перекрестием) сетки. В случае,
Рис. 3
когда пунктирная линия не дойдет, либо перейдет соответствую-
щее деление шкалы, т. е. в случае перекоса концевой меры на
угол р по отношению продольного хода (рис. 3,6), отклонение
деления шкалы От пунктирной штриховой линии сетки измеря-
ют микрометрическим винтом. Погрешность определяют для
продольного и поперечного микровинтов при трех положениях
(например, 0; 10 и 20 мм).
Основная погрешность инструментального микроскопа при
измерении кОнцевыми мерами с учетом поправок штриховой
шкалы по свидетельству не должна превышать значений, ука-
занных в табл. 2 ГОСТ 8074—71.
16. Прямолинейность движения тубуса микроскопа’ и перпен-
дикулярность направления перемещения тубуса относительно
плоскости предметного стекла ‘измерительного стола при нуле-
вом положении колонки определяют раздельно посредством ре-
ечного и винтового механизмов. Микроскоп устанавливают в ну-
левое положение по тпкале наклона колонки 4 (рис. 4). Повер-
Рис. ’4
ку производят при помощи специальной оправки /, ввинчивае-
мой в тубус вместо объектива. Оправка состоит из корпуса, оси,
и хомутика, который одевается на тубус микроскопа. В отвер-
стии корпуса оправки закрепляют рычажно-зубчатый индика-
тор 5 с ценой деления 0,002 мм.
При поверке применяют лекальный угольник 2 класса точ-
ности 0. Отклонение от плоскости и прямолинейности рабочих
наружных граней угольника не должно превышать 0,001 мм.
Точность аттестации угла между рабочими гранями ±4".
Поверочный угольник 2 установлен на стекле предметного
стола 3 и закреплен струбциной. Индикатор 5 закреплен в оп-
раве, находящейся на тубусе микроскопа. Угольник подводят
к индикатору так, чтобы наконечник индикатора коснулся ниж-
ней части длинной стороны угольника, дают индикатору не-
большой натяг, арретируют измерительный стержень и произ-
водят первый отсчет по шкале индикатора. Передвигают тубус
с индикатором реечным механизмом микроскопа ’из крайнего
нижнего положения в верхнее и следят за показаниями индика-
тора, наконечник которого касается рабочей поверхности уголь-
ника. Поверку производят в двух взаимно перпендикулярных
направлениях, меняя положение оправки.
Отклонение от прямолинейности движения тубуса микроско-
па и перпендикулярности направления перемещения его. отно-
сительно плоскости предметного, стола при перемещении рееч-
ным механизмом не должно превышать значений, указанных в
табл. 2 ГОСТ 8074—71. Оно должно быть -не более 2' (0,03 мм)
на длине перемещения тубуса 50 мм для микроскопов типа
ММИ и не более 1' (0,03 мм) на длине перемещения тубуса
100 мм для микроскопов типов БМИ.
Прямолинейность движения тубуса микроскопа и перпенди-
кулярность направления перемещения тубуса относительно пред-
метного стекла при перемещении винтовым механизмом прове-
ряют аналогично. -
Рис. 5
17. Боковое смещение точки наводки микроскопа при едо на-
клоне относительно оси колонки с тубусом 1 (рис. 5) на пре-
дельный угол проверяют для случаев закрепления объекта на-
водки в центрах и призме для бесцентровых предметов. Конт-
рольный валик с лезвием 2 закрепляют в центрах 3, помещен-
218
ных на столе 4 микроскопа. Колонду устанавливают в нулевое
положение и совмещают вертикальную линию штриховой сетки
с изображением лезвия валика. Затем колонку наклоняют на
предельный угол в ту или другую сторону от нулевого положе-
ния. Продольным микрометрическим винтом или отсчетным
проекционным устройством при продольном перемещении изме-
рительного стола измеряют смещение .изображения лезвия ва-
лика относительно вертикальной линии штриховой сетки. При
закреплении валика в центрах 3 смещение не должно превы-
шать 0,004 мм для микроскопов типов ММИ и 0,005 мм для
микроскопов типов БМИ, а при закреплении валика в призме
смещение изображения лезвия не должно превышать 0,01 мм
для микроскопов всех типов'.
18. Проверка соосности внутренних и наружных центров в
горизонтальной плоскости лри различных' расстояниях между
ними. При расстоянии между центрами 20 мм поверку прово-
дят контрольным валиком. Валик закрепляют в центрах, и по
его образующей линию центров выставляют параллельно про-
дольному перемещению предметного стола. Снимают валик и,
установив расстояние между центрами 20 мм, фокусируют мик-
роскоп на образующую конуса валика. Перекрестие сплошных
штрихов (с углом 60°) угломерной головки совмещают с верши-
ной одного из центров и производят первый отсчет по попереч-
ному микрометрическому винту. Перемещают стол, и в перекре-
стие сплошных нитей вводят с другой стороны второй центр.
Производят второй отсчет по поперечному микровинту. Раз-
ность отсчетов не должна превышать 0,01 мм.
19. Параллельность рабочей поверхности стола и предметно-
го стекла плоскости перемещения стола в продольном и попе-,
речном направлениях можно проверять специальным приспособ-
лением (оправкой), ввинченным в тубус микроскопа вместо
объектива и укрепленным на нем рычажно-зубчатым индикато-
ром с ценой деления 0,002 мм. Тубус опускают так, чтобы нако-
нечник индикатора коснулся поверхности предметного стекла
(плиты стола) в одном из его крайних положений, и произво-
дят отсчет* по индикатору. Переместив стол в противоположное
крайнее положение, снова производят отсчет по индикатору.
Проверку производят в продольном и поперечном направлениях
в двух положениях стола: 0 и 90°.
Разность показаний не должна превышать для поверхности
стола 0,02 мм на всей длине хода стола, для плоскости пред-
метного стекла 0,04 мм на длине 90 мм.
20. Измерительное усилие кареток стола, прикладываемого к
микрометрическим винтам, определяют динамометром. Крючок
динамометра закрепляют за столик и тянут за кольцо. В мо-
мент, когда столик начнет перемещаться, производят отсчет по
шкале динамометра. Измерительное усилие кареток стола дол-
жно лежать в пределах 10—30 Н.
5. Обработка результатов измерений
протокол
Поверка инструментального
Завод-изготовитель *
Цена деления шкалы микровинтов
Предел измерения по шкале микро-
винтов _____________________:_____
Цена деления угломерной шкалы оку-
лярной головки________s________•
Принципиальные схемы поверок и
измерительного микроскопа
Предел измерения по шкале окуляр-1
НОЙ ГОЛОВКИ______________:_____~
3аводской номер________________'
Предел измерения линейных разме-
ров микроскопом________________'
Температура окружающей среды—°C
схемы образцовых средств поверки
Результаты поверки
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки •.Технические требования Погреш- ность
1. Внешний осмотр 2. Опробование > 3. Центрировка осветительной системы 4. Проверка совпадения величины изображен ния одного деления градусной шкалы с 60 деле- ниями минутной шкалы 5: Проверка совпадения плоскостей изображе- ния штрихов градусной и минутной шкал 6. Проверка перпендикулярности продольного и поперечного перемещений измерительного стола . 7. Определение основной погрешности окуляр- ной угломерной головки или угломерной кассеты 8. Определение совпадения центра перекрестия штриховой сетки с осью вращения лимба 9. Проверка перпендикулярности пунктирных линий штриховой сетки угломерной головки или угломерной кассеты . 10. Проверка прямолинейности движения изме- рительного стола в продольном и поперечном на- правлениях ’ 11. Проверка параллельности горизонтальной линии перекрестия штриховой сетки продольному ходу измерительного стола при нулевом положе- нии угломерной шкалы 12. Проверка качества изображения микроскопа 13. Определение основной погрешности микро- винтов измерительного стола микроскопов типов ММИ и БМИ ( - >
Операция
14. Определение мертвого хода микровинтов
измерительного стола микроскопов типов ММИ
и БМИ
15. Определение основной погрешности микро-
скопов типов БМИ, ММИ при измерении конце-
выми мерами
16. Определение прямолинейности движения
тубуса микроскопа и перпендикулярности направ-
ления перемещения тубуса относительно плоскости
предметного стекла измерительного стола при
нулевом положении колонки
17. Проверка бокового смещения точки навод-
ки микроскопа при его наклоне относительно оси
колонки на предельный'угол
18. Проверка соосности внутренних и наруж-
ных центров в горизонтальной плоскости при раз-
личных расстояниях между ними
19. Проверка параллельности рабочей поверх-
ности стола и предметного стекла плоскости пере-
мещения стола в продольном и поперечном на-
правлениях
20. Определение измерительного' усилия каре-
ток стола, прикладываемого к микрометрическим
винтам
Заключение о годности,___________________________________________
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы : Оценка ______________________.________________
Подпись учащегося
Подпись преподавателя _______________:г
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 24
ПОВЕРКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОРОВ
1. Цель работы
Изучить методику поверки измерительного проектора. Пове-
рить измерительный проектор. Обработать результаты измере-
ний и оформить их протоколом установленной формы, дать за-
ключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Проектор измерительный по ГОСТ 19795—74, приспособле-
ния, к проектору, средства поверки по ГОСТ 8.174—75 и другие
средства.
3. Общие сведения
Технические и метрологические данные проекторов приведе-
ны в ГОСТ 19795—74. Проекторы поверяют по ГОСТ
8.174—75. Нормы точности измерительных проекторов должны
соответствовать указанным в табл. 2 ГОСТ 19795—74. Требо-
вания к поверке изложены в ГОСТ 8.050—73 для проекторов X
ряда типа ПИ-360 и XI ряда типа ПИ-250. Отклонение темпе-
ратуры объекта измерения и рабочего пространства от нормаль-
ной в процессе измерения должны составлять ±3; ±2 и ±1°С
для проекторов с размерами от 1 до 18 мм; от 18 до 50 мм и от
50 до 500 мм соответственно.
Средства измерения должны находиться в температурных
условиях не менее 24 ч до начала поверки.
Порядок проведения работы
1. При внешнем осмотре должно быть установлено отсутст-
вие на наружных поверхностях дефектов, влияющих на эксплуа-
тационные качества прибора и ухудшающих его внешний вид;
на поверхности оптических деталей— царапин, выколок и дру-
гих дефектов, мешающих наблюдению; на алюминированных
поверхностях зеркал — следов коррозии и дефектов, влияющих
на яркость изображения и точность измерений. Надписи, штри-
хи и цифры должны быть четкими и контрастными.
2. При опробовании необходимо убедиться, что подвижные
детали и узлы перемещаются плавно, без заеданий; зажимные
устройства действуют надежно; оптические детали объективов,
конденсоров и других оптических узлов хорошо закреплены и
не имеют самопроизвольного смещения; объективы и конденсоры
легко устанавливаются на свои рабочие места.
3. Параллельность пучков лучей, выходящих из конденсора,
определяют при помощи диоптрийной трубки с укрепленной пе-
ред ее-объективом прямоугольной призмой с нейтральным све-
тофильтром, которую, устанавливают на пути пучка, выходяще-
го из конденсора. Непараллельность пучков лучей, выходящих
из конденсора для проекторов типа ПИ-360 определяют при
увеличении 20х, а для проекторов ПИ-600 при увеличении- 10х.
Прямоугольную призму с нейтральным светофильтром уста-
навливают на стекло предметного стола на пути пучка, выхо-
дящего из конденсора, для получения изображения нити лампы
в фокальной плоскости объектива диоптрийной трубки. Наблю-
дая в окуляр трубки, перемещают ее объектив до получения
222
резкого изображения нити лампы и снимают показание по ди-
оптрийной шкале, фиксирующей положение объектива' относи-
тельно неподвижной сетки трубки.
Непараллельность пучков лучей, выходящих из конденсора,
должна быть более ±0,5 диоптр.
4. Погрешность установки линий перекрестия экрана по хо-
ду движения измерительного стола определяют визуально. Пе-
рекрестие предметного стекла (или любую вспомогательную
точку на предметном стекле) совмещают с перекрестием, экра-
на. Перемещая стол в продольном (поперечном) направлении
отсчетными устройствами, определяют отклонения линий пере-
крестия экрана от перекрестия стекла.
Допускаемая погрешность установки линий перекрестия эк-
рана должна быть не более 0,01. мм.
5. Непрямолинейность перемещения измерительного стола в
продольном и поперечном направлениях определяют лекальной
линейкой ЛД-0-125. Линейку устанавливают на столе проектора
так, чтобы изображение ее ребра в крайних положениях совме-
стилось с центром перекрестия экрана и, перемещая стол на
предельную длину, следят за положением перекрестия по отно-
шению ребра лекальной линейки. Определяют наибольшее от-
клонение изображения ребра от центра перекрестия экрана.
Непрямолинейность перемещения измерительного стола не
должна превышать значений, указанных в табл. 2 ГОСТ
19795-^-74.
6. Неперпендикулярность направлений продольного и попе-
речного перемещений* измерительного стола определяют уголь-
ником типа УЛ-0-60. Изображение одной стороны угольника в
крайних положениях при продольном перемещении стола сов-
мещают с центром перекрестия экрана. Изображение другой
стороны угольника совмещают с центром перекрестия экрана
механизмом перемещения стола. Перемещая стол на предель-
ную длину в поперечном направлении, следят за отклонением
изображения стороны угольника от центра перекрестия экрана.
Неперпендикулярность направлений продольного и попереч-
ного перемещений предметного стола не должна превышать
значений, указанных в табл. 2 ГОСТ 19795—74.
7. Непараллельность рабочей плоскости предметного стекла
относительно плоскости перемещения измерительного стола в
продольном и поперечном направлениях определяют индикато-
ром ИЧ02 класса 0, укрепленным в штативе типа ШМ-1. Инди-
катор со стойкой устанавливают Фак, чтобы наконечник касался
плоскости стола, а измерительный стержень располагался пер^
пендикулярно к столу (наконечник должен касаться стекла
предметного стола и плиты стола в его крайних положениях).
Снимают первый отсчет цо шкале индикатора. Перемещают
стол в противоположное крайнее положение и производят вто-
рой отсчёт по индикатору. Непараллельность определяют как
разность первого и второго отсчетов. Она не должна превышать
значений, указанных в табл. 2 ГОСТ 19795—74.
'8. Погрешность, увеличения проектора, включая дисторсию
объективов, определяют образцовой штриховой мерой 2-го раз-
ряда длиной 50 мм, устанавливаемой на стол проектора, и штри-'
ховой мерой класса 4, помещаемой на экран; Образцовая мера
2-го разряда имеет доверительную абсолютную погрешность, не
превышающую) б= (0,2+0,5L) мкм при доверительной вероятно-
сти 0,98, а штриховая мера класса 4 — допускаемую абсолют-
ную погрешность Д=(10+15Л) мкм при доверительной вероят-
ности 0,98.
Меру устанавливают на стекло предметного стола и добива-
ются резкого Изображения ее штрихов на экране. Получив на
экране резкое изображение штрихов образцовой меры, накла-
дывают на них штриховую стеклянную меру длины класса 4,
располагая ее параллельно изображению шкалы так, чтобы со-
йместились начальные, штрихи обеих мер и сравнивают' интер-
валы шкалы. Несовпадение соответствующих штрихов обеих мер
(погрешность увеличения) измеряют отсчетными устройствами
для линейных измерений проектора. Погрешность увеличения
должна соответствовать значениям, указанным в табл. 2 ГОСТ
19795—74.
Для каждого увеличения в разных точках поля зрения до-
пускается отклонение только (Ю знаком «+» или только со зна-
ком «—». Перефокусировка шкалы при измерениях в различных
точках экрана не допускается.
Таблица 1
Увеличение прове- ряемого объектива Выбранные для поверки.интервалы образцовой шкалы 2-го разряда, мм
номинальный размер интервала действительный размер интервала действительная тол- щина штриха шкалы
100Х 1.5 1,4995 0,007
» 3,0 2,9990
200Х 0,8 , 0,8000
, 1,5 1,4995
Примечание. Для указанных в таблице интервалов образцовой шка-
лы 2-го разряда размеры биссекторной линейки должны быть следующими:
41= 1,4995X100= 149,95±0,02 мм; 4з=2,9990х 100=299,90±0,02 мм; А2=
= 0,8000x200=160,00+0,02 мм; Д4= 1,4995X200=299,90+0,02 мм; В!=В3=
=В5=0,007х 100+0,5= 1,2+0,02 мм; Вг=В4=Вв=0,007Х200+0,5=1,9+
±0,02 мм. , -
Увеличение проектора измеряют в двух взаимно перпендику-
лярных направлениях и в двух диагоналях не менее, чем в трех
точках каждого направления. При проверке объективов увели-
чением 100х и 200х допускается использование биссекторной
224
стеклянной линейки совместно с образцовой мерой 4-го разря-
да. На биссекторной линейке гравируется тот же номер, что и
на образцовой мере. Расстояние между осями биссекторов меры
должно быть в 100 и 200 раз более соответствующих расстояний
между выбранными для поверки штрихами образцовой шкалы.
Толщина штрихов и цифр должна быть (0,li±0,02) мм. Непа-
раллельность штрихов биссектора не должна' превышать 1'.
Биссекторную линейку накладывают на экран так, чтобы'изо-
бражение нулевого штриха шкалы располагалось в центре ну-
левого биссектора линейки.
Изображение штрихов шкалы 1,5 и 3 мм увеличения 100х
и 0,8 и 1,5 мм для увеличения 200х не должны выходить за
пределы соответствующих биссекторов.
Пример расчета биссекторной линейки приведен в табл. 1.
9. Разрешающую способность * проекционной системы опре-
деляют при помощи миры № 1 и № 2 по ГОСТ 15114—78 и лу-
пы ЛП1 с увеличением 2,5х по ГОСТ 7594—75, а также специ-
альных микроскопов в проходящем свете для проекторов
ПИ-360 при полном растворе диафрагмы, а для остальных про-
екторов—при соответствующих увеличению положениях диаф-
рагмы. Для объективов увеличением 10х и 20х всех типов про-
екторов и увеличением 50х проектора типа ПИ-250 применяют
миру № 1, а для всех остальных — миру № 2.
Штриховая мира состоит из 25 групп штрихов. Каждая груп-
па содержит штрихи разные направлений. Внутри одной груп-
пы ширина черных штрихов равна ширине белых, но при пере-
ходе от группы к группе ширина черных и белых штриов из-
меняется. Ширина полос каждой миры убывает от элемента
№ 1 к элементу № 25. Вместо оцифровок 3, 11, 15 и 23 миры
имеют штриховые отметки. Расстояние между отметками 3 и 23,
11 и 15 называют базами.
Для оценки разрешающей способности применяют комплект
мир с № 1 по № 6, отличающихся друг от друга размером штри-
хов.
Число полос на 1 мм каждого номера , миры составляет:
№ миры 1 2 3 4 5 6
Наибольшее число полос (элемент № 25) 200 100 50 25 12,5 6,5
Наименьшее число (элемент № 1) 50 25 12,5 6,5 3,1 1,6
База В, мм 1,2 2,4 4,8 9,6 19,2 38,4
Для поверки объективов увеличением 10х и 20х на предмет-
ное стекло устанавливают миру № 1 и фокусировкой добивают-
ся резкого изображения миры вначале в центре экрана, а затем
на краях его.,
* Разрешающей способностью или разрешающей силой оптической .си-
стемы называют способность системы давать раздельное изображение двух
точек или линий, находящихся на возможно близком расстоянии друг от
С экрана, проектора* (допустим, типа ПИ-360) снимают каль-
ку, добиваются резкого изображения миры в центре экрана и
рассматривают через лупу 2,5х ее 13-й элемент для объектива
10х и 18-й элемент для объектива 20х, затем микрометрически-
ми винтами перемещают стол с мирой так, чтобы ее изображе-
ние получилось на краю экрана справа, слева, сверху и снизу
на расстоянии 175 мм от центра экрана и рассматривают 9-й
элемент для объектива 10х и 15-й элемент для объектива 20х
(табл. 2, ГОСТ 19795—74). Количество штрихов на 1 мм долж-
но быть 80 и ПО. Элементы миры приведены в табл. 2 ГОСТ
8.174—75.
, Для поверки объективов 50х, 100х и 200х вме-
сто реальных мир на плоскость предметного стола
/1\ проецируют уменьшенное изображение миры № 2
/JX микроскопом 3 (см. рисунок) с увеличением 8х,
состоящим из осветителя 1, миры 2 и объектива 4;
обеспечивающее необходимое количество -штрихов
р-— на 1 мм. Микроскоп с тубусом устанавливают на
1столе проектора. На экране проектора рассматри-
/ \ J • вают 17-й элемент миры № 2 в центре и 13-й эле-
/ j у мент по краям для объектива 200х.
4 • Аналогичная методика определения разрешаю-
sBSr щей способности и для остальных объективов.
\у Качество изображения миры при этом на экране,
ГГ„У^ должно быть хорошее.
' 10. Основную' погрешность проектора при ли-
Рис, нейных измерениях, определяют образцовой (стек-
лянной) штриховой мерой длиной 50 мм (из ком-
плекта проектора) 2-го разряда по ГОСТ 8.020—75 в проходя-
щем свете при увеличении 50х. Меру устанавливают парал-
лельно продольному перемещению- измерительного' стола, а
стол — в одно из крайних положений. Микрометрическим вин-
том стола совмещают изображение нулевого штриха с линией
перекрестия на экране и производят первый отсчет по отсчет-
ному устройству проектора. Перемещают стол и, совместив,
линию перекрестия с изображением следующего штриха, дела-
ют второй отсчет; наводку на штрих производят с одной сторо-
ны для исключения мертвого хода механизма перемещения.
Производят не менее трех наводок на каждый штрих.
Результаты измерений записывают в таблицу, форма которой
приведена в табл. 2.
друга. Чем меньше это расстояние, тем выше разрешающая способность оп-
тической системы; Наименьшее) расстояние между двумя точками или линия-
ми, изображение которых дается оптической системой раздельно, называется
разрешением оптической системы, выражаемым в секундах или в микромет-
рах, или числом линий на миллиметр. .
Теоретическую разрешающую способнбсть идеального объектива опреде-
ляют по формуле ф,,= 140,7-^д» где Рд— диаметр действующей диафрагмы.
Погрешность проектора поверяют: на всем диапазоне — че-
рез 1 мм; на трех любых диапазонах в пределах 1 мм — через
0,1 мм.
Основная погрешность проектора не должна превышать зна-
чений, указанных в табл. 2 ГОСТ 19795—74.
11. Мертвый ход устройств для измерения линейных пере-
мещений измерительного стола проектора определяют одновре-
менно с определением основной погрешности отсчетных уст-
ройств. Производят обратный ход, отсчитывая показания по
шкалам устройств через каждые 5 мм. Разность между соответ-
ствующими показаниями при прямом и обратном ходах харак-
теризует мертвый ход механизмов перемещений. Значение
мертвого хода не должно превышать значений, указанных в
табл. 2 ГОСТ 19795—74 для проекторов всех типов, а для про-
екторов с цифровым отсчетом оно не должно превышать
0,002 мм. Таблица 2
Номиналь- ный размер поверяемого угла Участки шка- лы лимба Отсчеты по угло- мерной шкале стола проектора Разность, отсчетов, а2—(Xi Действи- тельный раз- мер угловой меры, Р Действи- тельное зна- чение пове- ряемого угла, а Погреш- ность, А
первый отсчет, ai второй отсчет, а2
30° 1 ' 2 3 0° 150° 240° . 29°57' 180°03' 269°57' 29°57' 30°03' 29°57' 30°00'10" 29°58'50" — 1'10"
“зоср=29°59'
45° 1 2 3 0° 120° 210° 45°03' 165° 255°03' - 45°03' 45° 45°03' 45°00'08" 45°0Г52" 4-1'52"
а45ср=45°02'
90° । 1 2 3 0° 170° 230° 90° 259°57< 320°03' 90° 89°57' 90°03' 89°59'55" 90°00'05" +5"
а90Ср 90
12. Основную погрешность устройств для угловых измерений
определяют при увеличении 20х в проходящем свете угловыми
мерами 30°, 45° и 90° класса 2. Меру устанавливают на предмет-
ном стекле так, чтобы проекция вершины измеряемого угла
совпала с осью вращения стола. Механизмом продольного и по-
перечного перемещений и винтом поворота стола проекцию од-
ной стороны меры совмещают с вертикальной (горизонтальной)
линией перекрестия экрана и производят отсчет по нониусу
лимба стола. Поворачивая стол, совмещают проекцию второй
стороны меры с той же линией перекрестия экрана и вновь про-
изводят отсчет. Поверку проводят на трех различных участках
15* ' 227
круговой шкалы для каждой меры. Перед поверкой угломер-
ной шкалы стола его необходимо отцентрировать.
Значение погрешности определяют как разность отсчетов.
Оно должно быть не более значений, указанных в табл. 2 ГОСТ
19795—74.
Форма записи результатов и пример поверки угломерной
шкалы предметного стола проектора (для проектора ПИ-600)
приведены в табл. 2. .
5. Обработка результатов измерений 1
ПРОТОКОЛ
Поверка измерительного проектора
Цена деления шкалы узлов микро- Завод-изготовитель
метрической подачи Заводской номер______________________________i„
Предел измерения по шкале микро- Предел измерения линейных . разме-
метрической подачи“ Ров на проекторе-----------------------,------------
Цена деления угломерной меры______ , Температура окружающей среды—°C
Предел угломерной меры Относительная ♦ влажность воз-
Отсчет по нониусу_________________ духа ---------------------------- %
Принципиальные схемы поверок и схемы образцовых средств поверки
Результаты поверки
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результат поверки э ° о С я-
1. Внешний осмотр 2. Опробование 3. Определение параллельности пучков лу- чей, выходящих из конденсора 4. Определение погрешности установки ли- ний перекрестия экрана по ходу |движения измерительного стола . 5. Определение непрямолинейности переме- щения измерительного стола в продольном, и поперечном направлениях
t Продолжение
, Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результат поверки Погреш- ность
6. Определение неперпендикулярности на- правлений продольного и поперечного, переме- щений измерительного стола 7. Определение непараллельное™ рабочей плоскости предметного стекла относительно плоскости перемещения измерительного4 стола в пррдольном и поперечном направлениях 8. Определение - погрешности увеличения, включая дисторсию объективов 9. Определение разрешающей спЪсобности проекционной системы , 10. Определение основной погрешности про- ектора при линейных измерениях 11. Определение мертвого хода устройств для измерения линейных перемещений измери- тельного стола 12. Определение основной погрешности уст- ройств для угловых измерений (см. табл. , 2) ' 1
Заключение о годности;::\
Фамилия учащегося Группа______________.
Дата выполнения работы_ Дата сдачи работы
Подпись учащегося . Оценка__г________
Подпись преподавателя;
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25
ПОВЕРКА УГЛОВЫХ МЕР КЛАССА 2
НА ГОНИОМЕТРЕ Г5,
АВТОКОЛЛ ИМАЦИОННОМ
ПРИБОРЕ АПУ-3, КОНТАКТНОМ
ПРИБОРЕ КПУ-3
1. Цель работы
Изучить общие вопросы поверки угловых мер на гониомет-
рах и приборах АПУ-3 и КПУ-3, устройство гониометров, при-/
боров АПУ-3 и КПУ-3, их технические и метрологические дан-
ные. Настроить приборы и поверить угловые меры. Обработать
результаты измерений и оформить их протоколом установленной
формы, присвоить мерам разряд и класс либо указать причину
забракования.
2. Применяемые приборы и оборудование
Гониометр Г5. по ГОСТ 10021—74, авто коллимационный
прибор АПУ-3, контактный прибор КПУ-3, средства поверки по
ГОСТ 8.1.75—75, набор поверяемых узловых мер класса 2 по
ГОСТ 2875—75.
3. Общие сведения
Угловые призматические меры (ГОСТ 2875—75) предназна-
чены для передачи размера единицы плоского угла от эталонов
к образцовым и рабочим угловым мерам и приборам, поверки,
градуировки угловых мер и угломерных приборов и измерения
углов изделий.
Призматические угловые меры изготовляются пяти, типов:
Т — с одним рабочим углом и срезанной вершиной; 2 — остро-
угольные с одним* рабочим углом; 3 — с четырьмя рабочими уг-
лами; 4 —многогранные призматические меры с равномерным
угловым шагом; 5 — с тремя'рабочими углами (мера МУСЛ).
По точности изготовления угловые меры типов Ц 2 и 3 отно-
сятся к трем классам точности: 0, 1 и 2; многогранные призмы
4-го типа — к четырем классам точности: 00; 0; 1 и 2; меры 5-го
типа — к классу точности 1.
Технические и метрологические характеристики угловых мер
приведены в табл. 1.
ГОСТ 8.175—75 устанавливает четыре разряда образцовых
призматических угловых мер: I, 2, 3 и .4. Меры этих разрядов
по точности изготовления должны удовлетворять требованиям,
предъявленным к соответствующим классам, указанным в
табл. 2 ГОСТ 8.175—75.
Отклонение рабочих углов от номинального значения рабо-
чих угловых мер класса 2 можно определять на гониометрах
4-го разряда (в качестве образцовых гониометров 4-го разряда
применяются гониометры Г5), автоколлимационных приборах
типов АКУ и АПУ-3, контактном приборе типа КПУ-3.
Технические и метрологические характеристики гониометра
Г5 следующие.
Увеличение труб с окуляром-кубом при
f=9,8 мм 40,9*
Поле зрения труб, не менее 0°30z
Фокусное расстояние объективов зрительной
трубы и коллиматора f 400,6 мм
Увеличение микроскопа 53*
Цена деления лимба 20х
Цена деления шкалы оптического микромет-
ра (компенсатора) 1"
Предел допускаемой погрешности измерения
одним приемом из трех наведений 5"
Таблица 1
Класс точ- ности Пределы допускаемых отклонений
рабочих углов от номиналь- ного значения от перпендикуляр- ности измеритель- ных поверхностей к нижнему основа- нию меры от параллель; ности основа- ния и верхней поверхнос- . ти, мкм, на длине, мм от плоскостности на парамидальность
измерительных поверхностей, мкм основания и верх- ней поверхности., мкм
70 100
для мер типов'
1; 2; 3- 4 5 1; 2; 3 4 1; 2;. 3 4 1; 2; 3 4 5 1; 2; 3 4 3 4 5 -
Об 0 1 1* 2 . 2* 1+ 1+ 1+ Н Н | СО СО ОО — СО 1 О О * о ±2" ±5" ±10" > ±10" ±30" ±30" 1 । !П 1 1 о о =5 О 18 8 8 2 8 +1 +1 +1 +1 +1 1+ 1+ Н 1+ 1+ 1+ о О СП СП о 15 1,5 0,10 0,15. 0,15 0,30 0,15 0,05 0,05 0,05 0,05 0,10 0,10 0,15 0,15 4 1.0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 10" 40" 40" 40" 40" 5" 10" 20" 30" 30" 30" 3"
- * Для.мер, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества.
Оптическая система гониометра Г5 (рис. 1) включает: опти-
ческие системы зрительной трубы 3, 4; коллиматора 1, 2, и 3 и
отсчетного устройства. Зрительная труба и коллиматор пред-
ставляют собой телескопические системы с внутренней фокуси-
ровкой. .
Рис; 1
Оптическая система отсчетного устройства гониометра состо-
ит из осветительной системы, лимбовой части, клинового ком-
пенсатора (оптического микрометра) и отсчетного микроскопа.
Осветительная система отсчетного устройства содержит лам-,
пу накаливания 19,' свет от которой через зеленый свето-
фильтр 17 и призму 16 освещает участок'лимба 15. Освещен-
ные штрихи лимба 15 через призмы 12 и 18 проецируются объ-
ективом 14 на противоположный участок лимба 15 в перевер-
нутом виде. Объектив 11 через призмы 13, 8 и элементы оптиче-
ского микрометра >9, призму 10 переносят изображение противо-
положного участка лимба в плоскость диафрагмы поля зрения.
Изображения шкалы оптического микрометра и противополож-
ных участков лимба передается через призмы 10 и 5, объек-
тив 6 и окуляр 7 отсчетного микроскопа и рассматривается
через окуляр 7.
Элементы оптического микрометра выполнены в виде двух
пар оптических клиньев (рис. 2)..На рисунке Ai и А2— два тон-
ких клина с одинаковыми малыми углами а, установленные на
расстоянии I друг от друга основаниями в противоположные
стороны; В — прямоугольная призма и С — пластинка со шка-
лой, скрепленная с клином А2 и перемещающаяся вместе с ним.
Плоскость этой шкалы совмещена с изображением деленйй
Рис. 2
лимба гониометра. Клин At неподвижен, а клин А2 может пере-
мещаться в направлении, параллельном ходу лучей. Главный
луч а пучка, пройдя через клинья At и А2 (луч <?i), остается па-
раллельным своему прежнему направлению, но оказывается
смещенным на размер х=/б, где б — угол отклонения луча од-
ним клином. При перемещении клина А2 на отрезок А/ в поло-
жение А2 луч а пойдет по направлению ац, а изображение
штриха лимба в плоскости пластинки С сместится из положе-
ния Si в положение S2.
Компенсатор рассчитывают так, чтобы при ДХ, равной рас-
стоянию между изображениями двух соседних штрихов лимба,
на отрезке Д/ перемещения шкалы С укладывалось заданное
число N ее делений. Если Pi цена деления лимба, то цена
деления шкалы компенсатора P2=PifN.
Изображение штрихов лимба, а также подвижную шкалу С
рассматривают в отсчетный микроскоп. В поле зрения окуляра.
микроскопа одновременно проецируются два диаметрально про-
тивоположных участках лимба. При этом вместо одиночных
клиньев At и А2 используют две пары клиньев A1г As и А2, Д4.
Клинья А3 и Л4, установленные над клиньями и Л2 основа-
ниями в другую сторону, на рисунке показаны пунктиром.
Пучок лучей, образующий изображение одного участка
лимба, проходит через клинья Л4 и Л2, а пучок лучей, дающий
изображение противоположного участка лимба,— через клинья
Л3 и Л4. Перемещение пары клиньев Л2 и Л4 вызывает смещение
в противоположные стороны изображений обоих участков, что
позволяет совмещать изображения штрихов, лимба. Вид поля
зрения отсчетного микроскопа показан на рис. 3. В левом окош-
ке диафрагмы видны прямое и обратное изображения противо-
положных участков лимба и вертикальный индекс, а в правом
окошке — деления шкалы компенсатора (шкала С на (>ис. 2)
и горизонтальный индекс. Поворачивая маховичок компенсато-
ра, совмещают друг с другом верхние и нижние изображения
штрихов й только после \этого. производят отсчет по шкалам
отсчетного микроскопа. Цена деления лимба гониометра 20', но
поскольку прямые и обратные изображения штрихов при пово-
роте лимба движутся навстречу друг другу, то для взаимного
перемещения верхних и нихних изображений на один интервал
лимба достаточно Повернуть его на угол, равный 10'. Такое же
перемещение изображений штри-
хов лимба достигается при переме-
щении шкалы компенсатора на 600
её;делений вращением маховика
компенсатора, и, следовательно, це-
на деления его шкалы равна 1".
При отсчете число градусов будет
равно видимой ближайшей левой
от вертикального индекса цифре.
Число десятков минут равно числу
Интервалов, заключенных между
верхним штрихом, соответствую-
щим отсчитанному числу градусов,
и нижним оцифрованным штрихом,
отличающимся от. верхнего на 180°.
Число единиц минут отсчитывается по шкале микрометра в
правом окошке по левому ряду чисел. Число десятков секунд в
том же окошке — по правому ряду чисел.
Число единиц секунд раЬно числу делений, заключенных
между штрихами, соответствующими отсчету десятков секунд,
и неподвижным горизонтальным индексом. Положение шкал,
показанное на рис. 3, соответствует отсчету 0°15'57".
Технические и метрологические характеристики прибора
АПУ-3 следующие.
Рис. 3
Пределы измерения Г—100°
Наибольшая разность сравниваемых углов 10’
Цена деления шкалы 2"
Предел допускаемой погрешности показаний
на участке шкалы 0—10’ ±5"
Предельная погрешность сравнения угловых
. мер одинакового номинала ' ±3"
Оптическая схема авто коллимационного прибора АПУ-3 по-
казана на рис. 4. Основным измерительным элементом являете»
автоколлимационная система, состоящая из объектива 3 и авто-
коллимационного окулярного микрометра 8. Лучи света от ос-
ветителя 1, пройдя через призму 2, на поверхности которой на-
несен штрих 2а, и объектив 3, падают на измерительную поверх-
ность угловой меры 4, которая другой своей поверхности© опи-
Рис. 4
рается на два неподвижных упора 5. Отразившись от поверхно-
сти меры и пройдя через объектив, лучи дают изображение
штриха в плоскости пластины 7, на которой нанесен крест 7а.
Крест и автоколлимационное изображение штриха рассматри-
вают через окуляр микрометра 8. Пластину 7 перемещают мик-
ровинтом 6. При замене одной сравниваемой меры другой
(сплошная и пунктирная линии) в случае неравенства их ра-
бочих углов изображение штриха переместится на размер. ДЛ,
зависящий от разности сравниваемых угловых мер и фокусного
расстояния f объектива автоколлиматора. Его измеряют при
помощи узла 6 микрометрической подачй. Искомая разность
углов Да может быть определена из уравнения
Да => — (в радианах); Да" = 1,03 • 105 . — (₽ угловых секундах),
2f f
лежащего в основе осуществляемого при помощи прибора ме-
тода измерения. 1
Технические и метрологические данные прибора КПУ-3 сле-
дующие.
Пределы измерения 10"—100"
Наибольшая разность сравниваемых углов 3' .
Цена деления шкалы отсчетного устройства 10"
Предел допускаемой погрешности показаний
на участке шкалы: '
от 0 до +60" ±3"
от —90" до +90" ±5"
Предельная погрешность сравнения угловых
.мер одинакового номинала ±3"
Основным измерительным элементом прибора КПУ-3 явля-
ется система (рис. 5), состоящая из измерительной головки 1
и жестко связанного с ней шарикового упора 2. Эта система
может перемещаться строго параллельно предыдущему поло-
жению в направлении оси измерительной головки (на рис. 5
Рис. 5
показано стрелками). При измерениях наконечник измеритель-
ной головки и шариковый упор прижимаются к рабочей поверх-
ности меры 3, которая другой своей поверхностью опирается на
два неподвижных упора 4. Как видно из рисунка, при замене,
одной из сравниваемых мер другой (сплошная и пунктирная
линии) измерительный наконечник перемещается на размер Д/1,
зависящий от разности Да сравниваемых углов и от расстоя-
ния I между измерительным наконечником и шариковым упором
и не зависящий от относительного смещения сравниваемых мер
вдоль неподвижных упоров 4.
Отсюда следует, что искомая разность углов может быть оп-
ределена из уравнения
Да = у(в радианах); Да" = 2,06.105 -у-(в угловых секундах),
лежащего в основе осуществляемого при помощи прибора мето-
да измерения.,
4. Порядок выполнения работы
Поверка угловых мер класса 2
Угловые меры класса 2 поверяют по ГОСТ 8.175—75.
1. При внешне'м осмотре проверяют соответствие внешнего ’
вида, маркировки и комплектности требованиям ГОСТ 2875—75.
Металлические меры должны быть размагничены; а их измери-
тельные поверхности доведенными или полированными. Поверх-
ности мер не должны иметь следов коррозии, забоин и других
дефектов. На измерительных поверхностях допускаются цара-
пины (не болеё. двух длиной до 5 мм), исчезающие при измене-
нии’угла зрения. >
2. Притираемость угловых мер классов^ 1 и 2 и образцовых
мер 3 и 4-го разрядов проверяют плоской стеклянной пластиной
ПИ80 класса. 2 по ГОСТ 2923—75. Угловую меру притирают по-
следовательно всеми измерительными поверхностями к плоской
стеклянной пластине. Притираемость считается удовлетвори-
тельной, если мера под действием собственной массы не отры-
вается от пластины при горизонтальном положении меры. На
измерительных поверхностях не должны наблюдаться интерфе-
ренционные полосы. Для рабочих мер класса 2 и образцовых
мер 4-го разряда допускаются оттенки в виде желтых, пятен
в рабочей зоне измерительной поверхности.
3. Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей
угловых мер типов 1, 2 и 3 определяют интерференционным ме-
тодом плоской стеклянной пластиной по искривлению интерфе-
ренционных полос. Для поверки мер класса 2 и образцовых мер
3 и 4-го разрядов выбирают стеклянную' пластину класса 2.
Отклонение от плоскостности (завалы) измерительных по-
верхностей угловых мер типов 1, 2 и 3 должны быть не более
0,6 мкм на расстоянии 3 мм от коротких ребер.
Отклонение от плоскостности основания и верхней поверхно-
сти угловых мер типов 1, 2 и 3 определяют лекальной линейкой
типа ЛД класса 0 по ГОСТ 8026—75 сравнением с образцами
просвета, составленными из концевых мер класса 1.
Пределы допускаемых отклонений от плоскостности не дол-
жны превышать значений, указанных в табл. 1.
4. Шероховатость измерительных поверхностей угловых мер
всех типов определяют на интерферометре типа МИИ (напри-
мер, ММИ-4). Шероховатость измерительных поверхностей уг-
ловых мер типов 1, 2 и 3 должна быть в пределах’ Rz^.0,080 мкм
на базовой длине 0,08 мм по ГОСТ 2789—73.
Шероховатость нерабочих поверхностей угловых мер опре-
деляют сравнением с рабочими образцами шероховатости по-
верхности по ГОСТ 9378—60. Шероховатость нерабочих поверх-
ностей угловых мер 7?а=0,5 мкм на базовой длине 0,8 мм по
ГОСТ 2789—73.
Шероховатость определяют выборочно при выпуске из про-
изводства и ремонта по нормам предприятия-изготовителя..
5. Отклонение от перпендикулярности измерительных поверх-
ностей угловых faep типов 1, 2 и 3 определяют на гониометре Г5
сравнением с исходной угловой мерой. На гониометре устанав-
ливают окулярный микрометр с окуляром Гаусса.
Перед поверкой угловых мер на гониометре необходимо убе-
диться в том, что визирная ось зрительной трубы перпендику-
лярна к оси вращения алидады. Для этого специальную стек-
лянную плоскопараллельную- пластинку, имеющуюся в комплек-
те прибора, следует установить на столик гониометра. Юстиро-
вочными винтами стола добиться, чтобы ее полированная грань
была перпендикулярна , к визирной оси зрительной трубы. При
правильной установке автоколлимационное изображение марки,
полученное от грани пластинки, совпадет с перекрестием сетки
зрительной трубы. Повернув алидаду при неподвижном столике
на 180°, проверить совпадение перекрестия сетки с автоколли^
мационным изображением, полученным от противоположной
грани, пластинки по вертикали. При несовпадении необходимо
произвести юстировку столика с мерами винтами столика и
юстировочным винтом зрительной трубы, исправляя каждым
половину’ несовпадения: Установку производить до- тех пор, по-
ка не будет точного совмещения. Затем проверить совпадение
перекрестий при повороте трубы и столика с лимбом на 90°.
После окончания юстировки можно приступить к поверке
угловых мер. Угловую меру типа 3 с двугранным углом 90р
между основанием и измерительными поверхностями (с допуск
каемым отклонением от номинального значения ±3" и шириной
измерительных поверхностей не менее 5 мм) : устанавливают
основанием вверх на столик гониометра, который регулируют
до появления автоколлимационного изображения от одной из
сторон исходной меры в середине поля зрения окуляра. На ис-
ходную меру устанавливают поверяемую- меру основанием так,
чтобы одна из ее измерительных поверхностей была параллель-
на стороне исходной меры, от которой получено автоколлимаци-
онное изображение..
В поле зрения окуляра зрительной трубы наблюдают авто-
коллимационные изображения от соответствующих измери-
тельных поверхностей исходной и поверяемой мер.
Отклонение от перпендикулярности будет, иметь положитель-
ный знак, если автоколлимационное изображение от грани ме-
ры располагается ниже автоколлимационного изображения от
образцовой (исходной) меры и отрицательной, если это изобра-
жение выше.
Разность отсчетов, полученных при наведении на горизон-
тальные линии автоколлимационных изображений, является
отклонением от перпендикулярности измерительной поверхности
поверяемой меры к основанию. Пределы допускаемых отклоне-
ний от перпендикулярности измерительных поверхностей, к ниж-
нему основанию меры приведены, в табл. 1.
6. Пирамидальность угловых мер типов 3, 4 и 5 определяют
на гониометре. На зрительную трубу гониометра устанавливают
окулярный микрометр с окуляром Гаусса. Поверяемую меру
помещают на. столик гониометра, который юстируют по двум
взаимно перпендикулярным направлениям, и производят отсчет
по окулярному микрометру, наводя перекрестие окуляра после-
довательно на оба автоколлимационных изображения. Отсчеты
должны быть одинаковыми. Затем,- поворачивая столик, после-
довательно устанавливают все измерительные поверхности по-
веряемой меры против объектива зрительной трубы и произво-
дят отсчет в вертикальной плоскости от всех измерительных
поверхностей.
За пирамидальность меры принимают наибольшую разность
между отсчетами по окулярному микрометру. Пирамидальность
угловых мер не должна превышать значений, указанных в
табл. 1.
7. Отклонения рабочих углов угловых мер класса 2 от номи-
нального значения можно определять на гониометре Г5, авто-
коллиманионном приборе АПУ-3 и контактном приборе КПУ-3.
Рис. 6
Определение отклонения рабочих углов на гониометре Г5.
Поверяемую меру устанавливают на столик прибора так, чтобы
одна из граней располагалась перпендикулярно к одному из
юстировочных винтов наклона столика. Находят изображение
перекрестия, и винтом микроподачи столика совмещают верти-
кальную нить сетки зрительной трубы с автоколлимационным
изображением перекрестия, отраженным от одной из измери-
тельных поверхностей меры. В этом случае первая измеритель-
ная поверхность меры будет установлена перпендикулярно к оси
зрительной оси (положение I на рис. 6). Затем поворачивают
столик с лимбом или алидаду с трубкой и находят автоколли-
мационное изображение от второй измерительной поверхности
меры (положение //). Юстируя столик, т. е. действуя винтами
наклона столика, совмещают горизонтальные линии перекрес-
тий обоих автоколлимационных изображений с горизонтальной
линией перекрестия сетки окуляра. Рабочий угол поверяют сле-
дующим образом: при совмещении вертикальной нити сетки
окуляра с автоколлимационным изображением перекрестия от
первой измерительной поверхности производят отсчет по от-
счетному микроскопу. Повернув столик с лимбом или алидаду
с трубкой до совмещения вертикальной нити сетки окуляра с
изображением, подученным от второй измерительной поверхно-
сти (положение II), производят отечет а^.
Действительное значение угла «'поверяемой меры вычисля-
ют по формуле а—180° — р, где — а2.
Угловые меры с четырьмя и более рабочими углами поверя-
ют замкнутым циклом, т. е. отсчет по каждой измерительной
поверхности будет являться вторым отсчетом для предыдущего
угла и первым — для последующего. Сумма поверенных рабочих
углов между соседними гранями (у мер типа 3) или между нор-
малями к ним (у призм) должна быть равна 360°. Отклонение
от этого значения (невязку) делят на число рабочих углов и ре-
зультат алгебраически вычитают из каждого измеренного зна-
чения угла. Невязка не должна превышать ± 1", в противном
случае, измерения необходимо повторить.
При измерениях проводят не менее двух независимых совме-
щений перекрестия автоколлимационного изображения марки с
перекрестием окуляра, причем, при каждом совмещении произ-
водят не менее трех отсчетов по лимбу при помощи отсчетного
микроскопа, пользуясь шкалой оптического. микрометра.
Отклонения рабочих углов от номинальных значений не
должйы превышать значений, указанных в табл. 1.
Пример обработки результатов поверки, угловых мер клас-
са 2 на гониометре Г5 при номинальном угле поверяемой меры
15°01' дан в табл. 2.
Исходя из приведенных данйых мере можно присвоить
класс 2, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 2875—75.
Рис. 8
Рис. 7
16-2903
Таблица 2
Отсчёт по лимбу при совмещении на первую измерительную поверх- ность меры Отсчет по лимбу при совмещении_ на вторую измерительную поверх- ность меры Обработка результатов поверки
1-м * 2-м 1-м 2-м
255°40'22,4" 255’40'22,8" 255’40'22,0" Среднее 22,4 90°40'2?,8" 90°40'22,6" 90°40'23,0" Среднее. 22,8 90°41'25,8" 90°41'24,9" 90°41'25,0" Среднее 25,2 90°41'25,2" 90°41'24,8" 90°41'24,0" Среднее 24,6 ₽ = 255’40'22,6" — 90’41'24,9 = 164’58'57,7"; а = 180° — 164’58'57,7" = 15’01'02". -
а2=90°41'24,9"
ai=255°40'22,6"
to
Определение отклонения рабочих углов на автоколлимацион-
ном приборе АПУ-3. Отклонение рабочих углов от номинально-
го значения рабочих угловых мер класса 2 на приборе АПУ-3
определяют сличением с образцовыми угловыми мерами 4-го
разряда в следующем порядке. На ребристую поверхность сто-
ла, повернутую так, чтобы сработал фиксатор, помещают об-
разцовую меру 4-го разряда, прижимают ее к упорам и укреп-
ляют плоской пружиной. Затем стол поворачивают, до появле-
ния в поле зрения окуляра автоколлиматора изображения ус-
тановочного штриха, отраженного от измерительной поверхно-
сти образцовой меры, и в этом положении стол закрепляют сто-
порным винтом. Совмещают перекрестие окуляра (визирный
штрих) с изображением установочного штриха (рис. 7) и произ-
водят отсчет (ц по шкале барабана винтового окулярного мик-
рометра в делениях. Затем образцовую меру снимают, и на ее
место устанавливают поверяемую меру. Снова совмещают пе-
рекрестие окуляра с изображением установочного штриха, от-
раженного от поверяемой меры и смещенного в поле зрения
окуляра по отношению1 первоначального положения на размер
АЛ. Производят отсчет 02. На рис. 7: 1—установочный знак;
2 — визирный крест.
Действительное значение угла а поверяемой меры опреде-
ляют по формуле
а= (а2 — С1)т + р, ,s
где т— цена деления отсчетного устройства; 0 — действительное
значение угла образцовой меры.
У мер с четырьмя рабочими углами (рис. 8) одновременно
поверяют два угла без перестановки меры, на столе. При этом
вычисляют действительное значение угла, вершина которого
расположена в направлении, противоположном указанному
стрелкой, нанесенной на верхней поверхности стола, изменяя
знаки на обратные. Проводят не менее двух измерений каждого
поверяемого угла. Если разность двух отсчетов, полученных при
двух независимых измерениях, будет расходиться более, чем на
14" при поверке мер класса 1 или 4-го разряда, измерения сле-
дует повторить. Это же требование можно отнести и 'к угловым
мерам класса 2. На рис. 8: 1 — прямой знак; 2— обратный знак.
Действительное значение поверяемого угла вычисляют как
среднее арифметическое значение разностей двух результатов.
Пример обработки результатов поверки угловых мер клас-
са 2 на* автоколлимационном приборе АПУ-3 при номинальном
угле поверяемой меры 10° приведен в табл. 3. z
Исходя из полученных данных мере можно присвоить класс 2
(удовлетворяет требованиям ГОСТ 2875—75).
Поверка угловых мер на контактном приборе КПУ-3. Откло-
нение рабочих углов угловых мер класса 2 от номинального
значения определяют сличением с образцовыми угловыми мера-
ми 4-го разряда на контактном приборе КПУ-3 в следующем
порядке. Поворотную планку с указателем устанавливают по
угломерной шкале основания на номинальный размер сравни-
ваемых угловых мер и закрепляют стопорным винтом. Затем
образцовую меру укладывают на столик прибора основанием
(нерабочей поверхностью) и, отведя каретку с отсчетным
* Таблица &
Номер изме- рения Отсчет по исходной мере в дел. Отсчет по поверяе- мой мере а2 шкалы Разность в дел. шкалы . отсчетов ’ в угл. се- кундах (а2-а0т Действительный размер исходной меры р Действительный размер угла по- веряемой меры
1 ' 2 10,5 .8,0 12,00 10,5 +1.5 +2,5 +3,0 +5,0 10°00'04" 10°00'08"
Среднее +4,0
устройством рукоятками, прижимают меру измерительными
поверхностями к шариковым упорам поворотной планки и не-
подвижному упору с шариком,. Продолжая удерживать меру
рукой и, поворачивая винт микроподачи, устанавливают стрел-
ку отсчетного устройства на нулевой штрих шкалы и произво-
дят арретирование. Если после арретирования стрелка отошла
от нуля и положение ее стабильно, то устанавливать ее на
нуль не обязательно, а следует произвести первый отсчет «1.
(как условный нуль). Образцовую меру заменяют поверяе-
мой, отведя предварительно арретиром наконечник отсчетнога
устройства, прижимают рукой меру к упорам и, сделав арре-
тирование уже по поверяемой мере, производят отсчет а2 с
точностью1 ДО' десятых долей деления. Затем снова устанавли-
вают образцовую' меру и проверяют, не сбилась ли нулевая
установка.
Производят повторные измерения. Разность результатов двух
измерений не должна превышать 10". В противном случае из-
мерения повторяют.
Действительное значение угла поверяемой меры определяют
по формуле, приведенной на с. 236.
За действительное значение поверяемого угла принимают
среднее арифметическое результатов двух или трех измерений.
При трех измерениях отклонение от среднего арифметического
значения не должно превышать 7".
Меры 3-го типа с четырьмя рабочими углами поверяют ана-
логично. Отличие заключается в том, что при установке меры
на столик прибора ее подводят к крайнему и среднему упорам
поворотной планки короткой стороной, а длинная сторона ка-
сается упоров каретки прибора. Не переворачивая меры, можно
проверить два рабочих угла, остальные два угла проверяют,
повернув меру и установив ее на столик прибора другим осно-
ванием.
Отклонения рабочих углов от номинального значения рабо-
чих угловых мер класса 2 не должны превышать значений, ука-
занных в табл. 1.
Класс набора угловых мер, находящихся в эксплуатации,
определяют по. данным его поверки низшим классом отдельной
меры, входящей в набор. Набор угловых мер признают годным,
^если число забракованных мер не превышает 10% мер. Брако-
ванные меры изымают из набора и маркируют как негодные. .
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Поверка угловых мер класса 2 на гониометре, .
автоколлимационном приборе АПУ-3 и контактном приборе КПУ-3
.№ набора образцовых угловых мер.
-№ набора поверяемых угловых мер
Завод-изготовитель
\
Разряд________‘ _______________
Погрешность метода поверки
/Количество мер Класс •
Температура помещения________^°С
Результаты поверки
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результат поверки Погреш- ность
1. Внешний осмотр 2. Поверка притираемости 3. Определение отклонения от плоскостности 4. Определение шероховатости измеритель- 'ных поверхностей 5. Определение отклонения от перпендику- лярности измерительных поверхностей к осно- ванию ( 6. Определение . пирамидальности угловых мер типов 3, 4 и 5 7. Определение отклонения рабочих, углов от •номинального значения •
Поверка угловых мер на гониометре Г5
Принципиальная схема прибора Г5 Технические и метрологические данные
Предел измерения Цена деления шкалы лимба Цена деления шкалы оптического микрометра ' Увеличение зрительной трубы Увеличение отсчетного микроскопа Погрешность метода поверки
Обработка результатов поверки производится по форме, приведенной
на с. 241z.
Заключение _____________________________________________
Поверка угловых мер на автоколлимациорном приборе АПУ-3
Принципиальная схема прибора АПУ-3 Технические и метрологические данные
Предел измерения Цена деления шкалы окулярного микрометра Наибольшая разность сравнивае- мых углов одинакового номинального значения Погрешность метода поверки
Обработка результатов поверки производится по форме, приведенной
на с. 243.
Заключение, ___________'_____;_______________________________________
Поверка угловых мер на контактном приборе КПУ-3.
Принципиальная схема прибора КПУ-3 Технические и метрологические данные
Предел измерения Цена деления шкалы микромера Наибольшая разность сравнивае- мых угловых мер одинакового номи- нального значения Погрешность метода поверки
Обработка результатов поверки производится пр той же форме, что и
при поверке угловых мер на автоколлимационном приборе АПУ-3 v
Заключение о годности
Фамилия учащегося > Дата выполнения работы ' Йодпись учащегося ' Подпись преподавателя Группа ; Дата сдачи работы Оценка -
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 26
УГЛОМЕРЫ С НОНИУСОМ И ОПТИЧЕСКИЕ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство угломеров с нониусом и оптических, их
технические и метрологические данные. Произвести измерения
угломерами и поверить их. Обработать результаты измерений*
оформить их прбтоколами установленной формы и Дать заклю-
чение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Угломеры с нониусом типа УН и УМ по ГОСТ 5378—66, уг-
ломеры оптические по ГОСТ-11197—73, образцовые средства
поверки по ГОСТ 13006—67, различные детали, подлежащие
измерению.
3. Общие сведения
Углы различных изделий контактный методом измеряют
простейшим угломерным инструментом — угломерами с нониу-
сом й оптическими.
Согласно ГОСТ 5378—66 угломеры с нониусом изготовляют
двух типов: УН—для измерения наружных и внутренних углов;
УМ.— для измерения наружных углов. Оптическими угломерами
по ГОСТ 11197—73 измеряют наружные углы, Основные пара-
Рис. 1
метры и размеры угломеров приведены в табл. 1 ГОСТ 5378—66.
Основные технические данные оптических угломеров приведены
в ГОСТ 11197—73.
Угломер типа УН (рисг 1) состоит из основания 1 с градус-
ной шкалой, на которой закреплена линейка 2. По основанию
перемещается сектор 4 с нониусом 9 и стопором 3. К сектору
съемной державкой 8 крепится угольник 5, к которому держав-
кой 7 присоединена съемная линейка 6. Так мощно изме-
рить углы от 0 до, 50°. Для измерения углов от 50 ДО' 140°
угольник 5 снимают и вместо него в державку 8 вставляют ли-
нейку 6. При измерении углов от 140 до 230° в державку 8. ус-
танавливают угольник 5 со снятой, державкой 7 и без линейки.
Внутренний угол определяют вычитанием от 360° показаний
шкалы при снятой державке 3. Таким образом предел измере-
ния угломером равен 0—320%
Углы, измеряемые угломером в пределах от 0 до 180° приня-
то называть наружными, а углы свыше 180° —внутренними,
причем йх отсчет также ведется от 0 до 180°. Поэтому пределы
измерения угломера типа УН часто указывают раздельно: для
наружных углов 0—180°, для внутренних 40—180°.
Угломер типа УМ также состоит из основания с закреплен-,
ной на нем линейкой. Подвижная линейка вращается на оси
вместе с нониусом, снабженным узлом микрометрической пода-
чи. На подвижной линейке державкой можно закрепить уголь-
ник. Угломером можно измерять углы от 0 до 180°. Углы от О1
до 90° измеряют при установленном угольнике, а'углы свыше
'90° — без угольника. В последнем случае к отсчету по. шкале
угломера следует црибавлять 90°.
Отсчет по угловому нониусу производят аналогично отсчету
по нониусу штангенинструмента. На угломере с нониусом целое
число градусов отсчитывают по шкале основания слева направо
по отношению нулевого штриха нониуса, число минут отсчиты-
вают по штриху нониуса, совпавшему со штрихом основной
шкалы.
Оптический угломер (рис. 2, а) имеет цилиндрический кор-
пус, которым жестко -скреплена основная линейка 6 со сквоз-
ным продольным пазом. Сменная линейка 1 может поворачи-
ваться относительно основной и перемещаться в продольном на-
правлении. При больших углах поворота конец сменной линей-
ки входит в паз основной. На верхней крышке 3 установлена
ртсчетная лупа 5 увеличением 16х. Линейка 1 может быть за-
фиксирована в продольном направлении поворотом рычага 2.
Установленный угол этой линейки фиксируется поворотом коль-
ца 4 с накаткой. Прилагаемая к угломеру съемная подставка S;
фиксируемая винтом 7, имеет плоскую и призматическую рабо-
чие поверхности. Шкала угломера нанесена на стеклянной пла-
стине 9 и состоит из четырех секторов до 90° с ценой деления 1°.
На стекле другой стеклянной пластины 10 нанесены прямая и
обратная минутные шкалы с ценой деления 5'. В поле зрения
лупы 5 одновременно видны обе минутные шкалы и ч’асть гра-
дусной шкалы. Целое число градусов отсчитывают по делению
шкалы, находящемуся в пределах минутной шкалы, минуты от-
считывают по минутной шкале относительно градусной шкалы..
На рис. 2, б показано поле зрения окуляра.
4. Порядок выполнения работы
Способы эксплуатации угломеров
Углы всевозможных сложных контуров, уступов и выемок
измеряют путем различных комбинаций отдельных измеритель-
ных звеньев угломера.
Перед измерением необходимо проверить нулевую установку
угломера, для чего измерительные поверхности линейки осно-
вания и съемной линейки совместить и при отсутствии просвета
между ними' проверить, совпал ли нулевой штрих нониуса и ос-
нования. ,
Одной из измерительных поверхностей является поверхность
основания угломера, которая совпадает с диаметральной плос-
костью шкалы основания. Второй измерительной поверхностью
угломера, соприкасающейся с измеряемым изделием, в зависи-
мости от значения измеряемого угла, могут служить измери-
тельные поверхности линейки; угольника или сектора. Угломеры
оснащены устройством точной подачи.
При работе* с угломером деталь устанавливают между изме-
рительными поверхностями 1 инструмента, предварительно на-
строенного на измеряемый размер. Окончательную установку
до исчезновения просвета (если он окажется) производят при
248
помощи микрометрической подачи, после чего положение ин-
струмента стопорят гайкой и делают отсчет показаний по ос-
новной шкале и по шкале нониуса.
Измерение углов угломером типа УН показано на рис. 3
(рис. 3, а — измерение внутреннего угла; рис. 3, б, в — измере-
ние наружных углов).
Рис. ,3
Для измерения углов от 0 до 50° инструмент собирают пол-
ностью; к сектору присоединяют угольник, к которому держав-
кой прикрепляют линейку. При измерении наружных углов от 0
до 50° показания снимают по правой части шкалы. Углы от 50
до 140° измеряют, удалив угольник и' поставив вместо него
в державку линейку так, чтобы линейка была прижата к изме-
рительной поверхности сектора угломера. Углы от 140 до 230°
измеряют угломером с угольником без линейки, а углы от 230
до 320° измеряют без угольника и линейки.
Измерение углов от 0 до 90°угломером типа УМ производят'
при установленном угольнике, а углов свыше 90° — без уголь-
ника. В последнем случае к отсчету по шкале угломера следует
прибавить 90°.
Правильность наладки измерительного инструмента на за-
данный угол и отсчета его значения можно проверить, ориенти-
руясь на один из углов, кратный прямому: 90°, 1806 и 270°. Убе-
дившись, в какой квадрат попал измеряемый угол, можно при-
мерно оценить его значение, а затем сделать правильный отсчет
по основной шкале и нониусу.
Угломер типа УН имеет ряд преимуществ перед другими:
широкие пределы измерения, возможность измерять как наруж-
ные, так и внутренние углы, возможность перемещения подвиж-
ной части с помощью зубчатого сектора и трибки.
Недостатки угломера: сравнительно сложное устройство, на-
личие большого количества звеньев, затрудняющих измерения
и увеличивающих погрешность.
В отличие от угломера УН угломер УМ прост по устройству
и более удобен в эксплуатации^ Порядок работы после наладки
и принцип отсчета по угломеру УМ аналогичен угломеру УН.
Поверка угломеров i
Угломеры поверяют по ГОСТ 13006—67.
1.,При внешнем осмотре на наружных поверхностях деталей
угломеров устанавливают отсутствие царапин, забоин, следов
коррозии и других дефектов, влияющих на точность измерений.
Острые края деталей должны быть притуплены, детали — раз-
магничены; штрихи шкал и цифры должны быть отчетливыми
и хорошо видимыми. Штрихи нониуса должны перекрывать
штрихи шкалы и при их совмещении составлять одну линию.
При совпадении первого штриха нониуса СО' штрихом шкалы
основания последний Штрих нониуса должен совпадать с соот-
ветствующим штрихом этой шкалы.
2. При опробовании необходимо убедиться, что подвижные
детали угломеров надежно закреплены в требуемом положении
и перемещаются плавно. Мертвый ход микрометрической подачи
не должен превышать V4 оборота. При фиксации установленного
угла стопорным устройством показания угломера не должны,
изменяться; у оптических угломеров допускается изменение по-
казаний не более чем на 0,5 ширины штриха.
У оптических угломеров не должно наблюдаться также па-
раллакса шкалы; поле зрения лупы должно быть зеленым (у
угломеров с двумя нониусами). В поле зрения не допускаются
точки, пузыри, выколки, царапины и другие дефекты размером
более 0,2 видимого расстояния между штрихами нониуса.
Размагниченность деталей угломера поверяют мелкими де-
талями (массой около 0,1 г), изготовленными из мягкой стали,
3. Расстояние от верхней кромки нониуса до основания из-
меряют щупом класса точности 2 размером 0,22 мм. При повер-
ке угломеров, находящихся в эксплуатации, допускается поль-
зоваться щупом размером 0,25 мм. Щуп накладывают на верх-
нюю поверхность основания угломера вплотную к кромке но- >
ниуса. Край нониуса должен быть на уровне или чуть ниже по-
верхности щупа, что определяется на глаз.
4. Отклонение измерительных поверхностей угломеров от
плоскостности и прямолинейности определяют методом световой
щели лекальной линейкой типа ЛД класса 0. При ширине из-
мерительных поверхностей угломеров от 2 мм и более лекаль-
ную линейку накладывают по диагонали исследуемой поверхно-
сти. При наличии у измерительной поверхности продольной про-
рези лекальную линейку накладывают вдоль каждой половины
поверхности и, кроме того, по общим диагоналям, перекрывая
прорезь. При ширине поверхности менее 2 мм измерение мо-
жет быть произведено на плоской поверхности четырехгранной
.линейки типа ЛЧ (отклонение от плоскостности линейки ЛЧ
не должно превышать 0,001).
Просвет оценивают сравнением с образцом просвета, состав-
ленным из концевых мер класса точности 2 по ГОСТ 9038—73
и плоской стеклянной пластины типа ПИ60 по ГОСТ 2923—75,
либо с помощью бруска для определения значения просвета.
Отклонение не должно превышать 0,003 мм при отсчете по но-
ниусу 2' и 5'.
5. Шероховатость поверхностей нерабочих угломеров изме-
ряют визуальным сличением с образцами шероховатости, а1 из-
мерительные поверхности съемной линейки —на профилометре
по методике, изложенной в лабораторной работе № 43 либо № 44.
1 Параметр Ra шероховатости измерительных поверхностей
угломеров должен быть не более указанного в табл. 3 ГОСТ
13006—67.
6. Основную погрешность угломеров определяют путем их
сравнения с угловыми мерами 4-го разряда или класса точно-
сти 2 или блоков угловых мер (в этом случае меры должны
‘быть 3-го разряда или класса 1).
Основная погрешность угломеров как при зажатом, так и
при незажатом стопоре не должна превышать: ±2Л—у угломе-
ров с отсчетом 2'; ±2,5' — у оптических угломеров с ценой де-
ления минутной шкалы 5'; ±5' — у оптических угломеров с це-
ной деления 10' и угломеров с отсчетом по нониусу 5'.
Показания угломеров поверяют контактным методом, сов-
мещая измерительные поверхности линеек без просвета с из-
мерительными поверхностями угловых мер.
Основную погрешность угломера типа УМ. с отсчетом по но-
ниусу 2' и 5' определяют съемным угольником при углах 0°;
15° 10'; 30°20'; 45°30/; 60°40'; 75°50'; 90° и без съемного угольника
при угле 90°.
Поверку угломера типа УН производят в двух положениях;
в положении при углах 0°; ,15°10'; 30°20'; 45°30/; 50° в положе-
нии при углах 50°; 60°40'; 75°50' и 90°.
Оптические угломеры поверяют в положениях: при 0° при
углах 15°10/; 30°10/ и 90°; при угле 45° с последовательной ус-
тановкой обёйх линеек, входящих в комплект; при углах 45°30';
60°40';' 75°50/; 90°.
Оптические угломеры при угле 0° поверяют путем определе-
ния с помощью микрометра параллельности поверхностей /—1
и 2—2, а также поверхности 1—1 опорной поверхности подстав-
ки на длине короткой стороны. Во втором случае при определе-
нии параллельности между опорной поверхностью подставки и
измерительной поверхностью микрометра прокладывают плоско-
параллельную меру.
Пример оформления и обработки результатов поверки угло-
мера типа УН с величиной отсчета по нониусу приведен в таб-
лице.
Из таблицы видно, что основнай погрешность угломера на-
ходится в допуске.
Д-ля определения параллельности измерительной поверхно-
сти 1—1 линейки плоскости призмы подставки в последнюю ук-
ладывают цилиндр.ических валик (конусность которого не пре-
вышает 0,015 мм на длине 100 мм), после чего определяют па-
раллельность поверхности 1—1 образующей валика.
Поверяемые углы Результат поверки Погреш- ность
I положение
0°' 0° —
15°10' 15°10' —
30°20' 30°22' +2'
45°30' 45°30'
50° 50° —
II положение
50° 50° —
60°40' 60°38' —2'
75°50' 75°50' —
90° 90° —
. 5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1 ,
Измерение углов изделий угломерами
Завод-изготовитель Заводской номер > Предел измерения Цена деления основной шкалы, . Отсчет по нониусу Инструментальная погрешность , Температура воздуха в поме- щении 0рС
Номер измеряемой детали
Принципиальная схема угломера ;Эскиз измерения изделия
Результаты измерений углов изделия, угл. градусы
Обозначе- ние углов Отсчеты по шкалам Среднее арифме- тическое Предельные размеры по чертежу
1 2 3
Заключение о годности детали,________________________.
Фамилия учащегося • Группа
Дата выполнения работы , Дата сдачи работы
Подпись учащегося . .Оценка
Подпись преподавателя ________________________________
ПРОТОКОЛ № 2
Поверка угломеров с нониусом и оптических
Завод-изготовитель ’ •_____________
Заводской номер ,
Предел измерения __________________
Основная погрешность
Отсчет по нониусу______________•1 2 3 4 5 6 .
Температура окружающей среды—°C
Схемы поверки угломеров
Результаты поверок
Операция
1. Внешний осмотр
2. Опробование ' i
3. Измерение расстояния от верхней кромки ‘
края нониуса до основания
4. Поверка отклонения от плоскостности и >
прямолинейности измерительных поверхностей !
5. Определение шероховатости измеритель-' ‘
ных поверхностей
6. Определение основной погрешности угло-
меров
Заключение о годности ______________________________________________
Фамилия учащегося ‘ Труппа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка ______________________________;_____:_______
Подпись преподавателя \-
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 27
УГОЛЬНИКИ ПОВЕРОЧНЫЕ 90°.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы /
Изучить устройство поверочных угольников с углом 90°, их
технические и метрологические данные. Измерить изделия уголь-
никами и поверить их. Обработать результаты измерений, офор-
мить их протоколом установленной формы и дать заключение
о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Угольники поверочные 90° по ГОСТ 3749—77, плита пове-
рочная класса 0 по ГОСТ 10905—75, средства поверки по ГОСТ
8.408—80; изделия, подлежащие измерениям.
3. Общие сведения
Поверочные угольники применяются для измерений и раз-
метки прямых углов, контроля перпендикулярности расположе-
ния деталей при монтаже различного оборудования и для конт-
роля точности различных изделий. Поверочные угольники мож-
но разделить на лекальные и слесарные. К лекальным относят-
ся угольники УЛ — лекальные, УЛП — лекальные плоские,
УЛЦ — лекальные цилиндрические; к слесарным — УП — слесар-
ные плоские, УШ — слесарные с широким основанием. Измери-
тельные поверхности лекальных угольников типа УЛ и УЛП
должны быть закруглены радиусом (0,2±0,1) мм.
Основные размеры угольников типов УЛ, УЛП, УП и УШ
указаны в табл. 1 ГОСТ 3749—77. Основные размеры угольни-
ков типа УЛЦ должны соответствовать указанным в табл. 2
ГОСТ 3749—77.
Угольники должны изготовляться трех классов точности —
см. табл. 3 ГОСТ 3749—77.
4. Порядок выполнения работы
- Для контроля изделий, т. е. для определения отклонения
йзделий от перпендикулярности могут быть использованы как
лекальные, так и слесарные угольники, а также угольники в со-
четании с различными приспособлениями. Углы изделия пове-
рочными угольниками контролируют контактным методом пу-
тем оценки размера просвета между угольником и контроли-
руемым объектом сравнением с образцом просвета при помощи
щупов и концевых-мер.
' Лекальные угольники образуют линейный контакт длинной
стороны с плоскостью измеряемого изделия. Слесарные уголь-
ники образуют поверхностный контакт с плоскостью измеряе-
мого изделия. <
При контроле угольниками по методу световой щели требу-
ется, чтрбы контакт, бЁтл по возможности линейным, в связи
с чем при контроле точных углов применяют лекальные уголь-
ники, а при более грубых — слесарные.
При измерении прямого угла угольник накладывают на де-
таль или устанавливают таким образом, чтобы одна сторона
жестко (без просвета) прижималась к стороне детали, по раз-
меру просвета другой стороны судят о точности угла.
Погрешность, т. е. отклонение от перпендикулярности, оп-
ределяют по размеру световой щели концевыми мерами либо
щупом.
Отклонение обозначают в долях миллиметра на определен-
ной длине либо в долях градуса. Значения отклонений приведе-
ны в таблице.
а Отклонения при 1, мм, равном а Отклонения при 1, мм, равном
ю 100 10 100
10' 0,03 0,3 50' 0,14 1,4
20' 0,06 0,6 60' 0,17 1,7
30' 0,08 0,8 120' 0,35 3,5
40' 0,1 1,1 180' 1 0,52 5,2
При контроле методом световой щели необходимо установить
отсутствие просвета между измерительными поверхностями или,
если он имеется, его размер. При освещенности 100—150 лк
просвет между плоской поверхностью1 изделия и рабочей по-
верхностью лекальной линейки невооруженным глазом можно
обнаружить, начиная примерно с 1,5—2 мкм.
Для более точной оценки просветов
применяют образец просвета, составлен-
ный из концевых мер различных разме-
ров, притертых к плоской стеклянной
пластине, и лекальной линейки, которую
накладывают на поверхность крайних
концевых мер одинакового номинально-
го значения. Просвет, который нужно
определить, сравнивают, на глаз с обра-
зовавшимися просветами и по идентич-
ности просветов определяют его размер.
Такое определение можно выполнить с
погрешностью порядка 1—1,5 мкм при
малых просветах (до 5 мкм) и порядка Рис- 1
2—3 мкм при больших просветах (до 10 мкм). При просветах
более 10 мкм используют щупы по ГОСТ 882—75.
Для оценки просвета более 1 мм- применяют концевые меры
длины. На одну ,из сторон измеряемого угла детали устанав-
ливают концевую меру 1 (рис. 1), к которой подводят до упора
угольник. Пользуясь другой концевой мерой 2, определяют рас-
стояние между верхней частью рабочей поверхности угольника'
и стороной измеряемого изделия. Меру 2 подбирают либо по
ощущению тугого контакта, либо по проскальзыванию меры
между изделием й угольником. Разность между размером кон-
цевых мер 1 и 2 является искомым размером просвета на дли-
не I. - .
Можно производить измерения углов изделий, пользуясь
специальными приспособлениями и образцовым угольником.
Поверка угольников. Поверочные угольники с углом 90° по-
веряют по ГОСТ 8.408—80. Перед поверкой угольники должны
быть промыты авиационным бензином и протерты.
1. При внешнем осмотре должно быть обнаружено отсутст-
вие на наружных поверхностях угольников вмятин, царапин и
других дефектов, ухудшающих их внешний вид или влияющих
на эксплуатационные качества угольников. На рабочей поверх-
ности угольников должны быть нанесены: товарный знак пред-
приятия, год выпуска, номер стандарта.
2. Размагниченность угольника проверяют феррозондовым
полюсоискателем ФП-1 или деталью из низкоуглеродистой ста-
ли массой до 0,1 г, которая не притягивается к угольнику.
3. Шероховатость измерительных и опорных поверхностей
угольников, выпускаемых из производства, следует определять
профилометрами или микроинтерферометром типа МИИ; после
ремонта — путем сравнения с рабочими образцами шероховато-
сти. Измерительные поверхности угольников должны быть за-
круглены радиусом (0,2±0,1) мм.
Методика определения шероховатости излагается в лабора-
торной работе № 42 либо № 43'. Шероховатость измеритель^
ных и опорных поверхностей угольников на базовой длине
0,25 мм по ГОСТ 2789—73 должна соответствовать'значениям,
приведенным в табл. 10 ГОСТ 3749—77.
Шероховатость Ra боковых поверхностей' корпуса у уголь-
ников типа УЛ на базовой длине 0,8 мм'^0,63 мкм. Шерохова-
тость Ra боковых и торцовых поверхностей у угольников типов
УЛП и УП на базовой длине 0,8 мм'^0,63, у угольников типа
УШ Ra^. 1,25 мкм.
4. Радиус закругления измерительных поверхностей уголь-
ников типов УЛ- и УЛП проверяют двумя предельными шабло-
нами радиусом 0,1 и 0,3 мм не менее чем в трех точках, рав-
номерно расположенных ,до длине контролируемой поверхности,
либо с помощью специальной свинцовой пластины толщиной
1 мм, в торец которой вдавливают измерительную поверхность
угольника и инструментального микроскопа, на котором опре-
деляют радиус образовавшейся вмятины.
5. Отклонение от плоскостности контролируемой поверхно-
сти при поверке плоской стеклянной пластиной класса 2 опре-
деляют путем подсчета. интерференционных полос либо по ис-
кривлению интерференционных полос. Если длина контролируе-
мой поверхности превышает'диаметр пластины, ее следует по-
верять по участкам, при этом отклонение неплоскостности б на
каждом участке не должно превышать АМ2, где А — допускае-
мое отклонение от плоскостности на всей длине .контролируемой
поверхности; п — число участков. При определении отклонения
от неплоскостности лекальной линейкой ее накладывают на
контролируемую поверхность в продольном, поперечном и двух
диагональных направлениях.
Неплоскостность опорных поверхностей угольников типа
УЛЦ поверяют не менее чем в четырех диаметральных сече-
ниях.
Непрямолинейность и неплоскостность определяю^ образца-
ми просвета.. Отклонение от плоскостности измерительных и
опорных поверхностей угольников типа УШ с высотой Н, рав-
ной Ю00 и 1600 мм, угольника типа УЛЦ поверяют специаль-
ными приспособлениями. .
. Прямолинейность измерительных поверхностей угольников
типов УЛ, УЛП и УЛЦ поверяют линейками типа ЛЧ класса 0
с широкой рабочей поверхностью. При поверке угольники сле-
дует поворачивать в цлрскрсти опорной поверхности на угол
± 15° от среднего вертикального положения, наблюдая макси-
мальный просвет. Прямолинейность образующих угольников’
типа УЛЦ должна быть поверена не менее чем в шести местах,
равномерно расположенных по поверхности цилиндра.
Отклонения от плоскостности измерительных поверхностей Б
и В, а также отклонения от плоскостности и параллельности
опорных, поверхностей Г и Ж на длине Н угольников типа УП
и УШ не должны превышать значений, указанных в табл. 5
ГОСТ 3749—77.
Отклонения от прямолинейности и измерительных поверхно-
стей Б и В на длине И и L, а также отклонения от плоскостно-
сти и Параллельности опорных поверхностей Г и Ж на длине Н
угольников типов УЛ и УЛП не должны превышать значений,
указанных в табл. 6 ГОСТ 3749—77.
Отклонения от прямолинейности измерительных поверхно-
стей Б на длине Н, а также отклонения от плоскостности опор-
ных поверхностей Г угольников типа УЛЦ не должны превы-
шать значений, указанных в табл. 7 ГОСТ 3749—77..
Выпуклость опорных поверхностей угольников-всех типов не
допускается.
6. Параллельность опорных поверхностей угольников типов
УЛП, УП и УШ поверяют относительно образцовых поверхно-
стей контактными измерительными приборами (оптиметрами,
измерительными головками типа ИГ и многооборотными инди-
каторами типа, МИГ'и др.).
При поверке угольников классов 0 и 1 в качестве образцовых
поверхностей применяют поверочные плиты класса 01 (с уче-
том их отклонения от плоскостности), а для угольников клас-
са 2 — поверочные плиты класса б. Поверяемый угольник 1 ус-
танавливают на плите 2 (рис. 2). Сферический наконечник из-
мерительной головки 4 приводят в контакту верхней опорной
поверхностью угольника. Перемещая стойку 3 с измерительной
головкой вдоль длинного, а затем короткого ребер поверяемой
поверхности, определяют отклонение от параллельности как
разность между максимальным и минимальным отсчетом по
шкале измерительной головки (в значения допускаемых откло-
нений от параллельности включены допускаемые отклонения от
плоскостности поверяемой поверхности).
7. Перпендикулярность измерительных поверхностей а к
опорным поверхностям b у угольников типа УЛЦ поверяют
специальным приспособлением (рис. 3). На поверочной плите
класса 0 укреплен цилиндрический ролик (упор) и массивная
стойка с отверстиями для установки микрометров с ленточным
наконечником (в качестве микрометров могут быть использова-
ны пружинные измерительные головки типа ИГП и рычажно-
зубчатые головки типа ИГ и МИГ с ценой деления 0,001 мм).
Оси отверстий расположены на расстоянии, равном изменению
размера длинной стороны угольников. Поверяемый угольник
располагают на плите и прижимают к упору. Измерительную
головку устанавливают в соответствующее отверстие й закреп-
ляют стопорным винтом. Измерительный наконечник головки
приводят в соприкосновение с измерительной поверхйостью
угольника на расстоянии 2—3 мм от верхнего края. Рабочая
поверхность ленточного наконечника должна быть параллель-
ной образующей цилиндрического упора (отклонение от парал-
лельности не должно превышать 0,002 мм-на длине плоскости
наконечника). Прижав угольник к упору, последовательно в
точках /, 2, 3,.4 производят отсчеты а2, а3, соответственно.
> Отклонение от перпендикулярности измерительных поверх-
ностей к опорным определяют из следующих соотношений:
д 3#! — Д2 — #3 — #4 . * д 3<^2 ~ — ^8 — ^4 .
1- 4 >2— 4
Д3 —
За3 — — ^4
4
За* — — аъ — а$
; Д4 —
4
где А! — отклонение от перпендикулярности измерительной по-
верхности 5—Z к опорной поверхности 1—2; Д2— отклонение
от перпендикулярности измерительной поверхности 2—4 к опор-
ной поверхности 2—/; Д3— отклонение от перпендикулярности
измерительной поверхности 1—3 к опорной поверхности 3—4;
Д4 — отклонение от перпендикулярности измерительной поверх-
ности 2—4 к опорной поверхности 4—3.
Положительный результат указывает, что отклонение от
перпендикулярности направлено в сторону увеличения рабоче-
го угла, отрицательный — в сторону его уменьшения.
Поверка должна быть проведена не менее чем в трех диа-
метральных сечениях угольника. Угольник считается годным,
если ни одно из отклонений не превышает допускаемого зна-
чения.
Перпендикулярность измерительных поверхностей а к опор-
ным поверхностям b у угольников типов УЛ, УЛП, УП и УШ
поверяют на приспособлении методом сличения с образцовым
угольником. При поверке угольников с плоской измерительной
поверхностью (типов УП и УШ) ленточный наконечник заме-
няют сферическим.
В качестве образцовых угольников применяют: угольники
класса 0 типа УЛЦ для поверки угольников 0 и 1 классов всех
типов; угольники класса 1 или 0 (без учета их отклонений) Для
поверки угольников класса 2 типов УП и УШ. Высота Н об-
разцового угольника должна быть равна высоте поверяемого.
Поверку проводят следующим образом: образцовый угольник
прижимают к упору, микромер (измерительную головку) уста-
навливают в отверстие стойки, расположенное на высоте верх-
него края угольника. Перемещая микромер в отверстии, подво-
дят его к стороне угольника (на 2—3 мм от ее верхнего края).
Дав небольшой натяг, микромер устанавливают ‘в нулевое по-
ложение или положение, близкое к нулю, и зажимают стопор-
ный винт крепления микромера. Производят отсчет си по шкале
измерительной головки. Затем, убрав образцовый угольник,
к упору и микромеру подвозят поверяемый угольник, устанав-
ливают его в то же положение и производят .второй отсчет ог2.
Отклонение от перпендикулярности (Д) определяют по фор-
муле
Д == 32 —L + До,
где До — отклонение от перпендикулярности образцового уголь-
ника.
Для поверки рабочих углов угольников применяют прибор
модели ПКУ (рис. 4), состоящий из чугунной литой станины 1
со стойкой 2, на которой перемещается и устанавливается на не-,
обходимой высоте измерительная каретка 3. На установочной
плоскости станины закреплены две базовые линейки (правая и
левая), которые могут перемещаться в поперечном направлении
(направляющие линейки), для 'установки угольников в зависи-
мости от их размеров. Поверяемый угольник 4 подводят к под-
вижным упорам (рычажной системе), соединенным с измери-
тельным стержнем отсчетного устройства попеременно с правой
и левой сторон прибора. Индикатор измерительной каретки по-
кажет отклонение угольника от прямого угла. Разновидностью
описанного приспособления является приспособление, которым
можно определить , отклонение от перпендикулярности внутрен-
него угла. В нижней части стойки такого приспособления име-
ется прямоугольный паз, через который пропускают короткую
сторону угольника, предварительно повернув его на 180°. Ис-
пользуя предыдущую1 установку по образцовому угольнику, оп-
ределяют отклонение от перпендикулярности внутренней сторо-
ны поверяемого угольника.
Отклонение от перпендикулярности определяют по выше-
приведенным формулам.
Отклонения от перпендикулярности измерительных поверх-
ностей Б и В к опорным поверхностям Г и Ж для угольников
всех тйпов на длине Н не должны превышать значений, указан-
ных в табл. 4 ГОСТ 3749—77.
8. Перпендикулярность боковых поверхностей угольников
типов УП и УШ к опорной поверхности поверяют на поверочной
плите образцовым угольником с соответствующими размерами
длинной стороны. К боковым сторонам поверяемого угольника
поочередно, то к одной, то к другой подводят образцовый уголь-
ник измерительной поверхностью. При поверке угольников типов
УШ под образцовый угольник предварительно помещают пове-
рочную линейку с широкой рабочей поверхностью.
Отклонение от перпендикулярности определяют. по размеру
зазора между боковой стороной поверяемого угольника и рабо-
чей гранью образцового угольника, измеряемого при помощи
щупа или сличением с «образцом просвета». Это Отклонение не
должно превышать значений, указанных в табл. 8 ГОСТ
3749—77.
9. Прочность соединения линейки угольника типа УШ с ос-
нованием проверяют следующим образом. Предварительно уголь-
ник устанавливают на приспособление, описанное в п. 7, и про-
изводят отсчет по шкале измерительной головки. Установив, про-
кладки, основание угольника закрепляют в тисках и к свободно-
му концу линейки подвешивают на 2—3 мин гирю массой 20, 30
или 40 кг (в зависимости от размера угольника). После снятия
нагрузки угольник вновь устанавливают на поверочную плиту,
прижимают к упору и производят новый отсчет по шкале изме-
рительной головки.
. Соединение линейки угольников типа УШ с основанием дол-
жно выдерживать статическую нагрузку, указанную в табл. 11
ГОСТ 3749—77.
Угольник считаете?) годным, если отсчет по шкале головки
после приложения нагрузки не изменился.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерение изделий угольниками 90Q
Завод-изготовитель? ' Заводской номер
Тип угольника Номер измеряемого изделия
Класс угольника •______ Температура воздуха в поме-
' ' щении°C
Отклонение от перпендикулярности образцового угольника на длине Н=
_______. мм, равно мкм
Принципиальная схема угольника
Эскиз измеряемой детали
Результаты измерений углов деталей
Отсчеты Среднее арифмети- ческое Предельные размеры по чертежу
Обозначе- ние углов 1 2 3
Заключение о годности детали ______________________________
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка' ____________________________________
Подпись преподавателя "
ПРОТОКОЛ№2
Поверка угольников 90°
Завод-изготовитель Заводской номер ;
Тип угольника Температура,°C
Класс_________________________
Отклонение от перпендикулярности образцового угольника на длине Н
мм, равно мкм
Схемы поверки угольников
Результаты поверок
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования ’ Результат поверки а С к
1 1. Внешний осмотр 2. Проверка размагниченности 3‘ Определение шероховатости поверхностей 4. Проверка радиуса закругления измери- тельных поверхностей угольников типа УЛ и УЛП 5. Определение отклонения от плоскостности и прямолинейности измерительных и опорных поверхностей 6. Поверка параллельности опорных поверх- ностей угольников типов УЛП, УП и УШ 7. Поверка перпендикулярности измеритель- ных поверхностей к опорным 8. Пове'рка перпендикулярности боковых по- верхностей угольников типов УП и УШ к опорной поверхности , 9. Проверка прочности соединения линейки угольников типов УП и УШ - г
Заключение о годности Группа
Фамилия учащегося Дата сдачи работы
Дата' выполнения работы Оценка • .
Подпись учащегося
Подпись преподавателя ______________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 28
ЛИНЕЙКИ СИНУСНЫЕ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы ’
Изучить устройство синусных лицеек, их технические и мет-
рологические данные. Измерить изделия синусными линейками.
Поверить синусные линейки. Обработать результаты измерений
и оформить их протоколами установленной формы. -Присвоить
синусной линейке соответствующий класс либо указать причину
забракования.
s 2. Применяемые приборы и оборудование
Линейки синусные по (ГОСТ 4046—80, образцовые средства
поверки по ГОСТ 8.165—75, деталь, подлежащая измерению.
3. Общие сведения
/
Синусные линейки применяют для измерения тригонометри-
ческим методом различных угловых изделий: угловых шабло-
нов, угольников, конусов и т. д„ а также для проведения ле-
кальных работ.
Синусные линейки выпускают трех типов: I (ЛС) — синус-
ные линейки без опорной плиты с одним наклоном; II (ЛСО) —
синусные линейки с опорной плитой с одним наклоном;
III (ЛСД) — синусные линейки с опорной плитой с двумя на-
клонами.
Синусные линейки II типа с расстоянием между осями ро-
ликов 200, 300 и 500 мм выпускают с центрами. Основные раз-
меры синусных линеек приведены в табл. 1 ГОСТ 4046—80.
По точности изготовления синусные линейки выпускаются
двух классов точности 1 и 2. Пределы допускаемых погрешно-
стей линеек при установке их на углы до 45° не должны превы-
шать значений, указанных в табл. 2 ГОСТ 4046—80.
Синусная линейка представляет собой столик с плоской
рабочей поверхностью с прямбугольными пазами, в которых
укреплены два цилиндрических ролика одинакового диаметра.
Оси роликов взаимно параллельны, а плоскость, касательная
к нижним образующим обоих роликов, параллельна рабочей
поверхности линейки. К столику прикреплены боковые и упор-
ная планки. Рабочие поверхности боковых планок перпендику-
лярны к осям роликов, а упорная- планка — параллельна их
осям.
Измерение углов на синусной линейке основано на тригоно-
метрическом принципе (синусный метод). Если поместить си-
нусную линейку на поверочную плиту и под один из роликой
установить концевые меры, то линейку можно повернуть на оп-
ределенный угол. Зависимость между углом а установки линей-
ки, расстоянием L между осями роликов и размером блока
концевых мер следующая: Zt=Lsina (рис.
Зависимость погрешности угла установки ба от погрешности
блока концевых мер б/z и погрешности расстояния 6L между
осями роликов определяется формулой
8a" = 2_L2£i(8/l_'8£sina). (1)
. Leos a . 4
Погрешность измерения на синусной линейке увеличивается
с увеличением угла, поэтому на синусных линейках рекоменду-
ется измерять углы только до 45°.
4. Порядок выполнения работы
Измерение деталей на синусной линейке. На поверочную
плиту класса точности 0 устанавливают синусную линейку и
штатив типа ШМ-1 с измерительной головкой с ценой- деления
0,001 мм. На* столик синусной линейки помещают измеряемое
изделие, подводят его к упорным планкам, предохраняющим
его от смещения, й укрепляют струбцинкой. Для установки на
заданный угол под один из роликов подставляют блок концевых
мер, размер которого h = L sin a. i ' '
’ Отклонения определяют в линейных величинах, которые пу-
тем тригонометрических вычислений преобразуют в. угловые ве-
личины. Для получения большей точности установки линейки
синус угла наклона необходимо определять по таблицам Бра-
диса. , . .
Блок концевых мер подбирают таким образом, чтобы верх-
няя плоскость у плоских деталей либо верхняя образующая
у конусов были расположены параллельно поверочной плите,
т. е. при измерении, по существу, определяют отклонение от па-
раллельности верхних образующих изделий плоскости повёроч-
ной плиты.
На рис. 1,а показан пример измерения на синусной линейке
угла при вершине наружного конуса. При измерении использо-
ван микромер, укрепленный в штативе типа ШМ-1. Прежде
всего необходимо подобрать блок концевых мер для установки
264
угла конуса, равного 20°32'. База синусной линейки L=100 мм.
По таблицам Брадиса определяем синус заданного угла:
sin 20°32'=0,35075. Размер блока концевых мер /г=100Х
X 0,35075=35,075 мм.. Подбираем концевые меры для составле-
ния блока: 1,005+1,07+3,0+30 мм=35,075 мм. Составленный
из концевых мер блок подставляем под ролик, возле которого
6
I
Рис. 1
расположена вершина измеряемого угла, получаем требуемый
угол поворота синусной’ линейки, а следовательно, й детали.
Теперь необходимо убедиться 'в том, что верхняя образующая
конуса расположена параллельно поверочной плите. Для того,
чтобы знак погрешности совпадал со знаком отклонения, пер-
вый отсчет необходимо производить при вершине измеряемого,
угла.
Если на длцне образующей конуса I (а не на расстоянии
между осями роликов синусной линейки) разность показаний
микромера составит bh мм, то отклонение угла при вершине
конуса
оа" = — • 2 • 105. ' (2)
I I
I ;
Конусность внутренних конусов измеряют, базируясь на их
внутреннюю1 поверхность.
Измерения на синусной линейке выполняют в два приема,
пользуясь микромером, укрепленным в штативе типа ШМ-1.
Синусную, линейку устанавливают под углом, равным половине
угла конуса (рис. 1,.б), а измеряемую деталь (конусную втул-
‘ку) — на синусную линейку нерабочей, поверхностью и закреп-
ляют струбциной. Для отсчета используют рычажно-зубчатый
или пружинный (малогабаритный индикатор), укрепленный, в
стойке. Наконечник индикатора касается внутренней поверхно-
сти в двух крайних точках нижней образующей. Если показания
индикатора одинаковы, т. е. нижняя, образующая параллельна
поверхности поверочной плиты, значит угол наклона нижней об-
разующей по отношению оси конуса будет равен углу наклона
.линейки.
Затем линейку наклоняют под тем же углом ' в обратную
сторону и проверяют положение верхней образующей. Угол при
вершине конуса равен сумме углов установки линейки и обна-
руженных отклонений углов при первом и втором Измерениях.
В случае наличия отклонений, погрешность угла определяют
так же, как при измерении конусности наружного конуса.
Поверка синусных линеек (на примере синусной линейки ти-
па!). Синусные линейки поверяют по Г.ОСТ 8.165—75.
Нормы точности синусных линеек приведены в ГОСТ
4046—80.
Для поверки используют авто коллимационный прибор АПСЛ,
оптическая схема которого представлена на рис. 2-. Пучок лучей
от источника 1, пройдя конденсор 2 и светофильтр 3, попадает
на автоколлимационную марку 4 и зеркало 5. Марка представ-
ляет собой пластинку, состоящую из двух склеенных между со-
бой стекол, одно из которых имеет серебряное покрытие. На
этом покрытии награвированы два взаимно перпендикулярных
штриха, образующих перекрестие. Освещенное лампочкой это
перекрестие светится на черном фоне. Зеркало 5 направляет
пучок лучей на призму-куб 6, склеенную из двух прямоугольных,
призм. ,В плоскости склейки • нанесен слой, отражающий часть
света. Развернутое расстояние от светящегося перекрестия до
объектива 11 равно фокусному расстоянию последнего, поэто-
му лучи выходят из объектива параллельным пучком. Отразив-
шись от зеркальной поверхности (например, стола прибора ли-
бо меры МУСЛ 13, установленной на синусной линейке 14),
расположенйой на пути, лучи пойдут в обратном направлении
и соберутся в фокальной плоскости объектива, образуя изобра-
жение перекрестия на. пластине 8 с минутной шкалой. Положе-
ние этого изображения в поле зрения автоколлиматора (рис. 3)
отсчитывается по шкалам оптического микрометра, состоящего
из линз компенсатора 7 (см. рис. 2), минутной 8 и секундной 9
шкал, наблюдаемых через окуляр 10. На 'объективную часть
прибора надевается специальный осветитель, состоящий из
лампочки 12, светофильтра и зеркала. Осветитель включают в
момент отсчета. Отсчет производят после того, как вращением
маховичка оптического микрометра совместят ось перекрестия
с осью ближайшего штриха минутной шкалы, включат осве-
титель и,произведут отсчет по обеим шкалам.
. Шкала автоколлиматора оцифрована таким образом, что при
повороте измеряемого объекта по часовой стрелке, автокрллима-
ционное изображение перемещается снизу вверх (от нуля в сто-
рону ^больших показаний) и наоборот.
К прибору прилагается мера МУСЛ (рис. 4).
Технические характеристики прибора АПСЛ следующие
Увеличение прибора 32х
Поле зрения •' i°20z
Цена деления секундной шкалы автоколли-
матора 1" _
Пределы измерения 10'
Отклонение от плоскостности рабочей по-
верхности плиты не более ' 1 мкм
Перемещение кронштейна по высоте 130 мм
При поверке синусной линейки необходимо соблюдать сле-
дующие условия: температура помещения должна быть
(20±2) °C; синусные линейки должны быть промыты авиацион-
ным бензином марки Б-70 и протерты листой салфеткой. Про-
должительность выдержки в помещении перед поверкой: для
синусных линеек массой до 10 кг не менее 4 ч, а массой более
10 кг не менее 6 4; в случае установки линеек на металлической
плите продолжительность сокращается соответственно- до 2 и
4 ч. При поверке, синусную линейку и концевые меры длины
следует брать салфёткой.
1. При внешнем осмотре устанавливают соответствие синус-
ной линейки требованиям ГОСТ 4046—80. На рабочих поверх-
ностях столика, роликов и упорных планок не должно быть за-
боин, раковин, коррозии, заусенцев и других дефектов, влияю-
щих на эксплуатационные качества синусных линеек. Упорные
планки должны быть с закругленными рабочими кромками, а
нерабочие поверхности деталей линеек иметь защитное анти-
коррозийное покрытие. Острые, края всех деталей должны быть
притуплены.
2. При опробовании проверяют качество сборки и размагни-
ченность синусной линейки. Головки винтов крепления роликов
должны быть затянуты до отказа и надежно прикреплять роли-
ки к столику и без люфта. Шарниры должны обеспечивать на-
дежное крепление столика к опорной плите линейки. Столик
должен поворачиваться относительно плиты плавно, без заеда-
ний и качки. Размагниченность линейки проверяют деталями из
низкоуглеродистой стали массой до 0,1 г.
3. Отклонение от плоскостности рабочих поверхностей сто-
лика и опорной плиты определяют интерференционным методом
плоской стеклянной пластиной типов ПИ100 и ПИ120 класса 2
путем оценки искривления интерференционных полос. Если пла-
стина не полностью перекрывает поверяемую поверхность, то
измерения производят по отдельным участкам, на которых оп-
ределяют отклонение от плоскостности по искривлению интер-
ференционных полос. По результатам этих измерений определя-
ют непрямолинейность по специальной методике.
Так.как в настоящей лабораторной работе рассматриваются
синусные линейки с небольшим расстоянием между осями ро-
ликов, то достаточно ограничиться отсчетами одной установки
пластины в. продольном и одной установкой в поперечном на-
правлении.
Отклонение от плоскостности больших поверхностей рассмат-
ривается в лабораторной работе № 39.
Наибольшее по абсолютному значению отклонение от пря-
молинейности (при поверке малых поверхностей), полученное по
результатам измерений в продольном направлении в средней
части поверхности, и в поперечном направлении в средней ча-
сти и у концов поверхности на расстоянии не более 5 мм от
края служит мерой неплоскостности йоверхности.
Отклонение от плоскостности рабочих поверхностей столика
и опорной плиты синусных линеек должны соответствовать тре-
бованиям, указанным в ГОСТ 4046—80.
Для синусных линеек, выпускаемых из ремонта и находя-
щихся в эксплуатации, допускается расширение отклонения от
плоскостности рабочих поверхностей столика и опорной плиты
на 30 % относительно значений, указанных в ГОСТ 4046—80
(для линеек класса 2).
4. Шерохватость Поверхности столика, опорной плиты и
роликов определяют сравнением с образцами шероховатости
или образцовыми деталями. Шероховатость рабочих поверхно-
стей столика и опорной плиты должна быть Ra.^.0,08 мкм по
ГОСТ 2789—73, шероховатость цилиндрических поверхностей
роликов должна быть ^«^0,04 мкм по ГОСТ 2789—73.
5. Отклонение от параллельности рабочей поверхности сто-
лика синусной, линейки и плоскости, касательной к нижним об-
разующим роликов определяют автоколлимационным методом.
Синусную линейку с расстоянием между осями роликов до
200 мм-устанавливают на стол прибора АПСЛ таким образом,
чтобы ее короткой ребро касалось упора стола. Регулируя вин-
тами положение стола прибора, находят автоколлимационное
изображение от плоскости стола и плоскости столика линейки.
Установку синусной линейки на стол прибора двумя роликами
можно назвать «нулевой установкой», т. е. установкой на «нуле-
вой угол».
Непараллельность поверхности столика линейки и плоскости
стола АПСЛ может быть вызвана неточностью изготовления
деталей линейки и ее сборки, возникающей из-за погрешности
диаметров и формы роликов, расстояния между осями роликов,
непараллельности поверхности столика плоскости опорной пли-
ты и др. <
Поверку следует проводить в двух плоскостях (перпендику-
лярной и параллельной оси роликов). В поле зрения окуляра
АПСЛ наблюдаются два изображения перекрестия, у которых
не совпадают горизонтальные линии. Несовпадение горизонталь-
ных линий указывает на непараллельность обеих плоскостей
(стола АПСЛ и столика линейки). По шкале автоколлиматора
определяют угол уь соответствующий углу между поверхностью
столика и плоскостью, касательной к нижним образующим ро-
ликов (плоскость стола прибора), измеренному в плоскости,
перпендикулярной к осям роликов. Для измерения угла yi меж-
ду горизонтальными линиями перекрестия следует совместить
изображения перекрестия с серединой минутной шкалы прибо-
ра регулировочными винтами стола АПСЛ; совместить горизон-
тальную линию одного из изображений перекрестия с ближай-
шим делением минутной шкалы маховичком оптического мик-
рометра; снять отсчет ATj по минутной и секундной шкалам
микрометра; совместить горизонтальную линию второго изобра-
жения перекрестия с ближайшим делением минутной шкалы
маховичком оптического микрометра; снять второй отсчет N2
по минутной и секундной шкалам микрометра; определить раз-
ность yi = AAfi=A^2 — где yi—угол между плоскостью сто-
лика синусной линейки и плоскостью стола АПСЛ.
Угол Yi измеряют четыре раза при новых установках синус-
ной линейки на столе прибора. За результат принимают среднее
арифметическое '
__ддт ДАГ1 4* 4* 4 AAZ4
Т1 —
Непараллельность hi в микрометрах между поверхностью
столика и плоскостью, касательной к нижним образующим ро-
ликов, измеренную в плоскости, перпендикулярной к осям роли-
ков, вычисляют по формулам:
“ hr= 4,84 • КНТ: • Т1, (3)
где L — номинальное расстояние между осями' роликов, мм
или
Л-1 = Ki • Т1,
где /С — коэффициент, значения которого для различных рас-
стояний L указаны в табл. 1 приложения к ГОСТ 8.165—75.
Для определения непараллельности в плоскости, параллель-
ной оси роликов, следует автоколлиматор повернуть в кронштей-
не на 90°, набюдая при этом за положением перекрестия в поле
зрения окуляра. Регулируя подъемными винтами положение
стола, находят автоколлимационные изображения марки, отра-
женные от стола прибора и столика синусной линейки. Для
того, чтобы определить, каким плоскостям соответствуют оба
автоколлимационных изображения, рекомендуется . каким-либо
непрозрачным предметом (например, бумагой) экранировать
последовательно обе отражающие поверхности. По аналогии
с измерением угла yi определяют угол у2 между поверхностью
столика линейки и плоскостью, касательной нижним образую-
щим роликов, измеренный в плоскости, параллельной оси . роли-
ков.
Непараллельность /г2 в микрометрах, соответствующую уг-
лу у2, вычисляют по формулам:
й2 = 4,84* 10-зв . Т2, (4)
где В — номинальный размер синусной линейки по короткому
ребру, мм
или h2= К2 • Та, , (5)
где Ki—коэффициент, значения которого для различных раз-
меров В указаны в табл. 2 приложения 9 к ГОСТ 8.165—75.
Отклонения от параллельности рабочей поверхности синус-
ной линейки, определяемые параметрами hi и Л2, должны соот-
ветствовать указанным в ГОСТ 4046—80.
6. Отклонение от параллельности рабочих поверхностей
упорных планок относительно осей роликов определяют на при-
боре АПСЛ. Синусную линейку с расстоянием L между осями
роликов до 200 мм устанавливают на стол прибора АПСЛ так,
чтобы короткое ребро синусной линейки касалось упора стола,
а автоколлиматор был повернут в кронштейне на 90° и зажат
винтом. Столик линейки наклоняют на угол 45°, подставив под
ролик соответствующий блок концевых мер (см. табл. 6 прило-
жения 9 к ГОСТ 8.165—75) и устанавливают меру МУС Л также
на угол 45°.
Многогранная мера МУСЛ представляет собой шестигран-
ную угловую меру типа 5 (ГОСТ 2875—75), грани которй обра-
зуют различные углы к основанию1 (рис. 4). Основные харак-
теристики угловой меры МУСЛ следующие.
Рабочие углы меры 15, 30 и 45°
Предел допускаемых отклонений
рабочих углов ±10"
Предельная погрешность значений
углов, записанных в аттестате меры ±1"
Допускаемая пирамидальность
шести граней меры 3"
Допускаемая непараллельность
'боковых сторон 2"
Шероховатость измерительных мкм {на базо-
поверхностей вой длине 0,08 мм)
Предел допускаемых4 отклонений • /
от плоскости не более:
измерительных поверхностей 0,15 мкм
остальных поверхностей 0,3 мкм
Регулируя установочные винты стола прибора ATIQJl, нахо-
дят автоколлимационные изображения марки, отраженные от
поверхности стола и меры. Измеряют угол (3 между поверхно-
стями стола и меры, значение которого соответствует расстоя-
нию между горизонтальными штрихами автоколлимационных
изображений марки. При этом отмечают положение вертикаль-
ных штрихов в изображениях марки, отраженных от стола при-
бора и поверхности меры МУСЛ.
Отклонение /г3 в микрометрах от параллельности рабочих
поверхностей упорных планок относительно осей, .роликов вы-
числяют по формулам:
й3 = 4,84- 10-з(6)
х cos а • '
где В— размер синусной линейки ho короткому ребру,, мм;
Y2 — угол между поверхностью столика и плоскостью, касатель-
ной нижним образующим роликов, измеренный в плоскости, па-
раллельной осям роликов; а'—угол наклона линейки, равный
45°
или ^з=Лз(₽±Т2),
где Кз — коэффициент, значение которого для различных раз-
меров В указаны в табл. 2 приложения 9 к ГОСТ 8.165—75.
Знак «плюс» берут, в том случае, когда наблюдается различ-
ное расположение вертикальных штрихов в изображениях мар-
кй при измерении углов 0 и у2> (т. е. когда, например, при из-
мерении угла у2 автоколлимационное изображение марки, отра-
женное от плоскости стола, левее автоколлимационного изобра-
жения, отраженного от столика синусной 4 линейки, а при
измерении угла 0, наоборот, автоколлимационное изображение
марки, отраженное от плоскости стола, правее изображения,
отраженного от плоскости меры МУСЛ).
Знак «минус» берут, когда расположение обоих автоколли-
мационных изображений марки при измерении углов 0 и у2
одинаковое. Значение параметра /г3, вычисленного по форму-
ле (6), должно соответствовать значениям, приведенным в ГОСТ
4046—80.
7. Отклонение от перпендикулярности рабочих поверхностей
боковых планок относительно осей роликов на длине L опреде-
272
ляют авто коллимационным методом. После поверки по п. 6 ме-
ру МУСЛ, не нарушая ее контакта с рабочей поверхностью
столика синусной линейки, передвигают и прижимают боковой
гранью к поверхности боковой планки. В этом положении меры
измеряют угол Pi между горизонтально расположенной поверх-
ностью меры и плоскостью стола прибора.
Отклонение /г4 в микрометрах от перпендикулярности рабо-
чих поверхностей боковых планок относительно осей, роликов
на длине L .вычисляют по формулам:
й4 = 4,84.10-3-^-.(₽1±Та), (7)
' cos а
где L — номинальное расстояние между роликами, мм; а —
угол наклона линейки, равный 45°; у2—угол между поверх-
ностью* столика синусной линейки и плоскостью, касательной
нижним образующим роликов, измеренный в плоскости, парал-
лельной осям роликов в соответствии с п. 5,
или 4 !
^4 ^4 * (Pi i Та)>
где — коэффициент, значение которого для различных рас^
стояний L указаны в табл. 1 приложения 9 $ ГОСТ 8.165—75.
Правило знаков такое же, как в п. 6.
Значение параметра /г4 должно соответствовать значениям,
указанным в ГОСТ 4046—80.
8. Разность диаметров парных роликов у синусных линеек
.1 типа определяют на горизонтальном оптиметре или оптико-
механической машине сравнением с концерыми мерами длины.
Цилиндрические ролики поверяют как гладкие калибры в трех
сечениях и двух взаимно перпендикулярных направлениях. При
измеренйи применяют сферические наконечники радиусом
14—20 мм. Разность диаметров парных роликов должна соот-
ветствовать значениям, указанным в ГОСТ 4046—80.
9. Отклонения расстояния между осями роликов синусной
линейки и параллельность их осей определяют на горизонталь-'
ном оптиметре или оптико-механической измерительной машине
сравнением с плоскопараллельными концевыми мерами длины.
Начальную установку оптиметра либо оптико-мехацической ма-
шины производят по блоку концевых мёр, размер которого ра-
вен сумме номинального расстояния L между роликами синус-
ной линейки и диаметра ролика. Сравнением с этим блоком
определяют расстояние А между роликами синусной линейки,
измеренное в средней части, наружных образующих.
Действительное расстояние £д между осями роликов вычис-
ляют по формуле
\ Ад = Д_^±^-. (8)
где d\ и dz — действительные диаметры роликов, измеренных на
горизонтальном оптиметре как гладкие калибры.
Отклонение от параллельности осей роликов на длине роли-
ков в синусной линейке I типа определяют по наружным обра-
зующим путем измерения расстояния А между роликами в трех
сечениях — у концов и посередине роликов., Отклонение от па-
раллельности осей роликов равно наибольшей по абсолютному
значению разности между тремя полученными измерениями.
При начальной установке оптиметра либо оптико-механиче-
ской измерительной машины по блоку, концевых мер, а также
при измерениях делают такую выдержку, чтобы показания при-
бора' в течение 10 мин не ^изменялись более чем на 0,1 мкм;
после этого производят отсчет по шкале оптиметра.
Отклонение действительного расстояния между осями роли-
ков и его номинального значения, а также отклонение от па-
раллельности осей роликов должно соответствовать значениям,
указанным в ГОСТ 4046—80.
. 10. Погрешность синусных линеек с расстоянием L между
осями роликов до 200 мм определяют на приборе АПСЛ при
установке на углы 15, 30 и 45°. Поверку проводят по угловой
мере МУСЛ. Синусную линейку устанавливают на стол прибора
так, чтобы ее короткое ребро Касалось упора стола..Синусную
линейку на углы 15, 30 й 45° устанавливают, подкладывая под
один из роликов блок концевых мер, номинальную длину ко-
торого Н в миллиметрах определяют по формуле
Я = £* since, (9)
где a — угол установки синусной линейки; L — номинальное
расстояние между осями роликов. Номинальная длина Н бло-
ков в зависимости от углов установки и расстояния между ося-
ми роликов синусной линейки, указана в табл. 6 приложения 9
к ГОСТ 8.165—75."На рабочую поверхность столика синусной
линейки ставят угловую меру МУСЛ так, чтобы ее передняя
грань упиралась в переднюю упорную планку. При этом другая
грань меры в соответствии с углом установки будет расположе-
на горизонтально. В поле зрения автоколлиматора наблюдают
два изображения марки: отраженное от стола прибора АПСЛ
или от поверочной плиты и от горизонтально расположенной
грани меры МУСЛ; производят отсчеты си и аг по шкале авто-
коллиматора в соответствии' с этими изображениями. По раз-
ности 0 = ai—,аг отсчетов определяют разность между углом
установки синусной линейки и соответствующим углом меры
МУСЛ.
Погрешность е синусной линейки вычисляют по формуле
е = 0 — 8 + т, (10)
где т— поправка к углу меры МУСЛ; б — поправка к углу ус-
тановки синусной линейки, вычисляемая по формулам:
§ — 206 (Яд-Я) П)
L cos а 9
где Н — длина блока; Нд — действительный размер блока , с
учетом поправок к концевым мерам длины, входящим в него;
L — расстояние между осями роликов (номинальное или дейст-
вительное) ; а — угол установки синусной линейки
или
& = Х8(Нд-Я),
где Хе — коэффициент, значения которого, в зависимости от
угла а установки и расстояния L между осями роликов, ука-
заны в табл. 7 приложения’9 к ГОСТ 8.165—75.
4 Разность НД—.Н выражена в микрометрах. Поправку т на
угол меры МУСЛ вычисляют по формуле т=ад— ац, где ад —
действительное значение угла меры МУСЛ, взятое'из аттеста-
та; ан — номинальное значение угла меры МУСЛ.
Знаки «плюс» и «минус» в формуле (10) указаны для слу-
чая, когда блок концевых мер длины установлен под роликом,,
расположенным ближе к стойке, несущей автоколлиматор. Если
ч блок концевых мер расположен под другим роликом, знаки ме-
няют на противоположные.
Погрешность синусной линейки должна соответствовать зна-
чениям, указанным в табл. 2 ГОСТ 4046—80. Для синусных ли-
неек, выпускаемых из ремонта и находящихся в эксплуатации
допускается увеличивать погрешность при установке синусных
линеек на углы 15, 30 и 45° на 30 % относительно значений, ука-
занных в табл. 2 ГОСТ 4046—80 (для синусных линеек класса
точности 2).
Пример определения погрешности автоколлимационным методом при ус-
тановке синусной линейки с L=100 мм на угол, равный 45Q.
1. По табл. 6 приложения 9 к ГОСТ 8.165—75 находим номинальную
длину Н блока концевых мер в миллиметрах, необходимого дЛя установки
линейки на угол а=45°. Получим Н=70, 7107 мм.
.2. Определяем действительную длину Яд блока- в миллиметрах, состоя-
щего из мер 50; 19,5 и 1,21 мм, по свидетельству на меры: Яд=7094 мм.
3. Находм разность Яд— Н——1,3 мкм.
4. Вычисляем поправку б к углу установки синусной линейки. По табл. 7
приложения 9 к ГОСТ 8.165—75 6=Л8(—1,3)=—3,8".
5. Определяем поправку т меры >МУСЛ на угол а, равный 45°. По атте-
стату ад = 45°05,3", следовательно, т=5,3".
6. Разность 0 между углом установки синусной линейки и углом меры
МУСЛ определяем по результатам измерений. Отсчет по шкале автоколли-
матора при наведении на изображение марки, отраженное от стола прибора
АПСЛ: сц = 4'42,0"; при наведении на грань меры МУСЛ а2=4'46,2<'; 0=
-------4,2"; е=—4,2"+3,8"+5,3"=4,9".
Из приведенных расчетов видно, что погрешность при уста-
новке синусной линейки на угол а = 45° соответствует значе-
ниям, указанным ГОСТ 4046—80 для линеек класса точности 1.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерение угла изделия на синусной линейке
I Техйические данные синусной линейки типа
Завод-изготовитель Заводской номер '
Расстояние между осями роликов, Отсчетное устройство типа
1мм Цена деления отсчетного устройст-
Ширина линейки, мм в а, мкм
Класс точности Температура окружающей среды—°C
f i
Погрешность синусной линейки при
установке на угол а
Принципиальная схема измерения изделия на синусной линейке
Расчетная формула Размер по чертежу Заключение о годности
Блок концевых мер длины, рассчитанный по формуле H=L sin а
Результаты измерений
Угол наклона синусной линейки а Блок конце- вых мер Н, установ- ленный под ролик, мм Отсчет по шкале микрометра веточках,' мкм Разность Отсчетов Погреш- ность, мкм
а b
Группа _________________________
Дата сдачи работы
Оценка __________________________
Заключение о годности ______________________________;_____________
Фамилия учащегося :
Дата выполнения работы
Подпись учащегося
Подпись преподавателя
276
ПРОТОКОЛ № 2
Поверка синусной линейки на автоколлимационном приборе АПСЛ
Завод-изготовитель . > Заводской номер - : Предел измерения Основная погрешность прибора Цена деления секундной шкалы Температура окружающей.среды—°C Цена деления минутной шкалы
Оптическая схема прибора АПСЛ Угловая мера МУСЛ «
Предел допускаемой погрешности ме- • ры по! аттестату . Результаты поверки
• \ Операция Краткая ха- рактеристи- • ка образцо- вых средств поверки Технические требования Результат поверки а о.£ ° о С к
1. Внешний осмотр 2. Опробование , 1 3. Определение отклонения от плоскостности рабочих поверхностей столика и опорной пли- ты 4. Определение шероховатости рабочих по- верхностей столика, опорной плиты и роликов 5. Определение отклонения от параллельно- сти рабочей поверхности сто'лика синусной ли- нейки и плоскости, касательной к нижним об- разующим роликов у линеек I типа 6. Определение отклонения от параллель- ности рабочих поверхностей упорных планок относительно осей роликов 7. Определение отклонения от перпендику- лярности рабочих поверхностей боковых пла- нок относительно осей ролцков на . длине. L ’ 8. Определение разности диаметров парных роликов .у синусных линеек 1 типа 9. Определение отклонения расстояния меж- ду осями роликов и параллельность их осей у линеек I типа 10. Определение погрешности синусных ли- неек и
Заключение о годности____________________________________________
Фамилия учащегося __________- Группа --------------------------------
Дата выполнения работы Дата сдачи работы ____________________;------
Подпись учащегося Оценка ____________________________________________—
Подпись преподавателя________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 29
КОНУСНЫЕ КАЛИБРЫ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство конусных калибров, их технические и
метрологические данные. Измерить изделия конусными калиб-
рами. Поверить конусные калибры* обработать результаты из-
мерений и оформить их протоколом установленной формы, дать
заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Калибры для конусов инструментов по ГОСТ 2849—77f уни-
версальный микроскоп по ГОСТ 14968—69, ножи универсальные
по ГОСТ 7013—67, синусная линейка по ГОСТ 4046—80, сред-'
ства поверки по инструкции 74—58.
3. Общие сведения
Любой из конусов — наружный (вал) или внутренний (от-
верстие) имеет четыре основных параметра: D— большой диа-
метр; d — малый диаметр; L — длина конуса и а — угол( конуса.
Параметры конуса составляют замкнутую цепь и связаны
следующей зависимостью:
D — d о , ,, D — d ,
—— = 2 tg а = К\ - — tg а = t,
где К—конусность; i — уклон (половина конусности); а —
угол уклона, т. е. угол между образующей и осью конуса (мож-
но пользоваться углом конуса 2а между верхней и нижней
образующей конуса).
Конические соединения имеют базы наружного и внутренне-
го конусов с расстоянием С между ними.
Базой конуса называется плоскость, перпендикулярная к его
оси, относительно которой определяется положение других се-
чений конуса. Базовым расстоянием конуса (Со или Св) назы-
вается расстояние от базы конуса до одного из его расчетных
сечений, принятого- за основное. Базовым расстоянием С со-
единения называется расстояние между базой наружного и ба-
зой внутреннего конусов, определяющее положение одной дета-
ли относительно другой. Базовое расстояние С в конических
соединениях может изменяться в зависимости от отклонений
диаметров и углов наружного и внутреннего конусов.'
Базовое расстояние связано с параметрами конусов зави-
симостью
Q — Вв — Dp 1
-2tgaB
Качество конического соединения и его работоспособность
зависят, прежде всего, от правильности образования угла со-
прягаемых конусов, а также от формы конической поверхности,
определяемой некруглостью в различных сечениях и непрямо-
линейностью образующих.
При высоких требованиях к точности конических соединений
необходимо нормировать допусками углы уклона и отклонения
поверхности конуса.
ч Калибры для конусов инструментов изготовляются комплек-
тами, состоящими из рабочих калибров — пробки и втулки и
контрольного калибра. 4
калибры, применяемые для проверки правильности’наруж-
ных и внутренних конусов инструментов, называются рабочими
калибрами; калибры, применяемые для контроля рабочих ка-
либров— контрольными (контркалибрами). Калибры (пробки и
втулки) для конусов. инструментов выпускают двух типов: 1 —
без лапок; 2 — с лапками. Калибры типа 1 используют для
контроля конусов инструментов без лапок, а калибры типа 2 —
для конусов инструментов с лапками. Калибр-пробка типа 1
имеет наружный , конус и рукоятку. На измерительной поверх;
ности конуса нанесены две риски. Базовый диаметр D отсчиты-
вается по переднему краю риски, обращенной к малому диа-
метру. Расстояние между рисками 4 соответствует допускаемо-
му изменению базового расстояния. Следовательно, первая ри-
ска определяет номинальный диаметр, вторая — предельный
диаметр. При контроле калибром-пробкой конусных втулок их
торец со- стороны большого диаметра должен располагаться
между рисками.
Калибр-втулка типа 1 представляет собой втулку для конт-
роля наружных конусов, имеющую внутри коническую, а снару-
жи цилиндрическую- поверхность с накаткой. На втулке сделан
уступ размером h. Торец проверяемого' изделия должен распо-
лагаться между торцом втулки и уступом. , • .
Калибр-пробка типа 2 отличается наличием лапки. Он пред-
назначен для контроля наружных конусов с лапками и имеет
на срезанной части две. риски. При контроле втулкой типа 2
лапка должна, располагаться между рисками.
Основные размеры и предельные отклонения, рабочих калиб-
ров конусов Морзе должны соответствовать указанным в табл. 1
и 2 ГОСТ 2849—77.
4. Порядок выполнения работы
Способы эксплуатации конусных калибров. В конических
деталях допусками ограничиваются угол конуса (или конус-
ность) и базовый диаметр.
В процессе контроля конусов рабочими калибрами требуется
установить, не выходят ли погрешности изготовления этих раз-
меров за пределы допуска. Конусность определяют путем при-
пасовки изделия по калибру «на краску», для ,чего на калибр
или изделие наносят тонкий слой краски (обычно берлинская
лазурь, смешанная с вазелином и машинным маслом); калибр
помещают в изделие и проворачивают примерно на % оборота.
Если краска растирается по поверхности изделия (калибра)
равномерно, это означает, что их конические поверхности при-
легают по всей длине и конус изделия соответствует конусу ка-
либра. Когда окрашивается только часть конуса вблизи боль-
шого или малого диаметра, угол конуса изделия не соответст-
вует углу конуса калибра.
Контроль с помощью конусных калибров можно назвать
комплексным, так как кроме определения конусности контроли-
руют базовое расстояние. Одновременно с контролем конусности
этим методом можно определить наличие непрямолинейности
образующей (окрашивается только средняя часть конуса или
только края), овальность (при повороте калибра часть кониче-
ской поверхности окрашивается, часть не окрашивается).
Отклонение диаметра определяют при проверке базового
расстояния. На калибрах имеются _две риски или уступ, указы-
вающие возможные пределы изменения базового расстояния.
При проверке калибр перемещают в осевом направлении отно-
сительно изделия. Если при совмещении конусов калибра и из-
делия торец детали располагается между рисками калибра (или
между уступом и торцом калибра), изменение базового расстоя-
ния находится в пределах допуска, ^тот метод дает недоста-
точно объективные результаты, так как связан с субъективной
оценкой результатов контролером. Тем не менее при известном
навыке контролера и небольшом слое краски (не более 3 мкм)
он обеспечивает достаточную для практических целей точность
контроля. Предельная погрешность припасовки деталей по кра-
ске составляет 24". .
Поверка конусных калибров. Калибры для конусов инстру-
ментов поверяют по инструкции 74—58.
1. При внешнем осмотре должно быть установлено отсутст-
вие‘ на рабочих поверхностях калибров царапин, рисок, следов
коррозии и других дефектов, ухудшающих внешний вид и экс-
плуатационные качества. Калибры должны быть размагничены.
2. Шероховатость поверхности определяют путем сличения
с образцами шероховатости. Шероховатость рабочей конусной
поверхности должна быть по ГОСТ 2789—73 у калибров-пробок
для степеней точности 3 й 4 не ниже /?а^0,04 мкм; у калибров-
пробок для степени точности 5 не ниже /?а^0,08 мкм; у калиб-
ров-втулок для степени точности 4\ не ниже /?а^0,16 мкм, а у
калибров-втулок для степени 5 не ниже Ra^.0,32 мкм.
3. Конусность калибров-пробок ’ можно определять тремя
методами: на универсальном микроскопе методом осевого сече-
ния, на синусной линейке и пневматическим методом.
3.1. Конусность калибров-пробок на универсальном микро-
скопе определяют методом осевого сечения специальными при-
способлениями— призматическими ножами,, установленными в
струбцинки.
Для измерения конусов используют прямые измерительные
ножи по ГОСТ 7013—67. На верхней, доведенной поверхности
ножа имеется риска, нанесенная параллельно рабочей кромке,
которую1 при измерениях подводят к образующей детали (ка-
либра).
В зависимости от расстояния от риски до рабочей кромки
ножи подразделяются на малые и большие; на малых риска
расположена на расстоянии 0,3 мм от кромки ножа, а у боль-
ших на расстоянии 0,9 мм. Рабочая высота ножа рассчитана
таким образом, чтобы при установке на микроскопе рабочая
кромка ножа «строго совпадала с осевым сечением калибра,
укрепленном в центрах* микроскопа. Обычно это расстояние рав-
но (5 ±0,004) мм. . :
Ввиду того, что при освещении снизу калибра, установлен-
ного в центрах, видимый в микроскопе контур его изображения,
проецируемый на окулярную сетку, не является точным изобра-
жением осевого сечения, возникла необходимость при помощи
ножей определять размеры калибра в осевом сечении. Конусный
калибр,, прямые ножи и струбцинки промывают бензином и на-
сухо протирают салфеткой. Устанавливают калибр в центрах
микроскопа, а струбцинки укрепляют с обеих сторон калибра
на продольной каретке. На струбцинках укрепляют поочередно
(т. е. по ходу измерения) призматические прямые ножи, кото-
рые подводят к образующим конуса без просвета (рис. 1). На
штриховой окулярной пластине в угломерной головке микроско-
па нанесены пунктирные штрихи на расстоянии 0,3 и 0,9 мм от
центрального пунктирного штриха. Если пунктирную линию
штриховой сетки совместить с риской ножа с расстояние'м
0,3 мм, то центральная пунктирная линия штриховой пластины
точно совпадет с лезвием ножа. Применение малых и больших
ножей обусловливается тем, что головка микроскопа изготов-
лена так, что наилучшая точность'визирования получается в
средней части поля зрения. По мере удаления точки визирова-
ния от центральной части поля .зрения возникает дополнитель-
ная- погрешность за счет оптических искажений. Поэтому не-
обходимо при измерении пользоваться участками сетки, распо-
ложенными наиболее близко к центру.
Рис. 1
Метод проверки конусности на универсальном микроскопе
сводится к измерению двух диаметров на некотором расстоя-
нии друг от . друга и расстоянию, между ними. Расстояние от
переднего торца до сечения,- в котором измеряется меньший
диаметр (d), должно быть не менее 2 мм.
Измерения производят ножами в, каждом осевом сечении
калибра не менее двух раз.
Действительное значение конусности калибра К определяют
по формуле
К = О)
где Ь — больший измеренный диаметр; d — меньший измерен-
ный диаметр; L — расстояние между сечениями, в которых, из-
меряли диаметры D n d.
Нож приставляют к образующей конуса без просвета. Ма-
ховичком угломерной головки штриховую окулярную пластину
с находящейся на ней пунктирной линией поворачивают и ус-
танавливают’на риску ножа (положение /.на рис. 1). Снимают
первый отсчет по шкале отсчетного микроскопа поперечного
хода. Одновременно можно снять первый отсчет и по шкале
отсчетного микроскопа- продольного хода. Затем каретку попе-
речного, хода переводят в положение 2 и уже верхнюю пунктир-
ную линию совмещают с риской другого ножа, приставленного
к верхней образующей калибра. Нож приставляют после того,
как переведена штриховая головка, т. е. перекрестие пластины
расположилось на образующей конуса так, чтобы не было по-
перечных смещений каретки. Производят второй отсчет попе-
речному отсчетному микроскопу или по Щкаде поперечного
хода. Разность двух отсчетов по шкале поперечного хода дает-
значение меньшего диаметра d. Переместив продольную каретку
с калибром на расстояние L, к образующей приставляют прямой
нож (положение 5). Совместив верхнюю пунктирную линию с
риской ножа, производят первый отсчет в плоскости большого
диаметра по поперечной шкале и второй отсчет по продольной.
Разность отсчетов по. продольной шкале и будет расстоянием
между .измеряемыми диаметрами L. Для измерения D, необхо-
димо каретку поперечного хода перевести в нижнее положение,
т. е. в положение 4, приставить к образующей нож, совместить
с риской ножа уже нижнюю пунктирную линию сетки и произ-
вести отсчет по отсчетному микроскопу поперечного хода. Раз-
ность отсчетов в положении, 3—4 в плоскости большого диамет-
ра даст размер большого измеренного диаметра D.
Затем по формуле (1) подсчитывают конусность К.
3.2. Конусность на синусной линейке поверяют следующим
образом. Синусную линейку устанавливают на поверочную пли-
ту класса точности 0. Под один из роликов линейки подклады-
вают блок концевых мер 4-го разряда, размер которого h оп-
ределяют по формуле
> ft = Lsin2a, . (2)
где L — расстояние между осями роликов линейки; 2a — номи-
нальный угол конуса поверяемого калибра.
Рис. 2
Калибр устанавливают на синусную линейку и производят
отсчет показания пружинной головки, укрепленной на стойке
типа ШМ-1, в точках а и Ь, соответствующих наивысшей обра-
зующей (рис. 2). Расстояние от точки b до переднего торца
должно быть не менее 2 мм.
Отклонение угла йонуса от его номинального размера, выра-
женное в угловой мере 62a, подсчитывают по формуле
п п
tg Ъ2а = или S2a = • (2 • 105)", (3)
где п—разность показаний пружинной головки в точках а и
N — расстояние меясду точками а и b (определяют масштабной
линейкой);
Знак отклонения выбирают на основании следующего пра-
вила: если показание пружинной головки в точке а больше, чем
в точке &, то угол конуса больше номинального; если показание
в точке b больше, чем в точке а, то угол конуса меньше номи-
нального.
Пример. Номинальное значение угла поверяемого конусного калибра
2а=1°29'15". Расстояние между точками а и Ь, измеренное линейкой, N=
= 80 мм. По формуле H=L sin 2а= 100-sin 1°29'15" находим размер требуе-
мого блока концевых мер. Он получается равным 2,596 мм. Подкладывая
под -ролик блок концевых мер размером 2,596 мм и проверяя параллельность
верхней образующей конуса плоскости плиты, убеждаемся, что показания
пружинной головки возрастают от большего диаметра к меньшему, а имен-
но, разность показаний в точках а и b равна 0,02 мм, тогда
Отклонения конусности не должны выходить за пределы,
указанные в табл. 1. ГОСТ 2849—77.
4. Диаметр D по нижнему краю передйей риски можно оп-
ределять на микроскопе одновременно с поверкой конусности
методом осевого сечения.
5 и 6. Расстояние между рисками h у калибров-пробок
(п. 5) и расстояние от переднего торца до нижнего края перед-
ней риски I (п. 6) определяют на универсальном микроскопе
методом осевого сечения. Отклонения не должны выходить за
пределы, указанные в табл. 1 и 2 ГОСТ 2849—77.
7. Симметричность плоскостей лапки относительно оси ка-
либра (размер 6/2) поверяют пружинной головкой и призмой
(рис. 3). Толщину лапки калибра
предварительно измеряют микро-
метром класса точности 0. Калибр
* устанавливают в призме и выров-
\ О/ нив его положение микрокатором
__( (т. е. установив лапку по показани-
ям головки так, чтобы в точках 1
. и 2 были нулевые, показания), ук-
репляют струбцинкой и снимают
первый отсчет. Затем калибр пово-
рачивают на 180° и снимают второй
отсчет.
Расстояние от плоскостей лапок
до оси калибра определяют путем
прибавления полученной полураз-
ности отсчетов из половины толщи-
ны лапки. Отклонения размера &/2
не должны выходить за пределы,
Рис. 3 указанные в табл. 1 ГОСТ 2849—77.
8. Прямолинейность образующих калибров-пробок опреде-
ляют лекальной линейкой на просвет при искусственном осве-
щении не менее чем по четырем образующим, равномерно рас-
положенным по окружности. .
Отклонения от прямолинейности образующих калибра не
должны превышать 1,6 и 2,5 мкм для калибров-пробок степеней
точности 3 и 4 соответственно (см. табл. 4, 5 СТ СЭВ 178—75).
9. Припасовку пары калибров по рабочим коническим по-
верхностям поверяют следующим образом. Калибр-втулку при-
пасовывают к парному с ним калибру-пробке по краске. Рабо-
чую поверхность пробки полностью покрывают слоем краски..
Пробку вводят во втулку ц слегка поворачивают, при этом кра-
ска должна покрыть всю поверхность втулки. Количество коль-
цеобразных разрывов не должно превышать двух. Ширина раз-
рывов не должна превышать соответственно 3 и 2 мм для
конусов Морзе 0, 1, 2, 3 и 4 и метрических 4 и 6; 5 и 6, конусов
Морзе и метрических 80 и 100.
Прилегание конусных поверхностей калибра-втулки и конт;
рольного калибра-пробки должно быть не менее 90 % при кон-
такте по малому диаметру.
Толщина слоя краски при контроле припасовки калибров
не должна превышать значений, указанных в' табл. 3 ГОСТ
2849—77. .
Втулки считаются предельно изношенными, если расстояние,
между торцом, втулки и передним краем первой риски на конт-
рольном калибре-пробке достигнет 20 % расстояния h между
рисками на пробке.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Поверка конусных калибров
Основные технические характеристики конусных калибров
Завод-изготовитель Угол ^онуса 2
Тип конусного калибра _______ Допускаемое отклонение
Конусность конусности \
Степень точности __________________
Температура воздуха в помещении ( ______°C
Эскиз•конусных калибров Схемы поверки отдельных элементов
Результаты поверки
Операция Краткая ха- рактеристи- ка образцо- вых средств поверки Технические требования - Результат поверки Погреш- ность, мкм
1. Наружный осмотр « 2. Определение шероховатости поверхности 3. Определение конусности калибров-пробок
3.1. Поверка методом осевого сечения
Схема поверки
№ п/п • d Разность L Разность D
1-Й отсчет th 2-Й отсчет йъ d\—d2 1-й отсчет 2-й отсчет L2 Li—L2 1-й отсчет Di 2-й отсчет d2
Конусность К=________;__________________________
3 а кл ючение 4
3.2. Поверка на синусной линейке '
Расстояние между осями роликов_____________________________________
Размер блока концевых мер _________________________________________
При измерениях применяют рычажно-механический прибор, с ценой деле-
ния _______:______________
Схема поверки
Показания : в точке а прибора, мм в.точке b Разность показаний а—Ь = с, мм ' Расстояние между • точками а и Ь, мм Отклонение конус- . ности ДК= 1
1 2 -
Заключение __________________________:_____________________________
4. Поверка диаметра по нижнему краю передней риски — D.
5. Поверка расстояния между рисками h.
6. Поверка расстояния от переднего торца до нижнего края передней
риски Z.
Схема поверки
. № П/'lF 1-й от- счет Du мм 2-й от- счет d2, мм Di-D2 1-й от- счет Ль. мм 2-й от- ' счет Л2, мм hi-h2 1-й от- счет А, мм 2-й от- счет Za, мм. Zi-Z2
1 2
7. Определение симметричности плоскостей лапок относительно оси ка-
либра.
8. Определение прямолинейности образующих калибров-пробок.
9. Припасовка по рабочим коническим поверхностям
Заключение р годности_________________________________
Степень точности,__;_________________________:________
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения Дата сдйчи работы
Подпись учащегося J Оценка
Подпись преподавателя:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 30
ТЕХНИЧЕСКИЕ УРОВНИ.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
/
1. Цель работы
Изучить устройство технических уровней, их технические и
метрологические данные. Произвести измерения с помощью
уровней. Поверить технические уровни. Обработать результаты
измерений и оформить их протоколом установленной формы,,
дать заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Уровни брусковые и уровни рамные по ГОСТ 9392—75,
уровни с микрометрической подачей ампулы, по ГОСТ 11196—74г
детали или узлы для измерения, средства поверки по инструк-
ции 131—61.
3. Общие сведения
Уровни предназначены для контроля горизонтального й вер-
тикального расположения поверхностей. Уровнями измеряют
малые углы гониометрическим методом, так как шкала уровня
нанесена по дуге окружности радиусом, примерно равным,206 м.
Уровни можно разделить по назначению, принципу действия,
и конструктивным особенностям, по форме и цене деления ам-
пулы.
В зависимости от способа применения и конструкции тех-
нические'уровни относят к: установочным, брусковым, рамным,
с микрометрической подачей ампулы и другим (гидростатиче-
ские, индуктивные, электронные и др.).
Наиболее широко применяются бруско-
вые, рамные й микрометрические уровни.
К основным деталям уровня относятся:,
корпус с опорной базой, основная продоль-
ная ампула, установочная ’ поперечная, ам-
пула и регулировочное приспособление для
установки нулевого положения. Главной
деталью является ампула по ГОСТ
2386—73. Размеры ампул стандартизова-
ны. Интервал между штрихами у цилинд-
рических ампул равен 2 мм.
Под ценой деления шкалы ампулы пдд-
Рис. 1 разумевается значение угла, на который
необходимо наклонить ампулу в верти-
кальной плоскости, проводящей через ось,. чтобы пузырек пе-
реместился на одно деление шкалы. * ' •
На рис. 1 изображен отрезок дуги внутренней поверхности
ампулы, на котором показаны расстояние / между соседними
штрихами шкалы и радиус 7? кривизны дуги. Центральный
угол -г, стягиваемый .хордой I, равен цене деления ампулы, вы-
раженной-в угловых минутах или сшдщдах. Центральный угол
можно представить как тангенс угла наклона и выразить его
в мм/м.
Можно установить зависимость между ценой деления уровня,
выраженной в мм/м и угловых секундах.
т — — мм/м; т" = — • 2 • 105 = 2", если R = 2 • 105 мм,
К я
а 1 = 2 мм; т = 2 мм— =0,01 мм/м.
200000'мм
Отсюда, цена деления уровня, равная 0,01 мм/м соответст-
вует в угловой мере 2" (для цены деления 2"радиус. кривизны
равен 206265 мм» 2-10® мм»200 м).‘
По ГОСТ 2386—73 ампулы уровней изготовляют следующих
типов: АК—ампулы круглые малой точности, с ценой деления
от 5' до 60', заполненные ректификованным этиловым спиртом;
АЦП — цилиндрические простые (с постоянной, при заданной
288
температуре, длиной пузырька) с ценой деления от 10" до 90\
заполненные этиловым спиртом; АЦК — цилиндрические ком-
пенсированные с ценой деления шкалы от 4" до 40", заполнен-
ные этиловым эфиром; АЦР—цилиндрические камерные с ре-
гулируемой длиной пузырька с ценой деления шкалы от 1" до
20", заполненные этиловом эфиром.
Брусковый уровень служит для контроля горизонтального
расположения плоских и цилиндрических поверхностей. Им
можно определять как горизонтальность, так и вертикальность
расположения поверхностей. Рамный уровень отличается от
брускового уровня формой корпуса с четырьмя взаимно перпен-
дикулярными рабочими поверхностями. Нижняя, верхняя и одна
из боковых рабочих поверхностей имеют призматические выем-
ки для установки на цилиндрических поверхностях.
Рамные и брусковые уровни с ценой делния 0,02 и 0,05 мм/м
выпускаются с длиной L рабочей поверхности, равной 200 и по
заказу 250 мм.
Уровни с ценой деления 0,10 и 0,15 мм/м выпускаются с
длиной L рабочей поверхности, равной 100; 150; 200 и по за-
казу 250 мм. \
Рамные и брусковые уровни имеют ограниченные пределы
измерения по шкале ампулы. Для измерения больших углов
наклона плоских и цилиндрических поверхностей относительно
горизонтального положения применяются микрометрические
уровни. Согласно ГОСТ 11196—74 уровни изготовляются двух
типов: 1 — с ценой деления 0,01 мм/м и пределом измерения
±10° (±0°34') и 2 — с ценой деления 0,10 мм/м и пределом
измерения ±30° (±Г43').
На рис. 2; а показан микрометрический (оптический) уровгень
1-го типа, на рис. 2, б — поле зрения уровня. Механизм и оп-
тическая часть смонтированы на основании 14 и закрыты литой
крышкой 6. Основание имеет плоские и призматические рабочие
поверхности. Ампула 3 уровня установлена в корпусе 7, подве-
шенном на шарнире из плоских пружин 1 и 2. Наклон ампулы
по отношению к рабочим поверхностям уровня производится
микровинтом 13 через рычаг 4, вращающийся на оси 5, опираю-
щейся на . призму. Имеющийся на конце малого плеча рычага
эксцентрик служит для настройки номинальной цены деления
уровня, равной 0,01 мм/м. Вращение микровинта производится
головкой 12, на лимбе которой нанесено 100 делений. Целое
число оборотов шкалы лимба отсчитывается по шкале оборо-
тов 11 с 20 делениями. Сквозь вырез верхней части крышки
уровня видны три окна в пластине 10: крайние окна со знаками
« + » и «—» служат для определения смещения пузырька ам-
пулы, а среднее — для точного определения при помощи двух
призм 9 нулевого положения пузырька; При установке корпу-
са 7 с ампулой 3 в горизонтальное положение наблюдаемые
в среднее окно при помощи призм половины противоположных
концов пузырька 8 совмещаются (рис. 2,6). Ампула освещается
через окна, расположенное в передней и задней стенках крыш-
ки уровня. Уровень в нулевое положение устанавливают, пово-
рачивая лимб относительно микровинта после освобождения
трех винтов, крепящих головку лимба. При этом шкалу оборо-
тов устанавливают на число 10.
б а
Рис. 2
4. Порядок выполнения работы
Измерения техническими уровнями. Брусковыми уровнями с
ценой деления 0,1 мм/м устанавливают станину станка. Уровень
показывает отклонение станины на три деления. Это значит, что
для правильной установки станины длиной 2 м необходимо ее
наклонить на 0,6 мм (0,1ХЗХ2=0,6 мм). Наклон может быть
выражен и в угловых единицах: 0,01 мм/м соответствует 2",
следовательно, цена деления уровня равна 20", т. е. - угол на-
клона станины длиной 2 м будет равен 120".
Рамными уровнями контролируют положение вертикальных
объектов, а также положения потолочных балок, сводов, тра-
верс и др. Если рамный уровень приложить боковой стороной
к вертикальной поверхности, то пузырек ампулы покажет от-
клонение этой поверхности от вертикального положения. Если
рамный уровень приложить верхней стороной к нижней поверх-
ности свода, траверсы или балки, то пузырек покажет ее от-
клонение от горизонтального положения. Пример контроля пря-
молинейности направляющих техническими уровнями с обра-
боткой результатов измерений с построением графика показан
в лабораторной работе № 38. Удобны в применении микромет-
рические уровни с ценой деления 0,01 мм/м.
При измерениях после установки уровня на измеряемую по-
верхность через крайние окна определяют направление сме-
щения пузырька. В случае смещения пузырька в сторону «+»
головку лимба вращают по часовой стрелке. Когда в поле зре-
ния среднего окна становятся видны оба конца пузырька, вра-
щение замедляют и добиваются их точного совмещения (см.
рис. 2, б). После этого отсчитывают целые миллиметры по шка-
ле оборотов (цена деления 1 мм/м) и сотые доли миллиметров
по лимбу (цена деления 0,01 мм/м).
Если шкала счетчика оборотов смещена на 2 деления, а шка-
ла лимба на 30 делений, то уклон контролируемой поверхности
равен 2,30 мм на 1 м (шкалы смещаются от начального поло-
жения).
Перед измерениями необходимо проверить нулевую установ-
ку уровня. При перестановке прибора, на 180° на поверочной
плите класса точности 0 или 1 уровень должен давать одинако-
вые показания (отклонения). Если результаты измерения будут
отличаться друг от друга, то поправочное значение вычисляют,
используя следующие значения: 12,15—1-й отсчет; 7,95 (после
перестановки уровня на 180°)—2-й отсчет; среднее арифмети-
12 5 I 7 95
ческое —р ’— = 10,05 ; юстировочное значение 10,05—10=
= 0,05. , .
Нулевую установку осуществляют, поворачивая лимб голов-
ки, для чего ослабляют три винта, находящиеся ца его головке
и поворачивают шкалу на число делений, равное вычисленной
величине. После закрепления винтов следует проверить правиль-
ность нулевой установки.
Ошн 0,1м* 4мм на 1000мм 0,1мм*24=2,4мм 15мм+0,1мм *18=16,8мм
Рис. 3
На рис. 3 показан пример отсчета по шкалам микрометри-
ческого уровня 2-го типа (с ценой деления 0,1 мм/м). Микро-
метрической головкой поворачивают оправу с ампулой. Неболь-
шие уклоны'определяют по основной шкале (по шкале продоль-
ной ампулы), а большие уклоны определяют по показаниям
микрометрической головки. Перед измерениями ось ампулы
уровня устанавливают параллельно его рабочим поверхностям,
при этом край скоса барабана должен вплотную подрйти к ну-
левому штриху стебля, а продольная риска стебля установиться
против штриха бйрабана.
При определении значений больших уклонов вращением ба-
рабана устанавливают ампулу в нулевое положение (т. е. в
положение, когда ось пузырька совпадает с осью ампулы).
Уклон опредёляют по шкалам микрометрической головки. Каж-
дое деление шкалы стебля, определяемое скосом барабана, со-
ответствует уклону 5 мм на 1000 мм, а каждое деление шкалы
барабана соответствует уклону 0,1 мм на 1000 мм.
Поверка технических уровней. Перед поверкой уровни необ-
ходимо очистить от смазки и выдержать в помещении, где про-
изводится поверка, не менее 6 ч.'Температура помещения долж-
на быть стабильна и не должна отличаться от нормальной
(20 °C) более чем на ±2 °C при поверке рамных, брусковых и
микрометрических уровней.
.1. При внешнем осмотре устанавливают следующее: стекло
ампулы уровня со стороны шкалы должно быть прозрачным,
без царапин и других пороков, затрудняющих отсчет; наполняю-
щая ампулу жидкость должна быть также прозрачна без какой-
либо мути в виде хлопьев или осадков; штрихи шкалы ампулы,
штрихи и цифры на шкале микрометрического устройства дол-
жны быть отчетливыми, ровными и одинаковыми по толщине и
окрашены; ампула уровня должна быть прочно закреплена в
оправе; рабочие поверхности уровня не должны иметь царапин,
забоин и коррозии, препятствующих плотному соприкосновению
этих поверхностей с поверхностью поверяемого объекта;-все на-;
ружные поверхности уровня, за исключением измерительных,
должны иметь антикоррозийное покрытие.
2. При опробовании устанавливают взаимодействие частей
микрометрического уровня. Вращение микрометрического вин-
та уровня на всем пределе измерения должно быть свободным,
без скачков и заеданий.
Плавность перемещения пузырька микрометрического уровня
проверяют, медленно поворачивая винт микрометрической пода-
чи самого уровня, установленного на поверочной плите, и на-
блюдая за перемещением пузырька с одного конца ампулы на
другой при прямом и обратном направлениях.
Плавность перемещения пузырька рамного и брускового
уровня проверяют на экзаменаторе, установленном на повероч-
ной плите класса 1. Поверяемый уровень помещают на экзаме-
натор и его регулировочными винтами приводят пузырек попе-,
речной ампулы в среднее положение. Затем, пользуясь микро-
метрическим винтом экзаменатора, медленно перемещают пу-
зырек продольной ампулы уровня вдоль шкалы из одного край-
него положения в другое в прямом и обратном направлении.
Перемещение пузырька должно быть. плавным, равномерным
без задержек и скачков,
Размагниченность уровней определяют. на приборе ФП-1,
либо при помощи деталей малоуглеродистой стали массой 0,1 г.
3. Отклонение от плоскостности рабочих поверхностей осно-
вания уровней определяют следующим образом: лекальную ли-
нейку ЛД-0-200 накладывают на рабочую поверхность, основа-
ния в трех положениях — продольном и двух диагональных на-
правлениях и оценивают значение просвета между рабочими
поверхностями основания уровня и линейки сравнением с об-
разцом просвета, составленным из концевых мер длины клас-
са 1—для микрометрических уровней типа 1, класса 2 — для
всех остальных уровней.
Отклонение от плоскостности рабочих поверхностей уровней
рамных и брусковых, имеющих притертую либо шаброванную
поверхность не должны превышать значений, указанных в
табл. 1.
Таблица 1
Цена деления уровней,
мм/м
Предел допускаемых отклонений, от плоскостности, мм,
не более, при длине о’снова ния уровня
0,02
0,05
0,10
0,15
I
100 и 150 мм
200 и 250 мм
0,004
0,006
0,004
0,005
0,006
0,010
. Отклонения от плоскостности рабочих поверхностей основа-
ния микрометрических уровней по ГОСТ 11196—74 не должны
превышать 0,002 мм у уровней типа 1 и 0,006 мм у уровней ти-
па 2. Выпуклость рабочих поверхностей не допускается.
4. Правильность нулевой установки уровней по отношению
ко всем их опорным плоскостям и призматическим выемкам
проверяют при помощи поверочной плиты класса О либо экза-
менатора модели 130, контрольного цилиндрического валика
(конусообразность не более 0,3 мкм). Для рамных уровней для
этой проверки дополнительно используют прямоугольную приз-
му с двумя параллельными поверхностями, отклонение от па-
раллельности которых не должно превышать цены деления
поверяемого уровня. -
Перед поверкой нулевой установки уровней, рабочие поверх-
ности экзаменатора, поверочной плиты й цилиндрического ва-
лика должны быть выставлены в горизонтальное или вертикаль-
ное положение с погрешностью, не превышающей половины це-
ны деления поверяемого уровня.
Рабочую поверхность экзаменатора, поверочную плиту и ци-
линдрический контрольный валик в горизонтальное положение
устанавливают следующим образом. Брусковый уровень накла-
дывают на устанавливаемую поверхность и замечают по шкале
положение одного из концов пузырька. Затем уровень повора-
чивают на 180° и снова замечают положение по шкале того же
конца пузырька (обращенного теперь в другую сторону).
Если относительное смещение пузырька при указанных двух
положениях превышает одно деление шкалы, то устанавливае-
мую поверхность регулировочными винтами выравнивают так,
чтобы пузырек уровня стал посередине между двумя замеченны-
ми положениями.
Установку плоских поверхностей производят в двух взаимно
перпендикулярных направлениях.
ч Аналогичным образом рабочие поверхности прямоугольной
призмы и контрольного валика устанавливают в вертикальное
положение, но при помощи рамного уровня. Рамный уровень
прикладывают к устанавливаемым поверхностям своей бЬковой
поверхностью и после поворота на 180° переводят в положение,
при котором он прижат той же своей поверхностью к противо-
положной стороне призмы или валика. Призму и контрольный
валик устанавливают на поверочной плите.
4.1. Нулевую установку брусковых и рамных уровней по от-
ношению к "его нижней рабочей поверхности проверяют следую-
щим образом. Поверяемый уровень ставят на плиту или экза-
менатор вплотную к укрепленной на их рабочей поверхности
упорной планке и производят'отсчет по одному из концов пу-
зырька основной ампулы. Затем уровень поворачивают на 180°
и производят отсчет по второму концу пузырька, обращенному
в ту же сторону, как и при первом Отсчете.
"Разность отсчетов, при этих двух положениях уровня не
должна превышать половины деления шкалы уровня, а по от-
ношению среднего положения V4 деления.
При повороте уровня на 180° необходимо устанавливать его
точно на то же самое место плиты (т. е. до упора), на котором
он находился при первом положении.
Согласно ГОСТ 9392—75 при установке уровня основанием
на горизонтальную плоскость или на горизонтально располо-
женный цилиндр отклонение пузырька' основной ампулы от
среднего (нулевого) положения не должно превышать */4 деле-
ния.
4.2. Методика поверки нулевой установки рамных уровней
по отношению к верхней поверхности такая же, как и при ус-
тановке на поверхность основания. Разность отсчетов по шкале
основной ампулы при двух положениях уровня не должна пре-
вышать одного деления, т. е. от среднего (нулевого) положения
!/2 деления.
4.3. При проверке нулевой установки по отношению к боко-
вым рабочим плоскостям рамный уровень приставляют поверяе-
мой поверхностью сначала с одной, а затем с другой стороны к
вертикальным рабочим поверхностям призмы, что равносильно
повороту его на 180°. При этом в каждом из положений пузырек
поперечной ампулы устанавливают (соответствующим наклоном
уровня) на середину и производят отсчеты по шкале основной
ампулы: в первом положении — по какому-нибудь одному концу
пузырька, во втором — по другому концу пузырька (обращен-
ному в ту же сторону). Разность полученных отсчетов не долж-
на превышать половины деления шкалы уровня.
4.4. При поверке нулевой установки рамных и брусковых
уровней по отношению к нижней и верхней призматическим вы-
емкам уровень накладывают поверяемой призматической выем-
кой на горизонтально установленный валик так, чтобы край
уровня касался кольцевой отметки или упорного кольца конт-
рольного цилиндрического валика. Поворачивая уровень вокруг
оси валика, пузырек поперечной ампулы приводят в среднее по-
ложение и делают отсчет по одному И3| концов пузырька основ-
ной ампулы. Затем уровень поворачивают на 180° так, чтобы
он опирался, на то же самбе место валика, снова приводят пу-
зырек поперечной ампулы на середину и делают отсчет по вто-
рому концу пузырька основной ампулы, обращенному в ту же
сторону, как и при первом отсчете.
Разность полученных отсчетов’не должна превышать ’/г де-
ления шкалы; для верхней призматической выемки 1 деления
шкалы.
При установке уровня на горизонтально расположенный ци-
линдр отклонение пузырька основной ампулы от среднего (ну-
левого) положения не должно превышать 1/4 деления. При ус-
тановке рамного уровня верхней' призматической выемкой на
горизонтально расположенный цилиндрический валик отклоне-
ние пузырька не должно превышать ‘/г деления (ГОСТ 9392—75).
4.5. Правильность нулевой установки микрометрических уров-
ней можно определять также на поверочной плите либо экза-
менаторе. На поверочную плиту класса 0, рабочую поверхность
которой необходимо выставить в горизонтальной плоскости, ус-
танавливают, микрометрический уровень и, вращая микрометри-
ческий винт уровня, приводят пузырек продольной ампулы на
середину, расположив его симметрично относительно централь-
ного штриха. По шкале микрометрического' винта производят
первый отсчет а1. Затем уровень поворачивают на 180° вокруг
вертикальной оси, устанавливая его на то же место плиты, что
и при первом положении, снова приводят пузырек уровня на
середину и располагают его симметрично относительно цент-
рального штриха и производят второй отсчет по шкале микро-
метрического винта az.
Погрешность нулевого положения уровня S определяют как
полусумму отсчетбв (с учетом знаков для уровней типа 2)
4“ #2
° “ 2 *
Нулевую установку необходимо проверять и при установке
уровня на призматические направляющие. Отклонение установ-
ки уровня от нулевого положения относительно призматических
направляющих основания определяют в том же порядке, уста-
навливая уровень на горизонтально расположенный цилиндри-
ческий контрольный валик.
При установке уровней типа 1 на горизонтальную плоскость
или горизонтально расположенный цилиндр изображения концов
пузырька должны совпадать и находиться в нулевом положении.
Погрешность нулевой установки по ГОСТ 11194—74-не должна
превышать */2 цены деления.
При установке уровней типа 2 на горизонтальную плоскость
или горизонтально расположенный цилиндр отклонение пузырь-
ка. основной ампулы от нулевого (среднего) положения не дол-
жно превышать */4 цены деления. При этом нулевой штрих ба-'
рабана должен совпадать с продольным штрихом стебля, а ну-
левой штрих стебля должен быть виден целиком, причем рас-
стояние от торца конической части барабана до нулевого штри-
ха не должно превышать 0,15 мм.
5. Положение поперечной ампулы относительно плоскости
основания определяют так же, как проверяют нулевую установ-
ку продольной ампулы после установки рабочей поверхности
плиты класса 1 либо поверхности экзаменатора в горизонталь-
ное положение.
При правильной установке поперечной ампулы рамного и
брускового уровня разность отсчетов по ее шкале при двух по-
ложениях уровня не должна превышать 2 делений шкалы.
Погрешность установки поперечной ампулы относительно ра-
бочей поверхности основания уровней по ГОСТ 9392—75 не дол-
жна превышать одного деления ампулы от среднего положения.
Погрешность установки поперечной ампулы микрометрических
уровней типа 2 не должна превышать У2 деления шкалы ам-
пулы.
6. Мертвый хоХ микрометрического винта уровня определя-
ют на экзаменаторе. Для этого поверяемый уровень устанавли-
вают на стол экзаменатора-и микрометрическим винтом уровня,
вращая его в одну сторону, устанавливают пузырек уровня в
среднее положение. После этого микрометрический винт вра-
щают в обратную сторону. Изменяя наклон стола экзаменато-
ра, определяют мертвый ход в пяти произвольно выбранных
точках шкалы уровня.
Наибольший поворот микрометрического винта уровня в об-
ратную сторону, не вызывающий. перемещения пузырька уровня
(мертвый ход винта), не должен превышать: для уровней 1-го
типа Vs деления; для уровней 2-го типа 2/5 деления.
7. Среднюю цену деления шкалы продольной ампулы рамных
и брусковых уровней определяют на экзаменаторе модели 130
(рис. 4). Верхняя плита 5 экзаменатора, на которой устанавли-
вают поверяемые уровни, шарнирно соединена с основанием 1
осью качания 3. Дифференциальный винт 11 служит для угло-
вых перемещений плиты. Отсчетное устройство 8 (трубка опти-
метра) , предназначенное
для отсчета углов наклона
плиты, закреплено в крон-
штейне 7, жестко связан-
ном с основанием. Плоский
наконечник 9 отсчетного
устройства опирается на
сферу 10, закрепленную в.
плите экзаменатора. Под
эту сферу при . дйскретных
измерениях и при установ-
ке экзаменатора в нулевое
положение подкладывают
концевые меры. Положение
экзаменатора, при котором
ребристая поверхность пли-
ты А перпендикулярна к
оси отсчетного устройства
Рис, 4
и параллельна ребристой
поверхности основания В, является нулевым. Для установки эк-
заменатора в нулевое положение к нему прилагают устано-
вочную меру 12.
Расстояние между осью качания и центром сферы L, на ко-
торую опирается наконечник -отсчетного устройства, равно
206,3 мм. При таком расстоянии линейное перемещение, опре-
деляемое по отсчетному устройству с ценой деления 1 мкм, со-
ответствует, угловому перемещению плиты, равному 1", Для ус-
Таблица 2
Положение пузырька основной ампулы уровня Отсчет по шкалам
экзаменатора уровня
1. Левый конец пузырька совмещен с крайним слева (начальным) штрихом левой шкалы 1о (La
2. Левый конец пузырька совмещен с крайним справа (конечным) штрихом левой шкалы In dn
3. Правый конец пузырька' совмещен с край- ним слева (начальным) штрихом правой шкалы 1'» а!о
4. Правый конец пузырька совмещен с крайним справа (конечным) штрихом правой шкалы l'n a'n
тановки экзаменатора в требуемое начальное положение служат
три регулировочных винта 2. В поперечном направлении экза-
менатор устанавливают по ампуле 4, вмонтированной в плиту;
в продольном — по контролируемой ампуле. Для установки эк-
заменатора в нулевое положение на ребристую поверхность
основания под сферу подкладывают прилагаемую установочную
меру, помещая при этом отсчетное устройство на нулевое деле-
ние шкалы. Дифференциальный винт микроподачи доводят до
соприкосновения с, плитой экзаменатора, после чего установоч-
ную меру убирают.
Плоский наконечник отсчетного устройства опирается на
сферу.
Уровень 6 помещают на рабочую поверхность экзаменатора,
установленного на поверочной плите класса 1. Регулировочны-
ми винтами 2 экзаментора приводят пузырек поперечной ампу-
лы уровня в среднее положение. Затем микрометрическим вин-
том 11 экзаменатора концы пузырька основной ампулы после-
довательно совмещают с крайними штрихами левой и правой
части шкалы и делают соответствующие отсчеты по лимбу экза-
менатора и по шкале уровня — см. табл. 2.
На экзаменаторе против указателя, глядя в окуляр, точно
устанавливают целое деление шкалы оптиметра, а концы пу-
зырька со штрихами шкалы уровня совмещают, оценивая деся-
тые доли деления на глаз:
Форма записи результатов измерений приведена в табл. 2.
Для устранения влияния мертвого хода микрометрического
винта экзаменатора пузырек уровня в указанные четыре поло-
жения следует устанавливать, вращая винт в одну и ту же сто-
рону. В случае перехода требуемого положения, винт следует
повернуть назад и снова подвести его к нужной точке, вращая
в том же направлении.
Действительное значение средней цены деления уровня на
основании полученных данных, определяют по формуле
а г [(//г~^о) + (Гп -/%)]>/ ,
[(ап — #о) + (а'п— а'о) 1
где i — цена деления шкалы экзаменатора.
Значения ад и i должны быть выражены в одних и тех же
единицах.
Отклонения значёния средней цены деления от ее номиналь-
ного значения не должны превышать, указанных в ГОСТ
9392—75. ,
8.1. При * определении цены деления отдельных интервалов
левой и правой частей шкалы рамных и брусковых уровней на
экзаменаторе непосредственно после поверки средней цены деле-
ния уровня прежде всего определяют число делений т шкалы
экзаменатора,, соответствующее найденному действительному.
значению средней ценЫ'деления уровня с точностью до десятых
долей деления по формуле
Экзаменатор с уровнем устанавливают в то же положение,
что и при определении средней цены деления (положение 1 в
табл. 2) и повторяют соответствующие отсчеты /о по лимбу
экзаменатора и по шкале уровня ао. Устанавливают шкалу эк-
заменатора на число делений т (пузырек уровня при этом пе-
реместится примерно на одно деление) и делают соответствую-
щие отсчеты li по лимбу (шкале) экзаменатора и Oj по шкале
уровня. Затем снова поворачивают лимб (шкалу) экзаменато-
ра на то же число делений т, являют: соответствующие отсче-
ты /2 и а2 и т. д. в пределах всей шкалы уровня.
Данные измерений записывают в табл. 3.
Таблица 3
Номер штриха шка- лы уровня Левая шкала Правая шкала
Отсчеты Отсчеты
по лимбу (шкале) эк- заменатора ч. . по шкале . уровня Разности от- счетов = по лимбу (шкале) эк- заменатора по шкале уровня a' i Разности от-, счетов Ла'$ =
0 1 2 п h h 1г in Qi а2 CLn tti—ао а2—ai О’П—an-i /'о Z'i 1'г in а' о а!ъ а'п af 1—а/ о а'г—a'i а' п—a' n-t
Для определения цены деления отдельных интервалов шкалы
вычисляют разности Aai = ai— а2; Ла2=О2— и т. д.
. Отклонения значений цены деления отдельных интервалов
шкалы от указанного на уровне не должны превышать 20 %.
8.2. Цену деления шкалы продольной ампулы микрометриче-
ского уровня 2-го типа определяют на экзаменаторе. Уровень
устанавливают на стол экзаменатора и выдерживают в течение
2 ч. Регулируя опорными винтами, экзаменатор выравнивают
так, чтобы пузырек поперечной ампулы уровня пришел в сред-
нее положение, а один из концов пузырька продольной поверяе-
мой ампулы совпал с крайним штрихом шкалы. Совмещая конец
пузырька продольной ампулы с каждым штрихом шкалы пове-
ряемой продольной ампулы, берут последовательные отсчеты по
шкале ампулы и по шкале экзаменатора при прямом и обратном
ходах пузырька.
Цену деления шкалы уровней %" в секундах определяют по
формуле
' ^1) * а0"
1 #2-
где 4— /1 — разность отсчетов по шкале экзаменатора;
а2 — «1 — разность отсчетов по шкале ампулы поверяемого
уровня; а0" — цена деления экзаменатора.
9. Основную погрешность микрометрических уровней опре-
деляют в пределах ±1 мм/м и на всем пределе измерения при
прямом и обратном ходах микрометрического’винта при помо-
щи экзаменатора.
Основная погрешность уровней при прямом или обратном
ходе микрометрического винта не должна превышать значе-
ний, указанных в табл. 2; ГОСТ 11196—74.
9.1. Основную погрешность показаний микрометрического
уровня 1-го типа в пределах ±1 мм/м от горизонтального по-
ложения определяют через 0,1 мм/м при вращении микровинта
по часовой стрелке (уменьшение отсчетов по шкале) и против
часовой стрелки (увеличение отсчетов по шкале), на экзамена-
торе с ценой деления не более 1". Поверяемый уровень уста-
навливают на стол экзаменатора и, вращая винт экзаменатора,
приводят пузырек уровня в нулевое положение: шкала счетчика
оборотов должна быть установлена на 10-е деление, шкала,
лимба — на 0.
Поворачивая винт экзаменатора последовательно через
0,1 мм/м '(20,6") в пределах ±1 мм/м, производят отсчеты по
шкале уровня.
При поверке интервалов 0,1 мм/м в пределах ±1 мм/м поль-
зуются винтом экзаменатора, а.при поверке на всем пределе
измерения концевыми мерами'3-го разряда и микрометрическим
винтом уровня (при неподвижном винте экзаменатора).
9.2. Погрешность показаний микрометрического уровня.2-го
типа определяют при прямом и обратном ходах микрометриче-
ского винта на двух оборотах, симметрично расположенных
относительно нулевого деления шкалы (в десяти точках на каж-
дом обороте), и на.всем- пределе измерений на экзаменаторе.
Методика поверки , аналогична приведенной. Разность между со-
ответствующими углами, измеренными на экзаменаторе и уров-
не, фиксируется как погрешность показаний в данной точке.
Основную погрешность показаний на всем пределе измерений
определяют через 1 мм/м плоскопараллельными концевыми ме-
рами длины 3-го разряда на экзаменаторе с ценой деления не
более 1". На нижнюю доведенную поверхность' экзаменатора
последовательно помещают, концевые меры длины или блоки
из концевых мер длины с разностью размеров, равной переме-
щению, соответствующему обороту микрометрического винта
уровня. После каждой установки меры (блока концевых мер)
300
микрометрический винт уровня (при неподвижном микромет-
рическом винте экзаменатора) поворачивают до получения сов-
мещенного изображения концов пузырька и производят отсчеты
по шкале уровня. Определение проводят на участках от 10 до
20 мм/м и от 10 мм/м до 0 через каждый оборот микрометри-'
ческого винта.
При пользовании концевыми мерами перед тем, как начать
поверку первой половины шкалы уррвня (от 10 до 20 мм/м)
укладывают на нижнюю доведенную поверхность экзаменатора
«начальную» (установочную) меру и, регулируя нижние винты
экзаменатора, приводят пузырек уровня в нулевое положение.
Далее установочную меру заменяют мерой, длина которой
отличается от «начальной» на отрезок, соответствующий одному
обороту микровинта.
Ебли, например, применен экзаменатор модели 130, у кото-
рого расстояние от оси шарнира до оси микрометрического вин-
та экзаменатора равно- 206 мм, то на место «начальной» меры,
равной 3 мм, надо поместить концевые меры размером 3,206 мм,
а затем еще девять блоков концевых мер, .отличающихся один
от другого на 0,206 мм. .
Таблица 4
1 Угол наклона стола экзаменатора От- счеты по уровню Погреш- ность по- казаний, мм/й - Угол наклона стола экзаменатора Отсчеты по уровню Погреш- ность по- казаний, мм/м
мм/м угл. минуты и секунды мм/м угл. минуты и секунды
В пределах ±1 мм/м от горизон- 1 тального положения 1 На всем пределе измерений
0 0 10,000 0 0 0 10,000 0
+0,1 20,6" 10,092 —0,008 1 3'26,3" 11,010 +0,010
+0,2 41,3" 10,190 —0,010 2 6'52,5" 12,005 +0,005
+0,3 1'01,9" 10,290 —0,010 3 . 10'18,8" 13,010 +0,010
+0,4 ' 1'22,5" 10,391 —0,009 4 13'45,1" 14,015' +0.015
+0,5 1'43,1" 10,500 0 ’ 5 17'11,3" 15,015 +0,015
+0,6 2'03,8" 10,603 +0,003 6 20'37,6" 16,015 +0,015
+0,7 2'24,4" 10,708 +0,008 7 24'03,9" 17,020 +0,020
+0,8 2'45.0" 10,809 +0,009 8 27'30,0" 18,020 +0,020
+0,9 3'05,6" 10,903 +0,003 9 30'56,3" 19,010 +0,010
+1,0 3'26,3" 11,004 +0,004’ 10 34'22,6" 20,020 +0,020
0 3'26,3" 10,000 0 0 34'22,6" . 10,000 0
—0,1 3'05,6" .9,903 +0,003 1 30'56,3" 9,010 +0,010
—0,2 2'45.0" 9,802 +0,002 2 27'30,0" 7,985 —0,015
—0,3 2'24,4" 9,700 0 3 24'03,9" 6,985 —0,015
—0,4 2'03,0" 9,594 —0,006 4 20'37,6" 6,000 0
—0,5 1'43,1" 9,492 —0,008 5 17'11,3" 4,995 —0,005
—0,6 1'22,5" 9,390 —0,010 6 13'45,1" 4,000 . 0
—0,7 1'01,9" 9,290 —0,010 7 10'18,8" 2,995 —0.005
—0,8 41,3" 9,190 —0,010 8 6'52,5" 1,993 —0,007
—0,9 20,6" 9,092 —0,008 9 3'26,3" 0,993 —0,007
—1,0 0 8,994 —0,006 10 0 —0,012 —0,012
Показания на пределе измерения от 10 мм/м до 0 определяют
в обратном порядке после совмещения показаний 10,00 мм/м с
горизонтальной плоскостью регулировочными винтами экзаме-
натора.
В табл. 4 приведен пример оформления и обработки резуль-
татов поверки микрометрического уровня при определении ос-
новной погрешности. Наибольшая погрешность показаний в пре-
делах ±1 мм/м соответствует отметке —0,6; —0,7; —0,8 и равна
0,01 мм/м. Наибольшая погрешность показаний на всем пределе
измерений соответствует отметкам 7, 8 и 10 и равна 0,02 мм/м.
Основную» погрешность уровня, выявленную в процессе из-
мерений, сравнивают со значениями, приведенными в табл. 2
ГОСТ 11196—74, и устанавливают пригодность уровня для экс-
плуатации.
5. Обработка результатов измерений
П РОТ О КОЛ № 1
Измерения деталей техническим уровнем
/
Завод-изго.товитель Заводской номер
Тип уровня Предел допускаемой погрешности __
Цена деления • Температура воздуха в помеще-
Пределы измерения нии °C
Принципиальная схема техниче-
ского уровня
Принципиальная схема измерения
Результаты измерений, мм
Отсчеты
№
п/п
Среднее арифметическое
1 2 3
Технические требования
по стандарту
Заключение о годности детали ________________________________________
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения Дата сдачи работы *
Подпись учащегося Оценка _________________________________________•
Подпись преподавателя ______________________
ПРОТОКОЛ№2
Поверка технических уровней
• Схемы поверок отдельных элементов технических уровней
Результаты поверок
Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования по стандарту Результаты поверок Погреш- ность
1. Внешний осмотр 2. Опробование 3. Определение отклонения от плоскостности рабочих поверхностей 4. Определение правильности нулевого поло- жения уровня 5. Определение положения поперечной ампу- лы относительно плоскости основания 6. Определение мертвого хода микрометри- ческого винта уровня (у микрометрических уровней) 7. Определение средней цены деления шкалы продольной ампулы (по специальной форме см. табл. 2) 8. Определение цены деления отдельных ин- тервалов шкалы уровней (по специальной фор- ме— см. табл. 3) 9. Определение основной погрешности уров- ня (по специальной форме — см. табл. 4)
Заключение о годности ___________,
Фамилия учащегося , Группа
Дата выполнения Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка
Подпись преподавателя ______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 31
ОПТИЧЕСКАЯ ДЕЛИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА.
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПОВЕРКА
1. Цель работы
Изучить устройство оптических делительных головок, их
технические и метрологические данные. Измерить детали опти-
ческими делительными головками. Поверить оптические дели-
тельные головки. Обработать результаты измерений и оформить
их протоколом установленной формы, дать заключение о год-
ности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Оптические делительные головки ОДГ по ГОСТ 9016—77,
плита поверочная размером 630 X 400 класса 1 по ГОСТ
10905—75’ образцовые средства поверки согласно ГОСТ
8.046—73, изделия, подлежащие измерению.
3/ Общие сведения
Оптические делительные головки предназначены для провес
дения угловых измерений и делительных работ.
По ГОСТ 9016—77 отечественной промышленностью выпус-
каются оптические делительные головки следующих типов:
ОДГЭ-1 с ценой деления отсчетной шкалы \"
ОДГЭ-2 » » » » 2"
ОДГЭ-5 » » ' » » 5"
ОДГЭ-20 » » » » 20"
Головки должны быть оснащены отсчетным экраном.
В настоящей лабораторной работе рассмотрена оптическая
делительная головка ОДГЭ-5 как одна из типичных высокоточ-
ных и наиболее распространенных. Оптическая делительная го-
ловка с. экраном ОДГЭ-5 является точным оптическим прибо-
ром, позволяющим отсчитывать на экране угловые величины
поворота относительно своей оси или поворота корпуса головки
относительно горизонтали. Она . применяется ' для контрольно-
измерительных работ, но может быть также использована на
стрнках, когда требуется сообщить обрабатываемой детали точ-
ный угол поворота или разделить деталь на части по окруж-
ности.
Технические и метрологические данные головки ОДГЭ-5 сле-
дующие: цена деления шкалы основного оптического лимба 20';
цена деления шкалы поворота шпинделя вокруг своей оси 5";
линейное поле зрения на экране 0,44 мм; цена деления бокового
оптического лимба 1°; цена деления шкалы поворота корпуса
головки' относительно горизонтали Г; предельный угол установ-
ки шпинделя относительно горизонтали 90°; увеличение оптиче-
ской системы для отсчета по основному лимбу 25х; для отсчета
по боковому лимбу 20х; наибольший диаметр измеряемого в
центрах изделия 290 мм, наибольшая длина измеряемого в! цент-
рах изделия 600 мм.
Принцип' действия - головки заключается в одновременном
вращении вокруг одной и той же оси угломерного лимба и за-
крепленного поверяемого изделия. Такой осью является шпин-
дель головки, на котором жестко закреплен угломерный лимб.
.Делительная головка устанавливается на станине и укрепляет-
ся винтом 6 (рис. 1). Основными узлами головки являются
шпиндель и стеклянный. лим,б, неподвижно укрепленный на
шпинделе с круговой шкалой с интервалом делений 20'. Шпин-
дель вращается в подшипниках, закрепленных в корпусе голов-
ки. В нижней части корпуса расположен червяк, сцепляющийся
с червячным колесом, закрепленным на шпинделе. Червяк вра-
щается маховиком 12. Для зажима шпинделя служит электро-
магнитный тормоз, подключенный к тумблеру 3. Электромагнит
Рис. 1
питается от выпрямителя, ‘собранного в блок питания.* При
включении червяка нужно одновременно вращать его маховик,
чтобы сцепление произошло плавно, без ударов. Корпус, несу-
щий шпиндель, вращается в основании с помощью червячного
сегмента и червяка с насадным маховичком. Отсчет производит-
ся на одном экране 14 переключающим устройством 13.
При необходимости замены лампочки нужно .вынуть вил-
ку 15, освободить винт, видимый в отверстии кожуха подсвет-
ки 4, а подсветку 2 заменить лампой. Освещенность на экране
должна быть равномерной.
В конусное отверстие шпинделя вставляется оправка с. кону-
сом Морзе № 4, а в отверстие пиноли задней бабки — центро-
вая оправка 7 с конусом Морзе № 2. Пиноль вдоль оси переме-
щается посредством рукоятки 10. Совмещение осей шпинделя
делительной головки и конического отверстия пиноли задней
бабки осуществляется эксцентриком 9 и винтом S.
Система отсчета углов поворота головки состоит из систем
отсчета углов поворота шпинделя и углов поворота корпуса го-
ловки, производимого после поворота переключателя 11. Углы
поворота шпинделя отсчитывают по экрану 14, поле зрения ко-
торого показано на рис. 2. На рис. 2, а показан отсчет 15°20' по
верхней и отсчет 8'15" по нижней шкалам. Если верхний указа-
тель расположен в интервале между двойными делениями гра-
дусной шкалы (рис. 2,6), то отсчитывается 1,5 деления, т. е.
отсчет равен 15°38'15". На рис. 2, в показана: шкала поворота
корпуса головки.
Рис. 2
Градусная шкала лимба с ценой деления 20' спроецирована
на экран. Кроме неё, на экран проецируется и шкала* компенса-
тора с ценой деления 5", приводимая в движение винтом 1 (см.
рис. 1).
Для отсчета градусных делений и десятков минут служит
неподвижный вертикальный указатель, расположенный в верх-
ней части экрана; десятки и единицы секунд отсчитывают по
вертикальному неподвижному указателю, расположенному в
нижней части' экрана. При вращении шпинделя, вращается
лимб, поэтому на экране появляется измененное изображение
градусных делений. Шкала компенсатора приводится в движе-
ние вращением винта компенсатора.
4. Порядок выполнения работы
Измерения на оптической делительной головке. При измере-
ниях на оптической делительной головке контролируемая де-
таль может быть закреплена непосредственно в коническом от-
верстии шпинделя, если она. имеет конусный хвостовик, но чаще
всего деталь устанавливают и укрепляют в центрах шпинделя
и задней бабки.
Для проверки правильности установки линии центров слу-
жит приспособление (рис. 3,а),- состоящее из цилиндрического
валика 1, закрепленного в центрах головки и задней бабки, и
двух хомутиков. Хомутик 3 жестко закреплен в центре головки
и имеет перемещаемый вдоль своей оси палец 2 с доведенной
306
торцевой поверхностью. Хомутик 4 установлен на оправке и
имеет сменные разжимные гильзы, в которых может закреп-
ляться либо индикатор, либо микрокатор. Неправильная уста-
новка хомутиков на оправке вносит дополнительные погрешно-
сти при измерении. При установке хомутиков, показанной на
рис. 3,6, когда контакт поводка и хомутика находится на рас-
стоянии а от вертикальной плоскости, в которой лежит острие
центра, возникает дополнительная ошибка при измерениях. Ес-
ли а=0, то погрешность также равна 0. Поэтому, во избежание
влияния перекоса, несоосности центров, необходимо деталь ус-
танавливать так, как показано на рис. 3, а, т. е. стремиться к
тому, чтобы точка контакта поводка лежала в одной вертикаль-
ной плоскости с острием центра.
Рис. 3
. Правильность установки линии относительно оси вращения
головки характеризуется изменением показаний пружинной го-
ловки (микрокатора) с ценой деления 0,0005 или 0,001 мм, из-
мерительный наконечник которой упирается в' подпятник при
вращении шпинделя делительной головки вокруг своей оси.
Перед установкой детали в центрах необходимо убедиться,
что линия центров параллельна базовым поверхностям станины.
В этом случае на станине устанавливают стойки с укрепленной
измерительной пружинной головкой так, чтобы ее измеритель-
ный наконечник касался образующей оправки валика, и произ-
водят измерения у обоих его концов по двум диаметрально про-
тивоположным образующим при повороте оправки на 180°.
Погрешность определяется средним арифметическим значе-
нием результатов обоих измерений.
При измерениях на делительных головках применяют раз-
личные приборы: индикаторы, рычажно-зубчатые, пружинные
головки, чоптические приборы, используемые как нулевые при-
боры, фиксаторы, используемые, как вспомогательные приспо-
собления. ।
Поверка оптической делительной головки. Оптические дели-
тельные головки поверяют по ГОСТ 8.046—73.
Нормы точности оптических делительных головок должны
соответствовать указанным в ГОСТ 9016—77Л
• Делительные головки следует поверять цри температуре ок-
ружающей среды 20°С+2°С (ОДГ-5) и 20°С+3°С (ОДГ-Ю,
ОДГ-ЗО, ОДГ-60) при. относительной влажности не более 80%.
Изменений температуры во время поверки не должно превы-
шать 0,5°С/ч (ОДГ-5) и 1°С/ч (ОДГ-Ю, ОДГ-ЗО, ОДГ-60).
1. При внешнем осмотре устанавливают, что рабочие по-
верхности станины являются шаброванными и не. имеют рако-
вин, грубых царапин, трещин, выбоин, следов коррозии, заусен-
цев, острых ребер.
Внешний вид' головки и взаимодействие ее частей проверяют
наружным осмотром и опробованием. На рабочих опорных по;
верхностях головки и задней бабки не должно быть забоин, ца-
рапин, . вмятин, следов коррозии, нарушающих - правильность
посадки или крепления детали. Штрихи шкал и цифры должны
быть четкими, резкими и контрастными.
Все подвижные части головки должны иметь плавнЫй ход,
который должен сохраниться после снятия нагрузки и растор-
маживания. Не допускаются радиальный и осевой люфты шпин-
деля и корпуса головки. Люфты маховиков не должны превы-
шать */во части оборота, люфт микровинта вращения шпинде-
ля — */4 части оборота.
2. Неплоскостность рабочих поверхностей станины и опорных
поверхностей основания головки и задней бабки определяют
методом «пятен на краску»: верхней поверхности — при помощи
поверочной плиты Ш-1 — 630X400*по ГОСТ 10905—75, а боко-
вой— при помощи поверочной линейки. Можно также исполь-
зовать оптическую линейку.
Рабочую поверхность поверочной плиты покрывают равно-
мерным тонким слоем краски (берлинской лазури) и тщательно
растирают до получения голубого тона. Поверочную плиту на-
кладывают на станину и слегка перемещают. После снятия пли-
ты расположение пятен должно быть равномерным. Количество
пятен на квадрате со стороной 25 мм должно быть не менее 20,
разность числа пятен в любых двух квадратах не более 5.
Аналогично определяют неплоскостность боковой поверхно-
сти станины и неплоскостность опорных поверхностей основания
делительной головки и задней бабки.
3. Правильность выполнения конических отверстий шпинделя
и пиноли задней бабки проверяют калибрами-пробками мето-
дом «пятен на краску». Рабочие поверхности калибров-пробок
конусов Морзе № 4 и 2 (степень точности 4) по ГОСТ 2849—77
покрывают равномерным слоем краски и тщательно растирают
до получения голубого тона (слой краски 1,5—2 мкм). Краска
должна равномерно покрывать всю поверхность конического
отверстия.
Калибры вводят соответственно в отверстие шпинделя и пи-
ноли задней бабки и слегка проворачивают. Прилегание конус-
ных поверхностей отверстия и калибра пробки должно быть не
менее 85 % при контакте по большому диаметру.
, 4. Радиальное биение оси шпинделя проверяют при помощи
контрольной оправки 01 (см. приложение 1 к ГОСТ 8.046—73).
Ось шпинделя располагают горизонтально, и в отверстие шпин-
деля вставляют контрольную оправку. На станине устанавлива-
ют стойку с миникатором так, чтобы его наконечник касался
Образующей оправки. При плавном вращении шпинделя биение
проверяют на расстоянии 40 и 120 мм от торца шпинделя. При
этом ось наконечника миникатора должна находиться в плос-
кости, перпендикулярной к оси оправки.
Радиальное биение не должно превышать значений, приве-
денных в ГОСТ 9016—77.
5. Торцевое биение шпинделя проверяют при помощи конт-
рольной оправки 04 диаметром 150 мм (см. приложение 4 к
ГОСТ 8.046—73). Ось стержня миникатора вводят в контакт
с оправкой перпендикулярно к торцевой плоскости и, плавно
поворачивая шпиндель, производят отсчет по шкале миникато-
ра. Отклонение от плоскостности рабочей торцевой плоскости
не более 0,0005 мм, торцевое биение на диаметре .140 мм не
должно превышать 0,001 мм. Биение на расстоянии 70 мм от
оси не должно превышать 0,003 мм.
6. Непараллельность оси головки шпинделя в ее горизон-
тальном положении боковым сторонам направляющих, сухарей
и плоскости основания определяют при горизонтальном положе-
нии оси шпинделя при помощи миникатора с ценой деления
0,00 Г мм по ГОСТ 14711—69 и штатива Щ-1-8 по ГОСТ
10197—70 с упором 06. Шпиндель в горизонтальное положение
устанавливают маховиком по шкале углов поворота корпуса
головки. Делительную головку закрепляют на станине таким
образом, чтобы направляющие сухари прижимались к правой
стороне паза станины. В отверстие шпинделя плотно вставляют
контрольную оправку 01. Упор штатива прижимают к боковой
рабочей поверхности станины или к правой стороне паза. Нако-
нечник миникатора касается оправки сбоку, т. е. в ее горизон-
тальной диаметральной плоскости. Прижимая упор 06 к на-
правляющей, перемещают его и отмечают показания миникато-
ра. При определении непараллельности оси шпинделя плоско-
сти основания наконечник миникатора должен касаться верхней
образующей оправки. Перемещая, штатив по станине, перпен-
дикулярно к оси оправки, отмечают показания миникатора в
двух крайних точках по верхней образующей оправки.
Отклонение не должно превышать 0,03 мм на 1000 мм.
7. Непараллельность линии центров головки и задней бабки
плоскости основания определяют следующим образом. В цент-
рах головки и задней бабки закрепляют цилиндрическую оправ-
ку 03 (с конусностью и радиальным биением не более 0,0005).
Наконечник миникатора касается оправки в вертикальной диа-
метральной плоскости в двух крайних точках образующей оп-
равки при перемещении миникатора в направлении, перпенди-
кулярном к оси центров. Поверку проводят при максимально и
минимально выдвинутой пиноли, задней бабки. Отклонение не
должно превышать 0,002 мм на длине 100 мм.
8. При определении неперпендикулярности оси шпинделя го-
ловки при ее вертикальном положении плоскости основания го-
ловки в сечении, перпендикулярном к линии центров, корпус
головки поворачивают маховиком и устанавливают по шкале
угол 90°. В конусное отверстие шпинделя вставляют оправку 04.
Под штатив с миникатором подкладывают брусок высотой не
менее 180 мм с доведенными поверхностями. Наконечник мини-
катора вводят в контакт с торцевой поверхностью оправки и
отмечают показания по его шкале. Поворачивают шпиндель на
180° и второй раз отсчитывают показания по шкале миникато-
ра, т. е. производят измерения в плоскости, перпендикулярной
к линии центров.
Здесь кроме механической части поверяют и оптическую
часть делительной головки.
Разность показаний пружинной головки на длине 140 мм
не должна превышать 0,004 мм или 0,03 мм на 1000 мм по
ГОСТ 9016—77.
9. При проверке несоответствия интервала отсчетной шкалы
интервалу наименьшего деления основного лимба шкалу ком-
пенсатора маховичком 5 (см. рис. 1) устанавливают в нулевое
положение. Микрометрическим винтом, укрепленным на махо-
вике; совмещают изображение штрихов лимба на экране и за-
крепляют шпиндель. Маховичком 5 компенсатора пять раз сов-
мещают штрихи и снимают отсчеты по шкале компенсатора.
Затем также пять раз компенсатором совмещают изображения
соседних штрихов основного лимба. Эти операции проводят при
трех различных положениях лимба. Разность усредненных зна-
чений даст погрешность интервалов шкалы;, которая не должна
превышать 3".
10. Основную погрешность показаний оптической делитель-
ной головки определяют автоколлиматором по ГОСТ 11899—77
и образцовой многогранной призмой по ГОСТ 2875—75 или тео-
долитом Т1 по ГОСТ 10529—79.
Погрешность показаний головки определяют путем сравнения
углов поворота шпинделя с углами образцовой 18-гранной приз-
мы с помощью автоколлиматора АК-0,25. ' Шпиндель головки
маховиком устанавливают по шкале углов поворота корпуса
головки в вертикальное положение (на угол 90°). В коническое
1
Рис. 4
отверстие шпинделя помещают столик (рис. 4) с образцовой
призмой класса 1, аттестованной с погрешностью 1". Столик
состоит из рабочей плиты 4, на которой укреплена образцовая
призма 5, и основания. Основание может вращаться вместе со
шпинделем и зажиматься винтом 2. Регулировочными винта-
ми 3 главное сечение призмы устанавливается перпенди-
кулярно к оси вращения делительной головки. Призма закрыта
сверху колпаком, имеющим окна против каждой рабочей плос-
кости призмы.
Автоколлиматор 1 устанавливают на станине так, чтобы ось
визирования была перпендикулярна к измерительным поверх-
ностям граней приблизительно по центру призмы» а объектив
автоколлиматора располагался на минимальном расстоянии от
столика. Направление оцифровки шкалы автоколлиматора дол-
жно совпадать с направлением оцифровки лимба головки.
Призму необходимо располагать так, чтобы рабочие грани ее
были параллельны оси вращения шпинделя и перпендикулярны
к оси автоколлиматора.
Совместную юстировку призмы и автоколлиматора произво-
дят следующим образом. Вращая шпиндель, подводят в поле
зрения автоколлимационное изображение марки от любой гра-
ни, а юстировочными винтами автоколлиматора и винтом опти-
ческого микрометра в вертикальном направлении, устанавлива-
ют его по среднему делению шкалы. Снова поворачивают шпин-
дель на 180° и находят изображение от диаметрально противо-
положной грани призмы. I
Если изображения располагаются на разных участках шкалы
автоколлиматора (имеет место расхождение), то несовпадения
марки и деления шкалы устраняются регулировочными винтами
столика и автоколлиматора. Если по одной оси регулировка
произведена, то приступают к аналогичной регулировке по оси,
перпендикулярной к этой.
Юстировку производят до получения изображений от всех
Граней примерно на одной высоте (расхождение не должно пре-
вышать 15"). , , - ' . '
После установки призмы по отношению линии измерения
приступают к определению основной погрешности делительной
головки. Делительную головку устанавливают в нулевое- поло-
жение и после совмещения изображения от первой грани приз-
мы с вертикальным штрихом среднего деления шкалы, закреп-
ляют автоколлиматор и производят отсчет по его шкале. Пово-
рачивают шпиндель головки, пользуясь маховичком 12 (см.
рис. 1) и его микроподачей на номинальный угол призмы (если
на столике установлена, 18-гранная призма, то, следовательно,
на угол 20°). Установку угла производят по шкале поворота
шпинделя, которая проецируется на экран 14. Если марка рас-
положилась между делениями минутной шкалы, то, пользуясь
микрометрическим винтом оптического микрометра автоколли-
матора, устанавливают марку на близлежащее минутное деле-
ние и производят отсчет по шкале автоколлиматора.
Аналогично эту/ погрешность определяют для всех углов об-
разцовой призмы ^сначала при вращении шпинделя головки в
одном направлении на 360° (прямой ход) и в противоположном
направлении (обратный ход), что составляет один полный
цикл. Таких циклов может быть четыре, каждый из которых
отличается от предыдущего смещением призмы относительно
шпинделя на размер двух или трек угловых шагов (для умень-
шения влияния погрешности аттестации призмы).
Погрешности четырех циклов усредняются.
Маховичок отсчетного устройства при снятии отсчетов при
прямом и обратном ходах необходимо вращать в одном направ-
лении.
. Из результатов измерений при прямом и обратном йг хо-
дах вычисляют среднее арифметическое аср. >
Сумма абсолютных значений наибольшей положительной и,
наибольшей отрицательной погрешностей не должна превышать
значений* подсчитываемых по формуле
A = ±^5 + 5sin-|-^,
где а — значение измеряемого или устанавливаемого угла.
312
Основная погрешность оптической делительной головки не
должна превышать значений, указаных в п. 2.3 ГОСТ 9016—77.
Пример определения основной погрешности делительной го-
ловки ОДГЭ и обработки результатов измерений показан в таб-
лице.
Номера граней призмы Отсчеты по шкале автоколлиматора . <3 1 а <3 II ' о Поправки к но- минальным зна- чениям .углов призмы ? Погрешность го- ловки в поверяе- мых интервалах д=Лср-у
прямой ход at обратный ход а2 • среднее значение , +р Цент- ральный угол меж- ду граня-' ми призмы
1 11,0" 12,6" 11,8"
2 11,0" 12,0" U.5" 1—2 . 0 —0.3 +0,3
3 11,5" 12,5" Г2,0" 1—3 4-0,5 +0,4 +0,1
4 11,0" 12,0" 11,5" 1—4 0 . +1.4 —1.4
5 11,0" 1 Г.5" 11.2" 1—5 ' -0.3 + 1.7 —2.0
6 10,5" 11,0" 10,7" Л—6 -0.8 + 1.0 —1.8
7 . 10,5" 12,0" 11,2" 1—7 -0,3 —1.8 + 1.5
8 11,5" 12,5" 12,0" 1—8 4-0.5 —0,5 + 1.0
9 " 10,5" 11,0"' 10,7" 1—9 -0.8 —1.9 +1.1
10 11,0" 12,5" 11,7" 1—10 4-0,2 —0.8 + 1.0
- 11 11,0" 12,0" 11,5" 1—11 0 —0,6 +0.6
12 11,5" 12,5" 12,0" 1—12 4-0,5 +3.0 —2,5
13 11,0" 11,5" 11,2" 1—13 —0,3 + 1.5 + 1,8
14 ( 11,5" 12,0" 11,7" 1—14 4-0,2 +0.4 . —0.2
15 11,2" 11,8" 11,5" 1—15 0 +0,3 —0.3
16 11,0" 11,5" 11,2" 1—16 —0,3 + 1.2 —1.5
17 10,5" 12,5" 11,5" 1—17 0 +0,5 -0.5
18 11,5" ' 12.07 11,7" •1—18 4-0,2' +0,8 —0,6
1 11,2" 11,2" 11,2" 1—1 0 0 0
«1+«2 11,8"+11,2"
«ср = ; а„ =-------------11,5"; Д тах= (+1,8") + (-2,5") = 4,3"
(сумма абсолютных значений). '
В таблице а{ и аг — среднее арифметическое из трех отсчетов; а0 — зна-
чение для первой грани призмы, полученное как среднее арифметическое из
отсчетов в начале и конце цикла измерений.
11. Разность показаний головки при измерениях при прямом
и обратном ходах определяют из результатов измерений Oi и Ог
по п .10. Эта разность согласно ГОСТ 9016-^-77 не должна пре-
вышать 2" для головки ОДГЭ-5.
По результатам поверки дается заключение о годности оп-
тической делительной головки.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерение деталей на оптической целительной головке
Краткие технические данние ОДГЭ-5
с
Завод-изготовитель Заводской номер
Цена деления шкалы основного лимба
Цена деления шкалы компенсатора оси лимба
Наибольший диаметр измеряемого в Центрах изделия :2
Наибольшая длина
Предел допускаемой основной погрешности, угловые секунды
Тёмпература окружающей среды°C
Принципиальная схема ОДГЭ-5 Эскиз измеряемой детали
Результаты измерений углов деталей на ОДГЭ-5
Обозначе- ние углов Отсчеты по шкалам Среднее арифмети- ческое Предельные размеры по чертежу
1 2 . 3
Заключение о годности детали ___________________________________
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы. Дата сдачи работы
Подпись учащегося - Оценка
Подпись преподавателя )
ПРОТОКОЛ № 2
Поверка оптической делительной головки ОДГЭ-5
Завод-изготовитель Заводской номер
Цена деления шкалы основного лимба _________________________;_______
Цена деления шкалы компенсатора основного лимба ________________~
Предел допускаемой основной погрешности_____________________________,
Температура окружающей среды • °C
Схемы поверок ОДГЭ-5
'Операция Краткая ха- рактеристи- ка средств поверки Технические требования Результаты поверки Погреш- ность, мкм
1. Внешний осмотр и определение взаимо-
действия частей головки
2. Определение неплоскостности рабочих по-
верхностей станины и опорных поверхностей
основания головки и задней бабки
3. Проверка правильности выполнения ко-
нических отверстий шпинделя и пиноли задней
бабки
4. Проверка радиального биения оси шпин-
деля
5. Проверка' торцевого биения оси шпин-
деля
6. Определение непараллельности оси шпин-
деля головки в ее горизонтальном положении
боковым сторонам направляющих сухарей
7. Определение непараллельности линий
центров головки и задней бабки плоскости ос-
нования
8. Определение неперпендикулярности оси
шпинделя головки при ее вертикальном поло-
жении плоскости основания головки в сече-
нии, чперпендикулярном к линии центров
9. Проверка несоответствия интервала от-
счетной шкалы интервалу деления основного
лимба
10. Определение основной погрешности по-
казаний оптической делительной головки при
измерении любого угла на любом участке
лимба
11. Определение разности показаний голов-
ки при измерении при прямом и обратном хо-
дах
Заключение о годности_____________________________________________
Фамилия учащегося Группа __________________:________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка г
Подпись преподавателя;
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 32
КАЛИБРЫ РЕЗЬБОВЫЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА РЕЗЬБЫ
МЕТОДОМ ТРЕХ ПРОВОЛОЧЕК
1. Цель работы
Изучить устройство резьбовых калибров и их технические
данные. Поверить резьбовой калибр-пробку методом трех про-
волочек. Обработать результату измерений, оформить их про-
токолом установленной формы. Дать заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Резьбовые калибры-пробки ПР по ГОСТ 24997—81, горизон-
тальный оптиметр по ГОСТ 5405—75 или горизонтальный дли-
номер типа ИКУ-2, приспособления к приборам, средства по-
верки резьбовых калибров по ГОСТ 8.128—74.
3. Общие сведения
В технике главным образом применяются метрические резь-
бы диаметрами от 0,25 до 600 мм и шагами от 0,075 до 6 мм.
Система допусков и посадок для этих резьб установлена
ГОСТ 16093—81, разработанным с учетом рекомендаций СЭВ
PC 2272—69 и ИСО Р965. Стандарт определяет расположение
полей допусков и допуски на диаметры резьбы болтов и гаек.
Отклонения по всем диаметрам отсчитываются в направле-
нии, перпендикулярном к оси резьбы от номинального профиля,
положение которого соответствует нулевой линии при графиче-
ском изображении полей допусков. Это положение относится и
к среднему диаметру. Для отклонений средних диаметров, нуле-
вая линия совпадает с образующей среднего цилиндра резьбы.
Отклонения, располагающиеся ниже номинального контура,
считаются отрицательными, а выше — положительными. Основ-
ные отклонения указывают на положение полей допусков в от-
ношении номинального контура резьбы.
В стандарте установлены два ряда основных отклонений:
h, е и d для резьбы болтов; Н и G — для резьбы гаек. Основ-
ные отклонения h и Н принимаются равными 0, т. е. соответст-
вуют резьбе со скользящей посадкой. Основные отклонения
g, е и d для диаметров резьбы болта задаются со знаком «ми-
нус», основное отклонение G для диаметров резьбы гайки — со
знаком «плюс». Этими отклонениями образуются посадки с за-
зорами. Для наружного диаметра болтов установлены 4, 6 и 8-я
степени точности; для среднего диаметра — 4, 6, 7 и 8-я; для
внутреннего диаметра гаек — 5, 6 и 7-я степени точности; для
среднего диаметра — 4, 5, 6 и 7-я.
Допуски на все диаметры резьбы для степени точности 6
приняты за основные.
Обозначение поля допуска складывается из цифры, указы-
вающей степень точности, и буквы, определяющей основное от-
клонение, например, 6h, 6g, 6Н.
Обозначение поля допуска разьбы состоит из обозначения
поля допуска среднего диаметра, помещенного' на первом месте,
и обозначения поля допуска' наружного диаметра для болтов, и
внутреннего — для гаек. Например, 7h6h или 5Н6Н. Здесь поля
допусков по среднему диаметру резьбы и по вершинам резьбы
не совпадают.
. Посадки резьбрвых деталей обозначают дробью, в числителе
которой указывают обозначение поля допуска гайки, а в зна-
менателе— обозначение поля допуска болта. Например,
М12—6Я/б£; М12Х1—6tf/6g.
В ГОСТ 16093—81 для резьбы болтов в таблицах задаются
следующие предельные отклонения полей допусков: верхнее —
для наружного, среднего и внутреннего диаметров; нижнее —
для наружного и среднего диаметров. Для внутреннего диамет-
ра резьбы болта нижнее отклонение не регламентируется. Но
дно ограничивается косвенно формой впадин и резьбы болта.
Для резьбы гаек задаются следующие предельные отклоне-
ния: нижнее — для всех трех диаметров, верхнее — для среднего
и внутреннего. Верхнее предельное отклонение для наружного
диаметра гайки не устанавливается.
Согласно ГОСТ 8.128—74 для
определения среднего диаметра
точных резьб, в частности среднего
диаметра резьбовых калибров, при-
меняются в основном два метода:
трех, двух и одной проволочек
(рис. 1) и. осевого сечения на уни-
версальных микроскопах.
Необходимость использования
специальных методов измерения
при определении среднего диамет-
ра вызвана невозможностью на-
хождения положения среднего ди-
аметра обычными методами, так
как неизвестно его точное располо-
жение в отличие от положения наружного и внутреннего диа-
метров. I
Наиболее точный метод определения среднего диаметра — с
помощью специальных калибров — проволочек. Чаще всего ис-
пользуется метод трех проволочек, погрешность которого' указа-
на в таблице.
Сущность метода заключается в том, что проволочками из-
меряют искомый, средний диаметр косвенным путем. Во впади-
ны резьбы закладывают три калиброванные проволочки одина-
кового номинального диаметра и контактным прибором (длино-
мером, вертикальным или горизонтальным оптиметром и др.)
измеряют размер Мз, т. е. определяют расстояние между обра-
зующими проволочек. Зная размер М и шаг резьбы Р, можно
найти средний диаметр по формуле
^ = ^3-^(1 + —^)+ P,Ct-ga/2 .
\ sina/2/ 2
Для метрической резьбы с а=60° эта формула имеет вид
dt = M3 — 3d„ +0.866Р.
Для того, чтобы погрешности половины угла профиля не
влияли на точность определения среднего диаметра t/г, приме-
няют проволочки так называемого наивыгоднейшего диаметра,
образующие которых касаются профиля резьбы по линии сред-
него диаметра. В этом случае диаметр проволочек подсчитыва-
ют по формуле
4 я - р
Нг 2 cos а/2 '
Согласно ГОСТ 2475—62 калиброванные проволочки и роли-
ки для измерения среднего диаметра резьбы должны изготов-
ляться трех типов: I — проволочки гладкие; II — проволочки
ступенчатые трех исполнений: А, Б и В; LII — ролики.
Средство измерения Пределы измерения, мм Погрешность в мкм, для диаметров, мм
1—18 18-50 50—100
Горизонтальный оптиметр; оп- —
тико-механическая измерительная машина; концевые меры 4-го разряда; проволочки класса 0 1—100 ±1,4 ±1,4 ±1,5
Горизонтальный оптиметр; кон-
цевые меры 5-го разряда; прово- лочки класса, 1 1—100 ±2,6 ±2,7 ±2,8
Вертикальный оптиметр; конце- вые меры 4-го разряда; проволоч- 1—100 =±=1.6 ±1,7 ±1,8 .
ки класса 0
Вертикальный оптиметр; кон- цевые меры 5-го разряда; про- 1—100 \ ±=3,0 ±3,1 ±3,2
волочки класса 1
Рычажный микрометр; прово- 1—50 =±7 ±7
лочки класса 1
Микрометр класса 0; проволоч- ки класса 1 1—600 . От 8 до 25 — —
Микрометр класса 1; проволоч- ки класса Я 1—600 От 11 до 30 — —
По точности изготовления проволочки и ролики должны вы-
пускаться двух, классов: 0 и 1.
Проволочки и ролики подбираются в зависимости от шага
измеряемой резьбы. В приложении 5'к ГОСТ 8.128—74 приведе-
на таблица, по которой можно подобрать проволочки наивыгод-
нейшего диаметра.
4. Порядок выполнения работы
Проволочки и ролики поверяют по ГОСТ 8.297—78.
Цилиндрические резьбовые калибры-пробки поверяют по
ГОСТ 8.128—74. •
Температура помещения, ,в котором проводят поверку калиб-
ров, должна быть 20 °C с/установленными допустимыми откло-
нениями. Относительная влажность воздуха в - помещении не
должна превышать 80 %.'
Перед поверкой калибры должны1'быть очищены от смазки,
промыты бензином марки Б-70 по ГОСТ 1012—72, протерты чи-
стой хлопчатобумажной салфеткой и выдержаны в помещении,
где будет проводиться поверка, на металлической плите или де-
ревянном столе.
1. При внешнем осмотре не должно быть обнаружено"дефек-
тов, влияющих на внешний вид и эксплуатационные качества
калибров.
2. Шероховатость поверхности определяют сравнением с об-
разцами шероховатости поверхности с Ра^2,5 до Ra^
^0,16 мкм по ГОСТ 9378—75.
3. Средний диаметр резьбы определяют методом трех прово-
лочек. Рекомендуемыми средствами поверки являются оптиче-
ские вертикальные и горизонтальные длиномеры, а также вер-
тикальные и горизонтальные оптиметры (ГОСТ 8.128—74).
Средний диаметр метрической резьбы методом трех прово-
лочек определяют по формуле ч
dz = М3 — 3dn + 0.866Р + (С).
где С — поправка.
В этой формуле неизвестны две величины d2 и М3— расстоя-
ние между образующими проволочек, помещенных во впадины
резьбы. Прежде всего определим М3. Для этого в приведенную
формулу подставляют d2 теоретическое. Так как калибр-пробку
ПР применяют для контроля начала поля допуска резьбы гайки,
т. е. оно служит для контроля наименьшего среднего диаметра ’
гайки, то в нашем случае d2—18,376 мм. В приложении 5 к
ГОСТ 8.128—74 для шага резьбы Р=2,5 мм наивыгоднейший
диаметр проволочек типа П-Б равен 1,441 мм. М3=//2+Зс1п—
—0,866Р+(С). Подставим в формулу числовые значения М3=
= 18,376+3-1,441-0,866-2,5+ (С) =20,534+ (С).
Суммарная поправка С=С1+С2+С3+С4+С5, где Ci —по-
правка, учитывающая действительное отклонение угла профиля
Да или углов наклона сторон профиля Aai и Да2, т. е. отклоне-
ние действительного значения от номинального (вводится толь-
ко при использовании проволочек ненаивыгоднейшего диаметра;
в противном/случае поправка не вводится).; Сг— поправка, учи-
тывающая действительное отклонение шага резьбы ДР; С2=
=0,9-ДР (см. табл. 9 ГОСТ 8.128—74), где \Р=Рп1п (Рп—
действительное значение шага, т. е. сумма шагов на участке п
полных витков; Р — номинальное значение шага). В нашем
случае ДР=2 мкм,.следовательно, С2=0,9-2=1,8 мкм; С3 — по-
правка, учитывающая действительное отклонение диаметров
проволочек Дс?п (вводится только при пользовании проволочка-
ми класса точности, не соответствующими требованиям, приве-
денным в табл. 8 ГОСТ 8.128—74). В нашем примере проволоч-
ки выбраны по табл. 8 ГОСТ 8.128—74, т. е. для рабочих ка-
либров выбраны проволочки класса 1; Ct — поправка, учиты-
вающая расположение проволочек под углом к рей резьбы, от-
личающимся от 90° на угол подъема резьбовой канавки; С5—
поправка, учитывающая контактные деформации проволочек,
наконечника и калибров под действием измерительного усилия.
В приложении 6 к ГОСТ 8.128—74 дана поправка на С4+С5.
При измерительном усилии средства измерения (оптические
длиномеры либо оптиметры) порядка 2 Н поправка при диамет-
ре резьбы 20 мм и шаге 2,5 мм составит—Г,4 мкм. Следова-
тельно, суммарная поправка С=С2+С^+.С5= +1,8—1,4=
= +0,4 мкм. Значит А4=20,534+0,0004=20,5344 мм.
Настроим горизонтальный оптиметр по блоку концевых мер.
5-го разряда, равному 214=20,5344 мм. Можно настроить опти-
метр на размер М=20,53 мм, а затем при расчетах учесть, что
блок был меньше. Это удобно с той точки зрения, что нужно со-
ставлять блок из меньшего количества мер, а следовательно, по-
грешность блока будет меньше. Кроме того, пользоваться- таким
блоком удобнее.
На измерительные стержни трубки оптиметра и пиноли ус-
тановим гладкие ленточные наконечники типа НГЛ-1 с изме-
рительной поверхностью размеров 1X8 мм класса 1 по ГОСТ
11007—66. Если ось резьбы располагается вертикально, то из-
мерительные поверхности наконечников должны также распола-
гаться вертикально, так как проволочки, помещенные во впа-
дины резьбы, располагаются горизонтально и наоборот. Следо-
вательно, при горизонтальном расположении калибра,. измери-
тельные поверхности наконечников располагаются горизонталь-
но, а проволочки — вертикально. Установка резьбового калибра,
показана на рис. 2. Резьбовые детали, в том числе и резьбовые
калибры, с диаметром резьбы до 60 мм закрепим в горизон-
тальных центрах оптиметра 1. При размере'резьбы свыше 60 мм
калибр-пробку 3 устанавливают вертикально; Наконечникй сво-
дят и устанавливают на глаз параллельно, а затем, регулируя
винтами трубки пиноли, находят по шкале минимальную точку
320
возврата. Этим самым устанавливают их поверхности парал-
лельно, а оси вдоль линии измерения. Кронштеййы разведем, и
на дополнительный Столик поместим блок концевых мер, равн
ный /Из. Меры на плавающем столике укрепим так, чтобы, сере-
дина блока на глаз располагалась посередине паза стола. На-
конечники подведем к блоку и закрепим стопорные винты
кронштейнов. Микрометрической подачей^пиноли подведем на-
конечники к блоку и установим шкалу примерно в нулевое
положение. Вращая стол рукояткой и эксцентриком, найдем
минимальную точку возврата шкалы. Микрометрической лода-
, Рис. 2-
чей пиноли снова установим шкалу на нулевое деление. Снимем
блок и укрепим на столе горизонтальные центры с измеряемой
резьбой. Во впадины резьбы с одной стороны поместим две про-
волочки 4, условно называя их левой и правой (они находятся
на одной бирке), а с другой, под виток — одну проволочку, ус-
ловно названную отдельной. Проволочки подвесим на кронш-
тейнах 2. Осторожно введем резьбу между настроенными нако-
нечниками, а затем поместим проволочки. Поднимая стол с
резьбой (если ось резьбы располагается горизонтально), нахо-,
дим максимальную точку возврата -шкалы, а вращая рукояткой
стола в горизонтальной плоскости — минимальную.
По полученной точке возврата шкалы произведем отсчет.
Затем проверим нулевую установку. Если установка не сби-|
лась, т. е. начальный нуль не отличается от конечного нуля бо-
лее чем на 0,2 мкм, то результаты измерения будем считать
годными. ‘
Обработку результатов измерений покажем на примере. До-
пустим, что получен отсчет по шкале +15 мкм, т. е. /=15 мкм;
d2= №теор + /). Значит, d2= 18,376+0,015= 18,391 мм.
Расчетное значение среднего диаметра резьбы калибра d2=
= 18,376+о,’ооэ, а по результатам измерения d2= 18,391 мм. Сле-
>/221-2903 321
довательно, средний диаметр резьбы калибра находится в до-
пуске, т. е. калибр* годен.
Средний диаметр проходных калибров-пробок с числом пол-
ных витков не менее семи определяют в трех диаметральных
сечениях: на концах рабочих участков и в середине; проходных
калибров-пробок с числом полных витков от четырех до семи —
в двух диаметральных сечениях; на конце — у заходного витка
и в середине; непроходных калибров-пробок. с числом витков
менее пяти в одном сечении.
Для всех калибров-пробок в каждом сечении диаметр изме-
ряют не менее чем в двух диаметральных направлениях (а и б)>
расположенных под углом 90°.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения среднего диаметра калибра-пробки ПР методом трех проволочек
Наименование прибора
Цена деления ____________________
Предел измерения по шкале
Предел измерения прибора
Концевые меры разряда
Исходные данные резьбового калиб-
ра-пробки ПР ._________________
Номинальный средний диаметр _____
Предельные размеры по ГОСТ
Шаг резьбы Р, мм
Наивыгоднейший диаметр прово-
лочек 1________.________
Класс проволочек :
Погрешность метода измерения_____
Температура окружающей среды—°C
Расчетная формула для определения
среднего' ' диаметра метрической
резьбы
Расположение полей допусков ' Схема измерения резьбового калибра-пробки методом трех проволочек
Результаты измерений
Направление сече- ния Отсчеты по шкале оптиметра Действительный размер, мм Отклонения, мкм
о а 2 б
о а 6 б
Заключение - _________;_______________________________
•Фамилия учащегося - • Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося ; Оценка -
П од пись преподав ате л я___________
♦
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 33
КАЛИБРЫ РЕЗЬБОВЫЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА, ШАГА И ПОЛОВИНЫ
УГЛА ПРОФИЛЯ РЕЗЬБЫ МЕТОДОМ
ОСЕВОГО СЕЧЕНИЯ
1. Цель работы
/
Изучить метод осевого сечения, применяемый для измерения
элементов резьбы. Определить средний диаметр, шаг и половину
угла профиля резьбы калибра методом осевого сечения. Обра-
ботать результаты измерений калибров и оформить их протоко-
лом установленной формы. Дать заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Резьбовые калибры рабочие ПР и НЕ по ГОСТ 24997—81,
измерительный универсальный микроскоп типа УИМ-200 либо
УИМ-200Э по ГОСТ 14968—69, измерительные призматические
резьбовые ножи по ГОСТ 7013—67, приспособления к призма-
тическим ножам, средства поверки по ГОСТ 8.128—74.
3. Общие сведения. *
Согласно ГОСТ 8.128—74 основные элементы резьбы — сред-
ний диаметр, шаг и половину угла профиля резьбы можно оп-
ределить методом осевого сечения с помощью измерительных
ножей, установленных на универсальном микроскопе. Чаще все-
го используют микроскопы типов УИМ-200 и УИМ-200Э.
Необходимость применения метода осевого сечения при оп-
ределении элементов резьбы вызвана следующими причинами:
резьбовой калибр устанавливается в центрах микроскопа и ос-
вещается снизу; благодаря ^наклону колонки микроскопа на
угол подъема витка спирали резьбы калибра можно направить
пучок света от осветителя параллельно ходу витка, т. е. по на-
правлению угла подъема спирали. Но несмотря на это, часть
поверхности спирали перекрывает осевое сечение, в связи с чем
точно сфокусировать осевое сечение практически невозможно.
Поэтому видимый в микроскопе контур изображения профиля
резьбы, проецируемый на окулярную сетку либо экран, не явля-
ется точным изображением осевого .сечения резьбы. Особен-
ностью этого искажения (одинакового на всех витках резьбы)
является то обстоятельство, что перекрытие осевого сечения,
увеличивается в направлении от наружного диаметра к внут-
реннему.
Искажение контура резьбы будет прежде, всего отражаться
на точности определения среднего диаметра. Следовательно,
проекционным методом, т. е. непосредственным визированием
по контуру профиля, невозможно обеспечить точность измере-
ния среднего-диам,етра.
Применение же измерительных ножей дает возможность
исключить погрешность определения среднего диаметра за' счет
контурного искажения резьбы. . , -
Согласно ГОСТ 7013—67 измерительные ножи-могут быть
следующих типов: РПБ — резьбовые правые большие; РПМ —
резьбовые правые малые; РЛБ — резьбовые левые большие;
РЛМ—резьбовые левые малые, служащие для установки их по
правым сторонам профиля витков, обращенных к наблюдателю;
левые—для установки по левым сторонам профиля витков-.
К большим ножам, относят те, у которых расстояние I риски
от лезвия равно ОД) мм, а к малым — у которых это расстояние
равно 0,3 мм. Малые ножи применяются при шаге резьбы до
3 мм, а большие,— при шаге от 3 до 6 мм. Размеры ножей сле-
дующие:
\ ширина ножей’ рабочий размер
РПБ, РЛБ ' 5-0,160 0,9±0,0005
РПМ, РЛМ 3,5-о,1бо. 0,3±0,0005
В соответствии с этими размерами спроектирована штрихо-
вая пластина (рис. 1). Пунктирная линия ab при- трехкратном
увеличении объектива центрального (визирного) микроскопа со-
ответствует расстоянию, равному размеру I, т. е. 0,9 мм; cd —
размеру I, равному 0,3 мм. Это значит, что если линию ab
совместить с риской ножа размером 0,9 мм, приставленного
вплотную к профилю резьбы, то центральная пунктирная линия
штриховой пластины совпадает с лезвием ножа.
Наилучшая точность визирования получается в средней ча-
сти поля зрения угломерной головки,- Поэтому целесообразно
при измерениях пользоваться ножами с /=0,3 мм, т. е. малыми
ножами.
Для облегчения наводки и повышения её точности на сетке
нанесены не сплошные, а штриховые визирные линии.
Когда нож приставлен к профилю резьбы, то расстояние I
принимается равным расстоянию между линиями штриховой го-
ловки. Нужно учитывать, что износ ножей значительно влияет
на точность измерения.
Зависимость между износом ножей и погрешностью измере-
ния среднего диаметра выражается формулой
' sin л/2 ’
где Д/ — износ ножа.
4. Порядок выполнения работы
Цилиндрические резьбовые калибры поверяют по ГОСТ
8.128—74.
Условия поверки и подготовки к ней описаны в лабораторной
работе № 32. Там же указана методика внешнего осмотра и
определения шероховатости поверхности резьбовых калибров.
Определение среднего диаметра резьбы калибра
методом осевого сечения
Метод осевого сечения требует особой тщательности настрой-
ки универсального микроскопа, установки измерительных ножей
и изделия. Настройка универсального микроскопа заключается
в установке: сменного объектива; специального осветителя (на-
садки) ; угломерной окулярной головки при измерении на микро-
скопе УИМ-200 или бинокулярной щасадки при измерении на
микроскопе УИМ-200Э; диафрагмы й фокусировке визирной
системы.
При измерении среднего диаметра методом осевого сечения
на универсальном микроскопе применяется объектив только
трехкратного увеличения. При этом общее увеличение Микро-
скопа должно быть равно 30х. На нижнюю часть оправы объ-
ектива надевают специальное осветительное приспособление—
насадку 9 (рис. 2) с полупрозрачной пластиной, закрепляемую
винтом 10, поэтому часть лучей, идущих из центрального осве-
тительного устройства в объектив, отражается от пластины и
освещает поверхность ножа с риской, наблюдаемого в поле зре-
ния визирного микроскопа. /
В верхней части тубуса универсального микроскопа устанав-
ливают угломерную окулярную головку (при измерении на мик-
роскопе УИМ-200), либо' бинокулярную насадку (при измерении
на микроскопе УИМ-200Э). Бинокулярную насадку располагают
на месте проекционной насадки и наблюдают изображение кон-
тура изделия. Для правильной установки бинокулярной насадки
и для исключения ее качания в кронштейне, насадку осторожно
опускают до . упора, поддерживая снизу рукой, после чего за-
жимают стопорным винтом, а переключатель напряжения на
лампе визирной системы устанавливают на значение 6 В.
Диафрагму осветительной 'системы с помощью кольца 7 от-
крывают полностью, установив кольцо на деление шкалы «35».
Плоскость измерения устанавливают измерительными ножа-
ми, поэтому визирную систему следует фокусировать . на эту
плоскость. При, этом колонку микроскопа размещают посредст-
вом маховика по спиральной шкале (шкала наклона колонки)
напротив нулевого деления, т. е. в строго вертикальном поло-
жении и стопорят пружинным фиксатором.
Калибр-пробку устанавливают в центрах микроскопа и при-.
двигают к нему возможно ближе опорные площадки струбцинок
3 и 6 для установки измерительных ножей 4. Планки закрепля-
ют винтами 1 и 8.
Измерительный нож помещают на планку под ножедержа-
тель 2 и 10 и приставляют к профилю, обращенному к наблю-
дателю. Глядя й окуляр визирного микроскопа, подводят нож
к изделию так, чтобы вначале между контуром изделия и лез-
вием. ножа оставался узкий параллельный просвет, а затем ос-
торожно подводят лезвие ножа к изделию' до полного соприкос-
новения. При этом не должно наблюдаться просвета по всей
длине лезвия и контура изделия.
Наибольшая опасность повреждения лезвия возникает при
установке ножа, поэтому ни в коем случае нельзя перемещать
придвинутый к изделию нож, а также поворачивать или переме-
щать изделие при придвинутых ножах. Поверять ножи следует
при помощи калибра. 5, установленного в центрах микроскопа.
Средний диаметр резьбы, в идеальном случае можно- предста-
вить как расстояние между противоположными параллельными
сторонами профиля резьбы, измеренное в направлении, перпен-
дикулярном к оси калибра и отнесенное к средним точкам про-
филя, т. е. к тому месту, где ширина выступа равна ширине
впадины. Касание ножа к профилю- резьбы в плоскости диамет-
рального сечения обеспечивается строго определенной высотой
опорных площадок (струбцинок), укрепленных на шаброванной
поверхности продольной каретки, и высотой самого ножа.
Доведенная плоскость ножа с риской, параллельной лезвию,
должна располагаться как раз на высоте линии центров, т. е.
в диаметральной плоскости калибра. В противном случае каса-
ние будет не по диаметру, а по хорде.
Рис. 3
После фокусировки плоскости ножа и установки его вплот-
ную к профилю резьбы, вращают маховик штриховой окулярной
головки и совмещают соответствующую' пунктирную линию
штриховой сетки с риской ножа так, чтобы перекрестие штри-
ховой головки расположилось примерно на середине стороны
профиля (рис. 3). Допустим, что нож вначале был установлен
*с правой стороны профиля резьбы и с риской ножа совмещена
нижняя пунктирная линия сетки (необходимо следить за тем,
чтобы пунктирная линия сетки располагалась как можно точнее
посередине риски ножа). '
После установки пунктирной линии производят первый от-
счет по спиральному отсчетному микроскопу поперечного хода
УИМ-200, либо по шкале поперечного перемещения, спроектиро-
ванной на экран микроскопа. Затем переводят поперечную ка-
ретку на другую (верхнюю) противоположную сторону резьбы.
К этому профилю приставляют такой же нож и с его риской
совмещают уже другую (верхнюю) пунктирную линию сетки и
производят второй отсчет.
Если ножи установлены с правых сторон профиля резьбы,
обращенных' к наблюдателю, то разность двух отсчетов состав-
ляет dz прав (рис. 3, а). Поменяв ножи, приставляют другую' пару
ножей к левым сторонам профиля резьбы и определяют dzneB
(рис. 3,6) как разность двух отсчетов по противоположным
сторонам.
Если при переходе на противоположную сторону профиля
пунктирная линия штриховой головки займет положение, не па-
раллельное риске ножа, то в этом случае штриховую головку
необходимо повернуть до полного совпадения пунктирной ли-
нии с риской на ноже. Необходимость такого поворота обуслов-
ливается погрешностью угла профиля, и тем, что ось калибра,
как правило, располагается не перпендикулярно к линии изме-
рения. По этой причине получаются разные показания при из-
мерении среднего диаметра отдельно по правым и левым сторо-
нам профиля резьбы.
' . Рис. 4'
Из рйс. 4 видно, что если измерять средний диаметр калиб-
ра, ось которого не перпендикулярна к линии измерения (угол
перекоса у), то измеренная величина ае будет больше искомо-
го среднего диаметра (dz=ab = cd), а величина cf .меньше
d2 (ab=dzni9 — измеренный средний диаметр по левым сторонам
профиля, a cd = d2npaB— измеренный средний диаметр по пра-
вым сторонам профиля); ab — искомый средний диаметр (ае—
перпендикулярна к NN, a ab— перпендикулярна к АШ).
Среднее арифметическое из этих значений при малых пере-
косах дает действительный размер среднего диаметра. Значит,
измерение по правым, и левым сторонам профиля резьбы и под-
счет среднего арифметического результата измерения способст-
вуют тому, чтобы исключить влияние относительного перекоса
калибра на точность измерения.
Действительный размер среднего диаметра по измеренным
значениям <£>прав и «?2лев определяют по формуле
,^прав + ^ле в + £>
где Е — поправка, учитывающая действительные отклонения
расстояния от лезвия измерительного ножа до оси- штриха;
Е = о' 1 /о + Д/* + Д/з + д/4)>
• 2 sin а/2
где AZi, Д/2, Д/3 и Д/4 — действительное отклонение расстояния
от лезвия до штриха всех ножей, применяемых при измерении;
а —номинальное значение угла профиля'резьбы.
Для получения полного представления о точности' изготовле-
ния резьбового калибра средний диаметр резьбы измеряют не
менее чем в двух сечениях при повороте на 90°.
Пример измерения среднего диаметра
1. По левой стороне профиля, ближайшей к наблюдателю, сняты отсчеты
65,2622; 65,2623 и 65,2626 мм^ Среднее арифметическое 65,2624 мм. По левой
стороне профиля, удаленной от наблюдателя,'сняты отсчеты 31,3852; 31,3846
и 31,3852 мм. Среднее арифметическое 31,3850 мм. -
Разность отсчетов средних арифметических значений равна ' среднему
диаметру по левой стороне профиля, т. е. ^2лев = 33,8774 мм.
Необходимо иметь в( виду, что после того, как произведен первый отсчет
для определения ^2лев до конца измерения нельзя перемещать каретку про-
дольного хода.
2. По правой стороне профиля, ближайшей к наблюдателю, сняты отсче-
ты 65,2875; 65,2868 и 65,2868 мм. Среднее арифметическое 65,2870 мм. По'
правой стороне профиля; удаленной от наблюдателя, сняты отсчеты, 31,3845,
31,3858 и 31,3846 мм. Среднее арифметическое 31,3850 мм.
Разность отсчетов средних арифметических значений равна среднему диа-
метру по правой стороне профиля,, т. е. ^2прав =33,9020 мм. Отсюда, ^2ИЗМ =
d*> * I ~ d<\ «
== ——-------= 33,8897 мм.
2
Далее поворачивают калибр на 90° и производят аналогичные измерения
для определения значения d2. Среднйй диаметр, измеренный по второму диа-
метральному сечению, оказался равным 33,8886 мм. Окончательное значение
33,8897 4- 33.8886
среднего диаметра---------------= 33,8891 мм.
В полученный результат измерений вносят поправку за счет погрешно-
сти размеров I ножей.
Измерение шага резьбы калибра-пробки
Шаг резьбы калибра-пробки измеряют по ГОСТ 8.128—74
методом осевого сечения на универсальном микроскопе левыми
и правыми ножами. Применение левых и правых ножей также
вызвано возможным перекосом линии измерения по отношению
оси резьбы.
ПоД шагом резьбы Р понимается расстояние между сосед-
ними одноименными боковыми сторонами профиля, измеренное
в направлении оси резьбы.
Шаг резьбы проходных калибров-пробок .с пятью витками
определяют на двух участках: между крайними витками и меж-
ду средним витком и одним из крайних. Шаг непроходных ка-
либров-пробок с числом полных витков менее пяти опредёля,-
ют на одном участке между крайними витками.
Перемещая продольную или поперечную каретки, вводят в
поле зрения микроскопа профиль резьбы калибра. Нож подво-
дят вплотную к образующей профиля разьбы, и изображение
риски ножа совмещают с соответствующей штриховой линией
окулярной пластины микроскопа, причем точка пересечения
штриховых линий должна находиться примерно на середине об-
разующей профиля. Производят ‘первый отсчет по шкале про-
дольного перемещения. Затем нож убирают, продольную карет-
ку с калибром перемещают до появления в поле зрения микро-
скопа витка резьбы, к которому необходимо приставить нож.
Тот же нож приставляют к соответствующей стороне профиля.
Снова наводят ту же пунктирную линию на риску ножа и про-
изводят второй отсчет по шкале продольного перемещения.
При установке ножа необходимо строго следить за тем, что-
бы изделие не сдвинулось или не повернулось, так как это при-
ведет к неправильному результату измерений.
При перестановке ножа от витка к витку по левым сторонам
профиля резьбы разность двух отсчетов по шкале продольного
перемещения дает размер шага, То же самое необходимо1 про-
делать и по правым сторонам профиля.
Для исключения возможной погрешности из-за перекоса
резьбы в центрах шаг измеряют по правым и левым сторонам
профиля, причем используется только один левый и один пра-
вый нож. В этом случае погрешность ножа не влияет на точ-
ность измерения.
Для исключения погрешности перемещения кареток (вслед-
ствие перекоса, направляющих) и разности в высоте центров
при измерении через несколько витков, шаг или несколько ша-
гов измеряют по диаметрально противоположным сторонам из-
делия (рис. 5,а).
За действительный размер шага на данном участке (Рп)
йринимают среднее арифметическое результатов четырех изме-
рений: z
D Р1П + -^2/2 + Рзч + Р&П'
Допускаемые отклонения по шагу резьбы .калибров приведе-
ны в ГОСТ 24997—81.
Определение половины угла профиля резьбы
калибра
Под половиной угла профиля резьбы а/2 понимается угол
между боковой стороной профиля и перпендикуляром к оси
резьбы.
Половину угла профиля резьбы калибра-пробки измеряют
на универсальном микроскопе методом осевого сечения.
Половину угла профиля можно измерять одновременно с из-
мерением среднего диаметра. Углы отсчитывают по шкале уг-
ломерной головки, т. е. по отсчетному микроскопу (у микроско-
пов УИМ-200) или ПО1 экранному изображению1 угломерной шка-
лы (у микроскопов УИМ-200Э).
Установка, визирование и совмещение соответствующих пунк-
тирных линий с рисками ножей производятся так же, как и при
измерении среднего диаметра. На рис. 5,6 показана схема из-
мерения углов калибра.
Для определения углаах/2 (лев.) штриховую окулярную пла-
стину необходимо повернуть как раз на угол, равный половине
угла профиле резьбы, а верхнюю- пунктирную линию совместить
с риской ножа, причем эта линия с риской ножа должна быть
совмещена по всей ее длине.
Отсчет производят по шкале угломерной головки. Затем пе-
реводят поперечную1 каретку на противоположную сторону, при-
ставляют нож вплотную к профилю резьбы и совмещают уже
нижнюю пунктирную линию с риской ножа. По угломерной
шкале головки определяют углы а/2 (лев.)— положения I и II
/о / \ а!/2 + «П/2
а/2 (лев)= — -.
Также определяют и правые углы а/2 (прав.) — положения
III и IV.
Погрешности половины угла Да/2 (лев.) и Аа/2 (прав.) по-
лучают путем сравнения действительных значений углов с но-,
минальным (а/2=30°).
Для калибров, у которых нормируется отклонение половины
угла профиля, определяемое как среднее арифметическое абсо-
лютных значений обеих половин угла, действительное откло-
нение половины угла профиля вычисляют по формуле
* /п _ |ст/2 (прав.) — а/2 (ном.)| + |«/2 (лев.) — а/2 (ном.)[
а/ — 2 ,
где а/2 (ном.)—номинальное значение половины угла профиля.
Пример обработки результатов измерений при определении половины
угла профиля резьбы а/2. Предположим, что при измерении угла профиля
резьбы при первой установке получены отсчеты: половина угла профиля ле-
вая . (верхняя) а1/2=329°47,3' (30°12,7'); половина угла профиля правая
а1П/2=30°2,3'.
Передвинем каретку поперечного пере/мещения до появления в поле зре-
ния противоположного витка резьбы и вновь произведем измерение по сто-
ронам профиля (положения III и IV), получим .отсчеты: половина угла про-
филя левая (нижняя) а11/2=329о41,7'(30о18,3'); половина угла профиля
правая aIV/2=29°56,7'.
Определим среднее арифметическое значение для левой и правой поло-
вицы угла профиля.
Половина угла профиля левая
, а, 4- а2
а/2 (лев.)=
30°12,7' + 30°18,3'
2
= 30°15',5'.
Половина угла профиля правая
,rt 30°2,3'+ 29°56,7' ,
а/2(прав.)=----------------= 29°59,5'.
15,5'+ 0,5'
Аа/2 (лев.) = 15,5'; Да/2 (прав.) = 0,5'; Аа/2=—;----= 8'.
Допускаемая погрешность половины угла профиля резьбы калибра при
шаге Р=2,5 мм равна 10', а по результатам измерений эта погрешность
равна 8'.
Следовательно, Да/2 находится в допуске и калибр для эксплуатации го-
ден. •
Допускаемые отклонения половины угла профиля приведены
в ГОСТ 24997—81.
5. Обработка результатов измерений
tПРОТОКОЛ
Измерение среднего диаметра, шага и половины угла профиля резьбы
* калибра-пробки методом осевого сечения
Технические данные образцовых’ средств поверки
Наименование прибора Погрешность метода измерения ли-
•Цена деления линейных шкал нейных размеров
Предел измерения линейных шкал___ Погрешность метода измерения угло-
Цена деления угломерной шкалы_ вых размеров
Рабочий размер ножей Температура окружающей среды—°C
Исходные данные калибра-пробки ПР и результаты измерений
Предельные размеры среднего диаметра калибра по стандарту Измерен- ный размер й?2 Предел допускаемых откло- нений по стандарту
наибольший наименьший изношенный 1 | Аа/2
Измеренные отклонения
Схема расположения полей
допусков на элементы резьбы
Схема измерений элементов резьбы
калибра-пробки в различных
направлениях а и б
I
Результаты измерения среднего диаметра резьбы калибра
Сече- ние Показания прибора в направлении а Показания прибора в направлении б измеренный' dit мм
1 от- счеты по левой сто- роне про- филя по правой стороне профиля по левой , стороне’ профиля по правой •стороне профиля
1
2
^2 дев. ч прав. лев. прав.
Результаты измерения шага резьбы калибра-пробки
Показания прибора Рп при измерении п шагов
между край- ними вит- ками от- счеты по левой стороне профиля по правой стороне профиля между сред- ним и край- ним ВИТ- КО м по левой стороне профиля по правой стороне профиля изме- ренный шаг Рп
1
2
Размер ша- гов (раз- ность отсче- тов) ^ллев р пправ ^\лев р лправ i
Результаты измерения половины угла профиля резьбы калибра
Показание прибора Обработка результатов измерений
чх72= а1П/2= а/2 (лев.) = Да/2(лев.) =
«п/2= aIV/2= а/2 (прав. ) = Да/2(прав.) =
Да/2=
Заключение о годности калибра-пробки
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы < Дата сдачи работы
Подпись учащегося - ‘ Оценка ::
Подпись преподавателя_______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 34
ИЗМЕРЕНИЕ НАКОПЛЕННОЙ ПОГРЕШНОСТИ
ШАГА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ, ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
1. Цель работы
Изучить технические и метрологические данные приборов для
'измерения накопленной погрешности шага зубчатых колес. На-
строить приборы. Определить накопленную погрешность шага
зубчатого колеса. Оформить результаты измерений протоколом
установленной формы. Дать заключение о годности зубчатого
колеса.
2. Применяемые приборы и оборудование
Шагомеры для измерения накопленной погрешности шага
цилиндрических зубчатых колес типа БВ-5070, прибор'для изме-
рения накопленной погрешности шага цилиндрических зубчатых
колес типа ПНЗ, цилиндрическое зубчатое колесо.
3. Общие сведения
Кинематическая точность зубчатых колес может быть оцене-
на комплексными либо дифференциальными показателями (см.
ГОСТ 1643—81).
Комплексным показателем кинематической точности зубча-
тых колес 3—8-й степени точности служит наибольшая кинема-
тическая погрешность зубчатого колеса F'ir, равная наибольшей
алгебраической разности значений кинематических погрешнос-
тей в пределах полного оборота зубчатого колеса.
К Дифференциальным показателям относятся поэлементные
показатели, характеризующие точность только одного параметр
ра зубчатого колеса: накопленная погрешность /(-шагов FPkr
и накопленная погрешность шага по зубчатому колесу Fpr', ра-
диальное биение зубчатого венца Frr и погрешность обката Гсг;
колебание измерительного межосевого расстояния за оборот
зубчатого колеса F"ir; колебание длины общей нормали Fvwr
или Vwr.
Накопленная погрешность /(-шагов и накопленная погреш-
ность по зубчатому колесу используется для оценки кинемати^
ческой точности зубчатых колес степени точности 3—6 согласно
ГОСТ 1643—72.
Под накопленной погрешностью /(-шагов FPkr понимается
кинематическая погрешность зубчатого колёса при номинальном
его повороте на К целых угловых шагов, где К — целое число,
находящееся в пределах от 2 до г/2, которая определяется из
выражения Fpkr = (ср — ~К}г , где <р— действительный угол
поворота колеса, соответствующий /( целым шагам; z— число
зубьев колеса; г—радиус делительной окружности; 2л/г/( —
номинальный угол поворота колеса.
Допуск на накопленную погрешность /(-шагов обозначают
как FPb и назначают в зависимости от длины дуги7 делительной
окружности/ а при отсутствии специальных требований.— для
дуги, соответствующей г/6 или ближнему числу зубьев.
Накопленная погрешность шага по зубчатому колесу Fpr —
наибольшая алгебраическая разность значений накопленных
погрешностей, найденных для всех значений К в пределах от
2 до г/2 (рис. 1). Допуск на накопленную погрешность шага
по колесу обозначают через Fp. 4
4. Порядок выполнения работы '
Настройка приборов и определение накопленной
погрешности шага зубчатых колес
Зубчатые колеса, работающие в точных кинематических
цепях, должны подвергаться комплексному однопрофильному
контролю' для выявления их кинематической погрешности. Если
невозможно выполнить однопрофильную проверку зубчатых ко-,
лес, для чего требуется специальное сложное оборудование,
определяют накопленную погрешность 7<-шагов FPkr или накоп-
ленную погрешность шага по зубчатому колесу Fpr.
Накопленную погрешность шага цилиндрических зубчатых
колес можно измерять на оптической делительной головке
(ОДГ) специальным прибором типа ПНЗ; универсальным мето-
дом— рычажно-зубчатыми и пружинными1 микрометрами на
оптической делительной головке, шагомерами типа БВ-5070.
Измерение накопленной погрешности шага \
зубчатых колес с помощью прибора ПНЗ
на оптической делительной головке
Автоколлимационным прибором ПНЗ измеряют зубчатые ко-
леса с модулем от 1 мм и более и диаметром не более 200 мм.
Оптическая схема и принцип действия прибора показаны на
рис. 2. Свет от лампы 1 освещает сетку 2, помещенную в фо-
кальной плоскости объектива параллельным пучком. Попадая
336
на зеркальный умножитель 6, 7, пучок отражается от него об-
ратно, проходит через объектив, призму 4 и собирается в фо-
кальной плоскости окуляра 9, где находится сетка 8.
Рис. 2
Принцип действия прибора основан на измерении наблюдае-
мого в поле зрения окуляра смещения автоколлимационного
изображения перекрестия, “которое, является следствием накло-
Рис. 3
на наконечника, упирающегося в профиль зуба измеряемого ко-
леса. Наконечник жестко , связан с одним из зеркал, поэтому
вместе с наконечником наклоняется и зеркало, смещающее ав-
токоллимационное изображение. На рис. 3 показан вид поля
зрения. Отсчет соответствует 34 мкм.
Прибор ПНЗ (рис. 4) состоит из контактного приспособле-
ния 2, закрепленного- винтом 1 в параллелограммном механиз-
ме 6 и установленного на основании 8. Прибор можно устанав-
ливать^ по высоте, разворачивать в горизонтальной плоскости и
закреплять в необходимом положении винтом 7.
Рис. 4
При работе с оптической делительной головкой прибор за-
крепляют на станине прижимом 11, входящим в Т-образный паз
основания. Прижим позволяет перемещать, прибор перпендику-
лярно к линии центров в горизонтальной плоскости в зависимо-
сти от диаметра измеряемого класс колеса. Маховичок, 5, на оси
которого смонтирован эксцентрик, служит для перемещения
контактного приспособления с наконечником 4 вдоль оси на
.6 мм, что дает возможность вводить наконечник во' впадину зу-
ба поверяемого колеса. Точная подводка до контакта осуществ-
ляется винтом. 17. Винтом 9 контактное приспособление накло-
няется в вертикальной плоскости, тем самым изображение ав-
то коллимационного- штриха устанавливается, на определенное
деление шкалы в поле» зрения окуляра. Автоколлимационный
штрих на определенное деление шкалы в поле зрения подводит-
ся винтом 9/три не вполне зажатом стопорном винте 16. Коль-
цо 3 предназначено для переключения надонечника, т. е. для
‘ изменения направления действия измерительного, усилия в зави-
симости от измерения по одной или другой стороне профиля
зуба.
Цена деления шкалы в поле зрения равна 0,002 мм. Предел
допускаемой погрешности измерения углового шага ±0,002 мм.
Измеряемую шестерню устанавливают в центрах или в
шпинделе оптической делительной головки. В Т-образный паз
станины вводят сегмент 10, гайку 12 прижима 41 и маховичок 14.
Располагают прибор в плоскости измерения таким образом,
чтобы его ось была перпендикулярна к линии центров. Махо-
вичок 13 прибора закрепляют на станине. Отжимают винт 7
и устанавливают наконечник на линию центров оптической
делительной головки. Плавно поворачивают маховичок 5 от се-
бя до- упора. Перемещая (перпендикулярно к линии центров)
прибор вдоль Т-образного паза основания; вводят наконечник
во впадину зуба шестерни и маховичком 13 и прижимом 11 за-
крепляют прибор. Устанавливают нулевой отсчет по лимбу оп-
тической делительной головки. Разворачивают деталь на оправ-
ке или оправку в центр ах/расположив из впадин зуба, примерно
на линии центров. Винтом 17 добиваются контакта наконечника
с образующей цилиндрического валика, помещенного во впади-
ну зуба и стопорят винт. -
Наблюдая в окуляр, поджимают винты 15 и 16 ДО' плотного
вращения винтов 9 и 17 в гайке и окончательно устанавливают
автоколлимационный штрих в нулевое положение. Убедившись,
что автоколлимационный штрих не смещается при зажиме, сто-
порят. винты. Маховичком 5 пять раз подводят наконечник на
один и тот же зуб, проверяют стабильность показаний прибора,
окончательно установив его в нулевое положение и приступают
к измерениям. Этим же маховичком 7 выводят наконечник из
впадины зуба шестерни; по лимбу оптической делительной го-
ловки ч задают требуемый угол, соответствующий угловому ша-
гу. Отпускают маховичок 5 и производят отсчет в микрометрах
по шкале в поле зрения и т. д. Предел измерения составляет
120 мкм.
После того как произведен отсчет, измерительный наконеч-
ник выводят маховичком 5 из впадины зуба (автоколлимацион-
ная трубка ставится на защелку). Измеряемое зубчатое колесо
маховичком оптической делительной головки поворачивают на
угловой шаг, трубку приспособления ПНЗ освобождают и на-
конечник вводят в соседнюю впадину зуба, в которую' перестав-
ляют цилиндрический валик. По' положению штриха автоколли-
мационной марки относительно' шкалы, наблюдаемой в окуляре
приспособления, определяют погрешность шага по зубчатому
колесу. Так, последовательно поворачивая с помощью оптиче-
ской головки зубчатое колесо от зуба к зубу по всей окружно-
сти на угловой шаг, отсчитывают показания по шкале прибо-
ра ПНЗ.
Наибольшая алгебраическая разность полученных значений
в пределах оборота зубчатого колеса есть накопленная погреш-
ность шага по зубчатому колесу Fpr по одной стороне зуба. Для
определения погрешности шага по другим сторонам следует пе-
реключить наконечник, повернув кольцо. .
При измерении зубчатых колес с накопленной погрешностью
шага по зубчатому колесу более ±60 мкм могут возникнуть
следующие случаи:
1. Абсолютная погрешность шага по зубчатому колесу менее
120 мкм, но более 60 мкм, поэтому за нуль достаточно принять
соответствующее деление между 0 и 60. Например, минималь-
ная погрешность шага по зубчатому колесу равна 20 мкм, а
максимальная имеет значение, находящееся между 60 и 100 мкм.
В этом случае достаточно за нуль шкалы принять деление
40 мкм.
2. Абсолютная погрешность шага по зубчатому колесу боль-
ше 120 мкм. Тогда погрешность отсчитывают не по шкале при-
бора ПНЗ, а по шкале оптической головки в угловой мере с по-
следующим переводом в линейные величины. Используя микро-
метрическую' подачу вращения шпинделя головки, изображе-
ние автоколлимационного перекрестия всегда устанавливают в
нулевое положение. Угловые величины переводят в линейные
по формуле a=0,0003qpT?,
где qp — разность углов между необходимой теоретической пер-
воначальной установкой и произведенным измерением в угло-
вых минутах; Я — радиус делительной окружности, мм.
Для измерения точных зубчатых колес применяют оптиче-
ские делительные головки с ценой деления порядка 5".
Измерение накопленной погрешностй шага
по зубчатому колесу на оптической делительной
головке с применением микромеров ,
Принципиальная схема метода измерения показана на рис. 5.
Установка состоит из оптической делительной головки, в цент-
Рис. 5
рах которой установлена оправка с
зубчатым колесом. Во. впадину зуба
колеса помещен цилиндрический ва-
лик, длина которого несколько боль-
ше ширины зубчатого венца колеса.
К образующей валика подводят на-
конечник микромера. Ось валика, по-
мещенного во впадину зубчатого ко-
леса,. располагается на высоте линии
центров, что можно предварительно
проверить при начальной установке
по концевым мерам.
Производят нулевую установку по
шкале головки и микромеру. Изме-
рять начинают от произвольного про-
филя, обозначенного цифрой 1. После
произведенной установки, рычаг с шариковым наконечником
отводят, шпинделем делительной головки зубчатое колесо по-
ворачивают на номинальный угловой шаг ф=?360/г.
Рычаг с шариковым наконечником подводят к профилю
предварительно поместив цилиндрический валик в следующую
впадину. Если расстояние между профилями 1 и 2 соответствует
номинальному шагу, нулевое показание микромера, не изме-
нится.
Отклонение в шаге отсчитывают по шкале микромера. За-
тем, вращая шпиндель головки с оправкой, подводят нк позицию
измерения все последующие профили. Зубчатое колесо (последо-
вательно поворачивают от зуба к зубу по всей окружности на
угловой шаг <р.
С помощью этой установки определяют отклонение шага от
его теоретического значения, т. е. устанавливают равенство
среднего и теоретического значений окружного шага. Это ут-
верждение основывается на том, что алгебраическая сумма от-
клонений шагов по замкнутой окружности от их теоретического
значения равна нулю.
Пример. Допустим, что определенные по индикатору отклонения в мкм
окружных шагов от первого исходного шага составят
ДЛЯ 1-го шага 0 для 7-го шага —13
2 » +4 » 8 » —17
» 3 • » +12 । » 9 . » —19 ,
» 4 ». —15 » 10 +9
» 5 » —17 » И , » +7
» 6 » —16 » 12 •» +5
Среднее арифметическое показаний (—97) 4- (+37) : 12=—5 мкм. Вычи-
тая эту величину из'Отдельных показаний, получим:
для 1-го шага +5 для 7-го шага —8
2 » +9. » 8 » —12
» 3 » + 17 » 9 —14
» 4 » —10 » 10 » + 14
» 5 » —12 » 11 » + 12
» 6 » —11 » 12 + 10.
Складывая алгебраически отклонения отдельных окружных шагов (каж-
дую последующую величину с предыдущей), находим накопленную погреш-
ность для каждого окружного шага (мкм):
для 1-го шага +5
» 2
» 3
> 4
» 5
» 6
» 7
» 8
» 9
» 10
» 11
» 12
» + 5+9=+ 14
» +5+9+17=+31
» +5+9+17—10=+21
» +5+9+17—10—12= +9
» +5+9+17—10—12—11 =—2
» +5+9+17—10—12—11—8=—10
» +5+9+17—10—12—11—8—12=—22
» +5+9+17—10—12—11—8—12—14=—36
» +5+9+17—10—12—11—8—12—14+14=—22
* +5+9+ 17—Ю—12—11—8—12—14+14+12=—10
» +5+9+17—10—12—11-8—12-14+14+12+10=0.
Накопленную погрешность шага по зубчатому колесу опре-
деляют как наибольшую алгебраическую разность накопленных
погрешностей отдельных шагов 2?зэг=31—(—36) =67 мкм.
Результаты измерений заносят' в протокол и производят со-
ответствующие вычисления. Сопоставив полученные значения с
допусками на накопленную погрешность шага по- зубчатому ко-
лесу, приведенными в ГОСТ 1643—81, делают заключение о
степени точности зубчатого; колеса.
Определение накопленной погрешности шага
по зубчатому колесу шагомером модели БВ-5070
Портативным накладным шагомером модели БВ-5070 могут
быть .определены разности шагов Vpr и накопленная \ погреш-
ность шага по колесу Fpr и FPkr крупногабаритных зубчатых
колес степеней точности 7—11, с модулем от 2 до 38 мм. Основ-
ная погрешность прибора для контроля разности окружных ша-
гов цилиндрических колес в зависимости от нормированного
участка колеблется от ±7 до1 ±18 мкм. Шагомер (рис. 6) со-
Рис. 6
стоит .из корпуса 6, в котором укреплен отсчетный, механизм,
снабженный многооборотным индикатором 5, с ценой деления
0,001 мм, подвижного наконечника 3, неподвижного наконечни-
ка 2 и упоров 1 и 4. Подвижный наконечник 3 связан'с переда-
точной системой, отсчетного механизма, а неподвижный нако-
нечник устанавливается в зависимости от модуля проверяемого
колеса. Базой измерения при определении накопленной погреш-
ности шага может служить окружность вершйн зубьев или ок-
ружность впадин. Измерения производят следующим образом.
Прибор накладывают на контролируемое зубчатое колесо, из-
мерительные наконечники устанавливают так, чтобы они каса-
лись одноименных боковых сторон зубьев примерно в зоне де-
лительной окружности проверяемого колеса. При этом базовые
упоры шагомера должны опираться на окружность вершин
зубьев или впадин колеса; отсчетное устройство прибора уста-
навливают в нулевое положение. Проверяют стабильность на-
стройки и приступают к измерениям, т. ё. к последовательному
определению разности шагов. Проверяемое колесо поворачива-
ют и переставляют шагомер последовательно с одной пары
зубьев колеса на другую, производя каждый раз отсчет по шка-
ле шагомера.
Ввиду того, что базой для установки шагомера является ли-
бо окружность выступов, либо окружность впадин, точки каса-
ния сферических наконечников измерительных губок с поверх-
ностями зубьев не всегда находятся на одной общей концентри-
ческой окружности колеса, что вносит погрешность в результат
измерения и что является основным недостатком шагомера4
БВ-5070.
По1 данным, полученным при измерении разности окружных
шагов по всей окружности зубчатого колеса, можно определить
накопленную' погрешность шага по колесу и на 7<-шагов.
Номер шага Показания прибора Vpri» МКМ Отклонения шага от среднего ^p/icp Суммирование погрешности ша- га по зубчатому колесу
2 fptk k=l 2 k=l
1 0 —2 —2 0
2 +5 +3 + 1 +5
3 +7 +5-’ - +6 + 12
4 +5 +3 +9 + 19
5 —2 —4 +5 + 17
6 —3 —5 0 + 14
7 —8 —10 —10 +6
8 —12 —14 —24 . —6
' 9 —5 —7 —31 —11
10 —3 —5 —36 —14
11 +4 +2 —34 —10
,12 +8 +6 —28 —2
13 +5 +3 —25 +3
14 +6 +4 —21 +9
15 +12 +ю -11 +21
16 +5 +3 —8 4-26
17 +< +2 —6 4-30
18 +6 +4 —2 4-36
19 +4 +2 0 4-40
20 +2 • 0 0 4-42
Итого 20 2, VpH = +40 *=1, f р t i ср = + 40 : 20= = +2 Грг=|9| + |36| = =45 мкм —
Так как шагомер при измерении окружного шага предвари-
тельно устанавливали не по образцу, размер которого равен
номинальному значению окружного шага:, а по окружному шагу,
произвольно выбранному в каком-либо месте проверяемого зуб-
чатого колеса, то показания прибора, полученные при измере-
нии отдельных шагов по всей окружности колеса, представляют
собой отклонения окружных шагов не от теоретического (рас-
четного) значения окружного шага, а от какого-то случайного
исходного размера (шага, по которому установлен прибор).
Для определения. отклонений окружных шагов проверяемого
колеса, от теоретического (среднего) значения, следует из от-
дельных показаний прибора вычесть среднее арифметическое
этого ряда показаний.
Пример определения накопленной погрешности шага по зуб-
чатому колесу приведен в таблице.
Среднее арифметическое ряда показаний равно частному от
деления алгебраической суммы ряда показаний на число изме-
20
рений, т. е. /p«cp= 2 Vp^z-
Подставив данные, приведенные в таблице, получим fpti ср =.
=40/2 = +2. Найденное значение алгебраически вычитаем по-
следовательно из каждого показания прибора Vpri- В результате,
получаем новый, ряд отклонений шага от среднего его значе-
ния fpti.
Для определения накопленной погрешности шага по колесу
(отклонения fpti) алгебраически складывают каждое последую-
*
щее значение с предыдущий. Суммы ^fpa полученного ряда
измерений приведены в таблице в четвертой графе. Алгебраиче-'
ская сумма двух величин подученного ряда чисел, наибольших
по абсолютному значению, но разных по знакам, представляет
собой накопленную погрешность окружного шага по зубчатому
колесу Fpr. В нашем примере Fpr=9+36=45 мкм.
Затем необходимо воспользоваться ГОСТ 1643—81 и опре-
делить степень точности зубчатого колеса. '
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Определение накопленной погрешности шага по зубчатому колесу
' (ГОСТ 1643—81)
Краткая техническая и метрологическая характеристика прибора
Завод-изготовитель Заводской номер
Предел допускаемой погрешности_
Цена деления • ____________
Температура окружающей среды—°C
Предел измерения _____________
Результаты измерений накопленной погрешности шага по • зубчатому
колесу —см. таблицу.
Заключение: накопленная погрешность шага по зубчатому колесу
—.... мкм; степень точности колеса по ГОСТ 1643—81...
Фамилия учащегося Группа __________________________'_________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка_______________________________________________
Подпись преподавателя________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 35
ИЗМЕРЕНИЕ РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ
ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА
1. Цель работы
Изучить технические и метрологические данные приборов для
измерения радиального биения зубчатого венца. Настроить
приборы. Определить радиальное биение зубчатого венца на
биениемерах. Обработать результаты измерений и оформить их
протоколом установленной формы. Дать заключение о годно-
сти.
2. Применяемые приборы и оборудование
Биениемер типа Б-ЮМ (ЧЗМИ), приспособления к прибору,
зубчатое колесо.
3. Общие сведения
Согласно ГОСТ 1643—81 радиальное биение зубчатого, вен-
ца (рис. 1) —это наибольшая в пределах зубчатого колеса раз-
ность расстояний от его рабочей оси до делительной прямой —
элемента нормального исходного контура, условно наложенного
на, профили зубьев колеса (т. е. наибольшее колебание расстоя-
ний от постоянных хорд зубьев или впадин до оси вращения
колеса). Значение Frr должно находиться в пределах, указан-
ных в ГОСТ 1643—81.
Для контроля кинематической точности зубчатых колес мо-
жет быть использован один из контрольных комплексов — ра-
диальное биение зубчатого венца Frr и колебание длины общей
нормали Vwr (для степеней точности 3—8), а также радиальное
23-2903 345
биение Frr и погрешность обката Fcr (для степеней точности
7 и 8).
Радиальное биение зубчатого венца определяется, как пра-
вило, положением измерительного наконечника 2 во впадинах
между двумя зубьями /, при соприкосновении его с боковыми
Рис. 1
поверхностями зубьев (рис. 2). Измерительные наконечники
для зубчатых колес внешнего зацепления выполняются в виде
усеченного конуса с углом при вершине 40 ±7'. В этом случае
наконечник с профилем зуба контактирует по точкам, соответ-
ствующим концам постоянных хорд.
Для определения радиального биения зубчатого венца вы-
пускаются специальные приборы — биениемеры. В данной рабо-
те использован биениемер Б-ЮМ для колес с т=1—10 мм и
диаметром 20—400 мм. Цена деления отсчетного устройства бие-
ниемера 0,001 мм. Прибор выпускается двух классов точнос-
ти— А и В.
Погрешность биениемера, мкм (при диаметре контролируемых колес, мм)
Класс биениемера Св. 40 Св. 50 Св. 80 Св. 120 Св. 200 Св. 320
до 50 до 80 до 120 до 200 до 320 до 400
А 2 ' 2,5 3 4 4,5 5
В 6 7 9 10 . 12 13
Допускаемые погрешности .прибора Б-ЮМ для цилиндриче-
ских колес приведены в. таблице.
Биениемер Б-ЮМ (рис. 3) представляет собой литую Т-об-
разную станину, на которой крепятся измерительная бабка 1
и две установочные бабки 4. В центрах бабок установлено из-
меряемое зубчатое колесо А. Измерительная бабка 1 несет на
346
себе каретку 2 с измерительным устройством 3, которое может
поворачиваться на необходимый угол. Измерительную бабку
перемещают вручную- маховиком 7. Биение зубчатого венца оп-
ределяют измерением отклонения радиального положения из-
мерительного наконечника 6 относительно оси зубчатого колеса.
Рис. 3
Разность показаний индикатора 5 определяет размер бие-
ния. Для контроля конических колес измерительное устройство
поворачивают на половину угла делительного, конуса. Дальней-
шие измерения проводят аналогично измерению цилиндрических
колес.
4. Порядок выполнения работы
Прежде чем приступить к измерениям биениемер следует
настроить. Для этого необходимо испытуемое колесо установить
на цилиндрической оправке, а оправку в центрах центровых ба-
бок 4 (см. рис. 3).
Оправка с колесом должна свободно от руки поворачивать-
ся в центрах прибора. При этом не должно быть биения в цент-
рах оправки с зубчатым колесом. Далее в отверстии штока сле-
дует закрепить измерительный наконечник,' выбранный в зависи-
мости от модуля проверяемого зубчатого колеса.
К биениемеру прилагается набор измерительных наконечни-
ков для измерения зубчатых колес различных модулей (от 1 до
10 мм).
Радиально’е биение на биениемере измеряют в следующем
порядке. Измерительный шариковый наконечник помещают во.
впадину зубчатого колеса. Рычажно-зубчатую годовку подво-
дят к упору и, сообщив ей натяг на один оборот, устанавливают
в нулевое положение. Отводят измерительный наконечник вруч-
ную от зубчатого колеса. Поворачивают оправку с зубчатым
колесом на один шаг и помещают измерительный, наконечник
в следующую впадину колеса. Производят отсчет по шкале ры-
чажно-зубчатой головки. Измерительный наконечник помещают
последовательно во все впадины и производят отсчеты по шка-
ле микромера. Показания рычажно-зубчатой головки заносят
в протокол. Подсчитывают действительное радиальное биение
Frr зубчатого венца, как разность между наибольшим и наи-
меньшим показаниями рычажно-зубчатого индикатора либо го-
ловки.
Пример. Дано зубчатое колесо с /п = 6 мм; z=12 мм и диаметром дели-
тельной окружности 72 мм. Необходимо определить радиальное биение по
результатам щих условий: измерении зубчатого колеса на биениемере, исходя из следую-
Номер Показания рычажно- Номер Показания рычажно-
| впадины [ зубчатой головки, мкм впадины зубчатой головки, мкм
1 0 7 +1'
2 +2 8 +3 ~
3 —1 9 0
4 —2 « ... 10 —2
5 0 11 +1
6 —1 1 0
При заключительной установкё зубчатого колеса в начальную впадину
необходимо следить за тем, чтобы на рычажно-зубчатой головке снова было
нулевое показание, т. е. то, на которое была установлена стрелка головки по
первой впадине.
Радиальное биение определяют как разность между максимальным и ми-‘
нимальным отклонением, полученным при. измерении. В данном случае Frr=
= +3—(—2) =5 мкм.
а Сопоставив полученное значение радиального, биения с допускаемыми,
приведенными в ГОСТ 1643—81, можно определить степень точности зубча-
того колеса. В нашем примере степень точности 3, так как для модуля т=
= 6 мм и диаметра делительной окружности от 50 до 125 мм (у нас 72 мм),
предел допускаемого отклонения биения — 8 мкм (у нас — 5 мкм).
Предел допускаемой погрешности зубчатого колеса по ра-
диальному биению и степень точности зубчатого колеса приве-
дены в ГОСТ 1643—8L
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения радиального биения зубчатого колеса на приборе
Технические и метрологические дан-. Исходные данные зубчатого колеса,
ные прибора
Диаметр делительной- окружности____
Тип прибора________________________
Модуль ____________________________
Цена деления _____________________
Число зубьев ______________________
Предел измерения__________________
Степень точности __________________
Погрешность измерения ______________
I
Результаты измерений
Номер впадины Отклонения по индикатору Допуск Fr по ГОСТ 1643-81 ' Радиальное биение .. frr
Степень точности зубчатого колеса по ГОСТ 1643—S1
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы _________________________
% Подпись учащегося 4 Оценка ____________________________<_____________
Подпись преподавателя _______________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 36
ИЗМЕРЕНИЕ КОЛЕБАНИЯ ДЛИНЫ
ОБЩЕЙ НОРМАЛИ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
1. Цель работы 1
Изучить устройство приборов для измерения колебания дли-
ны общей нормали зубчатых колес, их технические и метроло-
гические данные. Настроить прибор. Определить колебание дли-
ны общей нормали зубчатого колеса. Обработать результаты
измерений и оформить их протоколом установленной формы.
Дать заключение о годности зубчатого колеса. '
2. Применяемые приборы и оборудование
Нормалемеры по ГОСТ 7760—81 или зубомерный микрометр
типа МЗК по ГОСТ 6507—78, цилиндрическое зубчатое колесо.
3. Общие сведения ।
Общей нормалью W называется прямая, соединяющая точки
касания двух разноименных профилей с охватывающими их
параллельными касательными плоскостями (рис. 1). Общая
нормаль к эвольвентным поверхностям зубьев является одно-
временно касательной к основной окружности колеса и пред-
ставляет собой сумму нескольких шагов зацепления Рв и тол-
щины зуба SB по дуге основной окружности колеса
Г = PB(z„-l)+SB, (1)
где zn — число зубьев, находящихся на длине общей нормали.
Длина общей нормали не зависит от положения измеритель-
ных губок инструмента, т. е. ^A^2=A^3A^4=^5A^6=^=const.
Если в растворе губок инструмента находится п зубьев, то
длина общей нормали включает п— 1 окружных шагов по. дуге
основной окружности АС и одну дуговую толщину зуба по ос-
новной окружности СВ.
В результате погрешность обката длины общей нормали
непрерывно меняется, увеличиваясь на одном участке зубчатого
венца и уменьшается на другом. Вследствие этого колебание
длины общей нормали Vwr может служить показателем (тан-
генциальной составляющей) кинематической погрешности коле-
са. В основном же на изменение длины общей нормали влияют
погрешности шага по основной окружности.
Колебание длины общей нормали Vwr— разность между
наибольшей lFHo и наименьшей W'hm действительными длинами
общей нормали у проверяемого зубчатого колеса, т. е.
V^ = rH6-,rHM . (2)
или
Fvwr = ^иб - UZHM.
Отклонение длины общей нормали от номинального значе-
ния позволяет судить о смещении исходного контура, а колеба-
ние длины общей нормали характеризует часть накопленной
погрешности окружного шага.
Колебание длины общей нормали Wwr ограничивается до-
пуском Vw (ГОСТ 1643—81). Допуски на колебание длины об-
щей нормали приведены в ГОСТ 1643—81.
Длина общей нормали не зависит от эксцентриситета основ-
ной окружности колеса, вследствие чего колебание длины об-
щей нормали может представлять одну из составляющих (тан-
генциальную) контрольных комплексов для степеней точно-
сти 3—8, характеризующих кинематическую точность зубчатых
колес.
Среднюю длину общей нормали Wm находят как среднее
арифметическое из всех действительных длин общей нормалей
по зубчатому колесу.
При измерении отклонения средней длины общей нормали
для прямозубых цилиндрических некоррегированных колес при
а=20° предварительно подсчитывают номинальное значение
длины общей нормали по формуле
W = т [2,952 (z„ — 0,5) + 0,014z], (3)
где т — модуль колёса; z — число зубьев колеса; zn — число
зубьев, охватываемых губками прибора;
zn — 0,5 (с округлением до ближайшего целого числа). (4)
Длина общей нормали W для цилиндрических прймозубых
колес без смещения исходного контура с а=20°, при т=1 мм
может быть определена и по табл. 1 (взятой для примера), рас-
считанной по формуле (3).
Таблица 1
Z , Zn W Z zn W
5 2 4,4982 18 3 7,6324
6 2 4,5122 19 3 7,6464
7 2 4,5262 20 3 7,6604
8 2 4,5402 21 3 7,6744
9 2 4,5542 ’ 22 3 7,6884
10 2 4,5683 23 3 7,7024
11 2 % 4,5822 24 3 7,7165
12 2 4,5963 25 3 7,7305
13 2 • 4,6103 26 4 10,6966
14 2 4,6243 27 4 10,7106
15 2 . 4,6383 28 4 10,7246
16 2 4,6523 29 4 10,7386
17 3 7,6184 30 4 10,7526
При определении длины общей нормали W зубчатых колес
с т>1 мм значения, приведенные в табл. 1, следует соответст-
венно умножить на модуль проверяемого колеса.
Измерение длины общей нормали и отклонения длины об-
щей нормали не требует специальной измерительной базы и мо-
жет производиться специальными приборами — норм^лемерами,
зубоизмеритёльными микрометрами, а также на универсальных
приборах для измерения зубчатых колес.
Нормалемеры предназначены для измерения длины общей
нормали, а также для определения колебания длины общей нор-
мали цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления сте-
пени точности 3—8 по ГОСТ 1643—81. Они представляют собой
зубомеоную индикаторную скобу с отсчетным устройством в ви-
де рычажно-зубчатого многооборотного индикатора.
Нормалемеры согласно ГОСТ 7760—81 выпускают трех ти-
поразмеров и двух классов точности АВ и В: НЦ-1 с пределом
измерения от 0 до 120 мм —для измерения зубчатых колес с
модулем от1 мм; НЦ-2 с пределом измерения от 50 до 300 мм —
для зубчатых колес с модулем от 2 мм; НЦ-3 с пределом из-
мерения от 150 — до 700 мм для зубчатых колес с модулем от
2,5 мм. ' '
Отечественной промышленностью выпускаются индикатор-
ные нормалемеры моделей БВ-5045 и БВ-5046.
Основные технические данные • нормалемеров приведены в
табл. 2.
« Таблица 2
Параметр
Числовые значения пара-
метра нормалемеров
БВ-5045 БВ-5046
.. Наименьший модуль контролируемых колес, мм
Пределы измерения йлины общей нормали, мм
Цена деления шкалы отсчетного устройства, мм
Пределы измерения по шкале, мм
Измерительное усилие, сН (гс)
Предел ’ допускаемой погрешности нормалёме-
ров класса В, при длине общей нормали мкм:
от 0 до 50 мм
св. 50 до 120 мм
св. 120 до 300 мм
. 1 2
0—120 300—500
0,002 0,002
*1
300*50
Нормалемер БВ-5045 (рис. 2) имеет трубчатую штангу 3 и
отсчетное устройство 1 (многооборотный индикатор с ценой де-
ления 0,002 мм), связанное с подвижной измерительной пят-
2 3 4 5 6 7
Рис. 2
кой 9. Перед измерением кольцо 4 с переставной пяткой 8 ус-
танавливают на расчетное значение W по блоку концевых мер
и зажимают стопором 5. Точное перемещение губки осуществ-
ляется гайкой микроподачи 6 при зажатом кольце 7.
При измерении пятку 9 отводят арретиром 2, и нормалемер
устанавливают на зубья колеса.
Для измерения длины и колебания длины общей нормали
зубчатых колес используют зубомерные микрометры типа МЗК
с пределами измерений 0—25, 25—,50 и 75—100 мм, а также
рычажные' микрометры. В отличие от гладких микрометров из-
мерительные поверхности этих микрометров выполнены в виде
плоских дисков диаметром 30 мм.
4. Порядок выполнения работы '
Прежде чем приступить к' измерениям, необходимо настро-
ить нормалемер следующим образом. Составить блок плоско-
параллельных концевых мер 4-го разряда по ГОСТ 8.166—75,
соответствующей величине W, подсчитанной по формуле
W = т [2,952 (г„ — 0,5) + 0,014г].
Поместить блок концевых мер между измерительными по-
верхностями нормалемера, для чего, отжав стопор 5 кольца 4
с переставной пяткой 8, переместить его вдоль штанги и снова
зажать. Сообщить индикатору натяг в один оборот и поворотом
шкалы установить индикатор на нуль. Нажать на арретир 2,
отвести подвижную пятку и вынуть блок концевых мер. Пере-
нести нормалемер на проверяемое колесо.
Измерения нормалемером. Длину и колебание длины общей
нормали измеряют по окружности групп зубьев.
Значение колебания длины общей нормали зубчатого коле-
са определяют по формуле (2).
По ГОСТ 1643—81 находят допуск 'на колебание длины об-
щей нормали и дают заключение о степени точности зубчатого
колеса.
При определении только колебания длины общей нормали,
прибор можно устанавливать на нуль по любой группе зубьев
колеса. Число зубьев, охватываемых губками нормалемера оп-
ределяют. по формуле (4). Затем, переставляя нормалемер от-
носительно колеса так, чтобы его.губки последовательно попа-
дали во все впадины колеса, определяют колебание, т. е. раз-
ность между наибольшим и наименьшим размером общей нор-
мали данного колеса.
<Во избежание преждевременного износа измерительных по-
верхностей следует при каждом измерении, в том числе и при
перемещении прибора вдоль зуба, отводить подвижную измери-
тельную губку с помощью арретира 2.
Длину общей нормали рекомендуется измерять в одном и
том же месте колеса не менее трех раз, каждый раз покачивая
прибор и обкатывая измерительными плоскостями профили
зубьев колеса. За действительный размер W в данном месте
зубчатого колеса принимают среднее арифметическое из трех
измерений.
У правильно изготовленного зубчатого колеса разность меж-
ду наибольшей и наименьшей длинами общей нормали, полу-
ченными при этих измерениях, не должна превышать указанной
в ГОСТ 1643—81/
Для прямозубых некоррегированных колес с а = 20° при
2=5—150 значение W можно взять из табл. 1.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения колебания длины общей нормали зубчатых колес (ГОСТ 1643—72)
Техническая и метрологическая характеристика прибора
Тип . - Цена деления
Завод-изготовитель : Основная погрешность
Предел измерения------------------ Температура окружающей среды—°C
Исходные данные зубчатого колеса
Принципиальная схема прибора Принципиальная схема измерения
Результаты измерений
Номер
группы
зубьев
Показания прибора
Действительная длина общей
нормали W
Наибольшая действительная длина общей нормали №н.б
Наименьшая действительная длина общей нормали №н.м
Колебание длины общей нормали Vwr. Степень точности по
ГОСТ 1643—81.
-Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося Оценка
Подпись преподавателя________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 37
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛЕБАНИЯ
ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО МЕЖОСЕВОГО
РАССТОЯНИЯ
1. Цель работы 4
Изучить устройство приборов (межцентромеров) для опре-
деления колебания измерительного межосевого расстояния, их
технические и метрологические .данные. Настроить межцентро-
мер. Определить значение колебания измерительного межосево-
го расстояния. Обработать результаты измерений и оформить
их протоколами установленной формы. Дать заключение о год-
ности зубчатого колеса.
2. Применяемые приборы и оборудование
Межцентромер модели МЦМ-320М по ГОСТ 5368—81,- при-
способления к прибору, цилиндрическое зубчатое колесо, набор
концевых мер длины 5-го разряда.
3. Общие сведения
Согласно ГОСТ 1643—81, под колебанием измерительного
межосевого расстояния за один оборот зубчатого колеса F"ir
понимается разность между наибольшим и наименьшим дейст-
вительными межосевыми расстояниями при беззазорном (двух-
профильном) зацеплении измерительного’ зубчатого колеса с
контролируемым при повороте последнего на полный оборот.
Это показатель кинематической погрешности зубчатого колеса.
Колебание измерительного межосевого расстояния характе-
ризует только, радиальные составляющие погрешностей окруж-
ных шагов колеса и не характеризует тангенциальных состав-
ляющих. Колебание измерительного межосевого расстояния ог-
раничивается допуском, обозначаемым через F"i.
В процессе плотного двухпрофильного обката проверяемого
зубчатого колеса с измерительным выявляется суммарная по-
грешность взаимодействия'двух пар профилей зубьев сопряжен-
ных колес. При этом погрешностью1 измерительного колеса (оно
примерно на две степени точнее проверяемого) пренебрегают.
Принцип измерения колебания измерительного межосевого
расстояния показан на рис. 1,а. На оправку 1 свободно насаже-
но измерительное колесо 5, а на оправку 8 проверяемде коле-
со 7. Оправка 1 установлена на плавающей каретке 3, переме-
щение которой ограничивается упором 6, а оправка 8— на пе-
реставной каретке 9. Перед измерением каретку 9 винтом 10
смещают в направлении каретки 3 в положение, при котором
проверяемое и измерительное зубчатые колеса будут находить-
ся в плотном двухпрофильном зацеплении, и закрепляют ее
стопорным винтом 11. Необходимая плотность контакта зубьёв,
находящихся в зацеплении, обеспечивается пружиной 4. Прак-
тически каретку 9 смещают настолько, чтобы стрелка индика-
тора 2, установленного на каретке 3, сделала один оборот. Пос-
ле этого шкалу индикатора 2 устанавливают в нулевое положе-
ние. По шкале 12 и нониусу, закрепленному на каретке 9, опре-
деляют начальную длину измерительного межосевого расстояния
ао. Изменение измерительного межосевого расстояния в про-
Рис. 1
цессе измерения при повороте колес, фиксируемом по числу
зубьев или по углу, определяют индикатором. По результатам
измерения можно построить график (рис. 1,6), по которому
определяют наибольшее колебание измерительного межосевого
расстояния F"ir за полный оборот и наибольшее изменение из-
мерительного межосевого расстояния f'\r, соответствующего по-
вороту колеса на один шаг, используемое для оценки плавности.
Приборами, предназначенными для комплексной проверки
зубчатых колес обкаткой по измерительному колесу, определя-
ют колебание измерительного межосевого расстояния за оборот
колеса F"ir\ предельные колебания измерительного межосевого
расстояния на одном зубе f"ir; предельные отклонения измери-
тельного межосевого расстояния — верхнее (+Да"г) и нижнее
(—Аа"г), т. е. показатель бокового зазора передачи.
Измерительные колеса, применяемые при двухпрофильном
контроле зубчатых колес, изготовляют по ГОСТ 6512—74 с мо-
дулем от 1 до 10 мм степеней точности 3, 4 и 5.
Степень точности измерительных колес зависит от степени
точности проверяемых. Зубчатые колеса 5 и 6-й степеней точ-
ности измеряют измерительными колесами 3-й степени; при из-
мерении колес 7-й степени применяют измерительные колеса 4-й
степени и т. д.
Поверяют измерительные зубчатые колеса по ГОСТ
8.235—77.
Приборы, используемые Для определения колебания межосе-
вого расстояния при обкатке проверяемого колеса с измери-
тельным, называются межцентромерами (ГОСТ 5368—81).
Выпускаются межцентромеры следующих моделей:
МЦМ-160; МЦМ-320М; МЦ-4006 и БВ-5029. Для регистрации
погрешностей контролируемых колес приборы снабжены само-
писцами (модели 226 или БВ-662) с индуктивными преобразо-
вателями. В таблице представлены технические данные меж-
центромеров.
Межцентромер Параметры контролируемых колес, мм
т , d Я ф Цена деле- ния Погрешность
МЦМ-160 0,3—1 5—160 25—100 0,001 0,005
МЦМ-4006 1-10 50—400 40—400 0,001 0,025
МЦМ-320М . 1—10 40—320 50—320 0,002 (см. ГОСТ 5368—81).
БВ-5029 2—16 200-800 150—630 0,002 • 0,007—0,025
В таблице т — модуль ' контролируемых зубчатых колес; d — диаметр
делительной окружности контролируемых колес; аш — измерительное межосе-
вое расстояние.
Большинство из указанных межцентррмеров имеют ручной и
электромеханические приводы, обеспечивающие вращение конт-
ролируемой пары.
В настоящей лабораторной работе рассмотрен межцентро-
мер модели МЦМ-320М.
Основная погрешность прибора при контроле колебания из-
мерительного межцентрового линейного расстояния и предель-
ных отклонений измерительного межосевого расстояния от но-
минального указаны в ГОСТ 5368—81.
Межцентромер МЦ-320М (рис. 2) состоит из станины 1, на
которой расположены кронштейн 6 с вертикальными центрами
и суппорт 2, несущий измерительную каретку. Суппорт 2 можно
перемещать вдоль станины прибора и устанавливать на нужном
расстоянии от кронштейна. Измерительная каретка смонтирова-
на на шариковых направляющих. Посредством вертикального
суппорта 3 она может перемещаться вдоль оси центров кронш-
тейна. Контролируемое зубчатое колесо 5 установлено на оправ-
ку, закрепленную в центрах кронштейна. Измерительное коле-
со 4 оправкой установлено на измерительную каретку. Меж-
центровое расстояние контролируют в процессе обкатки пове-
ряемого и образцового колес при беззазорном зацеплении.
Рис. 2
4. Порядок выполнения работы
При поверке межцентромер должен быть установлен в чи-
стом сухом помещении. Температура'помещения, в .котором про-
изводятся измерения должна быть в пределах 20 °C.
В зависимости от того, какой показатель подлежит измере-
нию (F'Air, f"ir или +A"ai и —А"аг) взаимное положение изме-
рительного и проверяемого колес различно.
1. При измерении колебания измерительного межосевого
расстояния за оборот колеса F"ir^n на одном зубе f"ir вводят
проверяемое колесо в плотное зацепление с измерительным ко-
лесом и, поворачивая колесо, обкатывая его относительно из-
мерительного колеса, фиксируют разность между наибольшим
и наименьшим действительными межосевыми расстояниями при
повороте контролируемого колеса на полный оборот или соот-
ветственно на один угловой шаг.
. 2. При определении предельных отклонений измерительного
межосевого расстояния Аа"е и Aa”i передвижением суппорта
зубчатые колеса устанавливают на номинальное межосевое
расстояние. Эту установку производят концевыми мерами длины
или по масштабной шкале и нониусу, укрепленными на прибо-
ре. После установки суппортов в нужное положение плавающий
суппорт должен иметь в небольших пределах возвратно-посту-
пательное движение. Для этого его предварительно устанавли-
вают в среднее положение, затем между оправками помещают
блок концевых мер, размер которого определяется по .формуле
^бл = #шм (^i “Ь ^г)/2,
где аш м — измерительное межосевое расстояние; Di и D%—
диаметры оправок. Очевидно, что после того как блок концевых
мер будет снят, плавающий суппорт передвинется и зацепление
станет беззазорным.
Для нахождения предельных отклонений Аа"е и Аа''гпри
вращении колес определяют разность между наибольшим (или
соответственно наименьшим) измерительным расстоянием и
номинальным межосевым расстоянием, на которое были пред-
варительно установлены сопрягаемые колеса.
При определении колебаний измерительного межосевого
расстояния на одном зубе./"^ за оборот зубчатого колеса F"tr
и предельных отклонений Аа”е и Аа"г необходимо знать угол
зацепления зубчатых колес в паре а<вм «контролируемое коле-
со— измерительная шестерня» и угол зацепления при обработ-
ке аШо, так как допуски на F" и f" и предельные отклонения
Аа"е и Aa"i приведены в таблицах ГОСТ 1643—81 для случая
равенства углов аШм и аш .
Угол зацепления аш м может быть рассчитан по формулам
для прямозубых передач внешнего' зацепления с делительным
межосевым расстоянием а
а .. 2XS tg а
соэаш =---cosa;inwam —----------Hnva,
М- % М Z1+z2
где Xs — сумма коэффициентов смещения исходного контура
проверяемого колеса Хк и измерительной шестерни Ха с учетом
наименьшего дополнительного смещения исходного контура
проверяемого колеса Анек по ГОСТ 1643—81 и действительного
значения смещения исходного контура Аней, которое должно
маркироваться на торце измерительного колеса. Следовательно,
Х^=Хи+хК+Анеи/т+Анек/т. При определении суммарного
коэффициента смещения Xs учитывается знак каждого слагае-
мого.
Один одарит контролируемого зудиатого колеса
Рис. 3
При,, вращении колес погрешности проверяемого зубчатого
колеса вызывают изменение межосевого расстояния, регистри-
руемого измерительной головкой или самописцем. Полученная
при записи диаграмма (рис. 3) характеризует колебание изме-
рительного межосевого расстояния во всех фазах зацепления.
Показатели, характеризующие боковой зазор' определяют
следующим образом. Между осями прибора по концевым мерам
предварительно устанавливают номинальное (теоретическое)
измерительное межосевое расстояние а", которому соответству-
ет нулевая линия на диаграмме. '
Действительное межосевое расстояние получается после
введения колес в плотное зацепление, а отклонение его в поло-
жительную или отрицательную сторону (линия OiO/) будет оп-
ределяться в основном толщиной зубьев контролируемого коле-
са, т. ё. величиной, характеризующей боковой зазор в передаче.
Наибольшие отклонения точек кривой относительно нулевой
линии (величины +Да"е и —Аа"г) в пределах оборота контро-
лируемого колеса й будут предельными размерами бокового
зазора в передаче.
Недостатком метода является выявление только радиальных
составляющих обработки. Поэтому в контрольных комплексах
двухпрофильный контроль дополняют определением колебания
длины общей нормали или погрешностями обката, являющимися
тангенциальными составляющими кинематической погрешности
колеса.
, 5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерение колебания измерительного межрсевого расстояния
зубчатого колеса на .межцентромере
Завод-изготовитель ' Заводской номер
Цена деления отсчетного устройства прибора _:____________•
Класс точности Модуль проверяемых зубчатых колес, мм
Степень точности _____Диаметр проверяемых зубчатых колес,
мм. Температура окружающей среды °C
Принципиальная схема определения колебания измерительного межосевого
расстояния зубчатых колес
Зубчатое колесо , Число зубьев Z Модуль т, мм Угол за- цепления ОСц, Наименьшее смеще- ние исходного кон- тура АНек, АНеи Коэффи- циент смеще- ния Xj,
Проверяемое. Измерительное -
Номинальное межосевое расстояние дилиндрической передачи для прямо- зубых колес со смещением определяют по формуле, приведённой на с. 358. 1 ‘ Нормы точности по ГОСТ 1643—72
г". jT гг f'ir ’ + Аа,,е I —Аа "i
Результаты измерений
№ зубьев Показания прибора, мкм № зубьев Показания прибора, мкм № зубьев Показания прибора, мкм №'зубьев Показания прибора, мкм *
Г НИЯ График откл! г?// Г ir. □нений колебания измери тельного ме жосево го расстоя-
Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса
F"ir=
Наибольшее колебание измерительного межосевого расстояния на од-
ном зубе f"ir=
Предельные отклонения измерительного межосевого расстояния +4Д=
4 _ Д гг. _ '
— —/1 а г —•
Заключение о. годности (Степень точности по ГОСТ 1643—81)
Фамилия учащегося Группа . ___________________________________________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы J
Подпись учащегося Оценка _____________________________________;________
Подпись преподавателя _______;_____________;
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 38
ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ
ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ И ПЛОСКОСТНОСТИ
ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ УРОВНЕЙ
1. Цель работы
Изучить методы измерения отклонений от прямолинейности
и плоскостности поверхностей с помощью-, уровней. Измерить
отклонения от прямолинейности и плоскостности изделий С ПО-
МОЩЬЮ' уровня.' Обработать результаты измерений и оформить
их протоколом установленной формы. Дать заключение о год-
ности. * 4 1 '
2. Применяемые приборы и оборудование
Уровень брусковый 200-0,02 по ГОСТ 9392—75,. установоч-
ный мостик с расстоянием между опорами 200 мм, плита раз-
мером 750Х1000 мм.
3. Общие сведения
По СТ СЭВ 301—76 под отклонением от прямолинейности
понимается наибольшее расстояние Д от точек реального про-
филя до прилегающей прямой в пределах нормируемого участ-
ка. Прилегающая прямая — прямая, соприкасающаяся с реаль-
ным профилем и расположенная вне материала детали так,
чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реального
профиля в пределах нормируемого участка имело минимальное
значение.
Под отклонением от плоскостности понимается наибольшее
расстояние Д от точек реальной поверхности до прилегающей
плоскости в пределах нормируемого участка.
При определении отклонения от плоскостности за геометри-
ческую поверхность принимают плоскость. Следовательно, гео-
метрический профиль при определении отклонения от прямоли-
нейности будет представлять прямую. Прилегающая плос-
кость-плоскость, соприкасающаяся с реальной поверхностью
и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение
от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пре-
делах нормируемого участка имело минимальное значение.
Для воспроизведения поверхности необходимо иметь реаль-
ную исходную прямую или плоскость. В качестве исходной пря-
мой могут быть приняты линия визирования зрительной трубы,
рабочее ребро лекальной линейки и т. д.; в качестве исходной
плоскости — поверхность жидкости, плоскость горизонта, задан-
ная уровнем, рабочая поверхность поверочной плиты и т. д.
В СТ СЭВ 301—76 обозначены: Т — допуск формы или допуск
расположения; Л — длина нормируемого участка.
В зависимости от того, каким способом задается исходная
прямая или плоскость, все. существующие методы измерения
прямолинейности и плоскостности можно разделить на механи-
ческие, гидростатические, оптико-механические и оптические.
Установлено 16 степеней точности предельных отклонений
от плоскостности и прямолинейности (табл. 1).
Для измерений отклонений от плоскостности и прямолиней-
ности наиболее часто используют брусковые уровни.- Особый
интерес представляет применение уровней для измерения пря-
молинейности поверхностей большой протяженности (направ-
ляющих станков, концевых измерительных машин и др.).
. Принцип действия, устройство; технические и метрологиче-
ские данные технических уровней были рассмотрены в лабора-
торной работе № 30.
bo
*
Таблица 1
<• Степень,точности
Номинальная по ГОСТ 10356-63 • - дополнительные [16]
длина, мм I di III IV V VI VII VIII • IX X XI XII XIII XIV XV , XVI
Допуски (предельные отклонения), мкм
До 10 0,25 0,4 0,6 i,o 1,6 1,0 4- 6' 10 16 25 40 ~60 , 100 160 250
Св. 10 до 25 0,4 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6 10 16 25 40 60 100 160 250' 400
Св. 25 до 60 0,6 1.0 1,6 2,5 4,0 6,0 10 16 25 40 60 100 160 250 400 600
Св. 60 до 160 1,0 1.6 2,5 4,0 6,0 10,0 16 25 40 60 100 160 250 400 600 1000
Св. 160 до 400 1,6 2,5 4,0 6,0 10,0 16,0 25 40 60. 100 160 250 400 600 1000 1600
Св. 400 до 1000 2,5 4,0 6,0 10,0 16,0. 25,0 40 60 100 160 250 400 600 1000 1600 2500
Св. Л 000 до 2500 4,0 6,0' 10,0 16,0 25,0 40,0 60 100 160 250 400 600 1000 1600 2500 4000
Св. 2500 до 630Q 6,0 10,0 16,0 25,0 40,0 60,0 100 160 250 400 600 1000 1600 2500> 4000 6000
Св. 6300 до 10000 10,0 16,0 25,0 40,0 60,0 100,0 160 250 400 600 1000 1600 2500 4000 .6000 10000
Прямолинейность больших поверхностей обычно измеряют
шаговым методом точными уровнями, автоколлиматорами или
визирными приборами и специальными подставками-мостиками.
Расстояние между опорными точками мостика, называемое
шагом измерений,, зависит от длины контролируемой поверхно-
сти и от того, насколько подробно должен быть изучен профиль
проверяемой поверхности.
Для поверхндсти длиной от 500 мм эта длина принимается
равной 30—50 мм; для поверхностей длиной от 500. до
3000 мм — 100—200 мм; для поверхностей от 3000 до 20000 мм —
250—500 мм. , '
Углы наклона, непрямолинейность и неплоскостность успеш-
но измеряют и электронными уровнями.
4. Порядок выполнения работы
Измерение отклонений от прямолинейности техническим
брусковым уровнем с ценой деления 0,02 мм/м. Проверяемую
поверхность перед измерением устанавливают в горизонтальное
положение в продольном и поперечном направлениях по мето-
дике, рассмотренной в лабораторной работе № 30. Затем ее
разбивают на участки, соответствующие шагу измерения и сбо-
ку наносят соответствующие отметки: 0—1; 1—2; 2—З и т. д.
(рис. 1). Расстояние между отметками не должно превышать
Vio Длины проверяемой поверхности. '
Сущность шагового метода измерения отклонений от прямо-
линейности и плоскостности поверхностей заключается в после-
довательном измерении размера смещения отдельных точек про-
веряемой поверхности относительно произвольно выбранной на-
чальной точки. Уровень устанавливают основанием на поДстав-
ку-мостик и закрепляют, на нем. Затем мостик вместе с уровнем
помещают на первый участок поверхности таким образом, чтобы'
его опоры были вначале в точках 0 и 1. Расположив мостик на
контролируемой поверхности, перемещают его последовательно
с одного участка Иа другой так, чтобы задняя опора каждый
раз устанавливалась на место передней, определяя,на каждом
участке отклонение от прямолинейности по отношению к исход-
ному положению. Подъем или опускание передней опоры вызы-
вает изменение угла наклона мостика, а следовательно, смеще-
ние пузырька уровня, определяемого по шкале ампулы.
Для того, чтобы уменьшить погрешность отсчета, а также
исключить погрешность вследствие изменения длины пузырька, -
вызываемого изменением температуры в процессе измерения, от-
счет берут по обоим концам пузырька. Принимай условно за
нулевые два удлиненных центральных штриха, расположенных
на расстоянии, равном длине пузырька, определяют положение
левого конца пузырька относительно левого штриха, а правого
конца — относительно правого Штриха. Отсчет производят в Де-
364
лениях шкалы ампулы уровня с точностью до десятых долей.
При этом, если конец пузырька расположен справа от соответст-
вующего нулевого штриха, .отсчет записывают со знаком «плюс»,
если слева — со знаком «минус». За значение отсчета следует
принимать алгебраическую полусумму отсчетов по обоим кон-,
цам пузырька, что соответствует положению середины пузырька.
Аналогичные измерения производят на всех последовательно
расположенных участках, устанавливая уровень так, чтобы его.
опора касались поверхности в отмеченных точках. Мостик с
уровнем следует перемещать строго по прямой линий, избегая
перекоса, чтобы в результат измерений не вошла погрешность'
вследствие извернутости поверхности и ее наклона к горизонту
в поперечном направлении.
Измерение отклонения направляющей длиной ,1000 мм от
прямолинейности поверхности показано на рис. 1.
Измерения произведены техническим уровнем 200-0,02 .с-
использованием мостика длиной 200 мм. Брусковый уровень 3
(рис. 1, а) устанавливают и закрепляют на мостике 2. Направ-
ляющую 1 разбивают на несколько одинаковых участков, рав-
ных шагу Измерения, т. е. расстоянию между опорными ролика-
ми подставки-мостика. Направляющую по двум -крайним сече-.
ниям (первому и последнему) выравнивают в горизонтальной
плоскости. Первый участок принимают условно установленным
горизонтально. Перемещай мостик вместе с уровнем на следую-
щий участок 1—2, а затем последовательно и.на другие, запи-
сывают. показания уровня в протокол, а затем наносят на.
график, выбрав соответствующий масштаб отклонений (см. рис.
1,6).
При пользовании уровнем (здесь с ценой деления 0,02 мм/м)
следует иметь в виду, что цена деления его будет иной, чем та,
которая на нем указана, так как применен мостик длиной не
1 м, а длиной 200 мм. Значение цены деления уровня зависит
от расстояния между опорами мостика и определяется отноше-
нием
0,02 х. 0.02- 200 Л ЛГ1 •
-— = —; х = —-------------= 0,004 мм.
1000 200 1000
Следовательно, при установке уровня на мостик длиной
200 мм значение цены деления того же уровня будет 4 мкм.
-Данные измерений записывают в табл. 2.
/ ' Т.аблица 2
Номер участка Показания уровня по отношению к Показания уровня по отношению к
предыдущему положению нулевому поло- жению предыдущему положению нулевому поло- жению
в делениях шкалы уровня в мкм
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 0 +0.8 + 1.2 +0.4 —Oj.9 0 +0,8 +2,0 +2,4 + 1,5 0 +3,2 ' +4,8 ’ +1,6 —3,6 0 +3,2 +8,0 +9,6 +6,0
При перемещении уровня с" условного нулевого положения
на участок 1—2 пузырек уровня переместится на отметку шка-
лы + 0,8. Так как на участке 0—1 показания уровня были ус-
ловно приняты за 0, то по отношению' нулевого положения в
графе 3 табл. 2 будут записаны такие же показания, как и в
графе 2.
Перестановка уровня на участок 2—3 приведет к перемеще-
нию пузырька по отношению к предыдущему положению (1—2)
еще на +1,2 деления шкалы, но по отношению к нулевому по-
ложению получим +0,8+1,2= +2,0 деления. На участке 3—4
уровень еще продолжает подниматься. По отношению' к преды-
дущему положению (2—3) пузырек переместится еще на +0,4
деления шкалы, а по отношению к нулевому положению уже
будет +2,4 деления.
На участке 4—5 уровень стал опускаться, поэтому по отно-
шению к предыдущему положению отсчитываем —0,9 деления,
а по отношению к нулевому это будет. (2,4— 0,9), т. е. уровень
опускается с +2,4 до +1,5 деления Шкалы.
В графах 4 и 5 даны показания уровня в микрометрах при
условии, что цена деления, уровня, установленного на мостике
длиной‘,200 мм, равна 0,004 мм. <
Пользуясь табл. 2 строят график. Для первого участка про-
водят горизонтальную линию из точки а до точки а\ по пока-
занию уровня первого участка, для второго участка — линию
dj—а'2. Длина отрезка а2а'2 равна 3,2 мкм. Для третьего участ-
ка проводят линию а'2—а'3, где отрезок а3а,3=3,2+4,8=8,0 мкм
и т. д.
Конечные точки А и Б соединяют прямой линией. Характер
построенной кривой по отношению к прямой АБ показывает
фактическое состояние непрямолинейности проверяемой на-
правляющей. От прямой АБ и нужно определять максимальное
отклонение от прямолинейности до точек построенной кри-
вой (ЯОг).
Найдя по графику максимальное отклонение от прямоли-
нейности (учитывая выбранный масштаб'увеличения), опреде-
ляют годность поверхности в зависимости от размера допуска,
указанного на графике.
Измерение отклонения от плоскостности техническим брус-
ковым уровнем с ценой деления 0,02 мм/м. Необходимо прове-
рить плоскостность плиты размером 750X1000 мм. Расстояние
L между опорами уровня выбирают таким, чтобы в продольном
и поперечном направлениях укладывалось целое число • шагов
1 10 9 S 7
12 /7 <8 tff
13 Я 15 16
0 1 2 3
Рис. 2
(здесь L=250 мм). На боковых поверхностях плиты наносят от-
метки, расстояние между которыми равно шагу измерения, и
нумеруют их по порядку, начиная от одной из угловых точек
(рис. 2). Положение проверяемых точек в средних сечениях
определяют по рулетке, натянутой между соответствующими
этим сечениям крайними отметками, либо по линейке. Измере-
ния начинают с участка 0—1. Отсчеты производят по обоим
концам .пузырька и записывают их в табл. 3 (графы 2 и 3). Пе-
ремещая уровень по поверхности, проверяют все участки сече-
ния 0—4, затем устанавливают уровень таким образом, чтобы
левая опора была расположена в точке 4, а правая в точке 5,
и продолжают измерения по контуру, производя аналогичные
повороты уровня в точках 7 и 11.
Измеряя по контуру, наблюдатель обходит поверхность.
Смещение пузырька от нулевых штрихов в, сторону левой опо-1
ры всегда записывают со знаком «минус», смещение в сторону
правой опоры — со знаком «плюс».
Таблица 3,
Номер точек i Отсчеты по уровню ^i+bi .2 Ai Поправка
левый ai правый 'bi
Деление шкалы уровня
1 2 3 4 5 6 7
1 +6,8 +0,5 +0,6 +0,6 +0.3 +0,3
2 +0.4 +0,1 +0,2 +0,8 +0,6 +0,2
3 —0,7 —1.0 —0,8 0 + 1.0 —1.0
4 —0,5 —0,8 —0,6 —0,6 +1.3 - -1,9
5 . 0 —0,3 —0,2 —О', 8. +1.6 —2,4
6 +0,5 +0,1 +0,3 —0,5 + 2.0 —2,5
7 +0,5 +0,1 +0,3 —0,2 ' +2.3 —2,5
8 +0.3 0 +0,2 0 ' ’+2.6 —2,6
9 + 1,8 + 1,5 + 1,6 + 1,6 +3,0 —1,4
1'0 + 1,0 +0,7 +0,8 . +2,4 +3'3 -0,9
11 + 1,7 + 1,3 + 1,5 +3,9 +3,6 +0,3
12 +0,3 +0,7 +0,5 +4,4 +3,9 +0,5
13 +0,4 +0,7 +0,6 +5,0 ' +4,3 +0,7
0 —0,2 —0,5 —0,4 +4,6 +4,6 0
13 — +0,7 0 +0,7
. 14 +0,3 —0,1 +0.1 +0,8 +0.4 +0,4
15 —0,3 —0.7 —0.5 +0,3 +0,8 —0,5
16 —0,8 —1.2 —1,0 —0,7 +.1.2 -г-1,9
5 —0.3 +0,1 ' —0,1 —0,8 + 1.6 —2,4
12 +0,5 0 +0,5
17 +0,3 —0.1 +0.1 +0,6 +0,3 . +0,3
18 —0,8 —1,2 —1.0 —0,4 +0,6 —1,0
19 —0,7 —1,1 —0.9 —1,3 +0,9 —2.2
6 +0,3 —0,1 +0,1 —1,2 +1,3 ; .-2.5
Последний отсчет берут на участке /3—0 и переходят к про-
верке продольных сечений, ограниченных точками, отклонения
которых были определены при измерении по контуру, т. е. в се-
чениях 13—5 и 12—6 с участка 12—17. В каждом .сечении про-
веряют все участки, причем знаки отсчетов ‘выбирают так же,
как при проверке сечения 0—4: того, чтобы проконтролиро-
вать правильность полученных результатов, следует провести
дополнительные измерения в поперечных сечениях /-Ч0, 2—9 и
3—8. После обработки результатов в каждой средней точке бу-
дет найдено два значения отклонения от вспомогательной пло-
скости, сопоставляя которые, можно оценить качество результа-
тов измерений. Методика измерений и обработка результатов
для поперечных сечений та же, что и для продольных.
. Результаты измерений обрабатывают в следующем порядке.
Сначала вычисляют среднее арифметическое mi (графа 4) из
отсчетов по правому и левому концам. пузырька, затем после-
довательно' суммируют результаты, полученные для точек, рас-
положенных по замкнутому контуру. Полученные величины.
.записывают в графу 5. Так как-суммирование проводят по замк-
нутому контуру, сумма положительных и отрицательных значе-
ний mi- должна быть равна нулю. Однако из-за неточности из-
готовления опорных поверхностей уровня и мостика, в резуль-
таты измерений-входит дополнительный угол наклона, к плоско-
сти горизонта. Поэтому в точке 0 после суммирования получав
ют значение, отличное от нуля. Для исключения значений до-
полнительного наклона из результатов измерений .следует вве-
сти поправки (графа 6).
Для определения поправок значение, полученное.после сум-
мирования в точке 0, делят на количество участков и умножа-
ют последовательно на номера точек. Вычитая поправки из зна-
чений, указанных в графе 5, получают отклонения точек кон-
тура от горизонтальной плоскости, проходящей через точку О
(графа 7). Для того, чтобы получить отклонения от этой пло-
скости в точках , средних сечений, сечения рассчитывают по,
крайним точкам, отклонения которых определены при обработ-
ке результатов по контуру. - .
Определим для примера отклонения точек в сечении 13—5.
В точке 13 отклонение от исходной горизонтальной плоскости
равно +0,7 дел. К этому значению последовательно прибавля-
ют значения wii, полученные в точках 14, 15, 16 и 5 (графа 4),
и результаты записывают в графу 5. В точке 5 должно полу-
читься отклонение, равное—2,,4 дел., однако после суммирова-
ния по указанной выше причине получено отклонение, равное
—0,8 дел. Вычитая из него значение, найденное при суммирова-
нии по контуру, получают поправку для точки 5, равную
+ 1,6 дел.
Поправки для остальных точек этого сечения будут пропор-
циональны, их расстоянию от точки 13. В сечении всего четыре
участка, следовательно, поправки для точек 14, 15 и 16 будут
соответственно равны */4, ’/г и 3/4 значения поправки в точке 5,
т. е. +0,4; +0,8 и +1,2 деления шкалы (графа 6). Вычитая
эти поправки из значений, приведенных в графе 5, получают
отклонения от исходной плоскости. Аналогично вычисляют от-
клонения точек в сечении 12—6.
Для определения данных о действительном характере рель-
ефа поверхности .следует определить отклонения от прилегаю-
щей плоскости. Наклон поверхности к горизонту можно исклю-
чить, пересчитав также все отклонения относительно плоскости,
проходящей через три угловые точки поверхности, например,
через точки 0; 4 и 11. Осуществляется это следующим образом.
Представим, что поверхность поворачивают вокруг линии 0—11
(рис. 3) до совпадения точки 4 с исходной'плоскостью, а затем
вокруг линии 0—4 до совпадения с этой плоскостью точки 11.
При повороте вокруг линии 0—11 отклонения в точках се-
в остальных точках изменяются
пропорционально их рас-
стоянию до Оси поворота.
Поправки для точек любого
продольного сечения будут
составлять ' соответственно
1/4, 1/2, 3/4 и.4/4 отклоне-
ния точки 4 от исходной
плоскости, т. е. —0,5; —1,0;
чения 0—11 не изменяются, а
отклонения.
Рис. 3
соответствующие им
—1,4 и —1,9 дел..
Чтобы удобнее было вво-
дить поправки, составляют
таблицу (см. табл. 4), в ко-
торую вписывают номера
точек продольных сечений и
Полученные поправки заносят
в графу 3, а разности между отклонениями от исходной плоско-
сти и поправками — в-графу 4.
При повороте вокруг линии 0—4 отклонения точек в сечении
О—4 не изменятся, а отклонения точек в сечениях 13—5, 12—6 и
11—7 изменятся пропорционально расстоянию этих сечений от
линии 0—4, т. е. на 1/3, 2/3 и 3/3 отклонения точки 11 от исход-
ной плоскости. Отклонение точки 11 равно +0,3 дел., поэтому
поправки (графа 5) для указанных сечений будут соответствен-
но равны +0,1; +0,2 и +0,3 дел.
Таблица 4
Проверяемые | 1 точки 1 | Но Наклон в про- дольном на- правлении Наклон в по- перечном на- правлении Проверяемые точки i 1 Но Наклон в про- дольном на- правлении Наклон в по- перечном на- правлении
По- правка По- правка По- правка Нг По- правка н^
4 деления шкалы деления шкалы
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
0 0 0 0 0 0 12 +0,5 0 +0,5 +0,2 +0,3
1 +0,3 —0,5 +0,8 0 +0.8 17 +0,3 —0.5 +0,8 +0,2 +0,6
2 +0,2 —1,0 + 1,2 0 +1.2 18 —1,0 -1,0 0. +0,2 —0,2
3 —1,0 —1,4 +0,4 0 +0.4 19 —2,2 —1,4 —0,8 +0,2 —1,0
4 —1,9 —1,9 0 0 0 6 —2.5 —1.9 —0.6 +0.2 —0,8
13 +0,7 0 +0,7 +0,1 +0,6 11 +0,3 0 +0.3 +0.3 0
14 +0,4 —0,5 +0,9 +0,1 +0.8 10 —0.9 —0,5 —0.4 +0.3 —0,7
15 —0,5 —1,0 +0,5 +0,1 +0,4 9 —1,4 —1,0 —0.4 +0.3 —0,7
16 —1,9 —1,4 —0.5 +0,1 —0,6 ‘ 8 —2.6 —1,4 —1,2 +0.3 —1,5
5 —2,4 —1,9 —0,5 +0,1 —0,6 7 —2.5 —1,9 —0.6 +0.3 —0„9
Вычитая поправки из отклонений, приведенных в графе 4,
получают отклонения плоскости, проходящей через точки 0, 4 и
11. После этого определяют сумму абсолютных значений наи-
большего положительного и отрицательного отклонений и умно-
жают ее на постоянную с=4,8Х10~6 /т, где т — цена деления
уровня в секундах, /=250 мм— шаг измерений.
Полученное значение сравнивают с допускаемым отклоне-
нием от плоскостности по ГОСТ 10905—75.
В данном случае сумма абсолютных значений наибольшего
положительного и отрицательного отклонений равна (+1,2) +
+ (—1,5) =2,7 дел. Подставляя значения I и т в формулу для с,
получаем с=4,8-10~6 250-4 = 2,8-10“3 мм.
Следовательно,. сумма наибольших отклонений равна 4,8X
X 10~3-2,7 = 0,013 мм. Полученное значение не превышает до-
пуск на неплоскостность, составляющий 0,016 мм для плит
класса точности 1.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ № 1
Измерения отклонений от прямолинейности поверхности с помощью уровня
Технические'и метрологические Исходные данные
данные прибора
Тип прибора ______________________; Длина проверяемой поверхности______
Цена деления - Шаг измерения______________'______
Предел измерения t Температура окружающей среды—°C
Погрешность измерения
Принципиальная схема измерения График отклонения от прямолинейности
Результаты измерений
Номер точек Пове- ряемый интер- вал, мм Показания уровня по отно- шению к положению Показанйя уровня по отно- шению к положению Отклонение от прямой, соединяю- щей крайние точки кривой профиля ffoi
предыду- щему нулевому предыду- щему нулевому
дел. шкалы . . мкм дел. шкалы мкм
1 2 3 4' • 5 6 7
Предел допускаемого отклонения от прямолинейности: по табл? 2
Заключение о годности ;;,
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы •' .:
Подпись учащегося Оценка ;
Подпись преподавателя;.
ПРОТОКОЛ№2
Измерения отклонений от плоскостности поверхности с помощью уровня
Технические и метрологические
данные прибора Исходные данные
Тип прибора_
Цена деления.
Размер проверяемой поверхности _
Шаг измерения_________;___________,
Температура окружающей среды—°C
Предел измерения______
Погрешность измерения.
Принципиальная схема измерения План разметки поверхности 4
1
Результаты измерений оформляют, по табл. 3. -
Форма исключения наклона поверхности к горизонту дана в табл. 4.
Предел допускаемого отклонения от плоскостности по ГОСТ 10905—75
Заключение о годности ______________________' . _________2__________
Фамилия учащегося Группа ;
/^ата сдачи работы
Оценка ___________:_____:______
Дата выполнения работы • •
Подпись учащегося .
Подпись преподавателя________*_______________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 39
ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ
ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ и плоскостности
ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ
АВТОКОЛЛИМАТОРОВ
1. Цель работы
Изучить устройство автоколлиматоров, их технические и
метрологические данные, методы измерений отклонений от пря-
372 1
молинейности и плоскостности поверхностей с помощью авто-
коллиматоров. Измерить отклонения от прямолинейности и
плоскостности заданной поверхности автоколлиматором. Обра-
ботать результаты измерений и оформить их протоколом уста-
новленной формы. Дать заключёние о годности изделия.
2. Применяемые приборы и оборудование
. Автоколлиматор АК-1У по ГОСТ 11899—77, приспособления
к автоколлиматору, подставка-мостик (расстояние между ося-
ми роликов 1= 100 мм, длина направляющей проверяемой по-
верхности L= 1000 мм).
3. Общие сведения
При проверке прямолинейности направляющих большой
длины (свыше 500 мм) используют автоколлиматоры, так как
при проверке поверочными • линейками не получаются точные
результаты из-за прогиба линеек. При проверке прямолиней-
ности автоколлимационным методом измеряют углы наклона
последовательно расположенных участков, равных шагу изме-
рения, по отношению к исходной прямой, заданной оптической
осью прибора.
Автоколлимационный метод измерения, относится к шаго-,
вым и по приемам измерения и обработке результатов анало-
гичен методам с использованием прецизионного уровня и пло-
ских стеклянных пластин, применяемых для измерения откло-
нений от плоскостности поверхностей. При этом методе наряду
с автоколлиматором используют плоское зеркало, установлен-
ное на основании с двумя опорами^ расстояние между которы-
ми соответствует выбранному шагу измерения.
Технические и метрологические данные визуальных автокол-
лиматоров отечественного производства приведены в табл. 2
ГОСТ 11899—77. '
Основная погрешность автоколлиматоров не должна превы-
шать значений, указанных в табл. 3 ГОСТ 11899—77.
Для проведения измерений на рабочих местах наиболее ши-
роко используют автоколлиматор АК-1У, который и будет рас-
смотрен в настоящей лабораторной работе.. На рис. 1 представ-
лена оптическая схема автоколлиматора. Лучи света- от лампы
накаливания /, помещенной в фокусе конденсора 2, проходят
параллельным пучком через светофильтр 3, автоколлимацион-
ную марку 4 и, отразившись от зеркала 5, попадают на призму-
куб (светоделительный кубик) 6 с полупрозрачной диагональ-
ной поверхностью. Так как пластина с маркой 4t помещена в
фокальной плоскости объектива 15, то лучи выходят из объек-
тива параллельным пучком и, отразившись от поверхности объ-
ектива 16, возвращаются ’обратно и дают авто коллимационное
изображение марки 4 в фокальной плоскости объектива. Это
изображение рассматривается в окуляр 11, в котором наблю-
дается изображение креста и двух шкал: с ценой деления 1',
нанесенной на неподвижную пластинку 10, и с ценой делений
1", нанесенной на подвижную пластинку 9.
1 234 5
Рис. 1
Линзы 7 и 8 образуют линзовый компенсатор, входящий в
оптический микрометр вместе с секундной и минутной непод-
вижной шкалами, нанесенными на пластины 9 и 10 соответст-
венно. Лампа /2 со светофильтром 13 и зеркалом 14 служит для
подсветки шкалы. Линзу 8 вместе с жестко связанной с ней се-
кундной шкалой перемещают микрометрическим винтом до сов-
падения вертикальной линии изображения креста с ближайшим
штрихом минутной шкалы (рис. 2.). Производят отсчет по обе-
им шкалам. Результат отсчета определяет величину проекции
на горизонтальную плоскость угла' между оптической осью ав-
токоллиматора и нормалью» к поверхности объекта. Для опреде-
ления проекции .угла на вертикальную плоскость трубку авто-
коллиматора необходимо повернуть на 90° вокруг ее оси.
. При использовании автоколлиматора для проверки прямо-
линейности шкалу окулярного микрометра располагают верти-
кально, чтобы она совпала с направлением измерения..
4. Порядок выполнения работы
Автоколлиматор эксплуатируют в помещении с постоянной
температурой (20±5)°С и относительной влажностью не более
80 %.
Настройка автоколлиматора
Перед измерением направляющую разбивают на участки,
равные шагу измерения, нанося отметки с боковой стороны
контролируемой поверхности и нумеруя их 0—/, 1—2, 2—3
й т. д. Автоколлиматор устанавливают на конце направляющей
либо на какой-нибудь массивной опоре (стальной или чугунной
плите) рядом с поверяемой поверхностью (рис. 3). Перед Ним
на направляющей располагают плоское зеркало так, чтобы его
ось и ось автоколлиматора были на одной высоте. Поворачивая
Рис. 3
оправу зеркала, помещенного на мостике с расстоянием между
опорами I (шагом измерения) вправо или влево/устанавливают
автоколлимационную марку в центр окружности и фиксируют
ее положение в поле зрения автоколлиматора. Трубу автокол-
лиматора поворачивают таким образом^ чтобы шкала окуляр-
ного микрометра (компенсатора) была расположена вертикаль-
но, т. е. совпадала с плоскостью измерений (направление штри-
хов в поле зрения автоколлиматора должно быть горизонталь-
ным) и отсчет увеличивался при перемещении изображения
марки снизу вверх.
Установочным винтом ось прибора располагают перпендику-
лярно к зеркалу в вертикальной, а другим винтом в горизон-
тальной плоскости. Регулируя наклон трубы автоколлиматора
и, плоскости зеркала, добиваются яркого изображения марки на
всей длине проверяемой поверхности. /
Изобоажение автоколл им ационной марки, полученное от
плоского зеркала, должно быть совмещено со средним делением
минутной шкалы, соответствующим 6'. Это деление должно
располагаться в центре изображения марки, выполненной в ви-
де биссектора. Секундная шкала устанавливается на нуль. z
Измерения автоколлиматоров следует проводить в затемнен-
ном помещении, так как при наблюдении марки в поле зрения
автоколлиматора не должно наблюдаться бликов. Чтобы их
устранить (если они возникли), необходимо отрегулировать
лампу относительно оси системы, для чего снять предохрани-
тельный колпачок с патрона освещения, ослабить Тайку и, вра-
щая хвостовик осветителя, получить четкое контрастное изобра-
жение марки и равномерный фон. Затем довернуть накидную
гайку и надеть на гайку предохранительный колпачок. Прибор
закрепляют, включая магнит.
Йзмерение отклонения от прямолинейности
поверхности
После настройки автоколлиматора и зеркала снимают на-
чальный отсчет, определяющий положение зеркала шагового
мостика относительно оптической оси автоколлиматора. Рас-
стояние между опорными точками 0 и 1 шагового мостика (база
мостика) I (рис. 4, а) выбирают из условия Z=(0,l—0,15)L,
где L — длина контролируемой поверхности. Зеркальная поверх-
ность мостика должна быть перпендикулярна к плоскости 00i.
В положении / отсчет по шкале автоколлиматора си (рис. 4, 6).
Затем шаговый мостик переставляют на один .шаг (положе-
ние II, точки 1 и 2) так, чтобы задняя опорная точка мостика
заняла место передней опорной точки в положении I. По шкале
автоколлиматора снимают отсчет аг, затем мостик переставля-
ют еще на один шаг (точки 2 и 3), снимают отсчет аз и так да-
лее по всей длине проверяемой поверхности. Полученные зна-
чения углов аг, с учетом знаков заносят в таблицу. Знак отсчета
определяют по следующему правилу: если автоколлимацирнное
изображение располагается выше средней линии измерительной
сетки автоколлиматора, то отсчет берут со знаком « + », а если
ниже—: со знаком,«—».
Измеренное оптическим линзовым компенсатором смещение
изображения марки характеризует угловую величину, непрямо-
линейности направляющих на данном участке. Чтобы избежать
ухода изображения автоколлимационной марки из поля зрения
при перемещении зеркала вдоль направляющей, необходимо-
закрепить на ней длинную планку с хорошо обработанной боко-
вой поверхностью, вдоль которой и перемещать зеркало.
Измерение производят в прямом и обратном направлениях,,
а результаты усредняют. Пример измерения непрямолинейно-
сти приведен в таблице. /
Проверяемые участ- ки'через 1 мм (рас- стояние между опо- рами зеркала) Отсчет по автокол- лиматору (прямой ход зеркала) Отсчет по автокол- лиматору (обратный ход зеркала) Среднее значение отсчетов по авто- коллиматору -при прямом и обратном ходах Среднее отклонение от начального поло'- жения по автокол- лиматору . Отклонение по вы- соте 1/=5-10-з/а в мкм (в данном примере /=100 мм) Суммарное отклоне-® ние по высоте 2у, мкм Отклонение от пря- молинейности по графику, мкм
1 2 3 ’ 4 5 6 7 8
1 3'15" 3'13" 3'14" /
2 3'15,5" 3'13,5" 3'14,5" +0'5" +0,25 +0.25 —0,8
3 3'14,5" 3'13,5" 3'14" 0 0 +0.25 —1,3
4 3'14,5" 3'14" - 3'14,25" +0,25" +0,125 +0,375 —2,7
5 3'14" 3'14,3" 3'14,15" ’ +0,15" +0,075 +0.45 —3,6
6 3'13,7" 3'15" 3'14,35" +0,35" +0,175 +0,625 -4,5-
7 3'15" 3'15" 3'15" +1" +0,5 + 1.125 —5,2
8 3'17" 3'16" 3'16,5" +2,5" + 1,25 +2,375 —4,9
9 3'16,5" 3'16,3" 3'16,4" +2,4" + 1,2 +3,575 —4,8
10 3'18,5" 3'16,3" 3'17,4" +3,4" + 1,7 +5.275 —4
11 . 3'17,5" 3'19" 3'18,25" +4,25" +2,125 +7.4 —3
12 3'18,5" 3'19" 3'16,75" +4,75" +2,375 +9.775 —1,7
13 . 3'19,5" • 3'19,5" 3'19,5" +5,5" +2,75 + 12,525 0
При расстоянии I в миллиметрах ме;жду опорными точками
зеркала и отсчете а в секундах по автоколлиматору отклонение
по высоте для каждого измерения (рис. 4, в) будет равно: у=
= 5- 10“6/а в мм или у^=Ь* 10-3/а в мкм.
В графе 7 таблицы приведены суммарные линейные откло-
нения относительно первой установки. Данные графы 5 характ
теризуют непрямолинейность в угловых единицах. Если необ-
ходимо непрямолинейность- определить в линейных величинах,
то строят график (рис. 5) по данным, приведенным в графе 7.
По оси X откладывают поверяемые участки в определенном мас-
штабе, по оси Y — суммарные отклонения по высоте соответст-
венно каждому участку. Соединив отдельные точки, получают
Рис. 5
кривую, приближенно соответствующую профилю сечения по-
верхности проверяемой направляющей. Далее, соединив конеч-
ные точки кривой, определяют для каждого проверяемого участ-
ка отклонение сечения направляющей от прилегающей прямой.
Расстояния между точками полученной прямой и кривой, взя-
тые по оси У, представляют собой отклонения от прямолиней-
ности в линейных величинах (графа 8). На приведенном графи-
ке наибольшее отклонение получилось в точке 7 и равно
5,2 мкм.
По максимальному отклонению от прямолинейности опреде-
ляют степень точности поверхности, пользуясь ГОСТ 24643—81.
5. Обработка результатов измерений
протокол
ч Измерения отклонений от прямолинейности поверхности
автоколлиматором
Краткие технические данные автоколлиматора АК-1
Завод-изготовитель Заводской номер
Предел измерений, угловые минуты,. Цена деления минутной шкалы, . ч
не менее:
при расстоянии до зеркала до 2 м Погрешность измерения
Температура окружающей среды
при расстоянии до зеркала до 30 м _______________°С
Цена деления шкалы компенсатора,
угловые секунды ____________________
Принципиальная схема автоколлиматора
Схема измерений непрямолинейности
автоколлиматором
Проверяемая поверхность
Длина направляющей, м
Предел допускаемого от-
клонения от прямолиней-
ности для степени точности
по СТ СЭВ 636—77
Фактическое отклонение от
прямолинейности, мкм
Результаты измерений — см. таблицу.
График отклонения от прямолинейности поверхности — см. рис. 5.
Заключение о годности ________________5________________'
Фамилия учащегося . • Групца
Дата выполнения работы Дата сдачи работы ______________._____
Подпись учащегося____________ Оценка
Подпись преподавателя_________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 40
ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
С ПОМОЩЬЮ КРУГЛОМЕРОВ
1. Цель раббты
Изучить устройство кругломеров, их технические и метроло-
гическйе данные, методику измерения отклонений формы цилинд-
рических поверхностей кругломерами. Настроить кругломер и
25* 379
измерить на нем изделия. Обработать результаты измерений и
«оформить их протоколом установленной формы. Дать заключе-
ние о годности из дел ия.^
2. Применяемые приборы и оборудование
Кругломер ПО' ГОСТ 17353—80 (рекомендуется кругломер
модели 218, либо 255), приспособления к кругломеру, деталь,
подлежащая измерению-.
3. Общие сведения
Для повышения износостойкости, точности, надежности и
долговечности деталейv с цилиндрическими поверхностями и их
соединений первостепенное значение имеют отклонения поверх-
ностей от правильной геометрической формы. Идеальной фор-
мой сечения тела вращения плоскостью, перпендикулярной к его
«оси, является круг. '
Контроль точности формы поверхностей сводится к измере-
нию непрямолинейности. и некруглости. Согласно ГОСТ
.24642—81 некруглость определяется как наибольшее расстоя-
ние от точек реального профиля до* прилегающей окружности.
Для. вала прилегающей является окружность наименьшего
возможного диаметра, описанная вокруг реального профиля, а
для отверстия—окружность наибольшего возможного диаметра,
вписанная в реальный профиль.
Приборами, осуществляющими измерения некруглости —
овальности, огранки, волнистости и т. п. тел вращения в сече-
ниях, перпендикулярных к их осям, а также неконцентричности
с регистрацией результатов измерений электротермическим спо-
собом на круглограммах в полярных координатах являются '
кругломеры. В соответствии с ГОСТ 17353—80 кругломеры из-
готовляют двух типов и четырех классов точности. К первым
двум классам относятся лабораторные прецизионные приборы,
к четвертому — цеховые средства измерения. Кругломеры клас-
са 3 используют как в лабораторных, так и в производственных
условиях. Кругломеры типа КН имеют вращающийся преобра-
зователь (вращающийся измерительный наконечник) типа
КД — вращающуюся проверяемую деталь (вращающийся стол).
Способ прецизионного вращения — это самый точный и наиболее
распространенный в настоящее время в промышленности метод
измерения некруглости.
Промышленностью выпускаются кругломеры с вращающим-
ся измерительным наконечником моделей 218 и 255. Кругломер
модели 255 относится к классу точности 1. За счет модерниза-
ции узла шпинделя точность’ его по. сравнению с точностью
кругломера модели 218 повышена в 2 раза. Технические данные
кругломеров моделей 218 и 255 приведены в табл. 1. 1
Параметр
об/мин:
Пределы измерения, мм:
наружный диаметр
внутренний диаметр
высдта детали)
Погрешность прибора при провер-
ке по образцовому калибру круг-
лости не более
Масштаб увеличения прибора
Ширина поля записи, мм
, Радиус сферы наконечника щу-
па; мм
Измерительное усилие, сН:
при измерении щупом № 1
при измерении щупом № 2
Число оборотов шпинделя,
при центрировании
при- записи
Количество наблюдаемых неров-
ностей на окружности при включе-
нии фильтра
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
без фильтра
Длина' щупов (размер между ося-
ми наконечника и, фиксирующего,
штифта), мм:
щуп № 1
щуц № 2
щуп № 3
Метод регистрации измерения
Координаты записи
Погрешность радиального ‘ увели-
. чения составляет (%):
- со щупом № 1
со щупом № 2 и 3
> Числовые значения параметра ^кругломеров моделей
218 255
до 300 от 0,5 ,до 350 '
3—300 от* 1,5 до 350
до 350 до 40
од 0,05
125—10000* 125—20000 х
30 80
0,5—1,5 0,5—1,5
0—0,12
от 0 до 25
от 0чдо 10
15 15
1,5 1,5
1—7 1—15
1—14 1—50
14—400 1—150
15—400
1—400 1—400
26,5 34
139,75 158,5
253 —
электротермическая запись ’
полярные
до 3 до 3
до 6
Принцип действия круглоМера (рис. 1) заключается в срав-
нении измеряемой поверхности детали с образцовой окруж-
ностью1. Образцовую окружность воспроизводит преобразова-
тель 3, закрепленный на прецизионном шпинделе 4 и вращаю-
щийся вокруг неподвижной детали 1. При вращении измери-
тельный наконечник 2, непрерывно ощупывая исследуемую по-
верхность, будет перемещаться в радиальном направлении на
размер изменения радиуса детали. Перемещения измерительно-
го наконечника вызывают изменения электрического сигнала,
усиливаемые электронным блоком 5, к выходу которого под-
ключён записывающий прибор 6.
Рис. 1
Рис. 2
Органы управления кругломером показаны на рис. 2: на
рис. 2, а— схема измерительных элементов;'на рис. 2,6— элек-
тронный блок; на рйс. 2, в — панель управления.
4. Порядок выполнения работы
При проведении измерений кругломер должен быть установ-
лен в чистом сухом помещении с температурой 20 °C. -Он не
должен подвергаться резким перепадам температуры и вибра-
ции.
Перед работой прибор прогребают в течение 25—30 мин, для
чего выключают тумблер 31 (см. рис. 2); устанавливают тумб-
лер 28 вращения шпинделя в, нейтральное'среднее положение
(левое положение — для записи при вращении со скоростью
1,5 об/мин, правое — для центрирования при 15 об/мин и вклю-
ченном при этом тумблере 29); включают вилку прибора в
сеть; тумблер 31 (при этом загорается лампа, находящаяся
слева) и тумблер питания 17, над которым находится лампа
питания. Тумблер 28 включают на 10—15 мин.
Измерение проводят в следующем порядке. Выключают
шпиндель 7 образцового вращения тумблером 28, устанавлива-
ют переключатель 15 увеличения записи в положение 1 (всего
пять положений). Ставят переключатель фильтров в положе-
ние 1. Водилом 12 быстрого перемещения (0,5 мМ за один обо-
рот, а всего ±3 мм) механизм микроподачи предметного стола
устанавливают в среднее положение. Отводят ощупывающую
головку со щупом 2. от оси вращения шпинделя 7. Располагают
изделие в центре предметного стола 14, пользуясь концентриче-
скими окружностями, нанесенными на его поверхности (через
10 мм для изделий Диаметром от 40 до.300 мм), и закрепляют
его. Щуп выбирают в соответствии с испытуемой деталью и тре-
буемым увеличением (табл. 2). Устанавливают щуп в ощупы-
вающую головку, поддерживая рукой У-образную опору 3.
Таблица 2
.Длина щупа, мкм Увели- чение, тыс. Цена деле- ния, мкм Увели- чение, тыс. Цена деле- ния, мкм Увели- чение, тыс. Цена , деле- ния, мкм Увели- чение., . тыс. Цена деле- ния,, мкм Увели- чение, тыс. Цена деле- ния, мкм
при положении переключателя 15 -
1 1 2 /| 3 4 1 5
26,5 139,75 253 0.5* 0.2* 0,125* 4 10 16 1* 0,4* 0,25* 2 5 8 2 0,8 0,5 1 2,5 4 5* 2* , 1,25* 0,4 1 1.6- 10* . 4* 2,5* 0,2 0,5 0,8
*Цена деления относится к радиальной шкале, нанесенной на кругло'
граммном диске.
Нужное направление усилия (наружные или внутренние из-
мерения) выбирают наконечником щупа переключателя 4. Ко-
лонну по высоте выбранного для измерения сечения, испытуемой
детали устанавливают кнопками 20 (поднимают, колонну, вверх
вместе сд шпинделем), 21 (опускают колонну вниз) и 22 (уско-
ренно и медленно перемещают колонну) и рукояткой стопорят ее
на станине; выводят белое пятно на середину окна 9 махович-
ком 10 возврата белого пятна (при работе пятно не должно
выходить за пределы окна); центрируют испытуемую деталь И
по оси вращения шпинделя 7 сначала грубо, а затем точно (ав-
томатической центрирование); при грубом центрировании нако-
нечник щупа подводят, к детали 11 с зазором в 1—2 мм и, по-
ворачивая шпиндель на 180° рукояткой вращения, вручную ре-
гулируют зазор водилом 12 и таким же водилом для поперечно-
го перемещения стола, после чего наконечник 1 подводят к де-
' тали до касания так, чтобы стрелка контрольного прибора 23
вышла на середину шкалы и при вращении шпинделя вручную
колебания стрелки были минимальными. Когда тумблер 30 на-
ходится в положений «Выход усилителя», прибор 23 служит для
контроля .выходного напряжения основного усилителя, когда
же тумблер находится в положении «Центрирование», то этот
прибор служит для индикации точного центрирования детали 11
относительно оси вращения шпинделя 7. Окончательное цент-
рирование производят в положении 2 переключателя 15. Вра-
щая маховичок 8, перемещают щуп. 2 в радиальном направле-
нии так, чтобы стрелка прибора 23 заняла положение между 22
и 28-ым делениями шкалы. Заканчивают центрирование, вра-
щая шпиндель со скоростью 15 об/мин. Это положение фикси-
рует тумблер 28. Используя поводок 13, медленно перемещают
стол (0,05 мм за один оборот), при всех положениях переклю-
чателя /5; устанавливают переключатель 28 в положение
1,5 об/мин, а переключатель 76 —на нужный фильтр, имеющий
четыре положения; помещают круглограммный диск 6 в само-
писец на штырь 5; выводят перо самописца на середину поля
записи диска 6 кнопками 24, 25 и 26 и 'убеждаются, что перо
не. выходит за пределы поля при вращении шпинделя. После
того, как шпиндель сделает полный оборот, плавно нажимают
на кнопку записи 27 и отпускают. Запись продолжается в
течение одного оборота. Выключают вращение шпинделя, уста-
новив тумблер 28 в среднее положение. Потенциометр 18 служит
для смещения пера записывающего прибора. Блок регулирова-
ния 19 содержит потенциометр симметрирования измерительно-
го моста.
Реальный профиль сечения большинства деталей, образо-
ванных вращением, является не окружностью, а представляет
собой сложную1 кривую неправильной формы, поэтому расстоя-
ние от центра сечения до кривой, будет величиной переменной,
изменяющейся от точки к точке (за центр сечения принимают
точку пересечения оси вращения шпинделя с плоскостью конт-
ролируемого сечения). Следовательно, при вращении шпинделя
щуп будет совершать- радиальные колебания, соответствующие
изменениям' расстояния от центра сечения до кривой. Механи-
ческие колебания щупа преобразуются в электрические сигна-
лы, которые усиливаются электронным блоком и поступают на.
записывающий прибор. Этот прибор записывает данные измере-
ний расстояния в увеличенном масштабе на диаграммном диске
в полярной системе координат. При этом диск вращается син-
хронно со шпинделем. Цеди после этого-щуп преобразователя
отвести от детали и зафиксировать (поставить на упор) в каком-
то положении в пределах рабочего участка так, чтобы наконеч-
ник не касался контролируемой поверхности, то при вращении
шпинделя электрический сигнал, поступающий с преобразова!-
теля, будет неизменным, и перо самописца запишет на диаграм-
мном диске геометрическую' (образцовую) окружность, концент-
ричную отверстию в диаграммном диске. Диаметр окружности
будет зависеть от положения щупа преобразователя,' следова-
тельно,. окружность может расположиться как снаружи, так и
внутри круглограммы (рис. 3). На круглограмме нанесено 12
радиусных линий со штрихами. Интервал между делениями со-
ставляет 2 мм. Цена деления круглограммы зависит от увели-
чения прибора и типа наконечника. Например, при увеличении
2000х,цена деления равна 0,001 мм. В центре диаграммы ука-
зано увеличение прибора, номер '
электрического фильтра и погреш- . -хС В
ность. Электрические фильтры поз- ,
воляют изменять частоту неровно- -.2 В
стей поверхности, записываемых на \
круглограмме. Для определения [ ^^^Деталь\ <3 \
круглости на круглограмму нанесе- ЗнинниДннА •
на прилегающая окружность 1, ка- \ /
сающаяся выступающих точек за-
писанного профиля 2. Отклонения У у
от круглости равны наибольшему у/
расстоянию по радиусу от кругло-
граммы до прилегающей окружно- рис 3
сти. Наибольшее расстояние АВ= и ‘
=6,6 делений шкалы, отклонение
от круглости поверхности при-цене деления 0,001 мм также
равно 6,6 мкм.
Запись на диаграммном диске осуществляется таким обра-
зом, что при измерении некруглости отверстии деталь располо-
жена с наружной стороны круглограммы, а при измерении ва-
ла— внутри, при этом увеличению радиуса.на-детали соответ-
ствует увеличение радиуса на круглограмме и наоборот.
При установке и центрировании детали относительно оси
вращения шпинделя неизбежна небольшая неточность центри-
Номинальный диаметр, мм .
I II III IV
До 6 0,3 0,5 0,8 1.2
Св. 6 до 18 0,5. 0,8 ' 1.2 2,0
Св. 18 до 50 0,6 1,0 1,6 2-,5
Св. 50 до 120 0,8 1,2 2,0 3,0
Св. 120 до 260 1,0 1,6 2,5 4,0
Св. 260 до 500 1,2 2,0 3,0 5,0
Св. 500 до 800 1,6 2,5 ' 4,0 6,0
- - яг
Св. 800 до 12'50 2,0 3,0' 5,0 8>0
Св. 1250 до 2000 2,5 4,0 6,0 10,0
Степень точности
- VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV, XV XVI
Допуски (предельные отклонения), мкм
3 5 8 12 20 30 50 80 . 120 200 300
• 5 8 12 ' 20 30 50 80 120 200 300 500
6 10 16 25 40 60 100 160 ’250 400, 600
8 12 20 30 50 80 120 200 ' 300 500 800
10 16 25 40 60 100 160 250 400 600 1000
12 20' 30 50 80 120 200 300, 500 800 1200
16 25 40 60 100 160 250 400 600 1000 1600
20 30 50 80 120 200 300 500 800 1200 2000
25 40 60 100 160 250 400 600 1000. 1600 2500
рования, вызывающая смещение, круглограммы относительно
центрального отверстия диаграммного диска. В этом случае
оценивать значение некруглости по делениям, имеющимся на
диаграммном диске, затруднительно. Для облегчения и ускоре-
ния процесса оценки некруглости по круглограмме к прибору
прилагают прозрачный шаблон, на котором нанесены концент-
рические окружности с интервалом 2 мм и таблица для вычис-
ления. Шаблон накладывают на диаграммный диск и переме-
щают до тех . пор, пока не будет найдено оптимальное положе-
ние круглограммы относительно ближайшей окружности. При
этом, в большинстве случаев, окружность шаблона не будет яв-
ляться вписанной или описанной. Некруглость в таких случаях
определяют как разность между наибольшим и наименьшим
расстояниями от реального профиля до одной из окружностей
шаблона, расположенной вне детали. Диаметрально противопо-
ложным точкам .на поверхности детали соответствуют диамет-
рально противоположные точки на круглограмме, причем диа-
метр прилегающей окружности должен проходить через цент-
ральное отверстие диаграммного диска, независимо от эксцент-
риситета записи относительно этого отверстия. Числовые зна-
чения предельных отклонений формы цилиндрических поверх-
ностей приведены в табл. 3.;
- 5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения отклонений формы цилиндрических поверхностей на кругломере
Завод-изготовитель
Пределы измерения
Точность вращения шпинделя
Дискретность отсчета (при наличии
цифрового отсчетного устройства)___
Заводской номер _________________
Радиус сферы наконечника щупа_____
Скорость вращения шпинделя, об/мин
при центрировании
при записи _____________________
Температура окружающей среды—°C
Принципиальная схема кругломера
Схема измерения изделия на нем
Результаты измерений
Представить круглограмму, записанную с одним из выбранных фильтров
Степень точности
Предельные, отклонения
формы цилйндрической
поверхности
Максимальное отклонение
формы поверхности, полу-
ченное по круглограмме
./ * 1 2 3
Заключение о годности изделия _____________________________.
Фамилия учащегося . Труппа _________________________i__________
Дата выполнения работы Дата сдачи работы;
Подпись учащегося Оценка :‘
Подпись преподавателя:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 41
ИЗМЕРЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ
МЕТОДОМ СВЕТОВОГО СЕЧЕНИЯ
НА ДВОЙНОМ МИКРОСКОПЕ
V
1. Цель работы
Изучить устройство приборов для определения шероховато^
сти поверхности, основанные на методе светового сечения (двой-
ные микроскопы МИС-П, ПСС-2), их технические и метрологи-
ческие данные. Настроить прибор. Определить шероховатость
поверхности на двойном микроскопе. Обработать результаты
измерений и оформить их протоколом установленной формы.
Дать заключение о годности изделия.
2. Применяемые приборы и оборудование
Двойной микроскоп МИС-П или ПСС-2 и принадлежности
к нему, объект-микрометр ОМП по ГОСТ 7513—75, деталь, ше-
роховатость поверхности которой необходимо, определить.
3. Общие сведения
. Под шероховатостью поверхности согласно СТ СЭВ 638—77
и ТОСТ 2789—73 понимают совокупность неровностей поверх-
ности с относительно малыми шагами на базовой длине I. Ба-
зовая длина I — длина базовой линии, используемая для выде-^
ления неровностей,; характеризующих шероховатость поверхно-
сти и для количественного определения ее параметров. Для ко-
личественной характеристики шероховатости поверхности выби-
рают минимальную длину участка, необходимую- для надежного
определения шероховатости, включающую в себя одну или не-
сколько базовых длин. s
Приборы, применяемые для' определения шероховатости .по-
верхности, подразделяют на приборы бесконтактного и контакт-
ного действия.
К приборам бесконтактного действия относят приборы, ос-
нованные на методе светового сечения, такие как двойные мик-
роскопы типов МИС-11 и ПСС-2 и микроинтерферометры раз-
личных типов, и в первую очередь микроинтерферометры типов
МИИ-4 и МИИ-9.
Рис. ,1 Рис. 2
'Сущность метода светового сечения (рис. 1) заключается в
следующем. Световой поток, проходящий через узкую прямо-
угольную щель и направленный на исследуемую поверхность
под некоторым углом, как бы сечет ее плоскостью^ перпендику-
лярно к следам« обработки, следам неровностей и, изображение
щели, отражаясь от поверхности, претерпевает искривление,
характеризующее конфигурацию неровностей’ поверхности. По
форме и размеру изгиба изображения щели судят о неровнос-
тях поверхности.
Узкая прямоугольная щель 1 (рис. 1,а), освещаемая лам-
пой, проецируется конденсором 5 микроскопа на шероховатую
поверхность 4. Отражение изображения щели от измеряемой
поверхности рассматривается через визуальный измерительный
микроскоп, состоящий из объектива 3 и окуляра 2 с винтовым
микрометром. В' местах неровностей изображение щели в фо-
кальной плоскости окуляра 2 будет воспроизводить профиль
исследуемого участка поверхности (рис. 1,6).
Величина деформации щели зависит от высоты неровностей
поверхности. На этой зависимости основан принцип действия
прибора.
Высоту неровности Н определяют из выражения
Н=—--------;
2psina
Н = —— при а = 45°,
р/Г
тде b—-размер искривления изображения щели в фокальной
плоскости окуляра, измеренный винтовым окулярным микромет- •
ром; р — увеличение объектива; а — угол наклона измеритель-
ного микроскопа.
Двойной микроскоп МИС-П (рис. 2) представляет собой си-
стему, состоящую из визуального измерительного и пррекцирую- ’
щего микроскопов, с помощью которых можно определить вы-
соты неровностей микропрофиля в пределах 0,8—62,5 мкм. На
массивном основании 24 установлена колонка 12, на которой
подвижным кронштейном 13 укреплен держатель 10 тубусов
проецирующего 19 и визуального 3. микроскопов. В верхней ча-
сти визуального микроскопа установлен окулярный винтовой
микрометр с окуляром увеличением 15х. . .
Перемещая гайку 16 по резьбе колонки, можно установить
держатель тубусов вместе с микроскопами на любой высоте и
в нужном положении закрепить винтом 14. Ruin, фокусировки
микроскопов на объект служит маховичок il грубой подачи и
маховичок 9 микрометрического механизма. Предметный сто-
лик 27 для установки и перемещения проверяемых объектов
вместе с .объектом передвигается в двух взаимно перпендику-
лярных направлениях микрометрическими винтами 20 и 26, по-
ворачивается вокруг вертикальной оси и фиксируется стопор-
ным винтом 25. К столику прилагается призма 28 для установ-
ки цилиндрических объектов.
Для измерения поверхностей различной шероховатости в
комплект микроскопа включают четыре пары сменных объекти-
390
bob: 1, 2, 23, 22 и 21 типов ОС-39, ОС-40, ОС-41 и ОС-42. При-
лагаемые к различным экземплярам приборов светового сече-
ния объективы не всегда идентичны, поэтому необходимо опре-
делять цену деления круговой шкалы барабана винтового оку-
лярного микрометра, причем для каждой ' пары сменных объ-
ективов самостоятельно (см. табл. 1).
Таблица Г
Объектив Цена деления шкалы бард бана для объективов
ОС-39 ОС-40 ОС-41 ОС-42
Апертура 0,13 0,30 0,37 0,50
Фокусное расстояние, 4,25
мм Увеличение, крат (с 25,0 13,5 8,0
учетом дополнительной 34,5 .
линзы) Общее увеличение, 5,8 10,5, 18,0
крат: 157 517
а) с МОВ—1X15 б) с микрофотонасад- 87 270
кой и окуляром Юх 38 62 105 205
Линейное поле зре-
ния, мм Пределы измерения 2,00 .1,08 °, 67 0,33
высот неровностей, мкм Цена деления /б бара- бана МОВ при измере- нии высот неровностей, 6,3—62,5 3,2—18,7 1,6—10,0 0,8—3,2
мкм 0,821—0,861 0,450—0,474 0,269—0,285 0,139—0,145
То же, при измерении 0,636—0,670 0.197—0.205
шагов неровностей, мкм 1,161—1,218 0,380—0,403
Допускаемая погреш- 7,5—13,5 10,5—18 13,5—21
ность показаний, % 21—24
4. Порядок выполнения работы
Настройка микроскопа и подготовка к измерению
Устанавливают соответствующие объективы по табл. 1 в за-
висимости от ожидаемых результатов измерений, т. е. от вели-
чины неровностей поверхности. Проецируют светящуюся щель
(в осветителе установлена электрическая лампочка 8 В, 9 Вт)
на измерительный стол, -пользуясь перемещением подвижного
кронштейна 13 (см. рис. 2) по вертикальной колонке 12 и рееч-
ной подачей маховичка 11.
Устанавливают горизонтальную нить перекрестия окулярной
сетки параллельно изображению края щели, для чего откры-
вают стопорный винт 6 и поворачивают винтовой окулярный
микрометр на нужный угол и снова стопорят винтом. При та-
ком расположении направление перемещения нитей составляет
со щелью угол 45°. Подним'ают кронштейн 13 гайкой 16 и ус-
танавливают на измерительный стол контролируемую деталь.
Кронштейн закрепляют винтом 6.
Вращая маховичок 11. реечной подачи, приводят изображе-
ние щели в поле зрения окуляра 7 и фокусируют его так, чтобы
резко изображенный участок поверхности Оказался в середине
поля зрения. '
Для получения четкого резкого изображения щели, располо-
женной в середине поля зрения микроскопа, дополнительно нуж-
но воспользоваться винтом 18 и гайкой 17. Винтом 18 совмеща-
ют край изображения щели с.участком резкого изображения
поверхности. При этом второй край щели может быть виден
размытым (принимается во внимание только один край щеЛи).
Если при таком совмещении фокусировка микроскопа на щель
.сбивается, ее ‘ восстанавливают гайкой 17, вращение которой
приводит к осевому перемещению объектива 1. Снова совмеща-
ют винтом 18 край щели с участком резкого изображения по-?,
верхности.
При измерении цилиндрической детали, ее устанавливают на
призме 28 в такое положение, при котором образующая цилинд-
ра располагается параллельно изображению края щели.
Для правильного измерения шероховатости поверхности не-
обходимо цилиндрическую деталь устанавливать так, чтобы ви-
зуальный микроскоп был точно сфокусирован на образующую
цилиндрической поверхности. Для наводки микроскопа на эту
образующую следует' перемещать деталь микрометрическими
винтами 20 и 26 столика. Поворачивая столик 27 при одновре-
менном наблюдении картины в поле зрения окуляра, осуществ-
ляют более точную установку детали.
Цену деления шкалы барабана определяют по образцовой
шкале объект-микрометра, который устанавливают вместо об-
разца на стол микроскопа. Отжав стопорный винт 6 (см. рис. 2)
поворачивают винтовой окулярный микрометр так, чтобы изо-
бражение шкалы объект-микрометра совмещалось с изображе-
нием щели и перемещение перекрестия при вращении бараба-
\ /ih\, /11 \ / II \ /0 12 з/ 5 6 7 8\ i^/i hi । jA IhdiXIm 111 и 1111 nImyi 11111J ' / Рис. 3 на 8 происходило параллель- но краю щели (рис. 3). Затем, зажимают стопорный винт 6. Деления шкалы объект-мик- .рометра должны быть распо- ложены перпендикулярно краю щели. Перекрестие окулярного микрометра совмещают с од- ним из крайних- штрихов шка1- лы объект-микрометра, и про- ' изводят отсчет по шкале ба- рабана (см. рис. 3). При вра- щении барабана перекрестие
перемещается на другой крайний Щтрих объект-микрометра.
Производят второй отсчет. Разность отсчетов даст количество
делений, пройденных перекрестием по шкале объект-микромет-
ра с ценой деления 0,01 мм.
Полные обороты барабана отсчитывают биссектором, пере-
мещающимся .относительно неподвижной шкалы окуляра одно-
временно с перекрестием.
' Цену деления шкалы, окулярного микрометра определяют'по
формуле
гт (
I — —,
, 2N
где z — число делений шкалы объект-микрометра^ пройденных
перекрестием окулярного микрометра; т — цена деления шка-
лы объект-микрометра; N — разность отсчетов по шкале бара-
бана!, полученных при двух совмещениях перекрестия, выражен-
ная в делениях барабана; цифра 2 в знаменателе формулы
учитывает наклон тубуса под углом 45°, а также то обстоятель-
ство, что при измерении детали окулярный микрометр повора-
чивают на угол 45°.
Измерение шероховатости - поверхности на микроскопе
МИС-П. . . '
На столе микроскопа устанавливают проверяемую деталь.
Для получения изображения щели от проверяемой поверхности,
открывают стопорный винт кронштейна 14 (см. рис. 2), опуска-
ют кронштейн с микроскопами и получают изображение щели,
отраженной, от' проверяемой поверхности, примерно посерединё
поля зрения окуляра.
Для точной установки светящейся щели можно воспользо-
ваться реечной подачей тубусов. Пользуясь винтом 18 и гай-
кой 17, добиваются резкого изображения щели в середине поля
зрения микроскопа. Чтобы щель была перпендикулярна следам
обработки, резко наводят один ее край.
Для определения высоты неровностей нужно воспользоваться
горизонтальной линией перекрестия, которая предварительно
должна быть выставлена параллельно прямолинейному краю
щелц. Горизонтальную линию перекрестия окулярного микро-
метра вращением барабана 8 (см. рис.. 2) последовательно сов-
мещают сначала с верхним краем изображения неровностей,
а затем с нижним. При каждой наводке производят соответст-
венно отсчеты по шкале барабана. Разность отсчетов от линии,
параллельной средней линии даст величину неровностейДюверх-
ности hi, hz, Лз, ... ит. д., выраженных в делениях шкалы ба-
рабана винтового окулярного микрометра. Для определения
высоты неровностей hi в мкм необходимо знать цену деления
шкалы барабана. - .
Для измерений высоты неровностей микррскопами МИС-П
используют параметр Rz. Для' средней линии, имеющей форму
отрезка прямой, Rz представляет собой среднее расстояние
между пятью высшими точками выступов и пятью низшими точ-
ками впадин, находящихся в пределах базовой длины, измерен-
ное от линии, параллельной средней линии и не пересекающей
профиль
1/5 5
= г (2 5 min
0 \z=l j=l '
где Лгтах — расстояние от f-й высшей точки z-го выступа по ли-
нии, параллельной средней; hi min расстояние от низшей точки
Z-й впадины до1 той же линии.
Для определения Rz выбирают пять наибольших неровнос-
тей в пределах поля зрения микроскопа, измеряют высоту каж-
дой из выбранных неровностей от гребня до дна впадины, вра-
щая микрометрический винт окулярного микрометра, и произ-
водят отсчет по шкале барабана 8. Результаты измерений зано-
сят в протокол.
Пример обработки результатов измерений при определении шероховато-
сти поверхности по ГОСТ 2789—73. При измерении применяли винтовой оку-
лярный микрометр с ценой деления шкалы барабана /=0,9 мкм при следую-
щих значениях ординат точек .профиля — вершин hi max и впадин hi тш
hi max hi mln
14,6 8,1
18,1 11,0
19,5 I 11,5 ♦
19,0 z 7,5
17,3 9,6
2>hi max =88,5 2>hi min = 47,7
88,5—47,7
Отсюда Rz—--------г---- -0,9=7,7 мкм
Полученный результат сравнивают с числовыми значениями параметров
шероховатости, приведенными в приложении 1 к ГОСТ 2789—73, и опреде-
ляют годность детали.
5. Обработка результатов измерений
протокол
Измерения шероховатости поверхности методом’ светового
сечения на двойном микроскопе
Технические и метрологические Оптическая схема прибора
данные
Тип прибора ________
Цена деления
Предел измерения ______________
Погрешность измерения '
Формула определения цены деления
окулярного микрометра
Схемы определения цены деления
винтового окулярного микрометра
Схемы измерения шероховатости
поверхности
Результаты измерений
Первый отсчет по
окулярному мик-
рометру Ni
Второй отсчет по
окулярному мик-
рометру N2
Разность
отсчетов
Высота не-
ровностей,
мкм
Rz
1.
2.
3.
4.
5.
Заключение о годности детали (на основании ГОСТ 2789—73)
Фамилия учащегося . Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы .
Подпись учащегося ; Оценка _________________________:_________________*
Подпись преподавателя __________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 42
ИЗМЕРЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ
НА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОМ МИКРОСКОПЕ
1. Цель работы
‘ Изучить устройство приборов для определения шероховатости
поверхности — микроинтерферометров (интерференционные мик-
роскопы типов МИИ-4, МИИ-9), их технические и метрологиче-
ские данные. Настроить интерференционный микроскоп и опре-
делить на нем шероховатость поверхности детали. Обработать
результаты измерений и оформить их протоколом установлен-
ной формы. Дать заключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Интерференционный микроскоп МИИ-4, принадлежности к
интерференционному микроскопу, деталь, шероховатость по-
верхности кбторой необходимо определить.
3. Общие сведения
/
Микроинтерферометры типов МИИ-4, МИИ-9 предназначе-
ны для измерения профильным методом неровностей поверхно-
сти деталей высотой от 0,03 до 1 мкм. Действие прибора осно-
вано на явлении интерференции света. На практике для полу-
чения двух систем волн, способных интерферировать, пользуют-
ся разделением пучка лучей, исходящих из одной точки источ-
ника света, на два пучка.
В микроинтерферометре МИИ-4 .разделяющей системой яв-
ляется наклонная плоскопараллельная пластина с полупрозрач-
ным светоделительным покрытием. Половину падающего- нН нее
света пластинка отражает, половину пропускает, вследствие че-
го образуются две системы волн, способных интерферировать,
т. е. когерентные-волны. В результате интерференции двух сис-
тем волн в фокальной плоскости окуляра наблюдаются интер-
ференционные полосы.
Разность хода интерферирующих лучей от центра поля к
краям увеличивается и проходит все значения: 0; %/2, ЗХ/2, 2Х
и т. д., где % — длина волны света. В точках поля, где разность
хода равна %; 2%; 3% и т. д., в результате интерференции пучков
получаются светлые полосы, а в точках, где разность хода рав-
на Л/2; 3%/2; 5%/2 и т. д. — темные полосы. Форма/интерферен-
ционных полос, направление и интервал между ними зависят от
положения, зрачков выхода микроинтерферометра относительно
друг друга. При изменении взаимного расположения зрачков и
расстояния между ними соответственно изменяются интервалы
между интерференционными полосами и направление полос.
Интервал между полосами определяют по формуле Д = %/о), где
со—угловое расстояние между двумя изображениями источника
света при рассмотрении их из
данной точки поля йнтерфе-
ренции.
Микроинтерферометр МИИ-4
позволяет изменять расстоя-
ние между изображениями ис-
точника света и их взаимное
расположение (см. рис. 1).
Для этого объектив сме-
щают с оптической оси. При
смещении . объектива, напри-*
мер, на величину а, изменяет-
ся расстояние между зрачка-
ми выхода (Л72=2а), в кото-
рые проецируется изображе-
ние источника света, а сле-
довательно, изменяется и ин-
тервал между полосами. Если
объектив Oi, смещенный с оптической оси, поворачивать вокруг
этой оси, то один из зрачков будет описывать окружность вок-
руг другого; в этом случае полосы в поле зрения будут повора-
чиваться.
Микроинтерферометр имеет два , интерференционных свето?
фильтра/ с ^помощью которых получается монохроматический
свет; они пропускают соответственно желтую и зеленую части
спектра. Без светофильтра наблюдают интерференционную кар-
тину в белом свете.
Интервал между полосами А зависит от длины волны; каж-
дой длине волны соответствует определенный интервал, поэтому
в белом свете полосы для различных длин волн-не совпадают
друг с другом, за исключением нулевой полосы, определяющей
ось симметрии интерференционной картины. Таким ' образом,
интерференционная картина в белом свете имеет следующий
вид: в центре наблюдается белая ахроматическая полоса, по
обеим сторонам которой находятся две чёрные полосы с цвет-
ными каймами, и дальше по три-четыре цветные полосы с каж-
дой стороны. Переход от одной светлой (или темной) полосы
к другой светлой (или темной) полосе соответствует изменению
разности хода интерферирующих лучей на одну длину волны.
В поле зрения микроинтерферометра одновременно видны
интерференционные полосы и исследуемая поверхность. Пере-
мещение исследуемой' поверхности S2 вверх или вниз на какую-
либо малую величину вызывает изменение хода луча на двой-
ную Величину перемещения поверхности, так как свет проходит
это расстояние дважды.
Изменение хода луча в одной ветви прибора приводит к из-
менению разности хода интерферирующих лучей, в результате
чего полосы в пол^е зрения сместятся. При смещении исследуе-
мой поверхности на величину, соответствующую половине длины.
волны %/2, полосы в поле зрения сместятся на один интервал
между полосами. • ‘
Если ца исследуемой поверхности имеется бугор или впади-
на, то в этом месте меняется разность хода и, следовательно,
полосы смещаются. Например, высота неровностей на поверх-
ности 0,275 мкм вызывает искривление полосы в поле зрения
(прибора на величину всего интервала между полосами (на одну
полосу). >
При измерениях величину искривления выражащт в долях
интервала между интерференционными полосами. Зная длину
волны света, можно получить высоту неровности в микрометрах.
Микроинтерферометр имеет круглое основание 15 (рис. 2).
К верхнему торцу основания привинчена полая цилиндрическая
колонка 17, на которой установлен предметный столик 6. Двумя
мцкрометрическими винтами 7 столик можно перемещать в двух
взаимно перпендикулярных направлениях, отсчитывая величину
его перемещения по шкалам барабанов винтов. Столик можно
также поворачивать вокруг вертикальной оси и стопорить вин-
том 8.
В колонке 17 под углом 70° к вертикальной оси расположен
визуальный тубус 18, в отверстие которого устанавливают оку-
ляр увеличением 15х со шкалой и сеткой. Для измерения ис-
кривления интерференционных полос на тубус вместо окуляра
устанавливают винтовой окулярный микрометр 19. На тубусе
имеется кольцо 13, вращая которое можно вводить в оптическую
систему или выводить из нее зеркало визуального тубуса.
в 1.
Рис. 2 ‘
/
Микроскоп на объект фокусируют, перемещая интерферен-
ционную головку при вращении микрометрического винта 14.
Значение вертикального перемещения интерференционной го-
ловки может быть отсчитано по шкале барабана микрометриче-
ского винта.
Интерференционная головка, состоящая из левой, средней и
правой частей, укреплена на внутренней втулке прибора. Левая
часть головки включает в себя фонарь 4 с винтами 3 (для цент-
рирования лампы) и трубку 5, в которую вмонтирована освети-
тельная часть оптической системы. В трубке установлена гори-
зонтально выдвигающаяся пластинка 2 с тремя отверстиями.
В двух крайних отверстиях этой пластинки закреплены свето-
фильтры разных характеристик (зеленый или желтый) для по-
лучения монохроматического света. Среднее свободное отверс-
тие используют при работе в белом свете. Вращая кольцо 1 с
накаткой, изменяют диаметр отверстия апертурной диафрагмы,.
В среднюю часть интерференционной головки ввинчен объ-
ектив. В корпусе средней части установлены разделительная
пластинка и компенсатор. Рукоятка 11 служит для включения
шторки. При включенной шторке лучи не попадают в объек-
тив 10. В этом случае на микроинтерферометре можно работать
как на металлографическом микроскопе. На торце рукоятки 11
нанесена стрелка, указывающая положение шторки.
В правой части головки установлены объектив и зеркало.
Эта часть головки имеет устройство для изменения ширины и
направления интерференционных полос. Ширина полос изменя-
ется вращением винта 12 вокруг его оси. Вращая этот винт во-
круг оси интерференционной головки, изменяют направление
полос. Винт 9 служит для смещения интерференционных полос
в поле зрения микроскопа. Поверхность фотографируется фото-
графическим устройством 16.
Основные технические характеристики микроинтерферомет-
ров приведены в таблице.
4. Порядок выполнения работы
Настройка интерференционного
микроскопа МИИ-4
Микроинтерферометр должен быть установлен основани-
ем 5 (см. рис. 2) на демпфирующую подкладку в помещений,
где нет вибраций и резких колебаний температуры.
Параметр Числовое значение парамет- ра микроинтерферометра
МИИ-4 МИИ-9
Пределы измерения высоты неровностей, мкм 0,8—0,2 0.8—0,2
Погрешность прибора (вариации показаний), мкм Не более 0,04
Увеличение микрообъектива 33х I I 25х
Числовая апертура объектива 0,65 0,50
Общёе увеличение прибора 500х (при визуальном ид Л ТТТА ПАП1ш1
Линейное поле зрения rldwvliw/^v 11 ИИ у 0,32 | 0,35
При работе на интерференционном ^микроскопе оператор не
должен быть обращен лицом к окну Цли сильному источнику
света.
Включают лампу (8 В, 9 Вт) и деталь помещают на измери-,
тельный столик прибора исследуемой поверхностью вниз. На-
страивают освещение, для чего перемещая патрон устанавливают
нить лампы так, чтобы ее изображение было резко видно в
зрачке объектива; центровку лампы производят винтами 3 (см.
рис. 2); апертурная диафрагма при этом должна быть пол-
ностью открыта.
Вставляют окуляр в переходную втулку, установленную на
тубусе микроскопа.
Поворачивают рукоятку 11 Так, чтобы стрелка на ней стояла
вертикально. Винтом 14 фокусируют микроинтерферометр на
исследуемую, поверхность. Поворачивая рукоятку 11, включают
правую часть интерференционной головки (стрелку на рукоятке
устанавливают горизонтально); при этом в поле зрения должны
быть видны интерференционные полосы. ’
Микрометрическим винтом 14 устанавливают наиболее рез-
кое изображение полос. Если интерференционные полосы наи-
более резкими и контрастными получились не в центре , поля
зрения, то следует отвернуть контргайку 10 и, вращая винт 9,
привести полосы в центр поля зрения.
Для получения большей контрастности полос нужно, повер-
нув жольцо 1, несколько уменьшить отверстие апертурной диаф-
рагмы. Вращая винт 12 вокруг оси, устанавливают необходимый
интервал между полосами, а поворачивая его вокруг оси интер-
ференционной гбловки, устанавливают интерференционные по-
лосы перпендикулярно к штрихам на исследуемой поверхности.
Измерение высоты микронеровностей поверхности. Для из-
мерения высоты неровностей винтовой окулярный микрометр 19
(см. рис. 2) устанавливают на' тубус микроинтерферометра до
упора, затем поворачивают так, чтобы одна из нитей перекре-
стия совпала с направлением интерференционных полос. Затем'
микрометр закрепляют стопорным винтом.
При наличии неровностей на исследуемой поверхности ин-
терференционные полосы соответственнее искривляются.
Величину неровности поверхности Н при работе в монохро-
матическом свете определяют по формуле .
где а — высота неровностей (величина искривления полосы);
b — щирина интерференционной полосы (расстояние между се-
рединами или краями темных полос) в делениях круговой шка-
лы барабана винтового окулярного микрометра.
Рис. 3
Интервал между полосами измеряют по двум соседним чер-
ным полосам и выражают числом делений шкалы барабана оку-
лярного микрометра.
Для большей точности измерения/ нить перекрестия сетки
окулярного микрометра лучше наводить по середине, а не по
краю полосы (рис. 3). Первый отсчет JVi снимают по шкалам
микрометра при совмещении одной из нитей перекрестия с се-
рединой первой полосы. Затем совмещают эту же нить перекре-
стия с серединой следующей полосы и получают второй от-
счет N2. Разность двух отсчетов b выражают в делениях шкалы
барабана микрометра. Величину изгиба полос (искривление)
также выражают в делениях шкалы барабана микрометра.
Одну из нитей перекрестия сетки микрометра совмёщают с
серединой полосы и по шкалам окулярного микрометра снима-
ют отсчет Af3. Затем нить перекрестия совмещают с серединой
той же полосы в месте изгиба и получают отсчет N^. Разность
этих отсчетов также выражают в делениях барабана микро-
метра. <
Величину изгиба неровностей (в мкм) вычисляют по фор-
муле
pj_ (#з #4) А *
(^-№)2
где % — 0,55 мкм (длина водны света, пропускаемая светофильт-
ром); п — число интервалов м'ежду. полосами.
Пример. При измерении интервала • между полосами ^няты отсчеты
#1 = 5,70 и #2=6,42; при измерении величины изгиба полосы получены отсче-
ты #з=5,70 и #4=7;40, а п=1. Следовательно, высота неровностей
(5,70 — 7,40) . 0,55
(5,70 — 6,42) .2
1 = 0,64 мкм.
Для повышения точности измерений ширину- полосы b измеряют три-че-
тыре раза в разных местах и используют среднее значение из результатов
измерений. Для получения Rz необходимо не менее пяти раз измерить высо-
ту неровностей на исследуемой поверхности и дать заключение о годности
детали, применяя ГОСТ 2789—73.
Формулу для Н можно упростить. Так как интервал между
полосами и величину изгиба прлосы определяют от середины
одной и той же полосы (в приведенной выше формуле Ni и 7V3
определяют от одной и той же полосы, т. е. от одного и того же
уровня), и следовательно, Ni = N3, то в формуле можно оставить
одно значение, а именно, Nt, а вместо (отсчет по изгибу со-
седней полосы) взять обозначение JV3. Тогда формула будет
иметь вид
и = (#1-#з)^ . „
(N!-N2)2 :
5. Обработка результатов измерений
протокол
Измерение шероховатости поверхности на интерференционном
микроскопе МИИ-4
Деталь №___________
Оптическая схема микроинтерферо-
метра МИИ-4 '
Тип прибора____________:________
Цена деления __________________
Предел измерения ______________
Общее увеличение_________________
Погрешность измерения
Схемы измерения шероховатости hi= , п, мкм Wi-N2)2
V hi — высота неровностей, мкм; Ni —
отсчет по середине 1-й полосы; Nz— отсчет по середине соседней полосы;
N3— отсчет по изгибу соседней по- лосы; п— число интервалов между полосами
Результаты измерений
№ п/п | Отсчеты по окулярному микрометру • h,-, мкм /?г= wl- rbd1”
n2 Нз
1. • -
2. •
3.
4.
5.
Заключение о годности__________________________•' -_______
Фамилия учащегося _______:________ Группа.
Дата выполнения работы Дата сдачи работы
Подпись учащегося ____________• Оценка ___________________________.
Подпись преподавателя __________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 43
ИЗМЕРЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ
НА ПРОФИЛОМЕТРЕ С МЕХАНОТРОННЫМ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ МОДЕЛЕЙ 253 И 283
L Цель работы
Изучить устройство приборов лля определения шероховато-'
сти поверхности — профилометров с механотронным преобразо-
вателем моделей 253 и 283, их технические и метрологические
данные. Настроить профилометр. Определить шероховатость
поверхности на профилометре. Обработать результаты измере-
ний и оформить их протоколом установленной формы. Дать за-
ключение о годности.
2. Применяемые приборы и оборудование
Профилометр портативный моделей 253 и 283, принадлеж-
ности к прибору, деталь, шероховатость поверхности которой
необходимо определить.
3. Общие сведения
Щуповой (контактный) метод является основным профиль-
ным методом измерения неровностей поверхности. Приборы, ос-
нованные на- щуйовом методе, последовательно, по мере пере-
мещения щупа по поверхности, преобразуют измеряемый про-
филь сначала в механические, а затем в электрические колеба-
ния, фиксируемые прибором. у
Наиболее распространены электромеханические щуповые
приборы, позволяющие быстро и с достаточной точностью по-
лучать объективные оценки параметров шероховатости. К ним
относятся контактные профилометры по ГОСТ 19300—73. Про-
мышленность выпускает профилометры моделей 253,. 283.
Портативный профилометр модели 253 является высокочув-
ствительным измерительным прибором для, измерения шерохо-
ватости металлических и неметаллических (пластмасса, стекло
и т. п.) изделий без повреждения их поверхности. Шерохова-
тость измеряют путем ощупывания иглой исследуемой поверх-
ности и отсчета результатов измерений по шкале показывающе-
го прибора, градуированного по параметру Ra по ГОСТ
2789—73. Действие прибора основано на принципе ощупывания
алмазной иглой преобразователя исследуемой поверхности и
преобразования механотронным преобразователем колебаний
иглы в измерение напряжения. Сигнал, получаемый с преобра-
зователя, подается на электронный усилитель, проходит через
фильтры базовых длин и поступает на показывающий прибор,
который одновременно является интегрирующим устройством.
Технические и метрологические данные профилометров моделей
253 и 283
Профилометр модели 253
Измеряемый параметр шерохова-
тости
- ' Предел измерения, мкм
Погрешность’ показания, %
Длина трассы интегрирования, мм
Скорость трассирования преобра-
зователя, м.м/с
Измерительное усилие ощупываю-
щей иглы, сН
’ Радиус закругления ощупываю-
щей иглы, мкм
Наименьший диаметр проверяе-
• мого отверстия на глубине, мм:
до 20
до 130 - (
Питание прибора:
напряжение, В
частота, Гц
Ra по ГОСТ 2789—73
0,02—3,2
±16
3,2
0,62 4
не более 1
10
6 )
16'
220
50
Профилометр модели 283
Измеряемый параметр шерохова-
тости
Пределы измерения, мкм
Характеристики основной Л приве-
денной • погрешности, определяемые
по среднему арифметическому от-
клонению (Ra):
предел допускаемой систематиче-
ской составляющей, %
Ra по ГОСТ, 2789—73
0,02—10
10
предел допускаемого, среднего
квадратичного отклонения случайной
составляющей, % 2,
Значения отсечки шага (базовая
длина), мм 0,25 и 0,8
Наименьший диаметр проверяемо-
го отверстия на глубине, мм:
до 20 6
до 130 18
Длина трассы интегрирования, мм 1,5 и 4,5
Питание прибора:
напряжение, В 220
частота, Гц 50
Профилометр (рис. 1) состоит из следующих основных узлов:
преобразователя /, привода 2, электронного блока 4 и'стойки 7.
Преобразователь 1 специальным разъемом соединен с приво-
дом 2, перемещающим его по исследуемой доверхнбсти. Сигнал,
получаемый с преобразователя через шланг 5, поступает в элек-
тронный блок 4, где усиливается, проходит фильтры отсечек ша-
га 5, детектируется, интегрируется и фиксируется прибором 6
магнитоэлектрической системы.
Линейные колебания иглы, соответствующие неровностям
поверхности, дреобразуются в электрические сигналы преобразо-
вателет^, представляющим собой механически управляемую
электронную лампу (механотрон), подвижный анод которой по-
средством тонкой ,мембраны связан со щупом. На щупе укреп-
лена алмазная игла с радиусом закругления 10 мкм. Механо-
трон вставлен в корпус, на передней части которого расположе-
на твердосплавная опора, и укреплен в нем посредством кольца
со штырем, упирающимся в лунку винта под усилием пружины.
Такая конструкция крепления позволяет регулировать положе-
ние механотрона, что необходимо1 для точной установки иглы
щупа относительно опоры преобразователя. Положение щупа
регулируется и фиксируется винтами, упирающимися в кольцо.
Снизу механотрон закрыт крышкой. Преобразователь соединен
со штоком привода вилкой разъема и зафиксирован штифтом.
Рис. 1
Преобразователь перемещается с постоянной скоростью при-
водом 2 (см. рис. 1). В передней части привода расположено
гнездо, в которое преобразователь вставляют и стопорят его
винтом. Подъем й опускание преобразователя осуществляется
вращением рукоятки. На задней стенке привода расположены
гнезда, в которые вставляются провода, соединяющие привод
с электронным блоком. •
На передней панели электронного блока (рис. 2, а) располо-
жены показывающий прибор 7, тумблер включения сети 5, сиг-
нальная лампа 3 светрвой сигнализации движения преобразо-
вателя по измеряемой - поверхности, переключатель пределов
измерения 2 и кнопка 4 пуска кодопреобразователя. На задней
панели (рис. 2,6) находятся гнезда для соединения с привода-
ми 6 и 9, предохранитель S, потенциометр 7 для регулировки
чувствительности прибора, провод 10 для подключения ^прибора
в сеть.
Йа плите профилометра жестко закреплена колонка с ходо-
вым винтом, перемещающим кронштейн с приводом. Кронштейн
имеет поворотное устройство, позволяющее устанавливать пре-
образователь параллельно измеряемой поверхности.
4. Порядок выполнения {работы
Настройка4 профилометра. Прибор должен быть установлен
в помещении, в котором отсутствуют вибрации. Для более на-
дежной работы прибор следует устанавливать на массивной
плите, под коТорую подложена резиновая прокладка. Подклю-
чают провода для соединения привода с электронным блоком
так, чтобы 12-ти и 4-х контактные вилки проводов были встав-
лены' в соответствующие гнезда привода и электронного блока.
Вставляют преобразователь в гнездо на каретке привода, за-
крепляют винтом и включают прибор в сеть напряжением 220 В.
При нажиме на кнопку‘«сеть» 5 (см. рис. 2) должен заго-
реться сигнальный глазок 5. Прибор готов к работе через
3—5 мин после включения.
Привод с преобразователем для измерения устанавливают,
исходя из условий удобства измерения, формы и габаритных
размеров проверяемых деталей. При небольших габаритных раз-
мерах деталей привод с преобразователем и деталь располага-
ют на столе оператора. При измерении крупногабаритных дета-
лей возможна установка привода с преобразователем непосред-
ственно на деталь. При измерении цилиндрических деталей на
плиту стойки устанавливают призму. Для измерения 'небольших
деталей на призме размещают столик, на который помещают
деталь.
Прибор настраивают по аттестованным образцам шерохо-
ватости с регулируемым профилем, входящим в его комплект.
На образце указано числовое значение параметра Ra по ГОСТ
2789—73. Образец помещают на стол прибора.
При настройке преобразователь располагают в рабочей зоне
образца. Переключатель пределов измерения J? (см. рис. 2) ус-
танавливают в положение, соответствующее номинальному зна-
чению образца.
Прибор включают и измеряют неровности образца. В случае,
если показания прибора отличаются от номинального значения
образца более чем на 5%, необходимо, вращаяг потенциометр
«чувствительность», расположенный на задней стенке электрон-
ного блока 7, добиться, чтобы показания как можно, меньше
отличались от значений Ra, указанных на образце.
) При установке преобразователя на измеряемую деталь реко-
мендуется во избежание поломки иглы приподнимать преобра-
зователь и осторожно опускать его на измеряемую поверхность.
В перерывах между измерениями, когда прибор не включен,
преобразователь рекомендуется устанавливать горизонтально на
какую-либо поверхность.'
Измерение шероховатости поверхности деталей. Проверяе-
мую деталь (небольших размеров) помещают на измеритель-
ный стол, предварительно сняв аттестованный образец. Преоб-
разователь опускают рукояткой на проверяемую деталь, устано-
вив его корпус «на глаз» параллельно измеряемой поверхности
либо используя для этой установки плоскую стеклянную пла-
стину типа ПИ. При этом следует учитывать, что при пуске'
преобразователь будет перемещаться вперёд на 5—6 мм. Пере-
ключатель пределов измерения 2 (см. рис. 2) на электронном
блоке ставят в положение предполагаемой высоты неровности
поверхности на проверяемой' детали. Нажимают кнопку 4
«ПУСК» на электронном блоке, при этом стрелка показываю-
щего прибора начнет перемещаться к нулю, а преобразователь
двигаться вперед (предварительный ход).
После прохождения преобразователем расстояния 5—6 мм
происходит реверсирование, преобразователь возвращается в
исходное положение (рабочий ход), а стрелка показывающего
прибора перемещается до значения шероховатости проверяемой
детали.
После остановки стрелки показывающего прибора произво-
дят отсчет по шкале. В том случае, если стрелка уходит за пре-
делы шкалы или не доходит до рабочего участка, необходимо
переставить переключатель пределов измерения 2 (см. рис. 2)
соответственно в положение меньшей или большей высоты не-
ровностей поверхности й повторить измерения.
Для определения значения неровностей на шкале (рис. 3)
нанесены зоны с обозначением предельных значений шерохова-
тости, в которых находятся полученные значения шероховатости
проверяемой поверхности. Например, если переключатель диа-
пазонов измерения установлен в положение, соответствующее
определенной величине шероховатости, а стрелка находится в
положении 1, то при определении шероховатости, нужно поль-
зоваться зоной, условное обозначение которой находится под
цифрой «7» в левой нерабочей части шкалы. Таким образом,
для определения шероховатости измеряемой поверхности необ-
ходимо в левой нерабочей частц шкалы на^ти обозначение зо-
ны, соответствующее положению переключателя 2 на рис. 2.
Если стрелка находится в пределах этой зоны, то шероховатость
поверхности измеряемой детали соответствует установленному.
Если стрелка остановится левее этой зоны, шероховатость будет
меньше, если правее" зоны, то больше. ;
Клосс 6 7 8 9 10, 11-12
Шкали 3,2 1,6 0,8 0Л2 0,1 Б 0,08
Цена деления 0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002
Рис. 3
Каждая зона шкалы в свою очередь разделена на разряды
«а», «б», «в» справа налево. Числовые значения отсчитывают в
соответствии с положением переключателя и ценой деления
шкалы, приведенной на циферблате прибора. В данном случае
отсчет по шкале (см. рис: 3) /?а=0,88 мкм.
Определение шероховатости поверхности на профилометре
модели 283. Преобразователь перемещают с двумя разными ско-
ростями. При отсечке шага 0,25 мм скорость перемещения пре-
образователя соответствует 0,25 мм/с; при отсечке шага 0,8 мм—
0,8 мм/с. Требуемую отсечку шага устанавливают, рычажком,
находящимся сверху на корпусе привода. При переключении
отсечки шага автоматически устанавливается соответствующая
рабочая длина трассы измерения (трасса интегрирования). При
этом следует учитывать, что перемещение преобразователя бу-
дет равно: 2 мм при отсечке шага 0,25 мм (1,5 ММ/трасса ин-
тегрирования' + 0,5 мм предварительного хода); 6,4 мм при от-
.сечке шага 0,8 мм (4,8 мм трасса интегрирования +1,6 мм
предварительного хода).
Пределы измерения в микрометрах обозначены на табло на
передней панели электронного блока. Нажимают ч кнопку
«ПУСК» на. электронном блоке. При нажатии кнопки загорается
сигнальная лампа, что свидетельствует о движении преобразо-
вателя. ।
- После остановки преобразователя (сигнальная лампа погас-
нет) отсчитывают параметр Ra по шкале показывающего при-
бора.
( Шероховатость измеряют в нескольких местах и не менее
трех раз на каждом участке. Данные измерений заносят в про-
токол^ Полученный результат измерений сравнивают с данными
ГОСТ 2789—73 и дают заключение о годности изделия.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения шероховатости поверхности на профилометре
с механотронным преобразователем моделей 253 и 283
Технические и метрологические данные профилометра
Тип прибора. Основная погрешность прибора
Пределы измерения 1 Измеряемый параметр шероховато-
‘ л
Значения отсечки шага • сти Ra по ГОСТ 2/Й9—73
Дата трассы интегрирования ।
, к
Общая принципиальная схема профилометра модели 253 и 283
/ Принципиальная схема механотрона Схема передней панели электроп- ного блока
1 \
Результаты измерений
Номер изме- ряемых участков Ra, мкм Среднее .арифметическое значение Ra, мкм
1 1
Значение Ra по ГОСТ 2789—73 '• *:,
/
Фамилия учащегося Группа
Дата выполнения работы Дата сдачи работы • • •
Подпись учащегося * Оценка
Подпись преподавателя >
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 44
ИЗМЕРЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ
НА ПРОФИЛОГРАФЕ-ПРОФИЛОМЕТРЕ
МОДЕЛЕЙ 201 И 252 '
1. Цель работы
Изучить-'устройство приборов контактного действия для оп-
ределения шероховатости поверхности — профилографов-профи-
лометров с индуктивными преобразователями моделей 201 и
252, их технические и метрологические данные. Настроить про-
филограф-профилометр. Определить шероховатость поверхности
на профилографе-профилометре моделей 201 и 252. ОбработатБ
результаты измерений и оформить их протоколом установлен-
ной формы. Дать заключение о годности изделия.
2. Применяемые приборы и оборудование
Профилограф-профилометр моделей 201 и 252, принадлеж-
ности к прибору, деталь, шероховатость поверхности которой
необходимо определить.
I 3. Общие сведения
Щуповые электромеханические приборы, предназначенные
для измерения параметров шероховатости поверхности, называ-
ются профилометрами, а снабженные записывающим прибором,
при помощи которого записывается профилограмма проверяе-
мой поверхности — профилографами, Выпускаемые отечествен-
ной промышленностью профилографы позволяют не только за-
писывать неровности поверхностей, но и измерять параметры
шероховатости поверхности. Поэтому их называют профило-
графами-профилометрами.
В настоящее время разработан и внедрен в производство
профилограф-профилометр модели 252, построенный на базе
профилографа-профилометра модели 201, широко используемый
в измерительной практике. Профилограф-профилометр модели
201 является высокочувствительным измерительным прибором
для определения шероховатости и волнистости поверхности из-
делий из стали, чугуна, цветных металлов и также неметалли-
ческих материалов. Он снабжен показывающим прибором или
устройством записи на диаграммную ленту.
Техническая и метрологическая характеристика
профилографа-профилометра
Пределы измерения, мкм:
.по показывающему прибору 0,020—5 •
при записи профилограммы До 80
Критерий оценки
Основная погрешность прибора, °/0
Погрешность вертикального уве-
личения, %
Вертикальное увеличение
Л
Горизонтальное увеличение
Статическое измерительное уси-
лие ощупывающей иглы, Н (гс)
Запись
Ширина записи, мм
Наибольшая^ рабочая длина трас-
сы ощупывания, мм
Длина трассы интегрирования
для показывающего прибора, мм
Величина базовых Длин (отсечки
шага), мм
Скорость трассирования профи-
лографа, мм/мин
Скорость трассирования профило-
графа, мм/с /
Наименьший диаметр проверяе-
мого отверстия, мм:
при глубине до 10 мм
при глубине до 100 мм
при глубине, до 125 мм
при /измерении с приспособле-
нием для проверки волнисто-
сти при глубине до 10 мм
Радиус ощупывающей иглы, мм
Радиус опоры (опора сменная),
мм
Ra
±10
До ±5
1000х; 2000 х; 4000 х;
10000 х;20000 х;40000 х;-
100000х и 200000х
От 2 до 4000 х ' ’
(18 ступеней)
. Не более 0,1 (0,001)
Не более 0,0005
Электротермическая в
прямоугольной системе?
координат
80
40
1,6; 3,2; 6,0
0,08; 0,25; 0,8; 2,5
0,2; 1,0 и 10
0,7
8
20
45 '
4
0,002 или 0,01
/?1=50; Т?2=оо
Рис. 1
Профилограф-профилометр основан на принципе ощупывания
исследуемой поверхности алмазной иглой с весьма малым ра-
диусом закругления и преобразования колебаний иглы в изме-
нение напряжения, индуктивным методом. Прибор (рис. 1), со-
стоит из самостоятельно выполненных 6‘локов: стойки 1 с карет-
кой, универсального столика 2, преобразователя 3, мотоприво-
да 4, электронного блока 5 с показывающим прибором и запи-
сывающего прибора 6. ' Мотопривод 4 с закрепленным на нем
преобразователем 3 перемещается по стойке при помощи рейки
и шестерни. Точная установка преобразователя в рабочее поло-
жение производится микрометрической паррй, встроенной в ка-
ретку мотопривода. Взвод преобразователя осуществляется ры-
чагом 7.
На столе стойки 1 крепится столик; 2, позволяющий переме-
щать испытуемую деталь в двух взаимно перпендикулярных на-
правлениях .и поворачивать ее. Стойка имеет узел нивелировки,
позволяющий устанавливать столик 2 с испытуемой деталью
параллельно траектории движения преобразователя.
К прибору прилагается призма со съемным столиком для
проверки цилиндрических деталей небольших размеров, а так-
же приспособления.
Преобразователь ощупывает испытуемую поверхность ал-
мазной иглой и преобразует ее колебания, соответствующие не-
ровностям. испытуемой поверхности, в электрические импульсы,.
Рис. 2
Конструкция преобразователя показана на рис. 2. Игла 1
расположена на конце коромысла 12, качающегося на ножевой
опоре 11. На этом же коромысле укреплён якорь 10. Усилие
иглы на испытуемую поверхность регулируется пружинкой 4,
компенсирующей' неуровновешенность’ плеч кормысла. Магнит-
ная система жестко крепится в корпусе преобразователя ,6 и
снаружи закрепляется экраном 5. К штоку мотопривода' преоб-
разователь крепится посредством цилиндра 8 и стопорится вин-
том. Преобразователь в схему прибора включается посредством
направляющего штифта 7 и вилки 9 разъема при креплении
преобразователя к штоку. Давление опоры 2 регулируется пру-
жиной, расположённой в мотоприводе. Преобразователь укоадп-
412 k <
лектован сменными опорами, предназначенными дйя различно-
го рода работ. В начальное рабочее положение преобразователь
устанавливают вертикальным перемещением преобразователя 3
{см. рис. 1) с мо'гоприводом по стойке.
Преобразователь с постоянной скоростью1 перемещается по-
средством мотопривода (рис. 3). Рабочее движение.штока, осу-
ществляется сл$ва направо с четырьмя различными скоростями.
Скорость преобразователя при записи профилограмм шерохо-
ватости поверхности 0,2 и 2,0 мм/мин и при работе показываю-
щего прибора 0,7 мм/с. Получение четырех различных скоростей
осуществляется коробкой скоростей. Скорости переключают,
поворачивая маховик 2. Предварительное перемещение (взвод)
преобразователя справа налево производится поворотом рыча-
га 3 влево через ходовой винт. Отвод этого рычага вправо за-
мыкает контакт, который включает электродвигатель, а выклю-
чение электродвигателя производится в конце хода преобразо-
вателя.
В зависимости от работы прибора в качестве профилографа'
или профилометра взвод осуществляется до .10—12 мм для про-
филометра, до 40 мм для профилографа. ~
Величину ..взвода устанавливают маховичком 4, причем для
профилометра риска маховичка1 должна совпадать с риской ПП,
а для профилографа — с риской ЭП. Величину взвбда и поло-
жение преобразователя определяют по шкале и указателю 5.
Шероховатость поверхности .по показывающему прибору оп-
ределяют с тремя, различными длинами трасс интегрирования:
6,0; 3,2 и 1,6 мм. Длина трассы интегрирования переключается
маховичком 1. Вся трасса при работе показывающего1 прибора
состоит из трех участков: предварительного хода ц= 1—3 мм;
рабочего хода (длина измерения) 6=1,6; 3,2; 6 мм и завершаю-
щего хода с—1 мм.
Мотопривод к электронному блоку подключают посредством
Электронный блок показан
на рис. 4. На передней пайели
блока расположены: показы-
вающий прибор 13, тумблер,
включения сети 14, три сиг-
нальные лампочки: 15 — для
контроля включения прибора
в сеть, 1 — для контроля вклю-
чения показывающего прибо-
ра и 2 — для контроля вклю-
чения записывающего прибо-
ра; четыре переключателя:
12 — для установки отсечки
шага; 10 — для установки дли-
ны трассы . интегрирования;
4 — для установки вида ра-
бот и 8—для установки верти-
кального увеличения и преде-
ла измерения по показываю-
щему прибору; контрольный
прибор 9 и тумблер 6 включе-
ния контрольного прибора для
контроля напряжения 300 В и
«выхода усилителя»; установ-
ка пера записывающего при-
бора 11. Шероховатость поверхности оценивают по параметру
Ra, равному 0,020—5 мкм. Показания отсчитывают по шкале
прибора 13. В качестве показывающего прибора применен мик-
роамперметр постоянного тока.
Стрелка прибора с «0» шкалы совмещается ручкой 3.
Значение микронеровностей отсчитывают по шкале, соответ-
ствующей установленному вертикальному увеличению.. Шкала
оцифрована для увеличения: 1, 2 и 4 тыс. в масштабе 1:1; для
увеличения 10, 20 и 40 тыс. в масштабе 1 : 10; для увеличения^
100 тыс. в масштабе 1:100.
Внизу панели расположены гнезда разъема 5 для подключе-
ния преобразователя и блок регулирования 7, потенциометр Rs,
служащий для симметрирования входного моста электрической
схемы.
На специальном щитке, находящемся на правой боковой
стенке, смонтированы семь регулировочных сопротивления
Ri3, R&i, /?б9 — для установки режим д интегрирования; Rus— для
установки напряжения питания 300 В; Reo—:для регулировки
вертикального показывающего прибора; Rot — для регулировки
414 „ '
вертикального увеличения; Rua— для изменения толщины запи-
си и четыре измерительных гнезда: ИГ-1—для измерения на-
пряжения питания моста (прибором для измерения может слу-
жить ламповый вольтметр переменного тока типа B3-13 или
аналогичный с пределами измерения 10 В; напряжение должно
быть равно 2—3 В); ИГ-2 — для измерения напряжения выхода
усилителя (измеряется ламповым вольтметром с пределом из-
мерения 100 В; напряжение при нулевом положении стрелки
записывающего прибора должно быть 25 В±2 В); ИГ-3 — для
измерения напряжения на катоде катодного повторителя Л4
(измерение производится вольтметром постоянного тока 3 А с
пределом измерения 150 В; напряжение должно быть 133 В
при напряжении на ИГ-2 25 В±2 В); ИГ-4 — для измерения
стабилизированного напряжения источника питания 300 В.
Доступ к сопротивлениям и измерительным гнездам осу-
ществляется через, окно при открытой крышке;
На задней стенке блока размещены гнездо для провода,
подключающего мотопривод и записывающий прибор; предо-
хранитель с переключателем сети, клемма для заземления бло-
ка и вилка для включения прибора в сеть.
Профилограф-профилометр модели 252 является настолййым
прибором, предназначенным дл*я измерения в лабораторных ус-
ловиях шероховатости и волнистости поверхностей изделий из
металла и неметаллических материалов, сечения' которых в
плоскости измерения представляют прямую линию. Принцип
действия прибора такой же, как и у модели 201.
Технические и метрологические характеристики
♦
Пределы измерения: для профилографа, мкм 0,02—250
для профилометра: Ra, мкм 0,02—100
Н max, Н min, мкм п (число шагов неровностей) 0,1—100 90—1000
Уровни сечения профиля при из- мерении, % 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90
Вертикальное увеличение прибора 200—100000 х
Горизонтальное увеличение при- бора (9 ступеней) 0,5—2000х (12 ступеней)
Длина трассы ощупывания для
профилометра, мм 1,5; 3; 6
Максимальная длина трассы ощу-
пывания для профилографа, мм 50
Скорости трассирования преобра-
зователя, мм/мин Значения отсечек шага (базовая 0,6; 6; 60 0,08; 0,25; 0,8; 2,5
.длина), -мм
Предел допускаемой систематиче- ской составляющей, %: для профилографа
2,5
для профилометра при измерении . *.
параметров:
Ra
Н max, Н min, -tp, п
Предел допускаемого среднего
квадратического отклонения случай-
ной составляющей, %:
для профилографа
для профилометра при измерении
параметров:
Ra
Н max, Н min
Радиус ощупывающей иглы, мм
Измерительное усилие ощупываю-
щей иглы не более, сН
Радиус опоры преобразователя,
мм
' Вид отсчетного (показывающего)
устройства
Вид регистрирующего (записываю-
щего) устройства
/
5
15
0,6
1
4
0,01 ±0,0025
0,1
125
Цифровое i
Записывающий прибор с'
электротермической
записью в прямоуголь-
ной системе координат
Прибор композиционно выполнен в виде трех блоков, вклю-
чающих функционально связанные между собой узлы: стойку
с мотоприводом и преобразователем; электронные блоки: блок*
питания, измерительный блок (блок управления) и счетно-ре-
шающий блок (решающее и цифровое отсчетное устройство);
записывающий прибо.р. -На стойке размещены мотопривод с
преобразователем, измеряемая деталь, предметный стол, а так-
же другие устройства и приспособления. Стойка сотоит из осно-
вания и вертикальной колонны с кареткой. Мотопривод устанав-
ливают в пазу каретки. Для наведения преобразователя на.из-
меряемую поверхность его перемещают маховиком. Мотопривод
снабжен коробкой передач, обеспечивающей *гри рабочих и одну
холостую скорости движения преобразователя. Различные ско- -
роста перемещения получают переключением зубчатых колес
в коробке передач, рукоятками. /
Положения преобразователя определяют через смотровое
окно по Шкале и указателю. В приборе использован индуктив-
ный преобразователь. На передней части корпуса преобразова-
теля находится тороидальная опора, устанавливаемая На иссле-
дуемую поверхность и являющаяся базой, относительно которой
измеряют вертикальное перемещение иглы . преобразователя.
В зависимости от вида проверяемой поверхности базой может
служить и применяемая в приборе плоская независимая опора.
Усиление и преобразование электрических сигналов с преоб-
разователя, а также управление работой прибора осуществляют
электродными блоками.
Схема прибора выполнена на полупроводниках с применени-
ем печатных плат, объединенных в единую электрическую схему
при помощи разъемов и жгутов.
Органы управления прибором показаны на рис. 5, а. Пере-
ключатель 1 отсечки шага рассчитан на четыре положения со-
ответственно указанным выше- четырем базовым длинам. По-
тенциометры 2 используют для установки ijrepa записывающего
прибора (аналогичен записывающему прибору профилографа-
профилометра модели 201) в поле записи профилографной (лен-
ты- и установки стрелки индикатора 3 рабочей зоны в пределах
Рис. 5
шкалы во время измерений. Стрелку индикатора 3 в рабочую
зону можно вводить наклоном предметного стола. Кнопка 4
-служит для пуска прибора. Кнопочный переключатель 5 (из
трех кнопок) служит для установки .длины участка (трассы)
измерения (ощупывания). Тумблером 6 включают питание от
сети, прй этом загорается лампа питания.. Тумблером 7 осу-
ществляют реверсирование, т. е. возвращение ощупывающей
головки в исходное положение.
Кнопка 3 служит для остановки движения преобразователя.
Если тумблером 7 включёно реверсирование, то головка вернет-
ся в исходное положение, в противном случае она будет дви-
гаться до конца трассы.
Переключателем 9 задают вид работ в трех положениях;
ПП—.цифровой отсчет, измеряемого параметра шероховатости
поверхности, ЗП — обычная запись профилограммы и ЗФ —
запись с применением требуемых фильтров отсечки шага. Пе-
реключателем 10 задают требуемое вертикальное увеличение
при записи (девять ступеней).
Кнопочным переключателем 11 из четырех кнопок задают
пределы измерения (0,1; 1; 100), получающиеся перенесением
запятой от положения 1 вправо или влево на соответствующее
число знаков.
Сменный блок 12 потенциометров используют соответствен-
но применяемому преобразователю (обычному или для малых
отверстий).
Индикаторная лампа 13 (рис. 5, б) сигнализирует о пере-
грузке прибора. Если прибор перегружен, необходимо изменить
предел измерения переключателем 11.
Отсчетное устройство 14 состоит из Индикаторных, ламп,
каждая из. которых высвечивает соответствующую результату
измерения цифру разряда в числовом значении измеряемой ве-
личины.
Кнопочным переключателем 15 задают/одно из девяти зна-
чений уровня сечения (в процентах) при измерении параметра
/р (см. ГОСТ 2789—73). Кнопочным переключателем 16 задают
один из пяти измеряемых параметров (Ra, п,Hmax, Hmin, по
ГОСТ 2789—73).
На рис. 5, в показана стойка с плоской опорой для измере-
ния отверстий малых диаметров. Преобразователь 17 служит
для измерения параметров неровностей поверхностей отверстий
диаметром от 3 мм и глубиной до 5 мм. Опору 18 со сфериче-
ским наконечником при измерении малых отверстий надевают
на преобразователь 17 так, чтобы оси иглы и сферического на-
конечника лежали в одной вертикальной плоскости. По стойке
19 перемещается в вертикальном направлении каретка 21. Ко-
ромысло 20 имеет плоскую опорную поверхность.
На левой боковой стенке электронного блока находятся по-
тенциометры для корректировки вертикальных увеличений при
положениях переключателя 9 в положения ПП, ЗП, ЗФ.
Схема прибора выполнена таким образом, что даже при
больших вертикальных увеличениях не требуется точная уста-
новка траектории движения преобразователя. Прибор дает воз-
можность измерять шероховатость поверхности небольших
участков последовательно на всей длине трассы ощупывания,
а также по желанию оператора ускоренно возвращать прео-
бразователь в исходное положение с любого места трассы.
4. Порядок выполнения работы
Настройка профилометра
Подключают соединительный шланг к блокам прибора и за-
крепляют преобразователь 3 (см. рис. 1) на штоке мотопривода
винтом. Устанавливают стол стойки при помощи узла нивели-
ровки и установочной меры в положение, при котором траекто-
рия движения преобразователя будет параллельна плоскости
стола, и подключают прибор к электросети.
Перед работой прибор вместе с преобразователем, установ-
ленным в рабочее положение, необходимо прогреть в течение
20 мин.
Измерение шероховатости поверхности
.Деталь размещают на измерительном столе.
Устанавливают требуемый предел измерения от 8 до 0,08 мкм
поворотом переключателя 8 (см. рис. 4). Маховичок 4
(см. рис. 3) мотопривода устанавливают на показывающий при-
бор (ПП). Поворачивая рычаг 3 влево до упора, переводят
преобразователь в левое положение. При этом стрелка пока-
зывающего прибора 13 (см. рис. 4) должна возвратиться в ну-
левое положение.
Устанавливают преобразователь на проверяемую. Поверхность
посредством вертикального перемещения мотопривода с пре-
образователем при вращении маховика грубой подачи каретки
мотрпривода. Маховик следует вращать до тех пор, пока стрел-
ка контрольного прибора 9 (см. рис. .4) не будет находиться в
нижнем прямоугольнике. Во время измерения стрелка не долж-
на выходить из этого участка. При этом переключатель 6 дол-
жен находиться в положении «выход усилителя». .
Поворачивают переключатель 2 (см. рис.. 3) мотопривода
так, чтобы стрелка, указывала на индекс ПП; при этом должны
ощущаться защелкивание рычажка и автоматически включать-
ся скорость для показывающего прибора, равная 0,7 мм/с.
Устанавливают переключатель 1 (см. рис. 3) в положение
выбранной трассы интегрирования 1,6; 3,6 или 6 мм соответ-
ственно.
Примечание. Длина трассы интегрирования составляет при отсеч-
ке шага 2,5; 0,8; 0,08 и 0,25 мм соответственно 6; 3,2 и 1,6 мм.
Положение рукоятки переключения длины трассы интегри-
рования на электронном блоке должно соответствовать положе-
нию подобной рукоятки на мотоприводе.
Устанавливают переключатель 10 (см. рис. 4) в положение,
’соответствующее выбранной длине трассы интегрирования; 1,6;
3,2 или 6 мм. z - v’
Переключатель 4 устанавливают в положение ПП. Переклю-
чателем 12 устанавливают необходимую базовую- длину — от-
сечку шага (0,08; 0,25; 0,8 или 2,5 мм) в соответствии со значе-
ниями неровностей поверхности по ГОСТ 2789—73.
Стопорным винтом на стойке фиксируют положение карет-
ки с мотоприводом.
Приводят преобразователь в движение, отведя рычаг 3
(см. рис.‘ 3) вправо до упора.
После остановки стрелки показывающего прибора произво-
дят отсчет показаний.
После окончания измерения переключатель 4 (см. рис. 4)
устанавливают в положение «ЗАГР» — затрублено.
Примечание. При всех операциях по установке образца и подго-
товке к измерению или записи переключатель 4 должен находиться в поло-
жении «ЗАГР.». !
При установке преобразователя на проверяемую' поверхность
рекомендуется, во избежание поломки иглы преобразователя,
приподнять преобразователь и осторожно опустить на исследу-
емую поверхность. То же самое рекомендуется делать при пере-
воде преобразователя влево (взвод преобразователя). Устанав-
ливать и снимать преобразователи необходимо при выключен-
ном электронном блоке (тумблер 14 на рис. 4 должен находить-
ся в положении «выключен»).
Настройка профилографа-профилометра модели 252 и мето-
дика определения шероховатости поверхностей аналогичны при-
бору модели.201. Следует только учитывать конструктивные осо-
бенности прибора этой модели.
5. Обработка результатов измерений
ПРОТОКОЛ
Измерения шероховатости поверхности на профилографе-профилометре
( с индуктивным преобразователем моделей 201 и 252
’ Технические и метрологические данные профилографа-профилометра
Тип прибора Длина трассы интегрирования
Измеряемый параметр шероховатости Основная погрешность прибора по
, ! ГОСТ 2789—73_______________________________________________1
Пределы измерения •,
Значение отсечки шага
Общая принципиальная схема профилографа-профилометра моделей 201 й 252
Принципиальная схема индуктив- Схема передней панели электрон-
ного преобразователя ного блока и Цифрового отсчетного
< , устройства
Результаты измерений
Номер изме- ряемых участков Ra, мкм Среднее арифметическое значение Ra, мкм
1
Значение Ra по ГОСТ 2789—73 ___________________________:_____________
i к
Заключение о годности *
Фамилия учащегося Группа •_______________________________________________
ДаТа выполнения работы Дата сдачи работы '
Подпись учащегося \ Оценка ____________________________________ .
• <
Подпись преподавателя 1.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
/
1. Авдулов А. Н. Контроль и оценка круглости деталей машин. М.: Изд-
во стандартов, 1974.
2. Бардин А. Н. Сборка и юстировка оптических приборов. М.:.Высшая
школа, 1968. ,
3. Берков В. И.' Технические измерения. М.: Высшая школа, 11977.
4. Богуславский М. Г., Цейтлин Я. М. Приборы и методы точных изме-
рений длин и углов. М.: Изд-во стандартов, 1976.
5. Бурдун Г. Д. и др. Линейные и угловые ^измерения. М.: Изд-во стан-
дартов, 1977. ,
6. , Бурдун Г. Д., Марков Б. Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандар-'
тов, 1975.
7. Волосов С. С., Педь Е. И. Приборы для автоматического контроля
в машиностроении. М.: Машиностроение, 1970.
8. Воронцов Л. Н. Расчет и проектирование автоматических устройств
для контроля линейных размеров. М.: Машгиз, 1961.
9. Высоцкий А. В., Курочкин А. П. Пневматические средства измерений
линейных реличин в машиностроении. М.: Машиностроение, 1979.
10. Городецкий Ю. Г. Конструкции, расчет и эксплуатация измеритель-
ных инструментов и приборов. М.: Машиностроение, 1971.
И. Дунин-Барковский И. В., Карташова А. Н. Измерения и анализ ше-
роховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: • Машиностроение,
1978.
12. Ефремов А. А. и др. Сборка оптических приборов. М.: Высшая шко-
ла, 1978.
13. Журавлев А. Н. Допуски и технические измерения. Киев: Вища шко-
ла, 1979. ‘
14. Зябрева Н. Н., Шегал М. Я- Лабораторные занятия по курсу «Осно-
вы взаимозаменяемости и технические измерения». М.: Машиностроение, 1966.
15. Козловский Н. С., Виноградов А. Н. Основы стандартизации, допу-
ски, :посадкй и технические измерения, М.: Машиностроение, 1979.
16.. Коротков В. ,П., Тайц Б. А. Основы метрологии и теории точности
измерительных устройств. М.: Изд-во стандартов, 1978.
17. Коломийцев Ю. В. и др. Оптические приборы для измерения линей-
ных и угловых величин в машиностроении: Справочная книга. М.: Машино-
строение, 1964.
18. Крупп Н. Я. Оптйко-механические измерительные приборы. М.: Маш-
гиз, 1962. 1
19; Марков А. Л. Измерение зубчатых колес (допуски, методы и средст-
ва контроля). Л.: Машиностроение, 1977.
' 20. Марков Н. Н., Кайнер Г. Б., Сацердотов П. А. Погрешность и выбор
средств при линейных измерениях. М.: Машиностроение, 1967.
21. Медянцева Л. Л., Горбачева В. В., Шарова Е. Е. Контроль прямо-
линейности и плоскостности поверхностей. М.: Изд-во стандартов, 1972.
22. Логинов В. Н. Электрические измерения механических величин. М.:
Энергия, 1970.
23. Лоповок Т. С. Волнистость поверхности и ее измерение. М.: Изд-во
стандартов, 1973. ж
24. Ознобишин Н. С., Лурье А. М. Технический контроль в механических
цехах. М.: Высшая школа, 1979.
25. Плотников В. С. и др. Расчет и конструирование оптико-механиче-
ских приборов. М.: Машиностроение, 1972.
26. Проненко В. И., Якирин Р. В. Метрология в промышленности. Киев:
Техника, 1979.
27. Сорочкин Б. М. и др. Средства для линейных измерений. Л.: Маши-
ностроение, 1978.
28. Тищенко О. Ф. Контрольно-измерительные приборы в машинострое-
нии. М.: Машгиз, 1960.
29. Тищенко О. Ф., Валединский А. С. Взаимозаменяемость, стандарта-,
зйция и технические измерения. М.: Машиностроение, 1977.
30. Цидулко Ф. В. Динамика пневматических «проборов для линейных
измерений. М.: Машиностроение, 1965. *
31. Эйдинов В. Я. Измерение углов в машиностроении. М.: Изд-во стан-
дартов, 1963.
32. Эрвайс А. В. Юстировка и ремонт оптико-механических измеритель-
ных приборов. М.: Машгиз, 1958.
33. Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения. М.: Машиностроение, 1979.
34. Справочник по производственному контролю в машиностроении.—
Изд. З-е/Под ред. проф. А. К- Кутая. Л.: Машиностроение, 1974.
35. Оптические приборы в машинострбении: Справочник М. И. Апенко,
И. П. Араев, В. А. Афанасьев и др. М.: Машиностроение, 1974.
36. Марков А: Л., Волосевич Ф. П. Краткий справочник контрольного
мастера машиностроительного завода'. Л.: Машиностроение, 1973.
37. Активный контроль в машиностроении: Справочник/Под ред. Е. И.
Педя. М.: Машийостроение, 1978.
* 38. Допуски и посадки: Справочник. Ч 1, 2./Под ред. В. Д. Мягкова. Л.:
Машиностроение, 1979.
39. Расчет и конструирование точных механизмов: Лабораторные рабо-
ты/Под ред. В. Т. Середы. Киев: Вища школа, 1978.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Лабораторная работа № 1. Штангенинструмент. Способы эксплуата-
ции. Поверка.................................................. 3
Лабораторная работа № 2. Микрометрический инструмент. Способы
эксплуатации. Поверка ..................... . . . ’ . . . 16
Лабораторная работа № 3. Индикаторы часового типа. Способы экс-
плуатации. Поверка....................;........................27
Лабораторная работа № 4. Нутромеры индикаторные. Способы экс-
плуатации. Поверка j ................................... ♦ 38
Лабораторная работа № 5. Рычажные скобы типа СР. Способы экс-
плуатации. Поверка' . . . . .......................... 48
Лабораторная работа № 6. Рычажные микрометры. Способы экс-
• плуатации. Поверка ............. 55
Лабораторная работа № 7. Головки измерительные рычажно-зубча-
тые. Способы эксплуатации. Поверка..............................64 ;
Лабораторная работа № 8. Головка измерительная пружинная типа -
ИГП (микрокатор). Способы эксплуатации. Поверка .... 72
Лабораторная работа № 9.. Ойтиметры вертикальные и горизонталь-.
ные. Настройка. Способы эксплуатации........................84
Лабораторная работа № 10. Машины оптико-механические типа ИЗМ.
Настройка. Способы эксплуатации . ................100
Лабораторная работа № 11. Длиномеры оптические. Настройка. Спо-
собы эксплуатации.............................................107
Лабораторная работа № 12. Микроскопы инструментальные. Настрой-
ка. Способы эксплуатации......................................ИЗ-
Лабораторная работа № 13. Микроскопы универсальные. Настрой-
ка. Способы эксплуатации i.............................. . , 126
Лабораторная работа № 14; Проекторы измерительные. Настройка.
4 Способы эксплуатации .....................................134
Лабораторная работа № 15. Измерительные приборы с индуктивными
преобразователями. Настройка. Способы эксплуатации . ., . .141
Лабораторная работа № 16. ЭлектроконтактнЫе .измерительные при-
боры. Настройка. Способы эксплуатации ........................149
Лабораторная работа № 17. Пневматические, измерительные приборы.
Настройка. Способы эксплуатаций..................... . .155*
Лабораторная работа № 18. Поверка плоскопараллельных концевых
I мер длины 5-го разряда на оптиметрах......................163
Лабораторная работа № 19. Поверка плоскопараллельных концевых
мер длины 3 и 4-го разрядов на контактном интерферометре . . 173-
Лабораторная работа № 20. Поверка вертикальных и горизонтальных
оптиметров ......................1............................181
Лабораторная работа № 21. Поверка оптико-механической машины
типа ИЗМ для измеренйя длин................................. .191
Лабораторная работа № 22. Поверка оптических длиномеров . . . 2б2
Лабораторная работа № 23. Поверка инструментальных измеритель-
ных микроскопов.............................................. 210
Лабораторная работа № 24. Поверка измерительных проекторов . .221
Лабораторная работа № 25. Поверка угловых мер класса 2 на гонио-
метре Г5, автоколлимационном приборе АПУ-3, контактном при-
боре КПУ-3 .............................,................. . 229
Лабораторная работа* № 26. Угломеры с нониусом и оптические.. Спо-,
собы эксплуатации. Поверка....................................246
I
Лабораторная работа № 27. Угольники поверочные 90°. Способы экс-
плуатации. Поверка............................................ . 254
Лабораторная работа № 28. Линейки синусные. Способы эксплуата-
ции. Поверка . (....................\......................... 263
Лабораторная работа № 29. Конусные калибры. Способы эксплуата-
ции. Поверка..............................................• . .278
Лабораторная работа №30. Технические уровни. Способы эксплуата-
ции. Поверка .....................................................287
Лабораторная работа № 31. Оптическая делительная головка. Спосо-
бы эксплуатации. Поверка . ... . .................... 303
Лабораторная работа № 32. Калибры резьбовые. Определение средне-
го диаметра, резьбы методом трех проволочек . . ... .316
Лабораторная работа № 33. Калибры резьбовые. Определение среднего
• диаметра, шага и половины угла профиля резьбы методом осево-
го сечения........................................................323
Лабораторная работа № 34. Измерение накопленной погрешности ша-
га цилиндрических зубчатых колес................................ 334
Лабораторная работа^ № 35. Измерение радиального биения зубчато-
го венца . , . ........................ . . . _. . . . 345
Лабораторная работа № 36. Измерение колебания длины общей нор- <
мали зубчатого колеса . ..........................349
Лабораторная работа № 37. Определение, колебания измерительного
мёжосевого расстояния.............................................355
Лабораторная работа № 38. Измерение отклонений от прямолинейно-
сти и плоскостности поверхностей с помощью уровней .... 361
Лабораторная работа.№ 39. Измерение отклонений от Прямолинейно-
' сти и плоскостности поверхностей с помощью автоколлиматоров . 372
Лабораторная работа №' 40. Измерение отклонений формы цилиндри-
ческих поверхностей с помощью кругломеров.........................379
Лабораторная работа № 41. Измерение шероховатости поверхности
методом светового сечения на двойном микроскопе...................388
Лабораторная работа № 42. Измерение шероховатости поверхности на
интерференционном микроскопе......................................395
Лабораторная работа № 43. Измерение шероховатости поверхности на
профилометре с механотронным преобразователем моделей 253 й 283. 403
Лабораторная работа № 44. Измерение шероховатости поверхности на
профилографе-профилометре • моделей 201 и 252 ................... 410
Список литературы . . ...................„ ; 421
Александра Васильевна Кутузова
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
ПО ЛИНЕЙНЫМ И УГЛОВЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ
Редактор Н. А. Еськова
Обложка художника И. И. Лыткиной
, Технический редактор О. Н. Никитина
Корректор А. Г. Старостин
I ИБ № 114
Сдано в наб. 2S.07.82 Подп. к печ. 24.03.83 Т-04427 Формат 60х901/1б
Бумага типографская № 3 Гарнитура литературная Печать высокая 26,5 усл. печ. л.
Ордёра «Знзк Почета» Издательство стандартов. 123557, Москва,
Новопресненский пер., 3
Великолукская городская типография управления издательств,
полиграфии и книжной торговли Псковского облисполкома,
г. Великие Луки,* ул. Полиграфистов, 78/12