Измерение штанген-микрометрическими инструментами. Методические указания к лабораторной работе

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

Цель работы: Привить навыки работы с простейшими измерительными инструментами: штангенциркулем, штангенглубиномером и гладким микрометром. Ознакомиться с ценой деления основной и нониусной шкалы. Ключевые слова: штангенциркуль, штангенглубиномер, гладкий микрометр

Измерение штанген-микрометрическими инструментами Методические указания к лабораторной работе 2

Составитель к.т.н., доц. В.В. Садыков

Подписано в печать 5.04.2005г. Формат 60х84 1/16 Усл. п.л. 0,93 , уч.-изд..л. 0,7 Тираж 50 экз. Заказ № 64 _________________________________________________ Издательство ВСГТУ, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 В

Улан-Удэ, 2005

Задание 1. Штангенинструменты. Ознакомиться со

штангенинструментами в приобретении навыков для измерения деталей. 1. 2. 3. 4. 5.

Перечень инструментов и материалов для работы: Штангенциркуль. Штангенглубиномер. Поверочная плита. Детали. Промывочный материал.

Штангенинструменты (штангенциркуль, штангенглубиномер) применяются в основном для линейных измерений, не требующих высокой точности. Метод измерения прямой, абсолютный, контактный. Отсчетным устройством являются основная шкала и шкала нониуса. Число делений нониуса nH выбирают равным интервалу основной шкалы, деленному на величину отсчета по нониусу:

пН = где

mш

mш , i

- интервал делений основной шкалы (1 мм),

i – цена деления нониуса (0,05 или 0,1 мм ). В общем случае размер детали L равен при измерении штенгенциркулем (рис. 1в): L= M + A, где М – число делений основной шкалы, расположенных левее нулевого штриха шкалы нониуса (М=2 мм ), А – величина соответствующая произведению номера штриха нониуса, совпадающего с каким-либо делением основной шкалы, и цена деления i (0,1 мм или 0,05 мм ). В данном примере со штрихом основной шкалы совпадает 4-е деление шкалы нониуса. Это означает, что при i =0,1 мм, расстояние А между ближайшим левым штрихом основной шкалы и нулевым штрихом нониуса равно 0,1 х 4 = 0,4 мм. Размер L равен:

Точность отсчета по нониусу зависит, в первую очередь, от того, насколько верно был найден именно тот штрих нониуса, который точно совпадает со штрихом основной шкалы. Штангенциркуль (рис. 2) предназначен для измерения наружных и внутренних размеров деталей. Основными частями его являются штанга 1 с нанесенной на ней шкалой с ценой деления 1 мм, неподвижными измерительными губками 8 и 9, подвижная рамка 5 с измерительными губками 7 и 10, крепящаяся винтами к рамке. Величина отсчета по нониусу указывается на рамке или на линейке с нониусом. Штангенциркуль имеет устройство для микрометрической подачи рамки, состоящее из движка 2, гайки подачи 3, неподвижно укрепленной в движке, и винта подачи 4. Закрепив движок при помощи зажима 12, вращением гайки 3 можно осуществить плавную подачу рамки 5, винт 11 при этом должен быть отжат. После установки рамки в требуемое положение следует закрепить винт 11. Измерение наружных размеров производится внутренними поверхностями губок 9, 10, 7 и 8. Учитывается при измерении внутренних размеров толщина сдвоенных измерительных губок 7 и 8 (размер губок намаркирован на торцах губок). Разметка деталей по соответствующим размерам осуществляется с помощью остро заточенных измерительных губок 9 и 10. Штангенглубиномер (рис. 3) служит для измерения разно высотности между двумя плоскостями, глубин отверстий. Основными частями инструмента является штанга 1, основание 2, рамка 3, составляющая единое целое с основанием. Штангенглубиномер имеет две измерительные поверхности, одной из которых служит торец штанги, а другой является плоскость основания 2. Штанга может быть закреплена в любом положении стопорным винтом 5. Штангенглубиномер имеет устройство микрометрической подачи для точного смещения рамки 3 вдоль штанги прибора, состоящее из движка 6 с зажимом 9, гайки подачи 7 и винта 8. Пределы измерений, величина отсчета по нониусу и допустимые погрешности показаний штангенциркуля и штангенглубиномера даны в таблицах 1 и 2. Пределы измерений, мм

2,0 мм + 0,4 мм = 2,4 мм -3-

До 1000

Таблица 1 (для штангенциркуля)/ Величина отсчета по нониусу, мм 0,05 0,1 Допустимая погрешность показаний, мм

± 0,05

-4-

± 0,1

Таблица 2 №№ 1

Параметр

Пределы измерений, мм

Измеренные значения

D1

Таблица 2 ( для штангенглубиномера ) Величина отсчета по нониусу, мм 0,05 0,1 Допустимая погрешность показаний, мм

± 0,05

± 0 ,1

Св. 200 до 300

± 0,05

± 0,1

Св. 300 до 500

-

± 0,15

До 200

2

D2

3

D3

4

D4

Измерение штангенциркулем и штангенглубиномером

5

h

6

h1

7

h2

К работе прилагается деталь с чертежом и указанием размеров, которые необходимо измерить. Перед измерением следует определить, какие размеры измеряются штангенциркулем и штангенглубиномером. При измерении наружных размеров штангенциркулем (рис. 4) деталь плотно зажимается между измерительными поверхностями губок, чтобы покачивание ее было невозможным. При измерении же внутренних размеров наружные поверхности измерительных губок приводятся в соприкосновении со стенками отверстия (детали). При измерении штангенглубиномером измерительная поверхность основания прибора и штанги приводятся в соприкосновение с разновысотными поверхностями детали. Измерение каждого размера детали штангенциркулем (штангенглубиномером) производится в следующем порядке: при отпущенном стопорном винте 11 рамки и винте движка 12 измерительные поверхности штангенциркуля приводятся в плотное соприкосновение с поверхностями детали. Затем винт 12 стопорится и вращением гайки 3 осуществляется микрометрическая подача рамки 5 до соприкосновения с деталью. После окончательной установки инструмента рамки 5 стопорится при помощи винта 11. Отсчет показаний производится по основной шкале и шкале нониуса. Результаты измерений заносятся в таблицу отсчета. Вычерчивается эскиз измеряемой детали. На эскизе проставляются те размеры деталей, которые подвергаются измерению в работе. Каждый из наружных размеров измеряется по схеме (рис. 2) в 3-х сечениях 1, 2, 3 и в каждом из них в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях I-I и II-II. Полученные путем измерений размеры сравнивают с допусти-

3. Плоско параллельность измерительных поверхностей размер стекл. пластины, мм

При свободном те интерферцонная картина микпятка ровинт

микровинсуммарное число полос

-5-

При зажатом микровинте интерференцион. картина микропятка винт

суммарное число полос

-6-

мыми (по чертежу) и делают заключение о годности детали. Для каждого размера определяют отклонения (погрешности) от правильной геометрической формы в продольном и поперечном направлениях (овальность, конусообразность, бочкообразность или вогнутость). Погрешности формы в продольном сечении определяют как разность диаметров в 2-х сечениях, расположенных вдоль оси, по концам детали. Например, если размеры возрастают или убывают при переходе от сечения 1-го ко 2-му, далее к 3-му, то определяют конусность детали. Если размер в сечении 2 больше, чем в сечениях 1 и 3, то определяют бочкообразность детали или вогнутость в случае, когда размер в сечении 2 менее размеров в сечениях 1 и 3.

Кафедра ТММСК

Измерение штанген-инструментами; микрометром гладким и его поверка

Работа 2 ___ Ф-т________ Гр._________

Задание: 1. При помощи штангенциркуля с величиной отсчета по нониусу ____мм и пределами измерений_____________ мм измерить диаметры каждой ступени валика по схеме измерения на рис. 1. Результаты измерений занести в таблицу 1 и дать заключение об имеющихся отклонениях от геометрической формы детали (овальность, конусность, бочкообразность). Таблица 1.

ЗАДАНИЕ II. Микрометр гладкий 1.

2.

Определить действительный размер и отклонения от правильной геометрической формы детали. Произвести поверку микрометра гладкого.

Направление

ШЦ –1 Сечения 1-1 2-2

3-3

ШЦ-2 Сечения 2-2

3-3

Гладкий микрометр Сечения 1-1 2-2

3-3

I-I II-II Направление

Микрометр гладкий является в практике измерений типичным представлением микрометрического инструмента (рис. 6, 7). Он предназначен для измерений только наружных размеров деталей. Состоит из корпуса, которым служит скоба 1, в левый конец которой запрессована неподвижная измерительная пятка 2; справа в скобе установлен стебель 4 с продольной линией на нем, по обе стороны которой расположены две шкалы, сдвинутые на 0,5 интервала относительно друг друга. Отверстие слева в стебле служит направляющей для микровинта 3. С микровинтом жестко соединен барабан 5, слева на конусе которого нанесена круговая шкала с числом делений 50. Барабан крепится с помощью колпачка, в котором хранится храповой механизм трещотки 6, предназначенный для контроля измерительного усилия. Микрометрическая пара выполнена с шагом 0,5 мм. Цена делений круговой шкалы барабана при этом равна

i=

1-1 I-I II-II Направление I-I II-II

Измерить внутренние диаметры D1 и D2 ступенчатой втулки (рис. 2) штангенциркулем. Результаты измерений занести в таблицу 2.

р 0,5 = = 0,01мм . п 50

где р = 0,5 мм есть шаг резьбы микровинта -7-

-8-

Перемещение микрометрического винта, соответствующее его полному обороту, отсчитывается по штрихам основной шкалы стебля 4, а долям оборота – по круговой шкале барабана. На скобе выполнен стопор 7 для установления микрометрического винта на соответствующий размер. Микрометры выпускаются с диапазонами измерений 0 – 25; 25 – 50; 50 –75;…, 500 –600 мм. Предельная погрешность показаний микрометров с диапазоном 0 – 25 мм составляет 0,4 хi = 0,004 мм, а для микрометров повышенной точности - 0,2 хi = 0,002 мм, где i – цена деления прибора. Осмотр инструмента На рабочих поверхностях микрометра не допускается наличие царапин, забоин, следов коррозии. Барабан должен плавно перемещаться вдоль стебля, а микрометрический винт не должен иметь ощутимой качки.

Определение нулевого положения Вращение барабана прекращается после 3-х щелчков. Отсчет берет с точностью до 0,001 мм «на глаз». При нулевом положении показания могут отличаться не более, чем на ± 0,02 мм. Показания микрометра записываются в бланке и учитываются при дальнейших измерениях. Если при нулевом положении показания превышают ± 0,02 мм, необходимо произвести нулевую установку микрометра. Измерение размеров детали Для определения отклонений геометрической формы детали при измерении производят измерения в нескольких сечениях по длине детали и в каждом из них в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 4). 1. Выполняют эскиз детали, проставляют номинальный размер и указывают сечения, в которых производят измерения в нескольких сечениях по длине детали и в каждом из них в 2-х вза -9-

имно перпендикулярных направлениях (рис. 4). Выполняют эскиз детали, проставляют номинальный размер и указывают сечения, в которых производят измерения. 3. Промывают рабочие поверхности микрометра тканевой салфеткой, смоченной в бензине, и протирают насухо салфеткой. 4. Протирают деталь. 5. Производят проверку нулевого положения микрометра. 2.

Для определения размера детали и отклонений от правильной геометрической формы деталь измеряют в 6-ти сечениях. Установив микрометр в предметной стойке (рис. 5), вводят левой рукой деталь между рабочими поверхностями микрометра. Вращая барабан микрометра, приводят его в соприкосновение с поверхностью детали до появления 3-х щелчков в механизме измерительного усилия. Снимают 1-й отсчет, соответствующий направлению I-I. Далее, перемещая деталь по всей длине между рабочими поверхностями микрометра, снимают отсчеты, соответствующие положениям 2-2, 3-3. Затем поворачивают деталь вокруг горизонтальной оси на 900 и повторяют измерения по всей длине в сечении II-II. При обработке результатов измерений необходимо учитывать нулевое положение (показание) микрометра. Погрешности геометрической формы деталей Овальность – отклонение от правильной геометрической формы в поперечном сечении, определяют как разность показаний микрометра в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях. Конусообразность, вогнутость, бочкообразность – погрешности формы детали в продольном сечении, определяют как разность усредненных размеров I-I и II-II направлений (сечений) между 1-1 и 3-3 либо 1-1 /3-3 / и 2-2 сечениями. Полученные значения погрешностей формы проставляют в условных обозначениях на эскизе детали. Поверка микрометра гладкого Поверка производится в соответствии с ГОСТ 18107-72 -10-

1. 2. 3. 4.

Необходимо проверить: Внешний вид и взаимодействие частей микрометра. Плоскостность измерительных поверхностей. Параллельность измерительных поверхностей. Погрешность показаний в 5-ти точках шкалы: 5,12; 10,24; 15,36; 21,5; 25 мм. Порядок выполнения работы I.

1. 2. 3. 4. 5.

Микрометр гладкий с пределами измерений (0-25) мм. Набор плоскопараллельных концевых мер длины. Плоскопараллельная стеклянная пластина ГМ – 60, Комплект плоских стеклянных пластин ГМ 1 ряда Протирочный материал. II.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Инструмент и принадлежности.

б) записывается интерференционная картина на каждой из измерительных поверхностей при зажатом стопорном винте. Повторяются измерения по п.п. а) и б) с помощью следующих в комплекте стеклянных пластин. 8. Погрешность показаний микрометра: а) очистить измерительные поверхности микрометра (протереть салфеткой, смоченной в бензине), б) произвести проверку нулевого положения шкалы микрометра, в) последовательно зажать блоки концевых мер длины размерами 5,12: 10,24; 15,36; 21,5; 25,0 мм с нормальным усилием и снять показания по шкале отчета.

Примечание: вместо указанных размеров блоков концевых мер длины при определении погрешности показания микрометра допускается брать блоки концевых мер размерами менее на 1,0 или 2,0 мм.

Поверка микрометра гладкого

Ознакомление с микрометром (рис. 6). Проверка внешнего вида и взаимодействия частей микрометра. Осмотр измерительных поверхностей, проверка плавности вращения барабана и работы трещотки. Промывка бензином с помощью салфетки. Протирка измерительных поверхностей. Проверка нулевого положения шкалы микрометра. Проверка плоскостности измерительных поверхностей.

Наложить стеклянную пластину ГПИ – 60 последовательно на измерительные поверхности неподвижной и подвижной пяток микрометра и зарисовать наблюдаемую интерференциональную картину. Допускается наличие полос интерференционных. 7. Проверка плоскопараллельности измерительных поверхностей микрометра: а) плоскопараллельные пластины ГИ набором из 4-х штук последовательно зажимаются между измерительными поверхностями микрометра, предварительно промытыми, до появления первых 3-х щелчков механизма измерительного усилия; -11-

Пример оформления бланка отчета: Кафедра ТММСК

Измерение штанген инструментами; микрометром гладким и его поверка

Работа №2 Ф-т _______ Гр. ________

Задание: 1. При помощи штангенциркуля с величиной отсчета по нониусу ____мм и пределами измерений_____________ мм измерить диаметры каждой ступени валика по схеме измерения на рис. 1. Результаты измерений занести в таблицу 1 и дать заключение об имеющихся отклонениях от геометрической формы детали (овальность, конусность, бочкообразность)

-12-

Таблица 1. ШЦ –1 Сечения 1-1 2-2

Направление

Таблица 3. Плоско параллельность измерительных поверхностей 3-3

I-I II-II -12ШЦ-2 Сечения 2-2

3-3

Гладкий микрометр Сечения 1-1 2-2

3-3

Направление 1-1

При свободном микровинте интерференсумцион. марное картина число мик- пятка полос ровинт

Размер стекл. пластины, мм

I-I II-II Направление I-I II-II

интерференцион. картина микровинт

пятка

суммарное число полос

Таблица 4. Погрешность показаний микрометра

Измерить внутренние диаметры D1 и D2 ступенчатой втулки (рис. 2) штангенциркулем. Результаты измерений занести в таблицу 2. Таблица 2 №№

При зажатом микровинте

Параметр

1 2 3 4 5 6

D1 D2 D3 D4 h h1

7

h2

Размер блока, концевых мер ,мм

Отсчет по шкале микрометра, мм

Показания микрометра с учетом нулевого положения

Погрешность показаний микровинта, мм

Измеренные значения

«___» ______200__г. ______________________

-13-

-14-

-17-

-18-

-16-

-15-