МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОГАЛЬНЫХ И ДОЛБЕЖНЫХ СТАНКОВ

Средства и методы измерений наружных размеров

При черновой обработке грубые измерения наружных размеров до 500 мм выполняют с помощью кронциркулей и линейки.

Кронциркуль устанавливается на измеряемый размер легкими ударами наружной или внутренней стороны одной из его ножек об заготовку. Кронциркуль необходимо держать строго перпендикулярно измеряемой поверхности. После снятия размера кронциркуль осторожно прикладывают к измерительной линейке так, чтобы одна его губка упиралась в ее торец, а но концу другой губки отсчитывают измеряемый размер по шкале линейки. Точность измерений кронциркулем и линейкой составляет 0,2— 0,5 мм (14—16-й квалитсты).

При чистовой обработке точные измерения размеров наружных поверхностей в условиях единичного и мелкосерийного производства выполняют с помощью штангенциркулей, микрометров, индикаторных измерительных инструментов. При точных измерениях наружных размеров больших деталей применяют оптические устройства.

Штангенциркуль позволяет измерять наружные размер путем их непосредственной оценки по шкале и нониусу, а также с помощью цифрового отсчетного устройства.

ГОСТ 166—89* «Штангенциркули. Технические условия» вводит следующие обозначения штангенциркулей: ШЦ — с отсчетом по нониусу; ШЦТ — с отсчетом по нониусу и измерительными поверхностями из твердого сплава; ШЦК — с отсчетом по круговой шкале; ШЦЦ — с цифровым отсчетным устройством. Этот же стандарт устанавливает следующие типы штангенциркулей: I — двусторонние с глубиномером; Т-1 — односторонние с глубиномером; II — двусторонние; III — односторонние.

Приведем несколько примеров обозначения штангенциркулей в технологической документации.

Штангенциркуль типа I с диапазоном измерения 0—150 мм и ценой деления круговой шкалы 0,02 мм:

Штангенциркуль ШЦК-1-150-0,02 ГОСТ 166-89.

Штангенциркуль типа I с диапазоном измерения 0—125 мм и шагом дискретности цифрового отсчетного устройства 0,01 мм:

Штангенциркуль ШЦЦ-I—125—0,01 ГОСТ 166—89.

Штангенциркуль типа II с диапазоном измерения 0—250 и значением отсчета по нониусу 0,05 мм:

Штангенциркуль ШЦ-П-250-0,05 ГОСТ 166-89.

Штангенциркуль типа II с диапазоном измерения 250—630 мм и значением отсчета по нониусу 0,1 мм, класс точности 1:

Штангенциркуль ШЦ-П-250-630-0,1-1 ГОСТ 166-89.

Характеристики штангенциркулей, выпускаемых отечественным производством, приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Характеристики штангенциркулей

Примечания. 1. Нижний предел диапазона измерений у штангенциркулей с верхним пределом до 400 мм установлен для наружных размеров.

• 2. У штангенциркулей типа Т-1 диапазон измерения относится только к измерениям наружных размеров.
• 3. Верхний предел измерения штангенциркулей типов I и Т-1 должен составлять не более 300 мм.

На рис. 5.1, а показан штангенциркуль ШЦ-I с двусторонним расположением губок, с помощью которого измерение наружных поверхностей производится губками 9 и 10, а внутренних — губками 1 и 2. На штанге 5 нанесена шкала 7, по которой отсчитывают миллиметры, а по нониусу 8 — доли миллиметра. После замера рамку 4 закрепляют винтом 3.

Штангенциркуль ШЦ-Ш (рис. 5.1, б) снабжен устройством 12 для тонкой установки рамки 4. Микрометрическая подача осуществляется вращением гайки 14 по винту 13, при этом рамка устройства 12 должна быть закреплена винтом 11. По окончании измерения рамку 4 закрепляют винтом 3. Мертвый ход микрометрической пары устройства для тонкой установки рамки не должен превышать 1/3 оборота. Штангенциркуль ШЦ-Ш отличается от предыдущего еще и тем, что он не имеет глубиномера.

На рис. 5.1, в изображен штангенциркуль с электронным цифровым отсчетным устройством и выводом результата измерения на панель цифровой индикации 15. ^[1]

Рис. 5.1. Штангециркули ШЦ-1 (а), ШЦ-Ш (б) и ШЦЦ-Н (в):

• 1,2 — губки для внутренних измерений; 3, 11 — винты; 4 — рамка; 5 — штанга;
• 6 — линейка глубиномера; 7 — шкала штанги; 8 — нониус; 9, 10 — губки для наружных измерений; 12 —устройство для тонкой установки рамки; 13 — винт микрометрической подачи; 14 — гайка; 15 — панель цифровой индикации

В табл. 5.2 приведены значения вылета губок для наружного измерения у штангенциркулей типов I, Т-1, II и III (/); внутреннего — у штангенциркулей типа I (/}); наружного — у штангенциркулей с кромочными измерительными поверхностями типа II (/₂) и внутреннего — у штангенциркулей типов II и III (/₃).

Таблица 5.2

Вылет, мм, губок штангенциркулей

Пределы допускаемой погрешности измерений штангенциркулями при температуре окружающей среды (20 ± 5)°С в соответствии с ГОСТ 166— 89* должны соответствовать указанным в табл. 5.3.

Для измерения расстояний между поверхностями, расположенными на разной высоте (рис. 5.2), и между канавками на наружных поверхностях заготовки (рис. 5.3) выпускают специальные штангенциркули. По своему устройству они аналогичны штангенциркулям, рассмотренным ранее, за исключением конструкции губок. Новые виды специальных штангенциркулей значительно расширяют их применение и облегчают выполнение измерений.

Микрометры (рис. 5.4) относятся к микрометрическим измерительным средствам. Они предназначены для наружных измерений до 600 мм. Характеристики микрометров отечественного производства приведены в табл. 5.4.

Предел допускаемой погрешности измерений, мм, штангенциркулями

Примечания. 1. За измеряемую длину принимают номинальное расстояние между измерительными поверхностями губок. 2. У штангенциркулей с одним нониусом погрешность проверяют по губкам для измерения наружных размеров.

Рис. 5.2. Специальный штангенциркуль с цифровой индикацией для измерения расстояний между поверхностями, расположенными на разной высоте (а) и метод измерения (б):

1, 2,7,8 — губки для измерений наружных размеров; 3 — винт; 4 — рамка; 5 — штанга; 6 — панель цифровой индикации; 9 — заготовка

Рис. 5.3. Специальный штангенциркуль с цифровой индикацией для измерения расстояний между канавками на наружных поверхностях заготовки (а) и метод измерения (б):

1 — штанга; 2 — панель цифровой индикации; 3 — винт; 4 — рамка; 5, 6 — губки для измерения расстояний между канавками; 7 — заготовка

Рис. 5.4. Микрометр:

1 — пятка; 2 — установочная мера; 3 — микрометрический винт; 4 — стебель; 5 — барабан; б — трещотка; 7 — стопор; 8 — скоба

Для измерения наружных размеров до 3 и 6 м пользуются соответственно микрометрами со сменной пяткой 2 (рис. 5.5, а) и индикаторными линейными скобами (рис. 5.5, б). Перед каждым измерением и те и другие должны быть установлены на номинальный (один из предельных или средний) размер измеряемой детали.

Таблица 5Л

Характеристики микрометров с ценой деления 0,01 мм

При настройке на размер микрометрическую головку и индикатор 3 нужно установить на нуль, причем индикатор — после двух-трех оборотов стрелки. Настройку производят но установочной мере, аттестованному нутромеру или плоскопараллельным концевым мерам длины. Желательно, чтобы этот процесс происходил около измеряемой детали.

Рис. 5.5. Микрометр со сменной пяткой (а) и индикаторная скоба (б) для измерения наружных размеров до 3000 мм:

1 — микрометрическая головка; 2 — сменная пятка; 3 — индикатор

Предварительно микрометр или скобу и установочную меру необходимо выдержать в течение некоторого времени рядом с деталью на чугунной плите, станине станка или на самой детали Температура в цехе должна быть в составлять (20 ± 8)°С. В процессе настройки микрометр (скобу) и установочную меру надо поддерживать за теплоизолирующие накладки.

Для того чтобы уменьшить влияние деформации скобы или микрометра под действием собственного веса, при установке на нуль им придают такое положение, в каком они будут находиться при измерении детали. Скобу следует надвигать или опускать на меру в зависимости от того, будет ли она расположена при измерении детали горизонтально или вертикально.

В процессе настройки скобы на размер участвуют два контролера: один из них прижимает ее пятку к поверхности установочной меры, а другой покачивает скобу в двух направлениях за ее второй конец, находит на шкале индикатора точку возврата и совмещает с ней нулевую отметку шкалы. При установке на нуль микрометра без индикатора правильное положение микрометра относительно установочной меры определяют по ощущению.

При проведении измерений микрометрами и скобами по шкале микрометрической головки или индикатора определяют отклонения измеряемого от размера от того, на который установлен микрометр или скоба (т.е. от размера установочной меры). Перед измерением деталь должна быть выдержана в помещении со стабильной температурой как минимум в течение 24 ч. Измерение следует производить сразу после настройки микрометра или индикатора скобы. Измерение с помощью скобы размеров до 1 м выполняется одним контролером, а более 1 м — двумя. Один из них прижимает пятку скобы к поверхности детали, а другой подводит к детали измерительную поверхность микрометрической головки.

При измерении точных размеров необходимо учитывать дополнительные погрешности настройки измерительных инструментов, вносимые установочной мерой, отсчетом по шкалам, упругими деформациями. Погрешности установки на нуль микрометров со сменной пяткой и индикаторных скоб приведены в табл. 5.5

Таблица 5.5

Погрешности, мкм, установки на нуль микрометров со сменной пяткой и индикаторных скоб

Рычажные микрометры (рис. 5.6) предназначены как для абсолютных измерений длин, так и для относительных измерений при их установке по концевым мерам. Рычажные микрометры с ценой деления 0,01 мм помимо микрометрической пары винт-гайка имеют шкальное устройство. Выпускается несколько типов таких микрометров: МР, МРК, МРИ, МРИ К.

Микрометры типа МР (нормальное исполнение) и МРК (повышенного качества), оборудованные встроенным в корпус отсчетным устройством с ценой деления 0,002 мм, имеют два исполнения: с пределами измерений 0—25 и 25—50 мм и погрешностью измерений ±0,003 и ±0,002 мм соответственно.

Рис. 5.6. Рычажный микрометр МР:

1 — шкала; 2 — подвижная пятка; 3 — установочная мера; 4 — микрометрическая головка; 5 — ключ для установки поля допуска на шкале; 6 — скоба; 7 — защитный колпачок; 8 — указатели пределов поля допуска; 9 — кнопка отвода подвижной пятки

Микрометры с пределами измерения 50—400 мм, снабженные измерительной головкой 2ИГ с ценой деления 0,002 мм, бывают двух типов: нормальные (МРИ) и повышенного качества (МРИК).

Микрометры с пределами измерений 400—1000 мм также выпускают двух типов: с индикатором часового типа ИЧ10, имеющим цену деления 0,01 мм, и повышенного качества с измерительной головкой 2ИГ, цена деления которой составляет 0,002 мм.

Диапазоны и допускаемые погрешности измерений приведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6

Диапазоны и допускаемые погрешности измерений рычажных

микрометров

Рычажные микрометры с пределами измерений 1000—2000 мм выпускают по особым заказам с интервалом 200 мм по особым заказам.

Выбор измерительного инструмента зависит от значения допуска на размер заготовки (табл. 5.7).

Таблица 5.7

Рекомендации по выбору инструмента для измерений

Индикаторы часового типа (рис. 5.7) выпускают четырех видов: нормального размера с диаметром ободка 58 мм и пределами измерений 0—5 и 0—10 мм; малогабаритные с диаметром ободка 42 мм и пределами измерений 0—2 мм; для торцовых измерений с диаметром ободка 42 мм и пределами измерений 0—2 мм; с увеличенной шкалой, диаметр ободка 90 мм и пределами измерений 0—5 мм при цене деления 0,1 мм (последние имеют большой интервал между делениями, широкие четкие штрихи и крупные цифры на циферблате, что значительно облегчает отсчет показаний и снижает утомляемость при непрерывных измерениях). Выпускают индикаторы и с пределами измерений 25—50 мм.

Основные данные об индикаторах часового типа, выпускаемых отечественными заводами, приведены в табл. 5.8.

Рис. 5.7. Индикатор часового типа:

1 — головка; 2 — корпус; 3 — стопор ободка; 4 — циферблат; 5 — ободок; в — стрелка; 7 — указатель полного числа оборотов стрелки; 8 — гильза; 9 — измерительный стержень; 10 — наконечник; 11 — шарик

Индикаторы часового типа с ценой деления 0,1 мм

В условиях серийного производства и при массовом выпуске изделий, когда на заводе ежедневно вынуждены измерять детали одного и того же размера, широко применяются измерительные инструменты жесткой конструкции — предельные калибры.

Для измерения углов у деталей чаще всего пользуются универсальными угломерами — нониусными (рис. 5.8) со значением отсчета 2', оптическими, имеющими значение отсчета 5', а также индикаторными со значением отсчета 5' и цифровой индикацией.

Для проверки сложных профилей детали применяются шаблоны. Имеются также стандартные наборы радиусных шаблонов (рис. 5.9), характеристики которых приведены в табл. 5.9.

Рис. 5.8. Угломер с нониусом типа УН:

1 — лимб; 2 — угольник; 3 — нониус; 4 — стопор; 5 — сектор; 6 — основание; 7 — съемная линейка; 8 — державка

Рис. 5.9. Набор радиусных шаблонов

Таблица 5.9

Характеристики радиусных шаблонов

• [1] штангенциркулей любой конструкции рамка не должна перемещатьсяпо штанге под действием собственного веса при их вертикальном положении. Кроме того, штангенциркули должны быть размагничены.