Измерительные линейки, штангенинструмент и микрометрические инструменты

Измерительные линейкиотносятся к штриховым мерам и пред­назначены для измерения размеров изделий 14... 17 квалитетов точ­ности прямым методом. Конструкции линеек однотипны. Они пред­ставляют собой металлическую полосу шириной 20...40 мм и тол­щиной 0,5 ... 1,0 мм, на широкой поверхности которой нанесены де­ления. Линейки изготавливаются с одной или двумя шкалами с верх­ними пределами измерений 150, 300, 500 и 1000 мм и ценой деле­ния 0,5 или 1 мм. Линейки с ценой деления 1 мм могут иметь надли-не 50 мм от начала шкалы полумиллиметровые деления. Допускаемые отклонения действительной общей дцииы шкалы ли­неек от номинального значения находятся в пределах±(Ь, 10... 0,20) мм в зависимости от общей длины шкалы, а отдельных подразделений — не более ±(0,05...0,10) мм.

Поверку линеек, т. е. определение погрешности нанесения штри­хов, производят по образцовым измерительным линейкам, которые называют штриховыми мерами.Погрешность такого сравнения не превышает 0,01 мм.

Штангенинструментпредназначен для абсолютных измерений линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а так­же для воспроизведения размеров при разметке деталей.

К нему относятся штангенциркули, штангенглубино-меры и штангенрейсмасы. Основными частями штангенинстру-ментов являются штанга-линейка с делениями шкалы 1 мм и перемещающаяся по линейке шкала-нониус. По шкале-линейке от­считывают целое число миллиметров, а по нониусу — десятые и сотые доли миллиметра.

Для отсчета с помощью нониуса сначала определяют по ос­новной шкале целое число миллиметров перед нулевым делением нониуса. Затем добавляют к нему число долей по нониусу в соот­ветствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху ос­новной шкалы.

Основными характеристиками нониуса являются величина от­счета по нониусу (цена деления нониуса) а и модуль нониуса у, ко­торые определяются по следующим формулам:

а= i/n;

у =(l+i)/(ni),

где / — цена деления основной шкалы, мм; п — число делений нониуса; / — длина шкалы нониуса мм.

Наибольшее распространение получили нониусы с точностью отсчета 0,1; 0,05; 0,02 мм.

ГОСТ 166—80 предусматривает изготовление и использование трех типов штангенциркулей: ШЦ-I с ценой деления 0,1 мм, ШЦ-И с ценой деления 0,05 мм и ШЦ-Ш с ценой деления 0,05 и 0,1 мм. Кроме того, на заводах применяют ранее изготовленные штанген­циркули с ценой деления нониуса 0,02 мм, а также индикаторные штангенциркули с ценой деления индикатора 0,1; 0,05; 0,02 мм. По основной линейке с неподвижными губками перемещается рамка с подвижными измерительными губками. Для плавного перемещения рамки по штанге-линейке предусмотрено микрометрическое устрой­ство, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи. На подвижной рамке установлен стопорный винт.

Конструкция штангенцир­кулей: а — типа ШЦ-1; б — типа ШЦ-П; в — типа ШЦ-Ш; /— штанга-линейка; 2 — измерительные губки; 3— рамка; 4 — винт зажима рамки; 5 — нониус; 6 — линейка глубиномера; 7 — рамка микрометрической подачи

Типы нониусов

В штангу индикаторного штангенциркуля вмонтиро­вана зубчатая рейка 2, по которой перемещается зубчатое колесо 3 индикатора, закрепленного на рамке 7. Перемещение зубчатого колеса передается на стрелку индикатора, показывающую едини­цы, десятые и сотые доли миллиметра.

Конструкция индикаторного штангенциркуля: 1 — рамка; 2 — зубчатая рейка; 3 — зубчатое колесо

Штангенглубиномеры(ГОСТ 162—80) прин­ципиально не отличаются от штангенциркулей и применяются для измерения глубины отверстий и пазов. Рабочими поверхностями штангенглубиномеров являются торцовая поверхность штанги-линейки и база для измерений — нижняя поверхность основания. Для удобства отсчета результатов измерений, повышения точности и производительности контрольных операций в некоторых типах штан­генглубиномеров вместо нониусной шкалы предусматривается ус­тановка индикатора часового типа с ценой деления 0,05 и 0,01 мм.

Штангенрейсмасы (ГОСТ 164—80) являются основ­ными измерительными инструментами для разметки деталей и оп­ределения их высоты. Они могут иметь дополнительный присоеди­нительный узел для установки измерительных головок параллель­но или перпендикулярно плоскости основания. Конструкция и принцип действия штангенрейсмаса принципиально не отлича­ются от конструкции и принципа действия штангенциркуля. На заводах применяются штангенрейсмасы с индикаторным и циф­ровым отсчетом показаний. В первом случае вместо нониусной шка­лы на подвижной рамке устанавливается индикатор часового типа

Штангенглубиномер: Штангенрейсмас:

/ — штанга-линейка; 2 — рамка мик- / — штанга-линейка; 2 — рамка; 3 — осно-
рометрической подачи; 3 — нониус; вание; 4 — державка;

4 — основание 5 — нониус

Конструкция угломера с нониусом:

/ — полудиск; 2 — зажимной винт; 3 — винт зажима угольника; 4 — добавочный

угольник; 5 — подвижная линейка; 6 — неподвижная линейка; 7 и 8 — устройство

для микрометрической подачи; 9 — стопорный винт; 10 — нониус

с ценой деления 0,05 или 0,01 мм, а во втором — зубчатое колесо ротационного фотоэлектрического счетчика импульсов, которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой, нарезанной на штанге прибора. За один оборот зубчатого колеса счетчик дает 1000 им­пульсов, которые передаются цифровому показывающему или за­писывающему устройству. Погрешность измерения в этом случае может не превышать 10... 15 мкм.

Угломеры с нониусом(ГОСТ 5378—66) предназначены для из­мерения угловых размеров и разметки деталей с точностью до 2'. Для измерения углов от 0 до 90° (рис.а) на подвижную линей­ку 5 устанавливается добавочный угольник 4. Измерение углов от 90 до 180° производится без добавочного угольника 4 (рис.б). Поря­док отсчета на угловом нониусе угломера аналогичен отсчету на линейном нониусе штангенциркуля.

Микрометрические инструментыпредназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глу­бин отверстий и пазов и т. д. К ним относятся гладкие микрометры, микрометры со вставками, микрометрические глуби­номеры; микрометрические нутромеры.

Принцип действия этих инструментов основан на использова­нии винтовой пары (винт—гайка) для преобразования вращатель­ного движения микрометрического винта в поступательное. Ос­новными частями микрометрических инструментов являются: кор­пус, стебель, внутри которого с одной стороны имеется микро­метрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой — гладкое цилин­дрическое отверстие, обеспечивающее точное направление пере­мещения винта. На винт установлен барабан, соединенный с тре­щоткой, обеспечивающей постоянное усилие измерения (для микрометрических нутромеров трещотка не устанавливается). Стопор служит для закрепления винта в нужном положении.

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал: продольной и круговой. По продольной шкале отсчи­тывают целые миллиметры и 0,5 мм, по круговой шкале — десятые и сотые миллиметра.

Гладкий микрометр: а — кинематическая схема; б — принципиальная схема; / — корпус; 2 — неподвижная пятка; 3 — стебель; 4— микрометрический винт; 5 — барабан; б— гайка микрометриче­ской пары; 7 — устройство стабилизации усилия измерений (трещотка); 8— контргайка

Гладкие микрометры типа МК (ГОСТ 6507-78) выпускаются с различ­ными пределами измерения: от 0 до 300 мм с диапазоном показаний шкалы 25 мм, а также 300...400, 400... 500 и 500... 600 мм. Предельная погрешность микрометров зависит от верхних пределов измерения и может составлять от ±3 мкм для микрометров МК-25 до ± 50 мкм — для микрометров МК-500. Выпус­каются микрометры « цифровым отсчетом всего результата измере­ния. Отсчетное устройство в таких микрометрах действует по механи­ческому принципу.

Микрометрический глу­биномер:

/ — трещотка; 2 — барабан; 3 — сте­бель; 4 — траверса; 5 — подвижная пятка; 6 — гайка фиксации

Микрометрический нутромер предназначен для абсолютных измерений глубин отверстий, высот выступов и т. д. Он имеет стебель 3, закрепленный на траверсе 4, с помощью гайки фиксации 6. Одной измерительной поверхнос­тью является нижняя плоскость траверсы 4, другой — плоскость мик­рометрического винта, соединенного с подвижной пяткой 5. Мик­ровинт вращается трещоткой 1, соединенной с барабаном 2. В ком­плект микрометрического глубиномера входят установочные меры с плоскими измерительными торцами.

Микрометрический нутромер (ГОСТ 10—75) (рис. 2.15) предназначен для абсолютных измерений внутренних раз­меров. При измерении измерительные наконечники приводят в со­прикосновение со стенками проверяемого отверстия. Микрометри­ческие нутромеры не имеют трещоток, поэтому плотность сопри­косновения определяется на ощупь. Установка нутромера на нуль вы­полняется либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с боковиками, устанавливаемых в струбцину.

Микрометрический нутромер: / — неподвижный наконечник; 2 — удлинитель; 3 — микрометрическая головка

Микрометрические нутромеры типа НМ выпускают с предела­ми измерений 50...75, 75... 175, 75...600, 150... 1250, 800...2500, 1250...4000, 2500...6000 и 4000... 10000 мм. При необходимости уве­личения пределов измерений используются удлинители.

Контроль калибрами

Для выполнения операций технического контроля в условиях массового и крупносерийного производства широко используют контрольные инструменты в виде калибров. Калибры— это тела или устройства, предназначенные для проверки соответствия раз­меров изделий или их конфигурации установленным допускам. Они применяются чаще всего для определения годности деталей с точ­ностью 6... 17 квалитетов, а также в устройствах активного конт­роля, работающих по принципу «западающего калибра».

С помощью предельных калибров определяют не численное зна­чение контролируемого параметра, а выясняют, выходит ли этот параметр за предельные значения или находится между двумя допу­стимыми. При контроле деталь считается годной, если проходная сторона калибра (ПР) под действием усилия, примерно равного массе калибра, проходит, а непроходная сторона калибра (НЕ) не проходит по контролируемой поверхности детали. Если ПР не прохо­дит, деталь относят к бракованным с исправимым браком. Если НЕ проходит, деталь относят к бракованным с неисправимым браком.

Виды гладких калибров для цилиндрических отверстий и валов устанавливает ГОСТ 24851—81. В системе ИСО гладкие калибры стандартизованы ИСО-Р1938 —1971.

Стандарт предусматривает следующие гладкие калибры для ва­лов и относящиеся к ним контрольные калибры:

ПР — проходной калибр-скоба;

НЕ — непроходной калибр-скоба;

К-ПР — контрольный проходной калибр для нового гладкого калибр-скобы;

К-НЕ — контрольный непроходной калибр для нового гладко­го калибр-скобы;

К-И — контрольный калибр для контроля износа гладкого про­ходного калибр-скобы.

Для контроля отверстий предусмотрены:

ПР— проходной калибр-пробка;

НЕ— непроходной калибр-пробка.

Калибр-пробки для контроля отверстий.Применяют предельные калибр-пробки различных конструкций (ГОСТ 14807—69 — ГОСТ 14827—69). К ним относятся: пробки двусторонние с цилиндриче­скими вставками (рис. а) и со вставками с коническим хвостовиком (рис. б, в), пробки с цилиндрическими насадками (рис. г), пробки полные (рис. д, е), пробки неполные (рис. г), пробки односторонние листовые (рис. ж), шайбы неполные и шайбы полные (рис. з).

Предпочтение отдают односторонним предельным калибрам. Они сокращают время контроля изделий и расход материала.

-

Калибр-скобы

Калибр-скобы для контроля валов.Применяют предельные и ре­гулируемые калибр-скобы (ГОСТ 18358-73 — ГОСТ 18369-73). К предельным калибрам-скобам относятся: скобы листовые одно­сторонние (рис. а) и двусторонние; скобы штампованные односторонние (рис.б), двусторонние (рис.в) и одно­сторонние с ручкой (рис. г).

Регулируемые калибр-скобы позволяют компенси­ровать износ и могут настраиваться на разные размеры, относя­щиеся к определенным интервалам. Однако по сравнению с нере­гулируемыми скобами они имеют меньшую точность и надежность и обычно применяются для контроля размеров с допусками не точнее 8 квалитета точности.

По назначению предельные калибры подразделяют на рабочие, приемные и контрольные.

Рабочие калибры предназначены для контроля деталей в процесс их изготовления.

Ими пользуются операторы и наладчи­ки оборудования, также контро­леры ОТК завода-изготовителя.

Приемные калибры при­меняют для приемки деталей пред­ставителями заказчика.

Для установки регулируемых ка­либр-скоб и контроля нерегулиру­емых калибр-скоб, а также для изъятия из эксплуатации вслед­ствие износа применяют конт­рольные кал ибры (К-И), ко­торые имеют форму шайб

Конусные калибры.Контроль наружных конусов выполняется конусными калибр-втулками, а контроль внутренних конусов — конусными калибр-пробками. ГОСТ 24932—81 устанавливает виды и исполнения калибров для гладких конусов с раздельным норми­рованием каждого вида допуска с диаметрами в заданном сечении до 200 мм, конусностью от 1:3 до 1:50, допусками диаметров 6... 12 квалитетов, допусками углов конусов 4...9 степеней точности.

Примеры обозначения:

калибр-втулки 40 4-й и 5-й степени точности — «Втулка 40 АТ4, ГОСТ 20305-80»;

контрольной калибр-пробки 60 6-й и 7-й степени точности — «Пробка 60-К АТ6, ГОСТ 20305-80».

Индикаторы часового типа(ГОСТ 577—68), являющиеся ти­пичными представителями приборов с зубчатой передачей, име­ют стержень 1 с нарезанной зубчатой рейкой 3, зубчатые колеса 2, 4, 7 и 8, спиральную пружину 6, стрелку 5. Возвратно-поступа­тельное перемещение измерительного стержня 1 преобразуется в круговое движение стрелки 5.

Один оборот стрелки соответствует перемещению измеритель­ного стержня на 1 мм. Целые миллиметры отсчитываются по шка­ле с помощью малой стрелки. Шкала прибора имеет 100 делений с ценой деления 0,01 мм. Индикаторы часового типа выпускают двух классов точности — 0 и 1 — двух типов: типа ИЧ с перемеще­нием измерительного стержня параллельно шкале и типа ИТ с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале. Выпускаются также индикаторы часового типа с цифровым (элек­тронным) отсчетом.

Л 8