Оценка формы поверхностей деталей Микрометрическими инструментами

Цель работы: приобрести практический навык определения годности поверхностей деталей с помощью микрометрических инструментов.

Студент должен знать:	Студент должен уметь:
1. Принцип действия микрометрических приборов. 2. Конструкцию, методику и пра­вила измерения микрометриче­скими приборами. 3. Назначение и устройство микрометрических приборов. 4. Разновидности микрометриче­ских приборов.	1. Выбирать измерительный инст­румент для заданных объектов из­мерения и давать его метрологи­ческую характеристику. 2. Измерить деталь по заданным размерам. Результаты измерений сравнить с техническими условиями. 3. Обрабатывать результаты изме­рения. 4. Определять годность поверхности

Оборудование рабочего места

1. Микрометры разных типов и назначений.
2. Микрометрический глубиномер.
3. Микрометрический нутромер.
4. Детали для измерения.
5. Справочные материалы.

Теоретическая часть

Микрометрические приборы, к которым относятся микрометры разных типов и назначений, микрометрические глубиномеры микрометрические нутромеры, более точные, чем штангенинструменты. Принцип действия микрометрических приборов основан на преобразовании вращательного движения точного микрометрического винта 3 (рис.23), установленного во внутреннюю резьбу стебля 5, запрессованного в скобу 1 микрометра, в поступательное движение микровинта, равном 0,5 мм, поворот его 360⁰ вызывает перемещение вдоль оси на 0,5 мм.

Рисунок 23 – Микрометр гладкий с диапазоном измерения от 0 до 25 мм: 1 – скоба, 2 - пятка, 3 - винт микрометрический, 4 - стопор, 5 - стебель, 6 - барабан, 7 – корпус трещетки, 8 -трещетка.

На скосе барабана нанесено 50 делений. Поворот барабана на одно деление относительно отсчётной линии на стебле соответствует их перемещению в осевом направлении на 0,01 мм, равному цене деления прибора.

Основанием прибора является скоба 1, а передаточным устройством служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта 3 и микрометрической гайки, расположенной в стебле 5. В скобу 1 запрессованы пятка 2 и стебель 5. Измеряемая деталь охватывается измерительными поверхностями микровинта 3 и пятки 2. Барабан 6 присоединён к микровинту трещотки 8. Для приближения микровинта 3 к пятки 2 его вращают за барабан или за трещотку правой рукой по часовой стрелки (от себя), а для удаления микровинта от пятке его вращают против часовой стрелки (на себя). Закрепляют микровинт в требуемом положении стопором 4. При полном соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка проворачивается с лёгким треском, при этом стабилизируется измерительное усилие микрометра.

Результат измерения размера микрометром определяется как сумма отсчётов по шкале стебля 5 и барабана 6. Следует помнить, что цена деления шкалы стебля 0,5 мм, шкалы барабана – 0,01 мм.

Подготовка к измерению. Цилиндрическую поверхность элемента вала, который задано измерить, тщательно протирают тканью для удаления загрязнений.

Проверяется свобода стопора 4, плавность работы трещотки 8 и легкость вращения микровинта, микрогайки и стебля.

Проверяется установка микрометра на нуль. Для этого микрометр берут за скобу левой рукой около пятки (рис. 24) и, вращая микровинт за трещотку от себя, плавно подводят его к торцу пятки до соприкосновения торцов, пока трещотка не провернётся 3-4 раза. В этом положении нулевой штрих барабана должен совпадать с продольным штрихом шкалы стебля, а срез барабана должен находиться над нулевым штрихом шкалы стебля (рис. 25). Если такого совпадения нет, микрометр установлен на нуль неточно, и измерять им нельзя.

Рисунок 24 – Контроль установки гладкого микрометра на «0»

Рисунок 25 – Изображение шкал микрометра

в положении правильной установки на «0»

Установка микрометра на нуль. В положении плотного соприкосновения измерительных поверхностей микровинта и пятки закрепить стопором микровинта, вращая стопор по часовой стрелки до прочного зажатия (рис. 26).

Рисунок 26 – Закрепление винтового стопора гладкого микрометра

Отъединить барабан от микровинта, для чего охватить левой рукой барабан, а правой рукой корпус трещотки и вращать его против часовой стрелки (на себя) до появления осевого люфта барабана на микровинте (рис. 27). Совместить нулевой штрих шкалы барабана с продольным штрихом шкалы стебля, для чего скобу микровинта охватить левой рукой как показано на рис. 28, пальцами левой руки удерживать барабан в положении совпадения нулевых штрихов, а правой рукой вращать корпус трещотки по часовой стрелки до полного закрепления барабана на микровинте.

Рисунок 27 – Освобождение барабана микрометра

Рисунок 28 – Закрепление барабана микрометра корпусом трещотки

Освободить стопор, вращать его против часовой стрелки.

Проверить правильность выполненной установки микрометра на нуль. Для этого отвести микровинт от пятки, вращая его за трещотку против часовой стрелки на 3-4 оборота и плавным движением подвести микровинт к пятки, как было указано выше.

Если установка микрометра на нуль с первого раза не удалась, то её следует повторить заново до тех пор, пока не будет достигнута требуемая точность совпадения нулевых шкал.

Выполнение измерения. Отвести микровинт в исходное положение, для чего микровинт взять левой рукой за скобу около пятки, как показано на рис. 24, а правой рукой вращать микровинт за трещотку против часовой стрелки (на себя) до появления из под барабана на шкале стебля штриха, показывающего размер на 0,5 мм больше, чем величина номинального размера, заданного на чертеже измеряемой детали.

Охватить измеряемыми поверхностями микровинта и пятками цилиндрическую поверхность измеряемого вала в диаметральном сечении, для чего:

- положить измерительную деталь на стол перед собой, осью вала на себя,

- взять левой рукой микрометр за скобу около пятки, а правой рукой взять за трещотку (рис. 29) и наложить микрометр на деталь так, чтобы измеряемая поверхность вала оказалась на оси измерения (осью измерения считается общая ось микровинта и пятки микрометра),

- вращать пальцами правой руки от себя трещотку микрометра и подвести микровинт к поверхности вала до зажима её между торцами микровинта и пятки настолько плотно, чтобы трещотка провернулась 2 - 3 раза.

Снять показатель микрометра:

- полная величина показания П_м состоит из П_ст – отсчёта по шкале стебля и П_б отсчёта по шкале барабана.

- П_ст составляется из числа целых миллиметров от начала шкалы стебля и половины миллиметра ближайшей к срезу барабана.

- П_б считают по числу делений шкалы барабана от начала шкалы до штриха, совпадающего с продольным штрихом стебля.

(на рис. 28, П_ст – 12,0 мм, П_б - 0,45 мм, так как число делений 45, а цена деления 0,01 мм).

Таким образом, полное показание микрометра на рис. 30 равно:

мм (11)

Целесообразно эти действия повторить ещё 2-3 раза. Затем подсчитать среднее арифметическое и принять его за действительный размер.

Рисунок 29 – Измерение диаметра вала гладким

микрометром с использование трещотки

Рисунок 30 – Отсчёт размера 12,45 мм по шкалам микрометра

Микрометрический нутромер. предназначен для измерения внутренних размеров и состоит из микрометрической головки, удлинителей и наконечника. Для измерения диаметра отверстия микрометрический нутромер вводят в контролируемое отверстие прижимая его левую измерительную поверхность левой рукой, а правой рукой, вращая барабан, вывинчивают микровинт до соприкосновения его с противолежащей поверхностью отверстия. Нутромер при этом необходимо слегка покачивать до ощущения лёгкого трения поверхностей нутромера и изделия. Находят наибольшее показание нутромера в одном положении. Так как нутромер не имеет центрирующего мостика, то следует найти наименьший размер отверстия в плоскости осевого сечения контролируемого отверстия в другом положении. Только после этого определяют размер шкалам микрометрической головки нутромера.

Микрометрический нутромер (рис. 31) состоит из микрометрической головки и набора удлинителей. Отсчётное устройство микрометрической головки такое же, как у микрометра. Конец микрометрического винта 4 и конец стержня защитного удлинителя 7, ввёртываемого в корпус 2 прибора измерительные поверхности нутромера. В нутромере нет устройства, ограничивающего измерительное усилие. В измеряемом отверстии его устанавливают на ощупь, поэтому погрешность при измерении нутромером значительно больше, чем при измерении микрометром, хотя точность отсчёта у них одинакова – 0,01 мм.

Рисунок 31 – Микрометрический нутромер:

а – микрометрическая головка, б - удлинитель

1 – наконечник, 2 – корпус микрометрической головки, 3 – стопор, 4 – винт микрометрический, 5 – контргайка, 6 – барабан, 7 – стержень, 8 – пружина,

9 – корпус удлинителя

Нутромер проверяют по установочной мере, изготовленной в виде скобы, определяя расстояние между её внутренними измерительными плоскостями. Если показание нутромера не равно 75 мм, то его устанавливают на нуль. Для этого, не вынимая нутромера из установочной меры, стопорным винтом 3 закрепляют микрометрический винт. Затем, придерживая барабан 6, отвёртывают колпачок 5, отъединяя тем самым барабан от микровинта. Установив барабан в нужное положение, его соединяют с микровинтом колпачком 5 и вторично проверяют, правильно ли настроен нутромер, используя установочную меру.

Удлинитель состоит из стержня 7, длина которого указана на трубке 9, предназначенной для присоединения стержня к нутромеру и предохранения его от повреждений. При завёртывании удлинителя пружина 8 плотно прижимает стержень к измерительной поверхности нутромера.

Удлинители подбирают в последовательности, указанной в табличках, прилагаемых к нутромеру.

Микрометрические нутромеры выпускают с пределами измерения 75…175, 75…600, 150…1260 и 600…2500 мм.

Микрометрический глубиномер. состоит из основания 5 (рис. 32), микрометрической головки 2 и измерительного стебля 4, запрессованного в основание. Нижняя плоскость основания и конец измерительного стержня – измерительные поверхности прибора. Для увеличения диапазона измерений глубиномер снабжен сменными измерительными стержнями 6.

Рисунок 32 – Микрометрический глубиномер:

1 - стопорный винт , 2 – головка микрометрическая, 3 – трещотка, 4 – стебель, 5 – основание, 6 – стержни удлинительные, 7 – меры установочные.

На нуль глубиномер с измерительным стержнем 0…25 мм устанавливают на поверочной плите. Для этого основание прижимают к плите, а затем, вращая микрометрический винт за трещотку 3, доводят вторую измерительную поверхность до соприкосновения с плитой. Закрепив измерительный стержень стопорным винтом 1, прибор устанавливают на нуль. При использовании остальных измерительных стержней глубиномер устанавливают на нуль по установочным мерам 7.

Сила, с которой при измерении основание необходимо прижать к детали, должна превышать измерительное усилие.

Разновидности микрометрических приборов. Микрометры с ценой деления 0,01 мм изготовляются следующих типов:

1. МК – гладкие для измерения наружных размеров деталей с диапазоном измерений: 0 - 25, 25 - 50, 50 - 75, 75 - 100, 100 - 125, 125 - 150, 150 - 175, 170 - 200, 200 - 225, 225 - 250, 250 - 275, 275 - 300, 300 - 400, 400 - 500, 500 - 600.

2. МЛ – листовые с циферблатом для измерения толщины листов и лент. Диапазон измерений: 0 - 5, 0 - 100, 0 - 25.

3. МТ – трубные для измерения толщины стенок труб с диаметром измерений 0 - 25.

4. МЗ – зубомерные для контроля длины общей нормали зубчатых колес с модулем от 1 мм. Диапазон измерений: 0 - 25, 25 - 50, 50 - 75, 75 - 100.

5. МП – для проволоки с диаметром измерений: 0 - 10 мм.

6. МГ – микрометрические головки с диапазоном измерений 0-25 мм

Микрометрические глубиномеры с диапазоном измерений: 0 - 100, 0 - 150, цена делений отсчётного устройства 0,01 мм.

Микрометрические нутромеры, предназначенные для измерения внутренних размеров 50 - 6000 мм. Диапазон измерений: 50 - 75, 75 - 175, 175 - 600, 150 - 1250, 600 - 2500, 1250 - 4000, 2500 - 6000 мм.

Нутромеры с верхним пределом измерения свыше 2500 мм поставляются с микрометрической головкой, оснащенный индикатором часового типа 0-го класса и ценой деления 0,01 мм.

Обработка результатов измерения. По результатам измерения диаметров вала подсчитывается величина отклонения формы поверхности вала в следующем порядке:

1. Овальность подсчитывается для каждого диаметрального сечения как величина полуразности действительных диаметров.

2. Конусообразность подсчитывается как полуразность диаметров, измеренных в сечениях, расположенных у противоположных торцов контролируемой поверхности вала.

3. Бочкообразность или седлообразность подсчитывают как полуразность диаметров, измеренных в сечениях расположенных одно у торца, а другое в середине вала.

Если диаметры в средних сечениях оказывается больше, чем у торцов, то отклонение формы называют бочкообразностью, а если у торцов диаметры больше, чем в середине, то называют – седлообразностью. Во всех случаях вычитается из большего диаметра меньший.

Определение годности поверхности. Поверхность признаётся годной, если действительные размеры диаметров, измеренные во всех положениях, назначенных схемой измерения, не выходят за пределы наибольшего и наименьшего пределах размеров в соответствии с чертежом детали, если величина отклонения формы, подсчитанные при обработки результатов измерения, не превышают величины допуска формы, указанного на чертеже. Если специальное указание допуска на чертеже отсутствует, то за его величину берут допуск размера измеряемой поверхности.

Практическая часть

1. Изучить устройство, принцип работы, регулировку и настройку микрометрических инструментов (микрометра гладкого, микрометрических глубиномера и нутромера).

2. Изучить метрологические характеристики инструментов и записать их в табл. 10.

Таблица 10 – Метрологические характеристики микрометрических инструментов.

Наимено-вание инструмента	Пределы измерения, мм	Конструкция измерительного наконечника (постоянный, сменный)	Цена деления шкала на стебле, мм	Цена деления шкала на барабане	Предельная погрешность инструментов

3. Установить годность поверхностей контролируемых деталей в отношении их отклонения от правильной геометрической формы с помощью микрометра гладкого и микрометрического нутромера.