Штанговый измерительный инструмент

Цель работы: изучить устройство, назначение, приобрести навыки работы и выполнить измерения линейных размеров с помощью штангового измерительного инструмента.

2.1. Общие сведения о штанговом измерительном инструменте

Штанговый измерительный инструмент относится к универсаль­ному инструменту и предназначен для наружных и внутренних изме­рений линейных размеров контактным абсолютным методом.

К штангенинструментам (рис. 2.1, 2.2, 2.3) относятся штан­генциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмусы, штангензубометры. Все воды штангенинструмента имеют штангу, на которой на­несена основная шкала (миллиметровые деления) и отсчетное уст­ройство с нониусом (дополнительная шкала) для отсчета целых и дробных величин.

Нониус с величиной отсчета 0,1 мм имеет длину 19 мм, разде­ленную на 10 равных частей, а нониус с величиной отсчета 0,05 мм имеет длину 39 мм иразделен на 20 частей.

Метод измерения штангенинструментом контактный, абсолютный.

Основными частями штангенциркуля являются: штанга с нане­сенными на ней миллиметровыми или полумидлитровыш делениями с одной или двумя измерительными неподвижными губками; подвижная рамка с одной или двумя губками; линейка с нониусом; стопорное устройство. Штангенциркули с величиной отсчета по нониусу 0,02 и 0,05 мм имеют механизм микрометрической подачи рамки.

Штангенциркули выпускаются по ГОСТ 166-89 следующих типов:

Устройство штангенциркуля

Рис.2.1

1-штанга с основной шкалой; 2-микрометрический винт; 3-рамка; 4-нониус; 5-зажимной винт; 6-губки рамки; 7-губки штанги.

Устройство штангенглубиномера

Рис.2.2

1-штанга; 2-измерительная плоскость; 3-рамка; 4-зажим рамки; 5-нониус; 6-микрометрическая подача рамки.

Устройство штангенрейсмуса

Рис.2.3

1-основание штангенрейсмуса; 2-штанга; 3-рамка; 4-зажим рамки; 5-микрометрический винт; б-нониус; 7-измерительная губка.

ШЦ-I - с двухсторонним расположением губок для наружных и внут­ренних измерений с линейкой для измерения глубины и пределами измерения 0.. 125 мм;.

ШЦ-II - с двухсторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений и разметки, с пределами bpмерений О. ..160 мм;

ШЦ -III- с односторонними губками и дополнительным устройством для разметки, с пределами измерений; 0...400; 250...630; 320...1000; 2000...4000 мм.

ШШД- центрометр для измерения межцентровых расстояний, от­верстий, имеющих ось симметрии, с пределами измерений 0...150 мм;

ШЦО-III- с односторонним расположением губок, для измерения от­верстий при расточке деталей без вывода борштанги из контролируемого отверстия;

ШЦР - разметочный, для разметки плоскостей на разных высотах

и от базовых отверстий.

Штангенглубиномеры предназначены для измерения расстояний между двумя плоскостями (глубина отверстий, пазов) до 500 мм и состоят из двух основных частей - штанги и основания. Измери­тельными поверхностями являются торец штанги и основание.

Штангенрейсмусы предназначены для разметочных работ и опре­деления высоты деталей, установленных на поверочной плите. Ос­новными частями являются основание, штанга и подвижная рамка с нониусом и кронштейн для установки сменных ножек.

Отсчетные устройства штангенинструмента (рис.2.4) включают в себя основную шкалу на штанге с интервалом деления 1 мм или 0,05 мм и шкалу нониуса, с величиной отсчета 0,1 мм или 0,05 мм. При нулевом показании инструмента нули обеих шкал совпада­ют. Интервал деления шкалы нониуса меньше, чем интервал деления основной шкалы. Параметры нониуса и основной шкалы связаны за-висимостями. Величина отсчета по нониусу (точность показаний инструмента):

где интервал деления основной шкалы ( мм);

- число делений шкалы нониуса.

Отсчетные устройства штангенинструмента

Рис. 2.4

Интервал деления шкалы нониуса:

где - модуль нониуса (количество делений основной шкалы, соответствующее одному делению шкалы нониуса).

Длина шкалы нониуса:

Например, при мм, мм и ;

число делений шкалы нониуса ;

интервал деления шкалы нониуса ;

длина шкалы нониуса мм.

Отсчет по штангенинструменту (измеряемый размер) в мм:

;

где - отсчитанное целое число делений соответственно по основной шкале и шкале нониуса;

- интервал деления соответственно основной шкалы и шкалы нониуса, мм.

Выбор мерительного инструмента производится исходя из до­пускаемых погрешностей измерения. Погрешности измерения, в свою очередь, зависят от допуска на изготовление. Согласно ГОСТ 8051-83 "Государственная система обеспечения единства измере­ний. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров от 1 до 500 мм", пределы допускаемых погрешностей измерения составляют 20...35 % от допуска на изготовление.

Значения допускаемых погрешностей измерения в мкм помещены в табл. 2.1, а погрешностей измерения некоторыми инструментами - в табл.2.2.

Таблица 2.1

Допускаемые погрешности измерения.

Номинальн-ые размеры, мм	Значения погрешностей в зависимости от квалитета (ОТ СЭВ 145-75) измеряемого изделия.
до 3		1.4		1.8
от 3 до 6		1.6		2.0
от 6 до 10		2.0		2.0
от 10 до 18	8	2.8		3.0
от 18 до 30				4.0
от 30 до 50				5.0
от 50 до 80				5.0
от 80 до120				6.0
от 120до180				7.0

При выборе цены деления шкалы измерительного прибора руко­водствуются тем, чтобы отсчет был с точностью, соответствующей, порядку предельных отклонении, указанных на чертеже.

2.2. Методика выполнения

Изучить принцип действия и правила пользования штангенинструментом.

Изучить устройство отсчетных устройств мерительного инструмента.

Таблица 2.2 Характеристики погрешностей измерения некоторых инструментов и приборов	Погрешность измерения, мкм для интервалов, мм.	80…120				2.5	9.5	* - В числителе для наружных поверхностей в знаменателе – для внутренних.
50…80		9.5		1.6	9.5
30…50		7.5
18…30		6.5		0.9
6…18			4.5 8.5	0.9
3…6		5.5	9.5	0.7
Разряд (класс мер)			5(3) (3) (3)	5(2)	(3)
Пределы показаний, мм		диапазон показаний 25	0…2 0…5 0…10 0…1 0…2	+0.1 -0.1
Цена деления	0.1 0.05	0.01	0.01     0.001 0.002	0.001	0.01
Наименование прибора	Штангенциркули*	Микрометры (настройка на “C” по установочной мере).	Индикаторы часового типа И4 многооборотные типа 1 ИГМ типа2 ИГМ	Вертикальные оптиметры	Нутромеры индикаторные

и его основные метрологические характеристики. Характе­ристики записать в табл. 2.3; дачные о погрешностях намерений ваять из табл.2.2.

Таблица 2.3

Характеристика инструмента

Мерительный инструмент, тип	Заводской номер, ГОСТ	Пределы измерения	Цена деления	Погрешность измерения

Вычертить эскиз детали, указать сечения, в которых измеря­ется наружный диаметр. Два сечения располагаются на торцах и одно - на середине детали. Сечения пронумеровать и обозначить в них диаметры.

Измерить диаметры деталей в сечениях; в каждом сечении из­мерения производить в двух взаимно перпендикулярных направлени­ях.

Вычислить среднее значение диаметра в каждом сечении.

По результатам замеров и вычислений диаметров определяют отклонения от геометрической формы (ГОСТ 24642-31).

Овальность в каждом сечении :

Конусообразность по длине:

где и -максимальный и минимальный диаметр в сечени­ях 1 и 3.

Бочкообразность:

Седлообразность:

Отклонения , , - являются частными ви­дами отклонений формы цилиндрической поверхности, на чертежах обычно указываются в технических требованиях.

Выполнить измерения внутренних диаметров деталей и глубин отверстий и проставить размеры на эскизе.

2.3. Результаты измерении и вычислений по п.2.2.4…2.2.6 свести в табл.2.4.

Таблица 2.4

Полученные результаты

Результаты измерений в сечениях

Резулътат расчета

2.4. Контрольные вопросы

- Назначение и виды штангенинструмента.

- Принцип построения отсчетного устройства штангекчнструмента.

- Основные метрологические характеристики штангенинструмента.

- Методика измерения внутренних и наружных размеров, отсчет из­меренного размера на штангенциркулях.

- Основы выбора мерительного инструмента.

- Правила нормирования допустимой погрешности измерений.

- Дифференциальные погрешности отклонений формы цилиндрических поверхностей и методы их определения.

Литература

1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измере­ния: Учебник для втузов/ А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федо­тов. -6-е изд.М.: машиностроение, 1937.-352 с.

2. Саранча Г.А. Взаимозаменяемость, стандартизация и техни­ческие измерения: Учебник.- М.: Издательство стандартов 1982.- 264 с.

3. Анухин В. И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - 219 с.

Лабораторная работа №3