Мета роботи

Вивчити найбільш розповсюджені засоби вимірювання лінійних та кутових розмірів деталей. Здобути практичні навички у використанні штангенциркулів, мікрометрів, універсальних та оптичних кутомірів.

4.2 Теоретичні відомості

4.2.1 Вимірювання лінійних розмірів

Найбільш поширеними засобами для вимірювання лінійних розмірів являються штангенінструменти та мікрометри.

До штангенінструментів загального призначення відносяться штангенциркулі, штангенглибиноміри, штангенвисотоміри.

Відліковим пристроєм штангенінструментів є ноніус, за допомогою якого можна відраховувати дробові частки інтервалу розподілів основної шкали.

Величина відліку по ноніусу штангенінструментів встановлюється 0,1 або 0,05 мм. Похибка показань штангенінструментів не повинна перевищувати модуля величини відліку по ноніусу.

При нульовому положенні нульовий штрих ноніуса збігається з нульовим штрихом основної шкали.

При вимірюванні шкала ноніуса зміщується відносно основної шкали на величину, яка дорівнює вимірюваному розміру. Ціле число поділок основної шкали визначається по положенню нульового штриха ноніуса. Так, як інтервал розподілів шкали ноніуса відмінний від інтервалу розподілів основної шкали, кожна наступна поділка ноніуса розташована до якоїсь поділки основної шкали ближче попередньої. Збіг якого-небудь штриха ноніуса з будь-яким штрихом основної шкали показує число дробових розподілів по шкалі ноніуса. На рисунку 4.1 показаний приклад відліку розміру b = 117,15 мм.

За допомогою штангенінструментів можна вимірювати охоплювані, охоплюючі і східчасті розміри. При вимірі розмірів зовнішніх поверхонь, деталь затискається між поверхнями губок 2. Стопорні гвинти 3 і 5 повинні бути відпущені, після цього затискається гвинт хомутика 5 і за допомогою гвинта 7 мікрометричної подачі уточнюється положення рухомої губки. Деталь повинна бути затиснута щільно, без перекосів. Гвинтом 3 фіксується положення рамки ноніуса і знімається розмір.

Рисунок 4.1 – Штангенциркуль

Мікрометри поєднуються загальною схемою вимірювального пристрою, заснованого на застосуванні мікрометричної пари.

Відліковий пристрій мікрометричних інструментів складається з двох шкал і двох покажчиків (рисунок 4.2,а) [28].

Основна шкала (повздовжня) нанесена на гільзу 4. По одну сторону повздовжнього штриха з інтервалом у 1 мм нанесена одна група поділок, по іншу – з тим же інтервалом друга група поділок, яка зміщена по відношенню до першої на 0,5 мм

Рисунок 4.2 – Мікрометр

Друга шкала (кругова) з числом поділок n = 50 нанесена на скошений край барабана 5. Покажчиком кругової шкали служить повздовжній штрих, нанесений на гільзу 4. При кроці мікрогвинта Р = 0,5 мм одному його оберту відповідає переміщення вимірювального наконечника на 0,5 мм, а ціна однієї поділки кругової шкали складає 0,01 мм.

Приклади відліків розмірів приведені на рисунку 4.2, б.

Перед початком вимірювання мікрометри піддаються перевірці нульового показання. Перевірка нульового показання виконується на нижній межі його показань. Для цього мікрометричний гвинт 2 обертається за допомогою тріщітки 7 і приводиться в контакт з вимірюваною поверхнею 1, або для мікрометрів з межею вимірювань понад 25 мм з кінцевою мірою, прикладеною до мікрометра, яка дорівнює по величині його нижній межі вимірювання. У випадку неспівпадання нульового штриха кругової шкали з повздовжнім штрихом, нанесеним на гільзу мікрометра, проводиться його регулювання. Для цього мікрометричний гвинт фіксується стопорним гвинтом 3. Поворотом гайки 6 барабан 5 звільнюється і повертається так, щоб нульова поділка кругової шкали встановилася проти поздовжнього покажчика на гільзі 4. У цьому положенні барабан затискається гайкою 6 і стопорний гвинт 3 звільняється. Після такого регулювання необхідно знову перевірити правильність установки нульового положення мікрометра, а при необхідності – повторити регулювання.

При вимірюванні деталь, що перевіряється, затискається між вимірювальними поверхнями мікрометра тільки за допомогою тріщітки. Це забезпечує постійність затискного зусилля при вимірюванні, яке дорівнює зусиллю, при якому проводилось регулювання мікрометра.

4.2.2 Вимірювання кутових розмірів

Найпоширенішою одиницею вимірювання кутових розмірів є градусна міра, одиницею якої є:

градус (°);

хвилина ('), що становить одну шістдесяту частину градуса;

секунда ("), що становить одну шістдесяту частину хвилини.

Поряд з використанням градусної міри застосовується радіанна міра, одиницями якої радіан (рад) і мікрорадіан (мкрад) (1 мкрад = 0,000001 рад). Зв'язок між градусною і радіанною мірами виражається залежностями:

1° = 0,017453 рад.; 1' = 0,00029088 рад; 1"= 0,00000485 рад.

Для виміру кутів нормальної точності у виробничих умовах найчастіше використовують кутомір універсальний і кутомір оптичний.

Кутомір універсальний (рис. 4.3) складається з основи 1, на якій нанесена основна шкала з ціною поділки 1° і сектора 2 із закріпленим на ньому ноніусом 3 з ціною поділки 2'. Сектор може переміщатися по основі. За допомогою державки 4 на секторі 2 можна закріплювати косинець 5, на якому, у свою чергу, закріплюється з'ємна лінійка 6. Лінійка 7 основи жорстко з'єднана з основою 1. Основна шкала кутоміра нанесена на дузі 130°.

Шляхом різних комбінацій в установці вимірювальних деталей кутоміра досягається можливість виміру кутів у діапазоні 0 – 320°.

Рисунок 4.3 – Загальний вид універсального кутоміра

На рисунку 4.4 наведені схеми складання кутоміра при вимірюванні різних значень кутів

Рисунок 4.4 – Схеми до складення кутоміра при контролі кутів:

а) 0 – 50°; б) 50 – 140°; в) 140 – 230°; г) 230 – 320°

На рисунку 4.4, а показаний кутомір, підготовлений для вимірювання зовнішніх кутів у межах 0 – 50°. Вимірювальними поверхнями кутоміра в цьому випадку є ребро лінійки 6 і лінійки 7. При складенні кутоміра за цією схемою необхідно перевірити відсутність зазору між лінійками 6 і 7 при сполучених нулях основи і ноніуса.

На рисунку 4.4, б показаний кутомір, зібраний для контролю зовнішніх кутів у межах 50 – 140°. Вимірювальними поверхнями кутоміра є ребро лінійки 6 і лінійки 7.

На рисунку 4.4, в показаний кутомір, підготовлений для виміру зовнішніх кутів у межах 140 – 180° і внутрішніх кутів у межах 180 – 230°. Вимірювальними поверхнями кутоміра є ребро косинця 5 і лінійки 7.

На рисунку 4.4, г показаний кутомір при знятих косинці, лінійці і державці. У такому виді кутомір підготовлений для виміру внутрішніх кутів межах 230 – 320°. Вимірювальними поверхнями кутоміра в цьому випадку будуть ребро лінійки 7 і сектора 2. Правила відліку кутів по кутоміру аналогічні правилам відліку для лінійних ноніусів.

Кутомір оптичний (рисунок 4.5), з ціною поділки шкали 10' призначений для виміру кутів у межах 0 – 180°.

Рисунок 4.5 – Кутомір оптичний з підставкою

Кутомір складається з корпусу 1 з відліковим пристроєм, здвоєної 2 і змінної 3 лінійок, які призначені для фіксації вимірюваного кута, затискного кільця 4, що фіксує відносне положення лінійок 2 і 3, затискного важеля 5, що фіксує положення лінійки 3 щодо корпуса 1, підставки 6, яка використовується при вимірі кутів, однієї зі сторін якого є утворююча циліндричної поверхні, вкладки 7, притиску 8 і гайки 9, які використовуються для закріплення здвоєної лінійки щодо підстави, окуляра 10, через який зчитуються показання кутоміра.

Для виміру кута оптичним кутоміром необхідно виконати наступне.

1). Повернути затискної важіль 5 проти годинникової стрілки в крайнє нижнє положення.

2). Вставити змінну лінійку 3 в виріз корпуса 1 сполучивши при цьому паз у лінійці зі шпонкою в корпусі. Поворотом за годинниковою стрілкою важеля 5 закріпити лінійку в зручному для вимірювання положенні.

3). Поворотом затискного кільця 4 проти годинникової стрілки звільнити кутовий затиск лінійок.

4). Робочі площини лінійок довести до щільного контакту з площинами чи ребрами, що утворюють вимірюваний кут.

5). Поворотом затискного кільця 4 за годинниковою стрілкою зафіксувати вимірюваний кут. Кутомір при цьому варто тримати лівою рукою за здвоєну лінійку 2.

6). Направивши кутомір на джерело світла, рахувати через окуляр 10 показання кутоміра.

При вимірюванні кутів менших 90° шкала кутоміра показує величину вимірюваного кута. У тих же випадках, коли вимірювані кути більші 90°, шкала показує величину додаткового кута α₁ Величина вимірюваного кута α у цьому випадку визначається за формулою α = 180 – α₁.

4.3 Хід виконання роботи

1. Зробити креслення виданої викладачем деталі (валу) для вимірювання лінійних розмірів.

2. Зробити по три вимірювання штангенциркулем кожного діаметру валу і по три вимірювання вздовж осі однієї довжини за допомогою штангенциркуля і двох інших за допомогою штангенглибиноміра. Дані вимірювань занести до таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Дані вимірювань лінійних розмірів за допомогою штангенінструментів

Позначення розмірів по кресленню	Межа вимірю-вання	Точність вимірю-вання	Дійсні значення розмірів, мм.

3. Зробити по три вимірювання кожного діаметру деталі за допомогою мікрометра. Дані вимірювань занести до таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Дані вимірювань лінійних розмірів за допомогою мікрометра

Позначення розмірів по кресленню	Межа вимірю-вання	Точність вимірю-вання	Дійсні значення розмірів, мм.

4. Зробити креслення виданої викладачем деталі для вимірювання кутових розмірів.

5. Зробити по три вимірювання кутових розмірів деталі за допомогою універсального кутоміра. Дані вимірювань занести до таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 - Дані вимірювань кутових розмірів

Значення кутових розмірів по кресл. α₁,...,α_n	Межа вимірювання	Точність вимірювання	Дійсні значення кутів, виміряних універсальним кутоміром α₁,…,α_n

6. Зробити по три вимірювання кутових розмірів деталі за допомогою оптичного кутоміра. Дані вимірювань занести до таблиці 4.4

Таблиця 4.4 - Дані вимірювань кутових розмірів

Значення кутових розмірів по кресл. α₁,...,α_n	Межа вимірювання	Точність вимірювання	Дійсні значення кутів, виміряних оптичним кутоміром α₁,…,α_n

4.4. Контрольні запитання

1. Які ви знаєте найбільш поширені технічні засоби вимірювання лінійних розмірів?

2. Назвіть основні частини, з яких складається штангенциркуль.

3. Який принцип побудови мікрометра? Назвіть його основні частини.

4. В яких одиницях вимірюються кутові розміри?

5. Назвіть основні частини, з яких складається універсальний кутомір?

6. Назвіть основні частини, з яких складається оптичний кутомір.

7. Які величини кутів можна вимірювати за допомогою оптичного кутоміра?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

ОСНОВИ МЕХАНІКИ ВЕРСТАТІВ