Основы технических измерений

Категория:
Измерения


Основы технических измерений

Технический контроль осуществляется на всех промышленных предприятиях с целью обеспечения установленного техническими условиями и чертежами качества выпускаемых изделий, а также предотвращения или ликвидации брака в ходе технологического процесса.

К объектам измерения в машиностроении относятся следующие наиболее важные параметры изготовляемых деталей: линейные размеры — диаметры и длины; овальность, непараллельность, непрямолинейность и т. д.; чисуота поверхности и др.

В соответствии с этим существуют различные средства и методы измерения.

Точность показаний измерительных средств в значительной степени зависит от температуры. Нормальной температурой измерения является температура 20° С.

Измерение длин. Для измерения длин используют одномерные (концевые) или универсальные инструменты.

Одномерные (концевые) инструменты применяют обычно при массовом и серийном производстве.

Для установления и контроля измерительных приборов в машиностроении применяются специальные мерные плитки.

Плитки выполняются в форме прямоугольных параллелепипедов; рабочим размербм (указан на плитке) является расстояние между двумя определенными противоположными плоскостями. Рабочие плоскости плиток после шлифования подвергаются тщательной притирке и становятся весьма точными.

Рабочие размеры плиток установлены по ОСТ от 0,3 до 1000 мм. Изготовляются плитки пяти классов точности: 0,1.2, 3 и 4. Наибольшее допустимое отклонение срединной длины плиток точности класса О составляет ± (0,1 + 2 • 10~3L), где L — номинальный размер плитки в мм; результат выражается в микронах. Плитки комплектуются в наборы так, что путем их сочетания можно составить любой размер через 0,001 мм в пределах диапазона. При составлении блоков плиток иcпqльзyeтcя способность плиток «притираться», объясняющаяся молекулярным притяжением и наличием тончайших (около 0,02 мк) масляных пленок.

Рис. 1. Кривая профиля поверхности

К одномерным инструментам относятся также щупы (рис. 2, б), состоящие из пластинок с параллельными поверхностями; действительным размером их является толщина пластинки. Щупы используются обычно для измерения малых зазоров между поверхностями собранных деталей. По ГОСТ щупы выпускаются наборами по 8—16 шт. с диапазоном размеров от 0,03 до 1 мм.

Рис. 2. Мерные плитки (а) и щуп (б)

Для контроля размеров гладких цилиндрических поверхностей применяются калибры. На рис. 3 приведена схема контроля отверстия предельным калибром-пробкой, а на рис. 4 — схема контроля вала предельным калибром-скобой. Размеры проходной (Пр) и непроходной (Не) сторон калибров соответствуют наибольшему предельному и наименьшему предельному размерам. При контроле предельными Чкалибрами детали будут приняты в том случае, если проходная сторона калибра проходит в отверстие или надевается на вал, а непроходная, соответственно, не проходит.

Профильные калибры или шаблоны применяются для проверки контуров деталей главным образом криволинейной формы. На рис. 5 приведен пример контроля фасонной поверхности детали шаблоном. Несовпадение контуров проверяемой поверхности с контурами шаблона выявляется световой щелью (контроль «на просвет»).

Способ контроля калибрами и шаблонами весьма прост, не требует высокой квалификации и исключает возможность ошибок. Однако при контроле калибрами нет возможности установить действительный размер.

Универсальные измерительные инструменты применяются для измерения не одного определенного, а всех размеров того или иного интервала. Из большого разнообразия универсальных измерительных инструментов, применяемых в современном машиностроении, ниже рассмотрены: штриховые инструменты — масштабные линейки и штангенциркули; переносные ин

Рис. 3. Схема контроля отверстия предельным калибром пробкой

Рис. 4. Схема контроля вала предельным калибром-скобой:

1 — проходная часть: 2 — непроходная часть.

Рис. 5. Контроль детали шаблоном

Рис. 6. Отсчет размера по линейке: 1 — линейка; 2 — кронциркуль

Масштабная линейка (рис. 6) — наиболее простой измерительный инструмент. Измерение линейкой производится путем непосредственного прикладывания ее к изделию. Цена деления

Масштабной линейки составляет 1 мм; на некоторых линейках наносят деления через каждые 0,5 мм. Длина масштабных линеек колеблется от 150 до 1000 мм. Для измерения больших длин применяют складные линейки и гибкие стальные ленты (рулетки).

Кронциркуль и нутромер применяются соответственно для измерения наружных и внутренних размеров деталей. Отсчет размеров при использовании этих инструментов производится по масштабной линейке, как показано на рис. 6.

Рис. 7. Измерение деталей штангенциркулем

Штангенциркули (рис. 7, а) широко применяются в машиностроении для измерения наружных и внутренних размеров, а также глубин и высот. Штанга штангенциркуля представляет линейку с основной шкалой и губками. По штанге передвигается рамка с губками и глубиномером. Рамка на штанге закрепляется винтом.

Отсчет размеров производится по основной шкале и нониусу, представляющему вспомогательную шкалу, расположенную на рамке и служащую для отсчета долей миллиметра. В СССР стандартизированы штангенциркули с нониусами, имеющими величину отсчета 0,1; 0,05 и 0,02 мм.

На рис. 7, б приведены основная шкала и нониус с величиной отсчета 0,1 мм в нулевом положении. Шкала этого нониуса получена при делении 9 мм на 10 частей. Следовательно, каждое деление нониуса имеет размер 0,9 мм, т. е. на 0,1 мм меньше делений основной шкалы. Если теперь передвигать нониус вправо, то прежде всего штрих нониуса совпадет со штрихом основной шкалы, при этом нулевое деление нониуса отойдет от нулевого деления основной шкалы на 0,1 мм. При дальнейшем передвижении нониуса со штрихами основной шкалы будут совпадать последовательно штрихи 2, 3, 4 и т. д. до 10, причем расстояние между нулевыми штрихами будет соответственно составлять 0,2 мм; 0,3 мм; 0,4 мм и далее до 1,0 мм.

Для отсчета размера по штангенциркулю нужно количество целых миллиметров взять по основной шкале до нулевого штриха нониуса, а количество десятых долей миллиметра взять по нониусу, определив, какой штрих нониуса совпадает со штрихом основной шкалы. На рис. 7, в приведен размер 20,4 мм.

Рис. 8. Микрометр (а) и пример отсчета размера по микрометру (б)

Для получения нониуса с величиной отсчета 0,05 мм делят 39 мм на 20 частей, тогда каждое деление нониуса будет на 0,05 мм меньше, чем 2 мм.

Для получения нониуса с величиной отсчета 0,02 мм делят 49 мм на 50 частей, тогда каждое деление нониуса будет на 0,02 мм меньше, чем 1 мм.

По ГОСТ штангенциркули изготовляются различных размеров с верхними пределами измерения от 100 до 1000 мм. В специальных случаях изготовляются штангенциркули с пределом измерения до 4000 мм.

Кроме штангенциркулей, применяются штангенглубиномеры и штангенрейсмусы, снабженные также линейным нониусом.

Микрометр применяют для более точных измерений. Действие микрометра основано на принципе работы винтовой пары — преобразования вращательного движения в линейное.

В скобе микрометра при вращении барабана перемещается микрометрический винт, между торцом которого и пяткой помещают измеряемую деталь. Шаг метрометрического винта равен 0,5 мм, а нижняя конусная поверхность барабана разделена на 50 равных частей; следовательно, поворот барабана на одно деление соответствует перемещению винта на 0,01 мм. На стебле через 0,5 мм нанесены деления для отсчета размеров. Для обеспечения постоянства измерительного усилия служит трещотка, при помощи которой производят вращение барабана.

Рабочий интервал микрометра (измерительное перемещение микрометрического винта) обычно равен 25 мм. В соответствии с этим микрометры выпускаются с рабочими интервалами 0—25 мм, 25—50 мм и так далее до 1000 мм. На рис. 8, а показан микрометр с рабочим интервалом 0,25 мм, что указано на скобе. На рис. 8, б приведен пример отсчета по ми крометр у р азмер а 18,05 мм.

Индикаторы широко применяются для проверки биения деталей, параллельности поверхностей и т. д., а также используются во многих измерительных инструментах и приспособлениях.

Контроль резьбы производится с помощью резьбовых предельных калибров, резьбовых микрометров, методом трех проволочек, микроскопом и др.

Измерение углов. Измерение углов, как и измерение длин, производят одномерными или универсальными измерительными инструментами.

К одномерным инструментам относятся угловые плитки, угловые шаблоны, угольники, конические калибры-втулки и конические калибры-пробки.

К универсальным инструментам относятся угломеры, синусные линейки и др.

Угловые плитки (рис. 9) представляют стальные призмы с отверстиями для крепления к державке. Рабочие стороны плиток выполняются под определенным углом с точностью ± (2-нЗ)”. Наборы плиток треугольной и четырехугольной формы дают возможность составлять углы в пределах от 10 до 350°. Угловые плитки применяются для установки и контроля инструментов, используемых при проверке углов, для контроля при изготовлении инструментов и т. д.

Рис. 9. Угловые плитки

Рис. 10. Угольник (а) и шаблон (б)

Угольники (рис. 10, а) применяются для проверки прямых углов, а шаблоны (рис. 10, б)—для проверки углов, отличных от 90°.

Конические калибры-втулки (применяются для контроля наружных конусов, а конические калибры-пробки — для контроля внутренних конусов. Деталь при контроле калибром считается изготовленной в пределах допуска, если торец ее не выходит за границы уступа b или рисок, имеющихся на калибрах-пробках.

Рис. 11. Конические калибры

Рис. 12. Универсальный угломер

На рис. 12 приведен универсальный угломер. На секторе угломера нанесена основная шкала в градусах. С сектором шарнирно связан сектор, на котором нанесен нониус с величиной отсчета.

Измеряемую деталь помещают между пластинкой, жестко связанной с сектором, и угольником (или закрепленной на нем линейкой), жестко связанным с сектором. Перемещаясь по сектору, сектор в то же время вращается около точки 0, являющейся центром прибора.

Рис. 13. Схема контроля угла с помощью синусной линейки

Конец пластинки 3бычно устанавливается в эту точку. Отсчет градусов производится по основной шкале, а минут — по нониусу.

Контролируемую деталь укладывают на линейку и проверяют параллельность ее верхнего контура основанию.

Рис. 14. Приспособление с индикатором для контроля деталей

Автоматические методы измерений. В связи с необходимостью повышения производительности процессов контроля и с автоматизацией технологических процессов обработки деталей, сборки машин и механизмов возникла потребность автоматизации контрольных операций.

Контрольные средства по степени механизации делятся на контрольные приспособления и автоматы.

Контрольные приспособления представляют стенды, смонтированные из групп калибров, индикаторов и т. д., расположенных в установленной последовательности и предназначенных для контроля различных размеров одной детали (узла). На рис. 14 показано приспособление с индикаторами в момент контроля детали.

Автоматический контроль применяется в серийном и массовом производстве при сплошном контроле деталей. При этом применяются автоматизирующие устройства для контроля размеров во время обработки и автоматы для контроля и сортировки деталей после их обработки. Контрольные автоматы и автоматизирующие устройства представляют сочетание более или менее сложных механизмов (устройств): а) загрузочного; б) измерительного; в) исполнительного (направляющего измеренную деталь в тару той или иной размерной группы); г) транспортирующего (перемещающего детали между загрузочным, измерительным и исполнительным механизмами). По принципу действия автоматы разделяются на механические, электрические, пневма: тические и т. д.

На рис. 15 приведена схема автоматического контроля готовых деталей. Из загрузочного устройства деталь поступает в измерительное устройство, которое фиксирует действительный размер детали и передает соответствующий импульс исполнительному механизму. Исполнительный механизм приводит в действие транспортирующее устройство, и детали поступают в соответствующий отсек тары.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум