Секацкий В.С., Мерзликина Н.В. Методы и средства измерений и контроля
Подождите немного. Документ загружается.
113
Рис. 6.5. Вертикальный длиномер:
а- схема длиномера; б- внешний вид
Рис. 6.6. Устройство спирального микроскопа
Цифры этого штриха показывают число миллиметров в размере (46 мм).
Десятые доли миллиметра отсчитывают по линейной окулярной шкале
относительно длинного штриха (0,3 мм). Сотые и тысячные доли миллиметра
показывает на круговой шкале неподвижный указатель (0,072 мм). Отсчет по
шкале микроскопа равен 46,372 мм.
Перед началом измерения необходимо настроить вертикальный
длинномер на нуль. Для этого ослабляют стопорный винт 4 (см. рис. 6.5, б) и,
придерживая за гирьку 9 опускают шпиндель 3 до касания наконечником
плоскости стола.
Колесиком 11 (рис.6.5,б) устанавливают круговую шкалу (рис. 6.6, б)
на нуль. При этом изображение нулевого штриха миллиметровой шкалы
должно расположиться симметрично между линиями двойной спирали.
Если нулевой штрих не находится
в таком положении, то, отпустив
стопорный винт, находящийся с левой стороны окуляра (на рис. 6.5, б он не
показан), вращением маховика 2, устанавливают миллиметровый штрих
симметрично между линиями двойной спирали. Стопорный винт зажимают.
При измерении шпиндель 3 поднимают за гирьку 9. На предметный
столик 2 устанавливают измеряемую деталь, и шпиндель плавно опускают до
касания наконечником
измеряемой детали.
Затем, глядя в окуляр 12, вращением колесика 11 охватывают
ближайшей двойной спиралью миллиметровый штрих, находящийся в зоне
а
б
114
шкалы десятых долей миллиметра. Отсчет снимают по миллиметровой
шкале, шкале десятых долей миллиметра и круговой шкале.
На смену оптическим длиномерам «идут» длинномеры с электронным
отсчетным устройством как вертикального исполнения (рис. 6.7,а), так и
горизонтального (рис. 6.7,б).
а
б
Рис. 6.7. Вертикальные и горизонтальные длинномеры
115
с электронным отсчетным устройством
6.6. Инструментальные и универсальные микроскопы
Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены для
линейных и угловых измерений разнообразных изделий в прямоугольных и
полярных координатах. На микроскопах измеряют наружные линейные
размеры изделий, диаметры валов и отверстий, углы режущего инструмента
и шаблонов, основные элементы профиля резьбовых инструментов и
калибров, радиусы
закруглений профилей, размеры конусов, расстояние
между центрами отверстий и т.п.
Инструментальные микроскопы (ГОСТ 8674) изготавливают двух
типов : тип А без наклона колонки и тип Б с наклоном колонки.
По способу отсчета результатов измерений инструментальные
микроскопы можно разделить на следующие:
с отчетом по шкалам микрометрических головок;
с цифровым отсчетом на индикаторном
табло - Ц;
с линейными шкалами - Л;
с электроприводом измерительного стола - 1;
с полуавтоматической обработкой результатов измерений - 2.
Условное обозначение инструментального микроскопа должно
содержать:
две буквы (ИМ), которые поясняют, что это обозначение
инструментального микроскопа;
буква или сочетание букв, характеризующие способ отсчета. Цифры 1
и 2 (с электроприводом стола и с полуавтоматической обработкой )
указываются после букв
через тире;
верхние пределы измерений микроскопа в продольном и поперечном
направлениях;
тип микроскопа (А или Б);
обозначение стандарта.
Например:
Микроскоп инструментальный ИМЦЛ-1 100
×
80, Б, ГОСТ 8674-82 -
означает, что это инструментальный микроскоп с цифровым отсчётом на
индикаторном табло, с линейными шкалами, с электроприводом
измерительного стола, пределами измерений в продольном направлении 100
мм, в поперечном - 80 мм, с наклоном колонки. Или - Микроскоп
инструментальный ИМ 150
×
50, Б, ГОСТ 8674-82 - инструментальный
микроскоп с отсчётом по шкалам микрометрических головок с пределами
измерений 150
×
50 мм, с наклоном колонки.
Общий вид инструментального микроскопа показан на рис. 6.8. На
этом чертеже приведены основные части микроскопа. Конструктивное же
116
исполнение узлов зависит от типа микроскопа и может отличаться от общего
вида, показанного на рис. 6.8.
Рис. 6.8. Инструментальный микроскоп
На основании 1 с помощью микрометрических головок 3 перемещается
в двух направлениях координатный стол 2, обеспечивая заданные стандартом
пределы измерения в продольном и поперечном направлениях. Наклон
головки 9 вокруг горизонтальной оси 10 осуществляется маховиком 11
наклона колонки.
По колонке 9 с помощью механизма фокусировки 8 перемещается
кронштейн, на котором закреплен тубус 5 визирного микроскопа с
объективом 4. Сверху к тубусу крепится
окуляр 7 визирного микроскопа и
отсчетный микроскоп угломерной головки 6.
Питание инструментального микроскопа электрическим током
осуществляется через понижающий трансформатор.
В последнее время больше выпускают инструментальные оптические
микроскопы и профильные проекторы с электронным отсчетным
устройством. Так, например, микроскопы марки ETALON моделей TCM50,
TCM100 или TCM200 предназначены для бесконтактных измерений
линейных размеров и углов, а также для контроля
контуров заготовок
деталей, обработанных на металлорежущих станках и другом оборудовании.
1
3 3 2
11
4
5
10
9
8
6
7
117
Гнутые и литые детали, штампованные детали, всевозможные пружины,
детали двигателей и коробок передач, режущий инструмент, калибровочные
пробки, копиры, лекала, электроды электроэрозионных станков, а также
детали зубчатых передач и резьбовых соединений могут измеряться на этих
микроскопах.
Микроскопы и профильные проекторы используются для контроля
образцов и партий изделий на операциях механообработки и литья
, а также
для входного контроля. Они также предназначены для профессионального
обучения персонала, а также для использования в НИИ и КБ, в ПТУ и
технических вузах и в испытательных, поверочных и криминалистических
лабораториях.
Комплектация инструментальных оптических микроскопов
разнообразна. Они могут выпускаться с электронным отсчетным
устройством либо без него. В последнем случае
используется электронный
блок.
6.7. Проекторы
Измерительные проекторы предназначены для измерений и контроля
линейных и угловых размеров изделий со сложным профилем: профильных
шаблонов, мелкомодульных зубчатых колес, режущего инструмента,
резьбовых изделий и т.п. Проекторы позволяют получать на экране
увеличенное изображение контура изделия при измерениях в проходящем
свете или изображение поверхности изделия
при измерениях в отраженном
свете.
Проекторы выпускают:
БП – большой проектор, увеличение объектов которого составляет
10, 20 и 50 крат;
ЧП – часовой проектор с увеличением 10, 20, 50, 100 и 200 крат;
ПМК – проекторы массового контроля, основанные на методе
совмещения.
Для контроля и измерения изделий на проекторах БП и ЧП
используют следующие методы:
1. Совмещение проецируемого контура с номинальным контуром
изделия, выполненным в масштабе, соответствующем увеличению
объектива;
2. Сравнение изображения с чертежом, на который нанесены два
контура изделия, соответствующие предельным размерам; профиль годного
изделия должен лежать между его предельными контурами;
3. Измерение размеров контура изделия с помощью микрометрических
устройств измерительного стола;
118
4. Измерение отклонений изображения контура от образцового
профиля с помощью измерительного стола или масштабной линейки.
Чертеж изделия изготавливают на ватмане, кальке, целлофане и т.п. и
укрепляют на экране. Увеличение объектива следует выбирать так, чтобы
можно было наблюдать весь измеряемый размер. Процесс измерений на
проекторах аналогичен измерениям на микроскопах.
Рис. 6.12. Профильный проектор
Современные проекторы, например, ETALON PP 300 (см. рис. 6.12),
имеют фотометрический измерительный блок для автоматического
обнаружения кромки измеряемой детали, подвижный измерительный стол с
ходом 200х100 мм и цифровым интервалом перемещения 0,001 мм,
отраженное и проходящее освещение, запрограммированные геометрические
функции, программируемые расчётные функции для комбинирования
измеренных значений в соответствии с геометрией детали,
измерительные
возможности, исключающие потребность в ручных вычислениях,
компьютеризованное преобразование координат, делающее ненужным
механическое выравнивание детали и т. п.
119
6.8. Универсальные микроскопы
Учитывая сложность конструкции, большую универсальность за счет
использования различных измерительных приспособлений и ограниченные
сведения в технической литературе, рассмотрим основные узлы и приемы
работы на примере универсального микроскопа УИМ-21. Подробнее с
микроскопом можно ознакомиться в [15].
6.8.1. Общий вид микроскопа
Универсальные микроскопы УИМ–21, УИМ–23, УИМ–24 отличаются
от инструментальных более широким
диапазоном и большей точностью
измерений. Универсальный измерительный микроскоп УИМ-21
предназначен для линейных и угловых измерений деталей с различными
поверхностями: плоскими, цилиндрическими, резьбовыми, и др. Общий вид
прибора представлен на рис. 6.13. В массивную станину 1 снизу ввинчены
три опорных винта 2, с помощью которых микроскоп устанавливается на
лабораторный стол строго горизонтально по уровню,
встроенному в станину.
По направляющим 3 станины на подшипниках качения перемещается стол 4
в направлении координаты Х (влево–вправо). Перемещение стола
производится вручную при отстопоренном винте 5. При застопоренном винте
проводят микрометрическую подачу головкой 6. По окончанию
микрометрической установки головку 6 следует закрыть вращающимся
колпачком 7.
На цилиндрические направляющие стола устанавливаются бабки 8 с
центрами 9. Бабки крепятся к
станине винтами 10, а центра в бабках-винтами
11. На вертикальной колонке 12 укреплен кронштейн 13 с окулярной
головкой 14, через которую ведется наблюдение при измерении.
Перемещение кронштейна вверх-вниз (по координате Z) вдоль колонки
производится головкой 15 с помощью реечной передачи и фиксируется
винтом, расположенным с правой стороны кронштейна (на рис. 6.13 не
виден). Наклон колонки 12 осуществляется
штурвальчиком 16, вертикальное
положение головки стопорится фиксатором 17. Подъемом или опусканием
кронштейна 13 добиваются резкости изображения измеряемого объекта,
наблюдаемого в окуляре. Тонкая настройка на резкость производится
вращением кольца 18 объектива.
По направляющим 19 колонка 12 с окулярной головкой 14
перемещаются вперед-назад (по координате Y) строго перпендикулярно к
продольному перемещению стола. Перемещение проводят при
отстопоренном винте 20, непосредственно двигая
рукою этот винт вместе с
колонкой. Застопорив винт, проводят микроперемещения головкой 21.
Закончив перемещения, головку закрывают колпачком 22.
120
Рис. 6.13. Общий вид микроскопа УИМ
121
Величины продольного и поперечного перемещений на микроскопе
УИМ отсчитывают по стеклянным линейным шкалам с помощью окулярных
спиральных микроскопов 23 и 24. Пределы измерений по продольной шкале
25 равны 0 – 200 мм, по поперечной шкале – 0 – 100 мм.
6.8.2. Спиральный нониус
В поле зрения отсчетного спирального микроскопа (рис. 6.14)
одновременно видны:
два-три штриха миллиметровой шкалы с крупными цифрами
(на рис.
6.14 - цифры 52 и 53);
неподвижная шкала десятичных долей миллиметра с делениями от
нуля до десяти, с двумя продольными сплошными линиями;
десять двойных витков архимедовой спирали с шагом 0,1 мм;
круговая шкала для отсчета сотых и тысячных долей миллиметра.
Рис. 6.14. Поле зрения спирального микроскопа
Чтобы произвести отсчет, необходимо вращением маховичка 26 (рис.
6.13) охватить отрезок миллиметрового штриха, находящийся между
сплошными линиями десятичной шкалы, витками двойной спирали. На рис.
6.14 миллиметровый штрих 53 остановился между цифрами 1 и 2 десятичной
шкалы. Если бы отсчет проводился только до десятых долей миллиметра, то
он составил бы 53,1 мм
. Отсчет сотых и тысячных долей миллиметра
проводят по делениям круговой шкалы, расположенным против стрелки-
указателя.
Цена одного деления круговой шкалы равна 0,001 мм. На глаз можно
добавочно оценить и долю одного деления. На рис. 6.14 указатель находится
после деления 75 приблизительно на 0,5 деления, то есть на 0,0005 мм. Таким
образом, окончательный отчет составляет 53,1755 мм.
6.8.3. Осветительная головка для измерений в отраженном свете
122
В тех случаях, когда необходимо произвести какие-либо измерения на
элементах детали, не выходящих к наружному контуру, работу ведут в
отраженном свете. Для этого на нижнее кольцо объектива навешивают
осветительную головку, изображенную на рис. 6.15. Она состоит из
кольцевого корпуса 1 с подпружиненными клеммами 2 и из четырех
лампочек 3 напряжением 6 В, мощностью 2,1Вт.
При надевании головки на
объектив ручки 4 сжимают, затем отпускают. Вилку шнура 5 вставляют в
одно из гнезд в станине УИМа.
а
Рис. 6.15. Устройство для измерений в отраженном свете:
а – осветительная головка; б – УИМ с осветительной головкой,
навешенной на объектив
6.8.4. Сменные окулярные головки
Универсальный измерительный микроскоп снабжен сменными
окулярными головками:
угломерной;
револьверной;
бинокулярной.
Наибольшее применение при линейных и угловых измерениях находит
угломерная окулярная головка, представленная на рис. 6.16, а.
б