Секацкий В.С., Мерзликина Н.В. Методы и средства измерений и контроля
Подождите немного. Документ загружается.
133
а) Подвести щуп к наружной поверхности детали сверху, покачиванием
стола зафиксировать наиболее удаленную точку и записать координаты X
н
,
Y
1.
б) Вращением головок 15 (рис. 6.13) поднять щуп над деталью и,
переместив колонку со щупом по оси Y, подвести его к наружной
поверхности детали снизу. Переключить кольцом 7 (рис. 6.24) направление
давления щупа, зафиксировать и записать координату Y
2
. Покачивать по оси
X вторично не надо.
в) Поднять щуп, ввести его в отверстие детали, проделать те же
операции а), б) и записать координаты X
в,
Y
3,
Y
4.
Наружный и внутренний диаметры определяют из следующих
выражений:
d
н
= (Y
2
– Y
1
) – d
щ
, ( 6.4)
d
в
= (Y
4
– Y
3
) + d
щ
, (6.5)
где d
щ
- диаметр щупа.
Координаты осей наружной X
н
и внутренней X
в
поверхностей найдены
покачиванием по оси X. Координаты по оси Y находят из выражений:
для наружной поверхности –
Y
н =
2
21 YY
+
,
(6.6)
для внутренней –
Y
в
=
2
43 YY
+
. (6.7)
Несоосность ε наружной и внутренней поверхностей определяют по
формуле
ε =
22
)()(
ВНВН
ХХ Υ−Υ+−
. (6.8)
6.10.6. Биениемер
Биенимер, представленный на рис. 6.25, служит для измерения
радиального и торцового биения. Прибор устанавливают на станину
микроскопа и крепят тремя винтами 1. Измеряемую деталь обычно
устанавливают в центрах. При измерении радиального биения наконечник 2
подвижного штока, посаженного в пиноль 3 упирается в измеряемую
цилиндрическую поверхность в радиальном направлении. Для измерения
торцового
биения используют насадку 4, надеваемую на пиноль 3. Для
134
отвода штока с наконечником от измеряемой поверхности служит рукоятка
5, которая удерживается во взведенном состоянии в байонетном пазу 6
пиноли.
Измерительная головка 7 имеет шкалу с ценой деления 1 мкм и
пределами показаний ±100 мкм. Она устанавливается в корпус 8 и крепится
винтом 9. Для установки стрелки 10 измерительной головки в нужное
положение, например на нуль, служит эксцентрик 11:
при этом необходимо
зажать винт 12, ослабить винт 9, установить стрелку в необходимое
положение и вновь зажать винт 9. Тонкую регулировку положения шкалы
производят винтом 13. Винтом 14 устанавливают измерительное усилие 130 г
или 230 г.
Пример измерения торцового биения шарикоподшипника показан на
рис. 6.25, б.
6.10.7. Вертикальный длиномер
Вертикальный оптический длиномер, показанный на рис. 6.26, служит
для измерений
контактным методом по вертикальной координате Z. С
помощью длиномера можно производить измерения криволинейных
поверхностей, калибров, конусов. В сочетании с центровой угломерной
бабкой им проводят контроль кулачков, например – контроль радиусов и
углового расположения кулачков распределительного вала двигателя
внутреннего сгорания.
Измерительный наконечник 1, укрепленный на подвижном штоке 2,
контактирует с измеряемой поверхностью. Внутри штока установлена
миллиметровая
стеклянная шкала с пределами измерений 0 – 100мм. Подъем
штока осуществляют вращением маховика 3 против часовой стрелки. Вниз
шток перемещается под собственным весом. Зажим штока в поднятом
положении производят винтом 4.
135
Рис. 6.25. Биениемер:
а – общий вид;
б – пример измерения торцевого биения
Подъем и опускание корпуса длиномера относительно кронштейна
УИМ производят маховичком 5. Для закрепления длиномера в нужном
положении служит винт 6. Показания длинномера снимают с точностью
0,001 мм по отсчетному микроскопу 7 со спиральным нониусом с помощью
маховичка 8. Правила отсчета по спиральному нониусу описаны в разделе
6.8.2. настоящего пособия.
а
б
1
14
8
9
11
13
7
10
12
6
5
2
3
4
136
Рис. 6.26. Вертикальный оптический длиномер,
установленный на микроскопе УИМ
6.10. Контрольные вопросы к разделу 6
1. Что такое «оптическая система»?
2. Дайте определение линзе, окуляру, объективу.
3. Что такое «оптический рычаг»?
4. Какие приборы рассмотрены в данном разделе и что их объединяет?
5. Какие области применения имеют оптико-механические приборы?
6. Назначение, устройство и характеристика оптикатора.
7. В чем отличие оптикатора от микрокатора?
8. Как устроена трубка оптиметра с окуляром?
9. Как отсчитываются показания по трубке оптиметра с окуляром?
10. Какие основные узлы содержит оптиметр?
11. Как проверить перпендикулярность линии измерения к плоскости
стола вертикального оптиметра?
12. Как настроить вертикальный оптиметр на нуль?
13. Выполните схему вертикального длиномера ИЗВ-1?
14. Какую цену деления имеет вертикальный длиномер и как
выполняется отсчет показаний?
7
4
8
2
1
3
5
6
137
15. Как устроен спиральный нониус отсчетного микроскопа
длиномера?
16. Какие типы микроскопов рассмотрены в данном разделе?
17. Нарисуйте оптическую схему инструментальных микроскопов?
18. Как устроен инструментальный микроскоп БМИ?
19. В чем отличие инструментальных микроскопов от универсального
микроскопа УИМ-21?
20. Для каких измерений предназначены проекторы?
21. Какие существуют методы измерений и контроля на проекторах?
22. Перечислите основные узла универсального микроскопа УИМ-21
23. Как снимается отсчет по спиральному нониусу микроскопа?
24. Что означает «измерение в отраженном свете»?
25. Какие сменные окулярные головки на УИМ-21 Вы знаете?
26. Какое назначение имеет угломерная окулярная головка?
27. Назначение центровой бабки с делительной головкой на УИМ-21.
28. Какие измерения можно проводить на плоском столе?
29. Особенности круглого стола УИМ-21.
30. Для чего предназначена щуповая головка?
31. Как осуществляют измерения на микроскопах?
32. Как можно измерить диаметр вала на микроскопе?
33. Для каких измерений и контроля можно использовать микроскопы?
7. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ И КОНУСОВ
7.1. Допуски угловых размеров
При конструировании машин наиболее часто используют нормальные
углы, которые можно разделить на три группы:
1) нормальные углы общего назначения;
2) нормальные углы специального применения;
3) специальные углы, размеры которых связаны с расчетными
зависимостями и которые нельзя округлить до нормальных
углов.
138
Размеры углов первой группы приведены в табл. 7.1 и 7.2. Пример
углов второй группы показан в табл. 7.3.
Таблица 7.1
Размеры и ряды нормальных углов общего назначения
Р я д
1 2 3 1 2 3 1 2 3
0
0
0
0
0
0
30′
1
0
2
0
3
0
0
0
0
0
15′
0
0
30′
0
0
45
1
0
1
0
30′
2
0
2
0
30′
3
0
4
0
15
0
15
0
20
0
15
0
18
0
20
0
22
0
25
0
60
0
60
0
75
0
60
0
65
0
70
0
75
0
80
0
85
0
30
0
30
0
30
0
35
0
40
0
90
0
90
0
90
0
100
0
110
0
5
0
5
0
8
0
5
0
6
0
7
0
8
0
9
0
10
0
12
0
45
0
45
0
45
0
50
0
55
0
120
0
120
0
120
0
135
0
150
0
180
0
270
0
360
0
При выборе углов 1-й ряд следует предпочитать 2-му, 2-й — 3-му.
Таблица 7.2
Углы конусов и уклонов нормальных конусностей
d D С =
Dd
L
−
= 2 tg α/2, где
С – конусность; α – угол конуса;
D – диаметр большого основания
конуса; α / 2 – угол уклона;
L d – диаметр малого основания конуса
Конус-
ность
Угол конуса α Угол уклона
α
/
2
Конус-
ность
Угол конуса α Угол уклона
α
/
2
Градус Радиан Градус Радиан Градус Радиан Градус Радиан
139
1:200
17′11,3″
0,00500
8′35,6″
0,002500 1:7
8°10
′
16
0,142615
4°5′8
0,071307
1:100
34′22,6″
0,010000
17′11,3″
0,005000 1:5
11°25
′
16
0,199337
5°42′38
0,099669
1:50
1°8′45
0,019990
34′22,6″
0,010000 1:3
18°55
′
28
0,330297
9°27′44
0,165149
1:30
1°54′34
0,033330
57′17,5″1
0,016665 1:1,866
30°
0,523599
15°
0,261799
1:20
2°51′51
0,049990
°25′55
0,024995 1:1,207
45°
0,785398
22°30
′
0,392699
1:15
3°49′5
0,066642
1°54′32
0,033321 1:0,866
60°
1,047198
30°
0,523299
1:12
4°46′18
0,083285
2°23′9
0,041643 1:0,652
75°
1,308997
37°30
′
0,654498
1:10
5°43′29
0,099915
2°51′44
0,049957 1:0,500
90°
1,570796
45°
0,785398
1:8
7°9′9
0,124838
3°34′34
0,062419 1:0,289
120°
2,094395
60°
1,047198
Таблица 7.3
Углы конусов и уклонов конусностей специального назначения
Конус-
Угол конуса
α
Угол уклона
α
/
2
Конус Морзе
ность Градус Радиан Градус Радиан № Диаметр, мм
1:19,212
2
0
58
′
5
4″
0,052039
1°29
′
27
″
0,026020 0 9,045
1:20,047
2
0
51
′
2
6
″
0,049872
1°25
′
43
″
0,024936 1 12,065
1:20,020
2
0
51
′
4
1″
0,049940
1°25
′
50
″
0,024970 2 17,780
1:19,922
2
0
52
′
32″
0,050185
1°26
′
16
″
0,025093 3 23,825
1:19,254
2
0
58
′
31″
0,051926
1°29
′
16
″
0,025963 4 31,267
1:19,002
3
0
00
′
53″
0,052614
1°30
′
27
″
0,026307 5 44,399
1:19,180
2
0
59
′
12″
0,052126
1°29
′
36
″
0,026063 6 63,348
Допуском угла
А
Т
(от англ. Angle Tolerance) называют разность
между наибольшим
α
нб
и наименьшим
α
нм
предельными углами (рис.7.1).
Допуски угловых размеров назначают по ГОСТу 8908 в зависимости от
длины
l
меньшей стороны угла.
Допуск угла может выражаться:
1. в угловых единицах радианной и градусной мер
АТ
α
(точное
значение);
2. в округленном значении градусной меры
АТ
α
'
;
3. в линейных единицах
h
АТ
- длиной противолежащего отрезка на
перпендикуляре к стороне угла на расстоянии
l
от вершины (рис.7.1).
140
Рис. 7.1. Схема допуска угла
Связь между допусками в угловых и линейных единицах выражается
следующей зависимостью:
АТ АТ
h
=××
−
α
l 10
3
,
(7.1)
где
АТ
h
- мкм;
АТ
α
- мкрад;
l
- мм.
Напоминаем, что 1 мкрад (микрорадиан) = 10
-6
радиан. Соотношения
между градусом и радианом следующие:
1° = 2
π / 360 = 0,017453 рад = 17453 мкрад, (7.2)
1
′ = 0,00029088 рад ≈ 291 мкрад; (7.3)
1рад = 360° / 2
π = 57° 17′ 44,8″. (7.4)
При малых углах (
α
< 10°) синус и тангенс угла практически равен
величине угла, выраженного в радианах.
Применяют три типа расположения поля допуска относительно
номинального угла (рис. 7.2): плюсовое ( +
А
Т
), минусовое ( - А
Т
) и
симметричное (
± А
Т
/ 2 ). ГОСТ 8908 устанавливает 17 степеней точности
для допусков углов:
А
Т
1 , А
Т
2 , ... , А
Т
17. Выборка из ГОСТа 8908 приведена
в табл. 7.5 настоящего пособия.
141
Рис. 7.2. Схемы расположения полей допусков углов
7.2. Методы измерения углов
В практике распространены три основных метода измерения углов
деталей. К ним относятся:
метод сравнения с жесткими контрольными инструментами -
угловыми мерами, угольниками, конусными калибрами и шаблонами;
абсолютный гониометрический метод, основанный на
использовании приборов с угломерной шкалой;
косвенный тригонометрический метод, который
заключается в
определении линейных размеров, связанных с измеряемым углом
тригонометрической функцией.
7.3. Контрольные инструменты для измерения углов
методом сравнения
Призматические меры плоского угла. Конструкция, основные
размеры, классы точности призматических мер плоского угла (угловых мер)
приведены в разделе 4.
а
б
в
30°±8'
30° – 16'
30° + 16'
+АТ
α
α
–
АТ
+АТ/2
–
АТ/2
α
142
Угольники поверочные 90
0
(ГОСТ 3749) предназначены для проверки
и разметки прямых углов деталей, для контроля изделий при сборке или
монтаже и т. п. Угольники выпускают следующих типов:
УЛ – лекальные (рис. 7.3,а);
УЛП - лекальные плоские (рис. 7.3,б);
УЛЦ - лекальные цилиндрические (рис. 7.3,в);
УП - слесарные плоские (рис. 7.4,а);
УШ - слесарные с широким основанием (рис. 7.4,б).
а б в
Рис. 7.3. Угольники лекальные
а б
Рис. 7.4. Угольники слесарные
Калибры для измерения конусов инструментов представляют собой
нормальные калибры-пробки и калибры втулки (рис. 7.5). При контроле
базорасстояния (расстояния от базы конуса до его основного расчетного
сечения) торец годного внутреннего конуса должен находиться между
рисками, нанесенными на поверхности калибра-пробки, а торец годного
наружного конуса - между контрольными плоскостями уступа
калибра-
втулки. Размер z определяет допускаемые отклонения размеров конусов.