Измерения и контроль геометрических величин.

Технологическая карта занятия теоретического обучения

 

Разработал ФИО Ефимова Елена Сергеевна Должность Преподаватель

Наименование организации ГОБПОУ «ЛМсК»

Согласовано

Председатель ЦМК Попова Н.С.

Дата _____________Подпись_______________

 

Профессия/специальность	15.02.08 Технология машиностроения
Учебная дисциплина	ОП 05 Метрология, стандартизация и сертификация
Тема занятия	Измерения и контроль геометрических величин
Регламент занятия	90 мин
Вид занятия	Комбинированное занятие
Тип занятия	Учебное занятие по изучению и первичному закреплению материала
Технологии обучения	Объяснительно-иллюстративная Информационно-коммуникационная
Цели занятия:
образовательные (обучающие) (из ФГОС и рабочей программы ПМ в соответствии с темой)	Освоение знаний: единство терминологии, единиц измерения с действующими стандартами и международной системой единиц СИ в учебных дисциплинах; основные положения и определения метрологии, стандартизации и сертификации; Освоение умений: оформлять технологическую и техническую документацию в соответствии с действующей нормативной базой на основе использования основных положений метрологии, стандартизации и сертификации в производственной деятельности Формирование профессиональных компетенций: ПК 3.2. Проводить контроль соответствия качества деталей требованиям технической документации.
воспитательные	Формирование общих компетенций: ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
развивающие	Формирование общих компетенций: ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3. Решать проблемы, оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях. ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.
Обеспечение учебного занятия	Оборудование:ММК Программное обеспечение: Microsoft office 2007, Windows Media Player Учебно-методическое обеспечение: Презентация к учебному занятию

 

 

Измерения и контроль геометрических величин.

План.

1. Меры длины концевые плоскопараллельные.

2. Измерительные линейки.

3. Штангенинструменты.

4. Микрометрические инструменты.

Измерение и контроль геометрических величин в машино-, станко-, автомобиле-, тракторо-, приборостроении и многих дру­гих отраслях является основой проверки качества продукции и управления современными технологическими процессами.

Меры длины концевые плоскопараллельные. (ГОСТ 9038—90 «Меры концевые плоскопараллель­ные. Технические условия»)

Основное назначение концевых мер длины осуществляется путем их применения для хранения и передачи единицы длины, повер­ки и градуировки различных мер и средств измерений, поверки калибров, определения размеров изделий и приспособлений, для разметочных и координатно-расточных работ, наладки станков и инструментов и т.д.

В соответствии с ГОСТ 9038—90 концевые меры длины имеют форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскопараллель­ными измерительными поверхностями (рис.1, а).

Рисунок 1. Плоскопараллельные концевые меры длины:

а — измерительные поверхности концевых мер; б — определение срединной длины концевой меры; в — блок концевых мер; b — ширина блока концевых мер; а — длина концевых мер.

За размер плоскопараллельной концевой меры длины прини­мается ее срединная длина 1 (рис. 1, б), которая определяется длиной перпендикуляра, проведенного из середины одной из из­мерительных поверхностей меры на противоположную измери­тельную поверхность. Номинальный размер срединной длины на­носится на каждую меру.

Концевые меры могут иметь следующие классы точности: 00; 01; 0; 1; 2; 3 — из стали; 00; 0; 1; 2 и 3 — из твердого сплава (класс 00 — самый точный). Концевые меры комплектуют в различные наборы по их числу и номинальной длине. В наборах от № 1 до № 19 число мер составляет от 2 до 112. В специальных наборах № 20, 21 и 22 содержатся соответственно 23, 20 и 7 мер.

Класс точности набора определяется низшим классом отдель­ной меры, входящей в набор. К каждому набору прилагается пас­порт, в котором указывается номинальная длина каждой меры и отклонение.

В зависимости от погрешности измерения длины мер (по­грешности аттестации) и отклонения их от плоскостности и параллельности концевые меры разделяют на пять разрядов: 1, 2, 3, 4 и 5-й (для 1 -го разряда определена наименьшая погрешность аттестации). Величины погрешностей приводятся в аттестате меры.

Одно из основных свойств концевых мер длины, обеспечива­ющее их широкое применение, — это притираемость, т.е. способность прочно сцепляться между собой при прикладывании или надвигании одной меры на другую (рис. 1, в). Сцепление (адге­зия) мер вызывается силами межмолекулярного взаимодействия при наличии тончайшей пленки смазки между ними (0,05...0,1 мкм).

При составлении блока требуемого размера из концевых мер следует руководствоваться следующим правилом. Такой блок не­обходимо составлять из возможно меньшего числа мер. Сначала следует выбирать концевые меры, позволяющие получить тысяч­ные доли миллиметра, затем сотые, десятые и, наконец, целые миллиметры.

Например, для получения блока размером 28,495 мм необходи­мо из набора № 1 взять концевые меры в такой последовательно­сти: 1,005 + 1,49 + 6 + 20 = 28,495 мм. Минимальное число конце­вых мер в блоке, с одной стороны, повысит его точность (умень­шается суммарная погрешность размера блока), а с другой — уменьшит вероятность его разрушения. В блоке должно содер­жаться не более 5 концевых мер.

Материалами, из которых изготавливают концевые меры дли­ны, чаще всего служат хромистые стали 20ХГ, ХГ, ШХ15 и X, твердость их измерительных поверхностей составляет не менее 62 НRС.

Параметр шероховатости Rzизмерительных поверхностей кон­цевых мер длины для обеспечения хорошей притираемости и вы­сокой износостойкости не должен превышать 0,063 мкм, а пара­метр шероховатости Raнерабочих поверхностей — 0,63 мкм.

Средний срок службы концевых мер из стали составляет не менее одного года, а из твердого сплава — не менее двух лет.

Условное обозначение, например, набора № 2 концевых мер из стали класса точности 1, имеет следующий вид:

Концевые меры 1—Н2 ГОСТ 9038—90.

2. Измерительные линейки. Линейки (рис. 2) относятся к штриховым мерам и предназначены для измерения размеров изделий 14—18 квалитетов точности прямым методом. Их конструк­ции однотипны. Линейка представляет собой металлическую по­лосу шириной 20...40 мм и толщиной 0,5... 1,0 мм, на широкой по­верхности которой выполнены деления. Линейки изготавливают с одной или двумя шкалами, верхними пределами измерений 150; 300; 500 и 1 000 мм и ценой деления 0,5 или 1 мм. Линейки с це­ной деления 1 мм могут иметь на длине 50 мм от начала шкалы полумиллиметровые деления.

Измерительные линейки предназначены для измерений вы­сот, длин, диаметров, глубин и других размеров в различных от­раслях промышленности, в том числе в машиностроении. Их ос­новное достоинство — простота конструкции, низкая стоимость, надежность и простота применения. Измерение производится прикладыванием линейки к измеряемому объекту, причем чаще всего нулевой штрих линейки совмещается с краем детали. От­счет по шкале на другом краю детали дает искомый результат измерения.

Допустимые отклонения действительной общей длины шкалы

линеек от номинального значения находятся в пределах ±(0,10...0,20) мм в зависимости от общей длины шкалы, а отдель­ных подразделений — не более ±(0,05...0,10) мм.

Поверку линеек, т.е. определение погрешности нанесения штрихов, производят по образцовым измерительным линейкам, которые называют штриховыми мерами. Погрешность такого сравнения не превышает 0,01 мм.

3. Штангенинструмент. Предназначен для абсолютных измере­ний линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также воспроизведения размеров при разметке деталей. К штангенинструменту относятся штангенциркули (рис. 3, а—в), штангенглубиномеры и штангенрейсмасы.

Основными частями штангенинструмента являются штанга-линейка 1 с делениями шкалы через 1 мм и перемещающаяся по линейке шкала-нониус 5. По штанге-линейке отсчитывают целое число миллиметров, а по нониусу — десятые и сотые доли милли­метра.

Рисунок 3. Конструкции штангенциркулей:

а - типа ШЦ-1; б - типа ШЦ-II; в - типа ШЦ-III; г - отсчет по нониусу; 1 — штанга-линейка; 2 — измерительные губки; 3 — рамка; 4 — винт зажима рамки; 5 — шкала-нониус; 6 — линейка глубиномера; 7 — рамка микрометрической подачи.

Для отсчета с помощью нониуса сначала определяют по основ­ной шкале целое число миллиметров перед нулевым делением

нониуса. Затем добавляют к нему число долей по нониусу в соот­ветствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху основной шкалы (рис. 3, г).

Основные типы нониусов представлены на рис. 4. Наиболь­шее распространение получили нониусы с точностью отсчета 0,1; 0,05 и 0,02 мм.

Рисунок 4. Типы нониусов.

В ГОСТ 166—89* «Штангенциркули. Технические условия» предусмотрены изготовление и использование трех типов штан­генциркулей. ШЦ-1 с ценой деления 0,1 мм (см. рис. 3, а), ШЦ-II с ценой деления 0,05 и 0,1 мм (см. рис. 3, б) и ШЦ-III с ценой де­ления 0,05 и 0,1 мм (см. рис. 3, в).

В штангу индикаторного штангенциркуля (рис. 5) вмонтиро­вана зубчатая рейка 2, по которой перемещается зубчатое коле­со 3 индикатора, закрепленного на рамке 1. Перемещение зубча­того колеса передается на стрелку индикатора, показывающую единицы, десятые и сотые доли миллиметра.

Рисунок 5. Конструкция индикаторного штангенциркуля:

1 — рамка; 2 — зубчатая рейка; 3 — зубчатое колесо.

Для линейных измерений в последнее время применяют штангенинструменты с электронным цифровым отсчетом (рис. 6). В этих приборах вдоль штанги также располагается многозначная мера, по которой отсчитывается величина перемещения подвиж­ной рамки. В качестве многозначной меры используются фото­электрические или емкостные преобразователи. Большинство штангенинструментов с электронным отсчетным устройством име­ют возможность представления результата измерений непосред­ственно на шкале прибора либо на подключаемом к нему микропроцессоре. Цена деления таких приборов составляет 0,01 мм.

Рисунок 6. Штангенциркуль с цифровым отсчётом.

Штангенглубиномеры (ГОСТ 162—90 «Штангенглубиномеры. Технические условия») принципиально не отличаются от штан­генциркулей и применяются для измерения глубины отверстий и пазов. Рабочими поверхностями штангенглубиномеров (рис. 7) являются торцовая поверхность штанги-линейки I и база для из­мерений — нижняя поверхность основания 4.

Рисунок 7. Штангенглубиномер:

1 — штанга-линейка;

2 — рамка микрометрической подачи; 3 — нониус;

4 — основание

Для удобства отсче­та результатов измерений, повышения точности и производитель­ности контрольных операций в некоторых типах штангенглубино­меров вместо нониусной шкалы предусматривается установка ин­дикатора часового типа с ценой деления 0,05 или 0,01 мм.

Штангенрейсмасы (ГОСТ 164—90 «Штангенрейсмасы. Техни­ческие условия») являются основными измерительными инструментами для разметки деталей и оп­ределения их высоты. Они могут иметь дополнительный присоедини­тельный узел для установки изме­рительных головок параллельно или перпендикулярно плоскости основа­ния. Конструкция и принцип дей­ствия штангенрейсмаса по суще­ству не отличаются от конструкции и принципа действия штангенцир­куля. На заводах используют штан­генрейсмасы с индикаторным и цифровым отсчетом показаний. В первом случае вместо нониусной шкалы на подвижной рамке 2 (рис. 8) устанавливается индика­тор часового типа с ценой деления 0,05 или 0,01 мм, а во втором — зубчатое колесо ротационного фотоэлектрического счетчика им­пульсов, которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой, на­резанной на штанге прибора. За один оборот зубчатого колеса счетчик дает 1000 импульсов, показания которого передаются к цифровому показывающему или записывающему устройству. Погрешность измерений в этом случае может не превышать 10... 15 мкм.

Рисунок 8. Штангенрейсмас: 1 — штанга-линейка; 2 — рамка; 3 — основание; 4 — державка; 5 — нониус.

4. Микрометрические инструменты. К микрометрическим инст­рументам относятся гладкие микрометры (рис. 9. а — в), микро­метры со вставками, микрометрические глубиномеры (рис. 10) и нутромеры (рис. 11). Они предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глу­бин отверстий и пазов и т.д.

Рисунок 9. Гладкий микрометр: а — принципиальная схема; б — устройство микрометра; в — отсчетное устройство; 1 — корпус; 2 — неподвижная пятка; 3 — стебель; 4 — микрометрический винт; 5 — барабан; 6 — гай­ка микрометрической пары; 7 — устройство стабилизации усилия измерений (трещотка); 8 — ось продольной шкалы; 9 — продоль­ная шкала; 10 — круговая шкала

Принцип действия этих инструментов основан на использова­нии винтовой пары (винт—гайка) для преобразования вращательного движения микрометрического винта в поступательное. Ос­новными частями микрометрических инструментов (см. рис. 9. а, б) являются корпус 1, стебель 3, внутри которого с одной сто­роны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с дру­гой — гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точ­ное направление перемещения микрометрического винта 4. На винт установлен барабан 5, соединенный с трещоткой 7, обеспе­чивающей постоянное усилие измерения (на микрометрические нутромеры трещотка не устанавливается).

Отсчетное устройство (см. рис. 9. в) микрометрических ин­струментов состоит из двух шкал — продольной 9 и круговой 10. По продольной шкале отсчитывают целые миллиметры и 0,5 мм, а по круговой — десятые и сотые доли миллиметра.

Гладкие микрометры типа МК (ГОСТ 6507—90 «Микромет­ры. Технические условия») выпускают с различными пределами измерений: 0...300 мм — через каждые 25 мм с диапазоном пока­заний шкалы 25 мм, а также 300...400; 400...500 и 500...600 мм. Предельная погрешность микрометров зависит от верхних преде­лов измерений и может составлять от ±3 мкм для микрометров МК-25 до ±50 мкм — для микрометров МК-500.

Микрометрический глубиномер (ГОСТ 7470—92 «Глубиноме­ры микрометрические. Технические условия»), изображенный на рис. 10, предназначен для абсолютных измерений глубин отвер­стий, высот выступов и т. д.

Рисунок 10. Микрометрический глубиномер: 1 — трещотка; 2 — бара­бан; 3 — стебель; 4 — гайка фиксации; 5 — тра­верса; 6 — подвижная пятка

Он имеет стебель 3, закрепленный на траверсе 5 с помощью гайки 4 фиксации. Одной измерительной поверхностью является нижняя плоскость траверсы, а другой — плоскость микрометрического винта, соединенного с подвижной пяткой 6. Микровинт вращается с помощью трещотки 1, соеди­ненной с барабаном 2. В комплект микрометрического глубиноме­ра входят установочные меры с плоскими измерительными тор­цами.

Микрометрический нутромер (рис. 11), соответствующий ГОСТ 10—88 «Нутромеры микрометрические. Технические ус­ловия», предназначен для абсолютных измерений внутренних размеров при приведении измерительного наконечника в со­прикосновение со стенками проверяемого отверстия. Микро­метрические нутромеры не имеют трещоток, поэтому плот­ность соприкосновения определяется на ощупь. Установка нут­ромера на нуль выполняется либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с боковиками, устанавливаемых в струбцину.

Рисунок 11. Микрометрический нутромер:

1 — неподвижный наконечник; 2 — удлинитель; 3 — микрометри­ческая головка.

Микрометрические нутромеры типа НМ выпускают с предела­ми измерений 50...75, 75... 175, 75...600, 150... 1 250, 800...2500, 1250...4000, 2500...6000 и 4000... 10000 мм. При необходимости увеличения пределов измерений используются удлинители.

 

Зайцев С.А. Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении, с.217-228

 

1. Для чего используют плоскопараллельные концевые меры длины?

2. Как правильно собрать блок из плоскопараллельных концевых мер длины?

3. Какие штангенинструменты используют в машиностроении?

4. Из каких частей состоит штангенциркуль?

5. Что откладывают по шкале-нониус?

6. Какие микрометрические инструменты вам известны?

7. На каком принципе основана работа микрометра?