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?