close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

804.Метрология и сертификация. Метрология учеб.-метод. пособие для лаб

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
МЕТРОЛОГИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Метрология
Учебно-методическое пособие
для лабораторных работ
Электронное издание
Красноярск
СФУ
2013
1
УДК 389(07)
ББК 30.10 я73
М546
Составитель: Батрак Андрей Петрович
М546 Метрологическое и сертификация. Метрология: учебно-методическое
пособие для лабораторных работ [Электронный ресурс] / сост. А. П.
Батрак. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows
98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.
В учебно-методическом пособии приводятся сведения по организации и
порядку проведения метрологических измерений и порядку обработки результатов
в ходе изучения дисциплины «Метрология и сертификация».
Предназначено для бакалавров направлений 221400 и 221700, а также может быть использовано студентами других специальностей и форм обучения.
УДК 389(07)
ББК 30.10 я73
© Сибирский
федеральный
университет, 2013
Электронное учебное издание
Подготовлено к публикации ИЦ БИК СФУ
Подписано в свет 30.10.2013 г. Заказ 3282.
Тиражируется на машиночитаемых носителях.
Издательский центр
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (391)206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru
http://rio.sfu-kras.ru
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................... 5
1. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ................. 5
Лабораторная работа 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ДОПУСКА СТАТИСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ .................................................................... 6
2. ЭТАЛОНЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН................................................................................ 11
Лабораторная работа 1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ВИДАМИ МАТЕРИАЛЬНЫХ
ЭТАЛОНОВ. ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЭТАЛОННОЙ БАЗЫ .................................. 13
Лабораторная работа 2. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ВИДАМИ МАТЕРИАЛЬНЫХ
ЭТАЛОНОВ. ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЭТАЛОННОЙ БАЗЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ОСНОВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ И ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ
КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ КМД НА ВЕРТИКАЛЬНОМ ОПТИМЕТРЕ ....................... 15
3. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ................................................................................. 19
Лабораторная работа 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО РАЗМЕРА
И СУММАРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ МНОГОКРАТНЫХ РАВНОТОЧНЫХ
ИЗМЕРЕНИЯХ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ............................................................... 20
Лабораторная работа 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ
СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ........................................................................................................ 22
Лабораторная работа 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ РАЗБРОСА ТВЁРДОСТИ
В ОДНОЙ ПАРТИИ СТАЛИ 45 С ПОМОЩЬЮ ПОРТАТИВНОГО ТВЕРДОМЕРА
TIME TH 130 ............................................................................................................................ 24
4. ОБЩИЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ
ЭКСПЕРТИЗЕ .............................................................................................................................. 30
Лабораторная работа 1. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ .. 31
5. ОСНОВЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ........................................................................ 33
Лабораторная работа 1. ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПАРТИИ
ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯ С МЕРОЙ ............................................................... 33
Лабораторная работа 2. ИЗМЕРЕНИЕ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА С ПОМОЩЬЮ
ИНДИКАТОРНОГО НУТРОМЕРА ...................................................................................... 36
Лабораторная работа 3. ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ КРУГЛОСТИ ДЕТАЛИ
НА ВЕРТИКАЛЬНОМ ОПТИМЕТРЕ .................................................................................. 43
Лабораторная работа 4. ИЗМЕРЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ОСЕЙ ОТВЕРСТИЙ
НА БОЛЬШОМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ МИКРОСКОПЕ ............................................. 49
3
6. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ... 57
Лабораторная работа 1. ПОВЕРКА ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ ............................................... 60
Лабораторная работа 2. ПОВЕРКА ГЛАДКОГО МИКРОМЕТРА ТИПА МК ................. 66
Лабораторная работа 3. ПОВЕРКА ВЕРТИКАЛЬНО ОПТИЧЕСКОГО
ДЛИННОМЕРА ИЗВ – 1 ........................................................................................................ 73
Лабораторная работа 4. КАЛИБРОВКА ТОЛЩИНОМЕРА ПОКРЫТИЙ
ТИПА ТТ 220 ........................................................................................................................... 79
7. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ МЕТОДИК ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ................................................................................................................................ 82
Лабораторная работа 1. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ .. 85
8. АККРЕДИТАЦИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ СЛУЖБ НА ПРАВО ПРОВЕДЕНИЯ
РАБОТ В ОБЛАСТИ ИСПЫТАНИЙ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ............................................ 87
Лабораторная работа 1. РАЗРАБОТКА ПАКЕТА ДОКУМЕНТОВ ПО
АККРЕДИТАЦИИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ АУД Г556 НА ПРАВО
ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ПОВЕРКИ ШТАНГЕНЦИРКУЛЕЙ ТИПА ШЦ – 1............ 88
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ........................................................................................ 90
Приложение 1 .......................................................................................................................... 91
Приложение 2 .......................................................................................................................... 94
4
менении значений основных единиц. например, для единицы скорости она
имеет следующий вид:
v = kL×T -1;
где k – коэффициент пропорциональности, равный 1, L – длина пути, Т – вре3
мя. Если вместо L и Т подставить наименования
единиц измерения длины и
времени в системе СИ, получим формулу размерности единицы скорости в
этой системе:
V = м/с, или v = м×с-1.
Если физическая величина представляет собой отношение двух размерных величин одной природы, то она не имеет размерности. Такими безразмерными величинами являются, например, коэффициент преломления, массовая или объемная доля вещества.
Единицы физических величин, которые устанавливаются независимо от
других и на которых базируется система единиц, называются основными единицами системы. Единицы, определяемые с помощью формул и уравнений,
связывающих физические величины между собой, называются производными
единицами системы. Основные или производные единицы, входящие в систему единиц, называются системными единицами.
Международная система единиц включает cсемь основных, две дополнительные, а также производные единицы, образованные из основных и дополнительных единиц. Дополнительные единицы (радиан и стерадиан) не зависят от основных единиц и имеют нулевую размерность. Для непосредственных измерений они не применяются из-за отсутствия измерительных приборов, проградуированных в радианах и стерадианах. Эти единицы используют для теоретических исследований и расчетов.
Лабораторная работа 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ДОПУСКА
СТАТИСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Цель работы
По результатам измерения партии одинаковых деталей рассчитать технологический допуск на заданный номинальный размер и назначить стандартное поле допуска. Построить гистограмму фактического распределения
размеров по размерным группам.
6
Теоретические предпосылки
В теории ошибок принято точность измерений (точность прибора) характеризовать с помощью среднего квадратического отклонения σ случайных ошибок
измерений. Для оценки σ используют «исправленное» среднее квадратическое
отклонение s. Поскольку обычно результаты измерений взаимно независимы,
имеют одно и то же математическое ожидание (истинное значение измеряемой
величины) и одинаковую дисперсию (в случае равноточных измерений).
Основными характеристиками рассеяния случайных ошибок являются
среднее арифметическое значение действительных размеров М и среднеквадратичное отклонение σ , которые находят по формулам:
N
M
 Ai
i 1
N

(1.1)
N
(M  Ai )
i 1
2
(1.2)
N
где Аi – действительные размеры, полученные в результате намерений;
N – количество деталей (объем выборки).
Для наглядного графического представления о рассеянии размеров
строят гистограмму распределения деталей по размерным группам. С этой
целью весь диапазон размеров данной выборки от минимального Amin до
максимального Amax разбивают на К групп.
Размеры, входящие в одну группу, могут отличаться друг от друга на
величину, не превышающую значения Q :
Q  ( Amax  Amin ) / K
(1.3)
Технологический расчетный допуск ТR находят по формуле
TR  ( XRmax  XRmin ) E
(1.4)
где XRmax, XRmin- соответственно максимальный и минимальный расчетные размеры, учитывающие только случайные ошибки и определяемые из выражений:
XRmax  M  B  
XR min  M  B  
(1.5)
(1.6)
Значения коэффициента B для соответствующего объема выборки
принимают равным 1,1. Они гарантирует, что 99,73% деталей генеральной
совокупности будут иметь размеры в пределах назначенного допуска. Коэффициент Е в формуле (1.4) дает поправку на систематические погрешности. Для налаженных технологических процессов он составляет 1,05-1,2.
7
При назначении стандартных предельных отклонений отверстий следует
отыскать в ГОСТ 25347-82 для данного номинального размера нижнее отклонение, наиболее близкое к XRmin, и верхнее отклонение, наиболее близкое к (ХRmin + ТR). Для размеров валов наоборот: верхнее отклонение
должно соответствовать XRmax, а нижнее – (XRmax-ТR). Этот прием обоснован тем, что при настройке станка центр группирования размеров M несколько сдвигается в минус для отверстий и в плюс для валов, что уменьшает риск появления неисправимого брака и позволяет увеличить время работы инструмента до следующей перенастройки или заточки.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Средством измерения назначенного преподавателем измерить размеры L, D партии валиков рис. 1.1.
L
D
Рис. 1.1. Измеряемый образец и его параметры
2. Определить минимальное Amin и максимальное Amax значение данной
выборки для каждого размера L и D.
3. Разбить весь диапазон размеров данной выборки от минимального
Amin до максимального Amax на заданное количество одинаковых групп К
равное шести.
4. Определить среднее арифметическое значение действительных размеров М и среднее квадратичное отклонение σ, а так же значение Q .
5. Посчитать максимальный XRmax и минимальный XRmin расчетные
размеры и технологический расчетный допуск ТR.
6. Записать число деталей, соответствующих каждой группе.
7. Построить гистограмму фактического распределения деталей по размерным группам. По горизонтальной оси – размерные интервалы (номер
группы) от 1 до К. Каждый интервал равен Q . По вертикальной оси показывают количество деталей, попавших в каждую группу.
8. Под гистограммой нанести расчетное поле допуска ТR с указанием
предельных отклонений от номинального размера и стандартное поле допуска TS.
8
Пример построения столбчатой диаграммы распределения
L,
шт.
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Q. 2Q. 3Q.
AMIN=59,877
KQ.
M=59,93
AMAX=59,965
XRMAX=59,983
Расчетное поле допуска TR=0,088
Ø60  00,,035
080
Стандартное поле допуска
TS=0,074 Ø60 f 9  00,,030
104
Рис. 1.2. Столбчатая диаграмма распределения
9
мм
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель лабораторной работы.
2. Задание по варианту.
3. Выписанные определения среднеквадратического отклонения, и математического ожидания.
4. Расчёты параметров σ, Q ,М, TR, а также выбранное стандартное
поле допуска TS.
5. Построенную столбчатую диаграмму распределения размеров.
6. Количество размеров деталей входящую в каждую группу.
7. Вывод.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Из каких основных элементов состоит система СИ.
2. Назовите основные характеристики случайных ошибок.
3. Для чего необходим поправочный коэффициент Е при определении
величины технологического допуска.
4. Каким образом назначают стандартное верхнее и нижнее предельное
отклонение для валов и отверстий, по расчетным значениям XRmax и XRmin.
10
2. ЭТАЛОНЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Государственная система обеспечения единства измерений устанавливает требования к эталонам единиц физических величин и к системе передачи
размера единицы каждой величины к рабочим средствам измерений.
Эталоны единиц физических величин – средства измерений (или
комплексы средств измерений), обеспечивающие воспроизведение и (или)
хранение единиц с целью передачи их размеров рабочим средствам измерений. Передача размеров осуществляется с помощью поверочных схем.
В настоящее время в стране действует примерно 130 эталонов единиц
физических величин. Эталоны единиц классифицируют по ряду признаков.
Соответственно делению физических величин различают эталоны основных и
производных единиц, а по точности воспроизведения единиц и подчиненности – первичные (исходные) и вторичные.
Первичные эталоны воспроизводят и (или) хранят единицы и передают их размеры с наивысшей точностью, достижимой в данной области измерений. Разновидностью первичных эталонов являются специальные эталоны,
предназначенные для воспроизведения единиц в установленных особых условиях (сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры и т. п.). Первичные и специальные эталоны, официально утвержденные в
качестве исходных для страны, называют государственными, на каждый из
них утверждают государственный стандарт.
К вторичным эталонам относят эталоны – копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны. Эталоны – копии предназначены для передачи размера единицы рабочим эталонам, которые служат для поверки образцовых и наиболее точных рабочих средств измерений. Эталоны сравнения предназначены для взаимного сличения
эталонов, которые не могут быть непосредственно сличены друг с другом.
По своему составу эталоны могут быть одиночные и групповые.
Одиночный эталон представляет собой одну меру (прибор или установку), а
групповой эталон состоит из однотипных мер (измерительных устройств),
воспроизводящих размер единицы в виде среднего арифметического результатов воспроизведения каждым из элементов этой совокупности.
Кроме национальных эталонов, имеются международные эталоны, принадлежащие группе стран и предназначенные для поддержания единства измерений в международном масштабе путем периодического сличения национальных эталонов с международным и между собой.
Государственный первичный эталон единицы массы – килограмма состоит из национального прототипа килограмма (гири из платино-иридевого
сплава) и эталонных весов, предназначенных для передачи размера единицы
массы вторичным эталонам. Среднее квадратическое отклонение относительной погрешности воспроизведения эталоном единицы массы равно 7.10-9
11
В настоящее время ведутся работы по созданию "естественного" эталона единицы массы, например, используя счет числа молекул.
Государственный первичный эталон единиц длины – комплекс средств,
воспроизводящих метр в виде 1650763,73 длин волн излучения в вакууме, соответствующего переходу между определенными уровнями атома крипто-на86. Эталон обеспечивает воспроизведения метра с средним квадратическим
отклонением результата измерений, не превышающим 5.10 -9.
Государственный первичный эталон единицы времени – комплекс
средств, воспроизводящих секунду в виде 192 631 770 периодов колебаний
электромагнитного излучения, соответствующего переходу между двумя
сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия – 133. Этот эталон
является также эталоном единицы частоты – герца. Он обеспечивает воспроизведение единиц с относительным средним квадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 1.10-13, при неисключенной относительной систематической погрешности, не превышающей 1.10 -12 .
Появление высокостабильных лазеров позволило осуществить согласованное определение метра и секунды на основе одной линии излучения. В
связи с этим в 1983г. XVII Генеральной конференцией по мерам и весам принято решение о новом определении метра, в соответствии с которым, метр
определен как длина пути, проходимого светом за 1/299 792 548 долю секунды. В настоящее время ведутся работы по созданию единого эталона единиц
времени, частоты и длины. При этом используется фундаментальная зависимость;
l = ct
где l – путь, проходимый излучением, с =299 792 548 м/с – скорость света
(излучения); t – время.
Государственный первичный эталон единицы силы постоянного тока ампера – это комплекс средств, в состав которых входят токовые весы. В токовых весах, представляющих собой рычажные равноплечие весы, с одной
стороны на коромысло действует сила взаимодействия двух соленоидов, обтекаемых постоянным током, а с другой стороны – гиря известной массы.
При равновесии весов сила тока определяется через массу гири, ускорение
свободного падения в месте расположения весов и постоянную электродинамической системы (двух соленоидов), зависящую от формы и размеров соленоидов, диаметра сечения провода соленоидов, значения относительной магнитной проницаемости среды и т. д. Таким образом, ампер воспроизводится
через основные единицы – метр, килограмм и секунду. Эталон воспроизводит
размер ампера с относительным средним квадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 4.10-6, при относительной систематической погрешности, не превышающей 8.10-6.
Для поддержания единства измерений можно ограничиваться созданием эталонов только основных величин. Однако для облегчения выполнения
12
этой задачи созданы эталоны производных единиц. Рассмотрим некоторые
эталоны производных единиц электрических величин.
В состав государственного эталона вольта входит: мера напряжения на основе эффекта Джозефсона (возникновение напряжения между разделенными
тонким слоем диэлектрика двумя сверхпроводниками в высокочастотном электромагнитном поле); группа насыщенных нормальных элементов для хранения
размера единицы, компенсатор постоянного тока для сличения нормальных элементов. Эталон воспроизводит размер вольта с относительным средним квадратичным отклонением результата измерения, не превышающим 5.10-8 при относительной неисключенной систематической погрешности, не превышающей 1.10-6.
Государственный эталон единицы сопротивления воспроизводит Ом с
помощью 10 манганиновых катушек сопротивления с относительным среднеквадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 1.10-7,
при неисключенной относительной систематической погрешности, не превышающей 5.10-7.
Государственный эталон единицы емкости воспроизводит фарад с помощью конденсатора с относительным среднеквадратическим отклонением
результата измерений, не превышающим 7.10-7, при неисключенной относительной систематической погрешности, не превышающей 13.10-7.
Государственный эталон единицы индуктивности воспроизводит генри с
помощью четырех катушек индуктивности с относительным средним квадратическим отклонением результата измерений, не превышающим 1.10-5, при неисключенной относительной систематической погрешности, не превышающей 1.10-5.
Лабораторная работа 1
ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ВИДАМИ МАТЕРИАЛЬНЫХ ЭТАЛОНОВ.
ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЭТАЛОННОЙ БАЗЫ
Цель работы
Ознакомится с эталонной базой лаборатории Г556. Научится составлять
размерные наборы концевых мер длинны, и весовых мер.
Теоретические предпосылки
Эталонный набор – эталон, состоящий из совокупности средств измерений, позволяющих воспроизводить и (или) хранить единицу в диапазоне,
представляющем объединение диапазонов указанных средств.
Эталонные наборы создаются в тех случаях, когда необходимо охватить
определенную область значений физической величины.
Пример – Эталонные разновесы (наборы эталонных гирь) и эталонные
наборы ареометров, наборы концевых или штриховых мер длинны.
13
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Ознакомиться с видами эталонов.
2. Определить вид представленных эталонов, класс точности, диапазон
передаваемых значений физической величины.
3. Заполнить таблицу 2.1.
Вид эталона
Класс точности.
Передаваемая
физическая величина
Таблица 2.1.1
Диапазон передаваемых значений физической величины
4. Разработать инструкцию по доступу к эталонной базе лаборатории.
5. Составить иерархическую структуру эталонной базы лаборатории
рис 2.1.1.
Первичный эталон
Рабочий эталон
Образцовые измерительные устройства
1-го разряда
2-горазряда
3-горазряда
4-горазряда
Рабочие измерительные устройства
Наивысшей точности
Высокой точности
Высшей точности
Средней точно-
Низшей точности
Рис. 2.1.1. Пример схемы передачи единицы
физической величины
14
Отчёт о лабораторной работе должен содержать
1. Структуру эталонной базы.
2. Заполненную таблицу 2.1.1.
3. Инструкцию по доступу к эталонной базе лаборатории
5. Иерархическую структуру эталонной базы лаборатории
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Виды эталонов.
2. Структура эталонной базы страны.
3. Какие виды эталонов относятся к вторичным.
4. Кто может иметь доступ к высшим эталонам метрологических лабораторий.
Лабораторная работа 2
ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ВИДАМИ МАТЕРИАЛЬНЫХ ЭТАЛОНОВ.
ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЭТАЛОННОЙ БАЗЫ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ И ОТКЛОНЕНИЯ
ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ КМД
НА ВЕРТИКАЛЬНОМ ОПТИМЕТРЕ
Цель работы
1. Ознакомиться с устройством оптиметра, метрологическими характеристиками, назначением и принципом действия ;
2. Приобрести навыки работы с оптиметром;
3. Ознакомиться с порядком определения основной погрешности и отклонения от плоскостности КМД.
Назначение и устройство вертикального оптиметра типа ИК
Вертикальный оптиметр применяют для точного измерения наружных
размеров изделий: длины плоскопараллельных концевых мер, диаметров
гладких калибров-пробок, резьбовых калибров, шариков, толщины тонких
листов и т.п.
Вертикальный оптиметр состоит из измерительной трубки оптиметра с
окулярным отсчетом и стойки типа СII.
На стойке рис. 2.2.1 имеется предметный стол 7, который в горизонтальное положение устанавливается вращением микровинтов 8. В вертикальном направлений стол перемещается в пределах нескольких миллиметров вращением
гайки 10 микрометрического механизма и фиксируется винтом 9.
Перпендикулярность оси измерительного стержня плоскости стола
проверяют при надетом на стержне плоском измерительном наконечнике с
15
помощью плоскопараллельной концевой меры длины размером приблизительно 10 мм.
Если плоскость наконечника не параллельна плоскости стола, то показания оптиметра при различных положениях меры будут отличаться одно от
другого. Вращением микровинтов 8 стол устанавливают так, чтобы во всех
четырех положениях меры показания были одинаковы.
Внимание! Все действия должны быть предельно аккуратные в целях
предотвращения поломки высокоточного прибора.
Рис. 2.2.1. Вертикальный оптиметр ИК
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Ознакомиться с описанием на прибор, с конструкцией и принципом
действия вертикального оптиметра;
2. Произвести регулировку взаимного расположения наконечников. Для
этого между наконечниками на столе устанавливают концевую меру размером 0,5…2 мм. Перемещая кронштейны 3 и пиноль 4, наконечники приводят
в соприкосновение с поверхностями меры . Микровинтом 9 устанавливают
шкалу оптиметра на некоторое показание . Регулировку выполняют винтами
10, расположенными под углом 900 , которые смещают стержень пиноли в радиальных направлениях . Вращая поочередно винты 10, необходимо добиться
наибольшего показания оптиметра для сферических наконечников и наименьшего показания для плоских .
16
3. Произвести исследование метрологических характеристик концевых
мер длины.
Установка прибора на ноль осуществляется в соответствии с нижеприведенным порядком:
При установке оптиметра на нуль по блоку концевых мер (или по одной
КМ) линия измерения должна проходить перпендикулярно к измерительным
поверхностям мер. Предметный стол с блоком мер и кронштейны устанавливают в положение, при котором измерительные наконечники пиноли и трубки
соприкасаются в срединой точке мер – микровинтом 8 устанавливают шкалу
прибора в положение около нулевой точки. Поочередными поворотами стола
вокруг вертикальной оси ручкой 9 и покачиваниями стола эксцентриком 12
добиваются наименьшего показания оптиметра. Затем, вращая винт 9 пиноли,
устанавливают шкалу на нулевое положение. Отводя наконечник трубки арретиром, проверяют правильность установки нулевого положения.
Исследование метрологических характеристик производить по следующей схеме:
– Ознакомьтесь с принципом действия оптикатора, подготовьте его к
работе в соответствии с описанием на прибор;
– Отберите несколько концевых мер разных типоразмеров из рабочего
набора КМД и пометьте их карандашом буквой «Р»;
– Затем из аттестованного образцового набора КМД выберите подобные
(тех же типоразмеров) концевые меры, при этом обозначив их буквой «О»;
– Отберите одну пару «образцовая – рабочая» мер. Затем настройте оптикатор по образцовой мере на ноль. Проверьте точность настройки, арретируя измерительный наконечник;
– Затем на место образцовой КМД поместите идентичную рабочую меру. Определите сначала срединную длину (в точке 5 Рис. 2.2.2), затем по периметру (точки 1, 2, 3, 4);
– Проанализируйте полученные результаты;
– Сравнивая требования нормативной документации на концевые меры
длины, определить класс рабочего набора.
Для поверки выбрать не менее 10 пар концевых мер. Наблюдения занести в таблицы 2.2.1 и 2.2.2.
Рис. 2.2.2. Образцовая и рабочая меры
17
Таблица 2.2.1
Метрологические характеристики КМД
№
Класс набора
Метрологические характеристики
(допустимое значение по ТУ)
Отклонение
Отклонение от
срединной дли- плоскостности,
ны, мкм
мкм
Отклонение от плоскопараллельности,
мкм
Таблица 2.2.2
Протокол
Номин.
Размер
КМД
Действит.
размер по аттестату
Значение по шкале оптикатора (отклонение)
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5
Значение
рабочей
хд + х5
Отклонение от
плоскостности
xmax – хmin
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название темы и цель работы.
2. Ответы на контрольные вопросы.
3. Схему оптиметра и описание принципа действия.
4. Выполненное задание (алгоритм исследования МХ КМД, заполненные таблицы, анализ полученных результатов, выводы).
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Какой метод измерений используется при измерении на вертикальном оптиметре.
2. Каким образом определяется цена деления и диапазон измерения оптиметра.
3. Каким образом регулируют взаимное положение наконечников перед
измерениями.
18
3. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
Согласно ГОСТ 8.103-73 под метрологической экспертизой понимают
анализ и оценку технических решений по выбору параметров, подлежащих
измерениям, установлению требований к точности измерений и обеспечению
методами и средствами измерения (СИ) процессов разработки, изготовления,
испытания, эксплуатации и ремонта продукции.
МЭ является формой участия специалистов-метрологов в разработке
технической документации.
Целью такого участия является выявление ошибочных или недостаточно обоснованных решений по метрологическому обеспечению и оказание помощи разработчику в поиске наиболее рациональных решений. Введение МЭ
в практику технологической подготовки производства приводит к совершенствованию его метрологического обеспечения и, как следствие, способствует
повышению качества выпускаемой продукции.
МЭ должна способствовать рациональному решению двух основных
вопросов метрологического обеспечения производства изделий – что измерять и с какой точностью и связанных с ними вопросов выбора средств и методик выполнения измерений.
В связи с этим задачами МЭ технической документации являются;
1) оценка:
- рациональности номенклатуры измеряемых параметров;
- оптимальности требований к точности измерений;
- соответствия точности измерений заданным требованиям;
- полноты и правильности требований к точности СИ;
- контролепригодности конструкции (возможности контроля необходимых параметров процесса изготовления, испытаний, эксплуатации и
ремонта);
- возможности эффективного обслуживания выбранных СИ;
- рациональности выбранных средств и методик выполнения измерений;
2) анализ использования вычислительной техники в измерительных
операциях;
3) контроль метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц, а также наименований всех терминов технических условий и требований изложенных в текстовой записи.
Результаты МЭ фиксируют в форме замечаний, которые носят характер
предписаний, обязательных к исполнению. В большинстве случаев эти замечания должны сопровождаться предложениями, направленными на устранение замеченных недостатков.
19
Лабораторная работа 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО РАЗМЕРА
И СУММАРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ МНОГОКРАТНЫХ
РАВНОТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ
Цель работы
Определить с помощью штангенциркуля истинное значение измеряемой величины при многократных измерениях.
Теоретические предпосылки
На практике количество измерений, как правило, ограничивается (от
одного до 25…30). Можно считать, что однократные измерения допустимы
только в порядке исключения, та как они не позволяют судить о достоверности измерительной информации.
Сколько измерений необходимо сделать? Все зависит от целей измерений,
ответственности их результатов для оценки состояния объекта измерений, а также от степени исключения систематических погрешностей измерения.
Если принять, что в погрешности результата измерений роль систематических погрешностей мала, по сравнению со случайной погрешностью, то при определении необходимого количества измерений следует исходить просто из возможности систематической обработки результатов измерений. Известно, что уже
при 7…8 измерениях оценки их результатов приобретают устойчивость.
Вместе с тем, параметры ряда законов распределения, применяемых
при оценке результатов, а также при оценке и случайных погрешностей, с
увеличением числа наблюдений более 25…30 изменяются незначительно. Так
анализ показывает, что значение процентных точек (α – доверительная вероятность) распределения Стьюдента при доверительной вероятности – 90% и
числе наблюдений от 1 до 30 изменяются от 6.3 до 1,70 (почти в два раза), а
при увеличении числа наблюдений от 30 до бесконечности – от 1,70 до 1,64
(меньше 10%). Но увеличивать число измерений с целью найти истинное значение величины бессмысленно, так как оно не зависит от организации измерений; истинное значение существует независимо от того, проводятся или нет
измерения, в том числе и от того, сколько произведено наблюдений. Таким
образом, если речь идет о получении достоверных результатов измерений, то
их число 25…30 является достаточным
По иному ставится задача организации измерений, если объект измерений до этого не исследовался и кроме предварительных значений величины о
нем мало что известно.
В этом случае число измерений должно быть увеличено в 2…3 раза
(против 25…30), а при необходимости нахождения законов распределения
оцениваемых величин число измерений целесообразно увеличить на порядок.
20
Главная цель увеличения числа измерений состоит в уменьшении случайности результата измерений, а следовательно, в наилучшем приближении
результата к истинному значению величины.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. С помощью штангенциркуля определённого преподавателем, многократно измерить размеры L и D образцового валика рис. 1.1.
2. Результаты измерений занести в первую строку таблицы 3.1.1. отдельно для каждого из параметров L и D.
3. Определить истинное значение измеряемой величины.
Таблица 3.1.1
Результат многократных равноточных измерений
Величина отчета
Хi, мм
Результаты измерений
Среднее арифметическое
X , мм
Остаточная погрешность
Остаточная квадратичная погрешность
(Xi- X )2, мкм
X 
Сумма остаточных
квадратичных погрешностей ∑, мкм
Средняя квадратичная погрешность σ, мкм
 Xi
n
n
  ( Xi  X )
2
i 1
n
 
Предельная погрешность ср.
арифметическое S,
 ( Xi  X )2
i 1
n
S 
Результат измерения Xист, м
3
n
Хист  Х  S
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Цель и название лабораторной работы.
2. Название и характеристики средства измерения.
3. Заполненные две таблицы 3.1.1.
21
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Почему число случайных ошибок зависит от числа измерений и какова эта зависимость.
2. Расскажите о характеристиках средства измерения, используемого
при измерении образцового валика.
3. Расскажите состав и сущность метрологической экспертизы.
4. По каким причинам необходимо увеличивать количество измерений.
Лабораторная работа 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ
СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Цель работы
Произвести измерение детали тремя – четырьмя измерительными приборами различной точности и определить сравнительную погрешность измерения.
Приборы и материалы
- измеряемая деталь;
- три – четыре измерительных прибора;
- набор концевых мер длины;
- авиационный бензин или технический спирт;
- салфетки;
- термометр;
- психрометр;
- барометр.
Теоретические предпосылки
Правило набора блока концевых мер: набор ведут с ”хвоста” размера,
т.е. начиная с тысячных долей мм, затем – с сотых, потом – с десятых и наконец – с целых. Например, для размера 39,92 мм
39,92 – размер блока
1,02 – первая мера, входящая в блок
8,90 – остаток
1,9 – вторая мера
37,00 – остаток
7,00 – третья мера
0,00 – остаток, четвертая мера.
Количество концевых мер в одном блоке не должно превышать 5.
22
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Перед измерениями очистите измеряемые поверхности детали с помощью авиационного бензина или технического спирта и салфетки. Измерения начните с наименее точного из выданных вам приборов, например, со
штангенциркуля с ценой деления 0,1 мм.
2. Измерьте размер более точным прибором, например, микрометром с ценой деления 0,01 мм, потом еще более точным прибором, например, оптиметром
с ценой деления 0,001 мм. Когда измерения проводят относительным методом,
например с помощью оптиметра, индикатора, рычажной скобы, необходимо настроить прибор на нуль по концевым мерам длины. Размер блока концевых мер
определяют по результату предыдущего измерения. Перед сборкой блока выбранные концевые меры необходимо очистить, как и измеряемые поверхности
детали. Погрешность  , определить как разность результатов измерения более
грубым прибором по сравнению с последующим более точным.
3. Запишите температуру, относительную влажность и атмосферное
давление, при которых проведены измерения.
4. Выполните эскиз измеряемой детали.
5. Запишите полученные результаты. (Рекомендуемый порядок записи
результатов измерения представлен в таблице 3.2.1).
Таблица 3.2.1
Результаты разноточных измерений размера детали
Погрешность измерения
Измерительный
прибор
Цена деления по нониусу, мм
Пределы
показаний
по шкале,
мм
Пределы измерений в
целом, мм
Измеренный размер,
мм
Штангенциркуль
0,1
0-125
0-125
29,9
-0,02
Микрометр
0,001
0-30
0-30
29,92
Оптиметр
0,001
 0,1
0-180
39,917
+0,003
Блок концевых
мер 39,92
 , мкм
Параметры атмосферы: Температура, влажность, давление.
Отчет о лабораторной работе должен содержать:
1. Цель и название лабораторной работы.
2. Заполненную таблицу 3.2.1.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Расскажите правило набора блока концевых мер.
2. Какое значение измеряемой величины считается истинным при разноточных измерениях.
3. Каким образом определить погрешность измерения прибора при разноточных измерениях.
23
Лабораторная работа 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ РАЗБРОСА ТВЁРДОСТИ
В ОДНОЙ ПАРТИИ СТАЛИ 45
С ПОМОЩЬЮ ПОРТАТИВНОГО ТВЕРДОМЕРА TIME TH 130
Цель работы
По результатам измерения твёрдости партии одинаковых деталей определить величину его допуска. Построить гистограмму фактического распределения твёрдости.
Назначение и устройство твердомера TIME TH 130
В лабораторных условиях применяют различные способы определения
твердости металлов для характеристики их механических свойств. Твердость
металлов измеряют при помощи воздействия на поверхность металла наконечника (индентора), изготовленного из малодеформирующегося материала
(твердая закаленная сталь, алмаз, сапфир или твердый сплав) и имеющего
форму шарика, конуса, пирамиды или иглы.
Существует несколько способов измерения твердости, различающихся
по характеру воздействия наконечника (индентора). Твердость измеряется
вдавливанием наконечника (способ вдавливания), царапанием поверхности
(способ царапания), ударом или же по отскоку наконечника. Твердость, определенная царапанием, характеризует сопротивление разрушению (для большинства металлов путем среза); твердость, определенная по отскоку, характеризует упругие свойства; твердость, определенная вдавливанием, – сопротивление пластической деформации.
Портативный твердомер TH 130 рис. 3.3.1 объединяет в одном корпусе
ударное устройство типа D и процессор обработки данных.
Твердомер состоит из следующих основных элементов: 1 – измерительный наконечник, 2 – механизм взвода ударного элемента, 3 – кнопка спускового механизма, 4 – кнопка включения ON/OFF, 5 – клавиша для просмотра
меню, 6 – клавиша перебора параметров меню.
Метод измерения TIME TH130 основан на определении отношения скорости отскока к скорости соударения.
24
5
3
1
6
4
2
Рис. 3.3.1. Портативный твердомер TH 130
Функциональные возможности:
Шкалы твердости:
Размер:
Ударное устройство:
HRC,HRB,HRA, HV, HB, HS,HL
155x24x55 мм
Интегральная модель типа D
Энергия соударения:
Испытательный наконечник:
Точность:
Мах. твердость образца:
11 Н/мм
карбид вольфрама
средняя ошибка ±1%
(соответственно ±1% HRC
при HRC=58 980 HV
Вес:
Время работы:
Направление удара:
Рабочая температура:
180 г.
8 часов непрерывной работы
под любым углом
0 – 50°С
Min, вес образца:
5 кг если меньше то проводить испытание на поверочной плите массой не менее 10 кг
Min. толщина образца
0,8 мм
25
Таблица 3.3.1
Таблица измеряемого диапазона материалов
Параметр твёрдости
Материал
HLD
Сталь и литая сталь
HB
93-674
Сплавы и инструментальная сталь
85-655
200-900
59,699,2
19,662,4
HRA
59,185,8
HV
HS
83-976
32,2999,5
80-898
46,599,9
85-862
93-334
Зернистый литой чугун
131-387
Литые алюминиевые сплавы
27-159
Медно-цинковые сплавы
(латунь)
40-173
Медные сплавы олова
(бронза)
60-290
Деформируемые медные
сплавы
17,968,5
HRB
20,467,1
Нержавеющая сталь
Серый чугун
HRC
13,595,9
200-900
45-315
Условия измерений и подготовка к ним
При проведении измерений температура воздуха в помещении должна
быть 20(±1)о С.
Перед проведением измерений необходимо выполнить следующие
подготовительные работы:
– получить у преподавателя образцы стали 45;
– проверить у преподавателя настройки твердомера.
26
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Настройка твердомера.
Вынуть твердомер из пенала и включить его, удерживая кнопку включения ON/OFF 4 рис.3.3.1 несколько секунд.
При включении на дисплее должно отразиться предварительно настроенные параметры измерений, например: Mat STEEL <- 2 или HRC STEE +90 –
материал сталь двукратное измерение, Роквелл шкала твёрдости С угол контакта с поверхностью 90 градусов.
Если предварительные параметры выбраны не верно, необходимо провести следующие действия.
Клавишей для просмотра меню 5 выбрать подменю направление измерений (Measuring direction) значение которого отразиться на дисплее.
Клавишей перебора параметров меню 6 установить настройку угла измерений +90° (Measuring dir +90°).
Нажатием клавиши 5 выйти в подменю материал (Mat), и клавишей перебора параметров 6 установить материал, углеродистые стали и отливки
(Mat STEEL).
Клавишей просмотра меню 5 выбрать подменю параметр твёрдости
(Har), установить клавишей 6 параметр (Har HRC).
Таким же образом установить число измерений (подменю Ave) равную
двум (Ave 2).
2. Порядок проведения измерений.
Включить твердомер.
Взвести ударный механизм 2 рис.3.3.1 перемещением в сторону измерительного наконечника до характерного щелчка
2
1
Рис. 3.2.3 Порядок измерения
27
Установить испытуемый образец 1 на поверочную плиту 2 рис. 3.2.3.
Измерительный наконечник 1 рис. 2 твердомера установить на испытуемый образец, так что бы он плотно прилёг к испытуемой поверхности
рис. 3.2.3
Нажатием кнопки 3 рис. 3.3.1 произвести измерение.
Проделать второе измерение с тем же образцом, и снять показания.
Внимание! Прибор настроен таким образом, что бы отображать
среднее значение между двумя испытаниями.
Провести испытание всех образцов.
3. Обработка результатов измерений.
Определить минимальное Amin и максимальное Amax значение данной
выборки.
Разбить весь диапазон размеров данной выборки от минимального
Amin до максимального Amax на заданное количество одинаковых групп (от 6
до 8)К.
Определить среднее арифметическое значение твёрдости размеров М и
среднее квадратичное отклонение σ, а так же значение Q .
Посчитать максимальный XRmax и минимальный XRmin расчетные размеры и технологический расчетный допуск ТR.
Записать число деталей, соответствующих каждой группе.
Построить гистограмму фактического распределения твёрдости по
группам. По горизонтальной оси – размерные интервалы (номер группы) от
1 до К. Каждый интервал равен Q . По вертикальной оси показывают количество деталей, попавших в каждую группу.
Под гистограммой нанести расчетное поле допуска ТR.
Отчет по лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Описание твердомера ТН 130.
3. Схему измерений.
4. Массив измеренных значений твёрдости.
5. Расчёты минимального Amin и максимального Amax значение данной
выборки.
6. Средне арифметическое значение твёрдости размеров М и среднее
квадратичное отклонение σ, а так же значение Q ,. XRmax и минимальный
XRmin расчетные размеры и технологический расчетный допуск ТR.
7. Построенную столбчатую диаграмму распределения размеров.
28
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Какие способы измерения твёрдости вам известны.
2. Расскажите устройство и принцип работы твердомера.
3. Какие параметры твёрдости данный прибор может измерять.
4. Назовите основные характеристики случайных ошибок.
5. Для чего необходим поправочный коэффициент Е при определении
величины допуска.
6. Каким образом назначают стандартное верхнее и нижнее предельное
отклонение для валов и отверстий, по расчетным значениям XRmax и XRmin.
29
4. ОБЩИЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ПО МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ
Согласно ГОСТ 8.103-73 под метрологической экспертизой понимают
анализ и оценку технических решений по выбору параметров, подлежащих
измерениям, установлению требований к точности измерений и обеспечению
методами и средствами измерения (СИ) процессов разработки, изготовления,
испытания, эксплуатации и ремонта продукции.
Рабочий чертеж детали относится к конструкторским документам и
разрабатывается на базе сборочного чертежа, на стадии разработки рабочей
документации. Он содержит изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля (ГОСТ 2.109-73).
На рабочем чертеже указывают размеры, предельные отклонения, шероховатость поверхностей и другие данные, которым должна соответствовать
деталь перед сборкой.
На рабочих чертежах применяют условные обозначения (знаки, линии,
буквенные и буквенно-цифровые обозначения), установленные в государственных стандартах.
На чертеже помещают основную надпись и дополнительные графы к
ней в соответствии с требованиями ГОСТ 2.104-68.
На чертежах деталей и в спецификации условные обозначения материала должны соответствовать стандартным. При отсутствии стандарта на материал его назначают по техническим условиям.
На рабочих чертежах не допускается помещать технологические указания. Не допускается давать ссылки на отдельные пункты стандартов, а также
на документы, определяющие форму и размеры конструкторских элементов
изделий.
На каждую деталь выполняют отдельный чертеж. Исключение составляет группа изделий, обладающих общими конструктивными признаками, на которые выполняют групповой чертеж по ГОСТ 2.313-75.
Экспертизу чертежа детали начинают с проверки наличия и правильности заполнения всех надписей.
Важной частью работы является анализ всех геометрических параметров, указанных на чертеже и требований их точности, определения их достаточности и правильности обозначений.
Для этого необходимо:
1. Выписать все размеры и их предельные отклонения, включая размеры с указанными предельными отклонениями геометрических параметров.
2. Проверить взаимную увязку допусков геометрических параметров
(размеров, расположения, формы, волнистости и шероховатости). Обратить
30
внимание на рекомендации по относительной геометрической точности, согласующие эти допуски.
3. Установить контролепригодность заданных норм точности, т.е. указать комплект измерительных инструментов необходимый по точности и достаточный по количеству измеряемых параметров (размер, расположение,
форма, волнистость и шероховатость). Обратить внимание на контролепригодность конструкции, т.е. на техническую возможность измерения любого
параметра.
Лабораторная работа 1
МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ
Цель работы
Целью МЭ чертежа детали является установление возможности контроля заложенных в чертеже норм точности.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Получить у преподавателя рабочий чертеж детали.
2. Произвести метрологическую экспертизу чертежа в следующей последовательности:
а). Проверяют соответствие (необходимость и достаточность) указанных непосредственно на чертеже и в технических требованиях допусков размеров, формы, расположения и шероховатости поверхностей служебному назначению детали и соответствующим государственным стандартам.
б). Проверяют правильность терминологии в назначенных технических
требованиях, соответствие наименований измеряемых величин и обозначение
их единиц Международной системе единиц.
в). Проверяют взаимную увязку допусков размеров, взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.
г). Определяют контролепригодность указанных в п. 3 допусков.
д). Определяют достоверность контроля назначенных норм точности.
3.Результаты метрологической экспертизы оформить в виде таблицы 4.
1.1 с учётом всех требований к оформлению.
Таблица 4.1.1
№
1
Замечание
Предложение
Не ограничена полем допуска резьбоУстановить требования по точвая поверхность шлицевого вала М 22
ности резьбы М 22 1,5 – 6g
1,5
31
Рис. 4.1.1. Схема измерения радиального биения наружной поверхности шлиц
относительно общей оси шеек под подшипники: 1 – поверочная плита;
2 и 6– ножевидные призмы; 3 – измеряемая деталь; 4 – индикатор; 5 – упор
Отчет по лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Ксерокопию или эскиз чертежа выданного преподавателем.
3. Схему контроля отклонения формы или расположения в виде технического эскиза рис.4.1.1.
4. Заполненную таблицу 4.1.1.
5. Заключение о результатах метрологической экспертизе.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Каким образом проводится метрологическая экспертиза.
2. Способы определения.
3. Какие параметры твёрдости данный прибор может измерять.
4. Назовите основные характеристики случайных ошибок.
5. Назовите основные этапы метрологической экспертизы.
32
5. ОСНОВЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
При решении задач в области прикладной метрологии студент сталкивается с решением двух типов задач:
- определение значений геометрических параметров неизвестной поверхности,
- установление соответствия значений геометрических параметров указанных на чертеже измеренному значению физической величины.
Решение этих двух задач сходно по своей сущности и базируется на
знании основных видов геометрических отклонений реальной поверхности.
Основные виды отклонения поверхностей условно можно разделить на
несколько групп:
- отклонение собственно самого размера (задаётся допуском и предельными отклонениями),
- отклонения расположения поверхностей (отклонение от параллельности, отклонение от перпендикулярности, и так далее)
- отклонение формы поверхности (отклонение от плоскостности, отклонение от цилиндричности, отклонение от круглости, и так далее),
- волнистость поверхности,
- шероховатость поверхности.
Решение второго типа задач базируется на выборе схемы измерения
рис. 4.1.1 и средства измерения в зависимости от допуска отклонения значения размера, и не должен превышать одной трети допуска на размер.
Лабораторная работа 1
ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПАРТИИ ДЕТАЛЕЙ
МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯ С МЕРОЙ
Цель работы
Измерить диаметры партии валиков методом сравнения с мерой с помощью цифрового индикатора типа ID – C 112 фирмы mitutoyo. Рассортировать детали на 3 размерные группы.
Назначение и устройство цифрового индикатора типа ID – C 112
Цифровой индикатор фирмы служит для измерения наружных размеров и
устроен следующим образом рис. 5.1.1: 1 – колпачок, 2 – винт регулировки
точности, 3 – кнопка включения, 4 – направляющая шпинделя, 5 – шпиндель,
6 – контактный щуп, 7 – дисплей, 8 – кнопка переключения между абсолютными и относительными измерениями, 9 – кнопка установки вызова заданно-
33
го значения допуска, 10 – кнопка установки значения допуска, 11 – кнопка
установления единиц измерений, 12 – кнопка установления направления измерения.
1
11
2
7
12
3
8
4
5
9
6
10
Рис. 5.1.1. Индикатор цифровой
Функциональные возможности:
Модель
№ заказа
Диапазон измерения
Разрешение
Точность
Стандарт
Диаметр стержня
Контактный щуп
Изм. усилие
Рабочая температура
Температура хранения
ID-C112M
543-250
12,7- 0,001mm
0,001mm
0,003mm
ISO R463/JIS B7503
Ø 8mm
Твердый сплав (М2,5×0,45)
1,5N
0°C ~ 40°C
Условия измерений и подготовка к ним
При проведении измерений температура воздуха в помещении должна
быть 20(±1)о С.
Перед проведением измерений необходимо выполнить следующие
подготовительные работы:
- получить у преподавателя набор образцов, набор концевых мер
длинны.
- проверить у преподавателя настройки индикатора.
34
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Набрать блок концевых мер в размер 35, 000мм. Количество концевых мер в одном блоке не должно превышать 5.
2. Установить на измерительный столик штатива 2 рис. 5.1.2 предварительно набранный блок концевых мер 5.
1
4
3
5
4
2
Рис. 5.1.2. Схема измерений
3. Отстопорив винт 3 кронштейна 4 переместить его в нижнее положение таким образом, что бы измерительный шпиндель индикатора 1 переместился
на 2 – 3 мм от точки контакта с блоком концевых мер, и застопорить его.
4. Нажатием кнопки 3 рис. 5.1.1 включить индикатор.
5. Нажатием кнопки 11 установить единицу измерения.
6. Нажатием кнопки 8 установить относительные измерения.
7. Убрать блок концевых мер.
8. Измерить диаметр каждой детали в 2-3 поперечных сечениях. В качестве действительного размера принимается среднее арифметическое значение
измеренной величины.
9. Действительные размеры занести в таблицу 5.1.1.
10. Определить по справочнику верхнее es и нижнее ei предельные отклонения для размеров ø35e12 и ø34h12.
11. Подсчитайте наибольший и наименьший предельные размеры и
впишите в соответствующие колонки таблицы 5.1.1
12. Сравните действительный размер каждой детали с предельными
размерами и отнесите его к одной из трех групп, проставив знак + в соответствующую строку и колонку таблицы 5.1.1.
35
Таблица 5.1.1
Результаты измерений и сортировка на три группы
Номер детали
Действительный
размер
ø 35e12
es=
ei=
dнб=
dнм=
ø 34h12
es=
ei=
dнб=
dнм=
Брак
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Цель и название лабораторной работы
2. Название и характеристики средства измерения
3. Заполненную таблицу 5.1.1
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Дайте определение относительного измерения.
2. Расскажите о технических характеристиках средства измерения, используемого при измерении образцовых валиков.
3. Как выбрать средство измерения исходя из допуска на размер.
Лабораторная работа 2
ИЗМЕРЕНИЕ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА
С ПОМОЩЬЮ ИНДИКАТОРНОГО НУТРОМЕРА
Цель работы
Изучить устройство и приемы работы с индикаторным нутромером.
Измерить внутреннюю поверхность гильзы цилиндра двигателя. Определить
погрешность формы этой поверхности в поперечном и продольном сечениях
и отклонение от цилиндричности.
Приборы и материалы
1. Индикаторный нутромер модели НИ 100, ГОСТ 868.
2. Индикатор часового типа ИЧ 10, ГОСТ 577.
3. Набор № 83 концевых мер длины 2 класса точности, ГОСТ 9038.
4. Державка для крепления блока концевых мер длины.
5. Штангенциркуль ШЦ-II, ГОСТ 166.
36
Назначение и устройство индикаторного нутромера
Индикаторные нутромеры (ГОСТ 868) предназначены для измерения
внутренних размеров и диаметров отверстий в пределах от 2 до 1000 мм на
глубине до 500 мм. Их конструкции разнообразны.
Измерительным устройством в индикаторном нутромере служит индикатор часового типа или рычажно–зубчатая головка.
В нутромерах обычного типа применяются индикаторы с ценой деления
0,01 мм, в нутромерах повышенной точности – с ценой деления 0,001 или
0,002 мм.
Индикатор 1 рис. 5.2.1 устанавливается в трубчатый корпус 2 прибора.
На другом конце трубчатого корпуса имеется измерительная головка. Конструкция измерительной головки у приборов с различными пределами измерений различна. На рис. 5.2.1 показаны нутромеры для измерения размеров до
450 мм. Измерительная головка имеет с одной стороны измерительный стержень 3, с другой укрепляется сменная измерительная вставка 4.
Рис. 5.2.1. Индикаторные нутромеры
37
Нутромеры имеют центрирующий мостик 5, служащий для совмещения
линии измерения с диаметральной плоскостью измеряемого отверстия.
При измерении внутреннего размера перемещение измерительного
стержня через рычаг в головке передается подвижному стержню, расположенному в трубчатом корпусе. Последний, в свою очередь, передает перемещение измерительному стержню индикатора.
В зависимости от типа индикатора и от диапазона измерений допускаемая погрешность нутромеров составляет 1,8 – 22 мкм.
Основные погрешности при измерениях нутромерами возникают вследствие смещения линии измерения относительно диаметра отверстия рис.
5.2.2, а. Линия измерения устанавливается по диаметру отверстия с помощью
центрирующего мостика. Погрешность центрирования не превышает 3 мкм.
Погрешность перекоса уменьшают, покачивая нутромер в плоскости
осевого сечения отверстия рис. 5.2.2, б. При наименьших показаниях прибора
линия измерения совпадает с диаметральной плоскостью отверстия.
Перед измерением нутромеры устанавливают на номинальный размер
отверстия с помощью аттестованного кольца, блока концевых мер с боковиками или микрометра.
Рис. 5.2.2. Погрешности при измерениях нутромерами
Теоретические предпосылки
Для измерения гильз цилиндров с номинальными размерами от 80 до
100 мм по 7 квалитету точности (допуск 35 мкм) применяем индикаторный
нутромер модели НИ 100 с индикатором часового типа ИЧ 10 1 класса точности с ценой деления 0,01 мм. Основная погрешность в пределах 0,1 мм на любом участке шкалы не превышает  0,01 мм. Общий вид такого индикаторного нутромера показан на рис. 5.1, б. Для настройки индикаторного нутромера
на ноль принимаем концевые меры длины 2 класса точности, погрешность
которых в указанном диапазоне размеров составит 0,9 – 1,3 мкм.
При измерении размеров индикаторными инструментами используется
дифференцированный метод сравнения с мерой (относительный метод). Искомое значение размера получается путем сложения показания индикатора со
значением меры, по которой был настроен индикаторный нутромер на ноль.
38
Условия выполнения измерения
1. Температура окружающей среды – 20  3о С.
2. Относительная влажность окружающего воздуха – 58  10 %.
Подготовка к измерению
1. Измерьте внутренний диаметр гильзы с помощью штангенциркуля.
Округлите результат до ближайшего целого числа в миллиметрах.
2. По этому числу подберите концевую меру длины (плитку) или блок
концевых мер. Концевые меры 3 рис. 5.2.3 установите в струбцину 1 между
боковиками 3 и закрепите винтом 5.
2
4
2
5
3
1
Рис. 5.2.3. Схема установки индикаторного нутромера
на заданный размер
3. Установите в головке нутромера сменный измерительный стержень,
соответствующий номинальному размеру измеряемого отверстия.
4. Установите индикатор в нутромере так, чтобы обеспечился предварительный натяг нутромера и индикатора, соответствующий приблизительно
одному обороту стрелки.
5. Поместите индикаторный нутромер измерительными наконечниками
между боковиками струбцины и, выворачивая измерительный стержень, сообщите измерительному наконечнику натяг, соответствующий 2 – 3 оборотам
стрелки индикатора.
6. Установите нутромер 4 на нуль. Для этого производят легкое покачивание прибора в плоскости измерения. Кратчайший (действительный) размер
между боковиками 3 определяют по предельной точке движения индикаторной стрелки. В этом положении, путём вращения циферблата за ободок, совмещают нулевой штрих со стрелкой.
Обратите внимание и на положение малой стрелки индикатора, отсчитывающей число полных оборотов большой стрелки.
39
Порядок выполнения лабораторной работы
Определить погрешностей формы внутренней поверхности гильзы цилиндра:
- в продольном сечении – отклонения профиля продольного сечения;
- в поперечном сечении – отклонения от круглости;
- комплексного показателя цилиндрической поверхности – отклонения
от цилиндричности.
Для определения погрешности в продольном сечении измерения проводятся по шесть раз рис. 5.2.4 а в двух взаимоперпендикулярных плоскостях,
например, I-I и IV-IV рис. 5.2.4 б.
I
I
I
II
II
III
III
IV
IV
V
V
VI
VI
VI
II
V
III
IV
IV
III
V
II
VI
I
а)
б)
Рис. 5.2.4. Схема измерений
Сечения для измерения погрешности формы в поперечном сечении показаны на рис. 5.2.4, б. Измерения провести на расстоянии 20 мм от торца
гильзы и по середине.
Отклонение от цилиндричности определите из обеих групп измерений.
1. При измерении нутромер, предварительно наклонив, осторожно, без
ударов наконечниками о стенки детали, введите в отверстие гильзы. Выставите покачиванием прибор на кратчайший размер в сечении I-I и снимите показание по индикатору. Если стрелка отклонилась влево от нуля, то отклонение
будет со знаком плюс (оно прибавляется к размеру блока плиток), если вправо-то отклонение берут со знаком минус (оно вычитается от размера блока
плиток). Результат измерения занесите в табл. 5.2.1.
2. Опускайте нутромер поочередно в следующие сечения, снимая каждый раз показания по индикатору. Не забывайте при каждом измерении находить покачиванием нутромера кратчайший размер. Результаты измерения заносите в табл. 5.2.1. Вывод нутромера из отверстия нужно провести плавно,
без ударов.
40
Таблица 5.2.1
Результаты измерения в продольном сечении
Продольные
сечения
Отклонение индикатора, мкм
В поперечном
В поперечном
сечении I-I
сечении IV-IV
Значения диаметра, мм
В поперечном
В поперечном
сечении I-I
сечении IV-IV
I-I
II-II
III-III
IV-IV
V-V
VI-VI
Отклонение профиля продольного сечения (в сечении I-I) ∆п =
Отклонение профиля продольного сечения (в сечении IV-IV) ∆п =
3. Аналогичные измерения проведите в поперечном сечении рис.
5.2.4,б. Результат измерения занесите в табл. 5.2.2.
Таблица 5.2.2
Результаты измерения в поперечном сечении
Поперечные
сечения
Отклонение индикатора, мкм
В продольном
В продольном
сечении I-I
сечении IV-IV
Значения диаметра, мм
В продольном
В продольном
сечении I-I
сечении IV-IV
I-I
II-II
III-III
IV-IV
V-V
VI-VI
Отклонение от круглости (в сечении I-I) ∆к =
Отклонение от круглости (в сечении IV-IV) ∆к =
4. Рассчитайте диаметры внутренней поверхности гильзы цилиндра во
всех измеренных сечениях. Результаты расчета занесите в соответствующие
столбцы таблиц 5.2.1 и 5.2.2. При расчете диаметров учитывайте знак (плюс
или минус) отклонений стрелки индикатора.
41
5. Определите отклонение профиля продольного сечения, как алгебраическую разность между наибольшим и наименьшим отклонениями или разность между наибольшим и наименьшим размерами для каждого из двух сечений. Результат занесите в табл. 5.2.1.
3. По аналогии рассчитайте отклонения от круглости и запишите в табл.
5.2.2.
4. Определите отклонение от цилиндричности, как разность между наибольшим и наименьшим размерами из всех измерений. Результат занесите в
табл. 5.2.3.
Таблица 5.2.3
Результат расчета отклонения от цилиндричности
Наибольший диаметр, мм
Наименьший диаметр, мм
Отклонение от цилиндричности, мкм
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Устройство нутромера.
3. Используемые средства измерений и их характеристику.
4. Метод измерений.
5. Условия выполнения измерений.
6. Схему настройки нутромера.
7. Результаты измерений и расчетов, оформленные в виде
таблиц 5.2.1 – 5.2.3, и выводы.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение и устройство индикаторных нутромеров.
2. Для чего создается предварительный натяг при установке индикатора
и при его настройке на нуль.
3. Поясните установку индикаторного нутромера на нуль.
4. Для чего в конструкции нутромера предусмотрен центрирующий мостик.
5. С какой целью при настройке нутромера и измерении производят его
покачивание.
6. Поясните результаты измерений и расчетов, приведенные в таблицах
5.1 – 5.3.
42
Лабораторная работа 3
ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ КРУГЛОСТИ ДЕТАЛИ
НА ВЕРТИКАЛЬНОМ ОПТИМЕТРЕ
Цель работы
Ознакомится с назначением и устройством вертикального оптиметра.
Освоить приемы измерения отклонения от круглости одноконтактными универсальными средствами измерения.
Приборы и материалы
1. Оптическая делительная головка модели ОГД-1.
2. Вертикальный оптиметр модели ОВО-1.
Теоретические предпосылки
Вертикальные оптиметры применяют для точного измерения наружных
размеров изделий: длины плоскопараллельных концевых мер, диаметров
гладких калибров–пробок, резьбовых калибров, шариков, толщины тонких
листов и т.п.
Вертикальный оптиметр рис. 5.3.1 состоит из измерительной трубки оптиметра с окулярным отсчетным устройством и стойки типа С II.
а)
б)
Рис. 5.3.1. Вертикальный оптиметр: а) внешний вид;
б) оптическая схема трубки оптиметра
43
Световой поток от внешнего источника, отразившись от зеркала 3. рис.
5.3.1 б, через призму 2 освещает шкалу, нанесенную на левой стороне окулярной сетки 4, которая находиться в фокальной плоскости объектива 6. Сеткой называется стеклянная пластина на которой нанесены штрихи, цифры,
шкала и т.п. Призма 5 поворачивает ход лучей на 90 , чтобы удобнее было наблюдать.
Световой поток проходит через объектив и, отразившись от зеркала 7,
дает обратное изображение шкалы в павой части окулярной сетки, на которой
нанесен указатель. Зеркало связано с измерительным стержнем 9. При отклонении зеркала, вызванного перемещением стержня, изображение шкалы на
окулярной сетке смещается относительно указателя.
На стойке рис. 5.3.1 а имеется предметный стол 7, который в горизонтальное положение устанавливается вращением микровинтов 8. В вертикальном направлении стол перемещается в пределах нескольких миллиметров
вращением гайки 10 микрометрического механизма и фиксируется винтом 9.
Перпендикулярность оси измерительного стержня плоскости стола проверяют при надетом на стержне плоском измерительном наконечнике с помощью плоскопараллельной концевой меры длины размером приблизительно
10 мм. При фиксированном положении измерительной трубки выполняют ряд
измерений, устанавливая меру относительно наконечника в положениях и
1,2,3 и 4 рис. 5.3.2.
Рис. 5.3.2. Установка стола оптиметра перпендикулярно
оси измерительного стержня
Если плоскость наконечника не параллельна плоскости стола, то показания оптиметра при различных положениях меры будут отличаться одно от
другого. Вращением микровинтов 8 рис. 5.3.3, а стол устанавливают так, чтобы во всех четырех положениях меры показания были одинаковы.
Оптические делительные головки предназначены для угловых измерений и делительных работ при разметке и обработке деталей. Они могут ис-
44
пользоваться в качестве вспомогательных устройств при измерениях линейных размеров и отклонений.
Корпус 5 рис. 5.3.3 оптической делительной головки с задней бабкой 13
монтируются на массивном основании 14. Внутри неподвижного корпуса 5
головки находится подвижный корпус 6, в подшипниках которого может
вращаться шпиндель 12.
В корпусе 6 размешены осветитель 8 и оптическая система с отсчетным
устройством 7.
Измеряемую деталь устанавливают в центрах 11 шпинделя и задней
бабки и закрепляют хомутиком 10. Шпиндель может быть установлен с
углом наклона к горизонтали до 90о. Угол наклона измеряют по шкале 3 и
нониусу 2.
Рис. 5.3.3. Оптическая делительная головка
При измерении шпиндель вращают маховичком 1 и фиксируют стопором 4. Угол поворота грубо отсчитывают по лимбу 9, точное измерение выполняют по отсчетному устройству 7.
Методика измерения
По схеме, приведенной на рис. 5.3.3 измеряют радиальное биение детали, установленной в центрах. Радиальное биение есть комплексный показатель, зависящий от несовпадения оси наружной поверхности детали с осью
центров (отклонение от соосности) и от некруглости измеряемой поверхности. По результатам измерения строят кривую радиального биения, из которой графическим способом выделяют отклонение от круглости в измеряемом
сечении – строят круглограмму, по которой методом непосредственной оценки определяют величину некруглости.
Для построения графика радиального биения точность углового поворота должна соответствовать 1о, что обеспечивает лимб оптической делительной головки. Оптическая система головки при данных измерениях отключена.
45
Величина радиального биения ограничивается XI степенью точности и
выше. Допуск радиального биения при этом не должен превышать 160 мкм.
Точность отсчета должна соответствовать 1 мкм.
Условия выполнения измерений
1. Температура окружающей среды – 20  3о С.
2. Относительная влажность окружающего воздуха – 58  10 %.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Измеряемую деталь 5 зажмите в хомутик 4 и установите в центрах 3
и 8 оптической длительной головки рис. 5.3.4.
2. Вращая рукоятку 1, выставьте шкалу барабана 2 на нуль.
3. Закрепите трубку оптиметра 13 в кронштейне 12 стойки 7 и коснитесь наконечником 6 измеряемой детали по верхней образующей. Для этого
отстопорите винт 11 и, глядя в окуляр 14, гайкой 10 опустите кронштейн 12 с
трубкой оптиметра до касания наконечником 6 поверхности детали. В момент
касания в окуляре появится шкала оптиметра.
4. Установите шкалу на нуль и застопорите винт 11. Если при этом
шкала собьется с нулевой отметки, настройку повторите, сообщив прибору
упреждение, соответствующее величине сбоя при стопорении винта 11.
14
15
16
13
12
11
17
10
1
2
3
4
5
6
Рис. 5.3.4. Схема измерения
46
7
8
9
5. Вращая рукоятку 1 рис. 5.3.4, поверните измеряемую деталь на 10о и
снимите показания оптиметра. Угол поворота оценивать по шкале барабана
2.
6. Снимите показания оптиметра через каждые 100 углового поворота
детали до одного полного оборота. Результаты запишите в табл. 5.3.1.
Рис. 5.3.5. График измерений радиального биения
Рис. 5.3.6. График некруглости в полярной системе координат
7. Постройте график: по оси абсцисс отложите угол поворота от 00 до
3600 через 100, по оси ординат – показания оптиметра в некотором масштабе
рис. 5.3.5.
8. На графике проведите огибающие линии, которые должны быть
плавными и касаться характерных выступающих точек. По оси симметрии
огибающих линий проведите скелетную линию.
9. Постройте график в полярной системе координат рис. 5.3.6 – круглограмму. Для этого проведите окружность произвольным радиусом и разбейте
47
её через 10о на равные отрезки. Замерив расстояние а от скелетной линии до
реальной кривой рис. 5.3.5, отложите измеренный отрезок в масштабе по её
радиусу рис. 5.3.6 на соответствующем угле поворота во внутрь окружности,
если кривая ниже скелетной линии, и по наружной части, если кривая выше
скелетной линии. Полученные точки соедините плавной кривой.
Данный график исключает несоосность и показывает некруглость детали в измеренном сечении.
10. Подсчитайте число граней некруглости.
11. Определить наибольшую величину некруглости.
12. Найдите ближайшее значение допуска круглости и степень точности
[13].
13. Вычертите эскиз детали и проставьте условными знаками допуск
круглости.
Таблица 5.3.1
Угол поворота детали, град.
Показания оптиметра, мкм
0
10
20
и т. д. через 100
360
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Устройство оптиметра.
3. Используемые средства измерений и их характеристику.
4. Метод измерений.
5. Условия выполнения измерений.
6. Результаты измерений табл. 5.3.1.
7. Графики рис. 5.3.5 и 5.3.6.
8. Результаты обработки измерений:
- отклонение от круглости, мкм;
- число граней некруглости;
- допуск круглости, мкм;
- степень точности.
9. Эскиз детали с простановкой допуска круглости.
Контрольные вопросы по лабораторной работе
1. Назовите назначение и характеристику вертикального оптиметра.
2. Расскажите устройство вертикального оптиметра.
3. Поясните оптическую схему трубки оптиметра.
4. Для чего и как осуществляется установка стола вертикального оптиметра перпендикулярно оси измерительного стержня.
5. Назначение, характеристика и устройство оптической делительной
головки.
48
6. Что характеризует скелетная линия рис. 5.3.5.
7. Как будет выглядеть график рис. 5.3.5, если равны нулю:
а) несоосность;
б) некруглость.
8. Поясните порядок обработки результатов измерений.
Лабораторная работа 4
ИЗМЕРЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ОСЕЙ ОТВЕРСТИЙ НА БОЛЬШОМ
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ МИКРОСКОПЕ
Цель работы
Изучить устройство и работу инструментального микроскопа. Привить
навыки в измерении смещения осей отверстий для крепежных деталей на инструментальном микроскопе.
Приборы и материалы
1. Большой инструментальный микроскоп БМИ
2. Пластина с четырьмя отверстиями.
Назначение и устройство инструментальных микроскопов
Инструментальные 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 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;
49
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-1 160  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 8074-82 – инструментальный микроскоп с отсчётом по шкалам микрометрических головок с пределами измерений 150  50 мм, с наклоном колонки.
Общий вид инструментального микроскопа показан на рис. 5.4.1. На
этом чертеже приведены основные части микроскопа. Конструктивное же исполнение узлов зависит от типа микроскопа и может отличаться от общего
вида, показанного на рис. 5.4.1.
7
8
6
9
5
4
3
3
10
2
11
1
Рис. 5.4.1. Инструментальный микроскоп
50
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 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.
Теоретические предпосылки
Соединения деталей болтами, винтами, шпильками и другими крепежными деталями при параллельном расположении осей отверстий подразделяются на два типа: тип А и тип В. При соединении типа А в обеих соединяемых деталях предусмотрены сквозные отверстия рис. 5.4.2, предусматривающие гарантированный диаметральный зазор S. При соединении типа В в одной из соединяемых деталей имеется или резьбовое соединение, или натяг
рис. 5.4.2.
Типы соединений А и В характеризуются величиной зазора в соединении S.
Отверстия под крепежные детали могут размещаться на прямых линиях
(координация в прямоугольной системе координат) или на окружностях (координация в системе полярных координат).
Диаметры сквозных отверстий под крепежные детали и соответствующие им гарантированные (наименьшие) зазоры Smin приведены в табл. 5.4.1.
Рекомендации по выбору диаметров сквозных отверстий в зависимости от
типа соединения, вида расположения отверстий и способа получения отверстий приведены в табл. 5.4.2.
Допуски расположения осей отверстий под крепежные детали распространяются на детали, к которым предъявляется требование полной взаимозаменяемости при независимом изготовлении отверстий в соединяемых деталях. Стандарт не распространяется на детали, в которых отверстия для крепежных деталей изготавливаются совместно с отверстиями в парной соединяемой детали.
51
Таблица 5.4.1
Диаметры сквозных отверстий под крепежные детали
и соответствующие им гарантированные зазоры
Диаметр
стержня
крепежной
детали, мм
1,0
1,6
2,0
2,5
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
Диаметры сквозных отверстий и наименьшие
(гарантированные) зазоры, мм
1-й ряд
D
1,2
1,7
2,2
2,7
3,2
4,3
5,3
6,4
7,4
8,4
10,5
13,0
15,0
17,0
19,0
21,0
Smin
0,2
0,1
0,2
0,2
0,2
0,3
0,3
0,4
0,4
0,4
0,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
2-й ряд
D
Smin
1,3
0,3
1,8
0,2
2,4
0,4
2,9
0,4
3,4
0,4
4,5
0,5
5,5
0,5
6,6
0,6
7,6
0,6
9,0
1,0
11,0
1,0
14,0
2,0
16,0
2,0
18,0
2,0
20,0
2,0
22,0
2,0
3-й ряд
D
2,0
2,6
3,1
3,6
4,8
5,8
7,0
8,0
10,0
12,0
15,0
17,0
19,0
21,0
24,0
Smin
0,4
0,6
0,6
0,6
0,8
0,8
1,0
1,0
2,0
2,0
3,0
3,0
3,0
3,0
4,0
Примечания: 1. В данной таблице приведены выборочные данные. Полные сведения даны в ГОСТ 11284. 2. Для заклепочных соединений 3 – й ряд отверстий применять
не допускается. 3. Наименьшие зазоры Smin соответствуют условно, когда наибольший
предельный диаметр стержня крепежной детали равен номинальному диаметру
Допуски расположения осей отверстий под крепежные детали могут устанавливаться одним из двух способов:
а) позиционным допуском (в диаметральном или в радиальном выражении);
б) предельным отклонением размеров, координирующих оси отверстий.
Нормирование позиционных допусков осуществляется по ГОСТ 14140.
52
Таблица 5.4.2
Выбор сквозных отверстий под крепежные детали
Вид расположения отверстий
Все виды
Расположение на прямых
линиях, кроме привязки к
базе в двух плоскостях, и
три или четыре отверстия
расположенные в два ряда
Расположение по окружности и по прямой при привязке к базе в двух плоскостях и при расположении
отверстий по прямой в два
и более ряда по три и более
в ряду
Способ получения отверстий
Обработка по кондуктору
Пробивка штампами повышенной точности, литье
под давлением и литье по
выплавляемым моделям
повышенной точности
Обработка по разметке,
пробивка штампами
обычной точности. Литье
нормальной точности
Пробивка штампами повышенной точности, литье
под давлением и литье по
выплавляемым моделям
повышенной точности
Обработка по разметке,
пробивка штампами
обычной точности. Литье
нормальной точности
Тип соединения
АиВ
Ряд отверстий
1–й
А
1–й
В
2–й
А
2–й
В
3–й
АиВ
2–й
А
3–й
L1–2
Тип А
x1y 1
III
x3y 3
Тип В
Рис. 5.4.2. Тип соединения
x2y 2
II
L2–4
L1–3
I
x4y 4
IV
L3–4
Рис. 5.4.3. Схема измерения
координат отверстий
Допуски расположения осей отверстий устанавливаются исходя из расчетного зазора Sр, который рассчитывают по формуле:
Sр = КSmin,
(5.4.1)
где K – коэффициент использования зазора для компенсации отклонения расположения осей.
53
K = 1 – 0,8 для соединений, не требующих регулировки соединяемых
деталей (меньшее значение рекомендуется для обеспечения облегченных условий сборки, для соединения винтами с утопленными или потайными коническими головками).
K = 0,9 – 0,6 для соединений, в которых необходимо обеспечить регулировку взаимного расположения деталей при сборке.
В зависимости от расчетного зазора по таблицам стандарта (см. приложение 4) выбирают величину позиционного допуска. Здесь же даны значения
предельных отклонений размеров, координирующих оси отверстий, для схемы расположения отверстий, приведенной на рис. 5.4.3.
Расположение осей отверстий для крепежных деталей можно контролировать либо комплексно, путем определения смещения осей от номинального
расположения (например, калибрами), либо поэлементно, путем определения
отклонения размеров, координирующих оси отверстий.
В настоящей работе необходимо произвести поэлементный контроль
расположения осей отверстий крепежной детали на большом инструментальном микроскопе БМИ.
Методика измерения смещения осей отверстий для крепежных деталей
Номинальное значение межосевого расстояния и номинальный размер
отверстия определить универсальными измерительными инструментами или
получить у преподавателя. Диаметр сквозных отверстий выбрать по третьему
ряду табл. 5.4.1. По этой же таблице определить наименьший гарантированный зазор Smin.
Измерение координат осей отверстий в данном случае производим с
помощью окулярной головки двойного изображения, которая позволяет точно
визировать ось измеряемого отверстия с главной оптической осью прибора.
Расстояние между осями определяем косвенным методом. Разность между
одноименными координатами образуют катеты прямоугольного треугольника, а
диагональ – действительное расстояние между осями пары отверстий.
Условия выполнения измерений
1. Температура окружающей среды – 20  5о С.
2. Относительная влажность окружающего воздуха – 58  10 %.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Получите у преподавателя следующие данные:
- тип соединения (А или Б);
- коэффициент К использования зазора;
- номинальный диаметр крепежной детали;
- способ получения отверстий;
- номинальное значение межосевого расстояния.
54
2. Установите шкалу барабанов микровинтов в интервале от 2 до 4 мм, повернув рукоятки 3 продольного и поперечного перемещений стола рис. 5.4.1.
3. Измеряемую деталь выставьте от руки на столе 2 прибора так, чтобы
в поле зрения окуляра 7 головки двойного изображения 6 было видно отверстие IV рис. 5.4.3.
4. С помощью механизма фокусировки 8 сфокусируйте микроскоп на плоскость измеряемой детали так, чтобы резко были видны контуры отверстия.
5. Совместите центр отверстия с главной оптической осью микроскопа.
Для этого, повернув рукоятки 3 продольного и поперечного перемещений
стола, добейтесь того, чтобы два видимых в окуляре изображения одного отверстия слились.
6. Снимите показания шкалы микровинтов продольного и поперечного
перемещения и занести в табл. 5.4.3.
7. Перемещением стола введите в поле зрения микроскопа отверстие II
и совместите центр отверстия с главной оптической осью. Показания шкал
поперечного и продольного перемещения занести в табл. 5.4.3.
8. Аналогичным способом снимите показания координат отверстий I и III.
9 По табл. 5.4.1 определите диаметр отверстий в крепежной детали и
соответствующий гарантированный зазор. Рекомендации по выбору приведены в табл. 7.2.
10 Определите действительные межосевые расстояния между всеми четырьмя отверстиями по формулам:
L12 
L2 4 
x2  x1 2   y2  y1 2 ;
 x 4  x 2 2   y 4  y 2 2 ;
L13 
L3  4 
x3  x1 2   y3  y1 2 ;
x 4  x3 2   y 4  y 3 2 ,
где xi – координата i-го отверстия в продольном направлении; yi – координата i-го отверстия в поперечном направлении.
Результаты расчетов занесите в табл. 5.4.4.
11. Определите наибольшее действительное отклонение размера, координирующего оси отверстий:
 = Lmax – Lном,,
где Lmax – одно из действительных значений межосевого расстояния, имеющее наибольшее отклонение от номинального; Lном – номинальное межосевое
расстояние.
12. По формуле (5.4.1) определите расчетный зазор Sр. Из таблицы выберите ближайшее стандартное значение позиционного допуска и соответствующее значение предельного отклонения размера, координирующего оси
отверстий.
55
13. Дайте заключение о годности. Деталь считается негодной, если отклонение расстояния между любыми осями отверстий (по оси x или по оси y)
превышает предельно допустимую величину.
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Приведите схему и техническую характеристику используемого прибора.
3. Приведите исходные данные.
4. Заполните таблицу 5.4.3.
Таблица 5.4.3
Координаты осей отверстий
по показаниям микрометрических головок
Координаты
1 отв.
2 отв.
Показания прибора
3 отв.
4 отв.
x
y
5. Заполнить таблицу 5.4.4.
6. Дайте заключение о годности измеряемой детали.
7. Выполните эскиз детали и проставьте размеры с отклонениями.
Таблица 5.4.4
Результаты обработки измерений
Действительное межосевое расстояние
1-2 отв.
1-3 отв.
2-4 отв.
Номинальное межосевое расстояние
3-4 отв.
ДействиПредельное
тельное
отклонение
отклонение
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Перечислите основные возможности инструментальных микроскопов.
2. Назовите основные типы инструментальных микроскопов.
3. Какие отсчетные устройства инструментальных микроскопов вы знаете.
4. Приведите пример условного обозначения инструментального микроскопа.
5. Расскажите устройство инструментального микроскопа.
6. Приведите основные характеристики используемого в работе инструментального микроскопа.
7. Характеризуйте тип А и тип Б соединений крепежными деталями.
8. Назовите два способа задания допусков расположения осей отверстий
для крепежных деталей.
9. Почему межосевое расстояние в данной работе не определяют как
разность показаний прибора по одной координате.
10. Расскажите порядок проведения измерений.
56
6. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ
ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
Поверка средств измерений – это совокупность операций, выполняемых
органами государственной метрологической службой (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.
Поверку средств измерения производят для установления их пригодности к применению. Пригодными к применению признают средства измерений, поверка которых подтверждает их соответствие метрологическим и техническим требованиям к данному средству измерений, установленным в нормативно-технических документах.
Основные требования к организации и порядку проведения поверки
средств измерений, выпускаемых из производства или ремонта, ввозимых по
импорту, а также находящихся в эксплуатации и на хранении, устанавливает
ГОСТ 8.513-84.
Поверка является составляющей частью Государственного метрологического контроля и распространяется на:
- здравоохранение, охрану окружающей среды и обеспечения безопасности труда;
- государственные учетные организации;
- обеспечение обороны государства;
- геодезические и гидрометеорологические работы;
- испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов Российской
Федерации;
- обязательную сертификацию продукции и услуг и т.п.
Перечни групп конкретных средств измерения, подлежащих поверке,
утверждаются Госстандартом России.
В частности, обязательной государственной поверке подлежат:
- средства измерений, принадлежащие органам государственной метрологической службы;
- исходные образцовые средства измерений предприятий;
- средства измерений, предназначенные для применения и используемые в качестве рабочих для измерений, результаты которых применяют для
учета материальных ценностей, топлива и энергии, для защиты природной
среды, обеспечения безопасности труда и т.п.
Поверочная деятельность осуществляется аккредитованными метрологическими службами юридических лиц и контролируется органами Государственной метрологической службы по месту расположения этих юридических
57
лиц. А сама поверка средств измерений осуществляется физическим лицом,
аттестованным в качестве поверителя органом Государственной метрологической службы.
Положительные результаты поверки результатов измерений удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке.
Средства измерений, применяемые для наблюдения за изменением величин без оценки их значений в единицах физических величин с нормированной точностью, поверке не подлежат, на них должно быть нанесено обозначение ‘‘И’’. Средства измерений применяемые для учебных целей, поверке не подлежат на них должно быть нанесено обозначение ‘‘У’’.
Средства измерений подвергают первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверке.
Первичной поверке подлежит каждый экземпляр средств измерений
при выпуске из производства или ремонта, или поступающих по импорту. В
отдельных случаях, предусмотренных в нормативно-технических документах,
допускается проводить выборочную поверку. Первичную поверку проводят:
- на месте изготовления средств измерений;
- на месте применения средств измерений;
- частично на месте изготовления и частично на месте применения
средств измерений.
Периодической проверке подлежат средства измерений, находящихся
в эксплуатации или на хранении, через определенные межповерочные интервалы, устанавливаемые органами государственной метрологической службы с
расчетом обеспечения пригодности к применению средств измерений на период между поверками. Средства измерений, находящихся на длительном
хранении в условиях, обеспечивающих их пригодность к применению, периодической поверке могут не подвергаться.
Внеочередную поверку производят при эксплуатации (хранении)
средств измерений при:
- необходимости удостовериться в пригодности к применению средств
измерений;
- применении средств измерений в качестве комплектующих при истечении половины межповерочного интервала на них;
- повреждении поверительного клейма, пломбы или утере документа,
подтверждающего прохождение средствами измерений первичной или периодической поверки, в том числе при их хранении;
- вводе в эксплуатацию средств измерений после хранения, в течении
которого не могла быть произведена периодическая поверка в связи с требованиями к консервации средств измерений или изделий, содержащих средства измерений;
- переконсервации средств измерений, а также изделий, в комплекте которых применяются средства измерений;
58
- передаче средств измерений на длительное хранение по истечении половины межповерочного интервала на них;
- отправке потребителю средств измерений, не реализованных предприятием-изготовителем по истечении половины межповерочного интервала на
них.
Рекомендуется внеочередную поверку производить перед вводом в эксплуатацию средств измерений, взятых со склада после хранения и транспортирования.
Инспекционную поверку производят для выявления пригодности к
применению средств измерений при осуществлении государственного надзора и контроля за состоянием и применением средств измерений.
Инспекционную поверку можно проводить не в полном объеме, предусмотренном нормативно-техническими документами по поверке.
Результаты инспекционной поверки отражают в акте проверки состояния и применения средств измерений.
Государственную инспекционную поверку производят в присутствии
представителя проверяемого предприятия.
Экспертную поверку производят при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и
пригодности их к применению.
Экспертную поверку производят органы государственной метрологической службы по письменному требованию (заявлению) суда, прокуратуры,
милиции, государственного арбитража, органов народного контроля, по
письменному заявлению предприятий при возникновении спорных вопросов
по метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности средств измерений к применению и по правильности эксплуатации
средств измерений. В заявлении должны быть указаны предмет, цель экспертной поверки и причина, вызвавшая ее необходимость.
При осуществлении экспертной поверки средств измерений в необходимых случаях могут присутствовать заявители, а также представители заинтересованной стороны.
По результатам экспертной поверки составляют заключение, которое
утверждает руководитель органа государственной метрологической службы и
направляют его заявителю. Один экземпляр должен храниться в органе Государственной метрологической службы, проводившем экспертную поверку.
59
Лабораторная работа 1
ПОВЕРКА ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ
Цель работы
Ознакомление с методикой поверки штангенциркулей. Изучение организации и порядка проведения поверки средств измерений. Определение годности штангенциркуля.
Назначение и устройство штангенциркуля ШЦ-I-125-0,1-1
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166-89 предназначен для измерения наружных и внутренних размеров. Наличие у штангенциркуля данного
типа глубиномера расширяет его функциональные возможности. Обозначение ШЦ-I-125-0,1-1 означает: ШЦ – штангенциркуль; I – тип (двусторонний с
глубиномером); 125 – диапазон измерения от 0 до 125 мм; 0,1 – значение отсчета по нониусу (цена деления) в мм; 1 – класс точности штангенциркуля.
Штангенциркуль рис. 6.1.1 состоит из штанги 1, по которой может перемещаться рамка 2. На рабочей поверхности 3 штанги 1 нанесена основная
миллиметровая шкала. Отсчетным устройством в штангенциркуле является
нониус 4, который нанесен на рамке и позволяет отсчитывать дробные доли
миллиметра. Для стопорения рамка снабжена винтом 5.
7
1
2
5
4
6
l1
3
l
9
8
Рис. 6.1.1 Устройство штангенциркуля
На штанге и рамке имеются губки 7 с кромочными измерительными
поверхностями для измерения внутренних размеров и губки 8 с плоскими
измерительными поверхностями для измерения наружных размеров. С тыльной стороны рамки размещен глубиномер 6.
60
Условия поверки и подготовка к ней
При проведении поверки температура воздуха в помещении должна
быть (20±1)о С.
Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:
- промыть штангенциркуль авиационным бензином по ГОСТ 1012-72
или бензином-растворителем по ГОСТ 443-76 или моющими растворами,
протереть чистой хлопчатобумажной салфеткой и выдержать на рабочем месте не менее 3 часов;
- при необходимости штангенциркуль размагнитить.
С помощью инструментов, указанных в каждом пункте лабораторной
работы проведите измерения контролируемых размеров и определите годность штангенциркуля ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166-89 по каждому параметру и
в целом. Параметр, полученный в результате измерения, считается годным,
если его действительное значение не выходит за пределы допускаемых по
ГОСТ 166-89. Результаты поверки занести в табл.1.
Порядок выполнения лабораторной работы
Полный набор операций, которые должны быть выполнены при проведении поверки штангенциркуля определяет ГОСТ 8.113-85. Допускаемые
значения проверяемых параметров устанавливает ГОСТ 166-89. В данной лабораторной работе выполняются только часть операций, отличающихся средствами и методиками поверки.
1. Внешний осмотр
Средства поверки не предусмотрены. Оценивается визуально.
Проверьте отчетливость и правильность оцифровки штрихов шкал. Не
допускаются заметные при визуальном осмотре дефекты, ухудшающие эксплуатационные качества и препятствующие отсчету показаний, а также перекос края нониуса к штрихам шкалы штанги, препятствующий отсчету показаний.
Проверьте правильность маркировки. Требования к маркировки приведены в п. 2.26 ГОСТ 166-89 см. прил. 1.
2. Опробирование
Средства поверки не предусмотрены. Оценка производится визуально.
При опробировании проверьте:
- плавность перемещения рамки;
- отсутствие перемещения рамки под действием собственной массы;
- возможность зажима рамки в любом положении в пределах диапазона
измерения;
- нахождение рамки с нониусом по всей длине на штанге при измерении
размеров, равных верхнему пределу измерения;
- отсутствие продольных царапин на шкале штанги при перемещении
по ней рамки (визуально).
61
3. Измерение длины вылета губок
Средства поверки – металлическая измерительная линейка по ГОСТ
427-75 с пределами измерения 0 – 150 мм.
Длину вылета губок l и l1 рис. 6.1.1, штангенциркуля определите при
помощи металлической измерительной линейки с ценой деления 1 мм по
ГОСТ 427-75. Допускаемые значения размеров приведены в табл. 2 ГОСТ
166-89. прил.1.
4. Определение шероховатости измерительных поверхностей
Средства поверки – образцы шероховатости плоские с параметрами Ra
0,32 и Ra 0,63 мкм по ГОСТ 9378-75.
Шероховатость измерительных поверхностей штангенциркуля определите путем сравнения с образцами шероховатости. Допускаемые значения
выберите в приложении 1, п. 2.16.
5. Контроль отклонения от прямолинейности измерительных поверхностей губок
Средства поверки – лекальная линейка типа ЛД, класса точности 1 по
ГОСТ 8026-75; образец просвета из плоскопараллельных концевых мер длины образцовых класса точности 2 по ГОСТ 9038-90 и плоской стеклянной
пластины типа ПИ 60 мм, класса точности 2 по ГОСТ 2923-75.
Контроль отклонения от прямолинейности измерительных поверхностей губок проводим относительным методом. Для этого ребро лекальной линейки 1 рис. 6.1.2 установите поочередно на измерительную поверхность 2
губок 3 и 4 параллельно длинному ребру. Значение просвета  определить
визуально – сравнением его с образцом (рис. 6.1.3).
3
h2
h1
4
4
3
2
Рис. 6.1.2. Схема измерения отклонения от прямолинейности
измерительных поверхностей губок
62
1
4
∆
1
5
3
2
Рис. 6.1.3. Образец для определения значения просвета
Образец включает лекальную линейку 1, плоскую стеклянную пластину
2 и плоскопараллельные концевые меры длины 3,4,5. Причем меры 3 и 5
имеют одинаковый размер, а мера 4 меньше их на 0,007 мм для штангенциркулей с ценой деления 0,1 мм и на 0,004 мм – ценой деления 0,05 мм.
6. Контроль отклонения от параллельности измерительных поверхностей губок для внутренних измерений и расстояния между ними
Средства поверки – микрометр типа МК с пределами измерения 0 – 25
мм, класса точности 2 по ГОСТ 6507-78; плоскопараллельная концевая мера
длины 10 мм образцовая, 3 класса точности по ГОСТ 9083-90.
Указанные параметры измеряем гладким микрометром с интервалом от
0 до 25 мм. Для этого штангенциркуль установите на размер 10 мм по концевой мере длиной 10 мм и затянуть стопором зажимную рамку. Микрометром
измерьте расстояния h1 и h2 между измерительными поверхностями в двух
сечениях по длине губок рис. 6.1.3. Разность расстояний равна отклонению от
параллельности измерительных поверхностей и не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166-86 (см. прил. 1).
Расстояние между измерительными поверхностями губок для штанген0 , 07
циркулей выпускаемых из производства, должно соответствовать 10 0,02 мм, а
0 , 07
выпускаемых из ремонта и находящихся в эксплуатации – 10 0,03 мм.
7. Контроль отклонения от параллельности измерительных поверхностей губок для измерения наружных размеров
Средства поверки – образец просвета, который включает: лекальную
линейку типа ЛД, класса точности 1 по ГОСТ 8026-75; плоскопараллельные
концевые меры длины образцовые, класса точности 3 по ГОСТ 9038-90; стеклянную пластину типа ПИ 60 мм, класса точности 2 по ГОСТ 2923-75.
63
Отклонение от параллельности губок определите по просвету между
измерительными поверхностями при сдвинутых губках как при незатянутом,
так и при затянутом зажиме рамки.
Значение просвета определите визуально сравнением с образцом, схема
которого показана на рис. 6.1.3. Величина просвета не должна превышать
0,008 мм – при значении отсчета по нониусу 0,05 мм и 0,012 мм – при значении отсчета по нониусу 0,1 мм.
8. Контроль отклонения от прямолинейности рабочей поверхности
штанги
Средства поверки – лекальная линейка типа ЛД класса точности 1 по
ГОСТ 8026-75; щуп толщиной 0,02 мм класса точности 2 по ГОСТ 882-75.
Рамку 2 рис. 6.1.1 штангенциркуля сдвиньте в крайнее левое положение.
Лекальную линейку типа ЛД класса точности 1 по ГОСТ 8021-75 приложите к рабочей поверхности 9 штанги 1 штангенциркуля.
Годность по данному параметру определите с помощью щупа толщиной 0,02 мм. Для этого необходимо попытаться вставить его в просвет между
лекальной линейкой и рабочей поверхностью штанги по всей ее длине. Если
щуп хотя бы в одном месте войдет в просвет, параметр считается не годным;
в противном случае – годным.
9. Определение погрешности штангенциркуля
Средства поверки – плоскопараллельные концевые меры длины образцовые, класса точности 3 по ГОСТ 9038-90; плита исполнения 2, класса точности 1 размером 250 х 250 мм по ГОСТ 10905-75.
Данная операция включает в себя три составляющих: проверка нулевой
установки; определение погрешности при измерении линейных размеров; определение погрешности при измерении глубины.
9.1. Проверка нулевой установки осуществляется при сдвинутых до соприкосновения губках. Смещение штриха нониуса должно быть в плюсовую
сторону. Смещение нулевого штриха определяют при помощи концевой меры
длиной 1,05 мм, которую помещают между измерительными поверхностями
губок. При этом показание штангенциркуля должно быть не более 1,1 мм.
9.2. Погрешность штангенциркуля при измерении линейных размеров
определяют по концевым мерам длины. У штангенциркулей с ценой деления
0,1 мм, выпускаемых из производства, погрешность определяют в трех точках
по длине штанги. Для штангенциркуля с пределами измерений 0-125 мм используют концевые меры длины 10, 50 и 100 мм.
Концевую меру длины размером 10 мм поместите между измерительными
поверхностями губок штангенциркуля. Длинное ребро измерительной поверхности губки должно быть перпендикулярно к длинному ребру концевой меры длины
и находится в середине измерительной поверхности. Усилие сдвига губок должно
обеспечивать нормальное скольжение измерительных поверхностей губок по из-
64
мерительным поверхностям концевых мер длины при отпущенном стопорном
винте рамки. Снимите отсчет по нониусу и занесите в табл. 6.1.1.
По аналогии снимите отсчеты по концевым мерам длины 50 и 100 мм.
По концевой мере 50 мм погрешность определите при зажатом стопорном
винте рамки, при этом должно сохраниться нормальное скольжение измерительных поверхностей губок по измерительных поверхностям концевых мер.
Допустимая величина погрешности штангенциркуля приведена в табл.
2 прил. 1.
9.3. Погрешность при измерении глубины определите по концевым мерам длиной 20 мм. Две концевые меры установите на поверочную плиту. Торец штанги прижмите к измерительным поверхностям концевых мер. Линейку глубиномера переместите до соприкосновения с плоскостью плиты и снимите показания отсчета.
Несовпадение штрихов равно погрешности штангенциркуля в проверяемой точке. Допустимая погрешность приведена в табл. 3 ГОСТ 166-89 (см.
прил. 1, п. 2.4).
Таблица 6.1.1
Результаты контроля поверяемых метрологических характеристик
Контролируемые
параметры
Наименование и
характеристика
используемых
приборов
1. Внешний осмотр
- отчетливость оцифвизуально
ровки шкал
- маркировка
визуально
Допустимое
значение параметра
Действительная величина
параметра
Заключение
о годности
отсутствие дефектов
дефектов нет
годен
товарный знак,
порядковый
номер и т.д.
есть
есть
годен
годен
Отчет по лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Заполненную таблицу 6.1.1.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение и устройство штангенциркуля
2. Виды поверок штангенциркуля.
3. Условия поверки.
4. Контролируемые параметры и методика поверки штангенциркуля
5. В чем заключается условие годности штангенциркуля.
65
Лабораторная работа 2
ПОВЕРКА ГЛАДКОГО МИКРОМЕТРА ТИПА МК
Цель работы
Ознакомление с методикой поверки микрометров типа МК. Изучение
организации и порядка проведения поверки. Определение годности микрометра по результатам поверки.
Назначение и устройство микрометра
Микрометром называют устройство служащее для измерения методом
охватывания измеряемого объекта рис.6.2.1
В микроинструментах общего назначения шаг продольной шкалы равен
0,5 мм, а величина отсчета по конусу – 0,01 мм.
В основе устройства микроинструментов лежит использование винтовой пары. При вращении в неподвижной гайке винт перемещается вдоль своей оси на величину прямо пропорциональную шагу винта и числу оборотов:
L=P  n,
где L – перемещение винта; Р – шаг винта; n – число оборотов винта, которое
может быть как целым, так и дробным.
Микрометрические винтовые пары используют в конструкциях многих
измерительных устройств (в микроскопах, в проекторах и др.) и в инструментах общего назначения. Устройство микроинструментов показано на примере
гладкого микромера рис. 6.2.1.
1
4
3
6
2
7
5
Рис. 6.2.1. Общее устройство микрометра
66
В микромере полый стебель 2 жестко связан со скобой 1. Измерительными поверхностями являются торец микровинта 3, торец пятки 4 запрессованной в скобу. Для ограничения измерительного усилия (около 5-8Н) вращение микровинта должно производиться только при помощи трещетки 5 и
при отстопоренном винте 6.
На стебле микроинструментов нанесен продольный штрих, по одну
сторону которого выполнена группа поперечных штрихов с интервалом 1 мм,
по другую – такая же группа штрихов со сдвигом на 0,5 мм, по отношению к
первой шкале. Обе эти группы представляют собой одну шкалу с ценой деления 0,5 мм. На барабане микровинта 7 нанесена шкала с числом делений
n=50. За один полный оборот торец барабана, служащий указателем для шкалы с ценой деления 0,5 мм, переместится на 0,5 мм. За 1\50 оборота торец барабана переместится на 0,5\50=0,01 мм, что соответствует цене деления круговой шкалы С=0,01 мм.
Условия поверки и подготовка к ней
При проведении поверки температура помещения, в котором проводят
поверку, должна соответствовать требованиям ГОСТ 6507-78.
Микрометры, установочные меры и средства поверки должны быть выдержаны в помещении, где проводят поверку, на металлической плите в течение не менее одного часа, или в открытых футлярах не менее трех часов.
При поверке микрометр и установочные меры следует брать за теплоизоляционные накладки, а при отсутствии их – при помощи теплоизолирующей салфетки.
Полный набор операций, которые должны быть выполнены при проведении поверки микрометра, определяет МИ782-85. Допускаемые значения
проверяемых параметров устанавливает ГОСТ 6507-78.
По результатам поверки заполнить табл. 6.1.1. Прибор считается годным при совпадении всех поверяемых параметров.
Порядок выполнения лабораторной работы
Перечень основных операций при проведении лабораторной работы №2
в порядке значимости приведены ниже.
1. Внешний осмотр
При проведении внешнего осмотра должно быть установлено:
-форма измерительных поверхностей микрометров и установочных мер.
- качество поверхности оцифровки и штрихов шкал;
Наличие:
- комплектности и маркировки;
- твердого сплава на измерительных поверхностях микрометров;
- стопорного устройства для микрометрического винта;
- шкалы на стебле и барабане микрометров;
67
- антикоррозийного покрытия микрометров (за исключением пятки,
микрометрического винта и измерительной губки) и установочных мер (за
исключением измерительных поверхностей);
- теплоизоляции скоб микрометров типов МК с верхним пределом измерения более 50 мм;
- отсутствие механических повреждений на измерительных и других
наружных поверхностях деталей, влияющих на эксплуатационное качество.
2. Опробование
При опробовании проверяют: плавность перемещения барабана микрометра
вдоль стебля; отсутствие вращения микрометрического винта, закрепленного стопорным устройством, после приложения момента, передаваемым устройством,
обеспечивающим измерительное усилие (при этом показания микрометра не
должны изменяться); неизменность положения закрепленной передвижной или
сменной пятки – по отсутствию радиального или осевого качения.
Рис. 6.2.3. Определение расстояния от конической части барабана до шкалы
3. Контроль метрологических параметров
3.1 Контроль шероховатости измерительных поверхностей микрометра
и установочных мер.
Средства поверки – образцы шероховатости плоские с параметрами Ra
0,32 и Ra 0,63 мкм по ГОСТ 9378-75.
Шероховатость измерительных поверхностей микрометров и установочных мер должна соответствовать требованиям, установленным в ГОСТ
6507–78 ( не более Ra 0,32мкм).
3.2 Контроль расстояния от стебля до измерительной кромки барабана.
Средства поверки – набор щупов класса точности 2 по ГОСТ 882-75.
Расстояние а рис.6.2.2 от стебля до измерительной кромки барабана микро-
Рис. 6.2.2. Определение высоты кромки
барабана
68
метра контролируют щупом толщиной 0,45 мм, в четырех положениях барабана (через четверть оборота). Щуп накладывается на стебель у продольного
штриха до контакта с торцом конической части барабана. В каждом из четырех положений барабана кромка барабана не должна быть выше щупа.
3.3 Контроль расстояния от торца конической части барабана до начального штриха шкалы.
Средства поверки – набор щупов класса точности 2 по ГОСТ 882-75
При определении расстояния b рис.6.2.3 от торца конической части барабана до начального штриха шкалы стебля микрометр устанавливают в нулевое положение. Расстояние b определяют по шкале барабана, подводя торец
барабана к ближайшему краю начального штриха. При этом у микрометров с
нижним пределом измерений 25 мм и более удаляют установочную меру. У
микрометров с нулевым нижним пределом измерения определяют расстояние
от торца конической части барабана до любого ближайшего (не начального)
штриха шкалы стебля b c помощью соответствующего щупа визуально определяют действительную величину отклонения.
Расстояние от торца конической части барабана b нового микрометра
до ближайшего края штриха(0, 25, 50) не должно превышать значения 0,1мм
установленного ГОСТ 6507–78.
У микрометров, находящихся в эксплуатации, допускается перекрытие
начального штриха шкалы стебля конической частью барабана, но не более
чем на 0,07 мм.
3.4 Контроль отклонения от плоскостности измерительных поверхностей.
В данном пункте студенту необходимо провести все этапы поверки, как
для новых микрометров, так и для бывших в употреблении с целью определения степени их износа.
Необходимые средства поверки: набор плоскопараллельных стеклянных пластин по ГОСТ 1121–75; лекальная линейка типа ЛД класса точности 1
по ГОСТ 8026-75; набор концевых мер длинны, класса точности 3 по ГОСТ
9038-90.
Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей новых
микрометров определяют интерференционным методом при помощи плоской стеклянной пластины.
Стеклянную пластину накладывают на поверяемую поверхность. При этом
добиваются такого контакта, при котором наблюдалось бы наименьшее число
интерференционных полос (колец). Отклонение от плоскостности определяют по
числу наблюдаемых интерференционных полос (колец). Отсчет следует производить, отступив 0,5 мм от края измерительной поверхности.
На рис.6.2.4 I,II,III, приведено увеличенное изображение картины интерференционных полос (колец) при различных формах отклонений от плоскостности измерительной поверхности микрометра. Во всех приведенных
случаях отсчет полос (колец) равен 2.
69
Рис. 6.2.4. Возможные виды интерференционных колец
На рис. 6.2.4 I- измерительная поверхность представляет собой сферу и
интерференционные кольца б и в ограничены окружностями (контакт в точке
а). Кольцо г так же, как и полосы г и е на рис. 6.2.4 II, г и ж на рис. 6.2.4 IIIво внимание не принимаются, поскольку они расположены от края измерительной поверхности на расстоянии менее 0,5 мм.
На рис. 6.2.4 II контакт стеклянной пластины с измерительной поверхностью микрометра также осуществляется в одной точке, однако радиус кривизны измерительной поверхности в сечении X–X больше, чем в сечении У–
У. Здесь кольцо б считается первой полосой, а полосы в и д принимаются за
одну полосу- (кольцо), поскольку при большей измерительной поверхности
микрометра эти полосы соединились бы.
На рис. 6.2.4 III контакт стеклянной пластины с измерительной поверхностью микрометра, которая представляет собой цилиндрическую поверхность, осуществляется по линии а. Здесь полосы ограничены прямыми линиями и так же, как полосы в и д в предыдущем случае, каждая пара полос
(б–д и в–е) считается соответственно одной полосой.
Если по обе стороны от точки (линии) контакта будет наблюдаться неодинаковое число полос, то отсчет полос производится на той стороне, где число видимых полос будет больше.
Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей микрометров
не должно превышать значений, установленных в ГОСТ 6507-78 которое составляет 0,002мм для микрометров второго и первого класса точности с верхним пределом измерения до 50 мм и 0,003мм для диапазона измерения 100мм.
Величину отклонения от параллельности плоских измерительных поверхностей определяют путем суммирования количества интерференционных колец
полученных притиранием четырех различных пластин размеры которых отличаются друг от друга на значение, соответствующее 1/4 оборота микрометрического винта, наибольшую из полученных сумм умножают на 0,00003 мм.
70
Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей микрометров бывших в производственном процессе определяют двумя способами:
- с помощью лекальной линейки прикладывая её к поверяемым плоскостям при этом наличие зазора на поверяемых поверхностях не допускается,
по концевым мерам длины или блокам концевых мер, размеры которых отличаются друг от друга на 1/4 оборота микрометрического винта, Концевую
меру или блок концевых мер последовательно устанавливают между измерительными поверхностями в положении показанном на рис.6.2.5 и подводят
измерительные поверхности микрометра.
3.5 Контроль перекоса измерительных поверхностей микрометра.
Средства поверки: набор плоскопараллельных стеклянных пластин по
ГОСТ 1121–75.
Перекос плоской измерительной поверхности микрометрического винта
при зажатии стопора микрометров типа МК с верхним пределом измерения
до 100 мм определяют интерференционным методом с помощью плоскопараллельной стеклянной пластины. Пластину приводят в контакт с измерительными поверхностям микрометра при использовании трещотки. Получив
наименьшую сумму полос на обеих измерительных поверхностях при перемещении пластин при незакрепленном стопоре, зажимают стопор и добиваются при перемещении пластины также наименьшей суммы полос.
Сумма полос не должна превышать допуска параллельности, установленного ГОСТ 6507–78 (не более 0,002мм), более чем на три полосы.
Рис. 6.2.5. Отклонение от плоскостности
4. Определение погрешности микрометра
Средства поверки – плоскопараллельные концевые меры длины образцовые, класса точности 3 по ГОСТ 9038-90; плита исполнения 2, класса точности 1 размером 250 х 250 мм по ГОСТ 10905-75.
Погрешность микрометров типов МК, МЛ, МП, МТ определяют в пяти
(не менее) равномерно расположенных точках шкалы микрометра путем
71
сравнения показаний с размерами концевых мер длины. Точки, в которых рекомендуется производить проверку, микрометров, указаны в табл. 6.2.2.
Погрешность микрометров не должна превышать значений, установленных в ГОСТ 6507–78 табл. 6.2.2.
Допускается наличие в обращении и выпуск из ремонта микрометров с
погрешностью, превышающей значения, указанные в ГОСТ 6507–78 для
класса точности 2, но не более чем в два раза; о чем делается соответствующая отметка в документах о поверке.
Таблица 6.2.2
Допускаемые величины погрешности измерений для гладких микрометров
Диапазон намерений микрометров
мм
0–5
Шаг микрометрического
вннта
мм
1,0
Рекомендуемые номинальные
значения размеров концевых
мер длины, используемых при
поверке
мм
1,00; 2,00; 8,00; 4,00; 5,00
0–10
2,00; 4,00; 6,00; 8,00; 10,00
0–25
0–10
5,00; 10,00; 15,00; 20,00; 25,00
2,00; 4,00; 6,00; 8,00; 10,00;
0-25
0,5
Допускаемая погрешность измерения
1кл
До 25мм±2мкм,
свыше
25мм
до100мм –
2,5мкм
2кл
До
100мм±4мкм
5,12; 10,24; 15,36; 21,50; 25,00
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Заполненную таблицу 6.1.1.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение и устройство гладкого микрометра.
2. Условия поверки гладких микрометров.
4. Контролируемые параметры и методика поверки микрометра.
6. В чем заключается условие годности микрометров.
72
Лабораторная работа 3
ПОВЕРКА ВЕРТИКАЛЬНО ОПТИЧЕСКОГО ДЛИННОМЕРА ИЗВ – 1
Цель работы
Ознакомиться с устройством и работой длинномера и с основными элементами его поверки. Изучить методику поверки отдельных операций. Приобрести навыки в работе с контрольно – измерительными приборами.
Назначение и устройство вертикального оптического длинномера
типа ИЗВ – 1
Длинномеры предназначены для линейных измерений абсолютным методом. В длинномере применен метод Аббе, т.е. основная линейная шкала
прибора является продолжением измеряемого размера. Метод измерений на
длинномере контактный.
На массивном основании 1 прибора рис. 6.3.1 расположен предметный
столик 2 и жестко закреплена стойка 3. По стойке, вращением гайки 4, может
устанавливаться на требуемой высоте и закрепляться винтами 5, кронштейн 6.
13
11
3
14
19
12
9
16
6
20
17
5
7
4
8
10
2
1
15
Рис. 6.3.1 Вертикальный длинномер ИЗВ - 1
В кронштейне при отстопоренном винте 7 свободно двигается измерительный шпиндель 8, опускающийся под собственным весом и поднимаемый
за гирьку 9.
73
На нижнем конце шпинделя укреплен измерительный наконечник 10.
Второй конец шпинделя при помощи стальной ленты 11 и блочной системы
соединен с противовесом. Противовес помещен в масляной ванне (внутри полого цилиндра 12) для того, чтобы подъем и опускание шпинделя происходили плавно без ударов. Измерительное усилие регулируется плоскими разновесами 13, надеваемыми на выступ верхней части шпинделя.
Прибор питается электрическим током напряжением 6 В, который подается электрической лампочке, закрепленной в патроне 14 через понижающий трансформатор 15.
Отсчет показаний прибора осуществляется с помощью отсчетного микроскопа. Визуальное наблюдение осуществляется в окуляр 16. Вращение
двойной спирали происходит колесиком 17. Настройка на нулевое положение
осуществляется маховиком 19 и стопорится стопорным винтом 20.
Техническая характеристика вертикального длинномера ИЗВ – 1
Пределы измерения по шкале прибора, мм
0 – 100
Пределы измерения прибора в целом, мм
0 – 200
Цена деления прибора, мм
0,001
Порядок измерения на приборе
Перед началом измерения необходимо настроить вертикальный длинномер на нуль. Для этого ослабьте стопорный винт 7. рис. 6.3.1 и придерживая за гирьку 9 опустите шпиндель 8 до касания наконечником 8 плоскости
стола 2.
3
4
1
2
Рис. 6.3.2. Спиральный нониус длинномера (размер 46,32)
Колесиком 17 рис. 6.3.1 установите круговую шкалу 3 рис.6.3.2 на нуль.
При этом изображение нулевого штриха миллиметровой шкалы должно расположиться симметрично между линиями двойной спирали.
74
Если нулевой штрих не находится в таком положении, то, отпустив
стопорный винт 20 рис. 6.3.1, находящийся с левой стороны окуляра (на
рис.6.3.1 для наглядности он показан с правой), вращением маховика 19, установите миллиметровый штрих симметрично между линиями двойной спирали. Стопорный винт 20 зажать.
При измерении шпиндель 8 поднимите за гирьку 9. На предметный столик 2 установите измеряемую деталь и шпиндель плавно опустите до касания
наконечником 10 измеряемой детали.
Затем, глядя в окуляр 16, вращением колесика 17 охватите ближайшей
двойной спиралью 4 рис.6.3.2 миллиметровый штрих 1, находящийся в зоне
шкалы 2 десятых долей миллиметра. Отсчет снимают по миллиметровой
шкале 1 (46 мм в примере на рис.6.3.2), шкале 2 десятых долей миллиметра
(0,3 мм) и круговой шкале 3 (0,062 мм). Итого, получим размер 46,362 мм.
Порядок выполнения лабораторной работы
Полный набор операций, выполняемых при поверке вертикального
длинномера, перечень средств поверки с указанием их нормативно – технических характеристик и методика выполнения операций приведены в ГОСТ
8.114 – 74. Данная лабораторная работа предусматривает выполнение трех
наиболее важных и показательных операций.
1. Определение отклонения от параллельности плоскости измерительного наконечника относительно плоскости стола
Средства поверки – плоскопараллельная концевая мера длины размером
5 – 10 мм второго класса по ГОСТ 9038 – 90.
Последовательность выполнения операции:
1.1. Вставьте в шпиндель 1 рис. 6.3.1 длинномера наконечник диаметром 8 мм с плоской измерительной поверхностью.
1.2. Концевую меру длины размером от 5 до 10 мм установите в положение 1, как указано на рис. 6.3.3. Снимите показания прибора.
2
1
3
4
Рис. 6.3.3. Схема измерения отклонения от параллельности
плоскости измерительного наконечника относительно стола
Помещая последовательно концевую меру в положения 2, 3, 4 рис. 6.3.3
снимайте показания прибора. Результаты занесите в таблицу 6.3.1.
75
1.4. Определите действительное отклонение параллельности плоскости
измерительного наконечника относительно плоскости стола как разность между наибольшим и наименьшим показаниями длинномера.
Таблица 6.3.1
Результаты измерения отклонения от параллельности плоскости
измерительного наконечника относительно плоскости стола
Номер положения концевой меры
Показания
длинномера,
мм
Отклонение от параллельности, мм
действительное
Заключение
о годности
допустимое
1
2
3
4
1.5. Дайте заключение о годности по данному параметру, учитывая, что
допустимое значение отклонения от параллельности равно 0,0005 мм.
2. Определение среднего квадратического отклонения результата
наблюдений длинномера
Средства поверки – плоскопараллельные концевые меры длины размером 10 и 100 мм первого класса по ГОСТ 9038 – 90.
Последовательность выполнения операций:
2.1. В шпиндель 8 прибора вставьте наконечник 10 со сферической измерительной поверхностью.
2.2. На стол 2 прибора установите концевую меру длины размером 10
мм. Затем 10 раз поднимайте и опускайте за гирьку 9 измерительный стержень и отсчитывайте показания прибора при прямой и обратной наводках
двойной спирали. Результаты занесите в таблицу 6.3.2.
Рассчитайте среднее квадратическое отклонение  по формуле
n

 (x  x )
2
i
i 1
n
где n - количество показаний прибора,
x
i
,
- показание прибора; среднее ариф-
метическое значение для n показаний определится по следующей зависимости.
1 n
x   xi
n i 1
76
Таблица 6.3.2
Результаты измерения и расчета среднего квадратичного отклонения результата
наблюдений длинномера
Концевая мера 10 мм
№ изм Показания прибора, мм
прямая
наводка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Концевая мера 100 мм
№
Показания прибора,
изм. мм
обратная наводка
прямая
наводка

Заключение
о годности
обратная
наводка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2.4. Установите на стол концевую меру длины 100 мм и повторите все
действия, указанные в п.п. 2.2. и 2.3. Результаты занесите во вторую часть
таблицы 4.
2.5. Сделайте заключение о годности по данному параметру. Среднее
квадратичное отклонение должно быть не более 0,0001 мм у приборов. выпускаемых из производства, и 0,0002 мм у приборов, находящихся в эксплуатации и выпускаемых из ремонта.
3. Определение основной погрешности длинномера
Средства поверки – образцовые плоскопараллельные концевые меры
длины (10, 30, 50, 70, 100 мм) первого класса по ГОСТ 9038 – 90.
Последовательность выполнения операций:
3.1. Опустите шпиндель 8 прибора до контакта сферического наконечника 10 с плоскостью стола 2 и установите по шкалам прибора приблизительно нулевые отсчеты.
3.2. Поместите на стол концевую меру длины размером 10 мм так, чтобы ее середина находилась под измерительным наконечником. Считайте показание А по шкалам прибора. Результат занесите в таблицу 5.
3.3. Снимите концевую меру со стола и определить значение нулевого
показания А0 длинномера при соприкосновении измерительного наконечника
со столом. Результат занесите в таблицу 6.3.3.
77
Таблица 6.3.3
Результаты измерения основной погрешности длинномера
Номинальное значение
концевой
меры длины,
мм
Результаты измерений, мм
концевой меры (А)
Размер меры
по свидетельству о приемке, L q, мм
Погрешность на
проверяемом интервале, , мм
Допустимая
погрешность,
мм
Заключение о
годности
нулевого
пол.( А0)
10
30
50
70
100
3.4. Рассчитайте погрешность  на проверяемом интервале по формуле:
  А- А0 – L q,
где L q – действительное значение длины применяемой концевой меры (по
свидетельству о поверке).
3.5. Выполните операции по п.п. 3.2. – 3.4. для остальных концевых мер
длины (30, 50, 70, 100 мм). Результат занесите в таблицу 6.3.3.
3.6. Сделайте заключение о годности прибора с учетом того, что допускаемая погрешность длинномера равна 0,0010 мм.
Отчет о лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Характеристику вертикального длинномера.
3. Название каждой операции и используемые средства поверки.
4. Необходимые расчеты.
5. Заполненные таблицы.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение вертикального длинномера.
2.Техническая характеристика длинномера.
3.Опишите методику определения отклонения от параллельности измерительного наконечника относительно плоскости стола.
4. Опишите методику определения среднего квадратичного отклонения
результата наблюдений длинномера.
5. Опишите методику определения основной погрешности микроскопа.
6. Порядок настройки прибора на нуль.
7. Порядок снятия отсчета по шкалам прибора.
78
Лабораторная работа 4
КАЛИБРОВКА ТОЛЩИНОМЕРА ПОКРЫТИЙ ТИПА ТТ 220
Цель работы
Ознакомиться с понятием калибровка. Провести калибровку толщиномера покрытия
Теоретические предпосылки
Калибровка средства измерения – совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений
метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства
измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и
надзору.
Калибровка выполняет две функции: определение и подтверждение
действительных значений метрологических характеристик СИ; определение и
подтверждение пригодности СИ к применению.
В решаемых на практике измерительных задачах калибровка может
сводиться только к проверке пригодности СИ, т.е. его работоспособности. В
частности, требуется знать не действительные значения измеряемой величины, нужно лишь констатировать наличие величины измеряемого размера определенного уровня.
Назначение и устройство толщиномера покрытия типа ТТ-220
Толщиномер покрытий типа ТТ-220 – миниатюрный измерительный
прибор, предназначенный для быстрого, неразрушающего и точного измерения толщины немагнитного покрытия на магнитном металлическом основании. Он может широко применяться при контроле на производстве, металлообработке, химической промышленности и товарном осмотре. Из-за небольшого размера и датчика, встроенного в прибор, он особенно полезен в
технических областях.
Прибор использует метод измерения зазора в магнитной цепи для измерения толщины немагнитных покрытий на магнитном металлическом основании (алюминий, хром, эмаль, каучук и лакокрасочные покрытия на
основании из стали, железа и неаустенитной нержавеющей стали) без нанесения вреда проверяемому объекту.
Основной рабочий принцип: когда датчик находится в контакте с покрытием, он образует замкнутую магнитную цепь, магнитное сопротивление
которой изменяется из-за существования немагнитного покрытия, и толщина
покрытия может быть рассчитана согласно изменению магнитного сопротивления.
Устройство толщиномера покрытия представлено на рис.6.4.1.
79
Рис. 6.4.1. Толщиномер покрытия типа ТТ-220
Датчик 1, LCL жидкокристаллический индикатор 2, кнопка «вверх» 3,
кнопка «вниз» 4, кнопка РЕЖИМ 5, кнопка ON/C 6,. гнездо зарядного устройства 7, гнездо принтера 8, корпус 9.
Порядок выполнения лабораторной работы
Имеются два метода калибровки, часто используемые при измерениях, а
именно: калибровка нулевой точки и калибровка по двум точкам.
1. Калибровка нулевой точки
а) Проведите одно измерение на основании, дисплеи покажет<ХХ мкм>.
б) Нажмите кнопку "ON/C", дисплеи покажет <0.00мкм>, Калибровка нулевой точки закончена.
в) Чтобы калибровать нулевую точку точно процедуры а и б должны
быть повторены до тех пор, пока измеренная величина на основании не
станет меньше чем 1 мкм. Это повысит точность измерения. Измерение
можно начать после калибровки нулевой точки.
2. Калибровка по двум точкам
а) Проведите сначала калибровку нулевой точки (См. выше).
б) Проведите однократное измерение на эталонном листе с толщиной
покрытия приблизительно таким же как на объекте, который будет проверяться. Дисплеи покажет <ХХ мкм>.
в) Используйте кнопки d или t, чтобы исправить показание, пока оно не
достигает номинальной величины эталонного листа. Таким образом, калибровка закончена и можно начинать измерения.
Внимание: нажатие кнопок d или t обязательно для калибровки. Даже
если результат на дисплее совпадает с номинальной величиной эталонного
80
листа, нажмите один раз кнопку d и один раз кнопку t. Чтобы сделать калибровку более точной, повторите процессы (а) и (б), чтобы поднять точность
калибровки и уменьшить случайные ошибки.
3. Базовая калибровка
Базовая калибровка необходима при следующих обстоятельствах;
- конец датчика изношен;
- после ремонта датчика;
- когда используется в специальных целях.
Если допустимое отклонение очевидно превышено, то свойства датчика должны быть заново калиброваны, и это называется основной калибровкой. Перекалибровка датчика может быть выполнена путем введения шести
стандартных величин (одна нулевая величина и пять величин толщины). Базовая калибровка проводится следующим образом:
а) нажать и держать кнопку t, и нажать кнопку ON/C до включения
прибора. Со звуковым сигналом и прибор входит в режим базовой калибровки и дисплей покажет: B – Calibrate.
б) Сначала откалибруйте нулевую точку, (см. калибровку нулевой точки). Процесс может быть повторен много раз, чтобы получить среднюю величину и сделать калибровку более точной.
в) Используйте эталонные листы, чтобы провести калибровку пять
раз согласно порядку возрастания по толщине (см. (б) и (в) двухточечной
калибровки), причем каждая последующая величина должна быть по крайней
мере в n раз больше предыдущий. Идеальное различие два раза, например как
50, 100, 200, 400, 800 мкм. Максимальная величина должна быть близкой, но
все же ниже, чем максимальный диапазон измерений датчика.
г) После того, как шесть величин введены, измеряют нулевую точку
и автоматически выключают прибор с новыми калиброванными величинами, запасенными в памяти. Когда прибор будет включен снова, он будет работать в соответствии с калиброванным величинам.
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Название и цель работы.
3.Результаты калибровки.
2. Характеристику толщиномера покрытия.
3. Полученные вычисления.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение прибора ТТ – 220
2.Техническая характеристика ТТ – 220.
3. Опишите методику калибровки по базовой точке.
4. Опишите сущность работ по калибровки.
5. Опишите методику определения основной погрешности микроскопа.
6. Порядок настройки прибора на нуль.
7. Порядок снятия отсчета по шкалам прибора.
81
7. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ МЕТОДИК
ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
Методиками выполнения измерений согласно ГОСТ Р 8.563-96 (далее –
МВИ) называют совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью.
Под МВИ понимают технологический процесс измерений. Поэтому не
следует смешивать МВИ и документ на МВИ.
Разработка согласование и утверждение технического задания на
МВИ
Формирование исходных данных для разработки
Выбор (разработка) метода и средств измерений
Проведение испытаний и подтверждение типа средств измерений
Выбор методов и средств поверки (калибровки) используемых
средств измерений
Разработка методов оперативного
контроля точности измерений
Разработка и экспертиза документов на МВИ
Стандартизация
МВИ
Аттестация МВИ
Утверждение документов на МВИ
Рис. 7.1. Схема разработки МВИ
82
Порядок разработки МВИ схематически показан на рис. 7.1- К типичным требованиям, указываемым в Техническом задании (ТЗ) на МВИ
согласно ГОСТ Р 8.563-96 относятся:
- назначение МВИ, из которого можно установить возможность использования МВИ в сферах распространения государственного метрологического
контроля и надзора (ГМКН);
- пределы измерений;
- пределы допускаемой погрешности измерений;
-характеристики объекта измерений (например, температура жидкости,
давление или уровень которой измеряется);
- условия измерений (температура, влажность, давление окружающего
воздуха, характеристики источника питания средств измерений, наличие
внешних электромагнитных полей, вибрация в местах установки средств измерений и др.);
- вид индикации и формы регистрации результатов измерений;
- требования к автоматизации измерительных процедур;
- требования к обеспечению безопасности выполнения работ.
К типичным исходным данным для разработки МВИ относятся:
- наличие средств измерений необходимых для разработки МВИ, в том
числе утвержденных типов;
- наличие других технических средств, в том числе средств вычислительной техники, которые могут быть использованы при измерениях;
- наличие эталонов, стандартных образцов состава и свойств веществ и
материалов, аттестованных смесей для поверки (калибровки) средств измерений, которые могут быть использованы в МВИ;
- квалификация операторов, выполняющих измерения.
При разработке МВИ одним из основных исходных требований является требование к точности измерений. В ряде нормативных документов приводятся требования к точности измерений в наиболее распространенных технологических процессах.
Требования к точности измерений устанавливают в виде пределов допускаемых значений характеристик абсолютной или относительной погрешности измерении.
Выбор метода и средств измерений; (в машиностроении базируется
на требованиях изложенных в ГОСТ 8.051-81 “ГСИ. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм”)
- по квалитету и интервалу размера, на который разрабатывается МВИ,
определяется допустимая погрешность измерения;
- назначается диапазон, и средство измерения, погрешность которого не
превышает допустимой погрешности измерения.
Если для разработки конкретных МВИ такие документы отсутствуют то
выбор метода и средств измерений представляет собой многовариантную задачу.
83
Предварительно выбирают метод и средства измерений, которые могут
быть применены в заданных условиях, т.е. метод и средства измерений заведомо удовлетворяют всем заданным требованиям (кроме точности измерений,
которая предполагается удовлетворительной). Далее проводят оценивание
погрешности измерений.
Если оцененные характеристики погрешности измерений не превышают допускаемых пределов и незначительно меньше этих пределов, то погрешность измерений считают удовлетворительной и ее характеристики приписывают данной МВИ.
Если оцененные характеристики погрешности измерений существенно
меньше допускаемых пределов (например, составляют менее 0,5 предела допускаемых значений), то выбранные метод и средства измерений нерациональны по экономическим соображениям. В этом случае целесообразно выбрать менее точные метод и средства измерений.
Далее проводят новое оценивание погрешности измерений и, если оцененные характеристики погрешности удовлетворяют, то выбор метода и
средств измерений можно считать законченным.
Если оцененные характеристики превышают пределы допускаемых
значений, то необходимо выбрать более точные метод и средства измерений и
произвести оценивание погрешности измерений.
Процесс выбора метода и средств измерений заканчивают, когда оцененные характеристики погрешности измерений удовлетворяют.
Различают три метода оценивания погрешности измерений:
- расчетный;
- экспериментальный;
- расчетно-экспериментальный.
Расчетные методы оценивания погрешности измерений используют в
тех случаях, когда нет условий для применения экспериментальных методов.
Кроме того, расчетные методы оценивания погрешности измерений предпочтительны при наличии исходной информации, достаточной для получения результатов расчета с необходимой точностью.
Часто на практике в качестве исходных данных, для установления требований к точности измерений при контроле используют допуск на контролируемый параметр. Считается удовлетворительным соотношение между
пределом допускаемой погрешности измерений и границей симметричного
поля допуска 1:5 (в ряде случаев 1:4). При соотношении 1:3 вводится контрольный (суженный) допуск на контролируемый параметр.
Требования к точности измерений устанавливают в виде пределов допускаемых значений характеристик абсолютной или относительной погрешности измерении.
Наиболее распространенным способом выражения требований к точности измерений являются границы допускаемого интервала, в котором с заданной вероятностью Р должна находиться погрешность измерений.
84
Если границы симметричны, то перед их одним числовым значением
ставится знаки плюс-минус, если заданное значение вероятности равно единице (Р=1) то в качестве требований к точности измерений используются
пределы допускаемой погрешности измерений, при этом вероятность Р = 1 не
указывается.
Лабораторная работа 1
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
Цель работы
Ознакомиться со способами разработкиметодики МВИ. Разработать
МВИ на все размеры, исходя из задания.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Начертить технический эскиз детали по варианту выданному преподавателем.
2. Определить контролепригодность всех размеров.
3. Выбрать наиболее точный размер и согласно ниже перечисленным
требованиям разработать МВИ.
а) Назначение МВИ.
В назначении МВИ указывают:
- область применения (объект измерений, в том числе наименования
продукции и контролируемых параметров);
- наименование (при необходимости развернутое определение) измеряемой
величины;
- характеристики измеряемой величины (диапазон и частотный спектр, значения неинформативных параметров и т.п.);
- характеристики объекта измерений, если они могут влиять на погрешность
измерений (выходное сопротивление, жесткость в месте контакта с датчиком,
состав пробы и т.п.).
Требования к погрешности измерения.
Относительную погрешность размера можно выбрать по его допуску из
таблицы, приведенной в приложении 4.
Условия измерений.
Условия измерений задают в виде номинальных значений и (или) границ диапазонов возможных значений влияющих величин, числа параллельных определений и т.п. данных.
Методы и средства измерений.
Методы и средства измерений выбирают в соответствии с действую-
85
щими документами по выбору методов и средств измерений данного вида, а
при отсутствии таких документов – в соответствии с общими рекомендациями прил. 2.
Разработка МВИ.
Разработка МВИ как правило, включает:
- выбор метода и средств измерений (в том числе стандартных образцов,
аттестованных смесей), вспомогательных и других технических средств;
- становление последовательности и содержания операций при подготовке и выполнении промежуточных результатов и окончательных вычислений;
- анализ характеристик погрешности измерений;
- разработку нормативов и процедур контроля точности получаемых результатов измерений.
Отчет по лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Эскиз детали с размерами и предельными отклонениями.
3. Необходимые расчеты и измерения.
4. МВИ на размеры детали.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение методик выполнения измерений
2. Опишите структуру МВИ.
3. Каким образом в зависимости от допуска на размер выбирается средство измерения.
4. Опишите сущность работ по разработки МВИ.
5. Опишите методику определения основной погрешности микроскопа.
6. Порядок настройки прибора на нуль.
7. Порядок снятия отсчета по шкалам прибора.
86
8. АККРЕДИТАЦИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ СЛУЖБ
НА ПРАВО ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ
В ОБЛАСТИ ИСПЫТАНИЙ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
По закону «О техническом регулировании» аккредитация органов по сертификации и испытательных лабораторий (центров) осуществляется в целях:
 подтверждения компетентности органов по сертификации и испытательных лабораторий (центров), выполняющих работы по подтверждению соответствия;
 обеспечения доверия изготовителей, продавцов и приобретателем к деятельности органов по сертификации и аккредитованных испытательных
лабораторий (центров);
 создание условий для признания результатов деятельности органов по
сертификации и аккредитованных испытательных лабораторий (центров).
Аккредитация этих органов осуществляется на основе принципов:
 добровольности;
 открытости и доступности правил аккредитации;
 компетентности и независимости органов, осуществляющих аккредитацию;
 недопустимости ограничения конкуренции и создания препятствий пользованию услугами органов по сертификации и аккредитованных испытательных лабораторий (центров);
 обеспечения равных условий лицам, претендующим на получение аккредитации;
 недопустимости совмещения полномочий по аккредитации и подтверждение соответствия;
 недопустимости установления пределов действия документов об аккредитации на отдельных территориях.
В зарубежных странах аккредитация является самостоятельным видом
деятельности, регламентируемым соответствующими нормативными документами, выполнение требований которых служит гарантией единства и сопоставимости оценок компетентности аккредитованной организации. А это обеспечивает доверие к результатам испытаний и сертификации.
Госстандартом РФ выработаны принципы организации системы аккредитации в РФ, которые нашли отражение в основополагающих стандартах ГОСТ Р
серии 51000, гармонизованных с руководствами ИСО/МЭК, европейскими
стандартами серии EN 45000, положениями Международной конференции по
аккредитации испытательных лабораторий (ИЛАК). Общее руководство и координацию деятельности по аккредитации осуществляет специально созданное
самостоятельное подразделение Госстандарта – отдел по аккредитации, который
сертификацией не занимается.
87
Аккредитация испытательных лабораторий длительный и трудоемкий
процесс. Основной целью аккредитации является обеспечение доверия потребителей к деятельности по подтверждению соответствия продукции, услуг и
других объектов установленным требованиям, а также создание условий для
взаимного признания результатов деятельности аккредитованных субъектов
на национальном и международном уровне.
Одной из важных задач аккредитации таких лабораторий является
разработка технической документации по нахождению погрешностей в результатах измерений..
Все процедуры, связанные с аккредитацией, должны быть документированы.
оформление, регистрацию и выдачу испытательной лаборатории – аттестата аккредитации (либо отказа в аккредитации). Каждый последующий этап аккредитации проводят при положительном результате предыдущего этапа.
Решение об аккредитации лаборатории или об отказе в аккредитации принимает аккредитующий орган на основании результатов этой оценки. Решение
должно быть изложено в письменном виде. Общая политика и процесс принятия
решения должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51000.2.
При отрицательном результате испытательной лаборатории сообщают об
отказе в аккредитации по причине несоответствия критериям аккредитации.
Обжалование результатов аккредитации осуществляется в установленном
законом порядке в течении одного месяца с момента вынесения заключения.
Лабораторная работа 1
РАЗРАБОТКА ПАКЕТА ДОКУМЕНТОВ ПО АККРЕДИТАЦИИ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ АУД Г556
НА ПРАВО ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ПОВЕРКИ
ШТАНГЕНЦИРКУЛЕЙ ТИПА ШЦ – 1
Цель работы
Разработать проект области аккредитации
Порядок выполнения лабораторной работы
Первичный маршрут аккредитации включает в себя;
1. Проект положения об испытательной лаборатории (основная область
деятельности, компетентность и авторитетность отношение с другими организациями);
1.1 Область аккредитации.
В разделе устанавливается номенклатура испытываемой продукции,
номенклатура определяемых параметров (характеристик ) или видов проводимых испытаний и перечень стандартов и иной нормативной документации
на продукцию и на методы испытаний.
88
1.2. Юридический статус, административная и организационная структура испытательной лаборатории (центра ).
В разделе приводятся сведения, подтверждающие независимость аккредитуемой лаборатории (центра ), а также ее структура, распределение обязанностей между подразделениями ,
1.3. Функции испытательной лаборатории.
В разделе приводятся все основные функции, необходимые для успешного исполнения лабораторией принятых обязательств по проведению испытаний продукции для целей сертификации, а также для формирования фонда
нормативной документации, взаимодействия с органами по сертификации. С
предприятиями – изготовителями продукции, информационного обеспечения,
подготовки кадров и т.д.
1.4. Права, обязанности и ответственность испытательной лаборатории
(центра).
В разделе предусматривается право лаборатории указывать в рекламных и других материалах, что она аккредитована в Системе сертификации
ГОСТ Р. Устанавливать форму протокола испытаний .определять сроки проведения испытаний и т.п.
Обязанностями испытательной лаборатории. Обусловленные ее статусом
аккредитованной в Системе сертификации ГОСТ Р организации , в первую очередь являются обеспечение достоверности и обьективности проведения испытаний и точности получаемых результатов ,проведение серии сличительных испытаний для определения воспроизводимости погрешности и других метрологических характеристик.а также поддержания требованиям аккредитации и другие
обязанности, предусмотренные Системой сертификации ГОСТ Р
1.5. Взаимодействие испытательной лаборатории с другими организациями.
В разделе указывается схема и условия взаимодействия испытательной
лаборатории с органами по сертификации, с другими испытательными лабораториями, с изготовителями продукции, Госстандартом России и другими
организациями.
2. Паспорт испытательной лаборатории (наименование, адрес, юридический статус, персонал и техническое оборудование).
Отчет по лабораторной работе должен содержать
1. Название и цель работы.
2. Проект положении испытательной лаборатории Г 556
3.Эскиз схемы взаимодействия по пункту1.5.
3. Необходимые расчеты и измерения.
Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Назначение цель аккредитации испытательной лаборатории.
2. Опишите структуру аккредитации.
3. Опишите сущность работ по разработке области аккредитации.
89
Библиографический список
1. Закон Российской федерации «Об обеспечении единства измерений».
2. ГОСТ. 8.513-84 ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.
3. Секацкий В.С., Кутчер Р.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения. Методические указания к выполнению лабораторных
работ. Красноярск: КрПИ, 1983. 30 с.
4. ГОСТ. 8.113-85 ГСИ. Штангенциркули. Методика поверки.
5. ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия.
6. ГОСТ. 8.003-83 ГСИ. Микроскопы инструментальные. Методы и
средства поверки.
7. ГОСТ 80474-82 Микроскопы инструментальные. Типы, основные параметры и размеры. Технические требования.
8. ГОСТ. 8.114-74 ГСИ. Длинномеры вертикальные оптические. Методы и средства поверки.
9. ГОСТ. 8.395-80 ГСИ. Нормативные условия измерений при поверке.
Общие требования.
10. Зябрева Н.Н., Щегал М.Я. Лабораторные занятия по курсу «Основы
взаимозаменяемости и технические измерения». М.: Машиностроение, 1966.
182 с.
11. ГОСТ. 8.114-74 ГСИ. Длинномеры вертикальные оптические. Методы и средства поверки.
12. Секацкий В.С., Мерзликина Н.В. Поверка средств измерения: Методические указания по лабораторным работам для студентов специальностей
072000 «Стандартизация и сертификация в машиностроении и приборостроении». Красноярск: КГТУ, 1998. 42 с.
13 Справочник допуски и посадки: в 2 т. Л.: Машиностроение, 1982.
543 с. Т 1.
90
Приложение 1
ГОСТ 166-89 “Штангенциркули. Технические условия”
1. Типы. Основные параметры и размеры
1.5. Вылет губок l и l2 для измерения наружных размеров и вылет губок
l1 и l3 для измерения внутренних размеров должен соответствовать указанным а табл. 2.
Таблица 2
Диапазон
l
l1
измерений мм
не менее
не более
0-125
0-135
0-150
0-160
0-200
0-250
0-300
0-400
0-500
250-630
250-800
320-1000
500-1250
500-1600
800-2000
35
38
38
45
50
60
63
63
42
42
42
50
63
80
100
125
160
200
200
200
80
100
l2
l3
не менее
15
16
16
16
16
16
22
-
300
16
20
25
30
30
40
40
50
50
6
8
10
10
10
15
15
15
20
63
20
2. Технические условия
2.1. Штангенциркули следует изготовлялись в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
2.2. Штангенциркули со значением отсчета по нониусу 0,1 мм и верхним пределом измерения до 400 мм и штангенциркули с отсчетом по круговой шкале с ценой деления 0,1 мм следует изготовить двух классов точности:
1 и 2.
2.3. Предел допускаемой погрешности штангенциркулей при температуре окружающей среды (20±5)о С должен соответствовать указанному в табл.
3.
2.4. Предел допускаемой погрешности штангенциркулей типов 1 и Т-1
при измерении глубины равной 20 мм, должен соответствовать табл.3.
91
Таблица 3
Предел допускаемой погрешности штангенциркулей (±)мм
Измеряемая
длина
0,05
До 100
Св. 100 до 200
– 200 – 300
– 300 – 400
– 400 – 600
– 600 – 800
– 800 – 1000
– 1000 – 1100
– 1100 – 1200
– 1200 – 1300
– 1300 – 1400
– 1400 – 1500
– 1500 – 2000
с ценой деления круговой
шкалы отсчетного
устройства
при значении отсчета
по нониусу
0,1 для класса
точности
0,02
1
2
0,05
0,10
0,03
0,05
0,05
0,04
0,1 для
класса
точности
1
2
0,05 0,0
8
с шагом дискретности
цифрового
отсчетного
устройства
0,01
0,03
0,004
0,04
0,05
0,06
0,07
0,10
0,10
0,15
0,16
0,17
0,18
0,19
0,20
Примечания:
1. За измеряемую длину принимают номинальное расстояние между измерительными поверхностями губок.
2. У штангенциркулей с одним нониусом погрешность проверяют по губкам для
изменения наружных размеров.
3. При сдвигании губок штангенциркулей до их соприкосновения смещение нулевого нониуса допускаются только в сторону увеличения размера.
4. Погрешность штангенциркуля не должна превышать значений, указанных в табл.
3 при температуре (20±10)о С при поверке по плоскопараллельным концевым мерам длины
из стали.
2.5. Допуск плоскости и прямолинейности измерительных поверхностей губок должен составлять 0,01 мм на 100 мм длины большей стороны измерительной поверхности штангенциркулей.
При этом допускаемые отклонения плоскости и прямолинейности измерительных поверхностей должны быть:
0,004 мм – для штангенциркулей со значением отсчета по нониусу, с
ценой деления шкалы и шагом дискретности не более 0,05 мм и длиной
большей стороны измерительной поверхности менее 40 мм;
92
0,007 мм – для штангенциркулей со значениями отсчета по нониусу с
ценой деления шкалы 0,1 мм и длиной большей стороны измерительной поверхности менее 70 мм.
Допуск прямолинейности торца штанги штангенциркулей типов I и Т-I
должен составить 0,01 мм.
По краям плоских измерительных поверхностей в зоне шириной не более 0,2 мм допускаются завалы.
Примечание: Требования к плоскости относят только к поверхностям
шириной более 4 мм.
2.6. Допуск параллельности измерительных поверхностей губок для измерения внутренних размеров должен составлять 0,010 мм на всей длине. Для
штангенциркулей 2 класса точности измерительные поверхности кромочных
губок допускается изготовить с допуском параллельности 0,02 мм.
В зоне до 0,5 мм от верхней кромки измерительных поверхностей допускаются завалы.
Допуск параллельности на 100 мм длины плоских измерительных губок
для измерения наружных размеров должен быть:
0,02 мм – при значении отсчета по нониусу, цене деления шкалы и шаге
дискретности не более 0,05 мм;
0,03 мм – при значении отсчета по нониусу и цене деления шкалы 0,1
мм.
2.16. Параметр шероховатости плоских и цилиндрический измерительных поверхностей штангенциркулей – Rа<0,32 мкм по ГОСТ 2789
измерительных поверхностей кромочных губок и плоских вспомогательных измерительных поверхностей – Rа< 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73.
2.25. Комплектность
2.25.1. Каждому штангенциркулю должна быть приложена эксплуатационная документация по ГОСТ 2.601.
2.25.2. По заказу потребителя штангенциркули типов II и III комплектуют приспособлением для разметки.
2.26. Маркировка
2.26.1. На каждом штангенциркуле должны быть нанесены:
товарный знак предприятия – изготовителя;
порядковый номер по системе нумерации предприятия – изготовителя;
условие обозначение года выпуска;
значение отсчета по нониусу или цена деления;
размер g (у штангенциркулей типов II и III с одним нониусом или одной шкалой ) на одной из губок;
класс точности 2 (для штангенциркулей со значением отсчета по нониусу или ценой деления шкалы 0,1 мм),
слово “Внутр.” на шкале для измерения внутренних размеров.
93
Приложение 2
Допускаемые погрешности измерения линейных размеров до 500 мм
Квалитеты от 6 до 10
5
6 2,0
6
9
9
2,0
15
4
22
5
36 9
10
58 12
11
90 18
12
150
30
220
50
360
80
7
8
13
14
от 10
до 18
IT
&
8
2,8
11
3,0
18
5
27
7
43
10
70
14
110
30
180
40
270
60
430
90
Интервалы размеров, мм
от 18 до 30 от 30 до 50 от 50 до 80 от 80 до
от 120 до от 180 до
120
180
250
Допуск IT, мкм
Допускаемая погрешность измерений &, мкм
9
3,0
13
4,0
21 6
33
8
52 12
84
18
130
30
210
50
330
70
520
120
11
4,0
16
5,0
25
7
39
10
62
16
100
20
160
40
250
50
390
80
620
140
13
4,0
19
5,0
30
9
46
12
74
18
120
30
190
40
300
60
460
100
740
160
15
5,0
22
6,0
35
10
54
12
87
20
140
30
220
50
350
70
540
120
870
180
18
6,0
25
7,0
40
12
63
16
100
30
160
40
250
50
400
80
630
140
1000
200
94
20
6,0
29
8,0
46
12
72
18
115
30
185
40
290
60
460
100
720
160
1150
240
от 250 до
315
от 315 до
400
от 400 до
500
23
8,0
32
10,0
52
14
81
20
130
30
210
50
320
70
520
120
810
180
1300
260
25
9,0
36
10,0
57
16
89
24
140
40
230
50
360
80
570
120
890
160
1400
280
27
9,0
40
12,0
63
18
97
26
155
40
250
50
400
80
630
140
970
200
1550
320
Допускаемая
погрешность измерения
% от до35 – 30
30 – 25
30 – 25
25
25
25 – 20
25 – 20
25 – 20
-20
-20
95
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
329
Размер файла
1 281 Кб
Теги
метрология, метод, учеб, 804, лаб, сертификация, пособие
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа