Тема: Штангенинструменты.

Время выполнения задания -  2 часа

Цель работы – освоить методику проведения измерений средствами, широко используемыми в условиях производства и с их помощью провести контроль типовой детали.

Для выполнения работы необходимо знать: основные понятия в области метрологии, технических измерений, контроля; уметь: снять отсчет показаний инструмента, определить действительное значение размера, сделать вывод о годности детали по заданному размеру.

Контрольные вопросы: 1) понятие о метрологии, технических измерениях, контроле; 2) средства измерений; 3) методы измерений; 4) основные параметры средств измерений; 5) эталоны и меры; 6) измерительные инструменты; 7) отсчет по нониусу; 8) условие годности детали по заданному размеру.

Средства измерений

Мера

Поверка, т.е. определение действительной погрешности, выданного измерительного инструмента - штангенциркуля или микрометра, выполняется применением плоскопараллельных концевых мер длины, из которых составляются образцовые размеры (М). Образцовые размеры (М) могут быть размером одной меры или блока мер, составляемых из отдельных мер.
Пример. Выданы меры: 1,05; 3,5; 7,0.

Необходимо составить образцовые размеры (М) для поверки измерительного инструмента.
Возможно несколько вариантов: а) 1,05; 4,55(1,05+3,5); 8,05(7,0+1,05); 11,55(1,05+3,5+7,0); б) 1,05; 3,5; 7,0; 10,5(3,5+7,0) или др.
Измеренная погрешность по абсолютной величине не должна превышать допускаемую техническими условиями (ТУ) погрешность инструмента, т.е. . В случае, если инструмент не соответствует ТУ. Проведенная поверка является частью процесса сертификации средства измерения.

Штангенциркуль

Варианты, наиболее часто применяемых на производстве конструктивных исполнений штангенциркулей типа ШЦ (ГОСТ 166-89) представлены на рисунках 1, 2, 3.

Внимание! Запрещается перемещать подвижную рамку за пределы штанги во избежание потери плоской пружины.

Рис. 1. Штангенциркуль ШЦ-1 с диапазоном измерения 0-125 мм и величиной отсчета 0,1 мм. 1- губки для внутренних измерений, 2 – рамка, 3 – зажим рамки, 4– штанга, 5 – линейка глубинометра, 6 – шкала штанги, 7 – нониус, 8– губки для наружных измерений.

Рис. 2. Штангенциркуль ШЦ-II с диапазоном измерения 0-160 мм и величиной отсчета 0,05 мм 1 – неподвижные измерительные губки, 2 – подвижные измери-тельные губки, 3 – рамки, 4 – зажим рамки, 5 – рамка микрометриче-ской подачи, 6 – зажим рамки микрометрической подачи, 7 – штанга, 8 – гайка и винт микрометрической подачи рамки, 9 - нониус

Рис. 3. Штангенциркуль ШЦ-III с диапазоном измерения 0-160 мм или 0-400 мм с величиной отсчета 0,05 мм (выполняется с мик-рометрической подачей или без неё)
1 – рамка, 2 – зажимы рамки, 3 – рамка микрометрической пода-чи, 4 – зажим рамки микрометрической подачи, 5 – штанга, 6 – гайка и винт микрометрической подачи, 7 – нониус, 8 – губка рамки, 9 – губка штанги

Нониус

Шкала нониуса делит целое число миллиметров основной шкалы на определенное число частей на рис.4 представлена шкала нониуса с ценой деления 0,1 мм. Длина нониуса в этом случае равна 19 мм и разделена на 10 частей. Одно деление (длина деления) нониуса равна 19:10 = 1,9 мм, что на 0,1 мм меньше целого числа миллиметров.

Рис. 4. Шкала нониуса с величиной отсчета 0,1 мм

На рис. 5 представлена шкала нониуса с ценой деления 0,05 мм. Длина конуса 39 мм разделена на 20 частей. Длина деления составляет 39:20 = 1,95 мм, что на 0,05 мм меньше целого числа миллиметров.

Рис. 5. Шкала нониуса с величиной отсчета 0,05 мм

Отсчет показаний

Примеры отсчета показаний штангенинструмента с ценой деления 0,05 мм представлены на рис. 6а, б, в., крестиком указаны штрихи нониуса, совпадающие со штрихом основной шкалы.

Рис. 6. Отсчет показаний по нониусу с ценой деления 0,05 мм

При внутренних измерениях к показаниям штангенциркуля по основной и нониусной шкалами прибавляется толщина губок, которая указана на них. Пример измерения диаметра отверстия представлен на рис. 7.

Рис. 7. Отсчет показаний при внутренних измерениях

Обработка результатов

Действительные значения, т.е. полученные в результате измерений линейные или угловые величины обозначены Zr. За номинальный размер z принять ближайшее целое число. Погрешность размера вычислить по формуле , мм. За условие годности принять неравенство , где TZ – допуск размера. Допуск (Т) размера (z) определить по таблицам, исходя из заданного квалитета точности (IТ) и значения Z. Допуск угла AT'– задается преподавателем.

Пример. Результат измерения Zr = 29,95 мм, примем Z = 30,0 мм, тогда Z = – 0,05 мм. Квалитет точности задан – IT9, в этом случае TZ= 52 мкм = 0,052 мм. Условие годности выполняется.

Задание и порядок выполнения.
Оформление отчета.

1. Измерить плоскопараллельные концевые меры длины штангенциркулем, увеличивая размер от минимального до мак-симального. Вычислить погрешность измерений и, сравнив ее с допускаемой, сделать вывод о результатах поверки. Результаты занести в табл. 1.

Таблица 1

Инструмент	Размер концевой меры или блока мер (М), мм	Изме-ренный размер (Мr), мм	Погрешность инструмента , мм	Допускаемая погрешность инструмента (±Е), мм	Вывод по результатам поверки (соответст., не соотв.)
Штангенциркуль				±0,05

2. Измерить концевые меры микрометром, предварительно настроив его на ноль и выполнить все действия, как в п.1. Результаты занести в табл. 1.
3. Измерить линейные размеры, обозначенные на эскизе штангенциркулем, а размер C измерить штангенциркулем. Сделать вывод о годности детали по данному размеру. Результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

Размер	Результат измерения (Zr), мм	Номинальный размер (Z), мм (ближайшее целое число)	Погрешность размера , мм	Допуск (Т) раз-мера по IT ___,мм	Вывод по результатам контроля (годен, брак)
B
C
D1
D2
F		-	-	-	-
G		-	-	-	-
A	A'=F-(D1+D2)/2=
	A''=G+(D1+D2)/2=

4. Определить основные параметры измерительных инструментов и занести их в табл. 4.

Таблица 4