Лабораторные работы по МСиС
методическая разработка на тему

Лабораторная работа

Измерение деталей с помощью штангенциркуля и микрометра.

Цель: ознакомить учащихся с методикой измерений деталей с помощью штангенциркуля и микрометра.

Задание: измерить валик ступенчатый валик с помощью штангенциркуля и микрометра и дать заключение об его годности.

Инструмент: 

1. Штангенциркуль.

2. Микрометр

Объект измерения:  валик.

Порядок выполнения работы.

1. По чертежу (см. рисунок 1), на котором указаны номинальные размеры и допуски ступеней валика, с помощью таблицы допусков и посадок, находим предельные размеры ступеней валика.

2. Записываем в форму отчёта характеристику измерительных инструментов (табл. 1).

3. Измеряем  валик в сечениях 1, 2, 3 по направлениям 1-1 и II-II с помощью штангенциркуля (см. рисунок 2). Результаты измерений заносим в таблицу 2.

4. Измеряем валик в сечениях 1, 2, 3 по направлениям I-I и  II-II с помощью микрометра (см. рисунок 2). Результаты измерений заносим в таблицу 2.

5. Делаем заключение о годности  валика.

Примечание: Если валик годный, то все размеры в сечениях 1, 2, 3 по направлениям 1-1 и П-П не должны выходить за предельные размеры. Погрешности формы (овальности, конусность и т. д.) не должны выходить за пределы допуска на изготовление диаметра ступени.  

6. Оформить отчёт о работе.

1.Характеристика измерительного инструмента.

Чертёж детали.

Схема измерения детали.

2. Результаты измерения.  

Контрольные вопросы:

1. Какие средства измерений входят в число штангенинструментов?

2. Область применения штангенциркулей?

3. Перечислите основные части штангенциркуля.

4. Как проводится отсчет по нониусу?

5. Принцип действия микрометра?

6. Перечислите микрометрические инструменты?

7. Из чего состоит и как работает гладкий микрометр?

8. Основные правила при измерении микрометром?

9. Правила измерения штангенциркулем?

Литература.

1. Нормирование точности / Зайцев С.А., Толстов А.Н., Куранов А.Д. - М.: Академия, 2004.

2.  Мягков В.Д.  Справочник : Допуски и посадки. В 2-х т. / М.: Машиностроение,  1979.

3. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. /Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: Учеб. для нач. проф. образования.- М.: ПрофОбрИздат: ИРПО, 2001. – 288с.: ил

ПРИЛОЖЕНИЕ

Штангенинструменты

Для измерения линейных размеров методом непосредственной оценки служат штангенинструменты. Под этим названием объединяют большую группу инструментов:

штангенциркули (рис. а, б)

1 - штанга; 2 – губки для измерений (наружных и внутренних); 3 – рамка; 4 – винт для фиксации рамки; 5 – нониус; 6 – линейка глубиномера; 7 – устройство для точного перемещения рамки;

штангенглубиномеры (рис. в)

1 – штанга; 2 – основание; 3 – рамка: 4 – нониус;

штангенрейсмасы (рис. г) и ряд других штангенинструментов специального назначения

1 – выступ рамки; 2, 4 – измерительные ножки; 3 – держатель измерительной ножки; 5 – нониус; 6 – рамка; 7 – штанга; 8 – основание; d – диаметр измеряемой детали; b – толщина измерительных губок;

h – глубина отверстия или высота уступа

В качестве отсчетного устройства у этих инструментов используется шкала штанги (линейки) с делениями через 1 мм. Отсчет делений по этой шкале производят при помощи нониуса – вспомогательной подвижной шкалы. Нониус – равномерная дополнительная шкала с пределом измерений, равным цене деления основной шкалы. Нониусы бывают двух типов: жесткие и подвижные. Если нулевой штрих нониуса совпадает с нулевым штрихом основной шкалы при плотно сжатых измерительных губках, то это означает, что инструмент правильно установлен в нулевое положение. При перемещении нулевого штриха нониуса между делениями основной шкалы штрихи нониуса будут поочередно совпадать со штрихами основной шкалы. Число десятых и сотых долей миллиметра при отсчете по нониусу равно номеру штриха нониуса, совпавшего со штрихом основной шкалы, умноженному на цену деления нониуса.

Штангенциркули

Штангенциркули предназначены для измерения наружных и внутренних размеров. Выпускают четыре варианта штангенциркулей: ШЦ-I (с двусторонним расположением губок); ШЦТ-I (без губок для внутренних измерений, губки для наружных измерений выполнены из твердого сплава); ШЦ-II и ШЦ-III. Наибольшее распространение получили штангенциркули ШЦ-I и ШЦ-II.

По штанге штангенциркуля ШЦ-I (см. рис.а) перемещается рамка 3 со вспомогательной шкалой (нониусом) 5. Шкала нониуса выполнена непосредственно на рамке, которая может закрепляться в заданном положении при помощи стопорного винта 4. К рамке штанги прикреплена линейка глубиномера 6. Плотное прилегание рамки к штанге обеспечивается пружиной, которая располагается в пазу рамки.

Штангенциркуль ШЦ-II (см. рис. б) имеет двустороннее расположение губок. Так же как и штангенциркуль ШЦ-1 он состоит из штанги 1 с неподвижными губками и рамки 3 с подвижными губками. Одна пара губок 2 предназначена для измерения наружных и внутренних размеров. Вторая пара губок 2 имеет остро заточенные концы и используется для разметки. У штангенциркуля ШЦ-II отсутствует линейка для измерения глубины отверстий, но имеется специальное устройство 7 для точного перемещения рамки по штанге.

Остроконечными губками 2 штангенциркуля можно наносить дуги окружностей при выполнении разметочных работ. Они могут быть также использованы для определения размеров в труднодоступных местах.

Вторая пара губок предназначена для измерения как наружных, так и внутренних размеров. Поверхность губок для измерения наружных размеров плоская, а для измерения внутренних размеров – цилиндрическая. Толщина губок в сомкнутом состоянии составляет обычно 10 мм (указано на подвижной или неподвижной губке). При проведении измерений к показаниям шкалы необходимо прибавить 10 мм (толщину губок).

При измерении штангенциркулем следует проверить:

• плавность перемещения рамки по всей длине штанги;
• плотность прилегания измерительных губок друг к другу (в сведенном положении не должно быть просвета между губками);
• точность совпадения нулевого штриха нониуса с нулевым штрихом шкалы, т.е. правильность установки измерительных губок на ноль;
• точность совпадения торца линейки глубиномера с торцем штанги.

Измерять следует только обработанные детали, чтобы предупредить повреждение измерительных губок. При проведении измерений необходимо точно, без перекосов, сопрягать измерительные плоскости (ребра) измерительных губок с измеряемыми поверхностями детали. При определении размера проверяемой детали следует обращать внимание на указатель точности измерения, выбитый на нониусе штангенциркуля.

Микрометрические инструменты

Микрометрические инструменты широко применяют для контроля наружных и внутренних размеров, глубин пазов и отверстий. Измерение микрометрическими инструментами осуществляется методами непосредственной оценки, т.е. результаты измерений непосредственно считываются со шкалы инструмента. Принцип действия этих инструментов основан на использовании пары винт-гайка, преобразующей вращательное движение винта в поступательное движение его торца (пятки).

К группе микрометрических инструментов относятся:

1) микрометры для измерения наружных размеров,

2) микрометрические нутромеры для измерения диаметров отверстий и ширины пазов,

3) микрометрические глубиномеры для измерения глубины отверстий и пазов и высоты уступов.

Гладкие микрометры МК с пределом измерений 25 мм предназначены для измерения наружных размеров деталей (рис. 1.3.12, а). К основным деталям и узлам гладкого микрометра относятся скоба 1, пятка 2, микровинт 4, стопор 5 винта, стебель 6, барабан 7 и трещотка 8. На стебле б вдоль продольного штриха нанесена основная шкала. Цена деления основной шкалы 0,5 мм, а предел ее измерений – 25 мм. Для удобства отсчета четные штрихи шкалы, имеющие целые значения размера, отложены снизу продольного штриха. На коническом срезе барабана 7 нанесено 50 делений круговой шкалы с ценой деления 0,01 мм.

Гладкий микрометр МК:

а – устройство: 1 – скоба; 2 – пятка; 3 – установочная мера; 4 – микровинт; 5 – стопор; 6 – стебель; 7 – барабан; 8 – трещотка;

б – сменная пятка: 1,2 – гайка; 3 – пятка;

в – регулируемая пятка: 1 – фиксатор; 2 – пятка  

При измерениях изделия помещают без перекоса между пяткой и микровинтом. Вращая барабан за трещотку до тех пор пока она не начнет проворачиваться, плотно прижимают измерительные поверхности к поверхностям детали.

Пределы измерения микрометров зависят от размера скобы и составляют 0...25; 25...50; 275...300; 300...400; 400...500; 500...600 мм. Микрометры для размеров более 300 мм оснащены сменными (рис. б) или регулируемыми (рис. в) пятками, обеспечивающими диапазон измерений 100 мм. Регулируемые пятки 2 крепятся в заданном положении фиксаторами 1 (см. рис. в), а сменные пятки 3 – гайками 1 и 2 (см. рис. б). Перед измерениями микрометры устанавливают в исходное (нулевое) положение, при котором пятка и микровинт прижаты друг к другу или к поверхности установочных мер 3 (см. рис. а) под действием силы, ограниченной трещоткой.

При измерении микрометром необходимо придерживаться следующих основных правил:

• убедиться в правильности выбора микрометра в зависимости от размера детали (пределы измерения указаны на скобе микрометра);
• проверить плавность вращения микрометрического винта;
• убедиться в точности установки микрометра на ноль (при полном, без просвета, соприкосновении пятки скобы и торца микрометрического винта нулевые штрихи на стебле и конической части барабана должны совпадать, при этом прощелкивает механизм трещотки);
• при измерении прочно удерживать микрометр за скобу, плотно, без перекосов, сопрягая измерительные поверхности микрометpa с поверхностями детали, размер между которыми измеряется, вращать микрометрический винт до прощелкивания механизма трещотки.

Микрометрический глубиномер

Основанием микрометрического глубиномера  является поперечина 1, в которую запрессован стебель 4 с основной шкалой и гайкой микрометрического винта. В гайку ввинчивается микрометрический винт, на котором установлен барабан. Вращение винта осуществляется при помощи трещотки или фрикционной передачи (передачи вращательного движения за счет трения двух сопрягаемых поверхностей), которая проворачивается вхолостую, когда измерительное усилие достигает определенной величины.

При вращении барабана 2 при помощи трещотки 3 вместе с ним вращается и микрометрический винт, ввинчиваясь в микрометрическую гайку. В торце микровинта выполнено отверстие, в которое вставляют сменные измерительные стержни 6. Микрометрические глубиномеры обеспечивают диапазоны измерений 0...25; 25... 50; 50... 75; 75... 100. Изменение диапазона измерений микрометрического глубиномера осуществляется за счет замены сменных стержней 6.

1 – поперечина; 2 – барабан; 3 – трещотка; 4 – стебель; 5 – стопорный винт; 6 – сменный стержень; 7 – проверяемая деталь

Измерения микрометрическим глубиномером необходимо выполнять в следующей последовательности:

• установить в отверстие микрометрического винта измерительный стержень, длина которого должна соответствовать глубине отверстия;
• установить микрометрический глубиномер на ноль;
• установить основание поперечины на базовую поверхность,
• относительно которой будут производиться измерения, и слегка притереть;
• вращая микрометрический винт, переместить измерительный стержень вниз до упора;
• зафиксировать положение микрометрического винта при помощи стопорного винта 5 и считать размер.

Показания со шкалы микрометра считывают следующим образом:

1. по основной шкале, расположенной на стебле микрометрической головки, считывают целые миллиметры и половины миллиметров, размер определяют по штриху основной шкалы, видному из-под скоса барабана;
2. по круговой шкале барабана определяют сотые доли миллиметра по штриху шкалы барабана, совпадающему с продольным штрихом основной шкалы;
3. к показаниям, считанным по основной шкале, прибавляют показания, считанные со шкалы барабана. Полученная сумма и будет являться размером проверяемой детали.

Лабораторная работа

Измерение индикаторным нутромером диаметра и отклонений формы поверхности отверстия.

Цель: Освоить приемы применения индикаторных нутромеров для измерения диаметров и отклонений формы поверхности отверстий.

Задание: Измерить диаметр и отклонение формы поверхности отверстия индикаторным нутромером.

Инструменты: Индикаторный нутромер, набор концевых мер.

Объект измерения: Деталь с отверстием.

Порядок выполнения работы:

1. Записать в форму отчета характеристику измерительного инструмента

Таблица 1. Характеристика средств измерений.

2. По заданному полю допуска, определить предельные  отклонения и предельные размеры отверстия.
3. Установить нутромер на «О», для этого:

1.  Ввести измерительный стержень между боковинами или в установочное кольцо.
2.  Перемещать нутромер между боковинами от себя и на себя, покачивая его, то поворачивая вокруг от трубки, стараясь при этом установить ось измерительного стержня в положение, совпадающее с наименьшим расстоянием между измерительными поверхностями боковиков. Это положение покажет стрелка измерительной головки нутромера, когда дойдет до самого дальнего (при движении по часовой стрелке) деления и повернет обратно.
3.  Повернуть шкалу индикатора таким образом, чтобы в достигнутом положении стрелка находилась на «0» делении.
4.  Повторно проверить установку прибора на «0».

4. Измерение диаметра отверстия в детали.

1. Ввести нутромер в отверстие на небольшую глубину (номер сечения 1, см. рис. 1).
2. Покачивая нутромер в вертикальной плоскости в направлении 1-1, заметить самое дальнее деление круговой шкалы до которого стрелка доходит при ее движении на часовой стрелке и, отсчитав записать число и знак отклонения этого штриха от «0». При этом отклонение от «0» шкалы по часовой стрелке показывает уменьшение размера диаметра и имеет знак (-), а отклонение против часовой стрелке показывает увеличение диаметра отверстия и имеет знак (+)

Рис. 1. Схема измерения.

1.  Аналогично произвести измерение диаметра в этом же сечении I-I в средней и нижней части отверстия (номера сечения 2 и 3).
2. Повернуть проверяемую деталь на 90 градусов вокруг вертикальной оси и повторить измерения в сечениях 1, 2, 3 в направлении II-II.
3. Результаты измерений занести в форму отчета (табл. 2).

Таблица 2.Результаты измерения.

5. Обработка результатов измерения.

По результатам измерений записанных в табл. 2, выделить наибольший и наименьший действительные размеры диаметра отверстия, определить величины отклонений формы отверстия и дать заключение о годности.

      Контрольные вопросы:

1. Устройство и принцип действия индикатора часового типа.
2. Устройство и принцип действия индикаторного нутромера.
3. Как настраивать на нуль индикатор часового типа?
4. Как определить овальность отверстия?

Литература.

1. Нормирование точности / Зайцев С.А., Толстов А.Н., Куранов А.Д. - М.: Академия, 2004.

2.  Мягков В.Д.  Справочник : Допуски и посадки. В 2-х т. / М.: Машиностроение,  1979.

3. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. /Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении : Учеб.для нач.проф.образования.- М.: ПрофОбрИздат: ИРПО, 2001. – 288с.: ил

ПРИЛОЖЕНИЕ

 Индикаторы. Индикаторные нутромеры.

Основаны на преобразовании малых перемещений измерительного стержня в большие перемещении указателя (стрелки, шкалы).

Индикаторы часового типа ГОСТ 577 – 68

Относятся к приборам с зубчатой передачей, имеют измерительный стержень с нарезанной зубчатой рейкой 3, зубчатые колеса 2, 4, 7 и 8, спиральную пружину 6, стрелку 5. Возвратно – поступательное перемещение измерительного стержня 1 преобразуется в круговое движение стрелки 5. Один оборот стрелки соответствует перемещению измерительного стержня на 1мм. Целые числа мм отсчитываются по шкале с помощью малой стрелки 9.

Основные метрологические характеристики индикаторов часового типа

Индикаторы часового типа выпускают двух классов точности: 0 и 1. Они бывают двух типов: ИЧ – с перемещением измерительного стержня параллельно шкале и ИТ – с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале

Индикаторный нутромер

Предназначен для относительных измерений отверстий диаметром от 3 до 1000 мм. Он состоит из корпуса 3, отсчетного устройства (индикатора) 9, подвижного (измерительного) 4 и неподвижного (регулируемого)1 стержней, равноплечевого рычага 12, центрирующего мостика 13 и подвижного штока 6.

1 – неподвижный (регулируемый) стержень;

2 – контргайка;

3 – корпус;

4 – подвижный (измерительный) стержень;

5 – ось Г-образного рычага;

6 – шток;

7 – трубка;

8 – измерительный наконечник индикатора;

9 – отсчетное устройство (индикатор);

10 – кожух предохранительный;

11 – рукоятка теплоизоляционная;

12 – Г-образный рычаг;

13 – мостик измерительный;

14 – пружина.

При измерении отверстия стержень 4, перемещаясь в направлении, перпендикулярном оси отверстия, поворачивает на определенную величину  Г-образный рычаг 12 вокруг оси и перемещает на ту же величину шток 6 и измерительный наконечник индикатора 8.

Перемещение стрелки индикатора указывает на отклонение действительного диаметра проверяемого отверстия от размера настройки нутромера. Установка индикатора на нуль осуществляется либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с  боковиками, которые зажимаются в державке.

Предприятия выпускают индикаторные нутромеры с ценой деления 0,01 (ТОСТ868 -82) и ценой деления 0,001 и 0,002 мм (ГОСТ 9244 – 75).

Основные метрологические характеристики индикаторных нутромеров

*По паспорту прибора.

**По заказу потребителя при снабжении отсчетным устройством с ценой деления 0,002 мм.

                       ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА  

Измерение радиального и торцевого биения валика индикатором

Цель работы

Усвоить первоначальные навыки работы измерительными средствами при измерении         биений поверхностей тел вращения, установленных в центрах.

 Задание

 Измерить величины радиального и торцевого биения поверхностей вала, установленного в центрах.

Инструмент

3.1 Индикатор со стойкой

3.2 Центра

Объект измерения

Ступенчатый валик (Рис. 1)

                                                             Рисунок 1.

Порядок проведения работы

1 Измерение величины радиального биения.

1.1. Установить деталь в центра.

1.2. Подвести индикатор к сечению 1 (см. рис. 2)

таким образом, чтобы стрелка дополнительной шкалы стояла примерно на штрихе 1.

1.3. С помощью установочного кольца установить индикатор на «ноль».

1.4. Медленно вращая валик, замерить крайние показания индикатора в сечении 1-1.

1.5. Таким же образом замерить крайние положения в сечениях 2-2 и 3-3. Найти сечение, в котором радиальное биение будет наибольшим.

1.6. Крайние показания индикатора в сечении с наибольшим биением записать в бланк отчета (Табл. 2).

2. Измерение величины торцевого биения.

2.1. Установить индикатор на «ноль» по торцу ступени валика.

2.2. Медленно вращая валик, заметить и записать крайние показания индикатора в бланк отчета (Табл. 2).

Примечание: Торцевое биение измеряется на участке, наиболее удаленном от центра детали.

6. Оформить отчет.

Таблица 1. Характеристика средств измерения

 Схема измерения

        1    2          3

        1     2           3

                              Рисунок 2

Таблица 2.Результаты измерения

Отчет о работе должен содержать: цель работы, задание, инструменты, чертеж объекта измерения, схему измерения, характеристику средств измерения, результаты измерения.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите виды отклонений формы и их условные обозначения на чертеже?

2. Перечислите виды отклонений расположения поверхностей и их условные обозначения на чертеже?

3. Что такое базовая поверхность?

4. Что такое суммарное отклонение формы и расположения поверхности?

5. Что такое зависимый и независимый допуски расположения поверхностей?

Литература: 

1. Нормирование точности / Зайцев С.А., Толстов А.Н., Куранов А.Д. - М.: Академия, 2004.

3. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. /Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении : Учеб.для нач.проф.образования.- М.: ПрофОбрИздат: ИРПО, 2001. – 288с.: ил

ГБОУ СПО

«Арзамасский приборостроительный колледж имени П.И. Пландина»

Перечень лабораторных работ

по дисциплине:  Метрология, стандартизация и сертификация 

Специальность: 151 901 «Технология машиностроения»

Одобрено

ЦМК _________________________

Протокол от «___»_______20__ №___

_____________  _________________

 (подпись)           ФИО председателя ЦМК