(учебное пособие по выполнению лабораторных работ)

Министерство образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Златоустовский филиал
Кафедра Технология машиностроения, станки и инструмент
621.753(07)
Д369
И.П. Дерябин, И.Н. Миронова
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ
Учебное пособие по выполнению
лабораторных работ
Челябинск
Издательство ЮУрГУ
2001
УДК 621.753(07)
Дерябин И.П., Миронова И.Н. Нормирование точности: Учебное пособие по
выполнению лабораторных работ. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. — 32 с.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 1201 и 2102
при изучении курсов «Нормирование точности» и «Метрология, стандартизация и
сертификация».
В процессе выполнения лабораторных работ студенты знакомятся с наиболее
распространенными измерительными приборами, приобретают навыки в
обращении с ними.
Ил. 21, табл. 1 , список лит. — 2 назв.
Одобрено учебно-методической комиссией Златоустовского филиала.
Рецензенты: Звонарева Л.М., Герасимов М.В.
 Издательство ЮУрГУ, 2001.
2
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Измерения выполняют как с целью установления действительных размеров
изделий и соответствия их требованиям чертежа, так и с целью контроля точности
технологической системы и подналадки ее для предупреждения появления брака.
Различают два понятия — измерение и контроль.
Измерение — это процесс получения и обработки информации об
измеряемой величине с целью нахождения числового значения этой величины,
выраженного в принятых единицах. При контроле чаще всего проверяют,
находится ли действительное значение этой величины в установленных пределах.
Наука об единицах, средствах измерения и методах измерения называется
метрологией. Единица измерения — это значение физической величины,
принятой за основание для количественной оценки величин того же рода.
Для определения действительного значения величины с допустимой
погрешностью применяют рабочие меры, измерительные инструменты и
приборы, градуировку шкал и поверку которых выполняют по эталонам и
образцовым измерительным приборам. По назначению измерительные приборы
бывают универсальными и специальными. Специальные приборы предназначены
для измерения одного или нескольких параметров одного типа изделий.
По числу параметров, проверяемых при одной установке изделия,
измерительные приборы разделяют на одномерные и многомерные, а по
принципу действия — на механические, оптические, электрические,
пневматические и др. По способу взаимодействия измерительного устройства
прибора и измеряемого объекта различают приборы контактные и бесконтактные.
В зависимости от способа определения действительного значения
измеряемой величины различают прямые и косвенные измерения, а в зависимости
от применяемых средств измерений и приемов их использования методы
измерения бывают следующие:
а) непосредственный (абсолютный);
б) относительный (сравнительный);
в) дифференциальный (поэлементный);
г) комплексный.
Метрологические (эксплуатационные) показатели измерения таковы:
1. Цена деления шкалы — изменение измеряемой величины,
соответствующее перемещению указателя на одно деление.
2. Пределы измерений по шкале (диапазон показаний) — значения
измеряемой величины, соответствующие начальной и конечной отметкам шкалы.
3. Пределы измерений прибора (диапазон измерений) — наибольшее и
наименьшее значения измеряемой величины, которые может показать данный
прибор.
4. Предел допускаемой погрешности средства измерения — наибольшая
(без учета знака) погрешность средства измерения, при которой оно может быть
признано годным и допущено к применению.
3
5. Предел допускаемой погрешности измерения — наибольшая (без учета
знака) погрешность измерения, которая может быть допущена при измерении
величин, имеющих допустимые отклонения.
6. Cлучайная погрешность измерения — составляющая погрешности
измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной
и той же величины.
Работа 1
РАБОТА СО СПРАВОЧНИКОМ ПО ДОПУСКАМ
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 1
«Работа со справочником по
допускам»
Группа
Ф.И.О.
Дано соединение вала и втулки диаметром ______________________________
Квалитет точности отверстия _________________________________________
Квалитет точности вала ______________________________________________
Основные отклонения неосновных отверстий и вала ______________________
1. Согласно выданному заданию подсчитать в системе отверстия и в
системе вала перечисленные ниже параметры и результаты занести в таблицу.
РазСистема Систе
N
Наименование определяемого параметра
мер- отверсти ма
п/п
ность
я
вала
1.
Номинальный размер вала,
dн
мм
2.
Номинальный размер отверстия,
Dн
мм
es
мм
3.
Предельные отклонения вала
ei
мм
ES
мм
4.
Предельные отклонения отверстия
EI
мм
dmax
мм
5.
Предельные размеры вала
dmin
мм
Dmax
мм
6.
Предельные размеры отверстия
Dmin
мм
7.
Допуск вала
IT
мм
8.
Допуск отверстия
IT
мм
9.
Зазор наибольший
Smax
мкм
10. Зазор наименьший
Smin
мкм
11. Натяг наибольший
Nmax
мкм
12. Натяг наименьший
Nmin
мкм
13. Допуск посадки (допуск зазора или
TS,
мкм
натяга)
TN
4
2. Построить схему расположения полей допусков для заданного
соединения в системе отверстия и в системе вала с простановкой на границах
полей допусков отклонений в мкм.
3. Сделать эскизы узла и отдельных деталей для заданного соединения и
показать номинальные размеры с условным обозначением полей допусков и
предельными отклонениями по СТ СЭВ.
Работа 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ
ПО ПРОФИЛОГРАММЕ
Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей с
относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности детали и
рассматриваемых в пределах базовой длины.
Количественно шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73, 2.309-73
может быть оценена одним из шести параметров, например высотой неровностей
Rz (среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины пятью
высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин).
Принцип работы профилографа — профилометра модели 201 основан на
ощупывании исследуемой поверхности алмазной иглой и преобразовании
колебаний иглы в изменения напряжения индуктивным методом.
Вертикальное увеличение Vy профилограммы зависит от коэффициента
усиления усилителя, изменяется в пределах от коэффициента усиления усилителя,
изменяется в пределах от 1000  до 200000  и выбирается наибольшим
допустимым для данной ширины бумажной ленты.
Горизонтальное увеличение профилограммы Vx зависит от соотношения
скоростей перемещения датчика со щупом по измеряемой поверхности и
бумажной ленты в записывающем устройстве:
Vx  Vл :V
(от 2 x до 4000 x).
Vx выбирается так, чтобы угол наклона боковых сторон профиля был не
более 80 (рис. 1).
Порядок обработки профилограммы
1. Определение горизонтального увеличения Vx.
Из соотношения Vл : Vд определяем Vx.
2. Определение положения средней линии m на участке базовой длины l.
Точное положение средней линии находится по способу наименьших квадратов,
т.е.
yi2
 min на базовой длине. Проведение средней линии "на глаз" требует
n
определенного навыка. Поэтому положение средней линии задано на
профилограмме.
5
Рис. 1. Профилограмма
3. Выбор участка измерения. Для надежности оценки параметра, измерения
обычно проводят последовательно на нескольких базовых длинах, и затем
находят среднее значение параметра. В целях сокращения трудоемкости работы
измерения производим на одной базовой длине.
4. Измерение параметров шероховатости, определяемых ГОСТ 2789-73
"Шероховатость поверхностей. Параметры и характеристики". Комплекс
измеряемых параметров выбирается по табл. 1 в зависимости от необходимых для
работы эксплуатационных свойств поверхности, указанных на выданной
профилограмме.
Эксплуатационные свойства
Поверхности
Износоустойчивость при всех видах
трения
Виброустойчивость
Контактная жесткость
Прочность при циклических
нагрузках
Герметичность соединений
Сопротивление в волноводах
Таблица 1
Рекомендуемые параметры
Шероховатости
Ra (Rя), tp, направление неровностей
Ra (Rz), Sm, S, направление неровностей
Ra (Rz), tp
Rmax, Sm, S, направление неровностей
Ra(Rz), Rmax, tp
Ra, Sm, S
Измерения величин на профилограмме проводить с помощью измерителя и
линейки с четкими делениями.
Необходимые построения на профилограмме производить хорошо
отточенным карандашом.
6
Измерение среднего арифметического отклонения профиля Ra
1. Определение шага дискретизации x — расстояния между измеряемыми
ординатами по средней линии. Обычно x = 2...3 мм. Чем сложнее профиль
поверхности (больше вершин на базовой длине), тем меньше x для уменьшения
погрешности измерения. Примем x = 2 мм.
2. В точках, соответствующих x, измеряем ординаты yi (в мм) перпендикулярно средней линии.
3.Определяем Ra
Ra 
1 n
 Yi  10 3 ,
i
V y N 1
где N — количество измеренных ординат на базовой длине.
Измерение высоты неровностей профиля по десяти точкам Rz
1. Измеряем отклонения пяти наибольших максимумов профиля Hi max и
пяти наибольших минимумов профиля Hi min от средней линии (в мм).
2. Определяем Rz:
5
1 5
 3
Rz 

H


 i 1 i max i 1 H i min  10 .
5V y 

Для номинально прямолинейного профиля при нахождении Rz можно, не
определяя положения средней линии, провести базовую линию m параллельно
общему направлению профилограммы и не пересекать профиль на базовой длине.
При этом измеряют расстояния от пяти наибольших максимумов профиля до
базовой линии hi max и от пяти наибольших минимумов профиля до базовой линии
hi min (см. рис.1).
Тогда
Rz 
5
1 5
 3
 i1 hi max  i1 hi min  10 .
5V y 

Измерение наибольшей высоты неровностей профиля Rmax
1. Через наивысшую и наинизшую точки профиля в пределах базовой
длины проводим линию выступов и линию впадин, параллельно средней линии.
2. Измеряем расстояние между линией выступов и линией впадин С (в мм).
3. Определяем Rmax :
Rmax 
1
C  10 3 (мкм).
Vy
Измерение среднего шага неровностей Sm
1. Считаем k — число пересечений профиля со средней линией в пределах
базовой длины.
7
2. Измеряем длину отрезка средней линии l0, ограниченную первым и
последним нечетным пересечениями профиля со средней линией (l0  l  Vx).
3. Определяем Sm:
Sm 
2l 0
.
Vx (k  1)
Примечание. Возможно определение среднего шага неровностей (см. рис. 1)
как
1 n
 Sm ,
Vx n i 1 i
где n — число шагов неровностей профиля.
Но этот способ оказывается более трудоемким.
Sm 
Измерение относительной опорной длины
профиля tp
1. На заданном от линии выступов уровне p (рис. 1) проводим линию,
пересекающую профиль эквидистантно линии выступов.
2. Измеряем отрезки bi в мм (рис. 1), полученные в сечении профиля.
3. Определяем tp:
tp 
1 n
 bi ,
Vxl i 1
где n — число отрезков.
Измерение среднего шага неровностей по вершинам
1. Считаем М — число вершин (максимумов) профиля на длине l0, лежащей
между первым и последним максимумом.
2. Определяем S:
S
l0
.
Vx ( M  1)
Примечание. Возможно определение среднего шага неровностей по
вершинам (рис. 1) как
1 n
S
 Si ,
Vx n i 1
где n — число шагов неровностей по вершинам.
Но этот способ оказывается намного более трудоемким.
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 2
«Определение параметров
шероховатости по
профилограмме»
8
Группа
Ф.И.О.
Задание: по выданной профилограмме определить требуемый комплекс
параметров шероховатости поверхности.
1. Горизонтальное увеличение Vx=Vл; Vд= ______________________
2. Комплекс измеряемых параметров ___________________________
3. Результаты измерений:
а) среднее арифметическое отклонение профиля Ra
Шаг Х
Ординаты U1
5
6
1
2
3
4
11
12
13
14
15
21
22
23
24
31
32
33
34
Ra 
1
Vy N
7
8
9
10
16
17
18
19
20
25
26
27
28
29
30
35
36
37
38
39
40
N
y
i 1
i
 10 3 
б) высота неровностей по десяти точкам Rz
Параметр 1
2
3
4
5
5
1  5

R

H

H i min   10 3 

Hi max


z
i max
5V y  i 1
i 1

Hi min
в) наибольшая высота неровностей профиля
Rmax 
г) относительная опорная длина профиля tp
Уровень сечения р = Р % Rmax=
Параметр
1
2
3
Bi
tp 
1
 c  10 3 
Vy
4
1 n
 bi 
Vx l i 1
д) средний шаг неровностей Sm
Число пересечения профиля К — __________; l0 — _______________
Sm 
2l0

Vx (k  1)
е) средний шаг неровностей по вершинам.
Число вершин М — ______________; l0 — _________________
S
Дата
l0

Vx ( M  1)
Подпись
студента
Работу
принял
9
5
Работа № 3
КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Измерение размеров абсолютным методом
Под абсолютным методом измерения понимают измерения, когда значение
всей измеряемой величины (размера) оценивают непосредственно по показаниям
измерительного средства. Примерами абсолютного метода измерения являются
измерения размеров деталей при помощи штангенциркуля, микрометра,
рычажного микрометра, длиномера и других измерительных средств.
Штангенциркуль (рис. 2) представляет собой штангу, жестко
соединенную с измерительной губкой 1 (штангоузел). На штанге нанесена шкала
в целых миллиметрах (основная шкала).
По штанге, как по направляющей может перемещаться рамка 3 с другой
измерительной губкой 2 (рамкоузел). Для осуществления микроподачи на штанге
установлен микродвижок 6.
Микродвижок 6 стопорится винтом 7. Вращая гайку 4, перемещают
рамкоузел 3 с измерительной губкой 2.
На рамке 3 закреплен нониус — дополнительная линейка со шкалой,
служащая для отсчета дробных долей интервала деления основной шкалы.
a
Величина отсчета по нониусу i  ,
n
где а — интервал деления основной шкалы (чаще всего а = 1); n — число делений
шкалы нониуса от 0 до ближайшего, совпадающего с каким-либо делением
основной шкалы.
Рис. 2. Штангенциркуль
После сдвига измерительных губок до соприкосновения с измеряемой
поверхностью определяют число делений (рис.3), расположенных между
нулевыми штрихами основной шкалы и нониуса, например А = 58 мм. Затем
находят дробные доли (размер Х), равные порядковому номеру штриха нониуса,
10
совпадающего с каким-либо штрихом шкалы штанги, умноженному на цену
деления шкалы нониуса:
Х = 3 х 0,1 = 0,3 мм.
Измеряемый размер В получают сложением целых и дробных значений:
В = А + Х = 58 + 0,3 = 58,3 мм
Рис. 3. Пример отсчета
Технические характеристики штангенциркуля
Пределы измерения, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0...250
Цена деления шкалы нониуса, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,05; 0,1
Предельная погрешность измерения, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1; 0,2
Микрометр гладкий (рис. 4) состоит из полого стебля 5, жестко
связанного со скобой 1. Внутри стебля 5 находится микрометрический винт,
торец которого является измерительной поверхностью. Второй измерительной
поверхностью является торец пятки 2, запрессованной в скобу 1.
На стебле нанесена продольная линия, по обе стороны ее нанесены шкалы,
сдвинутые по отношению друг к другу на 0,5 мм. Цена деления каждой шкалы 1
мм.
На стебель 5 одет корпус барабана 6, жестко связанный с микровинтом 3,
имеющим шаг 0,5 мм. Край барабана имеет скос, на котором нанесена круговая
шкала на 50 делений. Цена одного деления 0,01 мм. За один полный оборот
барабан перемещается вдоль стебля на величину 0,01 х 50 = 0,5 мм.
Измерительное усилие при измерении детали должно быть 700...200 г,
поэтому вращение микровинта должно выполняться только при помощи
трещотки 8, рассчитанной на передачу этого усилия.
Рис. 4. Микрометр
11
Пример отсчета.
Показание шкалы стебля (рис. 5) равно 8,5 мм, так как скошенный край
барабана прошел через деление 8 нижней шкалы и 0,5 верхней шкалы.
Показание по шкале барабана равно 37, а так как цена деления 0,01, то
показание барабана 0,01 37 = 0,37; полный отсчет будет 8,5 + 0,37 = 8,87 мм.
Рис. 5. Пример отсчета
Перед измерением необходимо проверить правильность установки барабана
6 в нулевое положение. Для этого, вращая за трещотку микровинт с барабаном,
приводят в соприкосновение измерительные плоскости и следят за совпадением
нулевого деления шкалы барабана с продольной линией стебля. (Для микрометра
с пределом измерения 25…50 мм измерительные плоскости микрометра приводят
в соприкосновение с эталоном длиной 25 мм, см. рис. 4). В случае несовпадения
микрометр настраивают. Для этого закрепляют стопором 4 микровинт 3 и
осторожно, удерживая одной рукой корпус барабана, другой рукой отвинчивают
установочный колпачок 7 на полоборота. При этом барабан освобождается, его
поворачивают до совпадения нулевого штриха с продольной линией стебля, после
чего барабан закрепляют колпачком.
Технические характеристики микрометра гладкого
Цена деления шкалы барабана, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,01
Цена деления шкалы стебля, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Пределы измерения шкалы барабана, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0...0,5
Пределы измерения микрометра (в целом), мм : . . . . . . . . .0...25; 25...50; 50...75;
75...100 и т.д. до 1000 мм
Погрешность показаний микрометра, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,005
Предельные погрешности при измерении микрометром указывают в
аттестате прибора (ориентировочно предельная погрешность микрометра  0,005
мм).
Микрометр рычажный (рис.6) состоит из микрометрической головки и
рычажно-зубчатого механизма, передающего перемещение подвижной пятки 2
микрометра на стрелку отсчетной шкалы 1. Измерительное усилие равно
200...400 г.
Перед началом измерения проверяют нулевой отсчет. Для этого вращением
барабана 5 измерительные плоскости приводят в соприкосновение друг с другом
или с поверхностью установочной меры, если пределы измерения приборов
12
25...50 мм. При этом должны совпадать нулевой штрих шкалы барабана с
продольным штрихом на стебле и стрелка с нулевым штрихом шкалы рычажного
Рис. 6. Микрометр рычажный
устройства. Если стрелка рычажного устройства не совпадает с нулем шкалы,
выполняют регулировку микрометра. Для этого вращением барабана 5
устанавливают стрелку шкалы 1 на нуль, закрепляют стопором 3
микрометрический винт, отвинчивают колпачок барабана, снимают барабан с
конуса, проворачивают его до совпадения нулевого штриха с продольным
штрихом стебля 4 и завинчивают колпачок 6. После регулировки стопор 3 следует
отпустить.
Измерение рычажным микрометром
Измеряемое изделие устанавливают между измерительными поверхностями
пятки и микрометрического винта и вращением барабана приводят в
соприкосновение измерительные поверхности с поверхностью изделия. Вращение
барабана прекращают, когда стрелка шкалы окажется вблизи нуля ( в пределах  4
деления), а продольный штрих стебля совпадает с каким-либо штрихом барабана
микровинта. За действительный размер принимают алгебраическую сумму
отсчетов по шкалам стебля, барабана и рычажного устройства.
Технические характеристики рычажного микрометра
Цена деления шкалы барабана, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,01
Цена деления шкалы рычажно-зубчатого механизма, мм . . . . . . . . . . . . . . . .0,002
Пределы измерения микрометра (в целом), мм . . . . . . . . . . . . . . . . .0...25; 25...50
Пределы показаний по шкале рычажно-зубчатого механизма, мм . . . . . . . .  0,02
Погрешность показаний микрометра, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  0,002
Порядок выполнения работы
1. Выполнить в журнале эскиз заданной детали.
2. Занести в журнал чертежные размеры измеряемых поверхностей.
13
По таблицам допусков ГОСТ 25346-82 определить предельные отклонения
проверяемых размеров, указать их на эскизе детали и подсчитать предельные
размеры.
3. Ознакомиться с имеющимся инструментом и занести в журнал его характеристики.
4. В зависимости от точности изготовления поверхности и допустимой
погрешности измерения приборов подобрать для проверяемых поверхностей
инструмент (погрешность измерения должна составлять 20...35 % от допуска на
изготовление детали).
5. Произвести замеры по схеме рис.7.
Рис. 7. Схема измерения
Для самой точной поверхности произвести замеры по всем сечениям и
направлениям, для остальных — по одному сечению в двух направлениях.
6. Дать заключение о годности по каждой измеряемой поверхности.
7. Определить наибольшие отклонения от правильной геометрической
формы для самой точной из поверхностей.
8. Привести в порядок рабочее место.
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 3
Группа
«Измерение размеров
Ф.И.О.
абсолютным методом»
Задание: определить размеры детали и дать заключение о годности
измеренных поверхностей.
Наименование
Пределы
Предельная
Цена деления
прибора
измерений
погрешность
Штангенциркуль
Микрометр
Рычажный микрометр
Эскиз детали
14
Обознач
ение
размеро
в по
чертежу
Результаты
измерений, мм
Предельные
размеры по СТ
Сечения,
СЭВ
Прибо перпендикулярные
к оси
р
I
II
III
наибол. наимен.
Направления
dmax
dmin
1 2 1 2 1 2
Действительные
размеры, мм
наибол.
наимен.
Отклонение от геометрической формы для поверхности
Овальность
Бочкообразность
Конусообразность
Седлообразность
Заключение о годности детали ______________________
Контрольные вопросы:
1. Что называется абсолютным методом измерения?
2. Что такое цена деления ?
3. По какому принципу подбирается прибор для измерения?
4. Как установить микрометр на 0?
Дата
Подпись
Работу
студента
принял
Работа № 4
ИЗМЕРЕНИЕ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ОТНОСИТЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ
Относительным методом измерения называют метод, основанный на
сравнении измеряемой величины с заранее известным значением меры.
Примерами относительного метода измерения являются измерения при помощи
рычажных скоб, индикаторов, оптиметров, миниметров.
Рычажная скоба (рис. 8) предназначена для измерения и контроля
наружных размеров изделия. Скоба представляет собой прибор с пяткой 5 и
передвижной пяткой 4. Перемещение подпружиненной пятки передается на
стрелку 8 ры-чажно-зубчатого механизма, находящегося в корпусе 2. Величину
перемещения подпружиненной пятки определяют по шкале. Скоба имеет арретир
7, отводящий подпружиненную пятку при установке между пятками измеряемого
изделия или блока концевых мер длины.
15
Рис. 8. Рычажная скоба
Технические характеристики рычажной скобы
Пределы измерения, мм (в целом) . . . . . . . . . . . . . .0...25; 25...50; 50...75; 75...100;
100...125; 125...150
Пределы показаний по шкале, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,08; 0,15
Цена деления шкалы, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,002; 0,005
Допустимая погрешность показаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,002;  0,005
Концевые меры длины являются особо точным измерительным
инструментом, применяемым в промышленности для контроля размеров, для
проверки и градуировки мер, измерительных приборов и инструментов, для
проверки калибров, для установления правильных размеров при изготовлении
инструментов, приспособлений и штампов, а также для особо точных
разметочных работ и наладки станков.
Концевые плоскопараллельные меры длины представляют собой прямоугольные стальные (или твердосплавные) плитки, размер которых определяется
расстоянием между двумя рабочими плоскостями при температуре 20С. (Рабочие
плоскости плитки — самые чистые). Характерной особенностью концевых мер
длины является их притираемость друг к другу измерительными поверхностями.
Притираемость дает возможность из одного набора мер составлять комбинации
размеров.
Приступая к работе, следует предварительно рассчитывать, какие меры
надо взять для данного блока. Количество концевых мер длины в блоке должно
быть минимальным, так как погрешность блока складывается из погрешностей
отдельных мер. Притирку мер в блок надо проводить в определенной
последовательности: к мерам больших размеров последовательно притирают
меры меньших размеров, причем меньшую меру накладывают на край большей.
Затем зигзагообразными движениями верхнюю меру двигают вдоль длинного
16
ребра меры до совпадения плоскостей обеих мер. Размер блока определяется, как
сумма размеров, составляющих его концевых мер.
Индикатор часового типа (рис. 9) применяют для измерения размеров,
отклонений формы и взаимного расположения поверхностей (радиальное биение,
торцовое биение и др.).
Шкала индикатора 1 имеет 100 делений. Полный оборот стрелки 2
соответствует перемещению измерительного стержня 5 на 1 мм. Перемещение
стрелки 2 на одно деление соответствует перемещению измерительного стержня
на величину цены деления шкалы 1.
Каждому обороту большой стрелки 2 соответствует поворот на одно
деление маленькой стрелки по шкале указателя оборотов 4. Следовательно, цена
деления шкалы указателя оборотов равна 1 мм.
Шкала индикатора 1 вместе с ободком может поворачиваться относительно
корпуса прибора так, что против большой стрелки 2 прибора можно установить
любой штрих шкалы. Это используется при установке прибора в нулевое
положение. Для работы индикаторы укрепляют в различные стойки или
специальные гнезда приборов относительного метода измерения.
Рис.9. Индикатор часового типа
Технические характеристики индикатора часового типа
Цена деления, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0,01; 0,05; 0,002; 0,001
Пределы измерения в целом, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0...5; 0...10
Пределы измерения по шкале, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0...1
Допустимая погрешность показаний индикатора в пределе
1 мм на любом участке измерений, мм . . . . . . . . . . . . . .
0,015
Призмы поверочные и разметочные с одной призматической выемкой
и накладкой, тип 1
Призма (рис.10) предназначена для разметки и установки деталей и
изделий цилиндрической формы при контрольных операциях. Призма состоит из
корпуса 1, накладки 2 и двух винтов 3 для крепления.
Корпус призмы в верхней плоскости имеет призматическую выемку с
доведенными поверхностями. По обеим сторонам призматической выемки
17
имеется по три резьбовых отверстия, предназначенных для установки накладки в
любом из трех сечений призмы. Нижняя плоскость корпуса призмы имеет две
доведенные поверхности.
Техническая характеристика призмы
Диаметр устанавливаемых на призму валов, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8...80
Рис.10. Призма поверочная
Порядок выполнения работы
1. Выполнить в журнале эскиз заданной детали.
2. В соответствующую графу журнала внести чертежные размеры.
По ГОСТ 25346-82 определить предельные отклонения, проставить их на
эскизе рядом с обозначением поля допуска, подсчитать предельные размеры и
занести их в таблицу.
3. Определить технические характеристики инструмента и записать их в
соответствующую графу журнала.
4. Отвернуть колпачок 1а (см. рис. 8), установить рычажную скобу на нуль
и зафиксировать стопором 3. Установку выполнять по блоку концевых мер длины
(плиток). Размер блока, равный номинальному размеру, подобрать так, чтобы
были выдержаны два условия:
а) количество плиток должно быть минимальным (не более трех);
б) отклонения стрелки 8 (см. рис. 8) при измерениях детали должны
укладываться в пределы показаний шкалы скобы.
Ввести между измерительными поверхностями 4 и 5 скобы блок концевых
мер. Вращением микровинта 1 установить стрелку прибора на нуль и закрепить
винтом 3. Черные стрелки 6 — это указатели границ поля допуска при контроле
партии деталей.
5. Нажатием на кнопку арретира 7 отвести подпружиненную пятку 5 и
вынуть блок концевых мер длины. Также, нажимая на кнопку 7, ввести вместо
блока концевых мер поверхность детали. Замерить деталь согласно схеме рис. 11.
Отсчет по шкале прибора с соответствующим знаком записать в журнал.
6. Определить действительные размеры и наибольшие отклонения
геометрической формы. Действительный размер при относительном методе
измерения равен размеру блока плиток, плюс показания по шкале рычажной
скобы. Сравнить действительные размеры с предельными, найденными по СТ
СЭВ. Дать заключение о годности.
18
7. Определить радиальное биение наружной цилиндрической поверхности:
а) относительно оси центров;
б) в призмах.
Чтобы определить радиальное биение относительно оси центров нужно,
закрепить валик в центрах так, чтобы он свободно вращался и не имел
продольных и поперечных перемещений (люфта и качки). Подвести
измерительный наконечник индикатора (рис. 12, а) к измеряемой поверхности,
провернуть вал на полный оборот. Величина наибольшего отклонения стрелки
индикатора за полный оборот детали соответствует величине радиального биения.
Для определения радиального биения одной поверхности валика
относительно другой вторым способом (рис. 12, б), вал базовой поверхности
укладывают в призму, а к проверяемой поверхности подводят индикатор.
Проворачивая вал на полный оборот, по наибольшему отклонению стрелки
индикатора определяют величину биения.
8. Привести в порядок рабочее место.
Рис.11 . Схема измерения
Рис. 12. Схема контроля биения: а — относительно оси центров;
б — относительно поверхности
19
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 4
Группа
«Измерение наружных
Ф.И.О.
поверхностей относительным
методом»
Задание: определить размеры, отклонения геометрической формы и
взаимного расположения поверхностей детали и дать заключение о годности
измеренных поверхностей.
N
Пределы измерения
Наименование прибора Цена деления
п/п
по шкале
в целом
Схема замера
Обозначен
Предельные
ие
размеры по СТ
размеров
СЭВ
по
наибол. наимен.
чертежу
dmax
dmin
Действительные
размеры
наибол. наимен.
Биение
Эскиз замера
Размер
блока
концевых
мер
Отклонение стрелки, мкм в
сечениях, перпендикулярных к
оси
I
II
III
1
2
1
2
1
2
Конусообр Овальнос Бочкообр Седлообр
азность
ть
азность
азность
торцовой поверхности — ______________
наружной цилиндрической — ___________
Заключение о
годности —
____________
Контрольные вопросы:
1. Как определить действительный размер при относительном методе
измерения?
2. Как устроены рычажная и индикаторная скобы?
Дата
Подпись
Работу
студента
принял
20
Работа № 5
ИЗМЕРЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ОТВЕРСТИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫМ
МЕТОДОМ
Нутромер индикаторный (рис. 13) представляет собой трубчатый корпус
2, в котором устанавливают индикатор часового типа 1 (см. рис. 9). С
противоположной стороны на корпусе закреплена измерительная головка 3,
имеющая измерительный подпружиненный стержень 4 и сменную
измерительную вставку 5, которая фиксируется контргайкой 6. Измерительная
головка снабжена подпружиненной опорой 7 для ориентации в измеряемом
отверстии.
С измеряемой поверхностью контактируют измерительный стержень 4 и
вставка 5. Перемещение стержня 4 через систему рычагов передается на ножку
индикатора 2.
Шкала индикатора знаков "+" и "–" не имеет, так как знак отклонений
стрелки зависит от системы рычагов измерительного устройства, в котором
используют индикатор в качестве указателя.
Знаки отклонений определяют перед измерением практически, нажимая на
измерительный стержень 4 и наблюдая за направлением перемещения стрелки. В
данном случае это перемещение будет иметь знак "–", так как нажатием на
измерительный стержень 4 имитируется уменьшение размера отверстия.
К индикаторному нутромеру прилагается набор сменных измерительных
вставок, которые подбирают в соответствии с проверяемым размером и
пределами измерения прибора.
Настройка нутромера может осуществляться по аттестационным кольцам,
блокам концевых мер длины с боковиками или микрометру (см. Работа № 4).
Технические характеристики индикаторного нутромера
Пределы измерения (в зависимости от
сменных измерительных вставок) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835; 3550;
50100; 100160;
160250; 250450
Цена деления индикатора, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,01; 0,005; 0,002; 0,001
Погрешность измерения, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,015; 0,005;
0,002; 0,001
Порядок выполнения работы
1. Выполнить в журнале эскиз заданной детали.
21
2. Определить предельные отклонения отверстия по СТ СЭВ 145-75 и
проставить их на эскизе. Подсчитать предельные размеры отверстия и занести в
таблицу журнала.
3. Установить нутромер индикаторный на нуль (настроить его). Для этого
необходимо:
а) собрать блок концевых мер длины, равный номинальному размеру
проверяемого отверстия;
б) поместить блок между боковиками 3 и зажать все в струбцине 7;
в) настроить индикаторный нутромер на нуль (см. рис. 13). Для этого
поместить мерительные наконечники нутромера между боковиками. Покачивая
нутромер по стрелке А и поворачивая его по стрелке Б, найти положение, при
котором будет наименьшее показание индикатора. В этом положении повернуть
шкалу индикатора до совмещения нулевого деления со стрелкой;
г) еще раз проверить настройку прибора.
Рис. 13 . Настройка индикаторного нутромера
Рис. 14 . Схема измерения
5. Замерить отверстие детали согласно схеме на рис. 14. Записать показания
прибора в журнал.
22
При измерениях нужно, покачивая прибор, находить его положение при
наименьшем показании стрелки. В этом положении измерительные стержни 4 и 5
расположены нормально к измеряемой поверхности, и замер выполняется в
сечении, перпендикулярном к оси отверстия.
6. Подсчитать действительные размеры отверстия (размер блока концевых
мер  показания прибора).
7. По результатам измерений определить отклонения от правильной
геометрической формы (овальность, конусообразность, бочкообразность,
седлообразность).
8. Сравнив действительные размеры с предельными по СТ СЭВ, дать
заключение о годности размера (действительные размеры должны находиться в
пределах, заданных СТ СЭВ). Отклонения от правильной геометрической формы
не должны превышать половины допуска на изготовление.
9. Привести в порядок рабочее место.
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 5
Группа
«Измерение цилиндрического
Ф.И.О.
отверстия относительным
методом»
Задание: определить размеры отверстия и дать заключение о годности.
Наименование
Цена деления
Пределы
Предельная
прибора
измерения
погрешность
Схема замера
Эскиз детали
Предельные размеры
наибол.
отверстий по СТ СЭВ наимен.
Размер блока концевых мер
Отклонение стрелки индикатора, мм
Сечения, перпендикулярные к оси
I
II
III
Направления
1
2
1
2
1
2
Действительные
размеры отверстия
Овальность
Конусообразность
Бочкообразность
Седлообразность
наибол.
наимен.
Заключение о годности
Контрольные вопросы:
1. Сущность относительного метода измерения.
2. Как настроить индикаторный прибор для внутренних измерений на 0?
3. Какие существуют методы и средства для контроля отверстий?
23
Дата
Подпись
студента
Работу
принял
Работа № 6
РАСЧЕТ И ИЗМЕРЕНИЕ ГЛАДКОГО ПРЕДЕЛЬНОГО
КАЛИБРА-ПРОБКИ
Калибры – это бесшкальные измерительные приборы, предназначенные
для проверки годности изделия без определения его действительного размера.
Размер и отклонения детали, для проверки которой предназначен калибр,
маркируют на торце калибра. За номинальный размер рабочего проходного
калибра-пробки принимают наименьший предельный размер отверстия Dmin,
рабочего непроходного калибра-пробки — наибольший предельный размер
отверстия Dmax (рис. 15).
Рис. 15 . Схема проверки годности отверстия
Чтобы иметь возможность изготовить калибры и обеспечить их
долговечность, в ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ 157-75) задают:
Z — отклонение середины поля допуска на изготовление для проходного
калибра относительно наименьшего предельного размера отверстия;
Н — допуск на изготовление калибров;
Y — допустимый выход размера изношенного проходного калибра за
границу поля допуска отверстия.
Для подсчета исполнительного размера калибра-пробки, проставляемого на
чертеже, необходимо определить его наибольший предельный размер.
Отклонение от него будет направлено в тело калибра-пробки (в минус) и равно
допуску на изготовление калибра.
Такая простановка размера указывает на предпочтительность получения
наибольшего предельного размера калибра при его обработке. Это обеспечивает
наибольший запас на износ калибра, то есть повышает срок его службы.
Пример расчета калибров для отверстия 80G7
Строим схему расположения полей допусков (рис. 16 ).
Исполнительные размеры:
Р – ПР = (Dmin + Z + H/2)–H = 80 + 0,01 + 0,004 + 0,0025 = 80,0165–0,005;
24
Р – НЕ = (Dmax + H/2)–H = 80 + 0,01 + 0,03 + 0,0025 = 80,0425–0,005;
Р – ПРизн = Dmin – Y = 80 + 0,01 – 0,003 = 80,007.
Измерение калибров-пробок проводят на миниметре или вертикальном
оптиметре ОВО-1 (по указанию преподавателя).
Рис.16. Схема расположения полей допусков отверстия 80G7
и его рабочих калибров
Миниметр (рис.17, а) относится к классу рычажно-механических приборов
относительного контактного метода измерения наружных поверхностей.
Устройство миниметра основано на применении неравноплечего рычага (рис. 17,
б). Перемещение измерительного стержня 1 вызывает поворот призмы 2,
связанной жестко с рамкой 3 и стрелкой 5, вокруг острия неподвижно
закрепленного ножа 4.
Технические характеристики миниметра
Цена деления, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,001
Пределы измерения, мм:
по шкале . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  0,03
в целом по диаметру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0150
по высоте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0180
Погрешность показаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  0,0005
Вертикальный оптиметр ОВО-1 (рис. 18 ) относится к классу оптикомеханических приборов относительного контактного метода измерения наружных
поверхностей.
Технические характеристики оптиметра
Цена деления, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,001
Пределы измерения, мм: по шкале . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  0,1
в целом: по диаметру . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0150
25
по высоте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0180
Погрешность показаний, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0003
Оптиметр и миниметр настраивают по концевым мерам длины (см. Работу № 4).
а)
б)
Рис. 17: а — общий вид миниметра; б — схема миниметра
Порядок выполнения работы
1. Рассчитать исполнительные размеры калибров.
2. Настроить прибор по блоку плоскопараллельных концевых мер длины:
а) в блок должно входить не более трех плиток;
б) разность размеров блока и проверяемого калибра не должна превышать
пределов измерения по шкале прибора.
Блок притирается одной их своих измерительных поверхностей к столику
прибора 8 (рис.17, а или 18). Винт 9 при этом должен быть отстопорен, и столик ,
вращением гайки 10, переведен почти в нижнее положение. Гайку 10 туго не
затягивать.
3. Отстопорить винт 4 и вращением поддерживающей гайки 5 опускать
кронштейн 3 вместе с головкой миниметра (оптиметра) 1 по стойке 2 до тех пор,
пока измерительный наконечник 7 не коснется измерительной поверхности блока,
что будет зафиксировано:
— у миниметра — перемещением стрелки на шкале;
— у оптиметра — перемещением шкалы, видимой в окуляр 11, относительно
неподвижного указателя.
26
4. Закрепив кронштейн стопорным винтом, вращением гайки 10 перемещать
столик до окончательной установки стрелки прибора на нулевом штрихе
шкалы. После этого столик закрепить винтом 9.
5. Приподнимая и опуская два-три раза наконечник с помощью арретира 6,
проверить нулевую установку.
Рис. 18. Общий вид вертикального оптиметра
6. Установить окончательно прибор на нуль, приподнять наконечник при
помощи арретира 6 и удалить со столика блок концевых мер, а на его место
поместить объект измерения.
7. Измерить пробки проходную и непроходную согласно схеме рис. 19.
Рис. 19. Схема измерения
8. Подсчитать действительные размеры калибров (действительный размер
равен размеру блока концевых мер плюс показания шкалы миниметра). Сравнить
действительные размеры с исполнительными, дать заключение о годности
(действительные размеры должны находиться в пределах, заданных СТ СЭВ).
27
Отклонения от правильной геометрической формы не должны превышать
половины допуска на изготовление.
9. Привести в порядок рабочее место.
Контроль цилиндрических резьб
Косвенным методом измерения называют метод, когда количественную
оценку измеряемой величины производят по результатам измерений других
величин, связанных с измеряемой заранее известными зависимостями (например:
измерения конусности при помощи синусной линейки; деталей типа "ласточкин
хвост" — с помощью шариков; среднего диаметра резьбы — при помощи трех
проволочек).
Дифференцированный (поэлементный) метод измерения характеризуется
независимым измерением каждого параметра изделия в отдельности (например,
измерения собственно среднего диаметра, шага и половины угла профиля
резьбы).
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 6
Группа
«Расчет и измерение гладкого
Ф.И.О.
предельного калибра-пробки»
Задание: определить действительные размеры ПР и НЕ калибра-пробки и
дать заключение о годности.
Пределы измерения
Предельные
Наименование прибора Цена деления
по шкале в целом
погрешности
Выдается гладкий
калибр-пробка с
маркировкой
Исполнительные
размеры пробки
Размер изношенной
Размер блоков
концевых мер
Калибрпробка
Схема расположения полей допусков
ПР
НЕ
ПР
НЕ
Отклонения по шкале,
мкм
Сечения, перпендикулярные к оси
I
II
III
Направления
Действительные размеры
пробки, мм
Конусообразность
Овальность
Бочкообразность
Седлообраз28
наибол.
ПР
НЕ
ПР
НЕ
ПР
НЕ
ПР
НЕ
ПР
наимен
1
2
1
2
ПР
НЕ
1
2
ность
Заключение
о годности
НЕ
ПР
НЕ
Контрольные вопросы:
1. Каков принцип устройства оптиметра и миниметра?
2. Как настроить оптиметр или миниметр на 0?
3. Как подсчитать исполнительный размер пробки?
Дата
Подпись
студента
Работу
принял
Работа № 7
ИЗМЕРЕНИЕ СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА РЕЗЬБЫ КАЛИБРА-ПРОБКИ
МЕТОДОМ ТРЕХ ПРОВОЛОЧЕК
Для проведения измерений этим методом необходимо:
1. Выбрать диаметр проволочек, необходимых для измерения:
P
P
dn 

,
 1,732
ctg
2
где: P — шаг проверяемой резьбы;  — угол профиля метрической резьбы.
Шаг определить резьбовым шаблоном.
Размеры диаметров проволочек проставлены на пластинках, к которым
подвешены проволочки.
2. Проверить нулевое положение рычажного микрометра. Закрепить
микрометр в стойке (описание прибора см. в работе № 2).
3. Поместить две проволочки во впадины резьбы со стороны
микрометрического винта и одну проволочку — со стороны пятки (рис. 20).
Нужно следить, чтобы проволочки касались резьбы доведенными поверхностями.
Измерить расстояние М в трех сечениях, перпендикулярных оси изделия.
4. Вычислить средний диаметр резьбы:
d 2  M  3d n  0,866 P,
где dn — диаметр проволочек.
Рис. 20. Схема измерения среднего диаметра
29
5. Построить схему расположения полей допусков по среднему диаметру
(рис. 21). По СТ СЭВ 182-75 "Основные размеры" определить средний диаметр
гайки. По ГОСТ 16093-81 "Резьба метрическая. Допуски" определить допуск на
средний диаметр гайки. По ГОСТ 18107-72 "Калибры для резьбы. Допуски"
определить допуск на изготовление и износ рабочего проходного калибра-пробки.
Рис. 21. Схема расположения полей допусков по среднему диаметру
гайки и Р-ПР калибра.
6. Подсчитать исполнительный размер калибра-пробки по среднему
диаметру.
7. Дать заключение о годности калибра.
Форма отчета
Кафедра ТМСИ
Работа N 7
Группа
«Измерения среднего диаметра
Ф.И.О.
резьбы калибра-пробки методом
трех проволочек»
Задание: определить средний диаметр резьбовой пробки и дать заключение
о годности ее по среднему диаметру.
Наименование
Пределы измерения по
Предельные
Цена деления
прибора
шкале прибора
погрешности
Выдается резьбовой калибрпробка с маркировкой
___________________________
Шаг измеряемой резьбы, мм
Угол профиля резьбы 
Наивыгоднейший диаметр
проволочек, мм
Схема расположения полей допусков
Сечения, перпендикулярные I
оси измеряемого изделия
Измеренный размер М, мм
Действительный средний
диаметр, мм
d 2  M  3d пр  0,866 P
30
II
III
d пр 
P
ctg


P
1,732
2
Средний диаметр резьбовой
Заключение о годности
пробки (новой) по ГОСТу
Контрольные вопросы:
1. Какие наконечники применяются для измерения размера «М» на
вертикальном оптиметре?
2. Когда при вычислении поправки на средний диаметр резьбы учитывают
поправку на отклонение угла профиля?
3. Влияние каких погрешностей учитывается при точных измерениях среднего
диаметра?
4. Что такое косвенный метод измерения?
5. Величину какого среднего диаметра резьбы определяют по результатам
измерений методом 3-х проволочек?
6. На каких приборах можно замерить средний диаметр методом 3-х
проволочек?
Дата
Подпись
студента
Работу
принял
ЛИТЕРАТУРА
1. Допуски и посадки: Справочник / Б.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов,
В.А. Брагинский. — Л.: Машиностроение, 1983. — Т.1.
2. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость,
стандартизация и технические измерения: Учебник.  М.: Машиностроение,
1987.
31
ОГЛАВЛЕНИЕ
Основы технических измерений в машиностроении . . . . . . . . . . . . . .
Работа № 1. Работа со справочником по допускам . . . . . . . . . . . . . . .
Работа № 2. Определение параметров шероховатости по
профилограмме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Работа № 3. Контроль гладких цилиндрических изделий . . . . . . . . . .
Работа № 4. Измерение наружных поверхностей относительным
методом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Работа № 5. Измерение цилиндрического отверстия
относительным методом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Работа № 6. Расчет и измерение гладкого предельного
калибра-пробки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Работа № 7. Измерение среднего диаметра резьбы
калибра-пробки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
3
4
5
10
15
21
24
28
31