Вимірювання геометричних розмірів

Виготовлення виробів машинобудування, мікроелектроніки, оптоелектроніки, обчислювальної техніки пов'язано з обробкою матеріалів по заданих розмірах, формі, якості поверхні.

При цьому розміри і якість виробів контролюється засобами вимірювання геометричних величин (довжина, ширина, кути, відхилень розмірів, форми і розташування поверхонь, параметрів різьби, зубчастих коліс, конусів і т.д.).

Так, вимірювання відхилень, форми і розташування поверхонь включають в себе вимірювання параметрів шорсткості від паралельності, від перпендикулярності, биття і т.п.

Методи і засоби вимірювання геометричних величин поділяють на кілька груп, основними є групи механічних і оптико-механічних приладів.

При вимірюванні лінійних і кутових розмірів на результат впливають температура навколишнього середовища, атмосферний тиск, вологість, вібрація і т.д.

Державним стандартом встановлено такі вимоги виробництва лінійних і кутових вимірів (ГОСТ 8.050-73):

температура навколишнього середовища +20 о С;

атмосферний тиск - 101324,72 Па (760 мм. рт. ст.);

відносна вологість навколишнього повітря - 58%;

прискорення вільного падіння - 9,8 м / с;

напрямок лінії вимірювання лінійних розмірів до 160 мм зовнішніх поверхонь вертикальне, в інших випадках - горизонтальне;

відносна швидкість вимірювання кутів дорівнює нулю.

Стандартом також встановлено, що результати вимірів для порівнянності повинні приводитися до вказаних нормальних значень впливають величин, і межі допустимих відхилень від нормальних умов вимірювання нормовані.

Щоб уникнути додаткових похибок рекомендується, щоб вимірювані вироби витримували при нормальній температурі від 2 до 36 годин в залежності від їх маси, а кошти не менше 24 годин до початку вимірювань.

Механічні засоби виміру довжини

Розрізняють кошти лінійних і кутових вимірів загального призначення і вузькоспеціалізовані, призначені для вирішення приватних вимірювальних завдань.

До механічних засобів вимірювання довжини загального призначення відносяться: штангенпрібори, штрихові і кінцеві міри довжини, мікрометричні прилади та вимірювальні головки.

Штриховими заходами довжини називаються заходи, у яких розмір, виражений в одиницях довжини. Визначається відстанню між осями двох відповідних штрихів (вимірювальні лінійки, рулетки, брускові штрихові заходи).

Брускові штрихові міри довжини - це металеві або скляні бруски різного перетину, з нанесеними на них штрихами або шкалами. Вони застосовуються як для безпосереднього вимірювання, так і в якості шкал приладів і верстатів.

Пласкопаралельні кінцеві міри довжини (ПКМД) відтворюють одиницю довжини одного фіксованого розміру і виконуються у вигляді прямокутного паралелепіпеда зі сталі або твердого сплаву з двома взаємно паралельними вимірювальними поверхнями. ПКМД випускаються в наборах з числом заходів різного номіналу від 10 до 112. номінальні значення стандартизовані, тому Прітіраемость заходів дозволяє зібрати з них блок необхідної довжини (від 0,1 до 1000 мкм).

Залежно від точності виготовлення ПКМД відносять до класів точності: 00; 01; 0; 1; 2; 3.

До штангенпріборам відносять засоби лінійних вимірювань, які об'єднані загальним принципом побудови відлікових пристроїв. Цей принцип заснований на застосуванні ноніуса.

Залежно від призначення розрізняють штангенциркулі, Штангенглубиноміри, штангенрейсмасси.

Штангенциркуль - універсальний засіб вимірювання довжини, діаметрів валів і отворів, глибини отворів і відстаней між центрами отворів.

Штангенглибиномір - засіб вимірювання глибини отворів і пазів.

Штангенрейсмасс - засіб вимірювання висотних розмірів.

Принцип побудови ноніуса полягає в поєднанні відповідних штрихів двох лінійних шкал, інтервали, ділення яких відрізняються на певну величину.

У загальному випадку штангенпрібор складається з штанги (1) з нерухомою вимірювальної губкою і рамки (2), що переміщається по штанзі (1), з іншого вимірювальної губкою. На штанзі нанесена шкала з ціною поділки 1 мм. На схилі рамки нанесена допоміжна шкала (5), звана ноніусом, з ціною поділки 0,9 мм, по якій відраховуються дробові частки міліметра.

Для фіксування рамки на робочої частини штанги служить гвинт (3). Рамка жорстко пов'язана з лінійкою глибиноміра (6). Верхні губки (4) призначені для вимірювання внутрішніх розмірів (отвори), а нижні - зовнішніх (валів).

При суміщенні нульової позначки шкали ноніуса з нульовою відміткою шкали штанги, перша, за нульовою, відмітка шкали ноніуса виявляється зміщеною щодо першої позначки шкали і штанги на 0,1 мм. Відповідно друга відмітка шкали ноніуса зміщена на 0,2 мм, а десята на 1мм, тобто остання відмітка шкали ноніуса точка збігається з відміткою 0,9мм на шкалі штанги.

Якщо при вимірюванні розміру деталі шкала ноніуса розташовується так, що одна з відміток ноніуса (не нульовий) і збігається з будь-якої відміткою шкали штанги (не нульовий), то результат вимірювання визначається як сума відліків за шкалою штанги і твори різниці ціни поділки шкал штанги і ноніуса на номер поділу штанги, з яким збіглася відмітка ноніуса.

Так вимір значення на малюнку дорівнюватиме l = 7 + 0,1 * 1 = 7,1мм.

Таким чином, за допомогою ноніуса можна зробити відлік розміру з точністю до 0,1.

У штангенпріборах часто застосовується розтягнутий ноніус, що забезпечує відлік розміру до 0,05 мм.

У сучасних моделях штангенпріборах замість ноніуса застосовуються індикатори годинного піку з ціною поділки 0,01 мм.