Лабораторно-практична робота №4

2.2.4. Вимірювання параметрів метричної різьби і кутів у деталях спеціальними інструментами

Мета роботи – засвоєння методів та засобів при вимірюванні параметрів метричної різьби: середнього, зовнішнього і внутрішнього діаметрів, кроку та кута профілю різьби або кутових розмірів у деталях за допомогою різьбових шаблонів, різьбових мікрометрів, методом трьох дротинок та кутомірів.

Загальні відомості

Профіль різьби та основні її параметри, допуски і посадки регламентовано стандартами.

На рис.18 показано профіль метричної різьби з позначенням основних параметрів згідно з ДСТУ 2497-94.

Рис.18. Основні параметри метричної різьби

Параметри циліндричної різьби: середній d₂(D₂), зовнішній d(D) і внутрішній d₁(D₁) діаметри зовнішньої (внутрішньої) різьби; крок Р, кут профілю ; висота вихідного трикутника Н; робоча висота профілю Н₁=5/8Н.

Для вимірювання параметрів різьби застосовують в основному засоби спеціального призначення: різьбоміри, різьбові мікрометри, калібровані дротинки тощо.

а) Різьбомір (рис. 19) має набір різьбових шаблонів з різними кроками, намаркованими на шаблоні. Різьбовий шаблон — це стальна пластина із зубцями, профіль яких аналогічний про­філю різьби. Крок різьби визначають накладанням шаблона на витки різьби і перевіряють на просвіт. Різьбові шаблони з різними кроками різьби комплектують наборами (з кроком від 0,4 до 6 мм).

Рис.19. Різьбомір

б) Різьбовий мікрометр (рис. 20, а) призначено для вимірювання середнього діаметра різьби і відрізняється від гладких мікрометрів наявністю глухих отворів у п’ятці 2 і торці мікрогвинта 5, в які вводять спеціальні вимірювальні вставки (гребінчаста вставка 3 з’єднується з п’яткою, а конічна 4 – з мікрогвинтом). Вставки комплектуються парами для вимірю­вання різьб різних кроків. Мікрометр 0...25 мм для вимірювання метричних різьб комплектується п’ятьма парами вставок, для кроків 0,4...0,5 мм; 0,6...0,8 мм; 1...1,5 мм; 1,75...2,5 мм; 3...4,5 мм.

а б

Рис. 20. Різьбовий мікрометр: а – загальний вигляд; б – схема заміру.

Встановлення різьбового мікрометра „на нуль” аналогічне гладкому мікрометру (гайкою 10, що знаходиться на барабані 7, або регульованою п'яткою 2). Для встановлення на нуль мікрометрів із межами вимірювань 25...50; 50...75 мм і т. д. передбачено встановлювальні мі­ри 9. Під час встановлення мікрометра „на нуль” і вимірювання мікрогвинт переміщують за допомогою тріскачки 8, а зчитування розміру здійснюють на барабані 6. П’ятку і мікрометричний гвинт вста­новлено в скобі 1. Вимірювання середнього діаметра різьби виконують у такій послідовності:

● визначають крок різьби різьбоміром;

● підбирають різьбові вставки і встановлюють їх у глухі отвори п’ятки 2 і мікрогвинта 5 мікрометра (див. рис. 20,а);

● встановлюють мікрометр „на нуль”;

● вимірюють середній діаметр різьби (див. рис. 20,б).

Зовнішній діаметр різьби вимірюють гладким мікрометром. Порядок вимірювання і встановлення „на нуль” вказано в лабораторній роботі №2.

в) дротинки калібровані для вимірювання середнього діаметра різьби (рис. 21) випускаються комплектами (по 3 штуки). Діаметр дротинок d залежить від кроку вимірюваної різьби Р.

Оптимальний діаметр дротинок визначають за формулою

d= .

Для метричної різьби з кутом профілю при вершині (а = 60°)

d = .

Діаметри дротинок, розраховані за цими формулами, мають такі значення: 0,2...0,118, 0,25...0,142; 0,3...0,170; 0,35...0,201; 0,4...0,232; 0,45... 0,260; 0,5....0,291; 0,6...0,343; 0,7...0,402; 0,75...0,433; 0,8...0,461; 1,0...0,572; 1,25...0,724; 1,5...0,866; 1,75...1,008; 2,0...1,157; 2,5...1,441; 3,0...1,732; 3,5... 2,020; 4,0...2,311; 4,5...2,595; 5,0...2,886;

У цих значеннях перша цифра – крок різьби, а друга – діаметр дротинок. Усі розміри подано в міліметрах. Середня калібрована частина дротинок 1-го класу точності має такі відхилення: для номінального діаметра дротинок до 0,433 мм відхилення дорівнює ±0,5 мкм, для діаметрів дротинок більше мм 0,433 відхилення – 0,5 мм. Шорсткість каліброваної частини – R_а≤ 0,04мкм.

Вимірювання середнього діаметра різьби методом трьох дротинок виконують у такій послідовності:

● визначають крок різьби за маркуванням або різьбовим шаблоном;

● підбирають діаметр дротинки залежно від кроку різьби (з таблиць або за розрахунком);

● три дротинки однакового діаметра встановлюють у впадини різьбової пробки (див. рис. 21);

● гладким мікрометром визначають розмір „М”;

● визначають середній діаметр різьби за формулою

d₂=М-3d_gp+0,866Р,

а результати вимірювань заносять у звітну форму 4.

в) Кутоміри слугують для вимірювання кутів. Виготовляють кутоміри з ноніусом типу УМ і УН та оптичні типу УО.

Кутомір типу УМ (рис. 22) слугує для вимірюван­ня зовнішніх кутів у межах від 0 до 180°. Ціна поділки основ­ної шкали — 1°, а величина відліку за ноніусом — 2'.

Кутомір складається з основи 2, на якій нанесено основну шкалу в межах дуги від 0º до 120°. З основою жорстко з'єднано лінійку 1 і шарнірно-рухому лійку 7, на одному кінці якої є ноніусний сек­тор 5. Ноніусний сектор з'єднаний з мікрогвинтом 4. Для точ­ного встановлення кутоміра на нуль необхідно застопорити гвинт 3 і, крутячи мікрогвинт 4, домогтися необхідного положення ноніусної шкали. Ноніусну шкалу фіксують гвинтом 6. На рухомій лінійці 7 можна закріплювати хомутик 8 і кутник 9.

Рис. 21. Вимірювання Рис. 22. Кутомір типу УМ

середнього діаметра різьби

методом трьох дротинок

Кути від 0º до 90° вимірюють із встановленим кутником. При вимірюванні кутів більше за 90° кутник знімають (кут 90 +).

Правила відліку за кутовим ноніусом аналогічні правилам відліку за лінійним ноніусом штангенінструментів.

При вимірюванні кутів менше за 90º на рухомій лінійці кутоміра закріплюють хомутик 8 і встановлюють кутник 9.

Вимірювання кутів кутоміром типу УМ проводять у такій послідовності:

● розміщують деталь між вимірювальними поверхнями нерухомої лінійки і кутника кутоміра;

● притискують до лінійки одну сторону вимірюваного кута деталі, а рухому лінійку переміщують до змикання вимірювальної поверхні кутника з другим боком вимірюваного кута деталі;

● фіксують сектор кутоміра гвинтом 3, де обертанням гайки мікрометричної подачі підводять кутник до деталі так, щоб між вимірювальними поверхнями лінійки та кутника і поверхнями деталі не було зазору (щілини);

● фіксують положення лінійки стопором 6 і проводять відлік величини кута (кількість вимірювань не менше трьох). За результат вимірювання приймають середнє арифметичне із них, яке заносять у звітну форму 4.

Кутомір типу УН (рис. 23) слугує для вимірювання зовнішніх і внутрішніх кутів у межах від 0 до 320°. Ціна поділки основної шкали 1°, а величина відліку за ноніусом — 2'.

Р ис. 23. Кутомір типу УН

Кутомір складається із сектора 6, на якому нанесено основну шкалу, а також сектора 9, з'єднаного з ноніусною шкалою 5. З основним сек­тором жорстко з'єднано лінійку 7. Основний сектор легко пере­міщується відносно ноніусної шкали і стопориться гвинтом 8. До ноніусного сектора хомутиком 4 приєднують кутник 3. До кутника 3 хомутиком 1 закріплюють лінійку 2. Для мікро­метричної подачі робочої грані сектора відносно лінійки слу­жить гайка 10.

Вимірюючи зовнішні кути у межах від 0º до 5º, Г-подібний кутник 3 закріплюють до сектора 9 за допомогою хомутика 4, а лінійку 2 кріплять до кутника за допомогою хомутика 1.

Вимірюючи кути від 50° до 140°, кутник знімають, лінійку закріплюють на місце кутника; а вимірюючи кути від 140° до 180°, до сектора закріплюють лише кутник за допомогою хомутика.

Під час вимірювання внутрішніх кутів (від 40° до 180°) кут­ник і лінійка відсутні.

Прийоми вимірювання кутів кутоміром типу УН аналогічні прийо­мам для кутоміра типу УМ. Результати вимірювань заносять у звітну форму 4.

Оптичний кутомір (рис. 24) складається з рухомої лінійки 6 і нерухомої лінійки 7, жорстко з'єднаної з корпу­сом 4. У корпусі розміщено скляний диск із шкалою. Для спостерігання за шкалою є лупа 3. Для закріплення кутоміра в певному положенні слугує важіль 5. 1 — хвилинна шкала; 2 — градусна шкала. Величина відліку оптичного кутоміра до­рівнює 10' або 5'.

Вимірювання оптичним кутоміром виконують у такій послідовності:

● звільняють рухому лінійку за допомогою важеля 5;

● стикують грань нерухомої лінійки 7 з твірною деталі вимірю­ваного кута;

● підводять грань рухомої лінійки 6 до другої твірної деталі вимірюваного кута;

● фіксують важелем 5 рухому лінійку;

● проводять відлік величини кута (градусів і хвилин) через лупу 5, а результати вимірювань заносять у звітну форму 4.

Рис.24. Кутомір оптичний

Обладнання, матеріали та інструмент

1. Різьбові шаблони з діапазоном вимірювань кроку (0,4...6,0) мм.

2. Гладкі мікрометри з діапазоном вимірювань (0...25; 25...50) мм.

3. Різьбові мікрометри з діапазоном вимірювань (0...25; 25...50) мм.

4. Кутоміри типу УМ і УН.

5. Синусні лінійки (вузькі і широкі).

6. Стояки з індикаторами годинникового типу.

7. Плита перевірна (інструментальна).

8. Плоскопаралельні міри довжини (набір комплектний).

9. Набір дротинок для вимірювання середнього діаметра зовнішньої різьби.

10. Болти, гвинти, різьбові калібри, конуси інструментальні (втулки Морзе), конусні деталі.

11. Навчальні плакати, таблиці.

Послідовність виконання роботи

1. Одержати деталі для вимірювання та мірні інструменти. Уточнити у викладача поверхні, які слід вимірювати, та значення їх розмірів.

2. Провести огляд мікрометрів гладких, мікрометрів різьбових, комплектів наборів кінцевих мір, каліброваних дротинок, універсальних кутомірів і перевірити правильність нульового положення шкали; методику перевірки наведено в загальних відомостях роботи.

3. Виконати ескізи деталей з різьбою та кутовими розмірами і нанести видані розміри їх поверхонь. Розміри виміряти мікрометром, кутоміром або встановити за допомогою розрахунків.

4. Звести результати вимірювань у відповідні таблиці звітної форми 4 (завдання 1, 2, 3) і нанести їх на ескізи деталей.

5. Проаналізувати результати вимірювань і визначити числові значення відхилень форми поверхонь параметрів різьби після замірів гладким та різьбовим мікрометрами, занесених у звітну форму 4 (завдання 1), методом трьох дротинок (завдання 2) і кутових розмірів кутоміром (завдання 3) і дати висновки про встановлену геометричну форму параметрів різьби.

6. Ознайомитися з метрологічними характеристиками гладкого і різьбового мікрометрів, універсальних кутомірів і їхні дані занести у звітну форму 4 (завдання 4).

Зміст звіту

Зміст звіту повинен відповідати індивідуальному завданню і містити:

1. Мету роботи і короткі загальні відомості.

2. Ескіз вимірюваних деталей із заміряними розмірами кроку різьби різьбовим шаблоном і середнього діаметра різьби методом трьох дротинок.

3. Ескіз деталі – пластини із заміряними значеннями п’яти кутових розмірів.

4. Ескіз кутоміра і назви його складових частин.

5. Результати вимірювань, які подати у звітну форму 3.

6. Метрологічні показники гладкого і різьбового мікрометрів, а також кутоміра, які подати у звітну форму 4 (завдання 4).

7. Висновок про придатність різьбової деталі і деталі з кутовими розмірами відповідно до допустимих відхилень від номінального розміру.