14

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

С.А. Зайцев, М.В. Греку, Н.Н. Прилепина

Контроль предельных калибров-пробок на вертикальном оптиметре

Методические указания к лабораторной работе №3 В

по курсу «Взаимозаменяемость», «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов всех технических специальностей и направлений подготовки специалистов и бакалавров всех форм обучения

Одобрены методической комиссией

по общепрофессиональным дисциплинам

2-е издание

Москва

2010

Разработаны в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000 г. для всех технических специальностей и направлений подготовки специалистов и бакалавров всех форм обучения на основе примерной (рабочей) программы дисциплин «Взаимозаменяемость», «Метрология, стандартизация и сертификация»

Рецензенты: профессор кафедры «Стандартизация, метрология и

сертификация» МГТУ «МАМИ» О.Ф.Вячеславова

доцент кафедры «Стандартизация, метрология и

сертификация» МГТУ «МАМИ» А.Н.Толстов

Работа подготовлена на кафедре «Стандартизация, метрология

и сертификация» МГТУ «МАМИ»

Контроль предельных калибров-пробок на вертикальном оптиметре / С.А. Зайцев, М.В. Греку, Н.Н. Прилепина – 2-е изд. – М. : МГТУ «МАМИ», 2010. – 14 с.

В методических указаниях к лабораторной работе «Контроль предельных калибров-пробок на вертикальном оптиметре» изложены основные вопросы контроля калибров пробок с помощью вертикального оптимитра

© МГТУ «МАМИ», 2010

© С.А.Зайцев, М.В.Греку, Н.Н. Прилепина, 2010

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является обучить студентов методам контроля предельных калибров-пробок и приемам работы на одном из точных измерительных приборов – вертикальном оптиметре.

2. Содержание работы

В процессе выполнения работы студент должен:

2.1. Освоить методику контроля калибров-пробок;

2.2. Ознакомиться со схемой и принципом работы оптиметра;

2.3. Ознакомиться с метрологическими показателями оптиметра;

2.4.Освоить графическое построение полей допусков калибров и пользование справочниками;

2.5. Освоить расчет размеров калибра: предельных (в соответствии с ГОСТ 24853) и действительных, полученных в результате измерений. Сопоставить эти размеры и сделать вывод о годности проверяемого калибра;

2.6.Определить погрешность формы калибра.

2. Объекты измерений

В качестве объектов измерения приняты рабочие гладкие цилиндрические калибры-пробки (проходные и непроходные, новые или частично изношенные).

2. Измерительные приборы

1. Вертикальный оптиметр с ценой деления 0,001 мм.

2. Набор плоско-параллельных концевых мер длины.

Вертикальный оптиметр относится к группе рычажно-оптических приборов, в которых используется принцип автоколлимации.

В основу принципа автоколлимации положено свойство объектива превращать пучок лучей, идущих от источника света, расположенного в фокусе 0 на главной оптической оси объектива, в пучок параллельных лучей, и при отражении от зеркала, расположенного перпендикулярно главной оптической оси, собирать этот пучок в том же фокусе объектива (рис. 1).

Если источник света (рис. 2) расположен в точке А в фокальной плоскости объектива на расстоянии С от главной оптической оси (ОО') то попав на зеркальную плоскость, перпендикулярно оптической оси и отразившись от нее, лучи соберутся в точке А', смещенной симметрично на величину С относительно главной оптической оси.

Схема (рис. 2) поясняет смещение отраженного изображения шкалы в горизонтальной плоскости на величину “2С” относительно положения действительное шкалы на стеклянной пластине (2) окуляра (рис. 6). Это смещение лучей дает возможность видеть через окуляр отраженное изображение шкалы.

.

Рисунок 1  Схема принципа автоколлимации

Рисунок 2  Схема определения величины “2C”

Рисунок 3  Схема определения смещения шкалы приборов

Рисунок 4  Схема определения цены деления прибора

Если источник света расположен в фокусе объектива, а зеркало при проверке детали отклонится на угол , то направление отраженных лучей изменится на угол(рис. 3), в результате чего изображение светящейся точки переместится, и лучи, преломившись в объективе, сойдутся в точкеВ, отстоящей от точки О на расстоянии , где:

t – смещение шкалы относительно неподвижного указателя в вертикальной плоскости;

F – фокусное расстояние объектива у оптиметра (рис. 6);

Из рисунка 4 видно, что , где:

S – перемещение измерительного стержня;

a – расстояние между осью измерительного стержня и осью вращения зеркала.

Передаточное отношение прибора определится как отношение смещения шкалы относительно неподвижного указателя к соответствующему перемещению измерительного стержня:

Так как наибольший угол отклонения зеркала оптиметра незначительно превышает 1°, то вследствие малости углов можно принять:

и

У оптиметра F=200 мм, а=5мм, значит:

Это передаточное отношение в приборе увеличивается благодаря применению окуляра (рис. 6), который дает оптическое увеличение шкалы.

В приборе применена шкала с интервалом деления, равным 0,08 мм. Видимое в окуляре расстояние между соседними штрихами равно 0,08·12=0,96мм. Следовательно, полное передаточное отношение оптиметра равно 80·12=960, а цена деления прибора:

т.е. при перемещении измерительного стержня на 1 мкм изображение шкалы смещается относительно неподвижного указателя на одно деление.

Основные метрологические характеристики вертикального оптиметра:

Цена деления	0,001 мм
Предел измерения по шкале	±0,1 мм
Предел измерения по прибору	0 – 180 мм
Предельная погрешность показаний	0,0003 мм
Измерительное усилие	2 м (200 г)
Допустимые отклонения измерительного усилия	±0,2 м (±20 г)

Рисунок 5 – Вертикальный оптиметр

1 - основание, 2 - гайка перемещения стола, 3 - стопор стола, 4 - установочные винты стола,

5 - основание стола, 6 - стол, 7 - измерительный наконечник,

8 - арретир, 9 - трубка оптиметра, 10 - гайка крепления трубки оптиметра,

11 - колонка, 12 - кронштейн, 13 - гайка крепления кронштейна,

14 - гайка перемещения кронштейна

На рисунке 6 представлена схема оптиметра.

Рисунок 6  Схема оптиметра

Свет от внешнего источника направляется шарнирно закрепленным зеркалом (4) через призму (3) на смещенную относительно оси прозрачную полоску со шкалой в левой затемненной части плоской стеклянной пластинки (2), помещенной в фокальной плоскости объекта (6). Пучок света попадает на объектив (6) через призму полного внутреннего отражения (5) и направляется на подвижное зеркальце (7), которое может поворачиваться вокруг оси на незначительный угол под действием измерительного наконечника (8), соприкасающегося с проверяемой деталью (9).

Параллельный пучок света, отразившись от зеркальца (7), и, пройдя объектив (6) и призму (5), даст на правой части пластинки (2) изображение шкалы с делением.

Перемещение шкалы в вертикальном направлении относительно неподвижного указателя, размещенного на правой части пластинки (2), вызывается поворотом зеркальца (7).

Изображение шкалы и указатель рассматривается через окуляр (1).