MU_Laboratornye_raboty_MSS

Лабораторная работа 8.

Контроль параметров резьбы калибра – пробки

Цель работы. Знакомство с методами дифференцированного контроля качества резьбы. Изучение конструкции и приобретение навыков работы с инструментальным микроскопом.

При контроле качества изготовления резьбы используются комплексный и дифференцированный виды контроля. Комплексный контроль осуществляется с помощью резьбовых калибров применительно к деталям, входящим в резьбовые соединения с зазором. Проходной калибр должен свинчиваться с контролируемой резьбой, непроходной калибр не должен свинчиваться с контролируемой резьбой. Для точной резьбы (резьбовые соединения с натягом, резьба калибров, резьбообразующий инструмент) применяют дифференцированный (поэлементный) контроль, при котором определяют средний и наружный/внутренний диаметры резьбы, погрешности шага и угла профиля резьбы.

Вданной лабораторной работе измерения параметров

средствами измерений и предназначены для бесконтактных измерений линейных и угловых размеров. Основные типы микроскопов: ММИ – малый инструментальный микроскоп, БМИ – большой инструментальный микроскоп, УИМ – универсальный инструментальный микроскоп. Микроскопы разных типов отличаются функциональными возможностями и точностью измерения, однако основные конструктивные элементы и принципы выполнения измерений одинаковы.

Всостав окулярной головки 8 микроскопа входят два окуляра.

Вбольшем из окуляров 10 наблюдается штриховая сетка (рис. 8.2б) и измеряемая деталь, в меньшем 9 - шкала градусов (большая подвижная шкала) и шкала минут (малая неподвижная шкала) (рис.

8.2а).

80

3

2

1

Рис. 8.1. Малый инструментальный микроскоп: 1 – основание; 2 – микрометрическое устройство поперечной подачи; 3 – микрометрическое устройство продольной подачи; 4 – предметный стол; 5 – центровая бабка; 6 –стопорный винт; 7 – кронштейн; 8 – окулярная головка; 9 – малый окуляр; 10 – большой окуляр; 11 – диск вращения сетки большого окуляра; 12 - маховик перемещения кронштейна; 13 – колонка.

81

Угол поворота штриховой сетки задается вращением маховика 11 (рис. 8.1) оптической головки. При этом синхронно поворачивается большая шкала (шкала градусов) малого окуляра

(рис.8.2а).

Предельные погрешности измерения на микроскопе ММИ вычисляют по формулам

а) при измерении диаметров цилиндров: ±(7 + L/7), мкм (L – значение измеряемого размера в миллиметрах);

б) при измерении шага резьбы: ±(3+0,5· cos α/2+ L/11), мкм;

в) при измерении угла профиля резьбы: ±(2+1,7/P), минут (P – шаг резьбы).

359 0

60 50 40 30 20 10 0

Рис. 8.2. Изображения в окулярных головках: а) – шкала градусов и шкала минут, б) - штриховая сетка.

Подготовка к измерениям. Включить питание осветителя микроскопа. Установить резьбовой калибр – пробку в центровые бабки 5 так, чтобы измеряемая резьба расположилась под объективом. Вращением маховика 12 переместить кронштейн 7 и добиться резкого изображения резьбы, наблюдаемого в большой окуляр.

Измерение наружного диаметра резьбы.

1.Вращая микровинт поперечной подачи 2 и перемещая, таким образом, предметный стол вместе с калибром, совместить продольную ось штриховой сетки (рис.8.2б) с вершинами профилей резьбы. При необходимости можно скорректировать положение оси штриховой сетки вращением маховика 11.

82

2.Записать отсчет показания микрометрического устройства поперечной подачи 2 (отсчет а) с точностью до тысячных долей миллиметра. Отсчетные устройства микроскопа аналогичны отсчетным устройствам микрометрических инструментов. На стеблях микровинтов нанесены деления с интервалом 1 мм. Цена деления шкал, нанесенных на барабанах 0,005 мм. Показание отсчетного устройства является координатой положения предметного стола.

3.Микровинтом поперечной подачи 2 переместить предметный стол до совмещения продольной оси штриховой сетки с вершинами противоположной стороны профиля резьбы. Записать показание отсчетного устройства 2 (отсчет b).

4.Вычислить значение наружного диаметра резьбы как абсолютное значение разности отсчетов а и b.

Измерение среднего диаметра резьбы

1.Вращением микровинтов продольной 3 и поперечной 2 подачи предметного стола расположить штриховую сетку большого окуляра микроскопа так, чтобы центральная точка пересечения осей делила изображение стороны профиля резьбы примерно пополам. Записать показание отсчетного устройства микровинта поперечной подачи (первый отсчет).

2.Микровинтом поперечной подачи 2 переместить стол с калибром до появления в окуляре изображения диаметрально противоположной стороны профиля и до совмещения центральной точки штриховой сетки с этой стороной. Записать показание отсчетного устройства микровинта поперечной подачи (второй отсчет). Значение среднего диаметра d21 определить как абсолютное значение разности второго и первого отсчетов.

3. Для исключения погрешности установки калибра выполнить измерение среднего диаметра d22 по второй стороне профиля

резьбы (рис. 8.3а).

4.Искомое значение среднего диаметра будет равно

d2 = (d21+ d22)/2.

83

Определение погрешности шага резьбы.

Влияние погрешности шага на свинчиваемость резьбы тем больше, чем больше длина свинчивания. Поэтому погрешность шага резьбы определяют не как разность действительного и номинального шагов, а как разность между действительным и номинальным расстояниями в осевом направлении между средними точками любых одноименных боковых сторон профиля в пределах длины свинчивания или заданной длины. Схема измерения действительного расстояния показана на рис. 8.3б.

Р2n

Р1n

Р4n

Рис. 8.3. Схемы измерения среднего диаметра и действительного размера n – шагов и

Измерения выполняются по правым и левым сторонам профиля с двух сторон резьбы (на рис. 8.3б сверху и снизу) с целью компенсации возможного перекоса оси резьбы относительно линии измерения. Результат измерения получают как среднее арифметическое значение действительных расстояний

84

Порядок выполнения измерений.

1.Вращением микровинтов продольной 3 и поперечной подачи 2 и вращением маховика 11 окулярной головки 8 совместить любую линию штриховой сетки с правой стороной первого полного профиля резьбы. Записать начальное показание отсчетного устройства микровинта 3 (начальный отсчет).

2.Микровинтом продольной подачи 3 переместить предметный стол на заданную длину (на четыре шага: n=4) до совмещения выбранной линии штриховой сетки с правой стороной профиля резьбы. Записать конечное показание отсчетного устройства микровинта (конечный отсчет). Определить значение P1n, как абсолютное значение разности конечного и начального отсчетов.

3.Выполнить измерения значений P2n, P3n , P4n в соответствии со схемой (рис.8.3б). Вычислить значение Pn и погрешности шага ∆P= Pn - P·n, где Р – шаг резьбы.

Измерение угла наклона боковой стороны профиля резьбы.

Для измерения углов используется главная ось штриховой шкалы микроскопа. При нулевом отсчете по шкалам малого окуляра (рис. 8.2а) эта ось располагается перпендикулярно линии центров и осевой линии резьбового калибра. Если вращением маховика окулярной головки совместить главную ось с боковой стороной профиля (рис. 8.4а) или расположить их параллельно, то в малом окуляре можно наблюдать значение угла поворота главной оси (рис. 8.4б), которому соответствует значение угла наклона боковой стороны профиля.

Главная ось

29

Рис. 8.4. а) Совмещение главной оси с боковой стороной профиля резьбы; б) - отсчет 29021'

85

Так как резьбовой калибр может быть установлен с некоторым перекосом относительно линии центров, то измерения выполняют по схеме, приведенной на рисунке 8.5, а значение угла наклона вычисляют для каждой стороны профиля в виде среднего арифметического значений отсчетов

α1л = (α11+ α13)/2 и α1п = (α12+ α14)/2

α11 α12

α13 α14

Рис. 8.5. Схема измерения угла наклона боковой стороны профиля

Погрешность угла наклона боковой стороны профиля метрической резьбы будет равна

Оценка качества резьбы. Допустимые отклонения параметров резьбового калибра определяются заданной точностью изготовления и параметрами резьбы, для контроля которой он предназначен. В обозначении контролируемой резьбы гайки, например, М18 х 1,5 – 6Н указано М – метрическая резьба, 18 – наружный диаметр резьбы D, 1,5 – шаг резьбы (для резьбы с крупным шагом значение не приводится), 6 – степень точности резьбы, Н – основное отклонение диаметров резьбы. Допустимые отклонения размеров резьбового калибра установлены стандартом ГОСТ 24997 – 2004 и приведены в таблицах 8.1 – 8.5.

86

Номинальные значения наружного d и среднего диаметра d2 резьбы калибра вычисляют по формулам

d=D+EID+ZPL и d2=D2+EID2+ZPL,

где D, D2 - наружный и средний диаметры резьбы контролируемой гайки; EID, EID2 - нижние отклонения наружного и среднего диаметров резьбы гайки (табл. 8.3); ZPL - среднее отклонение поля допуска TPL проходного калибра (табл. 8.4).

Предельные размеры:

dmax=d + TPL, dmin=d - TPL, d2max=d2+ TPL /2, d2min=d2 - TPL /2

Порядок выполнения работы.

1).Ознакомиться с конструкцией инструментального микроскопа и правилами выполнения измерений линейных и угловых размеров.

2).Подготовить микроскоп к выполнению измерений.

3).Определить предельные размеры наружного диаметра резьбы резьбового калибра. Измерить наружный диаметр резьбы калибра.

4).Измерить значения n – шагов (принять п=4) и угла наклона боковой стороны профиля проходного резьбового калибра в соответствии с представленными схемами.

5).Вычислить действительные значения и определить допустимые значения погрешности шага и угла наклона боковой стороны профиля резьбы. Дать заключение о годности резьбового калибра по каждому параметру.

87

Таблица 8.1. Допуски шага резьбы калибров (для степеней точности резьбы от 3 до 10)

Таблица 8.3. Метрические резьбы. Основные отклонения размеров D, D2 , D1 внутренней резьбы (гайки)

88

Таблица 8.4. Параметры поля допуска резьбового проходного калибра

– пробки, мкм

Таблица 8.5. Предельные отклонения угла наклона боковой стороны профиля резьбы калибров (для степеней точности резьбы от 3 до 10)

Вопросы для самопроверки

1.Точность каких параметров определяет взаимозаменяемость резьбы?

2.Дайте характеристику комплексного и дифференцированного контроля резьбы. В каких случаях они применяются?

3.Назовите основные составные части инструментального микроскопа.

4.В чем состоит подготовка микроскопа к измерениям?

5.Укажите назначение большого и малого окуляров.

6.Перечислите последовательность действий при измерении наружного диаметра резьбы, расстояния Pn , угла наклона боковой стороны профиля.

7. С какой целью выполняются несколько измерений расстояния Pn и угла наклона боковой стороны профиля?

89