Правила составления блоков из плиток

Обновлено: 03.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Онлайн
формат
Диплом
гособразца
Помощь в трудоустройстве

Видеолекции для
профессионалов

Свидетельства для портфолио
Вечный доступ за 120 рублей
311 видеолекции для каждого

Департамент образования города Москвы

ГБПОУ Колледж автоматизации и информационных технологий №20

Метрология, стандартизация и сертификация

Лабораторная работа №1

Составление размеров с помощью концевых мер длины

Для студентов специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Составитель:
Преподаватель общепрофессиональных
дисциплин первой категории
Холмовая Л.М.

Москва 2017

Лабораторная работа №1 Составление размеров с помощью концевых мер длины

Цель работы:

1. Освоить методику работы с концевыми мерами длины.

2. Рассчитать номинальный размер блока с применением концевых мер длины.

3. Рассчитать суммарную длину блока с учетом погрешностей.

Оборудование и материалы:

1. Набор плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД).

2. Варианты заданий.

3. Учебно-методическое пособие (таблицы).

Краткие теоретические сведения о ПКМД

Плоскопараллельные концевые меры длины служат для передачи размеров от эталона изделию. В машиностроении и других отраслях промышленности их используют в таких целях:

Номинальный размер КМД

В качестве размера плоскопараллельной КМД принимается ее срединная длина l (рис. б). Срединную длину определяют перпендикуляром, опущенным из середины одной из измерительных поверхностей КМД на противоположную поверхность. Номинальный размер срединной длины l влияет на определение значения сторон a и b в сечении мер.

Номинальный размер срединной длины указан на каждой мере длины.

Концевые меры изготовляются классов точности:

стальные 00; 01; 0; 1; 2; 3;
твердосплавные 00; 0; 1; 2 и 3.

Самым точным является класс 00.

Наборы концевых мер длины

По ГОСТ плоскопараллельные концевые меры длины могут комплектоваться в наборы по их количеству и размерам номинальной длины. Количество КМД в наборах от №1 до №19 варьируется от 2 до 112 штук. В наборе №20 предусмотрено 23 меры длины, №21 – 20 мер, № 22 – 7.

Наборы комплектуются так, чтобы из минимального количества КМД была возможность составить блок какого угодно размера до третьего десятичного знака. На основании этого требования подбираются номинальные размеры плоскопараллельных КМД и градация их размеров.

Стандартная градация в наборах концевых мер длины выглядит так: 0,001; 0,01; 0,1; 0,5; 1; 10; 25; 50 и 100 мм.

Номинальные значения длины КМД колеблются в пределах 1,005-100 мм. К примеру, в набор из 112 концевых мер длины входит:

мера длины 1,005 мм – 1 шт.;
1-1,5 мм через 0,01 мм – 51 шт.;
1,6-2 мм через 0,1 мм – 5 шт.;
0,5 мм – 1 шт.;
2,5-25 мм через 0,5 мм – 46 шт.;
30-100 мм через 10 мм – 8 шт.

Отдельная мера длины с низшим классом точности определяет класс точности набора. Номинальная длина каждой меры длины и отклонение указываются в паспорте, который прилагается к набору КМД.

На основании погрешности измерения длины концевых мер (погрешности аттестации) и их отклонения от параллельности и плоскостности КМД делят на 5 разрядов, обозначаемых 1, 2, 3, 4, 5. Наименьшая погрешность аттестации свойственна 1-му разряду. Величины погрешностей указаны в аттестате меры длины.
Действительные отклонения в аттестате мер, для которых установлен разряд, учитывают при определении размера блока плиток наряду с номинальным значением мер.

Причиной широкого применения концевых мер длины в промышленности является их основное свойство – притираемость. КМД способны прочно сцепляться при надвигании одной меры на другу или прикладывании (рис. в).

Сцепление (или адгезия) КМД обеспечивается молекулярными силами сцепления при наличии сверхтонкой пленки смазки между мерами – от 0,05 до 0,1 мкм. Минимальное усилие сдвига одной меры длины относительно другой составляет 30. 40 Н, для новых КМД величины усилия выше в 10…20 раз. По стандарту стальные концевые меры длины рассчитаны на 500 притираний при вероятности безотказной работы 0,8, твердосплавные – 30 тысяч притираний при вероятности 0,9.

Блок заданного размера составляется из наименьшего возможного количества мер. Сначала выбирают КМД, позволяющие получить тысячные доли миллиметра, после них – сотые, десятые и цельные миллиметры.

К примеру, чтобы получить блок размером 28,495 мм, нужно взять из набора КМД №1 меру длины 1,005, затем 1,49, 6 и 20: 1,005+1,49+6+20=28,495 мм.

Минимальное количество концевых мер длины в блоке повысит его точность, так как уменьшится суммарная погрешность. Также повышается надежность блока, т.е. снижается вероятность его разрушения. Количество КМД в блоке не должно превышать 5 штук.

Использование следующих принадлежностей позволяет значительно расширить область применения КМД:

основание;
державка (струбцина);
стяжки для скрепления блоков размером более 100 мм;
плоскопараллельные боковики;
зажимной сухарь для крепления стяжками блоков концевых мер с боковиками;
радиусные боковики, h = R = 2 мм (5; 15; 20 мм);
чертильный боковик;
центровой боковик, вершина центра которого лежит на продолжении нижней доведенной плоскости;
плитки с рисками;
трехгранная линейка.

Концевые меры длины изготовляют преимущественно из стали с температурным коэффициентом расширения (11,5±0,1)10 -6 мм на 1°С при изменениях температуры от 10 до 30°С. Такими характеристиками обладают хромистые стали X, 20ХГ, ШХ15, ХГ.

Твердость измерительных поверхностей таких мер длины составляет не менее HRC 62. Реже КМД изготовляют из твердого сплава марки ВК6М с температурным коэффициентом расширения 3,6•10 -6 мм на 1°С. Износостойкость таких мер повышается в 10-40 раз в сравнении со стальными. Однако следует учитывать в работе, что из-за разности температурных коэффициентов могут возникать значительные погрешности измерении стальными и твердосплавными КМД.

Высокая износостойкость и хорошая притираемость концевых мер достигаются при шероховатости измерительных поверхностей не более 0,063 мкм по критерию Rz и шероховатости нерабочих поверхностей - Ra 0,63 мкм.

Средний срок сохраняемости стальных КМД – от 1 года, твердосплавных – от 2 лет.

Порядок составления блоков должен быть следующим: вначале производят подсчет необходимых размеров концевых мер в блок; первая мера должна содержать последний или два последних знака размера блока, вторая мера – последние знаки остатка и т.д. Для любого размера количество плиток должно быть минимальным (не более пяти).

Рассмотрим пример набора блока плиток размером 39,675 мм (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 Порядок составления блока из плиток КМД

Размер блока равняется сумме размеров концевых мер, входящих в его состав. Подобрав необходимые для составления блока плитки, их очищают от смазки, обезжиривают измерительные поверхности, промывают спиртом и протирают чистой салфеткой. Затем накладывают первую меру на вторую и притирают их, далее к этому блоку притирают третью плитку и т.д. после окончания работы блок следует разобрать, концевые меры протереть и положить в соответствующие ячейки набора.

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ПРЕДЕЛЬНЫХ КАЛИБРОВ

У жесткой гладкой скобы проверяются размеры, как проходной, так и непроходной стороны. На размер, равный размеру проходной стороны, набирается блок концевых мер, который затем вводится между измерительными поверхностями скобы. Размер скобы равен размеру блока, если возможно перемещение блока с небольшим усилием. Если блок не входит в скобу или ощущается зазор между ним и поверхностью, то надо уменьшить (увеличить) размер блока путем замены одной плитки другой, меньшей (большей) на 0,005 или 0,01 мм. Аналогично проверяется непроходная сторона скобы. Полученный действительный размер проходной и непроходной сторон скобы дает возможность сделать заключение о годности сторон скобы путем сопоставления действительного размера (результата измерения) с предельными размерами.

Блоки КМД в сочетании с притертыми на их концах боковиками, позволяют произвести поверку сторон калибра-пробки аналогично поверке скобы. При этом блок концевых мер 1 с боковиками 2 вставляется в державку – струбцину 3 и закрепляется винтом 4 (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 Установка блока КМД для поверки калибра-пробки

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

5.4.1 Рассчитать исполнительные размеры калибра-пробки по формулам:

где D_min, D_max – соответственно наименьший и наибольший размер контролируемого отверстия, мм;

z, H –допуски на изготовление калибров, мм (С. 36-39 [4]).

5.4.2 Рассчитать исполнительные размеры калибра-скобы по формулам:

где d_min, d_max – соответственно наименьший и наибольший размер контролируемого вала, мм;

z₁, H₁ – допуски на изготовление калибров, мм.

5.4.3 Вычертить схему расположения полей допусков на изделие и проверяемую пробку, проставить отклонения и подсчитать предельные размеры.

5.4.4 Определить действительные размеры предельной пробки и скобы и дать заключение о годности калибров. Результаты оформить в виде таблицы.

Выпускают наборы плиток с разным их количеством и точностью изготовления. По точности изготовления плитки подразделяют на шесть классов (в порядке убывания точности) 00, 01, 0, 1, 2, 3.

Периодически плитки поверяются и по результатам поверок их разделяют на пять разрядов (в порядке убывания точности) 1, 2, 3, 4, 5. Аттестация по разрядам способствует повышению точности плиток, т.к. в процессе эксплуатации точность может изменяться.

Плоскопараллельные концевые меры длины являются основным средством обеспечения единства мер в машиностроении, они служат для передачи линейных размеров от эталона до изделий в производстве, применяются для градуировки измерительных приборов и инструментов, а также для точных измерений на высокоточном измерительном оборудовании.

Плитки, аттестованные как плитки наивысшей точности, имеются только в поверочных лабораториях Госстандарта России.

Передача точного размера заключается в том, что периодически с плитками первого разряда сравнивают плитки второго разряда, с плитками второго разряда сравнивают плитки третьего разряда и т.д. С помощью плиток с определенной периодичностью на предприятиях проверяют все измерительные приборы. Результаты проверок вносят в паспорта, заведенные на все измерительные инструменты.

Для получения заданных размеров из плиток составляются блоки (не более четырех плиток) путем взаимной притирки. Плотно притертые плитки за счет сил межмолекулярного сцепления сцепляются настолько надежно, что разобрать их можно только, сдвигая друг относительно друга. На рис. 3.1. показан блок, составленный на размер 165 мм. Расчет и набор блока плиток выполняют по особому правилу, из которого следует, что набор начинают с наименьшей -5;10;50;100. В этом случае количество плиток в наборе будет наименьшим.

Блок из четырех плиток на размер 165 мм

Для настройки инструмента на измерения высоты или глубины пазов, внутренних диаметров и других внутренних размеров (нутромеры, глубиномеры и т.д.) блоки плиток помещают в боковики, струбцины, центры.

Измерительные (рабочие) поверхности концевых мер обладают свойством сцепляемости (притираемости) по измерительным плоскостям. Эта способность позволяет составлять блоки из нескольких концевых мер разных размеров для получения требуемого размера. При соединении нескольких концевых мер в один блок погрешность суммарного размера в результате наличия жировых пленок между их измерительными плоскостями будет очень мала, и ею можно пренебречь.

Притираемость концевой меры – это свойство измерительных поверхностей концевой меры, обеспечивающее прочное сцепление концевых мер между собой, а также с плоской металлической, стеклянной пластинами при прикладывании или надвигании одной концевой меры на другую или концевой меры на пластину. Притираемость характеризуется усилием сдвига.

Свойство притираемости широко используется для воспроизведения с помощью концевых мер любых размеров в требуемых пределах. Притираемость измерительных поверхностей концевых мер должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3 – Требования к притираемости измерительных поверхностей концевых мер

Класс точности концевых мер	Притираемость концевых мер к нижним стеклянным плоским пластинам диаметром 60 мм по ТУ 3-3.2123	Притираемость концевых мер друг к другу
из стали длиной от 0,6 до 100 мм	из твердого сплава длиной от 0,99 до 100 мм
Без интерференционных полос и оттенков при наблюдении в белом свете	Усилие сдвига от 29,4 до 78,5 Н	-
Усилие сдвига от 29,4 до 98,1 Н
1; 2 и 3	Без интерференцион-ных полос. Допускаются оттенки в виде светлых пятен, наблюдаемых в белом свете

Шероховатость измерительных поверхностей концевых мер должна быть настолько малой (~0,06 мкм), чтобы придать мерам притираемость – свойство этих поверхностей, обеспечивающее прочное сцепление концевых мер между собой. Притираемость необходима при сборке концевых мер в блоки из нескольких штук. Они должны выдерживать 500 притираний друг к другу.

Несколько концевых мер, соединенных между собой, называют блоком концевых мер. Небольшие концевые меры притирают (обычно их не более пяти штук, чтобы уменьшить погрешность блока), а большие меры скрепляют с помощью стяжек.

Приёмы составления блока сводятся к следующему. Концевые меры, предназначенные для составления блока, предварительно очищают от смазки ватой, промывают чистым безводным и бескислотным авиационным бензином и вытирают насухо чистым полотняным полотенцем.

Различают два способа сборки концевых мер в блоки путём притирки:

1. Притирку осуществляют следующим образом: взяв одну из концевых мер за боковые (широкие) плоскости, накладывают её на вторую притираемую концевую меру или блок примерно на треть длины рабочей поверхности. Затем, слегка нажимая на верхнюю концевую меру, надвигают ее на нижнюю до полного контакта измерительных поверхностей. Если после этого с помощью легкого усилия не удаётся разъединить собранный блок, то концевые меры считаются притертыми. После притирки двух концевых мер к ним притирают третью и т.д.

2. Концевые меры свыше 5,5 мм можно притирать так: притираемые меры накладывают друг на друга крестообразно и, слегка нажимая, поворачивают одну относительно другой до тех пор, пока измерительные плоскости концевых мер не совпадут.

Во избежание лишней промывки концевых мер и царапания их рабочих поверхностей следует при работе с ними соблюдать следующие правила:

- не брать рабочие поверхности промытых концевых мер руками, а только чистым полотенцем, нельзя царапать, нагревать, подвергать ударам;

- концевые меры размером свыше 5,5 мм надо класть на стол нерабочими поверхностями;

- не притирать рабочую поверхность концевой меры к нерабочей, что вызывает появление царапин на рабочих поверхностях.

Последовательность при составлении блока обычно следующая: вначале притирают концевые меры малых размеров, собранный из них блок притирают к мере среднего размера и затем уже к концевой мере большого размера.

Для предохранения мер от быстрого износа и повреждения необходимо применять защитные концевые меры.

При наличии двух таких мер определенного размера блок концевых мер составляется таким образом, чтобы защитные меры находились на концах блока, причём одна сторона защитной меры всегда соприкасается только с измеряемым объектом, а вторая сторона – только с крайней мерой блока. Для этого на стороны концевой меры, соприкасающейся с измеряемым объектом, наносят особые опознавательные знаки. При подсчёте размера блока следует учитывать размер защитных мер.

После окончания работы блок следует разобрать, концевые меры промыть авиационным бензином, тщательно протереть чистой тряпкой и положить в соответветствующие ячейки футляра набора. Для длительного хранения концевые меры смазывают техническим вазелином.

Плоскопараллельные концевые меры длины составляют основу современных линейных измерений в машиностроении и предназначены для хранения и передачи единицы физической величины — метра от рабочего эталона физической величины до изделия.

Они представляют собой плитки, имеющие форму прямоугольных параллелепипедов с двумя плоскими параллельными измерительными плоскостями. Концевые меры выпускают из стали марок Х, ШХ15, ХГ, 120ХГ, и из твердого сплава, а также из кварца. Шероховатость измерительных поверхностей стальных мер на базовой длине 0.08 мм и твердосплавных мер длиной свыше 5 мм должна быть мкм, твердосплавных мер до 5 мм - мкм. Каждая концевая мера воспроизводит только один размер, например: 20; 3.5; 1.26 или 1.007 мм. За размер концевой меры принимают ее срединную длину , т.е. длину перпендикуляра АВ, опущенного из середины верхней свободной измерительной поверхности на плоскость, к которой мера притерта своей противоположной измерительной поверхностью. Номинальное значение срединной длины концевой меры гравируется на ней.(рис1.1)

Тщательная обработка измерительных поверхностей концевых мер длины придает им свойство притираться друг к другу, благодаря чему плитки можно собирать в блоки различных размеров. Собранный блок плиток, между которыми возникли силы сцепления, не распадается и представляет собой как бы монолитную меру длины. Усилие сдвига притертых концевых мер из стали должно быть в пределах от 2.94 до

Большую универсальность в использовании концевых мер длины придает им то, что меры выпускают с довольно узкими интервалами номинальных размеров.

· рабочих эталонов для передачи размера единицы длины от вторичного эталона концевым мерам меньшей точности и для поверки и градуировки измерительных приборов;

· рабочих средств измерения и контроля для регулировки и настройки показывающих измерительных приборов и для непосредственного измерения линейных размеров.

Для концевых мер, находящихся в эксплуатации предусмотрены дополнительно 4-й и 5-й классы точности (ГОСТ 8.166-75).

Точность изготовления концевой меры оценивается: отклонением действительной длины в любой точке поверхности от номинальной (точность размера концевой меры) и отклонением от плоскопараллельности (точность взаимного расположения поверхностей).

Концевые меры поставляются в наборах с различной градацией. Составление заданного размера по номинальным размерам, указанным на концевых мерах, называют применением концевых мер по классам точности. При использовании действительных размеров концевых мер с учетом поправок ( ) повышается точность воспроизводимого размера и это называют применением концевых мер по разрядам.

Набрать блоки концевых мер на заданные номинальные размеры. Определить действительный размер блоков. Рассчитать допускаемые погрешности номинального и действительного размеров.

Составление блока концевых мер и расчет погрешностей

Составление блока концевых мер

В соответствии с заданием взять номера наборов концевых мер. Блок необходимо составлять из возможно меньшего числа мер, обычно не более четырех. Для этого необходимо, чтобы первая мера блока содержала последние знаки размера блока, вторая мера – последние знаки остатка и т.д. Результаты занести в таблицу 1.1

Результаты составления блока концевых мер

Номиналь- ный размер блока Hн, мм	Номи-нальные размеры мер, мм	Остаток, мм	Поправ-ки мер , мкм	Действи-тельный размер блока Hд, мм
38,785	1,005 1,28 6,5 30,0	37,780 36,5 30,0 0	-1,7 -1,8 -4,3 -1,4	38,7758

Затем для каждой концевой меры в табл.1.1 записать со своими знаками поправки, указанные в аттестате набора.

Алгебраически сложив поправки, получим суммарную поправку блока.

Действительный размер блока:

Правила составления блока концевых мер

Концевые меры, протирают хлопковой тканью, смоченной в бензине и укладывают на салфетку. Затем одна из мер меньшего размера накладывается на вторую примерно на треть длины измерительной поверхности и, плотно прижимая пальцем, надвигают ее до полного совмещения измерительных поверхностей. Концевые меры считаются практически притертыми, если они не разъединяются под действием собственного веса. Аналогично поступают и со следующими концевыми мерами (рис. 1.1).

Рис.1.1. Притирка концевых мер

При работе с концевыми мерами

- не трогать очищенные поверхности руками, а только чистой салфеткой.

- не притирать рабочую поверхность концевой меры к нерабочей.

- измерительными поверхностями концевые меры класть только на салфетку.

Погрешность блока

При определении погрешности измерения инструментами или приборами, проверка или настройка которых производилась блоками концевых мер, погрешность последних войдет в погрешность измерений. Следовательно, работая блоком концевых мер, необходимо рассчитать предельную погрешность блока.

При этом различают предельную погрешность номинального и действительного размера блока концевых мер.

Предельная погрешность номинального размера блока концевых мер

Допускаемые отклонения длины от номинального значения

Диапазон номинальных значений длины концевой меры в мм

Допускаемые отклонения длины от номинального значения ( ), мкм

Предельная погрешность номинального размера блока определяется как квадратичная сумма отдельных мер.

Для рассматриваемого номинального размера

Нн = 38,785, составленного из четырех концевых мер 4-го класса точности, погрешность записана в табл. 1.4.

Номинальный размер с предельной погрешностью

Нн = 38,785±0,00458 мм.

Предельная погрешность действительного размера блока концевых мер

Пределы допускаемой погрешности длины

Диапазон номинальных значений длины концевой меры в мм

Пределы допускаемой погрешности

Предельная погрешность действительного размера блока концевых мер .

Численное значение и для действительного размера 38.7758 блока приведено в таблице 1.4.

Действительный размер блока с предельной погрешностью

Результаты расчетов для блока 38.785 мм

Номи-нальные размеры мер	Класс точ-ности	Допус-каемые отклоне-ния	Преде-льная погреш-ность	Разряд аттес-тации	Допус-каемая погреш-ность измере-ния ∆_изм_i	Предель-ная погреш-ность
мм	мкм	мкм	мкм	мкм
1.005 1.28 6.5 30	4 4 4 4	±2 ±2 ±2 ±3	±4.58	4 4 4 4	±0.22 ±0.22 ±0.22 ±0.30	±0.48

После всех расчетов составляем сводную таблицу для всех составленных блоков концевых мер

№ бло-ка	Номи-наль-ный размер, мм	Действи-тельный размер, мм	Предель-ная погреш-ность номиналь-ного размера, мм	Предель- ная погреш-ность действите-льного размера, мм	Сум-марная поправ-ка блока Σ ∆, мм
1	38.785	38.7758	0.0046	0.00048	-0.0092
2
3

Вывод: вывод по работе должен соответствовать цели работы и подтверждаться результатами работы и расчетами.

Контрольные вопросы по работе:

1. Применение плоскопараллельных концевых мер длины.

2. Номинальный, действительный размеры и предельные погрешности плоскопараллельных концевых мер длины.

3. Оценка точности изготовления, классы и разряды аттестации концевых мер длины.

Читайте также: