Рубрика: Оборудование и технологии
Деталь изготовлена настолько точно, насколько точно её измерили. Самый совершенный станок бесполезен, если размер контролируют неподходящим инструментом или неправильно им пользуются. В механическом цехе работает целый арсенал средств измерения — от универсальных штангенциркулей до калибров и концевых мер. Разберём, что для чего применяется, как выбрать инструмент под допуск и какие ошибки встречаются чаще всего.
Прежде чем говорить о конкретных приборах, стоит запомнить основной принцип: погрешность средства измерения должна быть существенно меньше допуска на размер. Распространённое практическое правило — погрешность измерения не должна превышать примерно одной трети, а для ответственных размеров — одной пятой или одной десятой поля допуска.
Если допуск на диаметр составляет 0,02 мм, штангенциркуль с погрешностью около 0,05 мм для такого контроля непригоден, даже если на его шкале можно «увидеть» сотые. Нужен микрометр или рычажная скоба, а в серии — калибр. Нарушение этого правила приводит к двум неприятным последствиям: годные детали отбраковываются, а бракованные проходят как годные.
Штангенциркуль — самый массовый измерительный инструмент цеха. Он позволяет измерять наружные и внутренние размеры, глубины и уступы. Существуют нониусные, циферблатные и электронные исполнения; электронные удобны быстрым считыванием и возможностью обнулить показания в любой точке.
Разрешение шкалы у большинства штангенциркулей — 0,01–0,05 мм, но реальная погрешность измерения выше разрешения и зависит от длины и состояния губок. Штангенциркуль не подходит для контроля посадочных размеров с допусками в несколько сотых миллиметра. Его задача — промежуточный контроль, свободные размеры, габариты, расстояния между осями отверстий с невысокой точностью.
К этой же группе относятся штангенглубиномеры для глубин пазов и отверстий и штангенрейсмасы — для разметки и измерения высот на поверочной плите.
Микрометры работают на принципе точного винта и обеспечивают цену деления 0,01 мм, а у рычажных и электронных моделей — 0,001 мм. Каждый микрометр рассчитан на диапазон 25 мм: 0–25, 25–50 и так далее, поэтому в цехе их держат наборами.
| Тип | Назначение |
|---|---|
| Гладкий микрометр | Наружные диаметры и толщины |
| Рычажный микрометр | Точный контроль с отсчётом по стрелочному индикатору, в том числе сравнительный метод |
| Резьбовой микрометр | Средний диаметр наружной резьбы со сменными вставками |
| Зубомерный микрометр | Длина общей нормали зубчатых колёс |
| Микрометр для труб | Толщина стенки труб со сферической пяткой |
| Микрометрический глубиномер | Глубины уступов и отверстий |
| Микрометрический нутромер | Внутренние размеры больших диаметров |
Перед измерением проверяют нулевую установку по установочной мере или по сведённым пяткам для первого диапазона. Измерительное усилие задаётся трещоткой или фрикционом — вращать барабан напрямую до упора нельзя, это даёт заниженный результат и изнашивает винт. Диаметр измеряют в нескольких сечениях и направлениях, чтобы выявить конусность и овальность.
Индикатор часового типа и рычажно-зубчатые индикаторы — это приборы для относительных измерений: они показывают не размер, а отклонение от настроенного значения. С их помощью контролируют биение, плоскостность, соосность, параллельность, выставляют деталь на станке.
Для контроля отверстий в цехе чаще всего используют индикаторный нутромер. Его настраивают на номинальный размер по установочному кольцу, микрометру или блоку концевых мер, а затем, покачивая в отверстии, находят минимальное показание — оно соответствует диаметру. Нутромер позволяет быстро выявить конусность, бочкообразность и овальность отверстия по глубине.
Для малых отверстий применяют нутромеры с шариковыми или раздвижными измерительными головками, а для точных посадочных отверстий — трёхточечные нутромеры, которые самоцентрируются и дают более стабильный результат.
Индикатор работает только в связке с жёсткой стойкой или штативом. Магнитная стойка с гибким штативом удобна на станке, но для точных измерений на поверочной плите предпочтительна массивная жёсткая стойка: любая податливость стойки суммируется с погрешностью измерения.
Калибр не показывает размер, он отвечает на вопрос «годна деталь или нет». Это бесшкальный инструмент, изготовленный по границам поля допуска. Проходная сторона должна проходить, непроходная — не должна.
Калибры незаменимы в серийном производстве: контроль занимает секунды и не зависит от умения считывать показания. Однако они изнашиваются, и сам калибр нужно периодически проверять. О контроле резьбы калибрами при изготовлении резьбонарезного инструмента можно прочитать в разделе плашки.
Плоскопараллельные концевые меры длины — эталон размера в цехе. Это стальные или твердосплавные бруски с очень точными, тщательно доведёнными измерительными поверхностями. Притирая меры друг к другу, собирают блок нужного размера, которым настраивают микрометры, нутромеры, индикаторы и проверяют калибры.
Концевые меры выпускаются разных классов точности: самые точные хранятся в измерительной лаборатории и используются как образцовые, рабочие — в цехе. Меры боятся коррозии, пыли и нагрева от рук, поэтому их берут за нерабочие поверхности, после использования очищают и консервируют.
Гранитная или чугунная поверочная плита — база для измерений высот, плоскостности, параллельности и перпендикулярности. В комплекте с ней используют угольники, призмы, синусные линейки и стойки с индикаторами. Плита сама должна быть чистой и периодически проверяться на плоскостность.
Помимо универсального инструмента, в цехе применяют специализированные приборы:
Сталь расширяется примерно на 0,011–0,012 мм на каждый метр длины при нагреве на один градус. Для детали диаметром 100 мм разница температур в 10 градусов даёт ошибку больше 0,01 мм — для посадочных размеров это весь допуск. Поэтому точные измерения выполняют после выравнивания температуры детали с окружающей средой, а ответственный контроль — в помещении с поддерживаемой температурой.
Все средства измерения, используемые для приёмки продукции, проходят периодическую поверку или калибровку. На инструменте или в его паспорте отмечается дата следующей проверки, а инструмент с истекшим сроком изымается из обращения. Помимо этого, исполнитель перед работой проверяет нулевую установку и состояние измерительных поверхностей.
Измерительный инструмент теряет точность не только от износа, но и от небрежного обращения. Падение микрометра на бетонный пол может нарушить параллельность пяток, а штангенциркуль, брошенный среди стружки, быстро получает забоины на губках.
На рабочем месте удобно держать комплект «первой необходимости»: штангенциркуль, набор микрометров на рабочий диапазон, индикатор со стойкой и калибры на текущую деталь. Точные приборы и концевые меры остаются в лаборатории или в контрольном пункте участка.
Отдельная процедура — контроль первой детали после наладки. Её измеряют полностью, по всем размерам чертежа, и только после подтверждения соответствия запускают партию. Дальше контролируют выборочно, с периодичностью, зависящей от стабильности процесса и ответственности размеров. Такой подход позволяет поймать ошибку наладки до того, как она размножится на всю партию.
Измерительный инструмент — такая же часть технологии, как станок и режущий инструмент. Штангенциркули подходят для свободных размеров, микрометры и рычажные скобы — для точных диаметров, индикаторные нутромеры — для отверстий, калибры — для быстрой приёмки в серии, концевые меры — для настройки и проверки всего остального. Правильный выбор инструмента под допуск, контроль температуры, чистота и регулярная поверка позволяют быть уверенным, что размер на чертеже и размер детали совпадают.
В «ВМС» контроль идёт на всех этапах: от первой детали до приёмки партии. Если вам важны точность и стабильность размеров, пришлите чертёж — мы подготовим предложение.
