Wykonywanie pomiarów warsztatowych 714[03].L2.04

Transkrypt

1 MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Halina Mazurkiewicz Wykonywanie pomiarów warsztatowych 714[3].L2.4 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy Radom 26

2 Recenzenci: mgr inż. Krzysztof Lenkiewicz mgr inż. Tadeusz Ługowski Opracowanie redakcyjne: mgr Halina Mazurkiewicz Konsultacja: mgr Zenon Pietkiewicz Korekta: Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 714[3].L2.4 Wykonywanie pomiarów warsztatowych zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu lakiernik Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy, Radom 26 1

3 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania Podstawowe pojęcia stosowane w pomiarach warsztatowych Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Podstawy pomiarów warsztatowych Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Pomiar wielkości geometrycznych Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Napędy, instalacje hydrauliczne i pneumatyczne Materiał nauczania Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Sprawdzian osiągnięć Literatura 5 2

4 1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu pomiarów warsztatowych a także ułatwi wykonywanie czynności kontrolno pomiarowych. W poradniku zamieszczono: wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiadomośći, które powinieneś mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej, cele kształcenia jednostki modułowej, materiał nauczania, który umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy literaturę oraz inne źródła informacji. Obejmuje on również ćwiczenia, które zawierają: wykaz materiałów i programów potrzebnych do realizacji ćwiczeń, pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczeń, sprawdzian teoretyczny, sprawdzian umiejętności praktycznych, sprawdzian postępów: zaliczenie tego ćwiczenia jest dowodem osiągnięcia umiejętności praktycznych określonych w jednostce modułowej. Wykonując sprawdzian powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo nie, jeśli uzyskasz pozytywny wynik, to będziesz mógł przejść do następnego tematu, a jeśli nie to powinieneś powtórzyć wiadomości i poprosić o pomoc nauczyciela, zestaw pytań sprawdzających Twoje opanowanie wiadomości i umiejętności z zakresu całej jednostki modułowej. Jednostka modułowa: Wykonywanie pomiarów warsztatowych, której treści poznasz w niniejszym opracowaniu będą Ci przydatne w dalszej edukacji i przyszłej pracy zawodowej. Pomiary wszelkich wielkości są objęte wspólną nazwą metrologia, co oznacza naukę o miarach i mierzeniu. Metrologia dzieli się na tak zwaną techniczną, to jest zajmującą się zastosowaniem metrologii w technice oraz prawną - zajmującą się zagadnieniami odnoszącymi się do jednostek miar, metod pomiarów i narzędzi pomiarowych, (pod względem prawnym w celu zapewnienia jednolitości miar). Część metrologii technicznej wykorzystywana w praktyce pomiaru długości i kąta nosi nazwę metrologii warsztatowej. Prezentowana w opracowaniu tematyka jest częścią z zakresu metrologii technicznej. Bezpieczeństwo i higiena pracy W czasie pobytu w pracowni pomiarów warsztatowych musisz przestrzegać Regulaminu pracowni, w którym zawarte są szczegółowe informacje z przepisów bhp i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowej. Powinieneś również stosować się do innych instrukcji obowiązujących w pracowni. Przepisy te poznasz przed przystąpieniem do zajęć. 3

5 714[3].L2 Techniczne podstawy lakiernictwa 714[3].L2.1 Posługiwanie się dokumentacją techniczną 714[3].L2.2 Posługiwanie się podstawowymi pojęciami z zakresu układów sterowania i regulacji 714[3].L2.3 Stosowanie technologii informacyjnej 714[3].L2.4 Wykonywanie pomiarów warsztatowych 714[3].L2.5 Eksploatowanie maszyn i urządzeń 714[3].L2.6 Stosowanie technologii mechanicznych Schemat jednostek modułowych 4

6 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: korzystać z różnych źródeł informacji, zorganizować stanowisko pracy zgodnie z przepisami bhp, posłużyć się najprostszymi narzędziami pomiarowymi (przymiar kreskowy, linijka, kątomierz), zdefiniować podstawowe wielkości fizyczne, określić jednostkę miary wielkości fizycznej, zapisać jednostki miary w postaci symbolu, tworzyć wielokrotności jednostek miar układu SI: metr, kilogram, sekunda, amper, kelwin, mol, czytać ze zrozumieniem: proste rysunki techniczne. 5

7 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: wyjaśnić pojęcia; tolerancja pasowanie, chropowatość powierzchni, obliczyć wymiary graniczne, odchyłki, tolerancje, luzy, wybrać z PN odchyłki dla zadanych pasowań, wyjaśnić pojęcia mierzenia i sprawdzania, sklasyfikować przyrządy pomiarowe, rozróżnić podstawowy sprzęt pomiarowy: wzorce, przyrządy pomiarowe, sprawdziany, przybory pomiarowe, ustalić przebieg czynności podczas wykonywania pomiarów, dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru i sprawdzania elementów, maszyn w zależności od kształtu oraz dokładności wykonania, odczytać wskazania przyrządów pomiarowych, wykonać podstawowe pomiary wielkości geometrycznych, wykonać elementarne badania i pomiary parametrów pomp, sprężarek, oraz instalacji hydraulicznych i pneumatycznych, interpretować wyniki pomiarów, określić dokładność pomiarów, określić tendencje rozwojowe w metrologii warsztatowej, posłużyć się PN. 6

8 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Podstawowe pojęcia stosowane w pomiarach warsztatowych Materiał nauczania Wymiar nominalny, tolerancja, odchyłki Wymiar nominalny N wymiar otrzymany w wyniku obliczeń lub przyjęty przez konstruktora części, dla którego założono pole tolerancji T. Wymiar uzyskiwany w wyniku procesu wykonawczego, zwany wymiarem rzeczywistym, powinien znaleźć się w ustalonym polu T, dla danego wymiaru nominalnego. Tolerancja wymiaru T - jest to dopuszczalna różnica między wymiarami granicznymi (górnym ES i dolnym es), jaką może mieć wyrób uznany za dobry. T = ES EI (dla wymiarów wewnętrznych) lub T = es ei ( dla wymiarów zewnętrznych) T tolerancja wymiaru ES górna odchyłka dla wymiarów wewnętrznych es górna odchyłka dla wymiarów zewnętrznych EI dolna odchyłka dla wymiarów wewnętrznych ei dolna odchyłka dla wymiarów zewnętrznych Tolerancja jest zawsze dodatnia, gdyż EI > ei. Odchyłka górna (es),15 4 +,7 Odchyłka dolna (ei) Wymiar nominalny (N) Rys. 1. Przykład podawania na rysunku odchyłek dla wymiaru nominalnego Między wymiarem nominalnym N, wymiarami górnymi i dolnymi, odchyłkami i tolerancją istnieją następujące zależności: A = N + EI lub A = N + ei B = N + ES lub B = N + es T = ES EI lub T = es ei albo T = B A A wymiar graniczny dolny B wymiar graniczny górny Dla podanego wymiaru na rysunku wymiar graniczny dolny (A) wynosi 39,93 [A=4 + (-,7)], wymiar graniczny górny (B) wynosi 4,15 [B = 4 +,15] Tolerancja wymiaru (T) wynosi,22 [ T =,15 (-,7)] lub [ T = 4,15 39,93] Dla podanego przykładu wymiar rzeczywisty powinien znajdować się w przedziale od 39,93 mm do 4,15 mm. 7

9 Ponieważ rzeczywiste odchyłki wymiarów nietolerowanych nie mogą być zbyt duże, wg postanowień zewnętrznych i wewnętrznych zapis ten może polegać na podaniu klas dokładności dla wymiarów nietolerowanych na rysunku wg PN-89/89/M-212: IT12 (12 klasa dokładności) odchyłki dokładne, IT14 (14 klasa dokładności) odchyłki średniodokładne (zalecane), IT16 (16 klasa dokładności) odchyłki zgrubne, IT17 (17 klasa dokładności) odchyłki bardzo zgrubne. Tabela 1. Odchyłki zaokrąglone wymiarów liniowych nietolerowanych w mm [8] Wymiar Odchyłki wymiarów liniowych nominalny Zewnętrznych Wewnętrznych mieszanych i pośrednich ponad do d s z bz d s z bz d s z bz, ,1 -,1 -,2 -,2 -,2 -,4 -,3 -,4-1 -, ,1 +,1 +,2 +,2 +,2 +,4 +,3 +,4 +1 +, ±,5 ±,5 ±,1 ±,1 ±,1 ±,2 ±,15 ±,2 ±,5 ±,15 ±,5 ± ,3 -,6-1,6-3 +,3 +,6 +1,6 +3 ±,15 ±,3 ±,8 ±1, ,4-1 -2,4-4 +, ,4 +4 ±,2 ±,5 ±1,2 ± ,6-1, ,6 +1, ±,3 ±,8 ±2 ±3 ±,5 ±1,2 ±3 ± , , ±,8 ±2 ±5 ± , , d odchyłki dokładne, s odchyłki średniodokładne, z odchyłki zgrubne, bz odchyłki bardzo zgrubne zewnętrzne wewnętrzne mieszane pośrednie Rys. 2. Przykłady położenia wymiarów liniowych zewnętrznych, wewnętrznych i mieszanych Pasowania. Pasowanie połączenie dwóch elementów, z których jeden obejmuje drugi. Dotyczy zwykle wałka i otworu, a także stożka i otworu stożkowego. W budowie maszyn wymagane pasowanie realizuje się poprzez odpowiedni dobór tolerancji wałków i otworów. Pasowanie oznacza się podając tolerancję otworu i wałka np. H7/e8. W budowie maszyn używa się następujących rodzajów pasowań: Pasowanie luźne istnieje w nim zawsze luz pomiędzy wałkiem a otworem. Wałek może poruszać się wzdłużnie lub obracać w otworze. Pasowanie te stosuje się w połączeniach 8

10 ruchowych. Pasowanie mieszane istnieje w nim niewielki luz lub niewielki wcisk. Pasowanie te stosuje się do połączeń nie przenoszących obciążenia. Pasowanie ciasne w pasowaniu tym wałek jest wciśnięty w otwór. Pasowanie to stosuje się do połączeń przenoszących obciążenia. Tabela. 2 Pasowania luźne, mieszane i ciasne [5] Teoretycznie można zastosować dowolną kombinację tolerancji wałków i otworów. Jednak w praktyce stosuje się tylko wybrane kombinacje. Stosuje się następujące zasady: Zasada stałego otworu tolerancję otworu dobiera się z grupy tolerancji H (tolerancja w głąb materiału) gdzie EI=, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja wałka, np. tolerancja luźna H7/g6, tolerancja mieszana H7/k6, tolerancja ciasna H7/s6. Zasada stałego wałka - tolerancję wałka dobiera się z grupy tolerancji h (tolerancja w głąb materiału) gdzie es=, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja otworu, np. tolerancja luźna G7/h6, tolerancja mieszana K7/h6, tolerancja ciasna P7/h6. Luzy i wciski graniczne oblicza się na podstawie wymiarów granicznych otworu (wymiar dolny A o, wymiar górny B o ) i wałka (A w, B w ): luz największy L max = B o A w, luz najmniejszy L min = A o B w ; wcisk największy W max = B w A o, wcisk najmniejszy W min = A w B o. Praktycznie luzy i wciski oblicza się bezpośrednio z odchyłek otworu i wałka L max = ES ei L min = Ei es. Jeżeli z obliczenia wynika dla L min wartość ujemna (luz ujemny, czyli wcisk), a dla L max wartość dodatnia, to występuje pasowanie mieszane, jeśli zaś i dla L max wynika wartość ujemna, to występuje pasowanie ciasne. W prasowaniach luźnych oba luzy graniczne są dodatnie.,25 Przykład określenia charakteru pasowania otworu Ø 4 +,33 i wałka Ø 4 + +,17 Odchyłki ES i EI otworu oraz es i ei wałka wynoszą: ES = +,25; EI = ; es = +,33; ei =+,17. L min =,33 = -,33 L max =,25,17=,8 Ponieważ L min jest ujemny, a luz L max dodatni pasowanie jest mieszane. 9

11 Tabela 3. Przykładowe odchyłki w µm częściej stosowanych otworów i wałków normalnych [8] Wymiar Otwory normalne Wałki normalne nominalny m G6 H6 J6 K6 M6 N6 F7 H7 f6 g6 h6 j6 k6 ponad do n p Chropowatość powierzchni. Chropowatość powierzchni oznacza mniej lub bardziej dostrzegalne nierówności powstające na obrobionej powierzchni (głównie wskutek oddziaływania narzędzia obróbkowego). Przy danej metodzie obróbkowej, w danych warunkach obróbki oraz w określonym obszarze powierzchni chropowatość ma w przybliżeniu jednakowe rozmiary i kształt. Chropowatość powierzchni - cecha powierzchni ciała stałego, oznacza rozpoznawalne optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu (przynajmniej o jeden rząd wielkości drobniejsze). Chropowatość w przeciwieństwie do innej cechy - falistości powierzchni, jest pojęciem odnoszącym się do nierówności o relatywnie małych odległościach wierzchołków. Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki. W budowie maszyn stosuje się dwa parametry określające chropowatość (Ra; Rz). Rys. 3 Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej Ra [8] 1 i= n Ra = y μm n i= 1 i Linia średnia jest teoretyczną linią, przy której suma kwadratów odległości wzniesień i zgłębień jest najmniejsza. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym Le określanym przez Polską Normę. 1

12 Rys. 4 Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu Rz [8] Średnia arytmetyczna wysokość pięciu najwyższych wzniesień ponad linię średnią pomniejszona o średnią pięciu najniższych wgłębień poniżej linii średniej. Rz = (W1 + W2 + W3 + W4 + W5)/5 - (D1 + D2 + D3 + D4 + D5)/5 Chropowatość mierzona jest specjalnymi urządzeniami pomiarowymi. W budowie maszyn zaleca się pomiar dający chropowatość Ra. Chropowatość Rz jest dopuszczalną tylko wtedy, gdy niedostępne jest urządzenie do pomiarów chropowatości Ra. Polska Norma wyróżnia 14 klas chropowatości. Każdej z nich odpowiada zakres chropowatości Ra lub Rz. Tabela 4. Klasy chropowatości. Opracowane na podstawie: [8] Klasy chropowatości Klasa chropowatości Ra Rz Rodzaj obróbki zgrubna obróbka skrawaniem zgrubna obróbka skrawaniem dokładna obróbka skrawaniem dokładna obróbka skrawaniem wykańczające obróbka skrawaniem wykańczające obróbka skrawaniem szlifowanie zgrubne szlifowanie zgrubne szlifowanie wykańczające docieranie docieranie pastą diamentową gładzenie polerowanie polerowanie Przykład znaku R a,8 chropowatości Ra Na rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się stosując znak chropowatości wraz z pożądaną wartością Ra. (jeżeli jest to Rz, musi być to wyraźnie zaznaczone). Znak chropowatości umieszcza się w górnym rogu rysunku (odnosi się wtedy do wszystkich powierzchni elementu) lub wskazując specyficzną powierzchnię, do której się odnosi. 11

13 Instrukcja obliczania wymiarów granicznych i tolerancji. Do obliczenia wymiarów granicznych i tolerancji należy korzystać ze wzorów do obliczeń wartości i tabeli klas dokładności dla wymiarów nietolerowanych na rysunku PN-89/89/M- 212 (zalecanej) zgodnie z Tabelą 1. Aby obliczyć wymiary graniczne i tolerancje należy: - dobrać odchyłkę zgodnie z tabelą dla wymiarów nietolerowanych na rysunku, - obliczyć wymiar graniczny dolny dla wymiarów zewnętrznych ze wzoru A=N+ei, - obliczyć wymiar graniczny górny dla wymiarów zewnętrznych ze wzoru B=N+es, - obliczyć tolerancję dla wymiarów zewnętrznych ze wzoru T=es-ei, - obliczyć wymiar graniczny dolny dla wymiaru wewnętrznego ze wzoru A=N+ei, - obliczyć wymiar graniczny górny dla wymiaru wewnętrznego ze wzoru B=N+es, - obliczyć tolerancję dla wymiaru wewnętrznego ze wzoru T=es-ei, - pamiętać, że odchyłki dolne i górne, które nie są podane przy wymiarach nominalnym wynoszą, - obliczyć zakres wymiarów rzeczywistych w granicach dopuszczalnego błędu wykonania (dla wymiaru 17 ±,2 wszystkie wymiary rzeczywiste zawarte w przedziale od 16,8 do 17,2 są prawidłowe). Instrukcja określania pasowań. Do określenia pasowania należy korzystać ze wzorów do obliczeń luzów i wcisków zawartych w materiale nauczania i opisie. Aby określić charakter pasowania należy: - określić dolne i górne odchyłki otworu, - określić dolne i górne odchyłki wałka, - obliczyć luz max ze wzoru L max = ES ei, - obliczyć luz minimalny ze wzoru L min = EI es, - określić charakter pasowania, - założyć pasowanie zgodne z zasadą: gdy B w A pasowanie luźne; A w < B i B w > A, pasowanie mieszane; A w > B pasowanie ciasne, - korzystać z PN odchyłek częściej stosowanych otworów i wałków normalnych, - pamiętać, że odchyłki są podawane w tabelach w µm (1 µm =,1 mm), - dokonywać obliczeń i zapisów odchyłek w milimetrach Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jak oznacza się na rysunku wymiar nominalny? 2. Czym różnią się wymiary, zewnętrzne wewnętrzne i mieszane? 3. Jak się dobiera odchyłki do wymiarów nietolerowanych na rysunku? 4. W jaki sposób oblicza się tolerancję? 5. Jaki jest wzór na obliczanie wymiaru granicznego dolnego? 6. Jaki jest wzór na obliczanie wymiaru granicznego górnego? 7. Jakie są rodzaje pasowań? 8. Od czego uzależniony jest znak odchyłki? 9. Co to jest chropowatość powierzchni? 1. Jakim parametrem określa się najczęściej chropowatość na rysunku? 11. Jaki jest wpływ obróbki na chropowatość powierzchni? 12

14 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Oblicz wymiary graniczne i tolerancję wymiarów podanych na poniższym rysunku tulei dystansowej. Dobierz odchyłki warsztatowe dla wymiarów nietolerowanych na poniższym rysunku. Ø22 Ø11,5 39 +,17 Rysunek do ćwiczenia 1. Tuleja dystansowa Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją obliczania wymiarów granicznych i tolerancji, 2) dobrać odchyłki do wymiarów nietolerowanych na rys.1 korzystając z danych zawartych w tabeli 1 zamieszczonej w materiale nauczania, 3) skorzystać z przykładowych obliczeń tolerancji i wymiarów granicznych przedstawionych w materiale nauczania: Wymiary nominalne, tolerancja, odchyłki, 4) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji, 5) wykonać krok po kroku polecenia zawarte w instrukcji, 6) zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: stoły pomiarowe, poradnik, zeszyt, długopis, kalkulator, literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Określ charakter pasowania H7/g6 otworu i wałka o wymiarze nominalnym Ø45. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją określania charakteru pasowania, 2) dobrać odchyłkę otworu i wałka korzystając z danych zawartych w tabeli 3, 3) skorzystać z przykładowych obliczeń luzów min. i max zawartych w materiale nauczania: Pasowania, 4) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji określania pasowań, 13

15 5) wykonać krok po kroku polecenia zawarte w instrukcji obliczeń luzów, 6) zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: stoły pomiarowe, poradnik, zeszyt, długopis, kalkulator, literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Sprawdź chropowatość powierzchni przedmiotów wskazanych przez nauczyciela przez porównanie z wzorcami chropowatości. Wykorzystaj metody oceny wzrokowej a następnie dotykowej porównaj uzyskane w obu metodach wyniki. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) porównać wygląd sprawdzanej powierzchni z wyglądem powierzchni wzorcowej, której chropowatość jest znana, metodą oceny wzrokowej, 2) użyć do porównania lupy lub mikroskopu, 3) zgodnie z parametrem Ra i R z z tabeli 4 zapisać klasę dokładności sprawdzanej płaszczyzny, 4) porównać wygląd sprawdzanej powierzchni z wyglądem powierzchni wzorcowej, której chropowatość jest znana, metodą oceny dotykowej, 5) porównać wielkość i natężenie drgań odczuwalnych przy przesuwaniu paznokcia po nierównościach powierzchni sprawdzanego przedmiotu i wzorca w kierunku prostopadłym do śladów obróbki, 6) zgodnie z parametrem Ra i R z z tabeli 4 zapisać klasę dokładności sprawdzanej płaszczyzny, 7) porównaj oba zapisane wyniki, 8) zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia i omówić ewentualne różnice w zapisanych wynikach. Wyposażenie stanowiska pracy: stoły pomiarowe, poradnik, zeszyt, długopis, wzorce chropowatości, próbki do pomiarów, literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 4 Do podanych wymiarów na rys. 4 dobierz odchyłki zgodnie z tolerancją warsztatową w 12 klasie dokładności. Określ zakres wymiarów rzeczywistych dla wymiarów prowadnicy, które będą prawidłowe i zakwalifikują wymiar jako poprawny. Zapisz w tabeli 5 obliczenia i odchyłki. 14

16 3H7 Rysunek do ćwiczenia. 4. Prowadnica Tabela 5. Zestawienie wyników do ćwiczenia 4 Lp. Wymiar nominalny Odchyłka Zakres wymiarów rzeczywistych Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją obliczania wymiarów granicznych i tolerancji (ćwiczenie 1), 2) dobrać odchyłkę do wymiarów podanych na rys. 4 korzystając z danych zawartych w tabeli 1 i tabeli 3 zamieszczonej w materiale nauczania, 3) zapisać odchyłkę dla wymiaru 3H7 w [mm], 4) pamiętać, że dane w Tabeli 3 podane są w µm (1 µm =,1 mm), 5) określić rodzaj położenia wymiarów liniowych, korzystając z rys.2, 6) dobrać znak odchyłki [+; -; ±], 7) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji, 8) zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: poradnik, zeszyt, długopis, kalkulator, literatura z rozdziału 6. 15

17 Sprawdzian postępów Czy potrafisz: 1) wskazać wymiar nominalny na rysunku? 2) rozróżnić wymiary zewnętrzne, wewnętrzne i mieszane? 3) dobrać odchyłkę do wymiarów nietolerowanych na rysunku? 4) obliczyć tolerancję wymiaru? 5) obliczyć wymiar graniczny dolny i górny? 6) określić rodzaj pasowania? 7) zdefiniować chropowatość powierzchni? 8) podać jaki jest wpływ obróbki na chropowatość powierzchni? Tak Nie 16

18 4.2. Podstawy pomiarów warsztatowych Materiał nauczania Mierzenie i sprawdzanie Kontrola wymiarów może być wykonywana przez dokonanie pomiaru lub sprawdzenie. Kontrola polega na porównaniu wielkości lub cech przedmiotu z odpowiednimi wielkościami lub cechami sprzętu kontrolnego. Proces kontroli jest to postępowanie mające na celu sprawdzenie lub zmierzenie wielkości określających przymioty przedmiotu. Sprawdzanie jest zespołem czynności potrzebnych do stwierdzenia, czy przedmiot odpowiada stawianym wymaganiom i ma żądane właściwości, (bez ustalania wartości liczbowych określających te właściwości). Przy sprawdzaniu wykorzystuje się sprawdziany, które umożliwiają stwierdzenie czy przedmiot wykonany jest prawidłowo. Pomiar jest zespołem czynności, które należy wykonać w celu zmierzenia wymiaru przedmiotu. W zakres czynności pomiarowych wchodzi: przygotowanie przedmiotu do mierzenia (oczyszczenie powierzchni przedmiotu z brudu, kurzu i innych zanieczyszczeń), ustawienie przedmiotu i narzędzia lub przyrządu pomiarowego umożliwiające wykonanie mierzenia, mierzenie właściwe, wykonanie obliczeń potrzebnych do ustalenia wyniku pomiaru. Mierzenie polega na porównaniu dwu wielkości tego samego rodzaju, przy czym jedna z porównywanych wielkości określa jakąś właściwość mierzonego przedmiotu, a druga określa miarę tej wielkości. Wartość liczbową jej ustala się według wskazania użytego sprzętu mierniczego. Przykładem mierzenia jest np: mierzenie długości płaskownika przymiarem kreskowym, średnicy wałka suwmiarką, grubości płyty mikrometrem. Miara wielkości (W) jest to wartość liczbowa wyrażona iloczynem liczby jednostek miary (n) i jednostki miary (Wj). W = n Wj W Miara wielkości n liczba jednostek miary Wj jednostka miary np. gdy n = 34, Wj = 1mm, to W = 34 1 mm = 34 mm. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych Narzędzia stosowane w pomiarach warsztatowych można podzielić na: wzorce miar, przyrządy pomiarowe, sprawdziany. Przyrządy pomiarowe służą do bezpośredniego lub pośredniego wykonywania pomiarów. Odróżniają się od wzorców tym że zawierają mechanizm, przeznaczony do przetwarzania jednej wielkości w drugą, zwiększenia dokładności odczytywania, regulowania wskazań, kompensacji błędów itp. Oparte są na różnych zasadach działania (przyrządy mechaniczne, optyczne, elektryczne) i mają różny stopień skomplikowania konstrukcyjnego. Ze względu na 17

19 zakres zastosowania niekiedy określa się przyrządy pomiarowe jako uniwersalne (np. uniwersalny mikroskop pomiarowy, suwmiarka, mikrometr) bądź też jako specjalne o węższym, specyficznym przeznaczeniu (np. suwmiarka modułowa do kół zębatych, mikrometr do pomiaru grubości blachy, mikroskop do pomiaru małych otworów, kątomierz narzędziowy). Zależnie od charakteru wskazań można rozróżnić przyrządy pomiarowe analogowe Wartość wielkości mierzonej odczytuje się w nich na skali według położenia wskazówki lub długości (prostolinijnej podziałki skali). Ostatnio coraz szersze zastosowanie znajdują przyrządy z odczytem cyfrowym. Na rys. 5 zaprezentowane zostały najczęściej używane przyrządy pomiarowe. W praktyce narzędzia i przybory pomiarowe dobierane są w zależności od sprawdzanej lub mierzonej wielkości a ich dobór uzależniony jest od specyfiki i rodzaju zakładu pracy. a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) l) k) Rys. 5. Przyrządy pomiarowe a) suwmiarka uniwersalna, b)suwmiarka elektroniczna c) suwmiarka jednostronna, d) głębokościomierz suwmiarkowy, e) mikrometr do pomiarów zewnętrznych z czujnikiem, f) mikrometr do pomiarów zewnętrznych, g) głębokościomierz mikrometryczny, h) mikrometr do mierzenia otworów, i) średnicówka mikrometryczna, j) kątomierz uniwersalny k) średnicówka czujnikowa, l) wysokościomierz 18

20 Wzorzec pomiarowy jest to substancja (np. platyno - irydowy wzorzec metra) lub właściwość fizyczna (np. promieniowanie o określonej długości fali) odtwarzające miarę danej wielkości z określoną dokładnością. Wzorce mogą odtwarzać jedną miarę (w przypadku długości jeden konkretny wymiar) bądź też więcej niż jedną miarę (np. przymiar kreskowy, śruba mikrometryczna). Nazywa się je wówczas wzorcami jednomiarowymi lub wielomiarowymi. Wzorce jednomiarowe ze względów praktycznych często łączy się w komplety, np. komplet płytek wzorcowych. Wzorce miar to: wzorce długości, przymiary, płytki wzorcowe, wzorce kształtu i wzorce kątów. Sprawdziany są przyrządami pomiarowymi używanymi do sprawdzania, czy wartość mierzonej wielkości nie wykracza poza dopuszczalne granice tolerancji. Większość sprawdzianów ma zastosowanie głównie w produkcji masowej. Płytki wzorcowe stosowane są w różnych zestawach. Do ćwiczeń najlepiej stosować zestaw MLAa II klasy dokładności, zawierający 47 płytek, lub MLAa I klasy dokładności - 49 sztuk (dodatkowo 2 płytki ochronne). Dla zestawiania wzorców z dokładnością,1 mm konieczny jest komplet uzupełniający MLAd I klasy dokładności, obejmujący 18 płytek. Zestaw wzorcowy stosowany bezpośrednio do pomiaru powinien być obłożony z obu stron płytkami ochronnymi. Płytka ochronna zawsze tą samą stroną (nie cechowaną) powinna być zwrócona do pozostałych płytek, aby ewentualne rysy na jej powierzchni nie uszkodziły płaszczyzny sąsiedniej płytki (wskazane jest zaopatrzenie pracowni w dodatkowe komplety płytek ochronnych). a) b) c) d) e) h) f) g) i) j) ł) m) k) l) Rys. 6. Sprawdziany i wzorce: a) kątownik, b) sprawdzian stożkowy do stożków zewnętrznych, c) sprawdzian stożkowy do stożków wewnętrznych, d) sprawdzian dwugraniczny do otworów (tłoczkowy), e) płytki wzorcowe, f) sprawdzian jednostronny, g) sprawdzian szczękowy dwustronny, h) sprawdzian do gwintów, i) wzornik do zarysu gwintów j) szczelinomierz, k) promieniomierz, l) wałek kontrolny do zerowania mikrometru, ł) wzornik gwintu o zarysie trapezowym, m) wzornik gwintu o zarysie trójkątnym 19

21 Instrukcja układaniu stosów z płytek wzorcowych Aby ułożyć stos z płytek wzorcowych na podany wymiar należy: - ustalić wymiary płytek, które będą wchodziły w skład zestawu odtwarzającego żądany wymiar, - wstępne przeliczenia rozpocząć według zasady: rozpoczynanie doboru płytek od ostatniego miejsca dziesiętnego, - składać zestaw wymiarowy z możliwie najmniejszej ilości płytek, - sprawdzić czy w danym komplecie są płytki o podanych wymiarach niezbędnych do ułożenia pożądanego wymiaru, Przykład dla wymiaru 36,725 mm zastosowane płytki: I płytka 1,5 II płytka 1,22 III płytka 4,5 IV płytka 3 Razem: 36, w stosie płytek tworzących pożądany wymiar używać płytki o różnych wartościach (nie można użyć tej samej płytki dwa razy do jednego zestawu), - wyjmować płytki za pomocą odpowiednich szczypie lub przez czysty kawałek tkaniny, - układać płytki na skórce irchowej lub innej miękkiej tkaninie, - oczyścić powierzchnie miernicze płytek materiałem wskazanym przez nauczyciela i przetrzeć do sucha irchą, - składać płytki przez nasuwanie wzdłużne lub skrętne powierzchni mierniczych, - rozpoczynać składanie od największej, następnie płytki o małych wymiarach a na końcu płytkę o średnim wymiarze (dla przykładu 36,725 kolejność składania jest następująca: płytka IV, III, I i II), - rozkładać płytki bezpośrednio po zakończeniu ćwiczenia zawsze poprzez zsuwanie, - oczyścić powierzchnie miernicze płytek materiałem wskazanym przez nauczyciela, przetrzeć do sucha irchą i zakonserwować Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Co to jest kontrola wymiaru? 2. Co to jest sprawdzanie? 3. Jakie czynności należy wykonać w celu zmierzenia wymiaru przedmiotu? 4. Jaka jest różnica między mierzeniem a sprawdzaniem? 5. Jak sklasyfikowane są przyrządy pomiarowe? 6. Jakie znasz wzorce miar? 7. Jakie znasz przyrządy pomiarowe? 8. Do czego służą sprawdziany? 9. Jak dobiera się stosy płytek na podany wymiar? 2

22 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Sklasyfikuj podany na rys. 1 sprzęt kontrolno pomiarowy. Wypełnij tabelę 6 wpisując znak + do poszczególnych rubryk. Sposób wykonania ćwiczenia Aby poprawnie wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania z tematyki klasyfikacji przyrządów pomiarowych, 2) porównać posiadany sprzęt kontrolno pomiarowy: - z innymi materiałami dydaktycznymi podanymi przez nauczyciela. Wyposażenie stanowiska pracy: - zdjęciami narzędzi kontrolno pomiarowych pokazanych w materiale nauczania, - literaturą z rozdziału Rysunek do ćwiczenia 1. Przykładowe narzędzia pomiarowe Tabela 6. Klasyfikacja narzędzi pomiarowych do ćwiczenia 1 Klasyfikacja sprzętu Nazwa sprzętu Lp. kontrolno-pomiarowego Wzorce Sprawdziany Przyrządy pomiarowe 21

23 Ćwiczenie 2. Złożyć pytki wzorcowe w zestaw wymiarowy o zadanych wymiarach: 39,925; 86,46; 48,345; 72,375; 91,715; 17,435; 18,15; 73, 75; Dla wymiaru φ,15 4 +,175 ułóż z płytek wzorcowych wymiar graniczny górny i dolny. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją układania wymiarów ze stosu płytek wzorcowych, 2) obliczyć wymiar graniczny górny i dolny dla wymiaru φ 4 +, 3) skorzystać z przykładowych obliczeń zawartych w materiale nauczania rozdział 4.1, 4) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji, 5) wykonać krok po kroku polecenia zawarte w instrukcji układania stosu płytek wzorcowych, 6) zwrócić szczególną uwagę na ochronę płytek przed uszkodzeniem, 7) zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: - pytki wzorcowe, - instrukcja układania wymiarów ze stosu płytek wzorcowych, - literatura Sprawdzian postępów Czy potrafisz: 1) scharakteryzować kontrolę pomiarów? 2) odróżnić sprawdzanie od mierzenia? 3) wykonać i wymienić czynności przed przystąpieniem do mierzenia? 4) sklasyfikować przyrządy pomiarowe? 5) ułożyć stos płytek wzorcowych na podany wymiar? 6) wymienić podstawowe przyrządy kontrolno pomiarowe? 7) podać zastosowanie sprawdzianów i wzorców? 8) zabezpieczyć narzędzia pomiarowe przed zniszczeniem?,15,175 Tak Nie 22

24 4.3. Pomiar wielkości geometrycznych Materiał nauczania Podstawowe pomiary wielkości geometrycznych. Wykonanie wielu elementów o identycznych wymiarach nie jest możliwe. Wynika to z niedokładności obrabiarek i narzędzi produkcyjnych, drgań obrabiarek, niesztywności przedmiotów obrabianych, ich nagrzewania się podczas obróbki oraz niedoskonałości umiejętności robotnika wykonującego pracę. Z tego powodu konstruktor projektujący przedmiot określa, w jakich granicach mogą się zawierać rzeczywiste wymiary gotowego wyrobu, czyli jaka jest tolerancja wykonania. Mając to na uwadze, robotnik wykonujący prace posługuje się przyrządami pomiarowymi, służącymi do wyznaczania wartości wymiarów uzyskanych po obróbce. Przyrządy te działają na różnych zasadach. Kolejność czynności podczas wykonywania pomiarów. Czynności przed mierzeniem: - oczyścić narzędzie ze smaru konserwującego, - dokonać oględzin narzędzia pomiarowego, (czy nie ma śladów rdzy i zanieczyszczeń), - sprawdzić czy krawędzie miernicze nie są uszkodzone, - przygotować przedmiot do mierzenia (oczyścić powierzchnie mierzone przedmiotu z brudu, kurzu i innych zanieczyszczeń), - uporządkować stanowisko miernicze, - zapewnić odpowiednie oświetlenie. Czynności w czasie mierzenia: - ustawić przedmiot i narzędzie lub przyrząd pomiarowy umożliwiając wykonanie pomiaru, - krawędzie miernicze powinny dokładnie przylegać do krawędzi lub powierzchni mierzonego detalu), - upewnić się że narzędzie zajmuje prawidłowe położenie względem mierzonej wielkości i odczytać wskazanie (rys. 7), - wykonać obliczenia potrzebne do ustalenia wyniku pomiaru, - ustalić wartości błędu dokonanego pomiaru. źle dobrze dobrze źle Rys. 7. Przykłady prawidłowego i nieprawidłowego ułożenie narzędzia względem mierzonego detalu 23

25 Czynności po mierzeniu: - starannie oczyścić narzędzia pomiarowe, - zakonserwować powierzchnie pomiarowe narzędzi, - odłożyć na miejsce narzędzia i pomoce, - uporządkować stanowisko pomiarowe. Rodzaje przyrządów pomiarowych: - przyrządy suwmiarkowe, - przyrządy mikrometryczne, - czujniki, - kątomierze. Suwmiarki. Do przyrządów suwmiarkowych należą suwmiarki oraz głębokościomierze i wysokościomierze suwmiarkowe. Suwmiarki są stosowane do pomiarów zewnętrznych, wewnętrznych i mieszanych. Noniusze przyrządów suwmiarkowych mają działki elementarne o wartościach,1;,5;,2 mm oraz suwmiarki elektroniczne najczęściej z odczytem,1 mm. Rys. 8. Budowa suwmiarki jednostronnej: 1)prowadnica, 2) szczęka stała, 3) szczęka przesuwna z końcówkami do pomiarów wewnętrznych, 4) suwak z noniuszem, 5) urządzenie zaciskowe [7] Noniusz - jest to dodatkowa podziałka kreskowa, umożliwiająca odczytanie ułamkowej części wartości podziałki głównej. Stosuje się w praktyce noniusze liniowe i kątowe. Zasada działania przyrządu z podziałką noniusza, oparta jest na różnicy wielkości działki elementarnej, podziałki głównej i działki noniusza Moduł noniusza γ wiąże się ze stosunkiem długości działek noniusza i skali głównej. W przypadku przyrządów suwmiarkowych, w praktyce stosuje się jedynie moduły 1, 2 (moduły są tylko liczbami naturalnymi, tzn. całkowitymi i dodatnimy). Wartość modułu nie wpływa na dokładność odczytania. Wartość działki elementarnej noniusza i stanowi jego cechę znamionową. Gdy mówimy np. "noniusz,2 mm" znaczy to, że niedokładność odczytania za pomocą tego noniusza wynosi,2mm. W noniuszach przyrządów suwmiarkowych wartość L, n, i, zazwyczaj wynoszą: L = 9 mm n = 1 i =,1 mm L = 19 mm n = 1 i =,1 mm L = 19 mm n = 2 i =,5 mm L = 39 mm n = 2 i =,5 mm 24

26 L = 49 mm n = 5 i =,2 mm L - długość noniusza (określa podziałka główna) n - liczba działek elementarnych noniusza i - dokładność odczytania noniusza i (mm) a) c) b) d) e) Rys. 9. Położenie podziałek noniusza suwmiarek: a) z dokładnością do,1 mm L = 9 mm (moduł I), b) z dokładnością do,1 mm L = 19 mm (moduł II), c) do,5 mm L = 19 mm (moduł I), d) z dokładnością do,5 mm L =39 mm (moduł II), e) z dokładnością do,2 mm L=49 mm Na skali głównej odczytujemy całkowitą ilość milimetrów, odpowiadających danemu wymiarowi. Wskazuje ją zerowa kreska noniusza. Jeśli jednak nie pokrywa się ona dokładnie z żadną kreską skali głównej, do odczytu przyjmujemy liczbę całkowitych milimetrów, odpowiadającą najbliższej podziałce poprzedzającej zero noniusza. Następnie ustalamy, która z kolejnych kresek noniusza pokrywa się dokładnie z kreską skali głównej. Jej miejsce, w kolejności liczonej od zera, wyraża liczbę dziesiętnych, dwudziestych lub pięćdziesiątych (zależnie od wspominanej dokładności suwmiarki) części milimetra, którą należy dodać do odczytanej poprzednio całkowitej liczby milimetrów. Nieprzesuwna podziałka prowadnicy Przesuwna podziałka noniusza , , Rys. 1. Poleżenie podziałek noniusza przy wskazaniu wartości : a) 1,6 mm; b) 3,65 mm Przyrządy mikrometryczne dzieli się na: - przyrządy ogólnego przeznaczenia, - przyrządy szczególnego przeznaczenia. 25

27 Mikrometry Do przyrządów mikrometrycznych ogólnego przeznaczenia zalicza się mikrometry zewnętrzne (z powierzchniami pomiarowymi płaskimi lub kulistymi) oraz mikrometry wewnętrzne (szczękowe i średnicówki). Do przyrządów mikrometrycznych szczególnego przeznaczenia należą mikrometry do drutu, blach, rur, gwintów, kół zębatych i inne. Do przyrządów mikrometrycznych zaliczamy też: mikrometry z czujnikiem, średnicówki mikrometryczne i głębokościomierze mikrometryczne. Budowa mikrometru zewnętrznego jest przedstawiona na (rys.11). Przy pomiarze wrzeciono 2 dosuwa się do styku z przedmiotem, obracając powoli pokrętką 6 sprzęgła aż do momentu, kiedy obrót pokrętki nie powoduje dalszego ruchu wrzeciona ("grzechotania"). W ten sposób jest zapewniona określona i stała wartość nacisku pomiarowego Działanie mikrometru jest oparte na zasadzie proporcjonalności przesunięcia liniowego śruby, obracającej się w nieruchomej nakrętce, do kąta obrotu. Jeżeli podziałka gwintu wrzeciona 2 wynosi P=,5 mm, a na bębnie 5 wykonano n=5 działek, to wartość działki elementarnej bębna wynosi: P,5 1 i = = = mm n 5 1 Zakresy pomiarowe mikrometrów są stopniowane co 25 mm (np.-25; 25-5 ) Rys. 11. Budowa mikrometru zewnętrznego:1) kabłąk, 2)wrzecion, 3) kowadełko, 4) tuleja, 5)bębenek, 6) sprzęgiełko, 7) zacisk, 8) nakrętka [7] Rys. 12. a) Mikrometr do pomiarów wewnętrznych, b) Głębokościomierz mikrometryczny Przy odczytywaniu wyniku pomiaru średnicy otworu mikrometrem szczękowym (rys.12.a) należy pamiętać, że wartości liczbowe na podziałce tulei rosną w kierunku przeciwnym niż w mikrometrach do wymiarów zewnętrznych. 26

28 Do nastawiania mikrometrów na wskazania zerowe służą wzorcowe pierścienie nastawcze o dokładnie podanym wymiarze, które stanowią wyposażenie mikrometru. a) b) Rys. 13. Przykłady wskazań mikrometru: a) 17,27, b) 14,64 Przyrządy mikrometryczne umożliwiają najczęściej pomiar z dokładnością odczytu do,1 mm. Bardzo rzadko stosowane są noniusze, które umożliwiają zwiększenie dokładności odczytu do,1 mm. Noniusz taki jest wykonany na odpowiednio dużej tulei mikrometru. Zasada jego działania jest taka sama jak noniuszy suwmiarek. Tabela. 7. Granice dopuszczalnych błędów wskazań dla mikrometrów i średnicówek mikrometrycznych [8] Granice zakresu pomiarowego Odchyłka wskazań Od do + -µm Mm Czujnik zegarowy Czujnik zegarowy (rys.14.) może być stosowany do pomiarów porównawczych. W pomiarach mocuje się go w odpowiednim przyrządzie czujnikowym. Dla ustawienia położenia zerowego obraca się tarczą tak, aby jej kreska zerowa pokryła się ze wskazówką. Trzpień pomiarowy czujnika powinien być ustawiony prostopadle do mierzonej powierzchni. Działka elementarna czujnika odpowiada przesunięciu trzpienia pomiarowego o odcinek,1. Czujnik zegarowy to przyrząd mierniczy o przekładni zwiększającej typu mechanicznego, którą jest najczęściej przekładnia kół zębatych. Nazwę swą czujniki zegarowe otrzymały z powodu zewnętrznego podobieństwa do zegarów. 27

29 Rys. 14. Czujnik zegarowy [7] Czujniki zegarowe mogą mieć różne zastosowanie zależne od tego, w jakim przyrządzie są zamocowane, np.- gdy czujnik jest zamocowany na podstawie pionowej z przegubowym ramieniem, może być użyty do sprawdzania współosiowości przedmiotów. Jeżeli czujnik zegarowy zamocowuje się na specjalnej podstawie pionowej ze stolikiem (rys.15.a) i ramieniem stałym o wysięgu, to nadaje się on dobrze do mierzenia odchyłek od wartości nominalnej zewnętrznych wymiarów przedmiotów. a) b) Rys. 15. a) czujnik zegarowy, b) średnicówka czujnikowa Mocując czujnik zegarowy w trzonku średnicówki czujnikowej, można mierzyć odchyłki od wartości nominalnej wewnętrznych wymiarów przedmiotów (rys.15. b). Jak wynika z kilku przytoczonych przykładów, czujnik zegarowy jest przyrządem o dużych możliwościach wykorzystania, a ponieważ jego uniwersalność jest połączona z dużą dokładnością mierzenia (1 działka elementarna wynosi,1 mm, a w niektórych odmianach,1 mm), jest bardzo rozpowszechniony, jako jeden z najdokładniejszych warsztatowych przyrządów mierniczych. Kątomierze. Do pomiarów i sprawdzania kątów i stożków stosuje się : 1) wzorce kątów, jak płytki kątowe, kątowniki 9 oraz wzorniki różnych kątów ; 2) sprawdziany kątowe ; 3) uniwersalne i specjalne przyrządy pomiarowe, jak kątomierze, głowice podziałowe, optyczne, mikroskopy warsztatowe, goniometry, teodolity, przyrządy autokolimacyjne. Jednymi z najczęściej stosowanych przyrządów do pomiarów kątów są kątomierze. Używane one są do bezpośredniego mierzenia wymiarów kątowych. Wśród kątomierzy ogólnego zastosowania rozróżnia się następujące odmiany: kątomierz zwykły, czyli kabłąkowy, kątomierz uniwersalny, kątomierz optyczny. 28

30 a) c) b) Rys. 16. a) kątomierz zwykły, b) kątomierz optyczny, c) uniwersalny kątomierz nastawny: 1) ramię stałe 3) uchwyt, 3) tarcza 4) trzpień 5) noniusz 6) uchwyt 7) ramię [7] Kątomierz zwykły nie ma żadnego urządzenia zwiększającego dokładność pomiaru, natomiast kątomierze uniwersalny i optyczny mają noniusze zwiększające tą dokładność. Rys. 17. Przykład wskazania kątomierza uniwersalnego 47,2` Poniżej przedstawiono przykłady zastosowań kątomierza uniwersalnego. Rys. 18. Przykłady zastosowania kątomierza uniwersalnego do pomiarów Liniał sinusowy umożliwia ustawienie przedmiotu pod żądanym kątem w stosunku do powierzchni odniesienia (zwykle do płyty pomiarowej) Żądany kąt uzyskuje się przez podłożenie pod jeden z wałków stosu płytek o wymiarze h. 29

31 Stos płytek wzorcowych Rys. 19. Liniał sinusowy [7] h Między mierzonym kątem i wymiarem h zachodzi zależność: sin α = L Przeważnie L= 1mm lub 2mm. Z uwagi na szybki wzrost błędu dla kątów większych niż 45, liniałów sinusowych powinno używać się tylko dla kątów mniejszych niż 45. Instrukcja pomiaru wałków za pomocą suwmiarki. Pomiar średnicy wałka za pomocą suwmiarki I d II II I Rys. 2. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi W celu zmierzenia wałka za pomocą suwmiarki należy: dobrać narzędzie do wykonania pomiaru, sprawdzić stan techniczny suwmiarki, ustalić przebieg czynności podczas wykonywania pomiarów, sprawdzić wskazanie zerowe (po zsunięci szczęk nie powinna pozostawać szczelina, a wskaz zerowy noniusza powinien stanowić przedłużenie kreski zerowej podziałki głównej), obliczyć dokładność odczytu a i = n a wartość działki elementarnej na prowadnicy (1mm), n liczba działek noniusza, zwolnić śrubę zaciskową lub samoczynny zacisk i rozsunąć szczęki pomiarowe na wymiar większy od wymiaru przedmiotu i nasunąć je na wałek, zsunąć szczęki i docisnąć do przedmiotu, zwracając uwagę, aby szczęki przylegały prostopadle do powierzchni i obejmowały ją możliwie głęboko, odczytać wartość średnicy, wykonać pomiary wskazanych płaszczyzn: (I i II) (rys. 2), 3

32 obliczyć stożkowatość mierzonego wałka - jako stożkowatość przyjąć największa różnicę średnic w dwu spośród trzech położeń pomiarowych (1,2,3), wykonać konserwację sprzętu pomiarowego. Instrukcja pomiaru wałka za pomocą mikrometru. Pomiar średnicy wałka za pomocą mikrometru I d III II Rys. 21. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami (I, II, III) i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi W celu wykonania pomiaru wałka za pomocą mikrometru należy: - sprawdzić, czy największy wymiar przedmiotu mieści się w zakresie pomiarowym mikrometru, - sprawdzić przez oględziny stan techniczny mikrometru, - sprawdzić, czy zwolniony jest zacisk wrzeciona, - sprawdzić wskazania zerowe mikrometru (mikrometry o zakresie pomiarowym -25 mm sprawdzamy dokręcając wrzeciono do kowadełka za pomocą pokrętła sprzęgła i sprawdzamy zgodność wskazów zerowych na bębnie i podziałce tulei). Mikrometry o większych zakresach pomiarowych sprawdza się za pomocą specjalnych wzorców, stanowiących wyposażenie mikrometru, lub za pomocą płytek wzorcowych. W czasie pomiaru kontrolnego wzorce lub płytkę wzorcową należy zmierzyć trzykrotnie, pamiętając o tym, aby wrzeciono mikrometru dokręcać za pomocą pokrętła sprzęgła. Poprawnie wyregulowane wskazanie zerowe przyrządu zapewnia uzyskanie żądanej dokładności bez stosowania poprawek), - zamocować mikrometr w podstawce, Rys. 22. Pomiar wałka mikrometrem zewnętrznym zamocowanym w szczękach podstawy do mikrometru - umieścić wałek między wrzecionem i kowadełkiem, - zacisnąć zacisk wrzeciona i dokonać odczytu wskazań mikrometru, (należy zwrócić uwagę, aby przy odczytywaniu wskazań przyrządów mikrometrycznych gdy krawędź bębna odsłoni kreskę półmilimetrową, do wartości odczytanej dodać,5 mm ), - wykonać po trzy pomiary dla każdego położenia płaszczyzn pomiarowych wałka (I, II, III) zgodnie z rys.21, 31

33 - dla zmierzonych wielkości obliczyć średnią arytmetyczną z pomiarów poszczególnych płaszczyzn, - obliczyć stożkowatość mierzonego wałka, - jako stożkowatość przyjąć największa różnicę średnic w dwu spośród trzech położeń pomiarowych (1,2,3) w jednej płaszczyźnie pomiarowej, - wykonać konserwację sprzętu pomiarowego, - wyniki pomiarów zestawić w tabelce, - wykonać konserwację sprzętu pomiarowego i uporządkować stanowisko pomiarowe. Instrukcja pomiaru otworów za pomocą suwmiarki. I II II d Rys. 23. Tuleja z oznaczonymi płaszczyznami pomiarowymi W celu zmierzenia otworu za pomocą suwmiarki należy: I sprawdzić stan techniczny suwmiarek, ustalić przebieg czynności podczas wykonywania pomiarów, sprawdzić wskazanie zerowe (po zsunięciu szczęk nie powinna pozostawać szczelina, a wskaz zerowy noniusza powinien stanowić przedłużenie kreski zerowej podziałki głównej), obliczyć dokładność odczytu a i = n a wartość działki elementarnej na prowadnicy, n liczba działek noniusza, zwolnić śrubę zaciskową lub samoczynny zacisk i rozsunąć szczęki pomiarowe na wymiar mniejszy od średnicy otworu, wsunąć do otworu i następnie rozsunąć szczęki do styku z przedmiotem (ostrza pomiarowe suwmiarki powinny stykać się ze ściankami otworu dokładnie wzdłuż jego tworzących i być mocno dociśnięte do ścianek otworu), odczytać wymiar otworu (należy pamiętać, aby przy pomiarze otworu suwmiarką jednostronną do odczytanego wymiaru dodać grubość szczęk do pomiarów wewnętrznych), wykonać po dwa pomiary wskazanymi narzędziami, obliczyć owalność otworu, wykonać konserwację sprzętu pomiarowego. 32

34 Instrukcja pomiaru kąta za pomocą kątomierza uniwersalnego W celu zmierzenia kąta za pomocą kątomierza uniwersalnego należy: przygotować przedmiot mierzony i kątomierz do wykonania pomiaru (oczyścić, sprawdzić stan techniczny kątomierza), ustawić ruchome ramię kątomierza do wykonania pomiaru, zacisnąć śrubę, poluzować śrubę zaciskową ustalającą położenie kątowe ruchomego ramienia, wstępnie ustawić przybliżona wartość kąta lekko dokręcić śrubę dociskową, przykładać kątomierz doi mierzonego przedmiotu do momentu uzyskania dokładnego przylegania ramion kątomierza do mierzonej płaszczyzny, dokładność przylegania sprawdzić pod światło (prześwit powinien być niewidoczny lub wąski i równoległy), dokręcić śrubę zaciskową ramienia ruchomego kątomierza, odczytać wskazanie kątomierza, powtórzyć pomiar w dwóch innych płaszczyznach, zapisywać wyniki wszystkich pomiarów, pamiętać, że celu ustalenia ilości minut odczytujemy wskazanie noniusza po tej stronie po której wzrastają wartości minut na podziałce głównej Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie czynności należy wykonać przed przystąpieniem do mierzenia? 2. Jaka jest różnica między narzędziem pomiarowym a sprawdzianem? 3. Od czego zależy dobór narzędzi i przyrządów pomiarowych? 4. Jakie znasz narzędzia suwmiarkowe? 5. Co to jest noniusz? 6. Jakie znasz rodzaje modułów suwmiarek? 7. Z jaką dokładnością najczęściej można dokonać pomiaru za pomocą mikrometru? 8. Jakie znasz zastosowanie czujników zegarowych? 9. Do jakich pomiarów służy liniał sinusowy? 1. Jakie znasz urządzenia do pomiarów i sprawdzania kątów? Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Dokonać pomiaru wałka o średnicy d suwmiarkami o dokładności,1 i,2mm. Oblicz stożkowatość wałka I d II II I Rysunek do ćwiczenia 1. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami (I, II,) i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi 33

35 Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją pomiarów wałków za pomocą suwmiarki, 2) zastosować się do poleceń zawartych w instrukcji, 3) wyniki pomiarów zestawić w tabelce, 4) w razie napotkania trudności skorzystać z pomocy nauczyciela, 5) dokonać prezentacji i opisu wykonanego ćwiczenia. Tabela 8. Zestawienie wyników Położenie pomiarowe Pomiar za pomocą suwmiarki z dokładnością,1 mm Pomiar za pomocą suwmiarki z dokładnością,2 mm I płaszczyzna II płaszczyzna I płaszczyzna II płaszczyzna Wyposażenie stanowiska pracy: stół pomiarowy, suwmiarka uniwersalna z odczytem,1mm, suwmiarka uniwersalna z odczytem,2mm, wałek do pomiaru, rysunek techniczny, pryzma do wałka. Ćwiczenie 2 Dokonać pomiaru wałka o średnicy d mikrometrem zewnętrznym według załączonego rys.2. Obliczyć stożkowość mierzonego wałka I d III II Rysunek do ćwiczenia 2. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami (I, II, III) i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją pomiaru wałka za pomocą mikrometru, 2) mierzyć średnicę d wałka mikrometrem zewnętrznym wg szkicu podanego na rysunku do wykonania ćwiczenia, 3) w razie napotkania trudności skorzystać z pomocy nauczyciela, 4) wyniki pomiaru zestawić w tabelce, 5) na podstawie wyników pomiarów obliczyć stożkowość wałka. 34