Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: Měření digitálními přístroji, posuvkami a mikrometry Obor: Obráběč kovů, Nástrojař Ročník: 1. Zpracoval(a): Pavel Rožek Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Obsah Měření digitálními přístroji, posuvkami, mikrometry 3 Posuvná měřítka 4 Měření posuvným měřítkem 4 Pravidla pro práci s posuvným měřítkem nebo hloubkoměrem 6 Digitální posuvné měřítko 6 Mikrometry 7 Digitální třmenový mikrometr 8 Vlivy způsobující chyby měření 8 Dutinová měřidla 9 Páčkové úchylkoměry 11 Použitá literatura 12
1 MĚŘENÍ DIGITÁLNÍMI PŘÍSTROJI, POSUVKAMI, MIKROMETRY Ruční měřidla délkových rozměrů (délky, průměru, hloubky apod.), jako např. posuvná měřítka, mikrometry, hloubkoměry a úchylkoměry, se vyrábějí v levnějším provedení s mechanickými stupnicemi nebo elektronicky řízeným (digitálním) displejem (ukazatelem). Obr. 1: Ruční měřidla
2 POSUVNÁ MĚŘÍTKA Posuvné měřítko Posuvné měřítko je pro jednoduchost měření vnějších rozměrů (vnějšími čelistmi), vnitřních rozměrů (vnitřními čelistmi) a hloubky (hloubkoměrem) nejrozšířenějším měřidlem v mechanické výrobě a v mechanických dílnách. Obr. 2: Posuvné měřítko s noniusem Posuvné měřítko se skládá z pevné části s milimetrovou stupnicí a pevnými čelistmi a z pohyblivé části. Na pohyblivé části jsou pohyblivé čelisti a tzv. měřicí nonius. Nonius 0,05 mm (dvacetinový nonius) je stupnice délky 39 mm rozdělená na 20 dílků. Rozlišitelnost podle rysek milimetrové stupnice a stupnice nonia stojících proti sobě je 0,05 mm. Nonius 0,02 mm (padesátinový nonius) má stupnici délky 49 mm rozdělenou velmi jemnými ryskami na 50 dílků a odečítání je na hranici možností rozlišení pouhým okem. Coulový nonius 1/128 nebo 0,001 in (1 in = 25,4 mm) mívá stupnici délky 7/16 in rozdělenou na 8 dílků nebo stupnici délky 49/40 in rozdělenou na 25 dílků.
2.1 MĚŘENÍ POSUVNÝM MĚŘÍTKEM Při měření vnějších rozměrů by mělo být měřítko nasunuto co nejvíce na měřený předmět, aby náklon jezdce ovlivnil měření co nejméně. Úzké břity na koncích čelistí by se měly používat jen při měření v úzkých drážkách (např. zápichu) nebo v nejnižších místech nerovných ploch. Při měření vnitřního rozměru ( např. průměru otvoru) opřeme o vnitřní stěnu nejprve pevnou vnitřní čelist a teprve potom pohyblivou čelist opřeme o protější vnitřní stěnu. Posuvné měřítko se skříženými měřícími vnitřními břitovými čelistmi umožňuje odečíst měřený údaj bez korekce na šířku čelistí. Při měření vnitřních rozměrů nezkříženými čelistmi ( u posuvných měřítek s rozsahem 200 mm nebo větším) je třeba k naměřené hodnotě připočíst ještě šířky čelistí ( např. 10 mm). Obr. 3: Používání posuvného měřítka Při měření výšky odsazení ploch je možné použít hloubkoměru na konci pravítka posuvného měřítka nebo též čelních ploch pevné a posuvné části posuvného měřítka. Lišta hloubkoměru by měla být natočena k výrobku odsazenou stranou, aby nedošlo k chybě měření vlivem přechodového zaoblení nebo nečistot ve vnitřní hraně výrobku.
2.2 PRAVIDLA PRO PRÁCI S POSUVNÝM MĚŘÍTKEM NEBO HLOUBKOMĚREM Měřené plochy výrobku by měly být čisté a bez otřepů, je-li údaj měřidla při měření obtížně čitelný, aretujeme jezdce, měřidlo opatrně sejmeme a údaj přečteme při dobrém osvětlení, je třeba se vyvarovat chyb způsobených teplotou, velkou přítlačnou silou nebo šikmým nasazením. 2.3 DIGITÁLNÍ POSUVNÉ MĚŘÍTKO Umožňuje pohodlné a bezchybné odečítání naměřených hodnot. Kromě absolutního měření je možné zvolit měření rozdílů a další funkce, jako např.: nastavení nuly v libovolné poloze (C/ON), volba jednotek mm/in (M= mode), nastavení šířky tolerančního pole (0>). údaje je možné přenášet z posuvného měřítka do počítače datovým kabelem nebo bezdrátově, nastavení nuly v libovolném místě a diferenciální měření usnadňují práci: rozdíly naměřených hodnot není třeba dodatečně počítat, ale můžeme je přímo odečíst, úsporný režim displeje a automatické vypínání šetří baterii. Obr. 4: Měření posuvným digitálním měřítkem (příklady)
3 MIKROMETRY Podstatnou částí mechanického třmenového mikrometru je přesný broušený mikrometrický šroub. Jeho stoupání 0,5 mm představuje posun na jednu otáčku řehtačkového bubínku se stupnicí. Má-li stupnice bubínku 50 dílků, představuje jeden dílek posun mikrometrického šroubu 0,5 mm: 50 = 0,01 mm, tj. setinu milimetru nebo též deset mikrometrů (10 μm). Podélná stupnice je v mm a stupnice bubínku v setinách mm. Obr. 5: Popis třmenového mikrometru Obr. 6: Odečítání naměřených hodnot mikrometrem
3.1 DIGITÁLNÍ TŘMENOVÝ MIKROMETR Digitální měrící systém umožňuje: měřit s přesností 1 mikrometru, nastavení nuly v libovolné poloze tlačítkem nula (ZERO)/ABS (absolutní velikost), nastavení režimu měření tlačítky ZERO a MODE, a to od nuly nebo od předchozí hodnoty (diferenciální režim), nebo nastavení měřítka (mm/in) tlačítky SET a MODE, přednastavení šířky tolerančního pole, přenos hodnoty do PC (kabelem nebo bezdrátově). Obr. 7: Digitální třmenový mikrometr Obr. 8: Sada třmenových mikrometrů 3.2 VLIVY ZPŮSOBUJÍCÍ CHYBY MĚŘENÍ nepřesností mikrometrického šroubu, hlavně odchylka jeho délky, resp. stoupání a odchylky měřicích ploch od roviny kolmé k ose mikrometrického šroubu, deformace nosného třmenu vlivem přítlačné síly při měření, teplotní vlivy na rozměry výrobku i měřidla, příliš rychlé otáčení bubínkem (může způsobit nepřesné dosednutí ploch nebo zvětšení přítlačné síly, stabilizované při pomalém otáčení řehtačkou.
4 DUTINOVÁ MĚŘIDLA Dutinový mikrometr je dvojdotekové měřidlo pro měření vnitřních rozměrů. Při dvojdotekovém měření vnitřního průměru válcového otvoru nelze jednoduše zajistit polohu měřicích bodů na přímce kolmé k ose válce, proto se dutinový mikrometr používá převážně pro měření ovality otvorů velkého průměru. Při třídotekovém měření kdy se tři měřicí ramena vysouvají podobně jako čelisti trojčelisťového sklíčidla, nelze z různých hodnot průměru určit ovalitu, ale jen průměrnou hodnotu průměru. Obr. 9: Ukázka měření mikrometrickým odpichem Obr. 10: Měření mikrometrickým odpichem Třídotekové dutinoměry se při měření průměru válcového otvoru automaticky vystředí radiálně i axiálně. Obr. 11: Sada digitálních dutinoměrů Obr. 12: Měření třídotekovým dutinoměrem
5 ÚCHYLKOMĚRY Číselníkové úchylkoměry jsou mechanická měřidla, zvětšující výchylku mechanickým ozubeným převodem přes ozubenou tyč a ozubené soukolí. Setinové úchylkoměry (0,01 mm/dílek mívají rozsah 1 mm, 5 mm nebo 10 mm. Přesné číselníkové úchylkoměry mívají citlivost 1 μm/dílek a rozsah 1 mm. Otočná stupnice umožňuje nastavit nulu při libovolné výchozí poloze ručičky. Obr. 13: Číselníkový úchylkoměr Digitální úchylkoměry mají oproti mechanickým úchylkoměrům mnoho dalších funkcí, nastavitelných tlačítkem MODE (režim): volba měřítka stupnice (0,001 mm nebo 0,01 mm na 1 dílek) nebo jednotek (mm nebo in) volba mezi absolutním měřením (ABS) nebo diferenciálním měřením (DIFF). Vynulování displeje (nastavení nuly) v libovolné poloze úchylkoměru (RESET nebo ZERO), přednastavení (PRESET) tolerančních mezí volba paměťové funkce, jako aktuální měřená hodnota, maximální hodnota, minimální hodnota, rozdíl maximální a minimální hodnoty, volba výstupu dat ke zpracování grafické zobrazení tolerančního pole na čárkové stupnici Obr. 14: Digitální úchylkoměr Obr. 15: Kontrola kruhovitosti (ovality)
6 PÁČKOVÉ ÚCHYLKOMĚRY Páčkové úchylkoměry jsou mnohostranně použitelné kontrolní měřicí přístroje. Jsou nepostradatelné při měření na příměrných deskách, při měření roztečí nebo poloh dílů sestavy a kontrole tvarů rovinných a rotačních ploch. Směr pohybu kontrolované plochy vzhledem k přístroji tak zůstává zachován. Použití: při měření odchylek: kruhovitosti, drobných nerovností povrchu, rovnoběžnosti a polohy, středění polohy podle osy nebo válcové díry (např. na otočném stole frézky), rovnoběžné a kolmé nastavení polohy součástí nebo přípravků, zalomený tvar páčkového úchylkoměru umožňuje měření na místech nepřístupných pro standartní úchylkoměry, páčkové úchylkoměry mají desetkrát menší měřicí sílu než standartní číselníkové číselníkové úchylkoměry, což umožňuje kontrolu tvarů elastických dílů. Obr. 16: Páčkový úchylkoměr Obr. 9: Korekce naměřené hodnoty v závislosti sklonu měřicího dotyku Pravidla pro práci je-li dotyková páčka rovnoběžná s měřenou plochou, není nutno naměřené hodnoty korigovat. Svírá-li osa páčky s měřenou osou úhel α, je třeba naměřenou hodnotu vynásobit koeficientem cos α.
Příklad: Určete odchylku povrchu při naměřené hodnotě 0,35 mm a úhlu páčky s povrchem α= 30 (cos 30 = 0,866). Korigovaná hodnota = 0,35 0,866 = 0,303 mm Obr. 10: Příklady použití páčkových úchylkoměrů POUŽITÁ LITERATURA 1. JOSEF DILLINGER A KOLEKTIV: MODERNÍ STROJÍRENSTVÍ PRO ŠKOLU A PRAXI, EUROPA SOBOTÁLES 2. ČENĚK NENÁHLO: MĚŘENÍ VYBRANÝCH GEOMETRICKÝCH VELIČIN, ČMS PRAHA 3. KATALOG MAHR, formát pdf 4. KATALOG MITUTOYO, formát pdf