Штангенинструменты

Типы и назначение

К группе штангенинструментов относят измерительные инструменты, основой которых является линейка-штанга, на которой нанесена основная штриховая шкала с интервалом деления 1 мм, и отсчетное приспособление (дополнительная штри­ховая шкала) нониус (рис. 1).

Рис. 1. Штангенциркули (а-в), штангенглубиномер (г), штангенрейсмас (д):
1 — губки для наружных и внутренних измерений; 2 — губки для наружных измерений и разметки; 3 — рамка; 4 — стопорный винт для зажима рамки; 5 — стопорный винт для зажима рамки микрометрической подачи; 6 — рамка микро­метрической подачи; 7 — штанга; 8 — шкала штанги; 9 — гайка и винт микро­метрической подачи; 10 — нониус; 11 — губки для наружных измерений; 12 — губки для внутренних измерений; 13 — линейка глубиномера; 14 —- основание; 15 — хомутик; 16 — измерительная ножка; 17 — разметочная ножка.

В группу штангенинструментов общего назначения входят штангенциркули (ГОСТ 166—80), штангенглубиномеры (ГОСТ 162—80), штангенрейсмасы (ГОСТ 164—80).

Конструктивно штангенциркули различаются по пределам измерения, форме измерительных губок и подвижной рамки, а также по точности измерения. Губки для измерений внутренних размеров могут быть двух вариантов. В штангенциркулях типов ШЦ-1 они имеют ножевидную форму (рис. 1, в), в результате чего сразу мож­но получить измеряемый размер. В типах ШЦ-II и ШЦ-III (рис. 1, а и б) губки вы­полнены ступенчатыми и имеют определенный суммарный размер, который следует прибавлять к отсчитываемому размеру. Для разметки концы измерительных губок штангенциркулей типов ШЦ- II остро заточены. Штангенциркули модели ШЦ- III для этой цели снабжаются съемным разметочным устройством.

Рис. 2. Примеры отсчета показаний по нони­усам штангенинструментов.
Рис. 3. Положение штангенинструментов при отсчете показаний.

Кроме моделей общего назначения инструментальная промышленность по за­казам выпускает ряд моделей штангенциркулей, имеющих дополнительные возмож­ности, например специальные штангенциркули для выполнения разметочных работ (для разметки плоскостей на разных высотах от базового отверстия, для построения углов). Штангенинструменты изготавливаются с величиной отсчета по нониусу (це­ной деления нониуса), равной 0,1 и 0,05 мм. Пределы измерения шкалы нониуса рав­ны цене деления основной шкалы.

При измерениях по положению нулевого штриха нониуса на шкале штанги от­счетом слева направо определяется целое число миллиметров в измеряемом размере (рис. 2). Дробная часть размера (число десятых и сотых долей миллиметра) опреде­ляется произведением величины отсчета по нониусу на порядковый номер штриха нониуса (не считая нулевого), совпадающего со штрихом штанги (рис. 2, а).

На нониусах с величиной отсчета 0,05 мм имеются цифры 25, 50 и 75, обозначаю­щие сотые доли миллиметра. Для ускорения отсчета к этой цифре прибавляется ре­зультат умножения величины отсчета на порядковый номер короткого штриха нони­уса, совпадающего со штрихом штанги, считая его от предыдущего длинного оцифрованного штриха нониуса (рис. 2, б). Конечный результат измерения получа­ется в виде суммы двух величин: целой (целых миллиметров) и дробной (долей мил­лиметра) частей.

Точность измерения штангенинструментами зависит от величины отсчета по но­ниусу и от того, насколько точно найден штрих шкалы нониуса, действительно совпа­дающий со штрихом основной шкалы. Для повышения точности отсчета необходимо, чтобы взгляд был направлен перпендикулярно к плоскости основной шкалы на штан­ге. Искомый совпадающий штрих должен находиться приблизительно посередине между правым и левым глазом, как показано на рис. 3. В противном случае неизбеж­но искажение показаний.

Порядок измерения штангенциркулем.

Перед началом измерений следует произвести проверку штан­генциркуля. В том случае, если инструмент имеет перекошенные губки, игру рамки, забоины, царапины, следы коррозии на рабочих поверхностях, стертые штрихи штан­ги и нониуса, им пользоваться нельзя. Затем необходимо проверить правильность нулевого показания инструмента. При соприкасающихся измерительных губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать, просвет между измерительными поверхностями губок для наружных измерений у исправного инструмента не должен превышать 0,003 мм при величине отсчета по нониусу 0,05 мм и 0,006 мм при величине отсчета 0,1 мм.

Величина просвета определяется визуально по составленному из концевых мер длины образцу просвета. Ее также можно определить при помощи концевых мер длины, разность размеров которых дает значение допускаемого просвета. Например, концевыми мерами длины 1,005 и 1,020 мм измеряется просвет величиной 0,015 мм. Для этого мера 1,005 мм помещается между измерительными поверхностями губок в той стороне, где просвет не наблюдается, а мерой 1,020 мм измеряется значение просвета. Мера 1,020 мм не должна входить в зазор между губками.

Смещение нулевых штрихов шкалы штанги и нониуса не допускается. С целью его устранения нониус у штангенциркулей типов ШЦ-II и ШЦ-III может переме­щаться вдоль рамки, для чего отверстия под крепежные винты делаются эллипсными.

У штангенциркулей типов ШЦ-I и ШЦТ-I с нерегулируемым нониусом, не бывших в эксплуатации, допускается смещение нулевого штриха нониуса относительно нулевого штриха штанги до +0,05 мм; у находящихся в эксплуатации — до —0,10 мм при условии, что погрешность показаний штангенциркуля при поверке не выходит за пределы допускаемого отклонения.

При смещении нулевого штриха нониуса относительно нулевого штриха штан­ги следует произвести переустановку нониуса, для чего необходимо отпустить винты крепления нониуса к рамке, передвинуть нониус в нулевое положение и закрепить винты. Освободив зажимные винты рамки, проверить плавность ее хода — рамка должна перемещаться по штанге свободно, но без качки.

Для измерения штангенциркуль следует взять правой рукой за штангу и, перемещая рамку большим пальцем правой руки за выступ на рамке, развести губки штангенциркуля на размер, несколько больше размера детали (при измерении на­ружных размеров) или же на размер меньше размера отверстия (при измерении внут­ренних размеров). Далее привести измерительные поверхности инструмента в сопри­косновение с измеряемой поверхностью и проверить правильность положения изме­рительных губок относительно измеряемых поверхностей. Нужно следить за тем, чтобы губки штангенциркуля прилегали к измеряемой поверхности по всей длине и не перекашивались. При правильной установке инструмента линия измерения 1 перпендикулярна к оси детали и про­ходит через ее центр, а линия измере­ния 2 перпендикулярна к плоскостям (рис. 4, а, в). Перекос губок и замер по хорде недопустимы: при измерении на­ружных размеров это приведет к уве­личению, а при измерении внутрен­них — уменьшению размеров (рис. 4, соответственно б и г).

Рис. 4. Правильная (а, в, д) и непра­вильная (б, г, е) установка штангенцир­куля при измерениях.

При измерении незакрепленной де­тали левая рука должна находиться за губками и захватывать деталь недалеко от губок (рис. 5); при измерении за крепленной детали левая рука должна слегка прижимать губку штанги к измеряемой поверхности (рис. 6). Правой ру­кой следует держать штангенциркуль за штангу (примерно в горизонтальном поло­жении) и большим пальцем этой руки перемещать рамку за выступ до соприкоснове­ния с измеряемой поверхностью, не допуская перекоса губок и добиваясь нормального измерительного усилия.

Рис 5. Измерение штангенциркулем наружных (а) и внутренних (б) размеров незакрепленной детали
Рис. 6. Измерение штангенциркулем наружных (а) и внутренних (б) размеров закрепленной детали.

Измерительное усилие определяется на ощупь — измерительные поверхности инструмента должны быть прижаты к измеряемой поверхности плотно, вместе с тем должно быть обеспечено их относительное скольжение с легким трением детали о поверхности губок без качания (рис. 7, а, б). При измерении внутреннего диаметра большого размера измерительное усилие проверяется перемещением губок в верти­кальной плоскости. Во избежание перекоса при проверке следует опираться на сред­ние пальцы рук, расположив их возле гу­бок (рис. 7, в).

Рис. 7. Проверка измерительного усилия.

После окончательной установки штангенциркуля большим и указательным пальцами правой руки закрепляется рамка (при необходимости). При этом штанга поддерживается остальными пальцами этой руки, а губки — левой рукой.

Рис. 8. Отсчёт показаний измерений внутренних размеров.

Отсчет показаний производится по основной шкале и нониусу (см. рис. 2). При измерениях внутренних размеров к показаниям штангенциркуля типов ШЦ-II и ШЦ-III прибавляется толщина губок, указанная на них (рис. 8).

При измерении глубины глухих отверстий, пазов, уступов штангенциркулем типа ШЦ-I штанга торцом устанавливается на плоскость детали у измеряемого отверстия или ус­тупа. Нажимом на рамку линей­ка глубиномера перемещается до упора в дно отверстия или усту­па. Необходимо при этом сле­дить, чтобы линейка глубиноме­ра была перпендикулярна к поверхностям, между которыми измеряется глубина (см. рис. 4, д). При отклонении глубино­мера от этого направления изме­ренный размер будет больше действительного (рис. 4, е). При выполнении разметочных работ для точной установки размера пользуются микрометрической подачей. Для этого приблизительно устанавливается размер пере­мещением рамки, затем закрепляется рамка микрометрической подачи при помощи стопорного винта. При вращении гайки микрометрической подачи большим и указательным пальцами правой руки осуществляется точная установка рамки с нониусом (рис. 9). При этом левой рукой поддерживают губку штанги. После окончательной установки инструмента стопорят рамку.

Рис. 9. Перемещение рамки с помощью микрометрической подачи.

Порядок измерения штангенглубиномером.

Перед выполнением измерений проверяется правильность нулевого показания. При первом способе проверки штангенглубиномер опорной плоскостью основания устанавливается на поверочную плиту, затем торец штанги сопри­касается с плитой (рис. 10, а). При втором — измерительные поверхности основания и штанги соприкасаются с ребром ле­кальной линейки (рис. 10, б). Нуле­вые штрихи основной шкалы и нониу­са должны совпадать. При смещении нулевых штрихов нониуса и штанги следует произвести переустановку но­ниуса (см. измерение штангенцирку­лем).

Рис. 10. Проверка нулевого показания штангенглубиномера (а, б) и измерение штангенглубиномером (в).

Для выполнения измерений опорная плоскость основания устанавливается на базовую плоскость детали и плотно прижимается левой рукой. Затем штан­га правой рукой опускается в отверс­тие или паз, глубину которых требуется измерить, до соприкосновения торцом с дном отверстия (рис. 10, в). Отсчет показаний производился так же, как у штангенциркуля.

Порядок измерения штангенрейсмасом.

К губке рамки при помощи хомута крепится сменная ножка (см. рис. 1): острозаточенная 17, предназначенная для разметочных работ, или из­мерительная 16. Нижняя плоская измерительная поверхность ножки служит для на­ружных измерений, острое ребро.

Правильность нулевой установки штангенрейсмаса проверяется по совпадению нулевых штрихов шкал штанги и нониуса при опускании рамки до соприкосновения изме­рительной или разметочной ножек с поверочной плитой (при пределах измерения 0—250 мм) или с поверхностью установленной на плиту плоскопараллельной конце­вой меры, длина которой соответствует нижнему пределу измерения штангенрейсмаса (рис. 11, а).

Если нулевые штрихи нониуса и штанги не совпадают, то необходимо освободить винты, крепящие нониус, передвинуть нониус в нулевое положение, после чего за­крепить винты. Для измерений с помощью штангенрейсмаса деталь и инструмент устанавлива­ются на поверочной плите, левой рукой основание штангенрейсмаса прижимается к плите, а правой рукой осторожно доводится измерительная ножка до соприкоснове­ния с измеряемой поверхностью (рис. 20, б). После этого рамка закрепляется стопорным винтом. Измеряемый размер определяется по основной шкале и нониусу.

Рис. 11. Проверка нулевого показания штангенрейсмаса (а), измерение (б) и разметка (в) с помощью штангенрейсмаса.

При измерениях внутренних размеров к показаниям шкалы необходимо прибав­лять толщину измерительной ножки (размер маркирован на ножке). Для разметки разметочная ножка устанавливается с помощью микрометриче­ской подачи на заданный размер. Затем при легком прижиме основания штангенрейс­маса к поверочной плите правой рукой перемещается штангенрейсмас вдоль разме­чаемой детали и острием разметочной ножки прочерчивает линию (рис. 11, в).

Правила эксплуатации и хранения измерительных средств

Для обеспечения высокой точности и надежности измерительных средств необхо­димо выполнять определенные правила их хранения и эксплуатации. После длитель­ного хранения измерительных приборов перед началом измерений необходимо уда­лить защитную смазку и пыль со всех наружных поверхностей прибора слегка смоченной в чистом авиационном бензине тканью, затем протереть поверхности чистой сухой салфеткой из мягкой льняной или хлопчатобумажной ткани. Необходимые сменные измерительные стержни, установочные образцы (калибр-кольцо, блок кон­цевых мер с боковиками и т. п.) следует промыть в чистом авиационном бензине и тща­тельно протереть измерительные поверхности чистой салфеткой из мягкой хлопча­тобумажной или льняной ткани. При промывке следует пользоваться маслобензостойкими перчатками. При небольших перерывах в работе ограничиваются протир­кой измерительных поверхностей прибора чистым сухим полотенцем или салфеткой из мягкой ткани. Промывка должна выполняться в специальном помещении, обору­дованном вытяжным шкафом, с включенной вентиляцией. В помещении, где произво­дится промывка, запрещено пользоваться открытым огнем, курить, а также приме­нять электронагревательные приборы, пылесосы и полотеры. Измеряемые детали также должны тщательно протираться, очищаться от масла и абразивной пыли. При измерении не допускается попадание на приборы эмульсии, масла, абразивной пыли, стружки. Измерение следует выполнять чистыми, сухими руками.

Не следует прикасаться пальцами к поверхности линз оптических приборов во избежание их загрязнения. Для очистки внешних поверхностей линз надо первона­чально удалить пыль очень мягкой кисточкой, хорошо промытой в эфире. Если после удаления пыли поверхность линз все еще остается недостаточно чистой, то ее нужно протереть мягкой, много раз стиранной (в последний раз без мыла) полотняной сал­феткой, слегка смоченной бензином или эфиром.

В перерыве между измерениями инструменты должны лежать на сухой чистой по­верхности; не рекомендуется их класть на металлические поверхности станков.

Перед измерением производится проверка нулевого показания прибора. Измери­тельные головки приборов должны крепиться надежно, но без перетяга, чтобы не было заклинивания измерительного стержня. Нельзя поворачивать измерительную головку, когда она закреплена в стойке; для поворота головка должна быть осво­бождена. При установке в стойку пружинную и пружинно-оптическую головки сле­дует держать за корпус. Прикасаться к гильзе прибора не рекомендуется, так как после этого необходима длительная температурная стабилизация. Установка головки должна производиться осторожно без ударов, особенно по измерительному стержню.

Лампу осветителя оптических приборов необходимо включать за 20—30 мин до начала работы.

При измерении необходимо осторожно касаться детали измерительными поверх­ностями прибора, не применяя усилий. Для исключения ударов в конце хода реко­мендуется измерительный стержень придерживать рукой или арретиром. Не допуска­ется проводить измерительными поверхностями прибора по измеряемой детали или протаскивать деталь, если не отведена арретиром подвижная пятка.

При снятии и установке измерительный наконечник следует перемещать только вдоль оси измерительного стержня пружинных головок, во избежание поврежде­ния пружинной подвески не допускается поворот наконечника.

Измерение деталей запрещается производить при включенном станке. Это опас­но для рабочего и вызывает ускоренный износ измерительных поверхностей.

При измерении микрометрическими инструментами необходимо соблюдать сле­дующие правила: не пользоваться микрометром с застопоренным микрометрическим винтом как жесткой скобой; не забывать перед вращением микрометрического винта ослаблять стопор, чтобы не вызвать чрезмерный износ и деформацию резьбы винта; измерение производить всегда с помощью трещотки, медленно и равномерно вращая ее (вращение барабана допускается только для предварительного подвода микромет­рического винта к детали).

При применении штангенинструментов микрометрической подачей следует поль­зоваться только при установке разметочных губок на размер. В случае измерения внутренних размеров не следует базироваться на опорные поверхности губок штанген­циркуля. Не рекомендуется производить измерения разметочными губками штанген­циркуля.

После окончания измерений приборы необходимо тщательно протереть сухой мягкой тканью, затем масляной тряпкой и уложить в футляр.

Для длительного хранения прибора производится его консервация: измеритель­ные и другие поверхности, подлежащие защите, очищаются тканью, смоченной в бен­зине, тщательно протираются сухой мягкой тканью, смазываются антикорро­зионным составом и укладываются в футляр.

Хранить измерительные инструменты следует в футляре в сухих отапливаемых помещениях при температуре воздуха от +10 до +35 °C и относительной влажности не более 80 %. Воздух в помещении не должен содержать примесей агрессивных га­зов.