Как определяется класс точности набора плоскопараллельных концевых мер длины
Перейти к содержимому

Как определяется класс точности набора плоскопараллельных концевых мер длины

  • автор:

Как определяется класс точности набора плоскопараллельных концевых мер длины

Концевые меры длины (КМД) — виды, применение, классы, наборы

КМД

Концевые меры длины КМД

Концевые меры длины представляют собой параллелепипеды, выполненные из керамики или высоколегированной стали определенного размера. Изделия упаковывают в пластиковые или деревянные футляры таким образом, чтобы каждая плитка находилась своем месте – под указателем с номинальным размером.

Применение концевых мер длины

Сфера применения КМД достаточно широка, они используются везде, где необходимо соблюдать высокую точность размеров — настройка станков, проведение разметочных работ, проверка контрольно-измерительных средств, обеспечение точности приборов измерения и т.д.

Соединяя плитки между собой можно получить требуемый размер с достаточной для контроля точностью. Благодаря полированной поверхности плитки хорошо притираются между собой, образуя одно целое и выдерживая достаточно большие нагрузки. Для набора больших длин следует использовать специальные стяжки для крепления.

Другое название концевых мер длины – плитки Иогансона. В 1900 году шведская фирма «Иогансон» впервые представила на всемирной выставке стальные параллелепипеды в качестве эталонных мер длины.

Классы точности и поверка

После изготовления меры подвергаются обязательной поверке и маркировке. Любые отклонения в размерах должны вписываться в разрешенные ГОСТом рамки.

Выделяют несколько классов точности:

· класс 2 – рабочие эталоны, предназначенные для калибровки приборов, настройки лабораторного оборудования и станков;

· класс 1 – используются в промышленных лабораториях и на участках контроля для проверки калибр-скоб, измерения инструментов;

· класс 0 – содержит эталонные меры, которые используются только в контролируемой среде, как правило, для создания высокоточных измерительных приборов;

· класс К – представляет собой меры для калибровочных лабораторий, они могут использоваться в качестве эталонных для других КМД.

Несмотря на то, что меры стали известны еще в 1900 году, изобретателю потребовалось более 10 лет упорной работы, чтобы довести их до совершенства и начать изготовление фабричным способом.

Маркировка на наборах концевых мер должна содержать номер набора, товарный знак и класс точности. Все меры имеют срок службы (от 6 до 15 месяцев), длительность которых зависит от материалов, выбранных для изготовления плиток.

Виды и особенности концевых мер

КМД делятся на 2 типа:

1. Рабочие — используются для регулировки и настройки измерительных приборов и станков, проведения особо точных разметочных работ. Рабочие меры в свою очередь подразделяются по классам точности, которые показывают насколько действительный размер меры отличается от номинального.

2. Образцовые меры предназначены для передачи размера эталона концевым мерам меньшей точности, а также поверки и градуировки измерительных приборов. Такие меры делятся на 4 разряда, каждый из которых показывает величину допустимой погрешности при аттестации КМД.

Плитки Иогансона не переносят колебания температур, поэтому в помещениях, где их изготавливают, используют нагревательные и охлаждающие установки для поддержания температуры в 20° Ц. Колебания в 1° может привести к отклонению в размерах меры, поэтому измерение температуры осуществляется с точностью до 0,01°.

Для защиты КМД, используемых непосредственно при проведении измерений, рекомендуется применять защитные концевые меры длины в качестве крайних элементов в блоках. Это делается для того, чтобы предотвратить преждевременный износ брусков при соприкосновении с объектом измерения.

Комплектность наборов КМД

Номинальное значение длины мер (мм)

Плоскопараллельные концевые меры длины (ГОСТ 9038-83)

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

  • Согласно ГОСТ 9038-83 концевые меры длины (сокр. КМД) выполняются в форме прямоугольного параллелепипеда с двумя взаимнопараллельными плоскими измерительными поверхностями. хранение и передача единицы длины;
  • поверка калибров;
  • градуировка и поверка различных мер и средств измерений;
  • разметочные и координатно-расточные работ высокой точности;
  • определение размеров приспособлений и изделий;
  • наладка станков, инструментов и др.

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.

Разряды 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.

Блоки КМД

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.

Материал КМД

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.

Источник: Зайцев С. А., Грибанов Д. Д., Толстов А. Н. Контрольно-измерительные приборы и инструменты. — Академия, ПрофОбрИздат, — 2002, с.465

  • Средства индивидуальной защиты
  • Дезинфицирующие средства
  • Алмазный инструмент
  • Деревообрабатывающий инструмент
  • Измерительный инструмент
  • Камнеобрабатывающий инструмент
  • Металлорежущий инструмент
  • Метчики и плашки профессиональные
  • Оборудование и спецодежда
  • Оснастка и приспособления
  • Пневматический инструмент
  • Рекомендуем
  • Сверла
  • Слесарно-монтажный инструмент
  • Строительный инструмент
  • Фрезы по металлу
  • Хозяйственный инструмент
  • Шлифовальный инструмент
  • Электроинструменты

Набор концевых мер длины КМД №10 кл. 1

Набор концевых мер длины КМД №10 кл. 1

Плоскопараллельные концевые меры длины выпускаются наборами в соответствии с ГОСТом №9038-90 и используются при необходимости отстройки или регулирования приборов для измерений, а также при непосредственном измерении контролируемых размеров. Кроме этого, набор плоскопараллельных концевых мер применяется как единый эталон размера основных единиц длины.

Предназначены для использования в качестве:

рабочих мер для регулировки и настройки показывающих измерительных приборов и для непосредственного измерения линейных размеров промышленных изделий;

образцовых мер для передачи размера единицы длины от первичного этапа концевым мерам меньшей точности и для поверки и градуировки измерительных приборов.

Изготавливаются из стали или твердого сплава. Номера наборов, число мер в наборах, номинальные значения длин мер и их градация, классы точности указаны в таблице.

Плоскопараллельные концевые меры длины выпускаются специальными наборами в соответствии с ГОСТом №9038 и используются при необходимости отстройки или регулирования приборов для измерений, а также при непосредственном измерении контролируемых размеров. Кроме этого, набор плоскопараллельных концевых мер применяется как единый эталон размера основных единиц длины в соответствии с требуемой точностью, которая определяет поле допуска погрешности.

Для изготовления таких измерительных приспособлений используют сталь или твердый сплав, все характеристики каждого набора зафиксированы в соответствующих таблицах, которые подлежат точному соблюдению. Нередко при помощи концевых мер длины происходит настройка станков и приспособлений, особо точных разметочных устройств, приборов и так далее.

Наименование СИ Набор концевых мер длины КМД №10 кл. 1 Тип мера длины концевая стальная КМД №10 Производитель КРИН Класс точности СИ кл. 1

1. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.2. Для концевых мер, находящихся в эксплуатации (в том. числе выпускаемых после ремонта), устанавливают дополнительные классы точности 4 и 5.

1.2.1. Отклонения длины концевых мер от номинальной при температуре 20 °С и отклонения от плоскопараллельности для концевых мер классов точности 4 и 5 не должны превышать значений, указанных в табл. 1.

Номинальные значения длины концевых мер, мм

Допускаемые отклонения, мкм, для классов точности

длины концевой меры от номинального значения, ±

длины концевой меры от номинального значения, ±

1.2.2. По притираемости концевые меры классов точности 4 и 5 должны удовлетворять следующим требованиям: они должны притираться к плоской стеклянной пластине всей измерительной поверхностью без интерференционных полос, допускаются оттенки в виде желтых пятен, наблюдаемых в белом свете. Для концевых мер класса точности 5 допускаются оттенки любого цвета по краям измерительных поверхностей на расстоянии до 1,5 мм от баковых граней.

Разряд образцовой концевой меры

Класс точности по

отклонению длины от номинального значения

отклонению от плоскопараллельности

Номинальное значение длины концевой меры L , мм

Пределы допускаемых погрешностей измерения длины, мкм, ±

Допускаемое отклонение от плоскопараллельности, мкм

Пределы допускаемых погрешностей измерения длины, мкм, ±

Допускаемое отклонение от плоскопараллельности, мкм

Пределы допускаемых погрешностей измерения длины, мкм, ±

Допускаемое отклонение от плоскопараллельности, мкм

Пределы допускаемых погрешностей измерения длины, мкм, ±

Допускаемое отклонение от плоскопараллельности, мкм

Пределы допускаемых погрешности измерения длины, мкм, ±

Допускаемое отклонение от плоскопараллельности. мкм

1.3. Образцовые концевые меры различных разрядов должны соответствовать по притираемости, отклонению длины от номинального значения и отклонению от плоскопараллельности классам точности, не ниже указанных в табл. 2.

1.4. Пределы доверительной погрешности измерений длины образцовых концевых мер 1 — 5-го разрядов, рассчитанные по формулам, приведенным в п. 1.1.1, и допускаемые отклонения от плоскопараллельности для этих концевых мер приведены в табл. 3.

1.5. Для отнесения концевых мер к классам точности их длины должны быть измерены с погрешностью не более установленной для разрядов образцовых концевых мер, указанных в табл. 4.

Поверка с погрешностью, установленной для разрядов концевых мер с номинальной длиной

Св. 100 до 1000 мм

1.6. Изменение длины концевых мер вследствие нестабильности материала в течение года не должно превышать для разряда, мкм:

где L — длина концевой меры, м.

2. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в табл. 5.

Обязательность проведения операций при

выпуске из производства

выпуске из ремонта

1. Внешний осмотр

2. Проверка притираемости к вспомогательной стеклянной пластине (по наличию интерференционных оттенков в белом свете); друг к другу (по усилию сдвига)

3. Определение отклонения длины от номинальной

4. Определение срединной длины (справочное приложение)

5. Определение отклонения от плоскопараллельности

6. Определение отклонения от плоскостности измерительных поверхностей в непритертом состоянии

7. Определение твердости измерительных поверхностей

8. Определение температурного коэффициента линейного расширения

9. Определение степени пористости измерительных поверхностей концевых мер из твердого сплава

10. Определение шероховатости поверхностей:

11. Определение размеров поперечного сечения

12. Определение отклонений от перпендикулярности:

нерабочих поверхностей относительно измерительных поверхностей;

нерабочих поверхностей между собой

13. Определение отклонения от плоскопараллельности нерабочих поверхностей

14. Определение изменения длины концевых мер вследствие нестабильности материала в течение года

1. Буква В означает, что данная операция поверки производится выборочно для отдельных концевых мер в порядке, установленном предприятием-изготовителем.

2. При выпуске из производства образцовых концевых мер определение срединной длины обязательно

3. Определение изменения вследствие нестабильности материала концевых мер, находящихся в эксплуатации, производится только для образцовых.

4. Допускается не проверять притираемость образцовых концевых мер 4 и 5-го разрядов специальных наборов № 21 и 22, находящихся в эксплуатации и не предназначенных для притирания к ним других концевых мер.

5. Допускается поверка отдельных концевых мер, а также периодическая поверка некомплектных наборов при условии, что они могут быть применены в соответствии с их назначением.

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия.

Номинальные значения нормальных влияющих величин при поверке концевых мер: температура 20 °С: атмосферное давление 101325 Па (760 мм рт. ст.) и давление водяных паров в воздухе 1333 Па (10 мм рт. ст.) — только для образцовых концевых мер длины 1-го разряда.

Положение концевых мер длиной до 100 мм — вертикальное и горизонтальное; длиной свыше 100 мм — горизонтальное. Концевая мера должна быть установлена узкой боковой поверхностью на двух опорах, расположенных на расстоянии 0,211 L от концов меры (L — длина концевой меры, м).

Дополнительные усилия, влияющие на длину и плоскопараллельность концевой меры, должны быть исключены.

3.2. При несоответствии условий поверки номинальным значениям нормальных влияющих величин в полученный результат должны быть внесены соответствующие поправки.

3.2.1. Пределы нормальной области изменений температуры при измерении концевых мер приведены в табл. 6.

Разряд образцовый концевых мер

Метод и средство поверки

Длина концевых мер, поверяемых данным методом, мм

Допускаемое отклонение температуры от 20 °С

при измерениях, ± °С

концевых мер номинальной длиной, мм

Интерференционный метод измерения длины, интерферометр типа Кестерса

Интерференционный метод измерения длины, горизонтальный интерферометр ИКМД 1200

Метод сравнения длины концевых мер с образцовыми концевыми мерами 1-го разряда: интерферометр типа Кестерса

Интерферометр двойной экранный вертикальный контактный модели 272 с ценой деления 0,02 мкм

оптико-механическая машина типа ИЗМ с трубкой контактного интерферометра ИКПВ с ценой деления не более 0,1 мкм

Метод сравнения длины концевых мер с образцовыми концевыми мерами не ниже 2-го разряда:

плоские стеклянные пластины нижние и верхние;

индуктивная двухконтактная установка модели 70701

интерферометр типа ИКПВ с ценой деления 0,05 мкм

интерферометр типа ИКПГ с ценой деления 0,05 и 0,1 мкм

оптикатор типа 01П

оптико-механическая машина типа ИЗМ

Метод сравнения длины концевых мер с образцовыми концевыми мерами 3-го разряда:

интерферометр типа ИКПВ с ценой деления 0,1 мкм

оптикатор типа 01П пружинные измерительные головки типа 01ИГП

оптиметр вертикальный с ценой деления 0,2 мкм

индуктивная двухконтактная установка модели 70701

автомат для поверки концевых мер АПМ-100

Горизонтальный оптиметр с ценой деления 1,0 мкм

машина типа ИЗМ

Метод сравнения длины концевых мер с образцовыми концевыми мерами не ниже 4-го разряда:

оптикаторы типа 02П, 05П;

вертикальный оптиметр с ценой деления 0,2 мкм;

с ценой деления 1,0 мкм;

индуктивная двухконтактная установка модели 70701;

автомат для поверки концевых мер АМП-100;

горизонтальный оптиметр с ценой деления 1,0 мкм;

машина типа ИЗМ

Примечание. Допускается применение средств поверки, не указанных в табл. 6, при условии, что они обеспечивают точность измерений, установленную для образцовых концевых мер.

При абсолютном интерференционном методе результат измерений длины концевой меры всегда приводят к нормальной температуре (20 °С).

При измерениях методом сравнения стальных концевых мер с твердосплавными в полученный результат должны быть внесены поправки на ‘воздействие влияющих величин.

3.2.2. Влияние составляющих, вызванных отклонением установленных значений атмосферного давления и давления водяных паров от номинальных, учитывают только при измерениях концевых мер абсолютным интерференционным методом.

3.2.3. Расчеты поправок каждой влияющей величины приведены в НТД на методики поверки образцовых и рабочих концевых мер, соответствующих разрядов и классов точности.

4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

4.1. Измерения длины и отклонений от плоскопараллельности образцовых концевых мер длины 1-го разряда должны производиться абсолютным интерференционным методом; образцовых концевых мер длины 2, 3, 4 и 5-го разрядов — методами сравнения с образцовыми концевыми мерами вышестоящего разряда.

Допускается измерять образцовые концевые меры 2-го разряда абсолютным интерференционным методом.

4.2. Измерение длины и отклонений от плоскопараллельности образцовых концевых мер из твердого сплава рекомендуется производить по образцовым концевым мерам из твердого сплава методом сравнения.

4.3. При проведении операций поверки 2, 3, 4, 5 и 6 табл. 5 для образцовых концевых мер 1 и 2-го разрядов следует применять нижние плоские стеклянные пластины класса точности 1 по ГОСТ 2923-75. Кроме того, при проведении операций 4 и 5 для образцовых концевых мер 1-го разряда рекомендуется применять пластины, изготовленные из того же материала и с тем же качеством поверхности, что и концевые меры. Если концевые меры притирались к стеклянной пластине, то в результате измерений вводят поправку на разнородность материалов измерительных поверхностей.

При проверке притираемасти концевых мер друг к другу усилие сдвига определяют при помощи динамометра по ГОСТ 13837-79.

4.4. Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей концевых мер в непритертом состоянии определяют для концевых мер длиной от 0,6 до 3,0 мм бесконтактным интерференционным методом или контактным методом на измерительных приборах с малым измерительным усилием до 150 сН (например, микаторах, индуктивных датчиках), или при помощи плоских стеклянных пластин.

4.5. Выбор метода и средств для определения срединной длины (см. приложение), отклонения от номинальной длины и отклонения от плоскопараллельности концевых мер должен производиться в соответствии с указаниями табл. 6.

4.6. Твердость измерительных поверхностей концевых мер определяют при помощи твердомеров для металлов по ГОСТ 23677-79.

4.7. Шероховатость измерительных поверхностей определяют при помощи микроинтерферометра типа МИИ-4 и других приборов для измерения шероховатости поверхностей ГОСТ 19299-73, ГОСТ 19300-73, шероховатость нерабочих поверхностей концевых мер определяют при помощи образцов сравнения шероховатости поверхностей ГОСТ 9378-75 или образцов с параметром шероховатости Ra = 0,63 мкм

4.8. Степень пористости и максимальный размер пор на измерительных поверхностях концевых мер из твердого сплава определяют на аттестованном в качестве средства измерения микроскопе МИМ 7 или универсальных измерительных микроскопах по методике, установленной ГОСТ 9391-80.

4.9. Температурный коэффициент линейного расширения концевых мер или специальных образцов, изготовленных из того же материала, определяют на дилатометрах типа Шовенара, ДКВ-1, ДКВ-4, ДКВ-5а в интервале температур 10 — 30 °С.

4.11. Отклонения от перпендикулярности нерабочих поверхностей относительно измерительных поверхностей концевых мер и нерабочих поверхностей между собой определяют при помощи автоколлимационных приборов или универсальных измерительных средств (угломеров, индикаторных головок и др.).

4.12. Заключение об изменении длины концевых мер вследствие нестабильности материала производят по результатам периодических поверок длины в течение двух и более лет.

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

5.1. На наборы плоскопараллельных концевых мер длины (или отдельные концевые меры), признанные годными при поверке органами Госстандарта СССР, выдают свидетельства установленной формы.

5.1.1. В свидетельстве о поверке образцовых концевых мер длины должны указываться следующие данные: наименование предприятия-изготовителя; номер набора; наименование предприятия, представившего набор концевых мер в поверку; разряд; номинальная длина и результаты измерений: срединная длина в миллиметрах или отклонение срединной длины от номинального значения в микрометрах; дата составления свидетельства.

5.1.2. Результаты измерений, приведенные в свидетельстве, следует округлить согласно указаниям табл. 7.

Разряд образцовых концевых мер

Округление результатов измерений для номинальных длин мер, мкм

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *