Открытое занятие Универсальные средства измерений

Проект урока

Преподаватель: Кашникова Лидия Григорьевна

Дисциплина: Метрология, стандартизация и сертификация

Специальность: 151001 Технология машиностроения

Группа: 09-22 ТМ 3 курс

Дата проведения: 20.03.2012

Тема: Универсальные средства технических измерений

Вид занятия: урок.

Тип урока: комбинированный

Цели урока:

Образовательные:

• способствовать:

- усвоению новых знаний об измерительных инструментах;

- формированию умений и навыков овладения средствами измерения;

- умению применять полученные знания на практике.

Воспитательные:

- содействовать формированию интереса к изучаемому предмету, показать необходимость глубокого, сознательного усвоения специальных и общенаучных знаний для будущей профессиональной деятельности;

-способствовать воспитанию культуры общения, поведения, умения работать в команде.

Развивающие:

• способствовать:

- развитию чувства самоконтроля и ответственности за результаты своей деятельности;

- получению чувства удовлетворенности от результата своего труда.

Межпредметные связи: Инженерная графика, Технологическое оборудование отрасли, Технология машиностроения, Технологическая оснастка, Машиностроительное производство, Программирование

Квалификационные требования:

Студенты должны:

• иметь представление

- об обеспечении качества измерительного оборудования и управлении измерительными процессами;

• знать:

- средства измерения;

- погрешности измерения;

• уметь:

- выбирать средства измерения;

- рассчитывать погрешность измерения.

Раздаточный материал:

1.Схемы и таблицы.

2. Материалы для опорного конспекта.

3. Измерительные инструменты.

4.Детали для измерения.

ТСО:

1. Мультимедийный проектор.

2. ПК.

Литература:

1 Никифоров А.Д, Бакиев Т.А. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие М.: Высшая школа. 2003, 422 с

2 Белкин И.М. Допуски и посадки. М.: Машиностроение. 1992, 528 с.

Содержание урока

Ход урока

Теоретическое обоснование

деятельности преподавателя

Прогнозируемая деятельность студентов

Время, мин

1. Организацион

ный момент

Цель - психологический настрой студентов на плодотворную работу на уроке, включение их в учебную деятельность.

Приветствие студентов, проверка явки и готовности к уроку.

Доброжелательный настрой студентов, готовность к уроку, включение в деятельность

2

2. Контроль выполнения домашнего задания

Выявление уровня усвоения студентами ранее изученного материала путем группового устного опроса (по цепочке)

Отвечают на вопросы по материалам домашнего задания.

10

3. Актуализация опорных знаний

Выявление уровня подготовленности студентов для изучения новой темы; взаимосвязь новой темы с другими дисциплинами, включение студентов в совместную деятельность

Вспоминают ранее изученный материал, выводят связь с другими дисциплинами, отвечая на вопросы преподавателя, включаются в совместную работу

5

4. Мотивация учебной деятельности студентов

Сообщение значимости темы для дальнейшего изучения дисциплины, для профессиональной деятельности

Понимание значимости изучаемой темы

3

5. Сообщение темы, плана и цели урока

Сообщение темы занятия через мультимедийный проектор. Преподаватель фиксирует цели и задачи в процессе работы. Работа снабжена слайдами, иллюстрациями

Знакомство с темой, целями, планом.

Студенты записывают тему и план урока в тетрадь

3

6. Изложение нового материала

Обеспечение восприятия, осмысливания, запоминания изучаемого материала студентами. Презентация преподавателя помогает сосредоточить внимание студентов на ключевых моментах учебного материала.

Для более глубокого изучения темы преподаватель предложил студентам заранее подготовить доклады.

Преподаватель подводит студентов к выполнению практического задания.

Создаются условия для выполнения практического задания.

По результатам работы преподаватель подводит студентов к самостоятельным выводам.

Студенты смотрят слайды, воспринимают, осмысливают, запоминают и фиксируют важные моменты в тетради.

Слушают объяснения, отвечают на поставленные вопросы.

Студенты, получившие опережающее задание, представляют свои доклады.

Студенты самостоятельно выполняют практическое задание, заполняют таблицу, анализируют и делают выводы.

55

7. Обобщение и систематизация изучаемого материала

Обобщение и закрепление изученного материала путем беседы по ключевым вопросам новой темы.

Обобщают и закрепляют изученный материал, отвечают на поставленные вопросы

7

8. Подведение итогов. Оценка деятельности студентов

Психологическая разгрузка студентов; констатация достижения поставленных целей

Выражают свое мнение о занятии, о значимости изученного материала в будущей профессиональной деятельности

3

9. Сообщение домашнего задания

Сообщение домашнего задания: проработать конспект, решить задачи, подготовиться к лабораторной работе.

Студенты записывают домашнее задание

2

Для этого урока необходимо вспомнить некоторые моменты из предыдущих тем.

В качестве домашнего задания были заданы вопросы, на которые студенты должны были подготовить ответы. Вся группа поделена на 2 подгруппы. В каждой группе выбран старший. Предлагается следующая схема опроса. Студент из 1 подгруппы задает вопрос любому студенту из второй. Студент из 2 отвечает, а затем задает вопрос студенту из первой, и так пока каждый студент не ответит на поставленный вопрос. Если же у студента возникает затруднение в ответе, ему помогает бригадир (старший подгруппы). Первый вопрос задает преподаватель

Предполагаемые вопросы и ответы.

Вопросы

Предполагаемые ответы

1 Что такое метрология

Это наука об измерениях и средствах измерения

2 Средство измерения

Это устройства, способные в процессе измерения выявить числовое значение величины измеряемого размера.

3 На какие группы подразделяются средства технических измерений.

Средства технических измерений подразделяются на три основные группы: меры, калибры, универсальные средства измерения и измерительные приборы,

4 Что такое мера

Мера представляет собой средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. К мерам относятся плоскопараллельные меры длины (плитка) и угловые меры.

5 Что такое калибры

Калибры представляют собой устройства, предназначенные для контроля и нахождения в заданных границах размеров, взаимного расположения поверхностей и формы деталей. К ним относятся гладкие предельные калибры ( скобы и пробки). Резьбовые калибры (резьбовые кольца, резьбовые пробки)

6 Прямое измерение

Значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству

7 Косвенное измерение

Искомое значение величины определяют пересчетом результатов прямых измерений, связанных с искомой определенной зависимостью

8 Метод сравнения с мерой

Величина измеряемой детали сопоставляется с величиной образцовой детали или мерой, которые не входят в конструкцию применяемого средства измерения.

9 Погрешность измерения

Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

10 Точность измерения

Свойство качества измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

11 Что такое шкала

Это ряд штрихов или точек и проставленных около них последовательно расположенных чисел

12 Что цена деления

Это разность между двумя значениями шкалы

13 Что такое измерение

Нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных средств измерений.

14 Что изучает метрология

Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства к требуемой точности

15 Метрологические характеристики средств измерений

Шкала, цена деления шкалы, чувствительность прибора, длина деления шкалы, диапазон измерения, точность прибора.

16 Действительные размер

Это размер, который получается измерением

17 Номинальный размер

Это тот который указывается на чертеже

18 Измерительные приборы и инструменты

Это средства измерения, способные выработать показания - числовую измерительную информацию - в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

19 Диапазон показаний

Область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значением шкалы

Преподаватель слушает, контролирует, помогает. Оценивает ответы студентов.

АКТУАЛИЗАЦИЯ. Преподаватель обобщает прозвучавшую информацию. Делает акцент на уровне усвоения изученного материала. Подчеркивает ключевые моменты.

МОТИВАЦИЯ. Метрология - область знаний и вид деятельности, связанные с измерениями. Измерить - значит сравнить действительный размер изделия с величиной, принятой за единицу измерения.

Важную роль в обеспечении качества и конкурентоспособности продукции играет контрольно-измерительная техника, в которой особое место занимают средства измерения для контроля различных деталей, узлов и механизмов машин.

Наука начинается с тех пор, как начинают измерять.

Точные науки немыслимы без меры. (Д.И.Менделеев)

Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с некоторыми самыми простыми средствами технических измерений.

Переходим к изучению нового материала

2 Операционно-исполнительная часть

Преподаватель рассказывает (студенты слушают). На экране появляются слайды.

Преподаватель предлагает студентам записать тему урока.

Универсальные средства измерения предназначены для определения действительных размеров различных деталей. Этим они и отличаются от калибров, которые служат для определения только предельных размеров. Любое универсальное измерительное средство характеризуется назначением, принципом действия, (т. е физическим принципом, положенным в основу его построения), особенностями конструкции и метрологическими характеристиками.

Универсальные средства измерения подразделяются на пять разновидностей: бесшкальные инструменты, штангенинструменты, микрометрические инструменты, измерительные головки, зубчато-рычажные приборы.

План нашего урока:

1 Бесшкальные инструменты.

2. Штангенинструменты.

3.Микрометрические инструменты.

4. Рычажно-зубчатые приборы.

Преподаватель предлагает записать план в тетрадь. На экране слайды. Преподаватель продолжает.

Начнем изучение с бесшкальных инструментов. К ним относятся лекальные и поверочные линейки (ГОСТ 8026-92), синусные линейки (ГОСТ 4046-80), шаблоны резьбовые (ГОСТ 519-77), шаблоны радиусные (ГОСТ 4126-82), щупы (ГОСТ 882-75), угольники и уровни поверочные (ГОСТ 3749-77), поверочные плиты (ГОСТ 10905-86) образцы шероховатости поверхности (ГОСТ 9378-93)

Линейки лекальные предназначены для проверки прямолинейности методом световой щели «на просвет» и применяется при лекальных, слесарных и контрольных операциях. Линейки изготавливаются из закаленной высококачественной стали, имеют в сечении квадрат или треугольник. В каждой из сторон по всей длине выполнена выемка. Поверхности, образующие грани, доведены по точности. Длина линейки составляет 200, 300 мм. Линейки выпускаются двух классов точности 0 и 1. Допускаемые отклонения от прямолинейности при классе точности 0 составляет 1,6 мкм, при классе точности 1 составляет 2,5 мкм.

Линейка лекальная типа ЛЧ-0-200.

Линейка лекальная типа ЛТ-1-300

Линейка лекальная типа ЛД-0-200.

Рисунок 2.1 Линейки лекальные

Рисунок 2.2 Измерение лекальной линейкой

Линейка лекальная с двусторонним скосом применяется для измерения и прямолинейности и плоскостности. Расположенные с двух сторон под углом доведенные поверхности образуют рабочую грань ножевидной формы. С одной стороны лекальная линейка срезана под углом для удобства контроля в труднодоступных местах. Линейки оснащены теплоизолирующими накладками. Длина линейки 80, 125, 200, 300 мм. Допускаемые отклонения от прямолинейности при классе точности 0 составляет 0,6 мкм, плоскостности 1,6 мкм; при классе точности 1 от прямолинейности 1,6 мкм, от плоскостности 2,5 мкм.

Линейки поверочные предназначены для контроля плоскостности и угла пересекающихся поверхностей методом «на краску» и по величине отклонений - определяют величины зазоров.

Рисунок 2.3 Линейки поверочные. Пример измерения

Плиты поверочные и разметочные ГОСТ 10905-86 предназначены для контроля плоскостности по методу «пятен на краску» и «линейных отклонений», для точных разметочных работ и в качестве опорных и установочных поверхностей при сборке различных машин и агрегатов.

Рисунок 2.4 Поверочные и разметочные плиты

Щупы предназначены для контроля зазоров между двумя поверхностями контактным методом. Щупы представляет собой стальную пластину определенной толщины. Пластины комплектуются в наборы и закрепляются в обоймы в порядке возрастания толщины. Длина пластин 100 мм, наименьшая толщина 0,02 мм, наибольшая толщина 1 мм. Щупы выпускаются двух классов точности и комплектуются в четыре набора. Конструкция обоймы набора обеспечивает возможность свободной замены любой пластины, а также регулирование плавности вращения пластины на оси. Детали обоймы имеют антикоррозийное покрытие.

Рисунок 2.5 Набор щупов Набор латунных щупов

Выпускаются также набор латунных щупов, немагнитных и непроводящих, особенно подходит для применения в сфере электроники, коническая форма щупа длиной 100 мм.

Рисунок 2.6 Измерение щупом

Шаблоны радиусные предназначены для контроля радиусов выпуклых и вогнутых поверхностей. Шаблон представляет собой стальную пластину, с одной стороны выполненную по дуге определенного радиуса. Контроль производят сопряжением шаблона с проверяемой поверхностью: по величине и равномерности просвета судят о качестве обработки. Изготовляются три набора радиусных шаблонов. В каждом наборе скомплектованы пластины для контроля как наружного, так и внутреннего радиусов.

Конструкция обоймы набора обеспечивает возможность свободной замены шаблона, а также регулирования плавности вращения их на оси.

Рисунок 2.7 Наборы радиусных и резьбовых шаблонов

Шаблоны резьбовые предназначены для определения номинального размера шага метрической резьбы (набор М 60°) и числа ниток на 1"(набор М55°). Пластины комплектуют в наборы. Конструкция обоймы набора обеспечивает возможность свободной замены шаблонов, а также регулировки плавности вращения их на оси. Обойма имеет никелевое антикоррозийное покрытие. Величина шага для метрических резьб составляет от 0,4 до 6 мм.

Рисунок 2.8 Измерения с помощью шаблонов

Поверочные угольники. Угольник предназначен для проверки и разметки прямых углов деталей. С их помощью контролируют взаимную перпендикулярность отдельных поверхностей деталей. Также применяют для проверки точности станков, контроля взаимной перпендикулярности деталей при монтаже оборудования. Изготавливают угольники из прочной легированной или инструментальной стали классов точности 1 и 2 размером 250/160 - 100/630мм.

Рисунок 2.9 Угольники поверочные и примеры измерения

Уровни в машиностроении предназначены для измерения небольших отклонений от горизонтального и вертикального расположения плоских и цилиндрических поверхностей. К основным типам относятся: рамные, брусковые, установочные и микрометрические. Принцип действия заключается в том, что в запаянной стеклянной трубке не полностью заполненной жидкостью (ампулой) находится пузырек воздуха, который перемещается вдоль нанесенной шкалы выраженной в миллиметрах. Брусковый уровень служит только для контроля горизонтального положения. Корпус рамного уровня имеет форму квадрата, все стороны которого являются рабочими. Микрометрическим уровнем измеряют уклоны плоских и цилиндрических поверхностей, определяя величину подъема в миллиметрах на 1 метр длины. Цена деления ампулы и микрометрического узла равна 0,1 мм на 1 м. Предел измерения уклонов в обе стороны от горизонтали до 30 мм на 1 м длины.

Недостатком ампульных уровней является значительная инерционность пузырька, из-за которой исполнителю приходится ожидать, пока можно будет отсчитать показание.

Более современными являются электронные уровени.

Рисунок 2.10 Рамный, брусковый и микрометрический уровни.

Синусная линейка служит для точных измерений углов косвенным методом: вначале определяют линейные отклонения, а затем ведут подсчет по формулам. Линейка представляет собой простую схему: два круглых цилиндрических ролика одинакового диаметра укреплены на концах столика так, чтобы их оси были параллельными. Расстояние между осями роликов стандартизованы. Длина 100 или 200 мм. Линейку и стойку с индикатором устанавливают на плите. Закрепляют измеряемую деталь. Под ролики подкладывают концевые меры, и производят измерения передвигая стойку с индикатором.

Рисунок 2.11 Синусная линейка. Измерение на синусной линейке

Закончив объяснения, преподаватель спрашивает у студентов, есть ли у них вопросы. Если есть. То отвечает. А затем предлагает по желанию одному студенту подойти к столу и найти из имеющихся инструментов те, о чем шла речь. Студент выходит к столу, находит инструмент и в краткой форме отвечает, для чего он нужен. Остальные студенты ему могут помогать.

Далее преподаватель просит зафиксировать в своих тетрадях опорные схемы, заранее подготовленные на листах с клейкой основой.

Преподаватель продолжает. С некоторыми инструментами на практике вы уже знакомились, например со штангенциркулем. Запишите, пожалуйста, второй вопрос. Штангенинструменты. Ответ на этот вопрос подготовил студент (Имя студента). Предлагаю послушать его доклад.

Выходит студент выступает с докладом и показывает свою презентацию. (На экране слайды).

Для измерения линейных размеров в машиностроении широко применяют различные средства измерения. С простейшим из них - измерительной линейкой мы уже знакомы. Она позволяет определять размеры деталей с точностью до 1 мм. Для измерения с большей точностью (до 0,1 мм) применяют универсальные измерительные инструменты. В том числе штангенинструменты. К ним относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры.

Они предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних поверхностей, а также для воспроизведения размеров при разметке деталей

а) б) в) г)

Рисунок а) штангенциркуль, б) штангенглубиномер, в) штангенрейсмас, г) штангензубомер

Рассмотрим штангенциркуль.

Основные части

1-штанга-линейка,

2-рамка, 3-шкала,

4, 5 -измерительные губки, 6 линейка глубиномера, 7- нониус,

8-винт зажима рамки.

Рисунок Устройство штангенциркуля

Штангенциркули бывают разных видов, они отличаются от линейки пределами и точностью измерения.

Штангенциркули предназначены для наружных и внутренних измерений, а также для измерения глубин. Принцип работы инструмента следующий. По штанге с делениями шкалы 1 мм перемещается рамка с вспомогательной шкалой - нониусом. Штангенциркуль снабжен губками для наружных и внутренних измерений. Внутренние измерения производятся с использованием острых верхних губок, а наружные более массивными нижними губками. К рамке прикреплена линейка глубиномера и плоская пружина. Глубиномер расположен с противоположной стороны внутри измерительной линейки.

Принцип действия нониуса основан на совмещении штрихов основной шкалы и шкалы нониуса. По шкале нониус отсчитывают десятые и сотые доли миллиметров.

Перед началом измерений штангенциркулем надо осмотреть его и проверить на точность. Для этого надо совместить губки инструмента. При этом нулевые риски обеих шкал должны совпасть. Одновременно должен совместиться десятый штрих нониуса с девятнадцатым штрихом миллиметровой шкалы. Измеряя деталь, нельзя допускать перекоса губок штангенциркуля. Положение их обязательно фиксируется стопорным винтом. Читая показания штангенциркуля, надо держать его прямо перед глазами.

Порядок отсчета следующий: сначала читают число целых миллиметров - для этого на шкале штанги находят штрих ближайший к нулевой отметки нониуса и запоминают числовое значение, а затем находят штрих на нониусе совпадающий со штрихом шкалы штанги, запоминают его и умножают на величину отсчета по нониусу. И считывают значение.

Фирмами «Теза» (Швейцария), «Маузер» (Германия) и другими зарубежными странами выпускают штангенциркули со стрелочным отсчетным устройством с ценой деления 0,01 и 0,02 мм. У них глубиномер и рамка жестко связаны с зубчатой рейкой, передающей движение через трубку стрелке отсчетного устройства.

Штангенциркулями можно производить измерение различных деталей. Показ слайдов.

Штангенциркуль является не дорогими и не самым точным инструментом, но тем не менее бережное обращение с ним должно быть основным правилом работы. Перед началом работы штангенциркуль протирают чистой мягкой тканью, удалив смазку и пыль (особенно тщательно очищают измерительные поверхности). Нельзя очищать инструмент шлифовальной шкуркой или ножом. Измерять можно только чистые и сухие плоскости деталей, без задиров, заусенцев, стружки и царапин. Инструмент нельзя класть на нагревательные приборы и держать на солнце. Измерение следует выполнять чистыми и сухими руками. Губки штангенциркуля имеют острые концы, поэтому при пользовании им соблюдайте осторожность. Штангенциркуль должен лежать на рабочем месте так, чтобы им было удобно пользоваться. На него не должны попадать стружки, опилки. После работы штангенциркуль надо протереть чистой ветошью.

Следующий инструмент штангенглубиномер. Он предназначен для измерения глубин отверстий и пазов, а также для измерения выступов. Принцип работы и отсчет показаний такой же, как и у штангенциркуля.

Рисунок Штангенглубиномер

Следующий инструмент штангенрейсмас (штангенвысотомер) предназначен для измерения высот и разметочных работ. Имеется штангенрейсмас с цифровым отсетом.

Штангензубомер предназначен для измерения толщины зуба по хорде. По штанге в двух взаимно перпендикулярных направлениях перемещаются две рамки с нониусом. Одна рамка соединена с высотной линейкой, другая имеет губку, перемещающуюся относительно неподвижной губки штанги. Для точной установки на размер высотной линейки и штанги с подвижной губкой служат микроподачи, а для их фиксации - стопорные винты.

Штангензубомеры выпускают трех размеров для контроля колес с пределами модуля 1-36 мм. Рамка штангензубомера снабжена нониусами.Показания читают также как на штангенциркуле.

Рисунок Штангензубомеры ШЗН-18, ШЗН-40

Сейчас я Вам предлагаю посмотреть небольшой ролик.

В промышленности выпускаются штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы с цифровым отсчетом. Для питания необходима, одна батарея 1,5 В. Экран мигает, когда кончится срок работы батареи. Срок действия батареи до 12 месяцев непрерывной работы ( отсчет постоянно виден ). Жидкокристаллический дисплей.

Измерение производится также как и простыми инструментами.

Рисунок Цифровые штангенрейсмас, штангенциркуль и глубиномер

Доклад закончен. Преподаватель спрашивает у студентов, есть ли у них вопросы. Задает несколько вопросов. Дополняет если это необходимо. Предлагает в тетради зафиксировать подготовленную схему штангенинструментов. Дает новую информацию.

История штангенциркуля

Нет более универсального и доступного инструмента, чем штангенциркуль. История его создания уходит много веков назад, когда подняли затонувшее судно и нашли на нём деревянный штангенциркуль. В музее более ста штангенциркулей, выполненных из дерева, стали, латуни, кости. Деревянные штангенциркули использовались уже в начале XVII века. Например, металлические штангенциркули 18 века с крупной шкалой делений. Первые настоящие штангенциркули с нониусом появились только в конце XVIII века в Лондоне

Самый старый из них относится к началу - середине 19 века. Приблизительно с середины 19 века штангенциркули начали выпускать в промышленных объёмах и устанавливать на них нониус для повышения точности измерений. Штангенциркули практически не изменялись по своей сути, а отличались друг от друга только способом и временем изготовления. Среди ценных экземпляров музея есть штангенциркуль Путиловского завода с клеймом 1888 года, увесистый штангенциркуль без нониуса европейского производства и штангенциркули позапрошлого века для ювелирных и часовых мастеров.

Столь древний измерительный прибор, конструкция которого практически не претерпела каких-либо существенных изменений за все эти века, служит эталоном технического совершенства и заслуживает максимум почтения пред гением человеческой мысли. Вряд ли можно подсчитать, сколько экземпляров штангенциркуля находится сейчас в употреблении.

В немецком языке штангенциркулем (Stangenzirkel) называется циркуль для начертания окружностей и дуг больших радиусов. По-немецки штангенциркуль называется Messschieber или Schieblehre - соответственно, «раздвижной измеритель» или «раздвижная линейка».

Разновидность штангенциркуля, оснащённая глубиномером на профессиональном сленге называется «Колумбус» или «Колумбик». Это название произошло от «Columbus» - производителя измерительного инструмента, такой штангенциркуль массово поставлялся в СССР под этой маркой. В авиационной промышленности такие штангенциркули назывались «Маузер», по причине того что штангенциркули повышенного качества поставлялись в СССР фирмой «Маузер».

Если вопросов нет, предлагает перейти к практической работе.

Преподаватель. Ребята, представьте себе, что вы работаете на производстве. У вас две бригады. Одной руководит бригадир (называет имя и Ф). Бригадир другой (имя). Вам необходимо провести измерение штангенциркулем. Сейчас бригадиры распределят детали и карты.

Бригадиры берут детали из коробки и по очереди раздают студентам.

Преподаватель спрашивает, все ли готовы. При утвердительном ответе, определяет время на работу. Преподаватель контролирует, при необходимости помогает. Студенты измеряют детали, результаты записывают в таблицу.

По окончании отведенного времени преподаватель предлагает поменяться деталями с другой бригадой, и повторить измерения. Произведенные замеры контролирует бригадир. Если получились разногласия, отмечает показатели красным цветом. Детали остаются на столе. Бригадиры озвучивают результаты измерения.

Преподаватель отмечает работу студентов. А затем предлагает следующий вопрос. Микрометрические инструменты. Ребята записывают вопрос.

Ответ на этот вопрос подготовил студент (Имя студента). Предлагаю послушать его доклад.

Выходит студент выступает с докладом и показывает свою презентацию. (На экране слайды).

В машиностроении широко применяют микрометрические инструменты общего назначения: микрометры, микрометрические глубиномеры, микрометрические нутромеры.

Микрометрический инструмент служит для измерения наружных и внутренних размеров до 2000 мм, а также для измерения глубины пазов, отверстий, длин уступов. Общим узлом для всех микрометрических инструментов является отсчетное устройство в виде микрометрической головки (микропары), на торце которой имеется трещотка для ограничения измерительного усилия.

Принцип действия этих приборов основан на преобразовании вращательного движения микрометрического винта в поступательное движение вдоль оси.

(Предлагаю посмотреть видеоролик)

Наиболее распространенной группой инструментов являются микрометры, отличающиеся по конструкции и функциональному назначению. Микрометр - универсальный инструмент, предназначенный для измерений линейных размеров абсолютным контактным методом в области малых размеров с высокой точностью (до 2 мкм). Микрометры предназначены для измерения наружных размеров деталей от 0 до 600 мм. Выпускаются микрометры с пределами измерения через каждые 25 мм.

Отсчетное устройство состоит из двух шкал: продольной и круговой. Продольная шкала имеет два ряда штрихов, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и сдвинутых один относительно другого на 0,5 мм или на 1 мм. Круговая шкала имеет 50 делений или 100 делений. Отсчитывают сотые и десятые доли миллиметра. Имеются микрометры с отсчётом 0,005, 0,002 и 0,001 мм.

Измеряемое изделие зажимают между измерительными плоскостями микрометра. При плотном соприкосновении с поверхностью детали трещотка начинает проворачиваться с лёгким треском, при этом вращение микровинта следует прекратить после трёх щелчков. Закрепляют стопор и считывают показания.

Например 31,870 мм

Микрометрический глубиномер предназначен для измерения глубин выемок, пазов, высоты уступов в деталях машин. Глубиномер устанавливается на 0 по установочным мерам-втулкам на стеклянной пластине. Особенность в том, что числовые значения штрихов шкалы стебля расположены наоборот уменьшаясь при удалении барабана от основания. Отсчет такой же, как и у микрометров.

Микрометрический нутромер предназначен для измерения внутренних размеров и состоит из микрометрической головки, удлинителей и наконечника.

Для измерения диаметра отверстия устанавливают нутромер, прижимая его левую часть левой рукой, а правой рукой, вращая барабан, вывинчивают микровинт до соприкосновения его с противолежащей поверхностью отверстия. Нутромер при этом необходимо слегка покачивать до ощущения легкого трения поверхностей нутромера и изделия. Определяют размер по шкалам микрометрической головки.

В зависимости от конструкции скобы, в которую встраивается микропара, формы деталей или назначения (измерение толщины листов, труб, зубьев зубчатых колёс) микрометры разделяют на гладкие, рычажные, листовые, трубные, проволочные, призматический, канавочные, резьбомерные, зубомерные и универсальные.

Существуют микрометрические инструменты с цифровым отсчетом, которые предназначены для измерения наружных размеров изделий. Они надежны и точны в измерениях. Работают от одной батареи 1,5 В. Температура при измерении: 0 + 40°С Температура при хранении: -20 + 60°С. Зажим деталей осуществляется также как и у простого микрометра. Отсчет показаний происходит на цифровом табло.

По точности цифровой штангенциркуль можно сравнить с гладким микрометром.

Доклад закончен. Преподаватель задает различные вопросы. Дополняет рассказом.

История возникновения микрометра.

Использование винтовой пары в отсчётном устройстве было известно ещё в XVI веке, например в пушечных прицельных механизмах (1570), позднее винт стали использовать в различных геодезических инструментах. Первый патент на микрометр как самостоятельное измерительное средство был выдан Пальмеру (Jean-Louis Palmer) в 1848 году (Франция).

Появление микрометров можно отнести к середине 19 века, когда возникла необходимость в очень точных измерениях, появилось соответствующее оборудование для их изготовления. Самое сложное в классическом микрометре - это изготовление микрометрического винта и гайки очень высокой точности. Чем точнее изготовлена эта пара, тем точнее сам инструмент, причём эта резьба должна быть шлифованной и иметь высокий класс поверхности.

В 19 веке часто микрометры делались с диапазоном измерения от 0 до 50, что сказывалось на точности и неудобстве измерения (необходимость очень длительного вращения микрометрической головки при переходе от маленьких диаметров к большим). Также часто встречались микрометры с диапазоном до 10 мм, 15мм, что тоже было не очень удобно, и, начиная с 20 века микрометры приобрели классический диапазон измерения (0-25, 25- 50), кроме спец. инструмента. В коллекции музея имеется очень редкий микрометр часового типа 1820 года (по экспертным оценкам). Имеются также очень интересные микрометры часового типа производства Германии и США примерно 1880-1890 годов, Есть также очень редкие микрометры барабанного типа разных годов изготовления.

По окончании рассказа преподаватель предлагает перейти к практической работе. Преподаватель дает задание измерить детали лежащие на столе микрометром. Записать результаты в карту. Определяет время. Студенты работают. После того. Как произвели измерения, меняются деталями с другой бригадой. В результате студенты получили обратно свои детали, с которых они начали измерение. Выполняют контроль и записывают свои результаты в карту. Бригадиры проверяют и дают краткую характеристику о выполнении. Преподаватель слушает и анализирует ответы вместе со студентами.

А сейчас посмотрим последний вопрос. Рычажно-зубчатые приборы. Преподаватель рассказывает. (На экране слайды)

К рычажно-зубчатым механическим приборам относятся индикаторы, рычажные скобы, индикаторные нутромеры, измерительные головки и другие. Эти приборы обладают высокой точностью благодаря применению в них различных рычажно-механических систем, позволяющих значительно увеличить передаточное число механизма. Указанные приборы в основном предназначены для относительных измерений, хотя некоторые из них используют и для абсолютных измерений. Наиболее широко применяются индикаторы часового типа.

- Индикаторы можно разделить на два типа: индикаторы часового типа и рычажно-зубчатые.

- Индикатор часового типа широко используется в машиностроении для измерительных и наладочных работ. Предназначен индикатор для измерения линейных размеров деталей методом сравнения с мерой, а также измерение отклонений формы и расположения поверхностей. Например, определение биения. Индикаторы часового типа могут быть вертикальные и горизонтальные. Относятся к многооборотным измерительным головкам, так как стрелка может делать часть оборота, так и несколько оборотов, в зависимости от перемещения наконечника. Механизм передачи состоит из зубчатых пар. На рисунке показано основные части индикатора.

Рис.1. Индикаторы типа ИЧ

1 - корпус; 2 - циферблат; 3 - ободок;

4 - стрелка; 5 - указатель; 6 - гильза;

7 - измерительный стержень;

8 - измерительный наконечник;

9- указатель ноля допуска.

Рис.2. Индикаторы типа ИТ

1 - корпус; 2 - циферблат; 3 - ободок;

4 - стрелка; 5 - указатель; 6 - гильза;

7 - измерительный стержень;

8 - измерительный наконечник.

Чтение показаний. Целое число миллиметров отсчитывается стрелкой указателя оборотов по малой шкале. Сотые доли миллиметров определяют стрелкой по большой шкале. При подъеме измерительного стержня (прямой ход) показания читают по наружным цифрам большой шкалы. При опускании измерительного показания читают по внутренним цифрам большой шкалы. При измерении индикатор закрепляют на штативе или стойке. Индикатор может устанавливаться в приборы общего и специального назначения.

-

Индикаторный нутромер применяют для внутренних измерений относительным методом. Механизм нутромера представляет собой сочетание клиновой (рычажной) передачи с отсчетным устройством. Настройка нутромера на требуемый размер может производиться как по аттестованным кольцам, так и по блокам концевых мер длины с боковинами. Измерительные наконечники армированы твердым сплавом.

Индикаторный нутромер имеет направляющую втулку 5, в верхней части которой установлен индикатор 1 часового типа, закрепленный винтом 2. Внутри втулки находится длинный стержень, который соприкасается с коротким стержнем 10, упирающимся в грибок 9 тройника 6 головки нутромера. В тройнике расположены движок 4 и сменный измерительный стержень 8, закрепленный в тройнике гайкой 7. Со стороны подвижного штифта на тройнике насажен центрирующий мостик 5, служащий для установки головки индикатора по диаметру отверстия. При измерении отверстий, движок 4 со спиральной пружиной 11 давит на рычажок 9 и через стержень 10 передает движение на длинный стержень к индикатору. По перемещению стрелки индикатора определяют отклонение размера.

Индикаторные нутромеры выпускают с пределами измерений: 6-10; 10-18; 18-35; 35-50; 50-100; 100- 160; 160-250; 250-450 мм. Для измерения к нутромеру прилагают сменные шайбы и стержни, отличающиеся друг от друга на 1 или 5 мм (в зависимости от предела измерений). Шайбы устанавливают в отверстие тройника головки

- Индикаторные скобы применяются для измерения линейных размеров деталей цилиндрической формы в серийном производстве машин. Скобы удобны в применении, производительны, но обладают относительно невысокой точностью. Чаще всего измеряют гладкие валы после токарной обработки резцами или после круглой шлифовки, но при допусках на размер не менее 0,05 мм. Индикаторная скоба устанавливается на размер по блоку КМД, равному наибольшему предельному размеру измеряемой детали.

По конструкции скоба представляет собой корпус, в который встроено индикаторное устройство, связанное с подвижной измерительной пяткой и пяткой переставной. Для измерения линейных размеров измеряемая деталь помещается между пятками. Скобы имеют механизм отвода подвижной пятки.

Скоба измерительная выпускается с диапазоном измерений от 50 до 1000 мм, с классом точности 0, 1. Она оснащена индикатором часового типа. Цена деления отсчетного устройства составляет 0,001 мкм. Измерительные поверхности пяток изготовлены из твердосплавных материалов. Измерительная поверхность переставляемой пятки плоская, подвижной - может быть плоской или сферической. Выпускаются скобы с теплоизоляционными накладками, чтобы исключить влияние температуры человеческих рук на измерение.

- Скобы рычажные предназначены для измерения линейных размеров прецизионных деталей методом сравнения с мерой. Скобы оснащены рычажно-зубчатым отсчётным устройством, встроенным в корпус.

Преподаватель предлагает зафиксировать в тетради подготовленные схемы.

Преподаватель спрашивает, есть ли вопросы.

А сейчас практическое задание. Преподаватель предлагает выполнение следующего задания. Студентам выдаются разные детали. Они выполняют измерения детали, записывают результаты в карту. Определяется время. После измерения детали остаются на столе.

Преподаватель предлагает решить задачу.

От правильно выбранного средства измерения зависит обеспечение требуемой точности измерений. Выбор средства измерения заключается в сравнении его основной погрешности с допускаемой погрешностью измерения; при этом основная погрешность средства измерения должна быть меньше допускаемой погрешности измерения.

ЗАДАЧА

Выбрать средства измерения размеров валов диаметром 25h6 (es = 0, ei= - 0,013) и диаметром 25h12 (es = 0, ei= - 0,21).

Решение.

По таблице по известному квалитету и диаметру находим допускаемые погрешности измерения в мкм. Для 25h6 погрешность должна быть не менее δ=4 мкм и 25h12 δ=50 мкм

По таблице 27 выбираем средство измерения размеров.

Для вала могут быть выбраны приборы: гладкий микрометр типа МК 1-го класса точности с погрешностью 2 мкм., рычажная скоба типа СР с погрешностью 2 мкм, рычажный микрометр типа МР с погрешностью 3 мкм. Наиболее простым и дешевым будет микрометр.

Аналогично, выбираем для 25h12. Может быть выбран штангенциркуль с отсчетом 0,05 мм.

После решения задачи преподаватель дает задание. На один из размеров своей детали выбрать средства измерения. И записать в карту. Определяется время.

Студенты выполняют решение.

Преподаватель. Бригадиры собирают карты измерения. Контролировать и оценивать эти измерения будет преподаватель, и результаты объявит на следующем уроке.

Уважаемые студенты все основные вопросы по плану мы с вами разобрали. Вы познакомились с универсальными инструментами и научились измерять детали, выбирать средства измерения. Все о чем мы сегодня говорили нужно в вашей будущей профессиональной деятельности.

Ответьте, пожалуйста, на вопросы. С какой точностью можно измерить детали штангенциркулем и микрометром? Где применяются данные измерения? Как работает цифровой штангенциркуль?

Преподаватель раздает конспект урока в печатном виде, и предлагает вклеить в тетрадь.

Подведем итоги. Все вы сегодня молодцы. Хорошо поработали на уроке.

Вы подготовили домашнее задание на заранее поставленные вопросы. Учились измерять штангенциркулем и микрометром. Провели самостоятельно измерение своей детали. Решили задачу. Преподаватель отмечает и оценивает деятельность студентов. Все получили отметки за урок. (преподаватель озвучивает отметки).

Домашнее задание: проработать конспект, задачи, подготовиться к лабораторной работе.

Спасибо за внимание. Урок закончен.

В настоящее время в России основным разработчиком современных средств контроля является научно-исследовательский и конструкторский институт средств измерения в машиностроении (НИИизмерения). Институт был создан в 1935 году и многие годы выполнял в системе Министерства инструментальной промышленности функции базового института по средствам контроля и измерений. Разработанные институтом приборы используются на различных предприятиях.

В последние годы в связи с ростом производства в машиностроительных отраслях, с увеличением спроса на измерительную технику, институт реорганизовал и укрепил собственное производство, что позволило изготавливать не только образцы новых приборов, но и выпускать собственную продукцию небольшими сериями. Выпускаются универсальные приборы и инструменты, средства контроля для прецизионных зубчатых колес и передач, приборы активного контроля, подналадчики для всех видов станочного оборудования, приборы для контроля резьб и ряд специализированных приборов для различных отраслей машиностроения

Литература:

Основные источники:

1 Никифоров А.Д, Бакиев Т.А. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие М.: Высшая школа 2003 422 с

2 Зайцев С.А, Грибанов Д.Д. и др. Контрольно-измерительные приборы и инструменты. М.: «Академия» ПрофОбрИздат, 2002 464 с.

3 Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. СПб ПИТЕР, 2004 432 с

Дополнительные источники:

4 Ганевский Г.М., Гольдин И.И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. М.: Академия, 1999

Справочники: Учебные пособия, сборники задач:

5 Белкин И.М. Допуски и посадки. М.: Машиностроение. 1992 528 с.

6 Зинин Б.С., Ройтенберг Б.Н. Сборник задач по допускам и техническим измерениям. М.: Высшая школа. 1988 160 с.