Об'єкти кутових вимірів різноманітні за розмірами, величинами вимірювальних кутівта необхідної точності вимірювання. Це вимагає великої різноманітності методів та засобів вимірювання кутів, які об'єднані у три групи:
перша група методів та коштівпоєднує прийоми вимірювання за допомогою «жорстких заходів» - косинців, кутових плиток, багатогранних призм;
другу групуутворюють гоніометричні методи та засоби вимірювань, у яких кут, що вимірюється, порівнюють з відповідним значенням підрозділу вбудованої в прилад кругової або секторної шкали;
третя група– група тригонометричних засобів і методів відрізняється тим, що мірою, з якою порівнюють кут, що вимірюється, є кут прямокутного трикутника.
Призматичні кутові заходивиготовляють кілька типів: плитки з одним робочим кутом, чотирма робочими кутами, шестигранні призми з нерівномірним кутовим кроком.
Кутові плитки випускають у вигляді набору плиток, підібраних з таким розрахунком, щоб з них можна було складати блоки з кутами в межах від 10 до 90 про (0, 1 і 2 класи точності). Похибка виготовлення ±10´´ - першого класу, ±30´´ - другого класу.
Принцип гониометрического методу виміру - виміряний виріб (abc) жорстко пов'язані з кутової мірою – кругової шкалою (D). У певному положенні щодо будь-якої площини (1) беруть відлік за нерухомим покажчиком (d), потім шкалу повертають до такого положення, коли сторона (bc) кута збігається з площиною, в якій до повороту знаходилася сторона (ab) або з іншою площиною , їй паралельною. Після цього знову роблять відлік за вказівником. При цьому лімб повернеться на кут (φ) між нормалями до сторін кута, що дорівнює різниці відліків до і після повороту лімба. Якщо кут, що вимірюється β, то β=180 про – φ.
Вимірювання
Вимір - знаходження значення фізичної величинидосвідченим шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.
Розрізняють чотири типи шкал:
Шкала найменувань- Заснована на приписуванні об'єкту цифр (знаків).
Шкала порядку– передбачає впорядкування об'єктів щодо якогось певного їх якості, тобто. розташування їх у порядку спадання чи зростання. Отриманий упорядкований ряд називають ранжованим, а саму процедуру - ранжуванням.
Шкала інтервалів- Спочатку встановлює одиницю фізичної величини. На шкалі інтервалів відкладається різниця значень фізичної величини, самі значення вважаються невідомими. Наприклад, шкала температур Цельсія – початок взято при температурі танення льоду, а температура кипіння води 100 о і шкала поширюється як у бік позитивних, так і у бік негативних температур. На температурній шкалі Фаренгейта той самий інтервал розбитий на 180 о і початок зрушений на 32 градуси убік низьких температур. Розподіл шкали інтервалів на рівні частини – градація, яка встановлює одиницю фізичної величини, що дозволяє виміряти в числовій мірі та оцінити похибку виміру.
Шкала відносин– є інтервальною шкалою з природним початком. Наприклад, за шкалою Цельсія можна відраховувати абсолютне значення і визначити не лише наскільки температура Т 1 одного тіла більша за температуру Т 2 іншого тіла, а й у скільки разів більша або менша за правилом.
Загалом, при порівнянні між собою двох фізичних величин Х за таким правилом значення n, розташовані в порядку зростання або спадання, утворюють шкалу відносин і охоплюють інтервал значень від 0 до ∞. На відміну від шкали інтервалів, шкала стосунків не містить негативних значень. Він є найдосконалішою, найінформативнішою, т.к. результати вимірювань можна складати між собою, віднімати, ділити та перемножувати.
Засоби вимірювання кутів та конусів
Основним параметром, що контролюється при обробці кутів і конусів, є плоский кут, за одиницю якого прийнятий градус. Градусом називається 1/360 частина кола, він складається з 60 кутових хвилин, а хвилини – з 60 кутових секунд.
Методи вимірювання кутів можна розділити на 3 основні види:
1. Метод порівняння з жорсткими кутовими мірами чи шаблонами.
2. Абсолютний метод, заснований на застосуванні вимірювальних інструментівз кутовою шкалою.
3. Непрямий метод, що полягає у вимірі лінійних розмірів, пов'язаних із кутом конуса тригонометричними залежностями.
Найпростіші інструменти для контролю кутів – косинці з кутом 90 0 призначені для розмітки та перевірки взаємної перпендикулярності окремих поверхонь деталей при монтажі обладнання та для контролю інструменту, приладів та верстатів. Відповідно до стандарту розрізняють 6 типів косинців (рис. 2.12):
Більше універсальні інструментидля контролю та розмітки кутів – транспортирні кутоміри (прості, оптичні, універсальні). У машинобудуванні широко застосовуються кутоміри з ноніусом типу УН для вимірювання зовнішніх і внутрішніх кутів і типу РОЗУМ для вимірювання тільки зовнішніх кутів (рис. 2.13.).
Прийоми вимірювання кутів дивіться на рис. 2.14.
Калібризастосовуються контролю розмірів отворів і зовнішніх поверхонь деталей. У виробництві не завжди потрібно знати дійсний розмір. Іноді достатньо переконатися, що дійсний розмір деталі знаходиться в межах встановленого допуску, тобто. між найбільшими та найменшими граничними розмірами. Відповідно до цих розмірів застосовують граничні калібри, які мають дві (або дві пари) вимірювальні поверхні прохідної та непрохідної частин. Розрізняють калібри гладкі, різьбові, конусні та ін. Калібри-корки, калібри-скоби в залежності від розмірів контрольованих деталей, типу виробництва та інших факторів мають різні конструктивні форми (рис. 2.15, рис. 2.16).
Прохідна сторона (ПР) пробки або скоби має розмір, що дорівнює найменшому граничному розміру отвору або валу, а непрохідна сторона (НЕ) – найбільшому граничному розміру валу і відповідно отвору. Прийоми вимірювання калібрами-пробками та калібрами-скобами показані на рис. 2.16.
Калібри для конусівінструментів є калібри-пробки і калібри-втулки. Контроль інструментальних конусів виробляють комплексним методом, тобто. одночасно перевіряють кут конуса, діаметри та довжину (рис. 2.17).
Шаблонизастосовують для перевірки складних профілів деталей та лінійних розмірів. Шаблони виготовляють із листової сталі. Контроль проводять сполучення шаблону з поверхнею, що перевіряється. За розміром та рівномірністю просвіту судять про якість обробки (рис. 2.18., рис. 2.19.).
Контроль різьбленняв залежності від типу (профілю) та точності проводиться різними контрольно-вимірювальними засобами.
Шаблони різьбовідля визначення кроку та профілю різьби є закріплені в обоймі набори сталевих пластинз точними профілями (зуб'ями) метричною та дюймове різьблення. На кожній пластині вказані значення кроку, діаметри різьблення чи кількість ниток на дюйм.
Шаблони радіусніслужать для вимірювання відхилення розмірів опуклих та увігнутих поверхонь деталей (рис. 2.18). Для вимірювання глибини пазів, висоти та довжини уступів застосовують граничні калібри-шаблони, що працюють на просвіт. Вони також мають дві сторони та позначені Б (для більшого розміру) та М (для меншого розміру). На рис. 2.19. показані шаблони для контролю довжини, ширини та висоти виступів та пазів різними методами: "на просвіт", "насувом" та "методом рисок"
Різьбові калібри(пробки та кільця) застосовують для контролю внутрішніх та зовнішніх різьблень (рис. 2.20.).
Різьбові мікрометризі вставками застосовують для вимірювання середнього діаметра трикутної зовнішньої різьби.
Вставки вибирають відповідно до кроку вимірюваної різьби з набору наявного у футлярі для мікрометра (рис. 2.21). Читання показань мікрометра роблять так само, як при вимірі гладких циліндричних поверхонь.
Контроль різьблення також може бути здійснений мікрометром із застосуванням трьох вимірювальних зволікань (рис. 2.22.). При цьому методі вимірюється відстань М між виступаючими точками трьох зволікань, що поміщаються у западини різьблення, потім шляхом математичних перетворень визначають середній діаметр d 2 різьблення.
Діаметр тяганини d пр вибирають по таблиці в залежності від кроку різьблення. Дві тяганини встановлюють у западини з одного боку, а третю – у протилежну западину (рис. 2.22.)
Середній діаметр метричного різьблення d 2 = М - 3 d пр + 0,866 Р
Середній діаметр дюймового різьблення d 2 = М - 3,165 d пр + 0,9605 Р
Плоскопаралельні кінцеві заходи довжинизастосовуються для перенесення розміру одиниці довжини на виріб (при розмітці), перевірки та налаштування засобів вимірювання (мікрометрів, калібр скоб та ін вимірювальних приладів), безпосереднього вимірювання розмірів виробів, пристроїв, при налагодженні верстатів і т.п.
Однією з основних властивостей кінцевих заходів є прилипання, здатність міцно з'єднуватися між собою при прикладанні та насуванні одного заходу на інший з деяким тиском, що досягається завдяки дуже низькій шорсткості вимірювальних поверхонь. Кінцеві заходи комплектуються у наборі із кількістю 7…12 плиток (рис. 2.23).
Найбільш широко застосовують набори, що складаються з 87 та 42 кінцевих заходів. Кожна плитка відтворює лише один розмір, який маркується на одній із сторін. Для зручності використання кінцевих заходів довжини до них випускають набори приладдя (рис. 2.24.), до складу яких входять: основи – 5, плоскопаралельні, радіусні – 2, риси – 3, центрові боковички – 4, державки – 1 для кріплення блоків кінцевих заходів з боковичками. Складання блоку кінцевих заходів довжини проводять відповідно до класу або розряду плиток і розмірів плиток, наявних у цьому наборі.
Спочатку підбирають меншу плитку, розмір якої входить останній десятковий знак і т.д. Допустимо, необхідно зібрати блок кінцевих заходів розміром 37,875 мм із набору, що складається з 87 плиток:
1 плитка 1,005 мм, залишок 36,87
2 плитка 1,37 мм, залишок 35,5
3 плитка 5,5 мм, залишок 30,00
4 плитка 30 мм, решта 0.
Сума блоку 1,005 +1,37 +5,5 +30 = 37,875.
Таким же способом набирають блок набору, що складається з 42 плиток.
1,005+1,07+4,00+30 = 37,875.
Прийоми вимірювання плоскопаралельними кінцевими мірами довжини та розмітки з використанням приладдя до них показано на рис. 2.25.
Кутові призматичні заходи (плитки) призначені для перевірки та налаштування вимірювальних кутомірних приладів та інструментів, а також для безпосереднього вимірювання зовнішніх та внутрішніх кутів деталей з високою щільністю. Кутові заходивиконують при вимірі кутів ту ж роль,
як і кінцеві заходи при вимірі довжини. До робочим сторонам кутових заходів висувають такі самі вимоги, як і до кінцевих заходів, тобто. забезпечення адгезії (прилижуваності).
Кутові заходивипускають наборами із кількістю 7…93 плиток у кожному (рис. 2.26.). Перевірку кутів плитками виконують "просвіт".
Для збільшення міцності блоку, зібраного з кутових плиток, до них випускають набір приладдя, до складу якого входять стяжки, гвинти, клини та інші (рис. 2.27). Зміцнюють блок через спеціальні отвори у плитках.
Правила розрахунку кутових заходів для утворення блоків, а також правила підготовки до складання та складання їх у блок аналогічні правилам, які застосовуються при складанні кінцевих заходів довжини.
Прийоми вимірювання кутовими мірами показано на рис. 2.28.
Засоби вимірювання кутів та конусів
Основним параметром, що контролюється при обробці кутів і конусів, є плоский кут, за одиницю якого прийнятий градус. Градусом називається 1/360 частина кола, він складається з 60 кутових хвилин, а хвилини – з 60 кутових секунд.
Методи вимірювання кутів можна розділити на 3 основні види:
1. Метод порівняння з жорсткими кутовими мірами чи шаблонами.
2. Абсолютний метод, заснований на застосуванні вимірювальних інструментів із кутовою шкалою.
3. Непрямий метод, що полягає у вимірі лінійних розмірів, пов'язаних із кутом конуса тригонометричними залежностями.
Найпростіші інструменти для контролю кутів – косинці з кутом 90 0 призначені для розмітки та перевірки взаємної перпендикулярності окремих поверхонь деталей при монтажі обладнання та для контролю інструменту, приладів та верстатів. Відповідно до стандарту розрізняють 6 типів косинців (рис. 2.12):
Більш універсальні інструменти контролю та розмітки кутів – транспортирні кутоміри (прості, оптичні, універсальні). У машинобудуванні широко застосовуються кутоміри з ноніусом типу УН для вимірювання зовнішніх і внутрішніх кутів і типу РОЗУМ для вимірювання тільки зовнішніх кутів (рис. 2.13.).
Прийоми вимірювання кутів дивіться на рис. 2.14.
Калібризастосовуються контролю розмірів отворів і зовнішніх поверхонь деталей. У виробництві не завжди потрібно знати дійсний розмір. Іноді досить переконатися, що дійсний розмір деталі перебуває у межах встановленого допуску, тобто. між найбільшими та найменшими граничними розмірами. Відповідно до цих розмірів застосовують граничні калібри, які мають дві (або дві пари) вимірювальні поверхні прохідної та непрохідної частин. Розрізняють калібри гладкі, різьбові, конусні та ін. Калібри-корки, калібри-скоби в залежності від розмірів контрольованих деталей, типу виробництва та інших факторів мають різні конструктивні форми (рис. 2.15, рис. 2.16).
Прохідна сторона (ПР) пробки або скоби має розмір, що дорівнює найменшому граничному розміру отвору або валу, а непрохідна сторона (НЕ) – найбільшому граничному розміру валу і відповідно отвору. Прийоми вимірювання калібрами-пробками та калібрами-скобами показані на рис. 2.16.
Калібри для конусівінструментів є калібри-пробки і калібри-втулки. Контроль інструментальних конусів виробляють комплексним шляхом, тобто. одночасно перевіряють кут конуса, діаметри та довжину (рис. 2.17).
Шаблонизастосовують для перевірки складних профілів деталей та лінійних розмірів. Шаблони виготовляють із листової сталі. Контроль проводять сполучення шаблону з поверхнею, що перевіряється. За розміром та рівномірністю просвіту судять про якість обробки (рис. 2.18., рис. 2.19.).
Контроль різьбленняв залежності від типу (профілю) та точності проводиться різними контрольно-вимірювальними засобами.
Шаблони різьбовідля визначення кроку та профілю різьблення являють собою закріплені в обоймі набори сталевих пластин з точними профілями (зуб'ями) метричної та дюймової різьблення. На кожній пластині вказані значення кроку, діаметри різьблення чи кількість ниток на дюйм.
Шаблони радіусніслужать для вимірювання відхилення розмірів опуклих та увігнутих поверхонь деталей (рис. 2.18). Для вимірювання глибини пазів, висоти та довжини уступів застосовують граничні калібри-шаблони, що працюють на просвіт. Вони також мають дві сторони та позначені Б (для більшого розміру) та М (для меншого розміру). На рис. 2.19. показані шаблони для контролю довжини, ширини та висоти виступів та пазів різними методами: "на просвіт", "насувом" та "методом рисок".
Різьбові калібри(пробки та кільця) застосовують для контролю внутрішніх та зовнішніх різьблень (рис. 2.20.).
Різьбові мікрометризі вставками застосовують для вимірювання середнього діаметра трикутної зовнішньої різьби.
Вставки вибирають відповідно до кроку вимірюваної різьби з набору наявного у футлярі для мікрометра (рис. 2.21). Читання показань мікрометра роблять так само, як при вимірі гладких циліндричних поверхонь.
Контроль різьблення також може бути здійснений мікрометром із застосуванням трьох вимірювальних зволікань (рис. 2.22.). При цьому методі вимірюється відстань М між виступаючими точками трьох зволікань, що поміщаються у западини різьблення, потім шляхом математичних перетворень визначають середній діаметр d 2 різьблення.
Діаметр тяганини d пр вибирають по таблиці в залежності від кроку різьблення. Дві тяганини встановлюють у западини з одного боку, а третю – у протилежну западину (рис. 2.22.)
Середній діаметр метричної різьби d 2 = М – 3 d пр + 0,866 Р
Середній діаметр дюймового різьблення d 2 = М - 3,165 d пр + 0,9605 Р
Плоскопаралельні кінцеві заходи довжинизастосовуються для перенесення розміру одиниці довжини на виріб (при розмітці), перевірки та налаштування засобів вимірювання (мікрометрів, калібр скоб та ін вимірювальних приладів), безпосереднього вимірювання розмірів виробів, пристроїв, при налагодженні верстатів і т.п.
Однією з основних властивостей кінцевих заходів є прилипання, здатність міцно з'єднуватися між собою при прикладанні та насуванні одного заходу на інший з деяким тиском, що досягається завдяки дуже низькій шорсткості вимірювальних поверхонь. Кінцеві заходи комплектуються у наборі із кількістю 7…12 плиток (рис. 2.23).
Найбільш широко застосовують набори, що складаються з 87 та 42 кінцевих заходів. Кожна плитка відтворює лише один розмір, який маркується на одній із сторін. Для зручності використання кінцевих заходів довжини до них випускають набори приладдя (рис. 2.24.), до складу яких входять: основи – 5, плоскопаралельні, радіусні – 2, риси – 3, центрові боковички – 4, державки – 1 для кріплення блоків кінцевих заходів з боковичками. Складання блоку кінцевих заходів довжини проводять відповідно до класу або розряду плиток і розмірів плиток, наявних у цьому наборі.
Спочатку підбирають меншу плитку, розмір якої входить останній десятковий знак і т.д. Допустимо, необхідно зібрати блок кінцевих заходів розміром 37,875 мм із набору, що складається з 87 плиток:
1 плитка 1,005 мм, залишок 36,87
2 плитка 1,37 мм, залишок 35,5
3 плитка 5,5 мм, залишок 30,00
4 плитка 30 мм, решта 0.
Сума блоку 1,005 +1,37 +5,5 +30 = 37,875.
Таким же способом набирають блок набору, що складається з 42 плиток.
1,005+1,07+4,00+30 = 37,875.
Прийоми вимірювання плоскопаралельними кінцевими мірами довжини та розмітки з використанням приладдя до них показано на рис. 2.25.
Кутові призматичні заходи (плитки) призначені для перевірки та налаштування вимірювальних кутомірних приладів та інструментів, а також безпосереднього вимірювання зовнішніх і внутрішніх кутів деталей з високою щільністю. Кутові заходи виконують при вимірі кутів ту саму роль,
як і кінцеві заходи при вимірі довжини. До робочим сторонам кутових заходів висувають такі самі вимоги, як і до кінцевих заходів, тобто. забезпечення адгезії (прилижуваності).
Кутові заходивипускають наборами із кількістю 7…93 плиток у кожному (рис. 2.26.). Перевірку кутів плитками виконують "просвіт".
Для збільшення міцності блоку, зібраного з кутових плиток, до них випускають набір приладдя, до складу якого входять стяжки, гвинти, клини та інші (рис. 2.27). Зміцнюють блок через спеціальні отвори у плитках.
Правила розрахунку кутових заходів для утворення блоків, а також правила підготовки до складання та складання їх у блок аналогічні правилам, які застосовуються при складанні кінцевих заходів довжини.
Прийоми вимірювання кутовими мірами показано на рис. 2.28.
Кутові з'єднання
У багатьох виробах машинобудування застосовують вузли та деталі,
якість роботи яких залежить від точності їх кутових розмірів. Такими вузлами та деталями є, наприклад, підшипники з конічними роликами, що направляють типу «ластівчин хвіст», кінці шпинделів та інструментів металорізальних верстатів, конічні посадкові місцяточних осей, кути оптичних призм та приладів. .
Оскільки при виробництві та контролі кутових розмірів виробів широко (навіть більшою мірою, ніж для лінійних розмірів) застосовують спеціальний ріжучий інструменті калібри, то для полегшення виробництва та контролю кутових розмірів деталей так само, як і для лінійних розмірів, стандартизовані переважні значення кутів загального призначення.
Також стандартизовано значення допусків на кутові розміри. Стандартом передбачені допуски кутів, виражені в кутових і лінійних одиницях, причому значення допуску в кутових одиницях зменшуються зі збільшенням довжини сторони кута. Це пов'язано з можливістю забезпечення більшої точності при виготовленні та контролі кутів з більшою довжиною сторін за рахунок можливості їхнього кращого базування, а також за рахунок меншого впливу похибки. вимірювального приладуабо інструмент при контролі лінійних відхилень. Допуски кутів встановлюють незалежно від значення кута.
З кутових сполучень найбільш поширені конічні сполуки. Конічні з'єднання забезпечують високу точність центрування, при нерухомих посадках забезпечують передачу великих обертових моментів з можливістю неодноразового складання та розбирання з'єднання, при рухомих посадках за рахунок осьового зміщення деталей з'єднання можна отримати необхідні зазори, щільна посадка конічних деталей забезпечує герметичність з'єднання і т.д.
Нормальні конуси загального призначення стандартизовані. Ряд кутів конуса охоплює кути від ~1° (конусність 1:200) до 120°. Спеціальні стандарти визначають конусність для конусів інструментів. Зокрема, у них передбачені спеціальні конуси Морзе з умовними номерами від 0 до 6. Конусність їхня близька до 1:20, а діаметри змінюються приблизно від 9 мм (№ 0) до 60 мм (№ 6). В інструментах та шпинделях верстатів широко застосовують інструментальні метричні конуси (конусність 1:20) та конуси Морзе (конусність від 1:19,002 до 1: 20,047) за ГОСТ 25557-82 та ГОСТ 9953-82.
Основними елементами, що характеризують деталі конічних сполук є номінальний діаметр конуса, діаметри більшої та меншої основ конуса, довжина конуса та кут конуса. Замість кута конуса в ряді випадків задається кут нахилу, що утворює до осі (половина кута конуса) і конусність (подвоєний тангенс кута нахилу). Зазначені елементи пов'язані між собою простими геометричними залежностями.
Основною площиною називають переріз конуса, у якому заданий його номінальний діаметр. Один із характерних перерізів (торець, уступ), найчастіше поблизу більшої основи, приймають за базову площину. Відстань між базовою та основною площинами називають базовідстанню конуса.
Конічні сполуки, що утворюються зовнішнім та внутрішнім конусами з однаковими кутами конуса, характеризуються конічною посадкою та базовідстанню з'єднання.
Допуски конусів встановлюють або комплексно або поелементно. При комплексному нормуванні встановлюють значення діаметрів двох граничних конусів, що мають номінальний кут конуса і розташовані співвісно; всі точки реального конуса мають лежати між цими граничними конусами. При. поелементному нормуванні окремо встановлюють допуски діаметра, кута конуса та форми – круглості та прямолінійності твірної.
Методи вимірювання кутів
Значення кута під час вимірювання визначають порівнянням його з відомим кутом. Відомий кут може бути заданий так званими жорсткими (з постійним значенням кута) мірами - аналогами форми елементів деталі: кутовими мірами, косинцями, кутовими шаблонами, конічними калібрами, багатогранними призмами. Вимірюваний кут можна порівнювати також з багатозначними кутомірними штриховими заходами і різними видамикругових та секторних шкал. p align="justify"> Ще одним методом отримання відомого кута є його розрахунок за значеннями лінійних розмірів на підставі тригонометричних залежностей.
Відповідно до цього класифікацію методів вимірювань кутів проводять у першу чергу за видом створення відомого кута: порівнянням з жорстким заходом, порівнянням зі штриховим заходом (гоніометричні методи) і тригонометричними методами (за значеннями лінійних розмірів).
При порівнянні кутів з жорсткою мірою відхилення вимірюваного кута від кута міри визначають просвіту між відповідними сторонами кутів деталі і заходи, відхилення показань приладу лінійних розмірів, що вимірюють розбіжність цих сторін або при контролі за фарбою, тобто. за характером тонкого шару фарби, перенесеного з однієї поверхні на іншу.
У приладах для гоніометричних вимірювань є штрихова кутомірна шкала, покажчик і пристрій визначення положення сторін кута. Цей пристрій пов'язаний з покажчиком або шкалою, а деталь, що вимірюється - відповідно зі шкалою або покажчиком. Визначення положення сторін кута можна проводити як контактним, і безконтактним (оптичним) способом. При відповідних кутах положеннях вузлів приладу визначають кут відносного повороту шкали і покажчика.
При непрямих тригонометричних методах визначають лінійні розміри сторін прямокутного трикутника, що відповідає вимірюваному куту, і за ними знаходять синус або тангенс цього кута (координати вимірювання). В інших випадках (вимірювання за допомогою синусних або тангенсних лінійок) відтворюють прямокутний трикутник з кутом, номінально рівним вимірюваному, і встановлюючи його як навхрест, що лежить з кутом, що вимірювається, визначають лінійні відхиленнявід паралельності сторони вимірюваного кута основи прямокутного трикутника.
При всіх методах вимірювання кутів повинен бути забезпечений вимір кута в площині, перпендикулярній до ребра двогранного кута. Перекоси призводять до похибки виміру.
За наявності нахилу площини вимірювання у двох напрямках похибка вимірювання кута може бути позитивною і негативною. При вимірах малих кутів ця похибка не перевищить 1% значення кута при кутах нахилу площини виміру до 8°. Така ж залежність похибки вимірювання кута від кутів перекосу виходить і у випадках неточного базування деталей на синусній лінійці, розбіжності напрямку ребра кута, що вимірюється, або осі призми з віссю повороту на гоніометричних приладах (при фіксації положення граней по автоколіматору), і при вимірюваннях за допомогою .п.
Як одиниця виміру кутів Міжнародною системою одиниць (СІ) прийнятий радіан – кут між двома радіусами кола, що вирізають на його колі дугу, довжина якої дорівнює радіусу.
Вимірювання кутів у радіанах практично пов'язані з значними труднощами, оскільки жоден із сучасних кутомірних приладів немає градуювання в радіанах.
У машинобудуванні для кутових вимірівв основному застосовуються позасистемні одиниці: градус, хвилина та секунда. Ці одиниці пов'язані між собою такими співвідношеннями:
1 рад = 57 ° 17 45 = 206 265 ";
l° = π/180 рад = 1,745329 10 -2 рад;
1 ‘ = π /10800 рад = 2,908882 ٠10 -1 рад ^
1 ” = π/648000 рад = 4,848137 10 -6 рад г
Кут нахилу площин зазвичай визначається ухилом, чисельно рівним тангенсу кута нахилу.
Малі значення ухилів часто вказують у мікрометрах на 100 мм довжини, проміле або міліметрах на метр довжини (мм/м). Наприклад, у мм/м вказується ціна поділу рівнів. Перерахунок ухилів у кут зазвичай проводиться у разі наближеної залежності: ухил 0,01 мм/ м(або 1 мкм/100 мм) відповідає куту нахилу в 2″ (похибка підрахунку кута за цією залежністю становить – 3%) .
Як було показано вище в машинобудуванні в залежності від використовуваних засобів та методів розрізняють три основні способи вимірювання кутів:
Порівняльний метод виміру кутів за допомогою жорстких кутових заходів. При цьому вимірі визначається відхилення вимірюваного кута від кута міри.
Абсолютний гоніометричний метод вимірювання кутів, при якому кут, що вимірюється, визначається безпосередньо за кутомірною шкалою приладу.
Непрямий тригонометричний метод: кут визначається розрахунковим шляхом за результатами вимірювання лінійних розмірів (катетів, гіпотенузи), пов'язаних з тригонометричною функцією, що вимірюється кутом (синусом або тангенсом).
Порівняльний метод виміру кутів зазвичай поєднується з непрямим тригонометричним методом, останнім визначається різниця порівнюваних кутів у лінійних величинах на певній довжині сторони кута.
Чудов В.А., Цідулко Ф.В., Фрейдгейм Н.І.Розмірний контроль у машинобудуванні М, Машинобудування, 1982, 328 с.
Городецький Ю.Г.Конструкція, розрахунок та експлуатація вимірювальних інструментів та приладів. Машинобудування, 1971, 376 з
Основним параметром, що контролюється при обробці кутів і конусів, є плоский кут, за одиницю якого прийнятий градус. Градусом називається 1/360 частина кола, він складається з 60 кутових хвилин, а хвилина складається з 60 кутових секунд. Особливість кутових розмірів полягає в тому, що точність їх виготовлення та контролю залежить від довжини сторін, що утворюють кут. Чим коротший бік, тим важче виготовити та виміряти кут. Методи вимірювання кутів можна поділити на три основні види:
1) метод порівняння з жорсткими кутовими заходами;
2) абсолютний метод, заснований на застосуванні вимірювальних інструментів із кутовою шкалою (кут при цьому відраховують безпосередньо за шкалою приладу у кутових одиницях);
3) непрямий метод, Що полягає у вимірі лінійних розмірів, пов'язаних з кутом конуса тригонометричними залежностями
Кутові заходи та косинці
Кутові заходи (рис. 1.19 а) виготовляють у вигляді прямих призм і застосовують для контролю кутів і градуювання кутомірних інструментів і кутових шаблонів. Кутові заходи аналогічні розглянутим раніше плоскопаралельним кінцевим заходам довжини. Кутові заходи випускають у вигляді наборів з градацією кутів через 2°, 1°,15′ та різними номінальними значеннямикутів. Виготовляють кутові заходи чотирьох класів точності (00, 0, 1, 2) та атестують на розряди. Кутові заходи можуть притиратися один до одного, але їх зчеплення менш надійне, ніж у плоскопаралельних кінцевих заходів довжини, тому блоки кутових заходів з'єднують один з одним за допомогою спеціальних пристроїв. Плитки в блоки з'єднують за допомогою державок (рис. 1.19, б-г), гвинтів та конічних штифтів. Державки (див. рис. 1.19 б, в) дозволяють збирати блоки з двох і трьох кутових заходів. Для отримання додаткових кутів застосовують державки із спеціальними лекальними лінійками (див. рис. 1.19, г). Контроль кутів кутовими заходами роблять зазвичай просвіт. У разі відсутності кутового заходу з необхідними значеннямикута або у випадку, коли виріб не дозволяє використовувати кутовий захід, виготовляють спеціальний кутовий шаблон.
Для контролю та розмітки прямих кутів (90°) призначені перевірочні косинці (рис. 1.20), які застосовують також для контролю взаємного розташуванняповерхонь деталей під час складання. Виготовляють косинці наступних типівУЛ, УЛП, УЛШ, УЛЦ, УП, УШ.
Кутники типів УЛ, УЛП та УЛШ призначені для точних лекальних робіт, вони мають дві гострі робочі грані.
Кутники типу УП і УШ використовують при слюсарному складанні, обробці та ремонті.
Кутники типу УЛЦ є відрізок валу з торцями, перпендикулярними утворює циліндричної поверхні. Ці косинці використовують для перевірки інших косинців, тому що вони дозволяють отримати точне значеннякута 90 °.
Кутоміри
Для контролю кутів методом безпосередньої оцінки у машинобудуванні широко застосовують кутоміри з ноніусом. Ці кутоміри випускають двох типів: УН – для вимірювання зовнішніх та внутрішніх кутів (рис. 1.21, а) та РОЗУМ – для вимірювання тільки зовнішніх кутів (рис. 1.21, б).
Кутомір типу УНскладається з основи 2 з нанесеною по колу градусною шкалою, яка жорстко з'єднана з лінійкою 3. Лінійка має зовні доведену вимірювальну поверхню. З основи 2 переміщається сектор 5 з ноніусом 1 і стопором 4. До сектора кріплять кутник 6 за допомогою державки 9. До кутника 6 кріплять знімну лінійку 7 за допомогою державки 8. Варіанти вимірювань показані на рис. 1.22. Кутомір дозволяє вимірювати кути в діапазоні від 0 до 50 ° (рис. 1.22 а). Для вимірювання кутів у діапазоні від 50 до 140° з кутоміра знімають косинець, а на його місце встановлюють лінійки (рис. 1.22 б). Щоб виміряти зовнішні кути в діапазоні від 140 до 230 °, необхідно зняти лінійку, вимірювання в цьому випадку ведуть з використанням косинця. Якщо з кутоміра зняти косинець, лінійку та державки, то за його допомогою можна буде контролювати розміри кутів у діапазоні від 240 до 320 °. Отже, загальний діапазон вимірювань кутоміром УН становить від 0 до 320° для зовнішніх кутів.
При вимірі кутів складних контурів необхідна установка кутоміра на задану величину довжини прямолінійного контуру. Така установка здійснюється за допомогою блока кінцевих заходів довжини 2, який встановлюється на знімну лінійку 3, а основу кутоміра переміщують по косинці 1 так, щоб вимірювальна лінійка була встановлена на блоці кінцевих заходів. Схему такої установки наведено на рис. 122 ст.
Якщо з кутоміра зняти косинець та лінійку, то ним можна вимірювати внутрішні кутиу діапазоні від 40 до 180° (рис. 1.22, г).
Вимірювання кутів у важкодоступних місцяхвиробляють за схемою, показаною на рис. 1.22, буд.
Кутомір типу РОЗУМ(див. рис. 1.21, б) широко застосовується під час навчання слюсарній справі. Він складається з основи 4 зі шкалою, проградуйованою в градусах. На підставі закріплена лінійка 3. Рухома лінійка 10 з сектором 9 і ноніусом 7 може повертатися на осі А, фіксація лінійки в момент вимірювання здійснюється стопорним гвинтом 5. Кутомір має гвинт 6 для мікрометричної подачі вимірювальної рухомої лінійки 10 с сек - . рухомий лінійці кріпиться косинець 2 за допомогою державки 1. Кутомір забезпечує вимірювання кутів в діапазоні від 180°. Для вимірювання кутів понад 90° косинець 2 необхідно зняти, у цьому випадку для отримання значення кута до показань за шкалами кутоміра додають 90°.
При роботі з кутоміром типу РОЗУМ необхідно:
Визначити спосіб виміру кута (з використанням кутника або без нього);
Переконатися у плавності переміщення сектора кутоміра;
Переконатися у точності встановлення кутоміра на нуль;
При вимірі міцно утримувати кутомір за корпус;
Вимірювальна поверхня повинна щільно прилягати до поверхні деталі (без просвіту та перекосу);
Звернути увагу на точність вимірювань, що досягається, яка вибита на ноніусі.
