Как пользоваться микрометром: точные замеры металлических деталей по шагам

Содержание:

1. Устройство микрометра и принцип работы
2. Виды микрометров и их назначение
3. Подготовка и калибровка перед измерением
4. Пошаговая инструкция по измерению
5. Как считывать показания микрометра
6. Сравнение микрометра и штангенциркуля
7. Типичные ошибки при работе с микрометром
8. Уход и хранение микрометра
9. Как выбрать микрометр для производственного контроля

Микрометр обеспечивает точность, недостижимую для штангенциркуля: стандартный механический прибор позволяет измерять наружные размеры с ценой деления 0,01 мм, а цифровые модели – до 0,001 мм. Именно поэтому микрометр применяется там, где допуск жёсткий: контроль диаметра вала под подшипник, проверка толщины листового проката, измерение диаметра проволоки или калибровка инструмента. Чтобы прибор давал достоверный результат, важно понимать его устройство, правильно выполнять нулевую установку и соблюдать методику измерения – именно это разобрано ниже по шагам.

Устройство микрометра и принцип работы

Основу прибора составляет жёсткая С-образная скоба, на которой закреплены все рабочие элементы. С одной стороны скобы находится неподвижная пятка – одна из двух измерительных поверхностей. С другой стороны в скобу ввинчена гайка с точной резьбой, в которой перемещается микрометрический винт (шпиндель) – подвижная измерительная поверхность. Шаг резьбы шпинделя составляет 0,5 мм: один полный оборот барабана перемещает шпиндель ровно на 0,5 мм.

На шпинделе закреплён барабан – вращающаяся втулка с круговой шкалой барабана, разделённой на 50 равных делений. Каждое деление соответствует 0,5 мм ÷ 50 = 0,01 мм линейного перемещения. Под барабаном расположен стебель – неподвижная трубка с горизонтальной шкалой стебля: нижний ряд штрихов отмечает целые миллиметры, верхний – половины миллиметра (0,5 мм). На конце барабана установлена трещотка (или фрикционный ограничитель) – механизм, который проскальзывает при достижении стандартного измерительного усилия и не позволяет зажать деталь сильнее, чем нужно. Рядом со стеблем находится стопорный винт (фиксатор), блокирующий шпиндель для сохранения показания.

Скоба большинства микрометров снабжена теплоизоляционными накладками – пластиковыми или деревянными вставками по бокам. Держать прибор следует именно за них: тепло рук передаётся металлу скобы и вызывает тепловое расширение, что искажает результат.

Получить консультацию от специалиста по подбору металлорежущего инструмента

Ваше имя *

Телефон *

E-mail

Подтвердите, что вы не робот *

Нажимая на кнопку, я принимаю условия соглашения.

Ознакомьтесь с текстом по ссылке

Y N

Получить консультацию

Виды микрометров и их назначение

Конструкция прибора определяет, какие именно размеры он способен измерить. Ниже приведены основные типы, применяемые в металлообработке.

Для большинства задач в механическом цехе используется гладкий микрометр МК. Диапазон измерений одного прибора составляет 25 мм: 0–25 мм, 25–50 мм, 50–75 мм и так далее. Для диапазонов от 25 мм и выше нулевая установка выполняется не смыканием пятки и шпинделя, а с помощью установочной меры (эталонного вкладыша), входящей в комплект.

Подготовка и калибровка перед измерением

Калибровка перед измерением – обязательный шаг, который часто пропускают, получая систематическую погрешность на всей партии деталей.

1. Очистите измерительные поверхности. Протрите пятку и торец шпинделя мягкой безворсовой тканью. Можно зажать между ними чистый лист бумаги и медленно вытянуть его – это удалит остатки масла и мелкие частицы.

2. Выдержите прибор и деталь при температуре 20 °C. ГОСТ 6507-90 устанавливает нормальную температуру измерений 20 °C. Разница температур детали и прибора в 10 °C даёт погрешность порядка 10–15 мкм на 100 мм стальной детали из-за теплового расширения металла. Перед измерением дайте детали и прибору полежать рядом не менее 15–20 минут.

3. Проверьте нулевое показание. Для диапазона 0–25 мм: медленно сведите пятку и шпиндель с помощью трещотки до характерного щелчка. Нулевой штрих барабана должен совпасть с горизонтальной линией стебля, а нулевой штрих стебля – быть виден у края барабана. Если совпадения нет, выполните нулевую установку: зафиксируйте шпиндель стопором, ослабьте барабан специальным ключом из комплекта и совместите нули.

4. Для диапазонов от 25 мм вставьте установочную меру (эталонный вкладыш) между пяткой и шпинделем, затяните трещоткой и проверьте показание. Отклонение устраняется аналогично.

Пошаговая инструкция по измерению

Следующий порядок действий описывает работу с гладким механическим микрометром МК при контроле наружных размеров – например, диаметра вала.

1. Раскройте микрометр. Вращайте барабан против часовой стрелки (если смотреть со стороны трещотки), пока зазор между пяткой и шпинделем не станет немного больше измеряемого размера.

2. Возьмите прибор правильно. Держите скобу за теплоизоляционные накладки – не за барабан и не за стебель. Нагрев от ладони искажает показание.

3. Поместите деталь между измерительными поверхностями. Ось микрометра должна быть строго перпендикулярна измеряемой поверхности. При измерении диаметра вала – ось прибора должна совпадать с диаметральным сечением, а не проходить по хорде. Перекос оси микрометра – одна из главных причин завышенного показания.

4. Подведите шпиндель вращением барабана до лёгкого касания детали.

5. Дожмите трещоткой. Вращайте трещотку (не барабан) до 3–5 щелчков. Трещотка ограничивает измерительное усилие в соответствии с требованиями ГОСТ 6507-90 (5–10 Н). Использование барабана вместо трещотки приводит к избыточному усилию и деформации мягких деталей или к ложному показанию.

6. Зафиксируйте показание стопорным винтом. Поверните фиксатор до упора – шпиндель заблокируется. Теперь деталь можно убрать и считывать показание в удобном положении.

7. Считайте показание (подробно – в следующем разделе).

Как считывать показания микрометра

Итоговое значение складывается из трёх составляющих: целых миллиметров по нижней шкале стебля, половины миллиметра по верхней шкале стебля и сотых долей миллиметра по круговой шкале барабана.

1. Нижняя шкала стебля (целые мм). Найдите последний штрих нижнего ряда, который виден из-под края барабана. Его значение – целое число миллиметров.

2. Верхняя шкала стебля (+0,5 мм). Проверьте, виден ли между последним нижним штрихом и краем барабана штрих верхнего ряда. Если да – прибавьте 0,5 мм.

3. Круговая шкала барабана (сотые мм). Найдите деление барабана, которое точно совпадает с горизонтальной осевой линией стебля. Умножьте номер этого деления на 0,01 мм.

4. Сложите три значения.

Числовой пример. Последний видимый нижний штрих стебля – 7 мм. Штрих верхнего ряда виден – добавляем 0,5 мм. Деление барабана, совпадающее с осевой линией, – 23. Итог: 7 + 0,5 + 23 × 0,01 = 7,73 мм.

При считывании смотрите на шкалу строго перпендикулярно – параллакс (взгляд под углом) смещает видимое положение штриха и вносит дополнительную погрешность.

У микрометров с нониусной шкалой (точность 0,001 мм) к трём составляющим добавляется четвёртая: деление нониуса на стебле, совпадающее со штрихом барабана, даёт тысячные доли миллиметра. Цифровой микрометр показывает итоговое значение на дисплее и позволяет обнулить показание в любом положении шпинделя – это удобно при контроле отклонений от номинала.

Сравнение микрометра и штангенциркуля

Оба инструмента применяются для линейных измерений, но решают разные задачи. Выбор зависит от требуемой точности, диапазона и типа контролируемого размера.

Микрометр незаменим при контроле посадочных диаметров подшипников, шеек валов и других поверхностей с допуском IT6–IT8. Штангенциркуль удобнее при разметке, контроле черновых заготовок и измерении размеров, где допуск шире 0,1 мм. При обработке валов пластины для точения подбирают с учётом материала заготовки и требований к поверхности, а полученный наружный диаметр контролируют микрометром. 

Типичные ошибки при работе с микрометром

Большинство погрешностей при измерении микрометром имеют конкретную причину и устраняются соблюдением методики.

• Не проверена нулевая установка. Систематическая ошибка переносится на все измерения. Проверяйте ноль перед каждой рабочей сессией и после случайного удара прибора.

• Перекос оси микрометра. Если ось прибора не совпадает с направлением измеряемого размера, показание будет завышено. При измерении диаметра вала покачайте прибор в плоскости оси вала – минимальное показание соответствует истинному диаметру.

• Зажим барабаном вместо трещотки. Избыточное измерительное усилие деформирует мягкие детали (алюминий, медь, пластик) и даёт заниженное показание. Всегда используйте трещотку.

• Нагрев от рук. Держите прибор за теплоизоляционные накладки. Если накладок нет – минимизируйте время контакта ладони с металлом скобы.

• Грязь на измерительных поверхностях. Даже тонкий слой масла или металлической пыли между пяткой и деталью даёт погрешность в несколько микрон. Протирайте поверхности перед каждым измерением.

• Измерение горячей детали. Деталь, только что снятая со станка, имеет температуру выше 20 °C. Дайте ей остыть – тепловое расширение металла при разнице 10 °C даёт погрешность около 10–15 мкм на 100 мм стальной детали.

• Параллакс при считывании. Смотрите на шкалу строго перпендикулярно. Взгляд под углом смещает видимое совпадение штриха барабана с осевой линией стебля.

Уход и хранение микрометра

Прецизионный измерительный инструмент требует аккуратного обращения – механические повреждения и коррозия необратимо снижают точность.

• Храните прибор в штатном футляре или защитном чехле – это защищает от пыли, влаги и случайных ударов.

• Не оставляйте микрометр с зажатым шпинделем: при длительном хранении в сомкнутом положении возможна деформация измерительных поверхностей. Между пяткой и шпинделем должен оставаться небольшой зазор.

• При длительном хранении (более нескольких недель) нанесите тонкий слой нейтрального масла на измерительные поверхности и резьбовую часть шпинделя – это предотвращает коррозию.

• Не допускайте падений: удар о твёрдую поверхность деформирует скобу и сбивает нулевую установку.

• Периодически проходите поверку в метрологической лаборатории – межповерочный интервал для микрометров, используемых в производственном контроле, устанавливается предприятием в соответствии с требованиями к точности измерений.

Как выбрать микрометр для производственного контроля

При выборе прибора учитывайте несколько практических факторов.

Диапазон измерений. Подбирайте прибор так, чтобы измеряемый размер находился в середине диапазона – это снижает накопленную погрешность. Для цеха, где контролируются валы диаметром 30–45 мм, нужен микрометр 25–50 мм с установочной мерой на 25 мм.

Класс точности. ГОСТ 6507-90 устанавливает два класса точности для гладких микрометров. Приборы 1-го класса имеют допустимую погрешность ±2 мкм, 2-го класса – ±4 мкм. Для контроля деталей с допуском по IT6–IT7 используйте приборы 1-го класса.

Механический или цифровой. Механический микрометр надёжнее в условиях загрязнения и не требует батарей. Цифровой удобнее при серийном контроле: он исключает ошибку считывания, позволяет обнулить показание на любом размере и передавать данные в систему статистического контроля качества. Точность цифровых моделей – как правило, до 0,001 мм.

Тип измеряемой поверхности. Для стандартных наружных размеров достаточно гладкого МК. Для резьбы, зубчатых колёс, труб или внутренних диаметров нужны специализированные типы – резьбовой, зубомерный, трубный или нутромер микрометрический.

Если вам нужна помощь в подборе измерительного инструмента или режущего инструмента для металлообработки, специалисты ПРОМГРУПП готовы проконсультировать по выбору оснастки и инструмента под конкретную задачу.