8.3 Измерение резьбы на микроскопах

Инструментальный,  универсальный и современный цифровой  микроскопы (раздел 4.2) являются одними из часто применяемых  средств  измерения наружных резьб. Микроскопы позволяют измерять все основные параметры наружной резьбы: средний диаметр, наружный и внутренний диаметры, шаг, угол профиля, прямолинейность и закругления профиля. На микро­скопах проверяют резьбовые калибры, метчики, резьбовые фре­зы,  микровинты  и разные изделия с точной резьбой. Измерения резьбы  производятся проекционным методом в проходящем свете.

При измерении:

–   диаметров резьб используют метод непосредственной оценки по отсчетному устройству столика микроскопа;

–  угла наклона боковой стороны профиля используют  метод непосредственной оценки по угломерной головке микроскопа;

–  шага резьбы используют метод непосредственной оценки по отсчетному устройству микроскопа или метод сравнения  с использованием блока  концевых мер длины.

Процесс измерения параметров резьбы на микроскопе требует квалификации и аккуратности. Но на современных цифровых микроскопах, снабженных инкрементными линейными преобразователями, реверсивными счетчиками, цифровым отсчетом  и программным обеспечением процесс измерением значительно проще.

При измерении деталей, устанавливаемых в центрах на инструментальном микроскопе, необходимо расположить  ось центров параллельно направлению продольного перемещения стола. Установку производят по контрольному валику, входя­щему в комплект принадлежностей к инструментальному микро­скопу. Контрольный валик устанавливают в центрах микроскопа и пунктирную линию наводят на образующую валика у одного из концов его. Затем стол микроскопа перемещают в продольном направлении и проверяют совпадение той же пунктирной линии окулярной сетки с образующей валика у другого конца его. В случае несовпадения стол микроскопа повертывают в соответ­ствующую сторону на небольшой угол и проверку повторяют. После  правильной установки оси центров в центрах вместо валика устанавливают проверяемое изделие и производят необходимые измерения.

При измерении резьбы проекционным методом колонка ми­кроскопа должна быть наклонена вокруг горизонтальной оси под углом  Ψ  подъема резьбыкоторый определяют по формуле

          Ψ °= 18,25 S/do .

Направление наклона колонки микроскопа изменяют на обратное при переходе через ось на противоположную сторону резьбы.

На практике часто вместо подсчета угла подъема резьбы на­клоняют колонку микроскопа до получения одинаковой резкости изображения левого и правого профиля резьбы, наблюдаемых в микроскоп.

Так как ось центров и ось поворота  колонки микроскопа взаимно пересекаются, то при наклоне колонки микроскопа не наблю­дается расфокусировки и потери резкости изображения.

При измерении шага резьбы точка пересечения линий окуляр­ной сетки должна находиться на середине стороны профиля. После совмещения пунктирной линии со стороной профиля про­изводят первый отсчет по микровинту или цифровому отсчетному устройству. Затем микровинтом перемещают стол микроскопа на шаг или кратную ему величину, пока та же пунк­тирная линия не совпадет с одноименной стороной профиля соответствующего витка резьбы, и производят второй отсчет. Разность первого и второго отсчетов определяет искомый размер.

При точных измерениях (например, при измерении резьбовых калибров) стол микроскопа перемещают на величину, кратную номинальному значению шага, путем установки между измери­тельной поверхностью каретки и торцем  микровинта блока концевых мер длины соответствующего размера. Если после установки блока мер пунктирная линия окулярной сетки не совпадет с соответствую­щей стороной профиля резьбы, то их совмещают вращением продольного микровинта, по шкале которого или цифровому отсчету  определяют по­грешность шага резьбы на измеряемом участке.

Вследствие неточной установки оси центров накладного столика и перекоса резьбы относительно оси центровых отвер­стий измерение шага может быть произведено в направлении, не параллельном действительной оси резьбы, что может повлечь за собой существенные погрешности. Исключение этих погреш­ностей производят путем измерения шага резьбы по левым и правым сторонам профиля.

За результат измерения шага резьбы на длине L принимают среднее арифметическое из двух измерений.

Так, если при измерении шага по одной паре сторон профиля резьбы погрешность получается положи­тельной (измеренное значение шага больше действительного), то при измерении по обратным сторонам профиля погрешность получается отрицательной. При малых углах перекоса оси резь­бы эти погрешности взаимно компенсируются.

При проверке шага резьбовых калибров номинальным диа­метром менее 3 мм измерения производят по левым и правым сторонам профиля с двух сторон: со стороны, обращенной к контролеру, и с противоположной стороны калибра. За результат измерения принимают среднее арифметическое из четырех значе­ний, полученных при измерении. Такой метод измерения шага позволяет компенсировать не только погрешности от перекоса  оси резьбы в горизонтальной пло­скости, но также и от ее перекоса в вертикальной плоскости. По­следний вид перекоса вызывает заметные погрешности только при измерении резьб малого диамет­ра.

При измерении среднего диа­метра пунктирную линию окуляр­ной головки совмещают со сторо­ной профиля резьбы и производят первый отсчет по  поперечному микровин­ту или цифровому отсчету оптоэлектронного преобразователя. Затем поперечную каретку передвигают до появления в поле зрения противоположного параллельного профиля, наклоняют стойку микроскопа на тот же угол в другую сторону. После со­вмещения той же линии окулярной сетки с профилем резьбы производят второй отсчет. Разность отсчетов дает размер сред­него   диаметра.   Чтобы исключить погрешности измерения от перекоса оси проверяемой резьбы, измерения производят по обеим сторонам профиля и за действительное значение среднего диаметра резьбы принимают среднее арифметическое из резуль­татов измерений

 d2  = (d21 + d22)/2

При измерении половины угла профиля горизонтальную пунктирную линию совмещают с профилем резьбы и производят отсчет по угломерной шкале, который дает непосредственно половину угла профиля или угол, дополняю­щий половину угла профиля до 360°.

Погрешности от несовпадения оси резьбы с продольным направлением измерения исключают путем измерения каждой половины угла профиля с противоположных сторон относительно оси резьбы.

Эти углы характеризуют не только угол профиля резьбы, но и его положение относительно оси резьбы.

Для резьб с симметричным профилем под погрешностью половины угла профиля понимают среднее арифметическое абсолютных величин погрешностей обеих половин угла профиля резьбы.

Для резьб с несимметричным профилем погрешности углов наклона левой и правой образующих профиля резьбы определя­ют независимо одну от другой.

При точных измерениях резьб с большим углом подъема учитывается поправка на уменьшение угла профиля резьбы вследствие наклона колонки микроскопа, так как  угол профиля измеряется не в плоскости осевого сечения, а в нормальном сечении нитки резьбы.

Описанные измерения элементов резьбы могут производиться также с применением профильной окулярной головки. Однако вследствие большей толщины линии на контурах профильных головок измерения менее точны. Профильные головки в боль­шинстве случаев применяются для контроля резьбонарезного инструмента и резьбовых изделий.

Погрешность измерения половины угла профиля на инстру­ментальном и универсальном микроскопах при длине образую­щей профиля резьбы l > 0,5 мм равна ±(3 + 4/l) мин.