LABORATORIUM METROLOGII TECHNICZNEJ
Wykonanie: Marcin Góra Paweł Jessa	Prowadzący: Dr J. Jermak	Automatyka i Robotyka, semestr IV
Temat: Pomiary parametrów gwintów metodą optyczną

1. Wprowadzenie teoretyczne.

Aby jednoznacznie określić postać nominalną gwintu walcowego należy podać wartości pięciu podstawowych parametrów:

• średnicy zewnętrznej, która jest średnicą hipotetycznego walca opisanego na wierzchołkach występów gwintu zewnętrznego lub na dnach bruzd gwintu wewnętrznego,

• średnicy wewnętrznej, czyli średnicy hipotetycznego walca wpisanego w dna bruzd gwintu zewnętrznego lub wierzchołki występów gwintu wewnętrznego,

• średnicy podziałowej, tj. średnicy walca podziałowego - takiego, którego oś pokrywa się z osią gwintu, a jego powierzchnia boczna przecina gwint w taki sposób, że szerokość występu i bruzdy wzdłuż osi tworzącej tego walca są sobie równe,

• kąta gwintu, czyli kąta między równoimiennymi bokami zarysu; może to być również kąt boku, czyli kąt między bokiem zarysu i osią prostopadłą do osi gwintu (w gwintach o zarysie symetrycznym jego miara jest równa połowie miary kąta gwintu),

• podziałki - odległości między dwoma odpowiadającymi sobie punktami najbliższych, jednoimiennych boków gwintu, oraz

• skoku linii śrubowej (jest ona równa iloczynowi wartości podziałki oraz krotności gwintu).

2. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było dokonanie pomiarów wartości charakterystycznych gwintu zewnętrznego za pomocą warsztatowego mikroskopu metodą optyczną.

3. Urządzenia pomiarowe.

W pomiarach wykorzystano mikroskop warsztatowy wyposażony w głowicę goniometryczną.

Mikroskop warsztatowy.

Mikroskop ten umożliwia prowadzenie pomiarów w prostokątnym lub biegunowym układzie współrzędnych. W tym celu wyposażony jest w obrotowo-przesuwny stolik pomiarowy. Mierzony przedmiot znajdujący się na tym stoliku może być przesuwany w płaszczyźnie poziomej w kierunkach x i y, lub obracany ze stolikiem pomiarowym względem nieruchomego układu optycznego.

Do przesuwania i odczytywania położenia stolika względem osi prostokątnego układu współrzędnych służą śruby mikrometryczne (wartość działki elementarnej bębna wynosi 0,01mm). Mikroskop ten w zależności od rodzaju pomiarów może być wyposażony w różnego typu przystawki (głowice, nożyki pomiarowe, nasadki czujnikowe, obiektywy o różnym powiększeniu). Dostrajanie ostrości odbywa się poprzez regulację okularu, lub też zmianę odległości obiektywu od mierzonego przedmiotu. Parametry mikroskopu:

Stół mikroskopu o średnicy 180mm i możliwości obrotu o kąt 360⁰

• wartość działki elementarnej:

• podziałka kreskowa na bębnie: 0,01mm

• podziałka kątowa 1'

• Zakres pomiarowy wzdłużny 25+125=150mm (gdzie 125mm jest maksymalną długością płytki wzorcowej)

• Zakres pomiarowy poprzeczny 25+25=50mm

Głowica goniometryczna.

Jest ona częścią składową mikroskopu mierniczego. Posiada ona siatkę linii prostych (ciągłych i przerywanych) przecinających się w środku pola widzenia pod kątem 60⁰ (co jest kątem nominalnym gwintu) i 90⁰ . Nastawiając krzyż celowniczy głowicy goniometrycznej na dany punkt charakterystyczny możemy odczytać jego położenie.

4. Wyniki pomiarów i obliczenia.

Pomiar skoku gwintu

Gwint na którym dokonywano pomiarów to jednokrotny gwint zewnętrzny, w związku z tym jego podziałka była równa wielkości skoku linii śrubowej.

Metoda pomiaru.

Po ustawieniu głowicy goniometrycznej nad krawędzią zarysu gwintu (rys), odczytywano z bębna śruby mikrometrycznej położenie stolika względem osi OX.

Skok badanego gwintu wynosi 1,5 mm

Pomiar średnicy zewnętrznej gwintu

Metoda pomiaru

Po ustawieniu głowicy goniometrycznej w położeniu kątowym 0˚, doprowadzono do pokrycia się przerywanej kresy w okularze głowicy z zarysem wierzchołków występów gwintu i odczytywano położenie Y z bębna śruby mikrometrycznej. Następnie dokonywano przesunięcia stolika mikroskopu wzdłuż osi OY i w analogicznym miejscu dokonywano pomiaru położenia względem OY. Różnica wielkości obu pomiarów jest równa mierzonej wielkości średnicy zewnętrznej.

Wyniki pomiarów i obliczenia.

Średnica zewnętrzna
	A	B
1	16,46	6,64	9,82
2	16,4	6,64	9,76
3	16,42	6,62	9,8
4	16,51	6,61	9,9
5	16,65	6,7	9,95
6	16,65	6,74	9,91
7	16,66	6,76	9,9
8	16,43	6,5	9,93
9	16,28	6,35	9,93
10	16,09	6,13	9,96
	średnia		9,886
	odchylenie stand.		0,021613

ei=0,24

es=0,04

Td=0,2

Ostatecznie przyjmujemy więc tolerancję średnicy zewnętrznej według szeregu 6 o położeniu pola tolerancji h.

Pomiar średnicy podziałowej gwintu.

Średnica podziałowa
	A	B
1	15,66	6,64	9,02
2	15,42	6,65	8,77
3	15,25	6,37	8,88
4	15,01	6,01	9
5	15,11	6,1	9,01
6	15,29	6,3	8,99
7	15,41	6,5	8,91
8	15,57	6,54	9,03
9	15,75	6,8	8,95
10	15,72	6,74	8,98
	średnia		8,954
	odchylenie stand.		0,025526

ei=0,256

es=0,004

Td=0,26

Ostatecznie przyjmujemy tolerancję średnicy podziałowej według szeregu 9 o położeniu pola tolerancji h.

5. Wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.

Z uzyskanych wyników wynika, ze badany gwint jest gwintem znormalizowanym.

Wyniki pomiarów są dość dokładne, ponieważ wyraźny zarys gwintu ułatwiał odczyty za pomocą głowicy goniometrycznej.

---