KURZUS: Finommechanika és optika a járműtechnikában

MODUL: I. modul

4. lecke: Mérőeszközök - sablonok

| A lecke tanulásának a célja: A mérési alapismeretek kibővítése olyan mérőeszközökkel és sablonokkal melyek nélkülözhetetlenek a mérnöki világban.
Szükségesen elsajátítandó: A leckében ismertetett sablonok és egyes mérési módok elsajátítása.
Lecke elsajátításának időtartama: A lecke elsajátításához kb. 60 perc szükséges.
Sablonok
Munkadarab alak v. méretének ellenőrzésére szolgál
Sablonok fajtái:
hézagmérő, sugármérő, menetfésű, lyukas mérce.
Sablonok: hézagmérő készlet
Hézagmérő
1. ábra
A hézagmérő készlet olyan helyek mérésére készült, ahová "egyéb" mérőeszközzel nem lehet beférni, illetve mérése túl bonyolult lenne.
A mérés során a készletből a hézagnak megfelelő vastagságú hézagmérő kerül alkalmazásra. A hézagmérőnek nem lazán és nem szorosan kell belemennie a mérendő helyre, hanem a kettő közötti erő alkalmazásával. Amennyiben 1 hézagmérő lemez vastagságával nem lehet az adott mérést elvégezni, akkor két hézagmérő lemezt fogunk össze és azzal mérjük a hézagot. Ebben az esetben kiemelt figyelmet kell szentelni a szennyező anyagok eltávolítására a hézagmérő készlet lemezeiről.
Pl.: 0,07 mm mérésekor a 0,05 mm+0,02 mm hézagmérőt alkalmazzuk.
Sablonok: sugármérő készlet
Sugármérő készlet
2. ábra
A sugármérő készlettel homorú illetve domború lekerekítés sugarát tudjuk mérni. A mérés során az alkatrészre, illetve megmunkáló szerszámra a sugármérő készletet ráhelyezve és a fényforrás felé tartva optikai úton vizsgáljuk az illeszkedést.
Sugármérő készlet hiányában hengeres anyagok vagy csigafúró hengeres szárának ráillesztésével vizsgálhatjuk a kívánt lekerekítés helyét.
A mérnöki tervezés területén kiemelt jelentőségű az, hogy ha a darab nem igényel többféle méretű lekerekítést, akkor egy adott méretű kerüljön alkalmazásra. Ennek az az oka, ha nem CNC megmunkálógépen kerül a lekerekítés végrehajtva, úgy az esztergályosnak annyi rádiuszt kell köszörülni az esztergakésre ahányfajta elő lett írva a rajzon.
Sablonok: menetfésű
Menetfésű
3. ábra
A menetfésű különféle menetek azonosítására alkalmas (menetemelkedés és profilszög). A 3. ábra egy metrikus (60°) menetek azonosítására alkalmas menetfésűt ismertet. Külső és belső menetek mérésére alkalmas, azonban a belső menet mérése az átmérő miatt szabott.
A mérés során az összes fognak illeszkednie kell a vizsgált menetre. Olyan esetben, amikor kb. 75-80% illeszkedik rá a fésű fogaiból, akkor az a menet nem egyezik a menetfésű menetével.
Kisebb menetes furatok mérése esetén csavarral kell próbálkozni, és a csavart kell a menetfésűvel lemérni. Menetfúró alkalmazása helytelen a furatban lévő menet azonosítása céljából.
Sablonok: lyukas mérce
Lyukas mérce
4. ábra
A lyukas mérce huzalok, csigafúrók, hengeres alkatrészek közelítő mérésére alkalmas. A mérés folyamata nem gyorsabb mint egy tolómérővel történő mérés esetén, azonban el lehet mondani, hogy főleg munkavédelmi okok miatt lehet alkalmazása az egyes területeken jelentős, hiszen a tolómérőt zsebünkbe tartva és elesve komoly sérüléseket szenvedhetünk, ha olyan pozícióban helyezkedik el, hogy akár áthatolhat a testrészünkön.
A lyukas mércére a 0,1 mm-es lépcső a jellemző.
Kúpmérés idomszerrel
Belső és külső kúpidomszerek
5. ábra
A kúpok megfelelő gyártásának ellenőrzéséhez idomszereket alkalmazhatunk. A kúp szöge, átmérője, és a kúp felületi egyenessége kerül vizsgálatra.
Belső kúpidomszer
Belső kúp vizsgálata kúpidomszerrel
6. ábra
Az idomszer kialakítása megegyezik az ellenőrizendő kúppal, csak annak az ellendarabja. A vizsgált darabnak a kúpidomszer tűrésmezőjébe kell esnie. Az érintkezés helyének detektálásához az idomszert v. munkadarabot vékony jelzőfestékkel látják el. Ahol a kúpidomszer a vizsgálandó darabhoz nem ért hozzá, ott a jelzőfesték nem távolodott el, ez jelzi a vizsgáló számára, hogy a kúp milyen minőségben lett kivitelezve.
Külső kúpidomszer
Külső kúp mérése kúpidomszer alkalmazásával
7. ábra
A mérés folyamata teljesen megegyezik a belső kúp mérési folyamatával.
Kúpmérés mérőgyűrűvel és mérőgolyóval
Az idomszeres mérés pontos és gyorsnak mondható, azonban költséges beszerezni különböző átmérőjű és kúpszögű idomszereket. Ennek a problémának a megoldására egyéb módok kerültek kidolgozásra.
Kúpmérés mérőgyűrűvel - külső kúpmérés
Kúpmérés mérőgyűrű alkalmazásával
8. ábra
A mérés során két különböző átmérőjű mérőgyűrű kerül alkalmazásra. A kúpra történő ráhelyezésükkor figyelni kell a megfelelő pozícióra, azaz a kúp szimmetriatengely a mérőgyűrűk szimmetriatengelyével egybe kell, hogy essen. Először a nagyobbik átmérőjű mérőgyűrű kerül ráhelyezésre, és utána a kisebb átmérőjű mérőgyűrű kerül a kúpra. A "t" értéket és a "v2" értéket tolómérő segítségével mérhetjük. A mérőgyűrűk átmérője "d1" és "d2" jelezve van a mérőgyűrűn.
Ezekkel a mért és adott méretekkel a félkúpszöget egyszerűen ki tudjuk számítani:
t g α 2 = d 2 − d 1 2⋅( t+ v 2 )
A vizsgálat alapján csak a kúp szögét kapjuk meg, a kialakított kúp alaktűréséről azonban nem kapunk információt.
Kúpmérés mérőgolyóval - belső kúpmérés
Belső kúpmérés mérőgolyók alkalmazásával
9. ábra
Belső kúpmérés esetén mérőgolyókat helyeznek a kúpos furatba. A mérőgolyók helyett akár csapágygolyó is alkalmazásra kerülhet, hiszen méret és alaktűrése teljesen megfelel. Ebben a mérési módban a mérőgolyók külön-külön kerülnek behelyezésre és az adott távolságok külön-külön "t1" és "t2" kerülnek lemérésre. A mérés során kiemelt figyelemmel kell lenni, hogy a mérőeszköz a felületekre megfelelően felfeküdjön.
A félkúpszöget az alábbi módon tudjuk kiszámítani:
sin⁡ α 2 = R 2 − R 1 ( t 1 + R 1 )−( t 2 + R 2 )
A vizsgálat alapján csak a kúp szögét kapjuk meg, a kialakított kúp alaktűréséről azonban nem kapunk információt.
Külső kúpmérés tolómérő segítségével
Külső kúp mérése tolómérővel
10. ábra
A kúpmérés során, a tengelyen lévő nagy átmérőt "d2" és kis átmérőt "d1" a tolómérő külső méretméréséhez használatos mérőcsőr segítségével tudjuk megmérni. A "t" hosszt a tolómérő belső méretméréséhez használatos mérőcsőr segítségével tudjuk megmérni. A mért értékek alapján matematikai úton tudjuk a kúp szögét meghatározni.
Félkúpszög számítása:
sin⁡ α 2 = d 2 − d 1 2⋅t
A vizsgálat alapján csak a kúp szögét kapjuk meg, a kialakított kúp alaktűréséről azonban nem kapunk információt.
Belső kúpmérés tolómérő segítségével
Belső kúp mérése tolómérő segítségével
11. ábra
A belső kúpméréshez a tolómérő belső mérethez használatos mérőcsőreit alkalmazzuk. A mérés során kiemelten kell figyelni, hogy a "d2" mérése a lehető legnagyobb átmérőn legyen végrehajtva, hiszen minél beljebb mérjük a "d2" átmérőt annál kisebb méretet kapunk, mely hatással lesz a kúpszög számítására.
Belső félkúpszög számítása:
t g α 2 = d 2 − d 1 2⋅t
A vizsgálat alapján csak a kúp szögét kapjuk meg, a kialakított kúp alaktűréséről azonban nem kapunk információt.
Menetek és mérésük
Metrikus menet főbb jellemzői
12. ábra
A 60°-os profilszögű metrikus menet főbb jellemzői:
P - menetemelkedés, D=d - a menet névleges mérete, t - menetmélység, D2=d2 - az orsó középátmérője, d1 - az orsó magátmérője, D1 - az anya magátmérője, α - a közepes menetemelkedési szög.
Menetmérő eszközök csoportosítása:
Állandó mértékű menetmérő eszközök: menetfésű, menetellenőrző idomszerek,
| 1. | dugós,
| 2. | gyűrűs,
| 3. | görgőfésűs.
Változtatható mértékű menetmérő eszközök. Menetfésű.
Menet mérése tolómérő segítségével
Menetmérés tolómérő segítségével
13. ábra
Menetfésű hiányában tolómérő segítségével is képesek vagyunk a menetről információt szerezni.
d->menet névleges mérete, l-> mért hossz, 1,2,3,4 -> a mért hosszon lévő menetek száma.
Pl.: (metrikus menetnél)
d= ∅10; l=6 menetszám=4 -> M10x1,5
Menetellenőrző idomszerek
Dugós idomszer - anyamenetek ellenőrzéséhez
Idomszer anyamenetek ellenőrzésére
14. ábra
A legyártott meneteket is ellenőrizni kell, hiszen az előírt tűréshatárt túllépve vagy túlméretes lesz a menet vagy szorulni fog. A legyártott anyamenetek ellenőrzésére dugós idomszert alkalmazunk. A mérés során betekerjük az idomszert és mozgatással vizsgáljuk a holtjátékot. A mozgás nagysága alapján kapunk információt a legyártott menet minőségéről.
Gyűrűs idomszer - orsómenetek ellenőrzéséhez
Idomszer orsómenetek ellenőrzésére
15. ábra
A mérés folyamata teljesen megegyezik az anyamenetek ellenőrzésénél leírtakkal, csak itt rá kell tekerni az idomszert.
Görgőfésűs menetellenőrző idomszer
Görgőfésűs menetellenőrző idomszer
16. ábra
Görgőfésűs menetellenőrző idomszer az orsómenetek ellenőrzéséhez lett kialakítva, azonban nem végez teljes felületi ellenőrzést. A mérés során az orsómenetre rá kell illeszteni. A menet felső határát a "megy görgő" míg alsó határát a "nem megy görgő" mutatja.
Menetmérő mikrométer
Menetmérő mikrométer szett
17. ábra
A menetmérő mikrométer az orsómenetek közép- és magátmérőjének mérésére alkalmas. Nem végez teljes felületi ellenőrzést. Felépítése és használata egyezik a mikrométerével.
Menet középátmérőjének mérése
18. ábra
Középátmérő méréséhez 60° ékszögű mérőbetétek kerülnek alkalmazásra.
Menet magátmérőjének mérése
19. ábra
Magátmérő méréséhez 45° ékszögű mérőbetétek kellenek.
Menetmérés mérőcsapok segítségével
Menetmérés mérőcsapok segítségével
20. ábra
Az orsómenet legpontosabban nagypontosságú mérőcsapokkal mérhető. A mért méretből számítással v. táblázatból meghatározható a középátmérő.
Méretellenőrzés idomszerrel
Dugós furatmérő idomszer
Furatmérés dugós idomszerrel
21. ábra
A mérés során a furatba kell helyezni az adott méretű idomszert, és mozgási mértékéről kapunk információt az adott furatról.
Villás csapmérő idomszer
Villás csapmérő idomszer
22. ábra
A mérés során a mérendő darabra ráhelyezve kapunk információt a csap mérethelyességéről.
Önellenőrző kérdések
1. Milyen mérőeszközt használunk vékony rések mérésére (v<1mm)?
2. Alkatrésztervezésnél miért nem célszerű (indokolatlanul) különböző rádiuszokat alkalmazni?
3. Fontos-e a menetfésű összes "fogának" illeszkedése a vizsgálandó menetes alkatrészre?
4. Lehetséges-e tolómérő segítségével meghatározni kúpszöget?
5. Célszerű-e (indokolatlanul) fok és perc alapú kúpszöget definiálnunk az alkatrészre?