Работа с мелкими деталями, требующими идеально точной подгонки и минимальных допусков размеров, требует таких же точных измерений и соответствующего измерительного инструмента. Какие-то операции можно выполнить с помощью качественного, хорошо откалиброванного штангенциркуля, но для более точных замеров необходим микрометр.
Принцип работы микрометра и его устройство
Данный прибор предназначен для линейных измерений (длины/ширины) объекта. Диапазон измерений и точность устройства зависит от его конструкции.
Основа прибора – подковообразная деталь (скоба), через отверстия в концах которой проходит ось перемещения винтовой пары. Винт (шпиндель), движущийся по неподвижно закрепленной гайке, позволяет прижать измеряемый объект к стационарной опоре (пятке) и тем самым определить измеряемый размер.
Поскольку при такой точности замера (до 2 мкм) важную роль играет температура замеряемой детали и, соответственно, ее температурное расширение, скоба прибора снабжена термоизолирующей пластиной. Это исключает влияние тепла человеческого тела на погрешность измерений.
Перемещение шпинделя пропорционально его повороту в гайке, поэтому для точного определения размера используется две шкалы. Одна разметка, двойная, нанесена непосредственно на стебле шпинделя и дает информацию о количестве полных оборотов винта. Нижняя ее часть дает информацию о количестве полных миллиметров измеряемого размера, верхняя — половинах. Вторая шкала, круговая (на скошенном барабане), позволяет мерить доли оборота, а именно сотые доли миллиметра.
Современные изделия с цифровым дисплеем также работают на винтовой микропаре, но данные измерений фиксируются автоматически и выдаются на дисплей, что заметно упрощает работу.
Немного истории
Первый микрометр был изобретен в 1848 году, французом Ж.Пальмером, а в 1867 году представлен на Парижской выставке, где он и был выкуплен американцами Шарпом и Брауном. В 1877 году они предложили собственную конструкцию, которая и выпускается до нынешнего времени почти в неизмененном виде.
Раритетный микрометр 19-го века, термоизолирующих накладок еще нет, шаг винтовой пары около миллиметра
Для того времени точность инструмента была избыточной, поскольку большинство станков не позволяли изготовить детали с таким малым допуском. Основное применение микрометра началось уже в двадцатом веке.
Стрелочный микрометр советского периода
Современные реалии внесли свои поправки – и требования к точности деталей заметно повысились, и новые возможности точного замера появились.
Современный цифровой микрометр и возможностью измерения в дюймовой и метрической системе
Виды микрометров
Поскольку измерения с высокой степенью точности, которую не обеспечивает штангенциркуль, необходимы для деталей разной формы и размеров, ассортимент микрометров тоже довольно велик.
В первую очередь изделия различают по степени точности измерений, что напрямую связано с их конструкцией:
- самым простым и надежным считается так называемый аналоговый или механический микрометр. Стандартная точность измерений – до сотых долей миллиметра;
- если в приборе к двум шкалам – на стебле и барабане – добавляется еще одна, стрелочная, такое устройство называют стрелочным или рычажным микрометром. Он считается более точным, чем обычный, и дает возможность вести измерения с допуском до тысячных долей миллиметра;
- цифровые (точнее, с цифровым экраном) приборы уже описаны выше. Он совмещает в себе конструктив винтового и рычажного устройства, дает точность измерений до 0,001 мм;
- наиболее точными и совершенными в современной промышленности считаются лазерные микрометры. Однако принцип их работы совсем другой – величина размера определяется по отклонению лазерного луча. Благодаря этому возможно измерение с точностью до 0,0001 мм.
По конструктиву приборов и возможности совершения ими разных замеров классификация идет иначе:
- гладкий (обычный винтовой, он же аналоговый и механический) микрометр позволяет измерять внешний размер детали – ширину, длину, толщину, диаметр;
- для замера толщины стенки детали применяется немного другая конструкция, ее называют трубной. Особенность – выступ на пятке, обращенный к шпинделю;
- для определения размера зуба шестерни и расстояний между ними используется зубомерная разновидность. Ее особенность – насадки конической формы на пятку и шпиндель, обеспечивающие плотное прилегание измерителя к поверхности зуба;
- листовые микрометры предназначены для замера толщины листов, поэтому скоба у них уменьшена по сравнению с другими моделями, зато имеется дополнительная круговая шкала для большей точности измерений;
- так называемые проволочные микрометры, как понятно из названия, предназначены для определения сечения проволоки и иных деталей очень малого размера. Соответственно скобы у этих устройств нет вовсе, но обеспечена повышенная точность замеров;
- очень специфическое назначение у прибора с призматической формой насадок на скобе. Он позволяет очень точно определять правильность формы и размеров многолезвийного инструмента;
- канавочный микрометр (или микрометр-глубиномер) рассчитан на определение глубины отверстия (канавки, паза, углубления) в детали. Принцип его работы схож со штангенциркулем или обычным глубиномером, но точность заметно выше, чем у этих приборов. В комплекте поставки обычно имеются дополнительные щупы различной длины для расширения диапазона измерений;
- резьбовой микрометр служит для точного определения диаметра метрической резьбы и имеет характерные заостренные концы пятки и шпинделя. Это позволяет концам устройства касаться впадин резьбы. Снабжается дополнительными наконечниками для разного шага измеряемой резьбы;
- очень необычен двойной прибор (для регулировки клапанов) – он рассчитан на отслеживание постепенных изменений диаметра (сечения) детали в процессе изготовления. Например, удобно замерять им диаметр поршней до или после снятия части материала;
- измерить внутренний диаметр тонкой трубы (отверстия) позволяет нутромер-микрометр. Для определения диаметра из его основной части выдвигаются небольшие детали до касания к стенкам детали.
Солидную часть функций разных видов микрометров совмещает в себе универсальное устройство с набором насадок на шпиндель и пятку.
Основной его минус – возможность измерения только внешних размеров.
Как пользоваться микрометром
Принцип использования очень прост и в целом изложен в этом видеоуроке.
Если же разбить последовательность по шагам, она будет такой:
- зажимаем скобу инструмента в тисках – это необходимо сделать, чтобы освободить руки и упростить процесс замеров;
- зажать губками (пяткой и шпинделем) прибора измеряемую деталь. Очень важно не пережать, поскольку это приведет к срыву резьбы и полной непригодности микрометра к работе. Так называемый барабан крутится только до соприкосновения губок с деталью, далее в действие вступает трещотка. Фрикционные механизм не позволит увеличить усилие сверх нормативного и предотвратит порчу изделия. Признаком необходимости прекратить вращение фрикциона становится характерный треск;
- далее по разметке шкалы на стебле и барабане определяется искомый размер.
Для этого вначале отсчитывается целое количество миллиметров (на нижней шкале стебля), далее определяется количество половинок миллиметра (по верхней шкале) и сотых долей миллиметра по круговой шкале барабана. Полученные цифры суммируются.
В примере на иллюстрации выше целое количество отметок составляет тринадцать, после тринадцатой отметкой между ней и краем барабана есть отметка половины миллиметра. Положение круговой шкалы дает отметку 27 – то есть 0,27 мм. Соответственно, размер в целом составит 13,77 мм.
Для работы с цифровым микрометром выполняются пункт 2 и частично 3. Частично – поскольку нет необходимости отсчитывать деления, на дисплее сразу же будет отражено действительное значение размера.
Перед началом работы пятка и край шпинделя (насадки) очищаются от загрязнений, а прибор обязательно проверяется и калибруется.
Инструкция по устранению погрешности микрометра
Чем точнее инструмент, тем легче сбить его настройку – это общее правило, касающееся и микрометров.
Поэтому до начала работы надо убедиться в том, что прибор работает нормально, «выставить на ноль».
Для настройки используются эталонные детали, чьи размеры точно соответствуют заявленным.
Вначале проверяется взаимное положение шкал стебля и барабана, сведя губки (пятку и шпиндель) до треска фрикционного механизма. Вот так это должно выглядеть в идеале.
Если совпадения нет, необходимо изменить положение барабана. Для этого вначале подвижная губка стопорится с помощью зажимающего устройства.
Далее ослабляется крепление трещотки.
Меняется положение барабана до желаемого, трещотка закрепляется снова, стопорное устройство возвращается в исходное положение.
Для проверки правильности работы прибора выполняется замер эталонной детали, а лучше нескольких.
Как видно на фото, деление «40» на барабане микрометра четко совпадает с основной линией шкалы стебля, при этом край барабана находится на отметке 12,5 мм. Следовательно, размер детали совпадает с заявленным.
Также возможна корректировка положения нуля с помощью ключа для откручивания самого барабана. Он поставляется в комплекте с микрометром.
Заключение
Точность измерений с помощью микрометра во многом зависит от качества ухода за прибором, правильности его хранения и эксплуатации. Ронять или ударять устройство недопустимо, как и сведение губок с преувеличенным усилием. Это приведет к выходу из строя самого инструмента и/или повреждению детали.
