operator_obrabiarek_skrawa_722[02].O1.04

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Zasady bhp podczas wykonywania pomiarów warsztatowych

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Zamienność części w budowie maszyn

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Tolerancje i pasowania

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Chropowatość powierzchni

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Podstawy teoretyczne wykonywania pomiarów

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Przyrządy pomiarowe

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. UŜytkowanie, konserwacja, przechowywanie i dobór przyrządów

pomiarowych

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Pomiar wielkości geometrycznych

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten pomoŜe wzbogacić Twoją wiedzę oraz ukształtować umiejętności z zakresu

wykonywania pomiarów warsztatowych.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś
mieć juŜ opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej,

−

cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie kształtujesz podczas nauczania tej
jednostki modułowej,

−

materiał nauczania (rozdział 4) – podstawowe informacje niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,

−

pytania sprawdzające – odpowiadając na nie sam spraw, czy moŜesz przystąpić do
wykonywania ćwiczeń,

−

wiczenia pomogą Ci utrwalić wiadomości oraz ukształtować umiejętności,

−

sprawdzian osiągnięć – przykładowy zestaw zadań testowych. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, Ŝe dobrze pracowałeś podczas zajęć i Ŝe nabyłeś wiadomości
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,

−

sprawdzian postępów – upewni Cię, czy zrozumiałeś poszczególne partie materiału
nauczania,

−

literaturę uzupełniającą.
Wykonując ćwiczenia przedstawione w poradniku lub zaproponowane przez nauczyciela,

będziesz kształtował umiejętności z zakresu pomiarów warsztatowych.

Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich wiadomości wykonując

sprawdzian postępów.

W tym celu przeczytaj pytania i odpowiedz na nie, wstawiając X w odpowiednie miejsce:

−

wpisz TAK jeśli umiesz odpowiedzieć na pytanie,

−

wpisz NIE jeśli nie znasz odpowiedzi.
Odpowiedzi NIE wskazują braki w Twojej wiedzy, informują Cię równieŜ, jakich

zagadnień jeszcze dobrze nie poznałeś. Oznacza to takŜe powrót do treści, które nie są
dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości będzie stanowiło dla

nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel posłuŜy się zadaniami testowymi.

W rozdziale 5-tym tego poradnika jest zamieszczony przykładowy test, który zawiera:

−

instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,

−

przykładową kartę odpowiedzi, w której zakreśl poprawne rozwiązania do
poszczególnych zadań.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

722[02].O1.01

Przestrzeganie przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpoŜarowej

i ochrony środowiska

722[02].O1.04

Wykonywanie pomiarów

warsztatowych

722[02].O1.03

Wykonywanie rysunków części

maszyn z wykorzystaniem

programu CAD

722[02].O1.07

Rozpoznawanie części maszyn,

mechanizmów i urządzeń

transportu

wewnątrzzakładowego

722[02].O1.02

Posługiwanie się dokumentacją

techniczną

722[02].O1.06

RozróŜnianie cech

charakterystycznych

obróbki cieplnej, cieplno-

chemicznej, plastycznej

i odlewnictwa

722[02].O1.05

Dobieranie materiałów

konstrukcyjnych,

narzędziowych

i eksploatacyjnych

722[02].O1

Techniczne podstawy zawodu

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozróŜnić rodzaje wymiarów liniowych,

−

określić wymiar tolerowany,

−

dokonać zamiany tolerowania symbolowego na liczbowe,

−

określić pasowanie na podstawie oznaczenia i wartości luzów,

−

wyjaśnić pojęcie mierzenia i sprawdzania,

−

rozróŜnić metody pomiarowe,

−

sklasyfikować przyrządy pomiarowe,

−

określić właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych,

−

wyjaśnić budowę i określić przeznaczenie przyrządów pomiarowych,

−

zorganizować stanowisko do pomiarów zgodnie z wymaganiami ergonomii,

−

dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru i sprawdzania części maszyn w zaleŜności od
kształtu oraz dokładności wykonania,

−

sprawdzić luzy, promienie zaokrągleń, kąt prosty oraz płaskość i prostoliniowość powierzchni,

−

wykonać z róŜną dokładnością pomiar średnie zewnętrznych i wewnętrznych, długości,
wysokości i głębokości elementów maszyn,

−

wykonać pomiar kątów,

−

zinterpretować wyniki pomiarów,

−

zakonserwować i przechować przyrządy pomiarowe,

−

posłuŜyć się PN, dokumentacją techniczną,

−

zastosować przepisy bhp podczas wykonywania pomiarów.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Zasady bhp podczas wykonywania pomiarów warsztatowych

4.1.1. Materiał nauczania

Podczas pomiarów naleŜy zwrócić szczególną uwagę na staranne ustawienie i ostroŜne

przenoszenie cięŜkich przedmiotów, Ŝeby nie spowodować obraŜeń kończyn w razie upadku
przedmiotu.

NaleŜy zachować porządek w rozłoŜeniu narzędzi pomiarowych, zwłaszcza ostrych, aby

zapobiec ewentualnym skaleczeniom. Ponadto upadek przyrządu pomiarowego moŜe
spowodować jego uszkodzenie.

Na stanowisku pomiarowym powinny znaleźć się tylko niezbędne przyrządy pomiarowe

i niezbędne oprzyrządowanie.

Oświetlenie stanowiska pomiarowego powinno umoŜliwiać precyzyjne odczytywanie

zmierzonych wartości i nie powodować zmęczenia oczu.

W przypadku pomiarów dokładnych konieczne jest zapewnienie stałej temperatury

równej 20

C, gdyŜ w tej temperaturze wzorcowane są przyrządy pomiarowe, a pomiar

w innych temperaturach będzie obarczony błędem.

Konserwacji przyrządów pomiarowych naleŜy dokonywać stosując odpowiednie środki

zgodnie z zaleceniami producenta.

Podczas obróbki elementów na obrabiarkach pomiarów moŜna dokonywać tylko na

elementach nieruchomych – obrabiarka zatrzymana.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie podstawowe wymagania bhp obowiązują podczas wykonywania pomiarów?
2. Jak naleŜy dokonywać pomiarów elementów podczas obróbki?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oceń czy stanowisko pomiarowe zorganizowane jest w odpowiednim pomieszczeniu

i zgodnie z wymaganiami bhp.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) opisać jakie warunki powinny panować w pomieszczeniu, w którym znajduje się stanowisko

pomiarowe,

2) ocenić poprawność ułoŜenia elementów do pomiaru i przyrządów pomiarowych na stanowisku

pomiarowym,

3) wskazać zauwaŜone nieprawidłowości,
4) opisać zagroŜenia występujące na wskazanym stanowisku pomiarowym.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.

Zamienność części w budowie maszyn

4.2.1. Materiał nauczania

Zamienność części jest to ich cecha umoŜliwiająca składanie w zespół (podczas montaŜu

lub naprawy) określonych części maszyn, wykonanych według załoŜonych wymiarów, lecz
niezaleŜnie od siebie (na przykład w róŜnych zakładach produkcyjnych).

WyróŜnia się następujące rodzaje zamienności części: całkowitą, częściową warunkową,

technologiczną, konstrukcyjną i selekcyjną (rys. 1).

Rys. 1. Rodzaje zamienności [opracowanie własne].

Zamienność całkowita (stuprocentowa) polega na takim tolerowaniu montowanych

części, aby nawet przy najbardziej niekorzystnym zbiegu wartości odchyłek wykonawczych
dane części maszyn moŜna było złoŜyć w zespoły bez dodatkowych czynności.

Przy zamienności częściowej (procentowej) pewnej liczby części, zwykle nieznacznej,

nie moŜna prawidłowo złoŜyć w zespoły, poniewaŜ tolerancje wymiarów mających wpływ na
montaŜ zostały powiększone w stosunku do tolerancji, które by zapewniały zamienność
całkowitą.

Zamienność częściowa jest stosowana w produkcji masowej, gdy straty z powodu

niemoŜności zmontowania pewnej liczby zespołów są mniejsze od zysku wynikłego
z obniŜenia kosztów wykonania części o zwiększonych tolerancjach.

Zamienność technologiczna wymaga przeprowadzenia dodatkowej (lub przewidzianej)

obróbki w celu usunięcia niekorzystnego zbiegu odchyłek wymiarów w danym zespole.

W zamienności konstrukcyjnej niekorzystne skojarzenie odchyłek kompensuje się

(w sposób ciągły lub skokowy) przez zmianę połoŜenia jednej części w stosunku do drugiej.

Zamienność selekcyjna polega na podziale części na grupy selekcyjne (rys. 2)

o węŜszych tolerancjach i na odpowiednim kojarzeniu tych grup. Dzięki temu tolerancja
pasowania połączonych grup jest odpowiednio mniejsza.

Tolerowanie wymiaru polega na określeniu dwóch wymiarów granicznych: dolnego

i górnego, między którymi powinien się znaleźć wymiar rzeczywisty przedmiotu.

Zamienność

technologiczna

selekcyjna

konstrukcyjna

częściowa

całkowita

warunkowa

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2. Kojarzenie odpowiednich grup selekcyjnych otworów i wałków [8, s. 116].

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Na czym polega zamienność części w budowie maszyn?
2.  Jakie znasz rodzaje zamienności części?
3.  Co to są grupy selekcyjne?
4.  Na czym polega zamienność technologiczna części?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz części maszynowe z odpowiednich grup selekcyjnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zidentyfikować współpracujące części,
2)  zidentyfikować tolerowane wymiary,
3)  przydzielić części do grup selekcyjnych na podstawie dokumentacji technologicznej,
4)  dobrać części z odpowiednich grup selekcyjnych,
5)  połączyć części,
6)  sprawdzić jakość połączenia,
7)  uzasadnić dobór.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

współpracujące części maszynowe wykonane w róŜnych grupach selekcyjnych,

−

przyrządy pomiarowe,

−

dokumentacja technologiczna, poradniki,

−

Polska Norma,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Tolerancje i pasowania

4.3.1. Materiał nauczania

Rodzaje wymiarów

Wymiar jest to wartość długości (np. długość, średnica, odległość elementów) wyraŜona

liczbą określonych jednostek (np. mm, m).

Wymiary, którymi opisuje się na rysunkach technicznych postać geometryczną części

maszyn, dzieli się na cztery rodzaje:

−

wymiary zewnętrzne,

−

wymiary wewnętrzne,

−

wymiary mieszane,

−

wymiary pośrednie.

Wymiar zewnętrzny Z (rys. 3) jest to odległość elementów powierzchni, między którymi

ich bezpośrednie sąsiedztwo jest wypełnione materiałem.

Rys. 3. Wymiary zewnętrzne np.: średnica wałka, długość wałka, grubość blachy [8, s. 19].

Wymiar wewnętrzny W (rys. 4) jest to odległość elementów powierzchni, na zewnątrz,

których ich bezpośrednie sąsiedztwo jest wypełnione materiałem.

Rys. 4. Wymiary wewnętrzne np.: średnica otworu, szerokość rowka, rozwartość klucza do nakrętek

[8, s. 20].

Wymiar mieszany M (rys. 5) jest to odległość elementów powierzchni, między którymi

bezpośrednie sąsiedztwo jednego z nich jest wypełnione materiałem, a bezpośrednie
sąsiedztwo drugiego jest wypełnione materiałem na zewnątrz.

Rys. 5. Wymiary mieszane np.: głębokość otworu nieprzelotowego, głębokość rowka, wysokość występu

[8, s. 20].

Wymiar pośredni P (rys. 6) jest to odległość między osiami lub płaszczyznami symetrii

albo między osią lub płaszczyzną symetrii, a takimi elementami geometrycznymi przedmiotu,
jak powierzchnie, krawędzie lub punkty.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Wymiar pośredni np.: odległość osi symetrii [8, s. 21].

Wymiar pośredni jest rodzajem wymiaru, którego pomiar moŜna wykonać tylko metodą

pomiarową pośrednią.

Wymiary tolerowane

Tolerancja IT wymiaru jest to róŜnica wymiarów górnego i dolnego lub róŜnica

algebraiczna odchyłek górnej i dolnej. Tolerancja jest zawsze dodatnia.

Wymiar tolerowany określają jednoznacznie dwa wymiary graniczne: wymiar górny B

i wymiar dolny A.

Wymiary graniczne są to dwa wymiary, których nie moŜe przekroczyć zmierzony

wymiar produktu, jeŜeli ma on być uznany jako poprawnie wykonany.

Wymiarem górnym B nazywa się większy wymiar graniczny.

Wymiarem dolnym A nazywa się mniejszy wymiar graniczny.

Spełnienie warunku A wymiar zmierzony B świadczy, Ŝe wymiar wyrobu został

wykonany zgodnie z załoŜeniami konstruktora.

Podawanie wymiarów granicznych na rysunku technicznym, polega na umieszczeniu nad

linią wymiarową wymiarów granicznych: dolnego i górnego. Wymiar górny wpisuje się nad
wymiarem dolnym (rys. 7).

Rys. 7. Podawanie wymiarów granicznych [8, s. 21]

Wymiar tolerowany liczbowo składa się z trzech wymiarów wyraŜonych liczbami,

wymiaru nominalnego D oraz odchyłek granicznych – górnej (es, ES) i dolnej (ei,EI). Małymi
literami (es, ei) oznacza się odchyłki graniczne wymiarów zewnętrznych, wielkimi (ES, EI) –
wymiarów wewnętrznych. Wymiar górny wałka oznacza się B

, otworu B

, wymiar dolny

wałka A

, otworu A

Wymiar nominalny D jest wymiarem wyjściowym względem, którego określa się

odchyłki.

Odchyłka górna (es, ES) jest róŜnicą algebraiczną między wymiarem górnym B

i odpowiadającym mu wymiarem nominalnym D.

es = B

– D oraz ES = B

– D

Odchyłka dolna (ei, EI) jest róŜnicą algebraiczną między wymiarem dolnym A

i odpowiadającym mu wymiarem nominalnym D.

ei = A

– D oraz EI = A

– D

PoniewaŜ wymiar nominalny D moŜe być mniejszy, równy lub większy od kaŜdego

z wymiarów granicznych (B, A), odchyłki graniczne mogą być ujemne, równe zeru lub
dodatnie.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odchyłka zaobserwowana jest to róŜnica algebraiczna wymiaru zaobserwowanego

i nominalnego.

Przy graficznym przedstawianiu odchyłek rysuje się linię zerową, której połoŜenie

odpowiada wymiarowi nominalnemu D. Dodatnie odchyłki zaznacza się powyŜej linii
zerowej, ujemne zaś – poniŜej (rys. 8).

Rys. 8. Określenie wymiarów granicznych A i B za pomocą wymiaru nominalnego D oraz odchyłek es(ES)

i ei(EI), [8, s. 24].

Wymiar górny B otrzymuje się przez algebraiczne dodanie do wymiaru nominalnego D

odchyłki górnej es (ES).

B = D + es (ES)

Wymiar dolny A otrzymuje się przez algebraiczne dodanie do wymiaru nominalnego D,

odchyłki dolnej ei (EI).

A = D + ei (EI).

RóŜnicę między górnym i dolnym wymiarem granicznym nazywamy tolerancją IT

wymiaru.

Przykład: Wymiar nominalny wałka D = 45 mm, graniczne odchyłki wynoszą:

górna:  es =  – 0,013 mm,    dolna:  ei =  – 0,021 mm.
Wymiar górny:  B = D + es = 45 mm + (– 0,013 mm) = 45 mm – 0,013 mm = 44,987 mm.
Wymiar dolny:  A = D + ei = 45 mm + (– 0,021 mm) = 45 mm – 0,021 mm = 44,979 mm.
Tolerancja:  IT = 44,987 mm – 44,979 mm = 0,008 mm.

Pasowania

Pasowanie jest to charakter współpracy wałka i otworu, który zaleŜy od ich wymiarów

przed połączeniem. Wymiarem nominalnym pasowania nazywamy wspólny wymiar nominalny
otworu i wałka tworzących to połączenie.

RozróŜniamy pasowanie luźne, ciasne i mieszane.
Pasowaniem luźnym nazywamy takie, w którym występuje luz, tzn. wymiar zaobserwowany

wałka jest mniejszy niŜ otworu. W skrajnym przypadku luz ten moŜe być równy zeru.

Pasowaniem ciasnym nazywamy takie, w którym występuje wcisk, tzn. wymiar

zaobserwowany wałka jest większy niŜ otworu.

Pasowaniem mieszanym nazywamy takie, w którym w zaleŜności od wymiarów

zaobserwowanych otworu i wałka moŜe wystąpić zarówno luz, jak i wcisk.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Luz S jest to róŜnica wymiarów otworu i wałka, gdy wymiar otworu jest większy od

wymiaru wałka. Luz jest zawsze dodatni.

Luz najmniejszy S

min

jest to taki luz, który wynika z róŜnicy wymiarów dolnego otworu

i górnego wałka B

min

= A

– B

stąd po podstawieniu:

= D + EI

= D + es

otrzymamy:

min

= EI – es

Luz największy S

max

jest to taki luz, który wynika z róŜnicy wymiarów górnego otworu

i dolnego wałka A

max

= B

– A

lub

max

= ES – ei

Wcisk N jest to ujemna wartość róŜnicy wymiarów otworu i wałka, gdy wymiar otworu

jest mniejszy od wymiaru wałka. Wcisk występuje wtedy, gdy róŜnica wymiarów otworu
i wałka jest ujemna, a zatem wartość ujemna tej róŜnicy będzie zawsze dodatnia.

Wcisk najmniejszy N

min

jest to ujemna wartość róŜnicy wymiarów górnego otworu B

i dolnego wałka A

min

= – (B

– A

)

stąd po podstawieniu:

= D + ES

= D + ei

otrzymamy:

min

= – (ES – ei)

Wcisk największy N

max

jest to ujemna wartość róŜnicy wymiarów dolnego otworu A

i górnego wałka B

max

= – (A

– B

)

lub

max

= – (EI – es)

Układ tolerancji i pasowań wałków i otworów

Wartość tolerancji jest zaleŜna od wartości wykonywanego wymiaru elementu, oraz

sposobu obróbki. W celu znalezienia zaleŜności między tolerancją i wykonywanym
wymiarem części przeprowadzono wiele badań.

−

Ustalone wartości tolerancji, w zaleŜności od przedziału wymiarów nominalnych i klasy
dokładności, zawierają normy PN-EN-20286-1.

−

Wprowadzono 20 klas dokładności wykonania wałków i otworów: 01; 0; 1; 2; 3;...;16;
17; 18.

−

Tolerancje normalne odpowiednich klas dokładności oznacza się: IT01, IT0, ITl, IT2,
IT3, ............IT16, IT17, IT18.

−

Wartości tolerancji normalnych stosowane w budowie maszyn (klasy dokładności 5–18)
tworzą – dla danego przedziału wymiarów – ciąg geometryczny o ilorazie około 1,6.

Klasyfikacja wałków i otworów. Tolerowanie symbolowe

PołoŜenie pola tolerancji względem linii zerowej (wymiaru nominalnego) moŜna określić

w dwojaki sposób (rys. 9):

1) przez podanie odchyłek es (ES) i ei (EI),
2) przez podanie tolerancji IT i jednej z odchyłek.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 9. Określenie połoŜenia pola tolerancji za pomocą: a) odchyłek es (ES) i ei (EI), b) tolerancji IT i odchyłki

ei (EI), c) tolerancji IT i odchyłki es (ES) [8, s. 53].

Klasyfikując wałki i otwory przyjęto drugi sposób określania połoŜenia pól tolerancji. Po

opracowaniu układu tolerancji, znormalizowano niezbędne odchyłki es (ES) lub ei (El),
nazywając je odchyłkami podstawowymi. Brakującą odchyłkę, zwaną odchyłką
niepodstawową, oblicza się wychodząc z zaleŜności:

IT = es – ei oraz IT = ES – EI

es = ei + IT, ES = EI + IT

oraz

ei = es – IT, EI = ES – IT

−

Przy symbolowym zapisie wałków i otworów przyjęto (podobnie jak dla odchyłek)
zasadę oznaczania wałków małymi literami alfabetu łacińskiego (

∅

50 f7), otworów zaś –

wielkimi (

∅

50 H7), (rys. 10).

Rys. 10. PołoŜenie pól tolerancji wałków i otworów [8, s. 54].

−

Ułatwienie zapamiętania powyŜszej zasady: otwory są wykonywane zwykle w większych
przedmiotach, stąd oznaczanie ich wielkimi literami.

−

Do jednoznacznego określania wymiaru tolerowanego niezbędne jest podanie:

−

wartości wymiaru nominalnego,

−

połoŜenia pola tolerancji względem wymiaru nominalnego,

−

wartości tolerancji.

Oznaczeniom połoŜenia pól tolerancji wałków i otworów przypisano wartości odchyłek

podstawowych, które określają połoŜenie pola tolerancji względem linii zerowej, samą zaś
wartość tolerancji określa się przez podanie klasy dokładności.

Wartości odchyłek podstawowych zaleŜą od rodzaju (oznaczenia) elementu i przedziału

wymiarów, a tylko w kilku przypadkach takŜe od klasy dokładności.

Przy tolerowaniu symbolowym, za wymiarem nominalnym wyraŜonym liczbą umieszcza

się oznaczenie połoŜenia pola tolerancji (symbol literowy), oraz klasę dokładności (symbol
cyfrowy).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

klasa dokładności

55 H7

oznaczenie połoŜenia pola tolerancji

wymiar nominalny

Wałki i otwory normalne

W celu ograniczenia do niezbędnego minimum liczby uŜywanych narzędzi obróbkowych

oraz sprawdzianów wybrano na podstawie praktyki pola tolerancji najczęściej stosowanych
wałków i otworów i nazwano je normalnymi. Pola tolerancji normalne są zestawione
w PN-EN-20286-1.

Spośród pól tolerancji normalnych wyodrębniono dalej pola tolerancji zalecane

i uprzywilejowane. Przy wyborze naleŜy w pierwszej kolejności korzystać z wałków
i otworów uprzywilejowanych, następnie z normalnych zalecanych i dopiero w razie
konieczności z pozostałych.

Układ pasowań normalnych wałków i otworów

W celu ograniczenia w pasowaniach liczby kombinacji pól tolerancji wałków i otworów

przyjęto następujące załoŜenia:

−

pasowania tworzy się wyłącznie według zasad stałego otworu lub stałego wałka,

−

w pasowaniach części maszyn stosuje się klasy dokładności od 5 do 12,

−

dokładności wykonania wałków i otworów nie róŜnią się między sobą o więcej niŜ dwie
klasy.

Pasowanie według zasady stałego otworu polega na tym, Ŝe średnicę otworu (otwór

podstawowy) toleruje się zawsze asymetrycznie w głąb materiału, a Ŝądane pasowanie
z wałkiem (luźne, ciasne i mieszane) uzyskuje się przez dobranie odpowiednich odchyłek na
ś

rednicy wałka.

Pasowanie według zasady stałego wałka polega na tym, Ŝe średnicę wałka (wałek

podstawowy) toleruje się zawsze asymetrycznie w głąb materiału, a Ŝądane pasowanie otworu
uzyskuje się przez dobranie odpowiednich odchyłek dla średnicy otworu.

Oznacza to, Ŝe wałki podstawowe mają odchyłki górne równe zeru, a otwory podstawowe

– odchyłki dolne równe zeru.

Pasowania normalne są to pasowania powstałe przez kojarzenie niektórych z normalnych

pól tolerancji otworów z niektórymi normalnymi polami tolerancji wałków.

Pasowania normalne podzielono na luźne, ciasne i mieszane:

−

Spośród pasowań normalnych wydzielono pasowania uprzywilejowane. Przy wyborze
naleŜy w pierwszej kolejności korzystać z pasowań uprzywilejowanych, a dopiero
w razie konieczności – z pozostałych normalnych.

−

Tylko w uzasadnionych przypadkach dopuszcza się stosowanie pasowań innych.

−

W celu ułatwienia posługiwania się elementami normalnymi obliczono i zestawiono
w normach PN-EN-20286-1 odchyłki, es (ES) i ei (El) wszystkich wałków i otworów
normalnych.

Przejście z tolerowania symbolowego na tolerowanie liczbowe

W rysunku technicznym wymiary wałków i otworów normalnych wyraŜa się często

w postaci tolerowanej symbolowo. Przejścia z wymiaru tolerowanego symbolowo na wymiar
tolerowany liczbowo dokonuje się na podstawie Polskich Norm.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przykład: przejście z wymiaru Ø4Of8 na wymiar tolerowany liczbowo:

−

element jest normalny,

−

po odczytaniu odchyłek otrzymuje się element (wałek) tolerowany liczbowo

Obliczenie wymiarów granicznych, danych wymiarów tolerowanych liczbowo

B = 40 mm + (– 0,025 mm) = 40 mm – 0,025 mm = 39,975 mm.

A = 40 mm + (– 0,064 mm) = 40 mm – 0,064 mm = 39,936 mm.

Podstawowa zasada tolerowania

Tolerowanie wymiarów w skojarzeniu z tolerancjami kształtu jest interpretowane

w budowie maszyn w dwojaki sposób. RozróŜnia się tolerancję niezaleŜną wymiaru
i tolerancję zaleŜną wymiaru.

Tolerancja niezaleŜna wymiaru jest to tolerancja lokalnego wymiaru elementu (wałka lub

otworu), która moŜe być wykorzystana całkowicie, bez względu na istniejące odchyłki
kształtu elementu rzeczywistego.

Tolerancja niezaleŜna wymiaru nie ogranicza wartości odchyłek kształtu elementu,

wymaga się jedynie, aby wymiary lokalne zaobserwowane, były zawarte między wymiarami
granicznymi A i B.

JeŜeli stosuje się tolerancję niezaleŜną wymiaru, wówczas dopuszczalne odchyłki

kształtu – jeśli zachodzi potrzeba – powinny być podane oddzielnie (rys. 11), przez
indywidualne określenie wartości tolerancji kształtu (prostoliniowości osi lub tworzących,
okrągłości, płaskości).

W przypadku tolerancji niezaleŜnej wymiaru tolerancje odchyłek kształtu nie zaleŜą od

tolerancji wymiarów – mogą nawet przekraczać tolerancje wymiaru (rys.11).

JeŜeli na rysunku jest stosowane tolerowanie niezaleŜne, to w wymaganiach technicznych

lub w tabliczce rysunkowej naleŜy umieścić oznaczenie tolerowania niezaleŜnego w postaci
zapisu:

Tolerowanie według PN-88/M-01142.

Jest to podstawowa zasada tolerowania (lub zasada

niezaleŜności), według której wszystkie tolerancje nie wyróŜnione na rysunku są tolerancjami
niezaleŜnymi.

Rys. 11. Przykład interpretacji tolerowania niezaleŜnego wymiaru i kształtu: a) wałek wraz z tolerancją wymiaru

(0,025  mm)  i  tolerancjami  kształtu  (tolerancja  prostoliniowości  0,040  mm,  tolerancja  okrągłości
0,012 mm),  b) dowolny  przekrój  poprzeczny  wałka  z  wymiarem  max  mat  i  największą  dopuszczalną
odchyłką  okrągłości,  c) wałek  o  wymiarze  max  mat  i  największą  dopuszczalną  odchyłką
prostoliniowości [8, s. 1].

Ø40

0,025

0,064

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyjaśnienie interpretacji tolerancji zaleŜnej wymaga wcześniejszego zdefiniowania

trzech pojęć.

Wymiar maksimum materiału (wymiar max mat) jest to wymiar graniczny, któremu

odpowiada największa ilość materiału danego elementu; w przypadku wałka jest to wymiar
górny B

, w przypadku otworu – wymiar dolny A

Wymiar minimum materiału (wymiar min mat) jest to wymiar graniczny, któremu

odpowiada najmniejsza ilość materiału danego elementu; w przypadku wałka jest to wymiar
dolny A

, w przypadku otworu – wymiar górny B

Warunek powierzchni granicznej (warunek powłoki) – element rzeczywisty (wałek lub

otwór) nie moŜe przekraczać powierzchni granicznej (powłoki) o kształcie nominalnym, którą
w zaleŜności od kształtu rozpatrywanego elementu jest: walec o średnicy max mat lub para
płaszczyzn równoległych o odległości równej max mat.

Oznaczenie warunku powierzchni granicznej (warunku powłoki; zasady powierzchni

przylegających) polega na umieszczeniu znaku umownego za oznaczeniem pola tolerancji
wymiaru, na przykład 50h7 E.

−

warunek powierzchni granicznej © wprowadza – w przeciwieństwie do tolerancji
niezaleŜnej wymiaru – wzajemną zaleŜność wymiaru i kształtu otworu lub wałka

o nominalnym kształcie walca lub elementu ograniczonego parą płaszczyzn równoległych.

−

warunek powierzchni granicznej © dotyczy na ogół otworów i wałków przewidzianych
do wzajemnej współpracy, tworzących pasowania.

−

tolerancja zaleŜna wymiaru – tolerancja, która moŜe być wykorzystywana przez wymiary
lokalne w róŜnym stopniu, w zaleŜności od odchyłek kształtu elementu rzeczywistego,
przy spełnieniu warunku powierzchni granicznej.

−

tolerancja zaleŜna wymiaru ogranicza odchyłki kształtu elementu przez warunek
powierzchni granicznej (rys. 12).

−

w  przypadku  stosowania  tolerancji  zaleŜnej  wymiaru,  wymiary  lokalne  zaobserwowane
elementu  mogą  wykorzystywać  („konsumować”)  tylko  część  tolerancji  zaleŜnej,  nie
wykorzystaną  przez  odchyłki  kształtu  elementu  rzeczywistego.  Interpretacja  definicji
tolerancji zaleŜnej prowadzi do kilku wniosków:

−

aden zaobserwowany wymiar lokalny wałka nie moŜe być mniejszy od wymiaru

min mat,

−

aden zaobserwowany wymiar lokalny otworu nie moŜe być większy od wymiaru

min mat,

−

jeŜeli wszystkie wymiary lokalne zaobserwowane są równe wymiarowi min mat,
wówczas cała tolerancja wymiaru moŜe być wykorzystana („skonsumowana”) przez
odchyłki kształtu elementu rzeczywistego,

−

jeŜeli wszystkie wymiary lokalne zaobserwowane są równe wymiarowi max mat,
wówczas element rzeczywisty powinien mieć kształt nominalny, odchyłki kształtu
powinny być równe zeru.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 12. Przykład interpretacji tolerancji zaleŜnej wymiaru: a) oznaczenie średnicy wałka na rysunku, b) kaŜda

rednica lokalna zaobserwowana powinna być zawarta między wymiarami granicznymi B

= 50,000 mm

i A

= 49,975mm, c, d) wałek powinien się mieścić wewnątrz pola tolerancji (0,025 mm) w obrębie

powierzchni granicznej (powłoki) walcowej o kształcie nominalnym i wymiarze max mat (50 mm) [8, s. 63].

Według podstawowej zasady tolerowania tolerancje zaleŜne wymiarów muszą być

wyróŜnione na rysunku technicznym indywidualnym oznaczeniem warunku powierzchni
granicznej. Tolerancje wymiarów nie wyróŜnione oznaczeniem E są tolerancjami
niezaleŜnymi. Podstawową zasadę tolerowania podają PN-89/M-02101 i PN-88/M-0l142.

Odchyłki wymiarów nietolerowanych

Wymiarem nietolerowanym (swobodnym) nazywa się wymiar, którego rzeczywista

wartość nie jest szczególnie istotna. Wymiar ten podaje się bez odchyłek, co nie oznacza, Ŝe
moŜe on zostać dowolnie wykonany. Rzeczywiste odchyłki wykonawcze powinny mieścić się
w granicach odchyłek wymiarów nietolerowanych.

Odchyłki wymiarów nietolerowanych przyjmuje się, zgodnie z normą PN-EN 22768-1,

w klasach dokładności od 11 do 17 albo z szeregów odchyłek zaokrąglonych dokładnych,
ś

rednio dokładnych, zgrubnych lub bardzo zgrubnych. Klasę 11 stosuje się tylko dla

przedziału wymiarów poniŜej 1 mm.

Klasa dokładności 14 i szereg odchyłek zaokrąglonych średnio dokładnych są

uprzywilejowane.

W przypadku wymiarów zewnętrznych i wewnętrznych odchyłki wymiarów

nietolerowanych są skierowane od wymiaru nominalnego w głąb materiału, natomiast
w przypadku wymiarów mieszanych i pośrednich obejmują symetrycznie wymiary
nominalne.

W celu uniknięcia niejasności naleŜy w dokumentacji technicznej produkowanych

wyrobów podawać klasę dokładności lub szereg zaokrąglonych odchyłek, w granicach,
których powinny być wykonane wymiary nietolerowane. Brak takiej uwagi staje się
zazwyczaj źródłem nieporozumień między producentem a odbiorcą.

Ogólne wytyczne doboru pasowań normalnych

W tabeli 1 podano własności niektórych pasowań normalnych, wybrane przykłady

oznaczeń i zastosowania wybranych pasowań.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 1. Przykłady oznaczeń pasowań i odpowiadające im cechy połączeń [8, s. 72–73].

Oznaczenie

pasowania

Cechy połączenia

Przykłady zastosowań

H8/u8
U8/h7

H8/s7

S7/h6
H7/r6

R7/h6

Części są mocno połączone z duŜym wciskiem.
MontaŜ

wymaga

duŜych

nacisków

albo

ogrzewania lub oziębiania części w celu
uzyskania

róŜnicy

temperatur,

więc

i zróŜnicowania wymiarów. Połączenie jest
wystarczająco

trwałe

nie

wymaga

zabezpieczenia

przed

obrotem

lub

przesunięciem, nawet pod wpływem duŜych
sił.

Łącznie  z  wałami  kół  zębatych,  tarcz
sprzęgieł,  pierścieni  oporowych;  łączenie
wieńców  kół  z  tarczami,  tulei  z  piastami  kół
i korpusami  maszyn,  czopów  walcowych
z gniazdami.

H7/p6

P7/h6

Części  są  mocno  połączone,  montaŜ  ich
wymaga  duŜego  nacisku,  natomiast  demontaŜ
jest  przewidziany  tylko  podczas  głównych
remontów.

Stosuje

się

dodatkowe

zabezpieczenie

przed

obrotem

lub

przesunięciem. Połączone części mogą być
poddawane wstrząsom i uderzeniom.

Koła zębate napędowe na wałach wstrząsarek
lub łamaczy kamieni, tuleje łoŜyskowe, kołki,
pierścienie ustalające.

H7/n6
N7/h6

MontaŜ części oraz ich rozdzielenie są moŜliwe
tylko pod duŜym naciskiem, poniewaŜ moŜe
wystąpić luz, części naleŜy zabezpieczyć przed
obrotem.

Tuleje  łoŜyskowe  w  narzędziach,  wieńce  kół
z kołami,  dźwignie  i  korby  na  wałach,  tuleje
w  korpusach  maszyn,  koła  zębate  i  sprzęgła
na wałach.

H7/m6 M7/h6 Części

są

mocno

osadzone,

łączenie

i rozłączanie wykonuje się uderzając mocno
ręcznym młotkiem. Część naleŜy zabezpieczyć
przed obrotem i przesunięciem.

Wewnętrzne pierścienie łoŜysk tocznych, koła
pasowe,

koła

zębate,

tuleje,

dźwignie

osadzane na wałach; korby (w przypadku
małych

momentów),

sworznie

tłokowe,

sworznie łączące, kołki ustalające.

Łańcuchy wymiarowe

Łańcuchem wymiarowym prostym nazywamy połączony szereg linii wymiarowych

będących równoległymi wymiarami sąsiadujących długości.

Rys. 13. Łańcuch wymiarowy prosty [6, s. 60].

Wymiary długości skierowane dowolnie tworzą łańcuchy złoŜone. Wymiary podawane

na rysunkach części maszyn są ogniwami składowymi łańcucha wymiarowego, a wymiar
określający współpracę po skojarzeniu części – ogniwem zamykającym, czyli wymiarem
wypadkowym.

Na składnikach łańcuchów wymiarowych będących w istocie wymiarami tolerowanymi,

moŜna  wykonywać  działania  dodawania  i  odejmowania  według  określonych  zasad.
Obliczenie  wymiaru  zamykającego  łańcucha  wymiarowego  prostego  wymaga  właśnie
dodawania  i  odejmowania  wymiarów  tolerowanych.  Wymiary  powiększające  wymiar
zamykający traktujemy jako dodatnie, zaś zmniejszające wymiar zamykający jako ujemne.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przykład:

Rys. 14. Obliczanie wymiaru zamykającego

[6, s. 63].

)

(

)

100

(

100

−

Z = 100 – 80 + 15 = 35; z

= 0 – (– 0,1) + ( + 0,05) = + 0,15

= – 0,3 – ( + 0,1) + (– 0,05) = – 0,3 – 0,1 – 0,05 = – 0,45

Dodawanie i odejmowanie wymiarów tolerowanych

Dodając wymiar tolerowany A

a
a

do wymiaru B

b
b

otrzymamy wymiar tolerowany C

c
c

według zasady:

a
a

b
b

( A + B )

c
c

C = A + B ; c

= a

+ b

; c

= a

+ b

Odejmując wymiar tolerowany B

b
b

od wymiaru tolerowanego A

a
a

otrzymamy wymiar

tolerowany C

c
c

według zasady:

a
a

–

b
b

( A – B )

−

c
c

C = A – B ; c

= a

– b

; c

= a

– b

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz podstawowe rodzaje wymiarów?
2.  Co to jest tolerancja?
3.  Co to są wymiary graniczne?
4.  Jak się oblicza wymiary graniczne?
5.  Co to są odchyłki?
6.  Jakie znasz podstawowe rodzaje pasowań?
7.  Ile jest klas dokładności?
8.  Co to są łańcuchy wymiarowe?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz wymiary graniczne, odchyłki graniczne i tolerancje, dla wskazanych wymiarów

części maszynowej, przedstawionej na rysunku wykonawczym, dostarczonym przez nauczyciela.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zidentyfikować dany wymiar,

2) zidentyfikować pole tolerancji i klasę dokładności,

3) odszukać w tablicach odchyłki dla danego wymiaru,

4) zapisać odchyłki,

5) obliczyć wymiary graniczne,

6) obliczyć tolerancje,

7) zapisać wyniki obliczeń.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

Polska Norma,

−

kalkulator,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Dla wymiaru Ø

−

oblicz wymiary graniczne B i A oraz przedstaw wyniki w układzie

graficznym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obliczyć wymiar graniczny dolny A,

2) obliczyć wymiar graniczny górny B,

3) zapisać wyniki obliczeń,

4) przedstawić wykonane obliczenia w układzie graficznym,

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

Polska Norma,

−

kalkulator,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wykonaj zamianę zapisu wymiarów tolerowanych liczbowo, na tolerowanie symbolowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zidentyfikować wymiary danych elementów,

2) zidentyfikować pola tolerancji i klasy dokładności wymiarów,

3) odszukać w tablicach symbole dla danych wymiarów,

4) zapisać wyniki.

WyposaŜenie stanowiska pracy

−

Polska Norma,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 4

Oblicz wymiar zamykający Z

z
z

dla części przedstawionej na rysunku wykonawczym

dostarczonym przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zidentyfikować wymiary danej części,
2)  zidentyfikować wymiar zamykający,
3)  ułoŜyć i obliczyć odpowiednie działanie,
4)  zapisać wyniki obliczeń.

WyposaŜenie stanowiska pracy

–

Polska Norma,

–

kalkulator,

–

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróŜnić rodzaje wymiarów?

2) wyjaśnić pojęcia tolerancja, odchyłka, wymiar graniczny?

3) wyjaśnić pojęcie pasowania i określić podstawowe

rodzaje pasowań?

4) scharakteryzować podstawowe zasady tolerowania?

5) wyjaśnić, co to jest łańcuch wymiarowy?

6) obliczyć wymiary graniczne?

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Chropowatość powierzchni

4.4.1. Materiał nauczania

Chropowatość powierzchni jest to cecha powierzchni ciała stałego, oznaczająca

rozpoznawalne  optycznie  lub  wyczuwalne  mechanicznie  nierówności  powierzchni,  nie
wynikające  z  jej  kształtu.  Chropowatość  w  przeciwieństwie  do  innej  podobnej  cechy  –
falistości  powierzchni,  jest  pojęciem  odnoszącym  się  do  nierówności  o  relatywnie  małych
odległościach  wierzchołków.  Wielkość  chropowatości  powierzchni  zaleŜy  od  rodzaju
materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki.

Im mniejsza jest chropowatość powierzchni, tym większa jest jej odporność na ścieranie

i korozję  oraz  tym  większa  jest  wytrzymałość  zmęczeniowa  części  maszynowej.  Poza  tym
pasowania  części  maszynowych  są  pewniejsze  (dłuŜej  zachowują  swój  charakter),  gdy
współpracujące  powierzchnie  obu  części  są  gładkie,  ze  względu  na  duŜą  powierzchnię
przylegania.

W normie PN-87/M-04251 przyjęto do określania wartości liczbowych chropowatości

dwa parametry:
1. średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej R

– średnia arytmetyczna

bezwzględnych wartości odległości: y

, y

,...........y

punktów profilu zaobserwowanego

(zmierzonego) od linii średniej, na długości odcinka elementarnego Le (rys. 15),

2. wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu R

– średnia odległość

pięciu najwyŜej połoŜonych wierzchołków od pięciu najniŜej połoŜonych punktów
wgłębień profilu zaobserwowanego, na długości odcinka elementarnego Le (rys. 16).

Rys. 15. Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej – R

[10, s. 58].

Linia średnia jest teoretyczną linią, przy której suma kwadratów odległości wzniesień

i wgłębień jest najmniejsza. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym Le określanym
przez Polską Normę.

∑

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 16. Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu – R

[10, s. 58].

rednia arytmetyczna wysokość R

pięciu najwyŜszych wzniesień ponad linię średnią

pomniejszona o średnią pięciu najniŜszych wgłębień poniŜej linii średniej wynosi:

(W1 + W2 + W3 + W4 + W5) – (D1 + D2 + D3 + D4 + D5) µm

Chropowatość powierzchni mierzona jest specjalnymi urządzeniami pomiarowymi.

Parametr

jest uprzywilejowany i w budowie maszyn zaleca się pomiar dający

chropowatość

. Parametr

wolno stosować tylko wtedy, gdy brak jest urządzeń do

pomiaru parametru

Norma PN-87/M-04251 zawiera szeregi wartości parametrów R

(48 wartości – od 0,008

do 400 µm) i R

(48 wartości – od 0,04 do 2000 µm), spośród których naleŜy dobierać potrzebne

wartości dopuszczalnej chropowatości powierzchni i podawać je na rysunkach.

Tabela 2. Chropowatość powierzchni w zaleŜności od sposobu obróbki [10, s. 59].

Sposób obróbki

Toczenie lub wytaczanie
zgrubne

80-5

320-20

Szlifowanie płaszczyzn
wykańczające

1,25–0,32

6,3–1,6

Toczenie lub wytaczanie
wykańczające

5-1,25

20-6,3

Szlifowanie otworów
zgrubne

5–2,5

20–10

Toczenie lub wytaczanie
gładkościowe

1,25-0,32

6,3-1,6

Szlifowanie otworów
wykańczające

1,25–0,32

6,3–1,6

Wiercenie i pogłębianie

20-2,5

80-10

Rozwiercanie wstępne

5-1,25

20-6,3

Szlifowanie wałków
zgrubne

5–1,25

20–6,3

Rozwiercanie wykańczające

2,5-0,63

10-3,2

Szlifowanie wałków
wykańczające

1,25–0,32

6,3–1,6

Frezowanie zgrubne

20-2,5

80-10

Docieranie (lapping)

0,63–0,08

3,2–0,4

Frezowanie wykańczające

2,5-0,63

10-3,2

Struganie zgrubne

80-5

320-20

Docieranie pastą
diamentową

0,32–0,16

1,6–0,8

Struganie wykańczające

5-0,63

20-3,2

Gładzenie (honing)

0,32–0,04

1,6–0,2

Przeciąganie wstępne

10-1,25

40-6,3

Przeciąganie wykańczające

1,25-0,32

6,3-1,6

Docieranie chemiczno-
mechaniczne

1,25–0,16

6,3–0,8

Polerowanie

1,25–0,01

6,3–0,05

Szlifowanie płaszczyzn
zgrubne

10-2,5

40-10

Obróbka elektroiskrowa

20–0,32

80–1,6

0,16

znak chropowatości

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się stosując znak chropowatości wraz

z poŜądaną wartością R

(jeŜeli jest to R

, musi być to wyraźnie zaznaczone).

Przykład:

W przypadku, gdy podana chropowatość powinna być uzyskana przez zdjęcie warstwy

materiału z oznaczonej powierzchni stosujemy znak.

A w przypadku, gdy podana chropowatość musi być uzyskana bez zdjęcia warstwy

materiału z oznaczonej powierzchni ( np. przez odlewanie) stosujemy znak.

Znak chropowatości umieszcza się na danej powierzchni przedmiotu, lub w przypadku

powtarzania się powierzchni o jednakowym oznaczeniu chropowatości, w prawym górnym
rogu arkusza rysunku (tzw. oznaczenie zbiorcze) i odnosi się wtedy do wszystkich
powierzchni przedmiotu.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Ile parametrów chropowatości powierzchni przewiduje Polska Norma?
2.  Jakie parametry określają chropowatość powierzchni?
3.  Który z parametrów chropowatości jest uprzywilejowany?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Podaj sposoby obróbki danej powierzchni płaskiej, na której postawiono znak

chropowatości

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić, co oznacza przedstawiony w treści ćwiczenia znak chropowatości,
2) odszukać w tabeli 2 w materiale nauczania parametr R

= 20,

3) odczytać z tabeli sposoby obróbki tej powierzchni.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

Polska Norma,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Określ wartości parametrów chropowatości R

i R

dla powierzchni, która ma być

wykonana za pomocą przeciągania wykańczającego.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Podstawy teoretyczne wykonywania pomiarów

4.5.1. Materiał nauczania

Mierzenie i sprawdzanie

Metrologia jest dziedziną wiedzy dotyczącą jednostek miar, pomiarów, i przyrządów

pomiarowych.

Celem pomiarów warsztatowych jest sprawdzenie zgodności wykonania przedmiotu

obrabianego (głównie pod względem kształtu i wymiarów) z rysunkiem technicznym.

Pomiarem nazywamy zespół czynności, które naleŜy wykonać w celu określenia wartości

wielkości  mierzonej.  W  zakres  czynności  pomiarowych  wchodzą  przykładowo:
przygotowanie  przedmiotu  do  mierzenia  polegające  na  oczyszczeniu  powierzchni
z zanieczyszczeń,  wzajemne  ustawienie  przedmiotu  i  narzędzia  lub  przyrządu  pomiarowego
umoŜliwiające  dokonanie pomiaru, właściwy pomiar, odczytanie wyniku pomiaru i ustalenie
błędu dokonanego pomiaru.

Sprawdzenie kształtu przedmiotu polega zazwyczaj na pomiarze długości krawędzi lub

rednic, pomiarze kątów, to jest wzajemnego połoŜenia płaszczyzn i krawędzi względem

siebie, na określeniu chropowatości oraz odchyłek kształtu i połoŜenia powierzchni.
W procesie sprawdzania najczęściej stosowanymi narzędziami pomiarowymi są sprawdziany,
gdyŜ umoŜliwiają skrócenie czasu pomiaru.

Metody i sposoby pomiarów

Pomiary polegają na porównaniu wielkości mierzalnych. ZaleŜnie od zastosowanego

przy tym sposobie porównywania moŜna mówić o róŜnych metodach pomiarowych:

Metoda pomiarowa bezpośrednia występuje wówczas, gdy wynik pomiaru otrzymuje

się wprost, przez odczytanie bezpośredniego wskazania narzędzia pomiarowego,
wywzorcowanego w jednostkach miary mierzonej wielkości.

Przykład: mierzymy długość przymiarem kreskowym, kąt – kątomierzem czy wreszcie

odczytujemy wskazanie temperatury na skali termometru.

Nie ma przy tym znaczenia, czy w samym narzędziu pomiarowym – zgodnie z zasadą

działania – zachodzi przekształcenie wielkości mierzonej na inną wielkość fizyczną związaną
z wielkością mierzoną zaleŜnością funkcjonalną jak to ma miejsce np. w termometrze,
w którym zmiany temperatury powodują proporcjonalne zmiany długości słupka rtęci
odczytywane na kreskowej podziałce.

Metoda pomiarowa pośrednia, polega na tym, Ŝe mierzy się bezpośrednio inne

wielkości, a wyniki oblicza się, opierając się na określonej znanej zaleŜności tych wielkości
od wielkości, której wartość miała być wyznaczona.

Przykład: pomiar objętości czy powierzchni, w którym wynik oblicza się z bezpośrednich

pomiarów wymiarów geometrycznych (wysokości, długości, szerokości), pomiar kąta przez
wyliczenie jego wartości z zaleŜności trygonometrycznych, po określeniu pomiarami
bezpośrednimi odpowiednich długości ramion tego kąta.

Metoda pomiarowa podstawowa. JeŜeli pomiar objętości przeprowadza się mierząc

wymiary zbiornika (wysokość zbiornika oraz długość i szerokość podstawy dla
prostopadłościanu lub dla walca średnicę, z której oblicza się powierzchnię pola podstawy)
albo pomiar ciśnienia przeprowadza się mierząc siłę F i pole powierzchni, a następnie wylicza
się poszukiwaną wartość objętości czy ciśnienia ze znanych zaleŜności definicyjnych, będzie
to zastosowanie bezwzględnej metody pomiarowej lub pomiar bezwzględny.

Metoda pomiarowa porównawcza oparta jest na porównaniu mierzonej wartości ze

znaną wartością tej samej wielkości.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przykład: jeŜeli zmierzy się objętość lub ciśnienie porównując je z inną znaną objętością

(na  przykład  ile  litrów  wody  zmieści  się  w  zbiorniku  o  zmierzonej  objętości  lub  jakie
ciśnienie  wskaŜe  manometr  uprzednio  wywzorcowany  za  pomocą  znanego  ciśnienia),  to
będzie to pomiar metodą porównawczą. Przy pomiarze wielkości podstawowych, na przykład
długości,  przez  porównywanie  z  inną  długością,  pomiar  bezpośredni  jest  równocześnie
pomiarem  porównawczym.  RozróŜnić  moŜna  kilka  odmian  metody  pomiarowej
porównawczej jak na przykład:

−

metoda  bezpośredniego  porównywania,  w  której  całą  wartość  mierzonej  wielkości
porównujemy ze znaną wartością tej wielkości, czyli określamy ile razy jednostka miary
mieści  się  w  wartości  wielkości  mierzonej.  Przykładem  moŜe  być  pomiar  długości
przymiarem  kreskowym.  Metoda  ta  wymaga  uŜycia  narzędzi  pomiarowych,  których
zakres pomiarowy jest mniejszy od wartości wielkości mierzonej,

−

metoda  pomiarowa  róŜnicowa  polega  na  pomiarze  niewielkiej  róŜnicy  między
wartością  wielkości  mierzonej  a  znaną  wartością  tej  samej  wielkości.  Typowym
przykładem  będzie  tu  zastosowanie  komparatorów  czujnikowych,  nastawionych  na
określony  wymiar  za  pomocą  płytek  wzorcowych  i  następnie  uŜytych  do  określenia
odchyłek  wymiarów  kontrolowanych  przedmiotów,  przy  czym  wartość  tych  odchyłek
odczytuje się wprost ze wskazań czujnika (np. pomiar średnicy średnicówką czujnikową,
tj. określanie odchyłek od pewnego nastawianego wymiaru).

Rys. 17. śródła błędów pomiaru [4, s. 42–68].

Błędy pomiaru

KaŜdy pomiar jest obarczony pewnym błędem powstałym wskutek niedokładności

przyrządów pomiarowych, niedokładności wzroku oraz warunków, w jakich pomiar się
odbywa, np. temperatury (rys. 17).

Mierząc kilkakrotnie tą samą wielkość za pomocą tego samego przyrządu pomiarowego,

otrzymujemy róŜne wyniki.

Błędy pomiaru dzielą się na błędy systematyczne i przypadkowe i grube (rys. 18).
Błędy systematyczne spowodowane są wadliwym wykonaniem przyrządu pomiarowego,

lub nieprawidłowym jego wyregulowaniem. Znając ich przyczyny moŜna określić ich wartość
liczbową i znak oraz uwzględniać je w wynikach pomiarów w postaci poprawek.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ metody pomiarowe i podstawowe źródła błędów pomiarów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  określić metody pomiarowe,
2)  dokonać analizy rys. 17 z materiału nauczania poradnika dla ucznia (źródła błędów pomiaru),
3)  określić błędy pomiarów wynikające z błędów wskazania narzędzia pomiarowego,
4)  podać błędy wynikające z błędu odczytania,
5)  określić jak wpływa temperatura na błąd pomiaru,
6)  określić jaki wpływ na wynik pomiaru ma dokładność obliczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

kalkulator,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić róŜnice pomiędzy pomiarem i sprawdzeniem?

2) wyjaśnić celowość stosowania sprawdzianów?

3) dobierać metody pomiarowe?

4) rozróŜnić błędy pomiarowe i określić przyczyny ich powstawania?

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Przyrządy pomiarowe

4.6.1. Materiał nauczania

Klasyfikacja

rodki techniczne potrzebne do wykonania zadań pomiarowych moŜna podzielić ogólnie

w następujący sposób:

−

przyrządy pomiarowe,

−

urządzenia pomiarowe pomocnicze (przybory pomiarowe).
Ta druga grupa obejmuje środki techniczne, które bezpośrednio w realizacji pomiaru nie

uczestniczą, lecz ułatwiają wykonanie czynności pomiarowych, zwiększając czułość
narzędzia pomiarowego lub słuŜą do utrzymywania właściwych warunków przy pomiarze. Są
to więc wszelkiego rodzaju uchwyty, pryzmy i stoły, statywy pomiarowe, urządzenia
optyczne

zwiększające

dokładność

odczytywania

wyników

pomiaru,

urządzenia

zapewniające stałość temperatury czy wilgotności (klimatyzatory), bądź teŜ chroniące
aparaturę pomiarową przed wstrząsami.

Przyrządy pomiarowe ze względu na przeznaczenie dzielimy się na:

−

etalony,

−

przyrządy pomiarowe uŜytkowe,

−

przyrządy pomiarowe pomocnicze.
Wzorzec pomiarowy jest to ciało fizyczne (na przykład platynowo-irydowy wzorzec

metra)  lub  właściwość  fizyczna  (na  przykład  promieniowanie  o  określonej  długości  fali)
odtwarzające miarę danej wielkości z określoną dokładnością. Wzorce mogą odtwarzać jedną
miarę  (w  przypadku  długości  jeden  konkretny  wymiar)  bądź  teŜ  więcej  niŜ  jedną  miarę
(przymiar kreskowy, śruba mikrometryczna). Nazywa się je wówczas odpowiednio wzorcami
jednomiarowymi  lub  wielomiarowymi.  Wzorce  jednomiarowe  ze  względów  praktycznych
często łączy się w komplety, na przykład komplet płytek wzorcowych.

Przyrządy pomiarowe słuŜą do bezpośredniego lub pośredniego wykonywania

pomiarów.  OdróŜniają  się  od  wzorców  tym,  Ŝe  zawierają  pewien  mechanizm,  przeznaczony
do  przetwarzania  jednej  wielkości  w  drugą,  zwiększenia  dokładności  odczytywania,
regulowania  wskazań,  kompensacji  błędów.  Oparte  są  na  róŜnych  zasadach  działania
(przyrządy  mechaniczne,  optyczne,  elektryczne)  i  mają  róŜny  stopień  skomplikowania
konstrukcyjnego.

Ze względu na zakres zastosowania niekiedy określa się przyrządy pomiarowe jako

uniwersalne (uniwersalny mikroskop pomiarowy, suwmiarka, mikrometr) bądź teŜ jako
specjalne – o węŜszym, specyficznym przeznaczeniu (suwmiarka modułowa do kół zębatych,
mikrometr do pomiaru grubości blachy, mikroskop do pomiaru małych otworów, kątomierz
narzędziowy).

ZaleŜnie od charakteru dostarczanego zbioru wskazań moŜna rozróŜnić przyrządy

pomiarowe analogowe, gdzie wartość wielkości mierzonej odczytuje się na skali przyrządu
według połoŜenia wskazówki (lub podnoszonego wskaźnika umoŜliwiającego odczyt
wskazania), bądź teŜ rzadziej jako zmianę długości (prostolinijnej podziałki skali).

Ostatnio coraz szersze zastosowanie znajdują przyrządy z odczytem cyfrowym. Wyniki

pomiarów tymi przyrządami, przedstawione w postaci liczb gotowych do zapisu czy
przeliczeń tworzą zbiór dyskretny.

Wzorce miar

Wzorce miary są to przyrządy pomiarowe, które bezpośrednio odtwarzają jedną lub kilka

znanych wartości danej wielkości mierzonej. NaleŜą do nich: wzorce kreskowe, wzorce

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

końcowe, wzorce kątów. Podstawowym wzorcem długości jest przymiar kreskowy (rys. 19).
Ma  on  postać  pręta  lub  taśmy,  na  której  znajduje  się  podziałka.  Wartość  podziałki
elementarnej  wynosi  zwykle  1  mm,  a  zakres  pomiarowy  0–1  m.  W  przypadku  przymiarów
wstęgowych  zwijanych,  stosowanych  w  warsztatach  mechanicznych  lub  elektrotechnicznych,
zakres pomiarowy wynosi 0–2 m.

Rys. 19. Przymiar kreskowy [7, s. 148].

Wzorcami końcowymi są przyrządy pomiarowe, w których ograniczenia miary stanowią

końcowe powierzchnie. Do tej grupy narzędzi naleŜą między innymi szczelinomierze i płytki
wzorcowe.

Rys. 20. Szczelinomierz [6, s. 162].

Szczelinomierz (rys. 20) to komplet płytek o zróŜnicowanych grubościach, słuŜących do

sprawdzania szerokości szczelin i luzów między częściami maszyn lub urządzeń. Zakresy
pomiarowe szczelinomierzy wynoszą zwykle 0,05–1,00 mm (ewentualnie od 0,02 mm).

Płytki

wzorcowe

są

wzorce

długości

kształcie

prostopadłościanów

o znormalizowanych wymiarach (rys. 21). Wymiar nominalny N płytki wzorcowej zawarty
jest między dwiema przeciwległymi jej płaszczyznami mierniczymi. Powierzchnie miernicze
powinny być względem siebie równoległe i oddalone o ściśle określoną odległość, dlatego teŜ
są dokładnie szlifowane i docierane.

Gładkość i płaskość powierzchni pomiarowych jest tak wielka, Ŝe dwie płytki wzorcowe

podczas równoległego przesuwania się po powierzchniach pomiarowych przywierają do
siebie. W taki sposób tworzy się wymiar równy sumie grubości płytek przywartych do siebie
w stosie. Płytki wzorcowe są kompletowane tak, aby moŜna było ułoŜyć z nich stos
o dowolnym wymiarze.

Wymiary nominalne płytek wzorcowych mogą wynosić:

–

0,5; 1; 1,001; 1,002 do 1,009 stopniowane co 0,001 mm,

–

1,11; 1,12, do 1,49 stopniowane co 0,01 mm,

–

1,5; 2; 2,5 do 24,5 stopniowane co 0,5 mm,

–

25; 30; 40; 50; 70; 100 a niekiedy równieŜ 150; 200; 300; 400; i 500 mm.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 21. Płytki wzorcowe [7, s. 146].

W celu dokonania pomiaru przedmiotu, składa się płytki wzorcowe w stos

o odpowiednim wymiarze, a następnie stos ten, ustawiony na płaskiej płycie, porównuje się
za pomocą liniału krawędziowego lub czujnika z mierzonym przedmiotem. JeŜeli szczelina
ś

wietlna utworzy się między liniałem a powierzchnią stosu, będzie to oznaczało, Ŝe stos

płytek jest niŜszy od mierzonego przedmiotu; wówczas zastępuje się jedną z płytek stosu
płytką większą. JeŜeli natomiast szczelina świetlna powstanie między liniałem a przedmiotem
będzie to oznaczało, Ŝe stos jest wyŜszy; naleŜy więc jedną z płytek stosu zastąpić mniejszą.
NaleŜy przestrzegać zasady uŜycia dla zestawionego stosu jak najmniejszej ilości płytek.

Rys. 22. Liniał krawędziowy [2, s. 216].

Rys. 23. Wymiar złoŜony z kilku płytek [2, s. 216]

Rys. 24. Pomiar średnicy otworu za pomocą płytek wzorcowych [2, s. 216].

Do pomiaru otworów za pomocą płytek wzorcowych (rys. 24), uŜywa się specjalnych

przyrządów (4) zaopatrzonych w szczęki (2). Szczęki mają w części pomiarowej kształt
połowy walca, o średnicy wykonanej z taką samą dokładnością jak płytki wzorcowe,

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

poniewaŜ, tworzą część stosu pomiarowego. Pomiaru średnicy otworu przedmiotu (1)
dokonuje się wymieniając kolejno płytki (3) aŜ do uzyskania stosu, który umoŜliwi jeszcze
wprowadzenie szczęk do otworu. Wymiana jednej płytki na większą, na przykład o 0,01mm,
juŜ uniemoŜliwi wprowadzenie stosu pomiarowego do mierzonego otworu.

W celu zestawienia stosu płytek na Ŝądany wymiar naleŜy wybrać z kompletu najcieńszą

płytkę, której wymiar odpowiada końcowej cyfrze Ŝądanego wymiaru, po czym składa się z
nią taką płytkę, która łącznie z pierwszą umoŜliwia uzyskanie dwóch końcowych cyfr
składanego wymiaru. Postępując dalej w taki sposób przy wyborze kolejnych płytek, dobiera
się trzy i następnie wszystkie dalsze cyfry składanego wymiaru.

Wzorce kątów to: kątowniki 90° (rys. 25), oraz płytki kątowe (rys.26). ZaleŜnie od

kształtu powierzchni tworzących kąt prosty, rozróŜniamy kątowniki powierzchniowe,
krawędziowe i walcowe. Wzorce kątów są przydatne przy sprawdzaniu kątów niektórych
narzędzi skrawających.

Rys. 25. Kątowniki: a) krawędziowy, b) walcowy

Rys. 26. Wzorce kątów: a) do noŜy gwintowniczych

[7, s. 159].

b) do wierteł [7, s. 159].

Płytki kątowe są to wzorce przeznaczone do bezpośredniego pomiaru i odtwarzania

kątów. Są to płaskie wieloboki mające powierzchnie pomiarowe nachylone pod określonymi
kątami. W uŜyciu są trzy odmiany wzorcowych płytek kątowych: Johanssona, Kusznikowa
i przywieralne.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Widok ogólny: 1 – szczęka stała, 2, 3 – szczęki do pomiaru otworów, 4 – szczęka

przesuwna, 5 – prowadnica z podziałką główną, 6 – wysuwka, 7 – zacisk samohamowny.

Jeśli między wewnętrznymi powierzchniami pomiarowymi znajdzie się przedmiot

mierzony, to jego wymiar moŜna odczytać według połoŜenia pokrywających się kresek
podziałki milimetrowej i noniusza.

Posługując  się  elementami  uproszczonego  schematu  suwmiarki  moŜna  odczytać  schematy
innych  typowych  przyrządów  suwmiarkowych,  do  których  zalicza  się  suwmiarki
jednostronne  i  dwustronne  (uniwersalne),  wysokościomierze  i  głębokościomierze
suwmiarkowe oraz suwmiarki do kół zębatych.
NaleŜy  tu  zwrócić  uwagę  na  to,  Ŝe  nawet  w  tak  prostych  przyrządach  pomiarowych  jak
suwmiarki,  obserwuje  się  przejawy  współczesnych  tendencji  w  kierunku  przyspieszania,
ułatwiania  i  podwyŜszania  dokładności  wskazań.  Przykładem  tego  są  podjęte  równieŜ  przez
przemysł krajowy nowe asortymenty przyrządów suwmiarkowych.

Charakterystycznym, wspólnym elementem przyrządów suwmiarkowych jest noniusz,

umoŜliwiający zwiększenie dokładności odczytywania wyników pomiaru. Podziałka noniusza
współpracuje z podziałką stanowiącą wzorzec miary o działce elementarnej długości a.

Podziałka noniusza o całkowitej długości L zawiera określoną liczbę n działek

elementarnych o długości działki a

”. Długość noniusza L jest tak dobrana, Ŝe stanowi zawsze

całkowitą wielokrotność długości działki elementarnej a wzorca miary, spełniając warunek
równania:

L = na

” = (y

⋅

n + 1 )

⋅

gdzie:

y – jest całkowitą liczbą nieujemną, nazwaną modułem noniusza

Rys. 29. Noniusz liniowy 0,1 mm [7, s. 162].

W suwmiarkach zazwyczaj y = 1, w noniuszach optycznych urządzeń odczytowych

przyjmuje się równieŜ y = 0 (noniusz o module zerowym). Dla noniusza o module zerowym
przyjmuje się zazwyczaj n = 10. Z powyŜszej zaleŜności wynika, Ŝe długość działki noniusza

dla y = 1 długość działki elementarnej noniusza róŜni się od długości działki elementarnej
wzorca o:

Wartość działki elementarnej noniusza i stanowi jego cechę znamionową. Gdy mówimy

„noniusz 0,02 mm” znaczy to, Ŝe działka elementarna tego noniusza ma wartość i = 0,02 mm
i zarazem, Ŝe niedokładność odczytania za pomocą tego noniusza wynosi 0,02 mm.
W noniuszach przyrządów suwmiarkowych wartość L, n, i, zazwyczaj wynoszą:

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

L = 9 mm, n = 10, i = 0,1 mm

L = 19 mm, n = 20, i = 0,05 mm
L = 49 mm, n = 50, i = 0,02 mm

Przyrządy mikrometryczne

Przyrządy mikrometryczne biorą swoją nazwę od zespołu śruba mikrometryczna –

nakrętka, który znajduje się w kaŜdym z przyrządów mikrometrycznych. Najbardziej
rozpowszechnionymi

przyrządami

mikrometrycznymi

są:

mikrometr,

rednicówka

mikrometryczna

głębokościomierz

mikrometryczny.

pomocą

przyrządów

mikrometrycznych moŜna dokonywać pomiarów z dokładnością do 0,01 mm.

Mikrometr (rys. 30) jest przeznaczony do pomiaru długości, grubości i średnicy. Składa

się  z  kabłąka  1,  którego  jeden  koniec  jest  zakończony  kowadełkiem  2,  a  drugi  nieruchomą
tuleją  z  podziałką  wzdłuŜną  3  i  obrotowym  bębnem  4,  z  podziałka  poprzeczną  5.  Poza  tym
mikrometr jest wyposaŜony we wrzeciono 6, zacisk ustalający 7 i pokrętło sprzęgła ciernego 8.
Wrzeciono  ma  nacięty  gwint  o  skoku  0,5  mm  i  jest  wkręcone  w  nakrętkę  zamocowaną
wewnątrz  nieruchomej  tulei  z  podziałka  wzdłuŜną.  Obracając  bęben  moŜna  dowolnie
wysuwać  lub  cofać  wrzeciono.  Aby  dokonać  właściwego  pomiaru  i  uniknąć  uszkodzenia
gwintu,  przez  zbyt  mocne  dociśnięcie  czoła  wrzeciona  do  powierzchni  mierzonego
przedmiotu,  mikrometr  jest  wyposaŜony  w  sprzęgło  cierne  z  pokrętłem  8.  Obracając
pokrętłem  sprzęgła  ciernego,  obracamy  wrzeciono  do  chwili  zetknięcia  go  z  mierzonym
przedmiotem  lub  kowadełkiem,  po  czym  sprzęgło  ślizga  się  i  nie  przesuwa  wrzeciona.
PołoŜenie  wrzeciona  ustala  się  za  pomocą  zacisku.  Nieruchoma  tuleja  z  podziałką  jest
wyposaŜona  w  kreskę  wskaźnikową  wzdłuŜną,  nad  którą  jest  naniesiona  podziałka
milimetrowa. Pod kreską wskaźnikową są naniesione kreski, które dzielą na połowy podziałkę
milimetrową (górną).

Rys. 30. Mikrometr [12, s. 156].

ruba wrzeciona ma zwykle skok wynoszący 0,5 mm, wobec tego jeden obrót śruby

przesuwa  kowadełko  wrzeciona  o  0,5  mm.  Na  tulei  mikrometru  nacięta  jest  podziałka
w odstępach  co  0,5  mm.  Bęben  powodujący  przesuwanie  się  wrzeciona  jest  podzielony  na
swym  obwodzie  na  50  części.  Zatem  obrócenie  bębna  o  1/50  część  obrotu  przesuwa
kowadełko wrzeciona o 1/100 część mm.

Wartość zmierzonego wymiaru określa się najpierw odczytując na podziałce tulei liczbę

pełnych  milimetrów  i  połówek  milimetrów  odsłoniętych  przez  brzeg  bębna;  następnie
odczytuje się setne części milimetra na podziałce bębna. Wskaźnikiem dla podziału bębna jest
linia  podziałki  na  tulei  mikrometru.  Kilka  przykładów  wskazania  mikrometru  przedstawia
rysunek 31.

Na rysunku 31a mikrometr wskazuje 0,00 mm (wrzeciono i kowadełko stykają się), na

rys. 31b mikrometr ustawiony jest na wymiar 7,50 mm, na rys. 31c na wymiar 18,73 mm,
a na rys. 31d na wymiar 23,82 mm.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 31. Wskazania mikrometru [3, s. 18].

Do pomiaru gwintów uŜywa się mikrometrów wyposaŜonych w wymienne końcówki

rys.32. ZaleŜnie od kształtu końcówek moŜna nimi dokonywać pomiaru średnicy
podziałowej, średnicy wewnętrznej, i średnicy zewnętrznej gwintu.

Rys. 32. Mikrometr do pomiaru gwintów [12, s. 156].

Do pomiaru średnic niewielkich otworów słuŜy mikrometr przedstawiony na rysunku 33.

Ma on dwustronne szczęki pomiarowe. Grubość tych szczęk jest róŜna, dzięki czemu moŜna
rozszerzyć zakres pomiarowy przyrządu. JeŜeli suma grubości szczęk po stronie A wynosi na
przykład 10 mm, a po stronie B –20 mm, to takim przyrządem moŜna mierzyć otwory
o średnicy 10–35 mm po stronie A, oraz 20–45 mm po stronie B, (przy załoŜeniu, Ŝe zakres
pomiarowy samego mikrometru wynosi 0–25 mm).

Rys. 33. Mikrometr do mierzenia otworów [12, s. 156].

Większe otwory mierzy się za pomocą średnicówek mikrometrycznych (rys. 34).

Zasada pomiaru jest taka sama jak innych mikrometrycznych przyrządach pomiarowych.
Ś

rednicówka jest zwykle wyposaŜona w komplet przedłuŜaczy, umoŜliwiających pomiar

otworów o szerokim zakresie. PrzedłuŜacze w postaci prętów odpowiedniej długości wkręca
się  zamiast  jednej  z  końcówek  pomiarowych  1  lub  2.  Oprócz  przedłuŜaczy  w  skład
wyposaŜenia  średnicówek  wchodzi  pierścień  nastawczy  o  znanej  średnicy,  który  umoŜliwia
sprawdzenie  prawidłowości  wskazań  przyrządu.  Dzięki  zastosowaniu  przedłuŜaczy  moŜna

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wykorzystać jedną średnicówkę mikrometryczną do pomiaru odległości między
powierzchniami wewnętrznymi w zakresie od 50 do 900 mm.

Rys. 34. Średnicówka mikrometryczna [8, s. 157].

Do pomiaru głębokości otworów słuŜy głębokościomierz mikrometryczny (rys. 35).

Stopa  głębokościomierza  1  jest  połączona  z  tuleją  mikrometryczną  2,  na  której  znajduje  się
gwint  prowadzący  wrzeciono  3.  Podobnie  jak  w  mikrometrze  zwykłym,  do  wysuwania
wrzeciona  słuŜą:  bęben  4  oraz  sprzęgło  5.  Pomiaru  dokonuje  się  po  ustawieniu  stopy
głębokościomierza na krawędzi otworu. Podczas pomiaru naleŜy dociskać stopę przyrządu do
krawędzi  otworu,  tak  silnie,  Ŝeby  uniesienie  jej  nad  wykręcane  wrzeciono  nie  było  moŜliwe
w chwili,  gdy  oprze  się  ono  o  dno  otworu.  W  ostatniej  fazie  wysuwania  wrzeciona  naleŜy
posługiwać  się  sprzęgiełkiem,  aby  nacisk  pomiarowy  wrzeciona  na  dno  otworu  był  przy
kaŜdym pomiarze jednakowy.

Rys. 35. Głębokościomierz mikrometryczny [8, s. 157].

Przyrządy mikrometryczne umoŜliwiają najczęściej pomiar z dokładnością odczytu do

0,01 mm. W niektórych przypadkach są stosowane noniusze, które umoŜliwiają zwiększenie
dokładności odczytu do 0,001 mm. Noniusz taki jest wykonany na odpowiednio duŜej tulei
mikrometru. Zasada jego działania jest taka sama jak noniuszy suwmiarek.

Czujniki to przyrządy pomiarowe, słuŜące najczęściej do określania odchyłek od

wymiaru  nominalnego.  Zakres  pomiaru  czujników  nie  przekracza  1  mm,  często  zamyka  się
w granicach  kilku  dziesiątych  części  milimetra.  Wszystkie  czujniki,  niezaleŜnie  od
rozwiązania konstrukcyjnego, są wyposaŜone w urządzenia, które zamieniają ruch końcówki
pomiarowej  na  ruch  wskazówki  przyrządu  w  taki  sposób,  aby  niewielki  ruch  końcówki
pomiarowej  powodował  znaczne  przesunięcie  wskazówki.  Stosunek  przesunięcia  końca
wskazówki  do  przesunięcia  końcówki  pomiarowej  nazywa  się  przełoŜeniem  przyrządu  i.
W czujnikach  przełoŜenie  jest  zwykle  bardzo  duŜe  i  wynosi  od  100–10.000.  ZaleŜnie  od
rodzaju  przekładni  rozróŜnia  się  czujniki  mechaniczne,  pneumatyczne,  optyczne
i elektryczne. Spośród wielu rozwiązań konstrukcyjnych w praktyce warsztatowej stosuje się
najczęściej  tylko  kilka  typów  tych  przyrządów.  Są  one  wygodne  w  uŜyciu,  zwłaszcza  do
kontroli duŜych partii takich samych przedmiotów.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wśród czujników mechanicznych najprostszy jest czujnik dźwigniowy (rys. 36).

ZaleŜnie  od  wymiaru  mierzonego  przedmiotu  końcówka  pomiarowa  1  działa  na  dźwignię  2
wspartą  na  noŜu  pryzmatycznym.  Pod  wpływem  działania  tej  końcówki  wskazówka  3
przyrządu wychyla się. JeŜeli uprzednio końcówka przyrządu była ustawiona według wzorca
o znanym wymiarze w połoŜeniu zerowym, to teraz przy pomiarze przedmiotów o wymiarach
większych  od  wymiaru  nominalnego  wskazówka  przyrządu  wychyli  się  na prawo od punktu
zerowego.

W przeciwnym przypadku wskazówka wędrująca od lewej do prawej strony podziałki nie

osiągnie punktu zerowego.

Przesuwny trzpień 1 jest zakończony wymienną końcówką pomiarową 2. Od góry

trzpień 1 jest zakończony ostrzem, które naciska dźwignię 3 napiętą spręŜyną 4.

Rys. 36. Czujnik dźwigniowy [8, s. 162].

Dźwignia ta, wyposaŜona z drugiej strony w oporę 6, wspiera się o oporę 8 za

pośrednictwem  noŜa  7.  Na  dźwigni  jest  umocowana  wskazówka  5  wskazująca  odchylenie
wymiaru  mierzonego  przedmiotu  od  wymiaru  nominalnego,  na  który  czujnik  jest ustawiony
(połoŜenie  0).  Czujnik  jest  zamontowany  na  pionowej  kolumnie  i  po  niej  moŜe  byś
przesuwany  w  górę  lub  w  dół.  Mierzony  przedmiot  10  ustawia  się  na  stoliku  pomiarowym
tak,  aby  końcówka  pomiarowa  2  wspierała  się  na  powierzchni  przedmiotu.  Na  rysunku
wysokość  mierzonego  przedmiotu  odpowiada  ściśle  wymiarowi,  na  który  czujnik  został
ustawiony. Zakres pomiarowy tego przyrządu wynosi zaledwie 0,2 mm.

Czujniki zegarowe. Jeden z najczęściej stosowanych czujników zegarowych

przedstawiono na rysunku 37. Składa się on z obudowy 11, tarczy z podziałką 3, wskazówki
5,  końcówki  trzpienia  pomiarowego  2,  wskaźników  tolerancji  7  ustawionych  na  odchyłki
dolną  i  górną,  trzpienia  pomiarowego  1.  Na  tarczy  z  podziałką,  którą  moŜna  obracać
i ustawiać  w  dowolnym  połoŜeniu,  znajduje  się  licznik  przesunięć  trzpienia  w  milimetrach,
wyposaŜony we wskazówkę 6 i podziałkę 4.

Obwód tarczy 3 czujnika jest podzielony na 100 równych części, z których kaŜda

odpowiada przesunięciu się końcówki pomiarowej o 0,01 mm. Na przykład, jeŜeli
wskazówka 5 obróci się o 25 działek tarczy, oznacza to, Ŝe końcówka pomiarowa przesunęła
się o 0,25 mm, poniewaŜ 0,01 x 25 = 0,25 mm.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W zaleŜności od rodzaju zadania sprawdziany moŜna podzielić na sprawdziany wymiaru

i  kształtu.  Do  najczęściej  stosowanych  sprawdzianów  wymiaru  zalicza  się  sprawdziany  do
otworów,  do  wałków,  do  stoŜków  i  do  gwintów.  W  tej  grupie  sprawdzianów  moŜna
wyodrębnić  sprawdziany  jednograniczne  i  dwugraniczne.  Sprawdziany  jednograniczne
odwzorowują  jeden  z  granicznych  wymiarów:  największy  lub  najmniejszy.  Sprawdziany
dwugraniczne  odwzorowują  oba  wymiary  graniczne.  Niektóre  rodzaje  powszechnie
stosowanych sprawdzianów wymiarów, przedstawia rysunek 39.

Rys. 40. Sprawdziany kształtu: a) wzorniki do gwintów, b) promieniomierz, c) przymiar do noŜy do gwintów

[3, s. 245].

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jak dzielimy przyrządy pomiarowe?
2.  Co to jest noniusz?
3.  Z jaką dokładnością moŜna dokonać pomiaru przy pomocy suwmiarki?
4.  Jakie są rodzaje przyrządów mikrometrycznych?
5.  Jakie są rodzaje sprawdzianów?
6.  Do czego słuŜą płytki wzorcowe?
7.  Co to jest czujnik zegarowy?

Rys. 39. Typowe sprawdziany wymiarów: a) szczękowe, b) tłoczkowy [3, s. 224].

a) b) c)

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz przyrządy pomiarowe do wykonywania pomiarów wymiarów wewnętrznych,

elementów wskazanych przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  określić wymiary, które naleŜy zmierzyć,
2)  określić sposób wykonywania pomiaru,
3)  dobrać odpowiednie przyrządy pomiarowe,
4)  uzasadnić dobór.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przyrządy pomiarowe róŜnego rodzaju,

−

przykładowe części maszyn,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Dobierz narzędzia pomiarowe do wykonania pomiarów części przedstawionej na rysunku

wykonawczym, dostarczonym przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  określić wymiary które naleŜy zmierzyć,
2)  określić sposób wykonywania pomiaru,
3)  dobrać odpowiednie przyrządy pomiarowe,
4)  uzasadnić dobór.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przyrządy pomiarowe róŜnego rodzaju,

−

rysunek wykonawczy części,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Odczytaj wymiar ustawiony na głębokościomierzu suwmiarkowym i głębokościomierzu

mikrometrycznym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  określić dokładność pomiaru przyrządami suwmiarkowymi,
2)  określić dokładność pomiaru przyrządami mikrometrycznymi,
3)  odczytać wymiar ustawiony na głębokościomierzu suwmiarkowym,
4)  odczytać wymiar ustawiony na głębokościomierzu mikrometrycznym,
5)  zapisać wyniki odczytów.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. UŜytkowanie,

konserwacja,

przechowywanie

dobór

przyrządów pomiarowych

4.7.1. Materiał nauczania

UŜytkowanie, konserwacja i przechowywanie przyrządów pomiarowych

Przyrządy

pomiarowe

naleŜy

chronić

przed

uszkodzeniami

mechanicznymi,

nagrzewaniem, zanieczyszczaniem i korozją. Pomieszczenie do przeprowadzania pomiarów,
zwłaszcza za pomocą przyrządów dokładnych, musi być suche i wolne od kurzu i pyłu
(zwłaszcza szlifierskiego) oraz znajdować się dość daleko od hal, w których pracują maszyny
udarowe. Temperatura w pomieszczeniach powinna wynosić +20°C.

Powierzchnie pomiarowe i robocze przyrządów pomiarowych wykonanych ze stali nie

powinny być dotykane palcami, gdyŜ pot ludzki wpływa korodująco. Po skończeniu pomiaru
powierzchnie pomiarowe naleŜy wymyć w benzynie, wytrzeć do sucha ściereczką (z flaneli
lub irchy) i nasmarować cienką warstwą tłuszczu (np. wazeliną). Przed pomiarem warstewkę
tłuszczu zmywa się w benzynie i powierzchnie robocze wyciera do sucha. Na stanowisku
roboczym przyrządy pomiarowe powinny leŜeć na filcu, flaneli lub desce.

Przyrządy pomiarowe nie wyposaŜone w futerały powinny być przechowywane

w szufladach lub regałach zaopatrzonych w odpowiednie gniazda, zabezpieczające narzędzia
przed uszkodzeniem. Elementy optyczne w przyrządach pomiarowych, jeśli nie są zakryte
osłoną lub włoŜone do futerału mogą łatwo ulec porysowaniu przez kurz czy pył.
Kurz z elementów optycznych naleŜy ścierać najpierw pędzelkiem, a dopiero potem szmatką
lub irchą. Nie wolno wykonywać pomiarów przedmiotów będących w ruchu.

Dobór przyrządów pomiarowych

Przy doborze sprzętu pomiarowego i najwłaściwszej metody pomiarowej, która powinna

być zastosowana w danych warunkach pomiaru, naleŜy uwzględnić następujące czynniki:
1.  kształt mierzonego przedmiotu,
2.  rozmiary (wielkość) przedmiotu,
3.  rodzaj mierzonego wymiaru,
4.  wartość liczbową mierzonego wymiaru,
5.  wielkość tolerancji wykonania rozpatrywanego wymiaru,
6.  chropowatość powierzchni ograniczających mierzony wymiar,
7.  czasochłonność i koszt wykonania pomiaru.

Kształt mierzonego przedmiotu (płaski, walcowy lub złoŜony) ma wpływ na dobór

końcówki  lub  nasadki  mierniczej  przyrządu  oraz  sposób  ustalenia  i  zmiany  połoŜeń
przedmiotu  podczas  pomiaru. W celu uzyskania duŜej dokładności pomiaru naleŜy dąŜyć do
zastosowania  przyrządu  pomiarowego  o  takiej  końcówce  lub  nasadce  mierniczej,  która
zapewni uzyskanie najkorzystniejszego styku, jakim jest styk punktowy.

Styk liniowy moŜe być w określonych przypadkach dopuszczalny, natomiast

w przypadku  pomiarów  dokładnych,  niedopuszczalny  jest  styk  powierzchniowy.  Aby
zapobiec  nie  poŜądanemu  przemieszczaniu  się  przedmiotu  podczas  pomiaru,  naleŜy
przewidzieć  najodpowiedniejszy  dla  jego  kształtu  sposób  ustalenia  (ustawienie  na  płycie
kontrolnej,  na  pryzmie  lub  zamocowanie  w  przyrządzie  kłowym)  tak,  aby  w  razie  potrzeby
było moŜliwe uzyskanie wygodniejszej zmiany połoŜenia przedmiotu podczas pomiaru.

Rozmiary przedmiotu mają wpływ na dobór przyrządów pomiarowych przede wszystkim

w zakresie  decyzji  o  zastosowaniu  sprzętu  mierniczego  przenośnego,  stosowanego  do
przedmiotów  o  duŜych  rozmiarach  (pomiar  średnicy  otworu  za  pomocą  średnicówki
czujnikowej)  lub  nieprzenośnego,  stosowanego  do  pomiaru  przedmiotów  o  małych
rozmiarach (pomiar średnicy otworu za pomocą mikroskopu warsztatowego).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rodzaj mierzonego wymiaru w zaleŜności od tego, czy jest on zewnętrzny, wewnętrzny

czy mieszany, ma wpływ na dobór odpowiedniego sprzętu pomiarowego, jak i właściwej dla
danego przypadku metody pomiarowej.

Wartość liczbowa mierzonego wymiaru ma wpływ na dobór sprzętu o odpowiednio

duŜym zakresie pomiarowym oraz na zastosowanie pomiaru bezpośredniego lub pośredniego.

Wartość tolerancji wykonania rozpatrywanego wymiaru ma wpływ na przyjęcie

odpowiedniej metody pomiarowej i sprzętu pomiarowego o właściwej dokładności
wskazania.

Chropowatość powierzchni ograniczających mierzony wymiar decyduje o dokładności

i rodzaju stosowanego do pomiaru sprzętu. Nie naleŜy mierzyć dokładnym sprzętem
pomiarowym wymiarów ograniczonych powierzchniami o duŜej chropowatości, bo jest to
szkodliwe dla powierzchni mierniczych sprzętu (porysowanie), jak równieŜ błędy wykonania
takiej powierzchni mogą być większe lub niewiele mniejsze od tolerancji wykonawczej, przy
której powinien być stosowany dany sprzęt pomiarowy.

Czasochłonność i koszt wykonania pomiaru decydują o przyjęciu takiego sprzętu

pomiarowego i takiej metody pomiarowej, które umoŜliwiają uzyskanie najlepszych wyników
przez zastosowanie najprostszych i najtańszych środków (zastąpienie średnicówki
mikrometrycznej średnicówką czujnikową przy pomiarze większej liczby otworów o takiej
samej średnicy).

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są podstawowe zasady prawidłowego uŜytkowania przyrządów pomiarowych?
2.  Jakie parametry bierzemy pod uwagę dobierając przyrządy pomiarowe?
3.  W jaki sposób powinny być przechowywane przyrządy pomiarowe?
4.  W jaki sposób konserwuje się przyrządy pomiarowe?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj konserwację i przygotuj do przechowania wybrane przyrządy pomiarowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  dobrać środki zmywające i konserwujące,
2)  zapoznać się z instrukcjami stosowania wyŜej wymienionych środków,
3)  dokładnie umyć środkiem zmywającym wszystkie powierzchnie naraŜone na korozję,
4)  dokładnie wytrzeć do sucha umyte powierzchnie przy pomocy miękkiej szmatki,
5)  nanieść na konserwowane powierzchnie warstwę środka konserwującego,
6)  umieścić  przyrząd  w  oryginalnym  futerale  chroniącym  przed  zakurzeniem  i uszkodzeniami

mechanicznymi.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przyrządy pomiarowe,

−

rodki zmywające,

−

rodki konserwujące,

−

czyściwo,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Pomiar wielkości geometrycznych

4.8.1. Materiał nauczania

Pomiary wymiarów zewnętrznych

rednice wałków mierzy się najpierw za pomocą suwmiarki uniwersalnej z noniuszem

0,1 mm. Pomiaru dokonuje się przy obu końcach wałka oraz po środku. Następnie w tych samych
miejscach mierzy się średnice za pomocą suwmiarki z noniuszem 0,05 mm oraz mikrometru.

Pomiar suwmiarką

Rys. 41. Pomiar suwmiarką [7, s. 239].

Pomiar mikrometrem

Jeśli mikrometr jest cięŜszy od wałka naleŜy go zamocować w specjalnym uchwycie.

Wałek podtrzymuje się lewą ręką, a prawą wolno obraca się pokrętło sprzęgła.

Jeśli wałek jest cięŜszy od mikrometru naleŜy przedmiot połoŜyć na stole, lewą ręką

trzyma się wówczas kabłąk mikrometru, a prawą obraca się pokrętkę sprzęgła.

Rys. 42. Pomiar mikrometrem [7, s. 241].

Pomiary czujnikami i płytkami wzorcowymi

rednicę wałka moŜna mierzyć dokładniejszymi przyrządami pomiarowymi na przykład

transametrem.

Znając średnicę wałka ustawia się zestaw płytek wzorcowych na ten wymiar. Następnie

według zestawu ustawia się przesuwne wrzeciono transametru, po czym wsuwa mierzony
wałek pomiędzy kowadełko i wrzeciono. Wychylająca się wskazówka na podziałce wyznacza
wartość odchyłki wykonania wałka.

Podobnie przeprowadza się pomiar średnicy za pomocą kaŜdego dowolnego przyrządu

czujnikowego na przykład za pomocą mikrokatora lub ortotestu tj. czujnika mechanicznego
o przekładni dźwigniowo – zębatej. Korzysta się tu równieŜ z zestawu płytek wzorcowych
ustawionych na wymiar nominalny.

Stos płytek ustawia się na stoliku przyrządu. Po zetknięciu trzpienia pomiarowego

z zestawem wzorcowym ustawia się urządzenie odczytowe na zero. Następnie płytki
zastępuje się mierzonym wałkiem i na podstawie odchylenia wskazówki wyznaczana jest
odchyłka średnicy wałka od wartości nominalnej.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

A A

B B

Rys. 48. Pomiar otworu suwmiarką jednostronną [1, s. 229].

Pomiar mikrometrem wewnętrznym

Mikrometrem szczękowym mierzy się otwory o średnicach 5–30 mm i 30–55 mm (rys. 49).

Graniczny błąd wskazań mikrometrów szczękowych wynosi

4 µm i

3 µm.

Rys. 49. Pomiar otworu mikrometrem wewnętrznym szczękowym [7, s. 243].

Pomiar średnicówką mikrometryczną

Metodą tą dokonuje się pomiarów średnic otworów większych (75–575 mm). Średnicówkę

ustawia się w mierzonym otworze tak, aby w płaszczyźnie przekroju podłuŜnego był wymiar
najmniejszy  (ustawienie  A  rys.  50),  a  w  płaszczyźnie  przekroju  poprzecznego,  wymiar
największy  (ustawienie  B  rys.  50).  W  celu  prawidłowego  usytuowania  średnicówki
w płaszczyźnie  przekroju  poprzecznego  otworu  naleŜy  narzędzie  pomiarowe  jednym
końcem stopniowo  przemieszczać  zachowując  to  połoŜenie,  w  którym  będzie  moŜliwe
maksymalne odkręcenie  bębna  mikrometrycznego,  a  więc  uzyskanie  wymiaru  największego.

Graniczny błąd wskazania wynosi

8 µm.

Rys. 50. Pomiar średnic otworów średnicówką mikrometryczną [4, s. 236].

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pomiar średnicówką czujnikową

rednicówkę czujnikową ustawia się na wymiar nominalny w uchwycie ze stosem

płytek wzorcowych lub w otworze pierścienia wzorcowego. Następnie średnicówkę wkłada
się do mierzonego otworu i odczytuje wskazania czujnika.

rednicę otworu D oblicza się jako sumę wymiaru nominalnego N i róŜnicę

wskazań czujnika O

i O

D = N + (O

– O

)

gdzie: O

– wskazanie czujnika przy wymiarze nominalnym, O

– wskazanie czujnika

przy pomiarze średnicy otworu.

Pomiary kątów

Rys. 51. Pomiar kątomierzem uniwersalnym: 1) podziałka tarczy głównej korpusu, 2) tarcza obrotowa, 3) zacisk

tarczy, 4) liniał, 5) liniał do małych kątów, 6) zacisk liniału, 7) lupa, 8) podziałka I, 9) podziałka II,
10) wskazówka, 11) podstawa do kątomierzy, 12) powierzchnie pomiarowe, 13) stopa [7, s. 158].

Do bezpośrednich pomiarów kątów stosuje się kątomierze uniwersalne (rys. 51), lub

kątomierze optyczne.

Pomiar kątomierzem polega na przyłoŜeniu bez szczelin, obu ramion kątomierza do

boków mierzonego  kąta.  Wskazania  kątomierzy  optycznych  odczytuje  się  z  podziałki
kreskowej przez  wbudowaną  w  przyrząd  lupę,  natomiast  w  kątomierzach  uniwersalnych
bezpośrednio z podziałki. Zarówno jedne jak i drugie kątomierze mają noniusze zwiększające
dokładność odczytywania  wskazań.  Noniusz  kątomierza  uniwersalnego  jest  dwukierunkowy.
Przy odczytywaniu  wskazania  naleŜy  posługiwać  się  tą  częścią  noniusza,  którego
kierunek rosnących wartości podziałki jest zgodny z kierunkiem podziałki głównej.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pomiar liniałem sinusowym

Rys. 52. Pomiar kątów liniałem sinusowym [8, s. 252].

Liniał sinusowy składa się z liniału opartego na dwóch wałkach, jednakowej

rednicy, których osie są równoległe do siebie i leŜą w płaszczyźnie równoległej do

górnej płaszczyzny liniału (rys. 52). Odległość między osiami wałków wynosi zazwyczaj 100 lub
200 mm.

sin

Liniał ustawia się na kąt, mierzony uprzednio kątomierzem. Pod jeden wałek

liniału ustawia się stos płytek wzorcowych o wysokości obliczonej według wzoru

sin

100

⋅

(przy czym 100 jest wartością L liniału, a sin

wyznacza się z tablic

trygonometrycznych).

Po ustawieniu liniału sinusowego naleŜy na nim umieścić przedmiot sprawdzany,

a następnie za pomocą czujnika sprawdzić równoległość górnej krawędzi przedmiotu do
płaszczyzny. RóŜnicę d

między kątem ustawienia liniału a rzeczywistym kątem α przedmiotu

oblicza się według wzoru:

3438

)

(

⋅

gdzie:
d

– odchyłka czujnika w (mm),

L – odległości między skrajnymi połoŜeniami czujnika w mm,
3438 – współczynnik wynikający z przeliczenia radiana na minuty (d

jest wyraŜona

w minutach kątowych).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 53. Sprawdzanie prostoliniowości [opracowanie własne].

Na mierzonej powierzchni przedmiotu 1 ustawia się liniał płaski 2 podparty na

dwóch płytkach wzorcowych 3 o jednakowej wysokości. Wsuwając pod liniał
moŜliwie największe stosy płytek wzorcowych 4, dokonuje się pomiaru odchyłek
prostoliniowości w ustalonych punktach pomiarowych (rys. 53).

Mierząc prostoliniowość płaszczyzn w co najmniej trzech kierunkach, moŜna określić

jej płaskość. Równoległość dwu płaszczyzn sprawdza się czujnikiem zegarowym w podstawce.

Pomiar

równoległości

polega

zmierzeniu

wzajemnej

odległości

między

dwoma sprawdzanymi  elementami  w  dwóch  miejscach  oddalonych  od  siebie  o  moŜliwie
duŜą odległość  L.  PołoŜenie  poziome  lub  pionowe  płaszczyzny  sprawdza  się  poziomicą
liniową lub  ramową.  Wartość  działki  elementarnej  poziomnicy  jest  wyraŜona  w  jej
oznaczeniu, na przykład 0,1/1000 – oznacza, Ŝe jeśli poziomica zostanie ustawiona na liniale
o długości 1000 mm, którego jeden koniec znajduje się 0,1 mm niŜej od drugiego, to wykaŜe
to, przesunięcie pęcherzyka gazowego o 1 działkę elementarną.

UŜywając poziomnicy z działką 0,02/1000 pomiar jest moŜliwy, tylko na betonowym

cokole lub co najmniej na sztywnym, cięŜkim stole ustawionym na posadzce (nigdy na
drewnianej podłodze). Przy odczycie nie wolno opierać się o mierzony układ, ani go dotykać.

Sprawdzanie płaskości metodą farbowania, wykonuje się następująco:
Płaszczyznę wzorcową powleka się bardzo cienką warstewką farby (farba drukarska,

farba  do powielaczy  lub  inny  tłusty  barwnik).  Farbę  nakłada  się  szmatką  i  rozprowadza
płytką metalową.  Tą  samą  płytką  zbiera  się  nadmiar  farby.  Sprawdzaną  powierzchnię
przedmiotu, przykłada  się  do  powierzchni  wzorcowej  i  przesuwa  kilkakrotnie  w  róŜnych
kierunkach (farba powinna pokryć wszystkie wypukłe miejsca powierzchni sprawdzanej). Na
tak przygotowaną  płaszczyznę  sprawdzaną  kładziemy  płytkę  z  wyciętym  kwadratem
kontrolnym o wymiarach 25 x 25 mm.

Liczy się zafarbowane miejsca, będące punktami styku badanej powierzchni z wzorcową.

Liczba miejsc zafarbowanych, mieszczących się w kwadracie kontrolnym określa błąd
płaskości sprawdzanej powierzchni. Im więcej punktów przylegania w kwadracie 25 x 25 mm
tym powierzchnia jest bardziej płaska.

Do kontroli płaskości i równoległości mniejszych powierzchni o duŜej dokładności

wykorzystuje się zjawisko interferencji światła (rys. 54).

Rys. 54. Kontrola płaskości i równoległości z wykorzystaniem zjawiska interferencji światła

[11, s. 24].

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na sprawdzaną płaszczyznę przedmiotu 2 nakłada się szklaną płytkę płasko-równoległą 1

tak,  aby  między  przyległymi  płaszczyznami  powstał  klin  powietrzny.  Na  sprawdzanej
powierzchni  pojawią  się  prąŜki  interferencyjne. Jeśli  powierzchnia  ta  jest  idealnie  płaska,
prąŜki  są  prostoliniowe  i  równoległe;  przy  błędach  płaskości  wykrzywiają  się.  Pomiar
najlepiej

przeprowadzić

zaciemnionym

miejscu

przy

wietle

jednobarwnym

(monochromatycznym), na przykład przy lampie w ciemni fotograficznej.

Pomiary gwintów

Do sprawdzania gwintów słuŜą wzorce MWGa i MWGb. Pomiar skoku gwintu

dokonujemy przez porównanie go z wzorcem zarysu gwintu (rys. 55).
Wzorce MWGa są przeznaczone do sprawdzania gwintów metrycznych o skokach od 0,4 do
6 mm, a wzorce MWGb są przeznaczone do gwintów calowych, o liczbie skoków na
długość cala od 28 do 4.

Rys. 55. Sprawdzanie zarysu i skoku gwintu [5, s. 139].

Rys. 56. Pomiar średnicy wewnętrznej gwintu [5, s. 139].

Pomiar średnicy podziałowej gwintu

Najprostszym a zarazem najmniej dokładnym sposobem pomiaru średnicy podziałowej

gwintu jest pomiar za pomocą mikrometru do gwintów.

Mikrometr do pomiaru gwintów wyposaŜony jest w komplet wymiennych końcówek

pomiarowych o określonym kształcie. Końcówkę stoŜkową osadza się we wrzecionie,
a końcówkę pryzmatyczną w kowadełku mikrometru. Parę końcówek dobiera się dla
mierzonego gwintu w zaleŜności od jego skoku i kąta profilu gwintu.

KaŜda para końcówek jest przeznaczona dla pewnego zakresu skoków. Mikrometry do

pomiaru gwintów są przeznaczone do mierzenia średnic podziałowych od 2 do 100 mm
gwintów metrycznych. Pomiar przeprowadza się tak samo, jak przy uŜyciu mikrometru,
ogólnego przeznaczenia. Dokładność pomiaru waha się w granicach 0,04–0,15 mm.

Pomiar średnicy podziałowej gwintu metodą trójwałeczkową

Trójwałeczkowa metoda pomiaru średnicy podziałowej gwintu (rys. 57) polega na

pomiarze rozstawienia M trzech wałeczków pomiarowych o jednakowej średnicy
umieszczonych w odpowiednich bruzdach gwintu.

rednicę wałeczków dobiera się w zaleŜności od skoku gwintu P i kąta 2α. Stosuje się

wałeczki pomiarowe z zaczepami MDDa lub MLDf. Rozstawienie wałeczków M mierzy się
uniwersalnymi przyrządami pomiarowymi, jak mikrometr, transametr, optimetr i inne.

Mikrometr mocuje się w podstawie, a wałeczki z zaczepami zawiesza się na wieszakach.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 57. Pomiar średnicy podziałowej gwintu metodą trójwałeczkową [4, s. 363].

rednicę podziałową d

mierzonego gwintu oblicza się z zaleŜności:

)

sin

(

−

M – mierzone rozstawienie wałeczków,
d

– średnica wałeczków,

d – średnica zewnętrzna gwintu,

– kąt boku zarysu,

P – skok gwintu,
A

– poprawka na skręcenie wałeczków,

– poprawka na spręŜyste odkształcenia powierzchniowe pod wpływem nacisku

pomiarowego.

07599













004













4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie wymiary moŜna zmierzyć przy pomocy suwmiarki?
2.  Jakich przyrządów uŜyjesz do pomiaru średnicy otworu?
3.  Jakie znasz sposoby pomiaru kąta?
4.  Jakie znasz sposoby pomiaru skoku gwintu?

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj pomiar części maszyn o róŜnych kształtach, z dokładnością do 0,05 mm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  dokonać identyfikacji mierzonych wymiarów,
2)  dobrać sposób ustawienia elementu na stanowisku pomiarowym,
3)  wybrać bazę pomiarową,
4)  dobrać przyrządy pomiarowe i metody pomiarów,
5)  dokonać niezbędnych pomiarów,
6)  zapisać wyniki pomiarów,
7)  zinterpretować wyniki pomiarów.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przykładowe elementy,

−

przyrządy pomiarowe i osprzęt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar części maszyn o róŜnych kształtach, z dokładnością do 0,01 mm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przykładowe elementy,

−

przyrządy pomiarowe i osprzęt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Dokonaj sprawdzenia wymiarów wałków i otworów sprawdzianami jednogranicznymi

i dwugranicznymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zidentyfikować sprawdzaną średnicę,
2)  dobrać odpowiedni sprawdzian,
3)  dokonać sprawdzenia średnicy sprawdzianem przechodnim w trzech kierunkach (co 60

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4) zinterpretować wynik sprawdzenia,
5) dokonać sprawdzenia średnicy sprawdzianem nieprzechodnim w trzech kierunkach (co 60

6) zinterpretować wynik sprawdzenia,
7) dokonać oceny wykonania elementu.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przykładowe wałki,

−

sprawdziany jednograniczne i dwugraniczne,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 4

Sprawdź skok i zarys gwintu zewnętrznego, metrycznego i calowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zidentyfikować sprawdzany gwint,
2)  dobrać metodę sprawdzania,
3)  dobrać odpowiednie przyrządy pomiarowe i sprawdziany,
4)  uzasadnić powyŜsze wybory,
5)  dokonać niezbędnych pomiarów i sprawdzeń,
6)  zinterpretować uzyskane wyniki.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

elementy gwintowane,

−

przyrządy pomiarowe z osprzętem,

−

sprawdziany do zarysu gwintu zewnętrznego, metrycznego i calowego,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 5

Dokonaj bezpośrednich pomiarów kątów róŜnych części maszynowych:

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  dobrać uchwyty pomiarowe,
2)  zidentyfikować mierzone powierzchnie,
3)  dobrać przyrządy pomiarowe i metodę pomiaru,
4)  dokonać pomiaru kątów,
5)  zapisać i zinterpretować wyniki pomiarów.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przykładowe elementy,

−

uchwyty pomiarowe,

−

przyrządy pomiarowe,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

instrukcja dla ucznia

1.  Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań  dotyczących  wykonywania  pomiarów  warsztatowych.  Są  to

zadania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, zaznaczając prawidłową

odpowiedź X, w przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową,

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ jego

rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 45 min.

Powodzenia

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Pomiar wymiaru pośredniego moŜna dokonać

a)  metodą pomiarową porównawczą.
b)  metodą pomiarową róŜnicową.
c)  tylko metodą pomiarową pośrednią.
d)  tylko metodą pomiarową bezpośrednią.

2. Pasowania normalne dzielimy na

a)  dwa rodzaje.
b)  trzy rodzaje.
c)  cztery rodzaje.
d)  pięć rodzajów.

3. W pasowaniu według zasady stałego otworu, otwory podstawowe mają odchyłki dolne

a)  równe zeru.
b)  dodatnie.
c)  ujemne.
d)  dodatnie lub ujemne.

4. W pasowaniu według zasady stałego wałka, wałki podstawowe mają odchyłki górne

a)  dodatnie.
b)  ujemne.
c)  dodatnie lub ujemne.
d)  równe zeru.

5. Odchyłką zarysu przekroju wzdłuŜnego nie jest

a)  stoŜkowość.
b)  wygięcie.
c)  baryłkowość.
d)  owalność.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Metoda pomiarowa porównawcza polega na

a)  bezpośrednim odczytaniu wskazania przyrządu pomiarowego.
b)  na porównaniu mierzonej wartości ze znaną wartością tej samej wielkości.
c)  na wykorzystaniu sprawdzianów szczękowych i tłoczkowych.
d)  na  bezpośrednim  mierzeniu  innych  wielkości  i  wykorzystywaniu  znanej  zaleŜności

tych wielkości od wielkości, której wartość miała być wyznaczona.

7. Głębokościomierzem mikrometrycznym moŜna mierzyć z dokładnością

a)  0,1 mm.
b)  0,05 mm.
c)  0,02 mm.
d)  0,01 mm.

8. Wynik pomiaru suwmiarką wskazany jest na rysunku to

a)  50,00 mm.
a)  50,40 mm.
b)  50,90 mm.
c)  50,80 mm.

9. Przedstawiony na rysunku znak chropowatości określa powierzchnię uzyskaną

a)  bez zdjęcia warstwy materiału.
b)  dowolnym sposobem obróbki.
c)  metodą galwaniczną.
d)  przez zdjęcie warstwy materiału na przykład skrawaniem.

10. Wzorcem długości jest

a)  przymiar kreskowy.
b)  szczelinomierz.
c)  suwmiarka.
d)  zestaw płytek wzorcowych.

11. Sprawdziany słuŜą do

a)  określania rzeczywistego wymiaru.
b)  pomiaru tolerancji wykonanego przedmiotu.
c)  określania stanu powierzchni.
d)  stwierdzenia czy wymiar jest prawidłowy lub nie.

12. Do konserwacji przyrządów pomiarowych stosujemy:

a)  smar grafitowy.
b)  wazelinę.
c)  wosk.
d)  terpentynę.

13. Wymiarem mieszanym nazywamy

a)  odległość osi symetrii.
b)  średnicę wałka.
c)  głębokość otworu nieprzelotowego.
d)  szerokość rowka.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14. Przy symbolowym zapisie tolerancji wałków i otworów przyjęto stosować

a)  dla wymiarów zewnętrznych (wałków) małe litery.
b)  dla wymiarów wewnętrznych (otworów) małe litery.
c)  wielkość liter (małe/duŜe) nie ma znaczenia.
d)  dla wymiarów zewnętrznych (wałków) duŜe litery.

15. Skok gwintu sprawdzamy

a)  przez porównanie go z wzorcem zarysu gwintu.
b)  przymiarem kreskowym.
c)  suwmiarką.
d)  kątownikiem.

16. Wymiary graniczne dla wymiaru tolerowanego liczbowo

−

wynoszą

a)  50,12 mm i 50,24 mm.
b)  49,88 mm i 49,76 mm.
c)  50,36 mm i 49,64 mm.
d)  50,00 mm i 50,36 mm.

17. Odchyłką kołowości jest

a)  siodłowość.
b)  baryłkowość.
c)  graniastość.
d)  wygięcie.

18. Wartość parametrów chropowatości powierzchni R

i R

podawane sa w

a)  mm.
b)  µm.
c)  cm.
d)  nm.

19. Podziałka noniusza występująca w przyrządach pomiarowych słuŜy do

a)  łatwiejszego dokonywania pomiarów głębokich otworów.
b)  zwiększenia dokładności odczytywania pomiarów.
c)  dokonywania pomiarów wymiarów pośrednich.
d)  mierzenia długich przedmiotów.

20. Do bezpośredniego pomiaru i odtwarzania kątów o róŜnej wartości słuŜą

a)  kątowniki.
b)  kątomierze uniwersalne.
c)  sprawdziany.
d)  wzorcowe płytki kątowe.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Wykonywanie pomiarów warsztatowych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: