Otwór jest rozwiercony, na rysunku stoi Ø 20 H7. Na stole warsztatowym leżą sprawdzian tłoczkowy, mikrometr wewnętrzny i średnicówka czujnikowa z czujnikiem zegarowym. Wszystkie trzy służą do kontroli otworów, ale nie wszystkie są dość dokładne dla H7, a dwa z nich mierzą tylko w dwóch punktach. Mogą po prostu przeoczyć nieokrągły otwór. Tutaj dowiesz się, który przyrząd kiedy pasuje.
Jak wąska jest naprawdę tolerancja H7
H7 oznacza w otworze zawsze odchyłkę dolną równą zeru. Wymiar dolny jest więc wymiarem nominalnym, a w górę obowiązuje stopień tolerancji normalnej IT7. Przy Ø 20 H7 otwór może mieć od 20,000 mm do 20,021 mm. Jak wyznaczyć wymiary graniczne dla dowolnego pasowania, pokazuje pomoc obliczeniowa Obliczanie pasowań ISO. Tutaj chodzi o to, jak udowodnić, że otwór mieści się w tolerancji.
Złota reguła metrologii
21 µm to mniej niż grubość włosa. Przyrząd powinien mieć rozdzielczość co najmniej dziesięć razy drobniejszą, niż wynosi szerokość tolerancji. Ściśle biorąc, liczy się niepewność pomiaru; jako pierwsza wskazówka służy rozdzielczość wskazania cyfrowego lub działka elementarna.
- V stosunek tolerancji do rozdzielczości
- T tolerancja otworu w µm
- u rozdzielczość lub niepewność pomiaru przyrządu w µm
Od V = 10 przyrząd jest odpowiedni, między 5 a 10 tylko częściowo, poniżej 5 nie. To wartości orientacyjne, wymagania planu kontroli i rysunku mają pierwszeństwo. Dla Ø 20 H7 wychodzi takie zestawienie.
| Przyrząd pomiarowy | Rozdzielczość w µm | V przy 21 µm | Ocena |
|---|---|---|---|
| Mikrometr wewnętrzny szczękowy | 10 | 2,1 | nieodpowiedni |
| Średnicówka czujnikowa z czujnikiem zegarowym | 10 | 2,1 | nieodpowiedni |
| Trzypunktowy mikrometr wewnętrzny z działką elementarną 5 µm | 5 | 4,2 | nieodpowiedni |
| Trzypunktowy mikrometr wewnętrzny z rozdzielczością cyfrową 1 µm | 1 | 21 | odpowiedni |
| Średnicówka czujnikowa z czujnikiem precyzyjnym | 1 | 21 | odpowiedni |
| Sprawdzian tłoczkowy 20 H7 | – | – | odpowiedni, ale bez wartości zmierzonej |
Przy większych otworach tolerancja H7 jest szersza. Ø 80 H7 ma już 30 µm tolerancji, więc trzypunktowy mikrometr wewnętrzny z 5 µm osiąga V = 6 i nadaje się częściowo. Do średnicy 30 mm potrzebujesz dla H7 rozdzielczości 1 µm, od 18 mm wystarczą też 2 µm. Albo bierzesz sprawdzian.
Sprawdzian tłoczkowy – szybko i jednoznacznie
Sprawdzian tłoczkowy ma dwa walce kontrolne. Strona przechodnia ma wymiar dolny, tutaj 20,000 mm, i musi wsunąć się w otwór bez użycia siły. Strona nieprzechodnia ma wymiar górny, tutaj 20,021 mm. Jest krótsza, oznaczona na czerwono i może co najwyżej lekko zachwycić, ale nie może wejść.
- Zaleta: strona przechodnia to długi walec. Zachowuje się jak późniejszy wałek i wykrywa też błędy kształtu, które zwężają otwór, na przykład owalność lub stożkowość.
- Wada: nie dostajesz wartości zmierzonej. Czy otwór ma 20,002 mm, czy 20,019 mm, sprawdzian ci nie powie. Zużywający się rozwiertak zauważysz dopiero wtedy, gdy strona przechodnia przestanie wchodzić.
W produkcji seryjnej sprawdzian tłoczkowy to pierwszy wybór. Jeśli chcesz korygować wymiar, potrzebujesz przyrządu ze wskazaniem.
Dwa punkty czy trzy punkty?
Mikrometr wewnętrzny szczękowy i średnicówka czujnikowa dotykają otworu w dwóch przeciwległych punktach. Trzypunktowy mikrometr wewnętrzny ma trzy końcówki pomiarowe rozstawione co 120° i sam się centruje. To decyduje o tym, które błędy kształtu widzisz.
Typowy przypadek to cienkościenny pierścień zamocowany w uchwycie trójszczękowym i wytaczany. Szczęki lekko go wgniatają w trzech miejscach. Po odmocowaniu pierścień sprężynuje z powrotem, a otwór ma zamiast okręgu trzy płaskie łuki. Taki kształt nazywa się krzywą stałej szerokości, bo między dwoma przeciwległymi punktami ma wszędzie tę samą szerokość.
Przykład
Pierścień z otworem Ø 20 H7 ma po odmocowaniu kształt krzywej stałej szerokości. Najmniejsza i największa odległość od środka różnią się o 12 µm, to jest odchyłka okrągłości.
Pomiarem dwupunktowym mierzysz dookoła 20,010 mm, prawie dokładnie środek tolerancji.
Trzypunktowy mikrometr wewnętrzny pokazuje w różnych położeniach kątowych wartości od 19,998 mm do 20,022 mm. Rozrzut jest dwa razy większy niż odchyłka okrągłości.
20,022 mm − 19,998 mm = 0,024 mm = 2 · 12 µm
Wartości trzypunktowe nie są średnicami, tylko uwidaczniają błąd kształtu. Ważna jest najmniejsza wartość. Okrąg 19,998 mm jest największym, jaki mieści się w tym otworze, i leży poniżej wymiaru dolnego. Sprawdzian tłoczkowy to potwierdza, bo jego strona przechodnia 20,000 mm nie wchodzi. Wałek 20,000 mm by się więc zaciął, choć pomiar dwupunktowy powiedział „dobry”.
Odwrotnie jest z owalem. Pomiar dwupunktowy wyraźnie pokazuje owalny otwór, jeśli zmierzysz ponownie z przesunięciem o 90°. Pomiar trzypunktowy czystego owalu praktycznie nie wykazuje. Dlatego mierz otwory pasowane w kilku kierunkach i na kilku głębokościach, a w razie wątpliwości łącz obie metody.
Średnicówka czujnikowa z czujnikiem zegarowym
Średnicówka czujnikowa tylko porównuje. Ustawiasz ją na zero w pierścieniu nastawczym i wahasz nią w otworze. W punkcie zwrotnym wskazówki odczytujesz odchyłkę od wymiaru nastawczego. Z czujnikiem precyzyjnym nadaje się do H7 i sięga daleko w głąb otworów. Z czujnikiem zegarowym o działce 0,01 mm jest za mało dokładna dla małych otworów H7.
Który przyrząd kiedy?
| Sytuacja | Dobry wybór |
|---|---|
| Seria, wiele jednakowych otworów | Sprawdzian tłoczkowy, do tego wyrywkowe pomiary z wartością zmierzoną |
| Pojedyncza część, wymiar ma być korygowany | Trzypunktowy mikrometr wewnętrzny z 1 µm |
| Cienkościenne części mocowane w uchwycie trójszczękowym | Pomiar trzypunktowy i sprawdzian tłoczkowy |
| Części mocowane w imadle, podejrzenie owalności | Pomiar dwupunktowy w dwóch kierunkach |
| Głębokie lub duże otwory | Średnicówka czujnikowa z czujnikiem precyzyjnym |
Typowe błędy
- Pomiar na ciepło: korpus z aluminium wychodzi z maszyny o temperaturze 35 °C. Przy Ø 20 mm otwór jest wtedy o ok. 7 µm większy niż w 20 °C, czyli o jedną trzecią tolerancji. Najpierw ostudź, potem sprawdzaj.
- Wciśnięty sprawdzian: na siłę strona przechodnia często wejdzie także w za mały otwór. Wynik jest błędny, a sprawdzian się zużywa.
- Pomiar tylko w jednym miejscu: wartość zmierzona na wejściu otworu nic nie mówi o jego środku. Otwór może być lejkowaty albo beczkowaty.
- Przyrząd nieustawiony: głowice trzypunktowe i średnicówki czujnikowe sprawdzaj w pierścieniu nastawczym przed każdą serią pomiarów.
Najczęstsze pytania
Dlaczego strona nieprzechodnia jest krótsza?
Strona przechodnia sprawdza otwór jako całość, tak jak później wejdzie w niego wałek. Strona nieprzechodnia ma natomiast sprawdzać pojedyncze miejsca, które mogą być za duże. Idealny byłby do tego styk tylko w dwóch punktach. Krótki walec jest temu bliższy niż długi, a strony od razu odróżnisz.
Gdzie w aplikacji znajdę przyrządy pomiarowe z opisem użycia?
W Gesello, w module Pomiary i kontrola. Są tam przyrządy pomiarowe z rysunkiem, prawidłowym użyciem i typowymi błędami. Sprawdzisz, czy przyrząd pasuje do tolerancji, i zobaczysz, które błędy kształtu wykrywa pomiar dwu- i trzypunktowy.