2. Описание приборов

Концевые меры поступают в продажу определенными комплектами в одном футляре — так называемые наборы концевых мер. В зависимости от вида работ, для которых предназначены концевые меры, имеется различное число мер, находящихся в одном наборе у разных изготовителей (до 20 и более наборов). В определенной степени установилось, что наибольший набор состоит из 112 концевых мер с наибольшим размером меры 100 мм. Этот набор мер чаще всего используют.

Рис. 3. Наборы концевых мер

В этом наборе имеется одна мера размером 1,005мм, 51 мера от 1 до 1,5 мм через 0,01 мм; 5 мер от 1,6 до 2 мм через 0,1 мм; одна мера 0,5 мм; 46 мер от 2,5 до 25 мм через 0,5 мм и 8 мер от 30 до 100 мм через 10 мм.

При собирании концевых мер в блок в принципе используют два способа. При образовании блока свыше 200 мм (т.е. из мер 100 мм и более с интервалами через 100 мм) используют специальные устройства, называемые «стяжками». С помощью этих устройств меры стягивают друг с другом и образуют совместно размер блока. Поэтому концевые меры от 100 мм и более, используемые для получения блоков с размером свыше 200 мм, имеют на расстоянии 25 мм от каждого конца по отверстию диаметром 12 мм (рис. 2).

В большинстве случаев блоки мер образуют с использованием свойства притираемости поверхностей концевых мер. Дело в том, что если приложить одну концевую меру длины к другой и, прижимая их друг к другу, смещать (надвигать) одну относительно другой, то они сильно сцепляются между собой. Это явление и называют притираемостью концевых мер. Между поверхностями мер создается очень сильное сцепление — исправные концевые меры удерживаются, не распадаясь, если собрать несколько мер в блок (рекомендуется собирать не более 5 шт.) и держать на весу весь блок за конец одной меры.

Усилие сдвига одной меры относительно другой не менее 30–40 Н, а в большинстве случаев для новых концевых мер необходимо приложить силу в 10–20 раз больше, чтобы притертые меры оторвать в направлении, перпендикулярном притертым поверхностям.

Явление притираемости концевых мер изучено еще недостаточно полно. Сцепление двух поверхностей концевых мер осуществляется благодаря наличию тонкого слоя смазки (не менее 0,1–0,02 мкм), которая остается на поверхности даже после удаления смазки сухой тканью. Высказываются предположения, что при контактировании поверхности одной концевой меры с поверхнос-тью другой возникает разрежение (вакуум), благодаря которому капельки смазки выступают из микротрещин на поверхность мер.

Как правило, размер блока концевых мер отличается от размера входящих в него мер на 0,05–0,1 мкм на каждый промежуточный слой (между двумя мерами).

2.1. Изготовление концевых мер

Материалом, из которого изготовляют концевые меры, чаще всего бывает сталь с температурным коэффициентом расширения (11,5±0,1)10^–6 на 1°С при изменениях температуры от 10 до 30°С.

Это значит, что если имеется мера в 1 метр, то при изменении ее температуры на 1°С размер ее изменится на 11,5 мкм с отклонением ±0,1 мкм, т.е. от 11,6 до 11,4 мкм.

Если концевая мера меньше 1 метра, то и деформация ее под действием изменения температуры будет меньше во столько же раз, во сколько эта мера меньше 1 метра.

Такое требование к материалу концевых мер обусловлено тем, что очень часто их используют для сравнения с ними размера детали, а поскольку в подавляющем большинстве измеряются стальные детали (а они имеют температурный коэффициент расширения, близкий к указанному для концевых мер), то при сравнении размера детали с размером меры, даже если температура окружающего воздуха будет отличаться от нормальной температуры (20°), это не отразится на погрешности измерения, если сама концевая мера была измерена при температуре, близкой к 20°С.

Наиболее подходящим материалом, используемым для изготовления концевых мер, являются хромистые стали марок 20ХГ, ХГ, ШХ15 и X. Твердость измерительных Поверхностей стальных концевых мер должна быть не менее 62 HRC.

Изготовляют концевые меры и из твердого сплава (ВК6М), благодаря чему стойкость таких концевых мер к истиранию повышается в 10–40 раз по сравнению со стальными. Однако материал таких концевых мер (твердый сплав) обладает температурным коэффициентом расширения, равным , т.е. мера в 1 метр изменяется на 3,6 мкм при изменении температуры на 1°С, т.е. в два с лишним раза меньше, чем сталь. А это значит, что если производить сравнение размера стальной детали с такой мерой, то при отличии температуры от 20°С размер стальной детали в зависимости от температуры будет изменяться из расчета 11,5 мкм на 1 метр, а твердосплавная концевая мера из расчета 3,6 мкм на 1 метр. Из-за этого могут возникать большие погрешности измерения.

Шероховатость измерительных поверхностей концевых мер длины, для того чтобы обеспечить хорошую притираемость и износостойкость поверхностей, должна быть не более 0,063 мкм по критерию Rz.