Меры длины (КМД), принадлежности

	Наименование
	Наборы концевых мер длины (КМД) плоскопараллельных (ГОСТ 9038-90)
	Принадлежности к концевым мерам длины (ГОСТ 4119-76)

 

Плоскопараллельные концевые меры длины

Меры длины концевые плоскопараллельные (далее – концевые меры или КМД) предназначены для использования в качестве рабочих мер для регулировки и настройки показывающих измерительных приборов и для непосредственного измерения линейных размеров промышленных изделий.

Принадлежности к концевым мерам длины предназначены для закрепления в блоки концевых мер длины, что обеспечивает удобное пользование ими при измерении и при проведении точных разметочных работ. Ими пользуются также для установки на размер и для проверки различного измерительного инструмента: регулируемых калибров, микрометрических и индикаторных нутромеров и т. п.

Плоскопараллельные концевые меры длины служат для передачи размеров от эталона изделию. В машиностроении и других отраслях промышленности их используют в таких целях:

• Согласно ГОСТ 9038-83 концевые меры длины (сокр. КМД) выполняются в форме прямоугольного параллелепипеда с двумя взаимнопараллельными плоскими измерительными поверхностями.хранение и передача единицы длины;
• поверка калибров;
• градуировка и поверка различных мер и средств измерений;
• разметочные и координатно-расточные работ высокой точности;
• определение размеров приспособлений и изделий;
• наладка станков, инструментов и др.

 

Номинальный размер КМД

В качестве размера плоскопараллельной КМД принимается ее срединная длина l (рис. б). Срединную длину определяют перпендикуляром, опущенным из середины одной из измерительных поверхностей КМД на противоположную поверхность. Номинальный размер срединной длины l влияет на определение значения сторон a и b в сечении мер.

Например, при 10 мм < l < 0,29 мм а=30_-0,28; b=^-0,20_-0,30; при 10 мм < l < 250 мм а=35_-0,34; b=^-0,20_-0,30.

Номинальный размер срединной длины указан на каждой мере длины.

Концевые меры изготовляются классов точности:

• стальные 00; 01; 0; 1; 2; 3;
• твердосплавные 00; 0; 1; 2 и 3.

Самым точным является класс 00.

 

Наборы концевых мер длины

По ГОСТ плоскопараллельные концевые меры длины могут комплектоваться в наборы по их количеству и размерам номинальной длины. Количество КМД в наборах от №1 до №19 варьируется от 2 до 112 штук. В наборе №20 предусмотрено 23 меры длины, №21 – 20 мер, № 22 – 7.

Наборы комплектуются так, чтобы из минимального количества КМД была возможность составить блок какого угодно размера до третьего десятичного знака. На основании этого требования подбираются номинальные размеры плоскопараллельных КМД и градация их размеров.

Стандартная градация в наборах концевых мер длины выглядит так: 0,001; 0,01; 0,1; 0,5; 1; 10; 25; 50 и 100 мм.

Номинальные значения длины КМД колеблются в пределах 1,005-100 мм. К примеру, в набор из 112 концевых мер длины входит:

• мера длины 1,005 мм – 1 шт.;
• 1-1,5 мм через 0,01 мм – 51 шт.;
• 1,6-2 мм через 0,1 мм – 5 шт.;
• 0,5 мм – 1 шт.;
• 2,5-25 мм через 0,5 мм – 46 шт.;
• 30-100 мм через 10 мм – 8 шт.

Отдельная мера длины с низшим классом точности определяет класс точности набора. Номинальная длина каждой меры длины и отклонение указываются в паспорте, который прилагается к набору КМД.

 

Разряды КМД

На основании погрешности измерения длины концевых мер (погрешности аттестации) и их отклонения от параллельности и плоскостности КМД делят на 5 разрядов, обозначаемых 1, 2, 3, 4, 5. Наименьшая погрешность аттестации свойственна 1-му разряду. Величины погрешностей указаны в аттестате меры длины.

Действительные отклонения в аттестате мер, для которых установлен разряд, учитывают при определении размера блока плиток наряду с номинальным значением мер.

 

Блоки КМД

Причиной широкого применения концевых мер длины в промышленности является их основное свойство – притираемость. КМД способны прочно сцепляться при надвигании одной меры на другу или прикладывании.

Сцепление (или адгезия) КМД обеспечивается молекулярными силами сцепления при наличии сверхтонкой пленки смазки между мерами – от 0,05 до 0,1 мкм. Минимальное усилие сдвига одной меры длины относительно другой составляет 30...40 Н, для новых КМД величины усилия выше в 10…20 раз. По стандарту стальные концевые меры длины рассчитаны на 500 притираний при вероятности безотказной работы 0,8, твердосплавные – 30 тысяч притираний при вероятности 0,9.

Блок заданного размера составляется из наименьшего возможного количества мер. Сначала выбирают КМД, позволяющие получить тысячные доли миллиметра, после них – сотые, десятые и цельные миллиметры.

К примеру, чтобы получить блок размером 28,495 мм, нужно взять из набора КМД №1 меру длины 1,005, затем 1,49, 6 и 20: 1,005+1,49+6+20=28,495 мм.

Минимальное количество концевых мер длины в блоке повысит его точность, так как уменьшится суммарная погрешность. Также повышается надежность блока, т.е. снижается вероятность его разрушения. Количество КМД в блоке не должно превышать 5 штук.

Использование следующих принадлежностей позволяет значительно расширить область применения КМД:

• основание;
• державка (струбцина);
• стяжки для скрепления блоков размером более 100 мм;
• плоскопараллельные боковики;
• зажимной сухарь для крепления стяжками блоков концевых мер с боковиками;
• радиусные боковики, h = R = 2 мм (5; 15; 20 мм);
• чертильный боковик;
• центровой боковик, вершина центра которого лежит на продолжении нижней доведенной плоскости;
• плитки с рисками;
• трехгранная линейка.

 

Материал КМД

Концевые меры длины изготовляют преимущественно из стали с температурным коэффициентом расширения (11,5±0,1)10-6 мм на 1°С при изменениях температуры от 10 до 30°С. Такими характеристиками обладают хромистые стали X, 20ХГ, ШХ15, ХГ.

Твердость измерительных поверхностей таких мер длины составляет не менее HRC 62. Реже КМД изготовляют из твердого сплава марки ВК6М с температурным коэффициентом расширения 3,6•10-6 мм на 1°С. Износостойкость таких мер повышается в 10-40 раз в сравнении со стальными. Однако следует учитывать в работе, что из-за разности температурных коэффициентов могут возникать значительные погрешности измерении стальными и твердосплавными КМД.

Высокая износостойкость и хорошая притираемость концевых мер достигаются при шероховатости измерительных поверхностей не более 0,063 мкм по критерию Rz и шероховатости нерабочих поверхностей - Ra 0,63 мкм.

Средний срок сохраняемости стальных КМД – от 1 года, твердосплавных – от 2 лет.

 

Плоскопараллельные концевые меры длины из керамики

В России наибольшее распространение получили плоскопараллельные концевые меры длины из стали и твёрдых сплавов. Зарубежные производители наряду с ними изготовляют плоскопараллельные концевые меры длины из керамики.

Применение керамических концевых мер длины идентична КМД из стали и твердого сплава:

• Хранение и воспроизведение первичного эталона единицы длины.
• Поверка и калибровка мер меньшей точности и измерительных приборов.
• Установка приборов на ноль.
• Определение линейных размеров деталей.
• Высокоточные разметочные работы.
• Наладка станков.

Концевые меры длины, предназначенные для проверки и калибровки контрольно-измерительных средств называют образцовыми, для определения размеров деталей, наладки станков и т.п. – рабочими. Их широко применяют в машиностроении и других отраслях промышленности.

Преимущества КМД из керамики:

• Повышенная износостойкость и стабильность – в 6-10 раз выше, чем у стальных мер.
• Стойкость к коррозии, что облегчает работу мастера.
• Низкая теплопроводность, что значительно снижает температурную погрешность.
• Малый вес.

Существенный недостаток КМД из керамики – цена, набор такого инструмента стоит в 3-5 раз дороже набора КМД из стали.

Вышеперечисленные характеристики керамических концевых мер позволяют увеличить их межповерочный интервал. Они не царапаются, не притягивают пыль, не требуют специального ухода и защиты от коррозии. Соответственно, их использование позволяет сократить трудовые и временные затраты. Твердость рабочих поверхностей КМД из керамики составляет 1350 НV. Для сравнения твердость рабочих поверхностей стальных мер составляет 800 НV, твердосплавных 1400 НV. Близкий по значению коэффициент линейного теплового расширения керамических и стальных КМД делает их взаимозаменяемыми, их можно использовать для составления одного блока. Сравнение характеристик КМД из стали и керамики приведены в таблице.

 

Характеристика материала	Сталь	Циркониевая керамика
Твердость по Виккерсу, HV	800	1350
Коэффициент теплового линейного расширения, 10-6°С-1	10,8±0,5	9,7±0,5
Сопротивление изгибу, МПа	1960	1270
Число Пуассона	0,3	0,3
Масса, г/см3	7,8	6,0
Модуль продольной упругости, Н/мм2	206000	206000
Теплопроводность, Вт/м·K	54,4	2,9

 

Близкий по значению коэффициент линейного теплового расширения керамических и стальных КМД делает их взаимозаменяемыми, их можно использовать для составления одного блока.

На российском рынке можно встретить концевые меры длины из циркониевой керамики TESA (Швейцария), Vogel (Германия), Mitutoyo (Япония), а также производителей Китая, Англии, США и других стран. Плоскопараллельные КМД выпускаются по таким стандартам:

• ISO 3650 - Европейский международный Стандарт концевых мер;
• BS 4311 - Британский Стандарт концевых мер (дюймовая система исчисления);
• GB/T 6093-2001 - Китайский Стандарт концевых мер.

Согласно стандарту Евросоюза ISO 3650:1998, для концевых мер длины установлены 4 класса точности (допуска):

2 – рабочие эталоны, которые используются в лабораториях для калибровки и установки инструментов и приборов при относительных измерениях, для наладки станков и настройки контрольных приспособлений.

1 – рабочие эталоны для применения в контрольных пунктах и измерительных лабораториях для калибровки инструментов и приборов для точных измерений.

0 – исходные эталоны, образцовые средства для применения в калибровочных и измерительных лабораториях в термоконстантных помещениях для калибровки и поверки рабочих КМД, калибров и инструмента для высокоточных измерений.

К – исходные эталоны, образцовые средства для применения в гослабораториях метрологических институтов и сертифицированных центров для калибровки и поверки рабочих КМД, приборов, калибров, эталонов длины, инструмента.

КМД класса К являются наиболее точными эталонами.

 

Наборы керамических КМД

Как и стальные, керамические КМД выпускаются в наборах. Отдельные меры длины, как правило, можно приобрести под заказ. Чем большее число КМД в наборе, тем проще будет получить блок нужного размеры с наименьшим количеством мер. Наборы могу отличаться количеством мер и градацией размеров.

Помимо наборов КМД из керамики производители выпускают комбинированные наборы, включающие плоскопараллельные меры длины из керамики и стали.