Штангенциркуль: механический, электронный, цифровой. назначение и характеристики + список популярных производителей

ТЕХНОЛОГИЯ

§ 17. Измерение размеров деталей с помощью штангенциркуля

При изготовлении деталей из тонколистового металла и проволоки можно воспользоваться простейшими контрольно-измерительными инструментами: линейкой, слесарным угольником и др. Для измерения и контроля деталей с большей точностью применяют штангенциркули. Они предназначены для измерения наружных и внутренних размеров деталей и глубины отверстий, пазов, канавок. Штангенциркули бывают разных типов и отличаются пределами и точностью измерения.

На рисунке 63 показан штангенциркуль ШЦ-1 с пределами измерения от 0 до 125 мм и точностью — 0,1 мм. Он состоит из штанги 1, имеющей шкалу 6 с миллиметровыми делениями. По штанге перемещается подвижная рамка 4, которая может быть закреплена в нужном положении зажимным винтом 3. К рамке прикреплён глубиномер 5.

Рис. 63. Штангенциркуль ШЦ-1: 1 — штанга; 2 — губки для внутренних измерений: 3 — зажимный винт для фиксации рамки; 4 — подвижная рамка; 5 — глубиномер; 6 — шкала штанги; 7 — нониус; 8 — губки для наружных измерений; 9 — измеряемые детали

Нижние губки 8 служат для измерения наружных размеров, верхние 2 — для измерения внутренних размеров. Глубиномером измеряют глубину пазов и отверстий.

Каким же образом удаётся измерять десятые доли миллиметра, если шкала штангенциркуля имеет миллиметровые деления? Для этой цели служит вспомогательная шкала, называемая нониусом 7. Длина нониуса 19 мм. Нониус поделён на 10 равных частей, следовательно, цена каждого деления равна 1,9 мм.

При сомкнутых губках нулевые штрихи шкалы штанги и нониуса совпадают (рис. 64), а десятый штрих нониуса совмещается с девятнадцатым штрихом миллиметровой шкалы.

Рис. 64. Шкала штанги и нониус

Обратите внимание на то, что первый штрих нониуса не доходит до второго штриха шкалы штанги ровно на 0,1 мм (2 — 1,9 = 0,1). Это и позволяет производить замеры с точностью до 0,1 мм

При измерении штангенциркулем целое число миллиметров отсчитывают по миллиметровой шкале штанги до нулевого штриха нониуса. Десятые доли миллиметра — по шкале нониуса от нулевой отметки до того штриха нониуса, который совпадает с каким-либо штрихом миллиметровой шкалы (рис. 65).

Рис. 65. Примеры измерения штангенциркулем. Положение шкалы штанги и нониуса при измерении размерон: а — 0,4 мм; 6 — 6,9 мм; в — 34,3 мм

Помните! Штангенциркуль — это дорогостоящий измерительный инструмент, требующий бережного обращения.

Правила обращения со штангенциркулем

Перед началом работы протереть штангенциркуль чистой тканью, удалив смазку и пыль

Нельзя очищать инструмент шлифовальной шкуркой или ножом.

Нельзя класть инструмент на нагревательные приборы.

Измерять можно только чистые детали без задиров, заусенцев, царапин.

Губки штангенциркуля имеют острые концы, поэтому при измерении нужно соблюдать осторожность.

Не допускать перекоса губок штангенциркуля. Фиксировать их положение зажимным винтом.

При чтении показаний на измерительных шкалах держать штангенциркуль прямо перед глазами.

На предприятиях штангенциркуль является одним из основных измерительных инструментов. Им пользуются рабочие различных специальностей и контролёры станочных и слесарных работ. В настоящее время всё чаще применяют штангенциркули с цифровыми индикаторами (на батарейках), позволяющие измерять детали с точностью до 0,01 мм.

Знакомимся с профессиями

Контролёр отдела технического контроля (ОТК) — специалист, который на предприятии отвечает за качество выпускаемых деталей. Он следит за тем. чтобы изготовленные детали в точности соответствовали чертежам. Это очень ответственная работа, так как если в изделие попадёт бракованная деталь, не соответствующая чертежу, то изделие быстро выйдет из строя. Контролёры ОТК должны знать правила настройки и регулирования контрольно-измерительных инструментов и приборов, методы проверки качества поверхностей, правила приёмки деталей и т. д.

Лабораторно-практическая работа № 17

Измерение размеров деталей штангенциркулем

1. Выполните в рабочей тетради эскиз выданного учителем ступенчатого валика (рис. 66).

2. Измерьте каждый размер валика штангенциркулем и запишите результаты в миллиметрах в таблицу.

1. Проставьте полученные размеры на эскизе, выполненном в рабочей тетради.

Рис. 66. Эскиз детали «ступенчатый валик» (к пп. 1-3)

Проверяем свои знания

1. Из каких основных частей состоит штангенциркуль?

2. Сколько измерительных шкал имеет штангенциркуль?

3. Какие измерения можно выполнять с помощью штангенциркуля?

4. Во сколько раз точность измерения штангенциркулем превышает точность измерения линейкой?

5. Как по штангенциркулю производят отсчёт целых и десятых долей миллиметра?

Как правильно пользоваться штангенциркулем

Штангенциркуль – высокоточный инструмент, используемый для измерения наружных и внутренних линейных размеров, глубин отверстий и пазов, разметки. Свое название этот универсальный прибор получил от линейки-штанги, которая служит основой его конструкции.

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
2. Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.

Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.

На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором — 36 + 0,8 = 36,8 мм.

Нониус с ценой деления 0,05 мм

Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе — 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.

Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.

Устройство механического штангенциркуля

Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0—150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.

Основные элементы

1. Штанга.
2. Рамка.
3. Губки для наружных измерений.
4. Губки для внутренних измерений.
5. Линейка глубиномера.
6. Стопорный винт для фиксации рамки.
7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
8. Шкала штанги.

Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.

Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров.

Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.

Порядок проведения измерений, проверка исправности

Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.

Измерение

• Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали. 
• Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
• При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
• Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
• Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.

Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом.

Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги.

В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.

Медицинские

Применяются при изготовлении зубных протезов. При помощи такого инструмента стоматолог снимает размеры челюсти человека (в том случае если слепок прикуса не делается). Такие приспособления так же можно применять при изготовлении протезов конечностей.Прибор производится из специальной нержавеющей медицинской стали. Отличительная особенность – присутствие дробинок на кончиках дуг. Сделано это для того, чтобы исключить вероятность травмирования пациента при проведении замеров.

Еще одна сфера применения таких кронциркулей в медицине – пластическая хирургия. С их помощью осуществляется разметка участков тела человека.Кроме того, инструмент иногда используется мастерами татуажа, чтобы проконтролировать масштаб разнообразных элементов тату.

Как считывать показания?

Первоначальный замер производите по основной шкале. Выделите целое количество миллиметров. Для того чтобы узнать более точные показания, ищите риски на нониусе (второй шкале). Вам необходимо будет найти, где риски второй шкалы совпадают с первой. Если вы на глаз сможете определить по основной шкале, что показание ближе к концу миллиметра, то и искать надсечки тоже лучше с конца нониусной шкалы. Именно риски должны показывать самые точные показания.

В случае когда у вас совпадает несколько рисок, то таким штангенциркулем лучше не работать и даже не пытаться отрегулировать, так как он неисправен. Совпадать могут только деления нулей, но они совпадают из-за того, что это одинаковые числа.

Если вы хотите примерно узнать значение, то необязательно вглядываться в нониусную шкалу. Основное значение можно определить и по измерительной. Бывает и такое, что значения на шкалах стираются или становятся не видны. Для лучшей сохранности обезжирьте эти поверхности и протрите тряпкой, ведь так вы будете видеть все деления.

В продаже есть и другие типы штангенциркулей, например: циферблатный и электронный.Циферблатный сделан в форме круга, где стрелка указывает определенную меру. Эта операция заменяет высчитывание показателей на нониусе. Электронные варианты куда проще в работе, но дороже. Вам нужно будет лишь провести измерение (любое, это может быть глубина, диаметр, длина), и на электронном табло высветится цифра. Это и будет искомое значение. Оно также может иметь точность в 0,05, 0,02 или 0,01 мм.

Измерительный инструмент Штангенциркуль,инструкция по применению.

Штангенциркуль – высокоточный инструмент, используемый для измерения наружных и внутренних линейных размеров, глубин отверстий и пазов.

Измерить диаметр сверла или отверстия , размеры других небольших деталей с достаточной точностью линейкой не получится.В таких случаях нужно использовать штангенциркуль, который позволяет измерять линейные размеры с точностью до 0,1 мм. С помощью штангенциркуля можно выполнить измерение толщины листового металла, внутреннего и внешнего диаметров стальной трубы, диаметр высверленного отверстия, его глубину и другие измерения.

Существует несколько подвидов различных штангенциркулей в зависимости от размеров, конструктивных особенностей и принципа действия.

Это наиболее простая и популярная модель прибора, которая широко используется в промышленном производстве. Его называют «колумбиком» по названию фирмы изготовителя, которая производила инструмент в военное время (Columbus).Для промышленности СССР одно время массово поставлялись штангенциркули . Отсюда и закрепившееся «обиходное» колумбус или «коламбик».

Прибором можно измерить внутренние, наружные размеры, глубину. Интервал измерений составляет от 0 до 150 мм. Точность измерений достигает 0,02 мм.

Эта цифровая модель измерительного инструмента имеет аналогичную конструкцию классического штангенциркуля. Интервал измерений 0-150 мм. Одним из его преимуществ можно назвать более высокую точность при измерении за счет наличия цифрового индикатора.

Удобство использования такого цифрового прибора заключается в том, что в любой точке измерения можно обнулить индикатор. Также легко одной кнопкой можно переключать метрическую систему на дюймовую.

Устройство штангенциркуля

Инструмент, согласно ГОСТ 166-89, изготавливается из нержавеющей либо углеродистой стали, покрытой хромированным составом. Состоит из:

• жесткой металлической линейки, именуемой штангой (откуда и название инструмента – штангенциркуль);
• измерительных выступов – губок;
• вспомогательной рамки с нониусной шкалой, называемой по-другому верньером, которая позволяет производить замеры с точностью до десятых и сотых долей миллиметра, в зависимости от типа инструмента;
• подвижной линейки глубиномера, жестко соединенной с губками.

Шкала штангенциркуля «нониус» может иметь различную длину и количество делений. 10 делений на шкале нониуса дают возможность измерять с точностью до 0,1 мм, 20 делений дают точность измерений до 0,05 мм:

Губки могут быть верхними и нижними. На поверхности нижних – указывается минимальный размер замеряемых деталей. Концы нижних губок выполнены в виде прямоугольников. Верхние – заостренные и скошенные по вертикали, что позволяет производить ими разметку на любых материалах и деталях, без использования других разметочных приспособлений (т. е. прямо губками можно прочертить линию точно по размерам за счет острых концов).

При помощи верхних губок проводится измерение внутренних размеров отверстий, диаметров труб, пазов, различных выемок. Для измерения наружных параметров используются нижние губки. Для измерения длины глубоких отверстий используется линейка глубиномера, которая выдвигается из основной штанги:

Чтобы зафиксировать на линейке подвижную рамку с нониусной шкалой существует особый крепежный винт. Некоторые модели штангенциркуля оснащаются шкалой круглой формы и подвижной рамкой, шкала которой рассчитана на проведение измерений в дюймах. При этом шкала нониуса подобного прибора позволяет производить измерения с точностью до 0,128 дюйма.

Доступные разновидности

До определенного момента в свободной продаже были доступны несколько видов штангенциркулей. Сегодня их можно приобрести три вида. Каждый из них имеет свои особенности и способы реализации. В зависимости от размера выделяют восемь основных групп. Приобретать штангенциркуль лучше с заводским паспортом, в котором будут указаны возможные погрешности и способы калибровки. По способу определения размера десятичной части штангенциркули разделяют на:

• с нониусной шкалой или ШЦ;
• с циферблатной шкалой или ЩЦК;
• с электронной цифровой шкалой ЩЦЦ.

Различия лежат не только в применяемой шкале, но и в наличии или отсутствии некоторых элементов в конструкции, например, те, в которых присутствуют основные узлы называются универсальными. Есть такие приборы, которыми можно измерить только наружный диаметр. Губки у них твердосплавные, поэтому не подвергаются такому быстрому износу, как обычные. Их обозначают ШТЦ-1. На рынке доступен также штангенциркуль с меньшим порогом погрешности и дополнительной регулировкой шкалы сотых. Его обозначают ШЦ-2.

Назначение и принцип действия

Назначение штангенциркуля – выполнение замеров высокой точности внутри и с наружи измеряемых объектов, а также глубины всевозможных отверстий.

Особенность инструмента — универсальность.

Штангель – распространенное название штангенциркуля среди тех, кто им постоянно пользуется, является обыкновенным сокращением слова.

Этот инструмент “умеет” измерять внешние и внутренние диаметры круглых и цилиндрических объектов, например, гаек и болтов, подходит для внутренних измерений канавок по всем параметрам.

Принцип измерения штангенциркулем заключается в определении размера на основании положения измерительной рамки, которая свободно перемещается вдоль штанги с нанесенной шкалой.

Само значение размера определяется методом совпадения, а его точность, в зависимости от, собственно, класса точности, способно доходить до сотых частей миллиметра.

Преимущества электронного штангенциркуля

Несомненным преимуществом является то, что циферблатные штангенциркуль сразу отображает полученные значения. В производственной сфере это незаменимое свойство, так как скорость работы там играет большое значение. Это также облегчает условия работы для новичков, так как не нужно дополнительно изучать, как пользоваться штангенциркулем механического типа. Благодаря наличию нескольких систем измерения устройство может применять в совершенно различных сферах, так как мало какое другое устройство способно одновременно измерять глубину, внутренние и внешние размеры, тем более с таким высоким классом точности. Габариты изделия, как правило, относительно небольшие, что отображается на его массе. Таким образом, при использовании в труднодоступных местах не возникает неудобств. Штангенциркуль электронный имеет некоторые дополнительные функции, такие как «запоминание последних данных», «перевод значений из метрической системы в дюймовую и наоборот», «присоединение к внешним устройствам для передачи данных» и так далее.

Это интересно: Алмазный стеклорез — какой лучше выбрать

Как правильно пользоваться штангенциркулем

Штангенциркуль – высокоточный инструмент, используемый для измерения наружных и внутренних линейных размеров, глубин отверстий и пазов, разметки. Свое название этот универсальный прибор получил от линейки-штанги, которая служит основой его конструкции.

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
2. Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.

Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.

На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором — 36 + 0,8 = 36,8 мм.

Нониус с ценой деления 0,05 мм

Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе — 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.

Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.

Устройство механического штангенциркуля

Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0—150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.

Основные элементы

1. Штанга.
2. Рамка.
3. Губки для наружных измерений.
4. Губки для внутренних измерений.
5. Линейка глубиномера.
6. Стопорный винт для фиксации рамки.
7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
8. Шкала штанги.

Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.

Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров.

Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.

Порядок проведения измерений, проверка исправности

Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.

Измерение

• Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали. 
• Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
• При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
• Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
• Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.

Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом. Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги. В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.

Устройство инструмента

Как научиться пользоваться штангенциркулем? Для начала – ознакомиться с его устройством. Более всего востребуемый производством ручной штангенциркуль двухстороннего типа, с линейной измерительной системой состоит из следующих конструктивных элементов:

1. Измерительной штанги, где имеется шкала с делениями, точность которых соответствует классу инструмента.

2. Измерительной рамки, скользящей в направляющих штанги. Как пользоваться нониусом штангенциркуля? На нижней контрольной поверхности рамки нанесены деления нониуса, по которому определяется мантисса измеряемой величины: значение размера после запятой. Например, при замере длины в 13,9 мм при точности II класса, показание «13» будет снято с основной шкалы, а показание «0,9» — с нониуса. Для удобства использования рамка снабжена рифлёным выступом в своей нижней правой части.

3. Нижних измерительных губок корпуса штанги. Они предназначены для определения внешних размеров детали или заготовки. Измерительные плоскости губок — внутренние, а их вылет определяется пределами измерений, на которые рассчитана данная модель инструмента. Согласно госстандарту, вылет нижних губок может быть от 35…42 мм до 63…125 мм, в зависимости от пределов измерений, на которые рассчитана данная модель.
4. Верхних измерительных губок корпуса штанги, при помощи которых определяются размеры внешних поверхностей изделий. Контрольные плоскости верхних губок также тарированы, а их вылет, как и в предыдущем случае, определяется возможностями и типом изделия. Он составляет от 16 до 30 мм.
5. Зажимного винта с рифлёной головкой, при помощи которого фиксируется текущее положение рамки.
6. Глубиномера, представляющего собой плоский шлифованный штырь, скользящий в направляющих, которые расположены с противоположной стороны корпуса штанги. На рабочем торце штыря имеется конусный скос с целью снижения размеров торцевой поверхности глубиномера. Это даёт возможность оценки глубины отверстий с малыми диаметрами.

Устройство инструмента

Все контактные кромки штанги, направляющих, рамки и нониуса тщательно шлифуются в размер, с точностью, на порядок выше той, с которой действует штангенциркуль.

При особых требованиях к конструкции могут предусматриваться и другие элементы. Вспомогательные измерительные поверхности (а, следовательно, и узлы) необходимы, если выполняются разметочные операции, определение размеров уступов, ступенчатых частей конструкций и пр. Иногда в инструмент встраивается микрометрическая подача рамки.