Что это такое нутромер: из чего он состоит - какие виды инструмента бывают и для чего нужны

Измерить габариты плоскости просто, есть множество приборов для этого – ленты, линейки. Но что делать с различными пазами, внутренними круглыми или квадратными отверстиями, особенно если они отличаются крайне маленькими размерами? Высокой точности позволяет добиться специальный инструмент. В статье мы расскажем про микрометрический нутромер – что это такое, а также покажем фото и способ применения.

Второе название, которое используют мастера по металлической или деревянной резке – штихмас. Главное достоинство - возможность производить замеры с точностью до 0,01 мм с погрешностью 0,006 мм. Основное предназначение приспособления – точные измерения разных полостей изнутри, а также замер межосевого расстояния, которое разделяет одно отверстие от другого. Обычно пределы составляют от 0 до 60 мм. Такая точность необходима во многих сферах производства начиная от изготовления ювелирных украшений и обыкновенной обуви до тяжелой промышленности, например, машиностроение. Отметим, что детали для станков, автомобилей и иных узлов и агрегатов требуют повышенного качества изготовления и контроля. По сути, применение прибора аналогично классическому радиусомеру, с одним уточнением – замеры можно проводить в труднодоступных местах.

Что измеряют нутромером, его назначение

Задача – определение абсолютного расстояния между одной и другой ограничительной поверхностью, то есть между стенками полости. При измерении штихмас касается только двух точек, поэтому, если края отверстия неровные, а также в случае произвольной формы, необходимо совершать замеры несколько раз в разных положениях.

Данная цель может прикладываться к различным производственным процессам, например:

• изготовление детали с внутренней полостью;
• определение степени износа изделия изнутри;
• измерение овальности (иногда по нормативам круглое пространство может быть эллиптическим);
• проверка соответствия реальных размеров заявленным и пр.

Сфера использования и задачи, для чего нужен нутромер, очень велики. Многочисленные отрасли применяют точные замеры, это требуется, например, на таких предприятиях:

• машиностроение – любой узел, особенно тот, что находится не в статичном положении, а вращается или иным образом движется, требует точного соприкосновения элементов, здесь и пригодятся штихмасы, как пример – производство подшипников;
• ремонт автомобилей, а также другой техники и транспорта – в этой сфере наиболее часто оценивается степень износа для принятия решения о потребности замены;
• металлообработка, фрезерование пазов, сверление отверстий.

Более детально остановимся на последнем пункте. Нутромер служит для измерения полостей, полученных токарной или фрезерной обработкой. Требуется это особенно при ручной работе, когда очень сложно достичь высокого класса точности, снимать минимальный от верхнего слоя металла. Это возможно только при максимальном мастерстве, большом опыте специалиста, а также при правильной настройке и исправности устройства. Более эффективна работа на оборудовании с ЧПУ, поскольку компьютерные измерения позволяют достигнуть наиболее скрупулезного выполнения размеров. Купить их можно на сайте stanokcnc.ru, здесь большой выбор станков для металлообработки с числовым пультом управления.

Еще одна интересная задача, для чего предназначен нутромер, – это аттестация и проверка разных приборов. Дело в том, что все измерители, которые применяются при различного рода экспертизах, должны быть аттестованы, то есть допущены к работе. Вот в таких случаях также применяется штихмас.

Разновидности

Изделие не имеет точной российской или международной классификации, поэтому производители, а также продавцы пользуются самостоятельно выбранными терминами, которые отражают суть процедуры, то есть способ замера – он, кстати, разнится в зависимости от того, какого вида нутромер применяется. Расскажем коротко, про группы, которые можно выделить:

• Микрометрический прибор (НМ) – просто определяет точное расстояние.
• Индикаторный (НИ) – отмечает разницу, на которую реальный размер отличается от идеального, если она есть. Подходит при измерении износа детали.

Также имеются двухточечные и трехточечные приспособления, в зависимости от того, сколькими точками происходит касание во время работы. При этом первые используются наиболее часто. А вторая система характеризуется наличием трех наконечников, которые располагаются под 120 градусов друг к другу, а между ними находится конический стержень. Такие приборы применяются для того, чтобы исключить возможность субъективных погрешностей.

Иногда не хватает точности и двухконтактных, и трехконтактных изделий. В таком случае применяется инструмент типа «пробка». Это пневматический наконечник, к которому подведен миниатюрный процессор и блок воздухоподачи.

Классифицируют также по формам измерительных поверхностей, например, есть тип сферический – все точки соприкосновения с измеряемой полостью находятся на одной сфере. А также известны рычажные, конусные, клиновые, шариковые, телескопические, с боковыми губками и пр.

Есть разновидность цанговая, которым измеряют очень маленькие отверстия, превышающие стандартные задачи. У него в комплекте есть разные сменные головки, которые меняются в зависимости от поставленной цели.

Модели также различаются по тому, как проходит отражение результата, это может быть классический механический или более дорогостоящий, зато высокоточный электрический штихмас.

Разновидности нутромеров также определяют по максимальному диапазону измерений. Как правило, данная техническая характеристика указывается в номенклатуре приборов, например, можно встретить НИ 6-10, НИ 18-50, НИ 35-50, НИ 50-100 и пр. Это деление в первую очередь относится к микрометрическим моделям.

Индикаторные можно разделить на:

• Цифровые, или НИЦ. Они имеют электронный индикатор и выполняют измерения с повышенной точностью. Результаты отображаются на дисплее с детализацией до тысячной доли миллиметра. С точки зрения того, как работает прибор, он ничем не отличается от классики, но проще и удобнее в применении.

• Повышенной точности, или НИ-В. Уже по названию понятно, какая задача стоит перед этой разновидностью. Особенность строения заключается в особой головке, которая позволяет узнать размер вплоть до 1 мкм. Они применяются при определении наименьших отверстий.

Стоит также отметить выбор изделий по фирме-производителю. Наиболее известными считаются Mitutoyo и MaraMeter, но есть хорошие надежные русские аналоги.

Подробно расскажем про две основные категории устройств.

Из чего состоит нутромер микрометрический (НМ)

Предназначен для измерения поперечного сечения отверстия, имеются в виду абсолютные размеры. Для достижения нужного результата следует придерживаться правил:

• полная исправность механизма и его предварительная калибровка;
• верно проведенная процедура действий – алгоритм мы приведем ниже;
• использование удлинителей необходимого размера.

Комплектация аппарата состоит из отсчетного устройства, то есть микрометрической головки, и из измерительной части (в основном это шкала).

Что обычно входит в комплект (части прибора):

• два винта – один статичный, другой находится в динамике;
• барабан, передающий движение на винтовую пару;
• стопорное устройство;
• точная измерительная шкала кругового типа с различной ценой деления (в среднем – 0,01 мм);
• стебель с дополнительными креплениями.

В связи с тем, что аппарат обычно имеет небольшой диапазон расстояний, которые он может измерить, часто мастера сами покупают удлинители – они позволяют делать замеры более крупных пазов.

Дополнительно в комплектацию обычно входит установочная мера – с ее помощью проводится предварительная калибровка, то есть установка на нуль. Она имеет скобообразную форму, главная «рабочая» часть – внутреннее расстояние.

Последняя особенность – наличие дополнительной, уже не круговой, а продольной шкалы, которая позволяет измерить доли деления, например, еще 0,5 от одной минимальной единицы.

Сложностью обращения с инструментов является отсутствие автоцентрирования, то есть нужно самостоятельно искать две точки, между которыми будет взят диаметр. Но и это затруднение можно решить, если воспользоваться трехточечным штихмасом – он имеет три выдвижных стержня, поэтому головка центрируется практически самостоятельно, для этого нужно лишь вращать барабан-трещотку.

Нормативный документ, который регламентирует производство и использование измерительных приборов – ГОСТ 10-88. В нем прописаны:

• допустимые погрешности;
• правильная комплектация;
• маркировка;
• диапазон измерений;
• номинальный размер установочной меры;
• срок эксплуатации для винтовой пары (она изнашивается за 8 лет активного использования) и пр.

Посмотрим на фотографию одной из моделей:

Строение нутромера индикаторного (ИН), фото

Изделие предназначено для того, чтобы относительным методом определять размеры, то есть, сравнивая их с образцом. Самая распространенная вариация исполнения – это механический вариант. Здесь основными частями измерительной головки является стержень и наконечник (и, соответственно, важно расстояние между ними). Показания снимаются просто – по движению стрелки на круговой шкале.

Как устроен аппарат. В нем есть:

• отсчетное устройство;
• ручка, изготовленная из материала с невысокой теплопроводностью, чтобы тепло от тела не повлияло на погрешность;
• корпус, выполненный как трубка со штоком внутри, с помощью которого передаются механическим способом данные о любых изменениях;
• стержень (может выниматься и меняться);
• наконечник – изготавливается, как и стержневая часть, из закаленной или очень твердой стали, чтобы предотвратить малейшие деформации.

Шкалы также две – одна показывает деления 0,001 мм, а вторая указывает – сколько полных оборотов (по 1 мм) было выполнено.

Посмотрим на то, как выглядит прибор:

Описание и применение нутромера

Впервые аппараты с подобным назначением были созданы более 3 веков назад, но тогда они больше походили на циркуль. Теперь привычные иглы заменены на сферическую головку со стержнями, что существенно облегчает проникновение устройства в самые мельчайшие отверстия. Внешне прибор похож на трубку:

Основной принцип использования заключается в том, что внутренний стержень является подвижным. И его передвижения механическим способом передаются на отсчетный прибор. И несмотря на то что передаточная система может быть разной в зависимости от разновидности, основа одна.

Основное преимущество нутромера в том, что это прибор для измерения очень маленьких диаметров внутренних отверстий. Другими средствами такую задачу с высокой точностью практически невозможно выполнить. Минусы тоже имеются, но незначительные:

• необходимость менять насадки в зависимости от величины исследуемого паза;
• потребность в нежном обращении и тщательном обслуживании – никакой неряшливости не допускается;
• нужно каждый раз проводить калибровку, то есть восстанавливать систему на нуль.

Технология измерения

Теперь более подробно поговорим про то, как пользоваться этим инструментом. От верности выполнения напрямую зависит точность вычислений.

Проверка нутромера типа МН

Подтверждение технических характеристик должно проводиться:

• при вводе в эксплуатацию;
• регулярно при использовании;
• после длительного хранения.

Нормативный документ, отвечающий за данную процедуру – ГОСТ 17215-71. Согласно ему, действовать нужно поэтапно:

• Оценить внешний вид, маркировку и полноту комплектации.
• Опробовать детали на их совместимость.
• Используя инструментальный микроскоп, оценить цену деления на шкале.
• Проверить радиус кривизны наконечника и головки.
• Воспользовавшись горизонтальным оптиметром, измерить погрешность.

Посмотрим на нутромер на картинке:

Как настроить микрометрический аппарат и пользоваться им

Необходимо взять установочную меру. Используя ее, поставьте параметры на нуль. Для этого нужно поместить головку в отверстие и поворачивать барабан до нулевой отметки.

Теперь можно дополнительно установить удлинители и приступить к замеру. Введите наконечник в измеряемое пространство (одна часть уже касается стенки) и вращайте ручку до упора. Найти максимально удаленные точки можно, покачивая устройство. Зафиксируйте результаты.

Проверка индикаторных нутромеров

Этапы внешнего осмотра и опробования НИ и ИМ не отличаются. Однако за более точной инструкцией следует обращаться к нормативному документу МИ 2194-92. Это методические указания, которые различаются для устройств с разной ценой деления.

Как настроить и использовать прибор

Алгоритм прежний:

• калибровка;
• помещение головки внутрь отверстия;
• выдвижение стержней до упора.

Меняется только то, как интерпретировать результат. Если стрелка пошла влево, то размер меньше, чем эталонный на указанное количество делений. Вправо – значит, больше.

Обслуживание

Мастер должен заботиться о своем приборе, а именно:

• оставлять его в полной чистоте;
• не допускать коррозии или иных химических процессов;
• регулярно проверять его на соответствие техническим характеристикам.

Поверка

Она должна проходить по описанному выше алгоритму. Если у вас нет в наличии специальных аппаратов, которые измеряют точность (инструментальный микроскоп, горизонтальный оптиметр), то можно сдать единожды их на профессиональную экспертизу, а затем только проводить калибровку.

В статье мы рассказали, какие бывают нутромеры, и про части, из которых они состоят.