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Strumenti di misura meccanica

calibro - calibro per ingranaggi - micrometro e alesametro - divisore - scarsette - comparatore - raggiere e spessimetri - altimetro - contafiletti

In ogni lavorazione su macchine utensili c'è la necessità di controllare il lavoro in esecuzione e finito con strumenti di misura più o meno precisi. L'uso degli strumenti di misura presuppone che si conosca alcuni dati tecnici: Portata=è la misura massima che lo strumento riesce  a eseguire; Campo di misura=è la differenza tra la massima e la minima misura che lo strumento può misurare; Approssimazione=è la più piccola grandezza misurabile dallo strumento; Precisione=l'indice o grado di precisione di uno strumento è la massima differenza tra valore della misura fornita dallo strumento e il valore reale della grandezza misurata; Sensibilità=è il rapporto tra la variazione dell'indice dello strumento sulla scala graduata e la corrispondente variazione della grandezza da misurare. La scelta dello strumento di misura sarà quella idonea alla misurazione da effettuare, tenendo conto dei fattori che influiscono su tale scelta, la grandezza e la forma del pezzo e il grado di precisione che si vuole ottenere. Per la misurazione di particolari di grandi dimensioni, come blocchi  grezzi è solito usare il metro a nastro, la riga per meccanici. Per un controllo diretto a banco, e con una precisione di lavorazione maggiore, esistono dei calibri da un metro, da mezzo metro ed anche il calibro in dotazione all'operaio.

Calibro

Per un controllo diretto a banco, e con una precisione di lavorazione maggiore, esistono dei calibri da un metro, da mezzo metro ed anche il calibro in dotazione all'operaio, ventesimale o cinquantesimale= Definizione di "calibro": strumento di precisione che si usa per misurare e controllare le dimensioni esterne ed interne di pezzi meccanici relativamente piccoli. Strumento indispensabile ad ogni operatore di macchine utensili o addetti al collaudo, come lo "stetoscopio" lo è per il medico. Il calibro graduato a corsoio e costituito da un'asta fissa graduata e da un corsoio o nonio, becchi per misure esterne e interne, astina per  misure di profondità. Con la pratica diventerà facile utilizzare questo strumento nel modo appropriato. I calibri possono essere da 1/10=decimale, (scala delle misure decimali del decimo di millimetro ad ogni tacca del cursore) 1/20=ventesimale (scala delle misure decimali di 5 centesimi di millimetro ogni tacca del cursore), 1/50=cinquantesimale (scala delle misure decimali di 2 centesimi di millimetro ogni tacca del cursore). Per il funzionamento QUI.

=Altri calibri fissi di uso comune sono i tamponi e anelli filettati per fori e alberi maschiati. Spesso, per la ristrettezza delle tolleranze, vengono utilizzati strumenti più precisi.

=Calibro per ingranaggi = Il calibro per ingranaggi è uno strumento non troppo usato nelle officine, la preferenza ricade su micrometri a piattello, per misurarne il passo.

=controllo dei denti con calibro a doppio nonio si effettua misurando lo spessore del dente sulla circonferenza primitiva. Per portare le punte del calibro in esatta corrispondenza della circonferenza primitiva , il nonio verticale viene regolato secondo il valore del'addendum in modo che la piastrina (A), che esso comanda, appoggi sulla sommità del dente. Il nonio orizzontale è regolato con la misura dello spessore del dente che, sulla circonferenza primitiva, è uguale alla metà del passo, mentre l'altra metà corrisponde al vano dente. Per l'esattezza di questo controllo è necessario che il valore del diametro esterno della ruota da misurare sia esatto. Un eventuale errore del diametro esterno non porterà le punte del calibro a misurare lo spessore del dente in corrispondenza della circonferenza primitiva.

es: mudulo=4 si dovrà disporre il corsoio verticale sul 4 che è il valore dell'addendum. Il corsoio orizzontale dovrà essere disposto sul valore 6,28 che è il valore di metà passo (ruota con 60 denti).

calcolo dell'addendum QUI.

Per eseguire misure su pezzi di forma particolare o per eseguire misure in posizioni difficilmente accessibili con calibri normali esistono in commercio dei calibri speciali: Calibro di profondità, senza becchi ma con una superficie ampia per poter appoggiare meglio lo strumento. Calibro per canalini o gole sia per interni che per esterni= strumento per misurare i diametri non troppo grandi e profondi di gole o canalini in alberi o fori;   Calibro per altezze=comunemente chiamato "truschino" o calibro verticale, utilizzato più come strumento a tracciare. Tutti strumenti di misura disponibili anche con lettore digitale. Periodicamente vanno fatti controllare (tutti gli strumenti di misura) da un centro SIT o sala metrologica per validarne l'utilizzo, a risultato favorevole incolleranno un bollino (sullo strumento di misura o sulla scatola in caso di più pezzi o particolari, es. blocchetti Johansson) con la data di scadenza per il prossimo controllo di validazione. Altri strumenti di misura chiamati "calibri fissi" sono largamente usati per controlli di particolari finiti, chiamati comunemente calibri a "tampone"=per fori calibrati e scanalature; o calibri a "forcella" =per spessori o diametri esterni.

Micrometro e alesametro

Micrometri centesimali e millesimali sia per esterni che per interni o di profondità. Micrometri per esterni  arrivano a misurare diametri  sino a 2000 mm, mentre quelli per interni da 2 mm a 300mm; sino a sei mm hanno due punti di contatto, oltre i 6 mm tre punti di contatto (a tre punte). Per necessità di controlli particolari di diametri interni, particolarmente profondi o diametri di canalini o diametri maggiori, si utilizzano micrometri ad asta comunemente detti a "spillo= asta micrometrica a più sezioni per raggiungere diametri maggiori rispetto a quelli a tre punte; o alesametri= strumento dotato di comparatore il quale andrà tarato per la misura indicata, poi verificata sul pezzo ottenendo misure in più o in meno dallo zero del comparatore; adatto a diametri interni profondi.

I tipi di calibri e micrometri sono innumerevoli, adatti a svariate situazioni di controllo, quelli riportati sopra sono i più comuni, per misure particolari vi sono i micrometri a piattello adatti più al controllo di dentature, micrometri a punte piatte, per cave sottili. Micrometri per spallamenti.

Per una visualizzazione dei vari tipi di micrometri disponibili QUI.pdf

La precisione dimensionale è una condizione  essenziale nelle lavorazioni meccaniche pertanto ad ogni ciclo di lavoro vi è un controllo, spesso scrupoloso,  per garantire il prodotto finito. Collaudi intermedi e finali garantiscono la "bontà" dei pezzi lavorati di macchina utilizzando gli strumenti in dotazione, come i calibri, micrometri sopracitati, e divisori.

Divisore

I divisori possono essere impiegati sulle fresatrici universali per eseguire: spianature, intagli, scanalature equidistanti, fresature elicoidali, ma con l'evento del controllo numerico questi strumenti vengono utilizzati quasi esclusivamente dai collaudi meccanici per verificare le concentricità, le posizioni di chiavette o scanalature, calettamenti interni ed esterni. Si hanno apparecchi a divisione diretta=quando lo strumento è costituito essenzialmente da un disco sulla cui periferica sono ricavati una serie di intagli equidistanti. Basta far ruotare il mandrino con il pezzo bloccato, della porzione di giro in base alla suddivisione desiderata e riferito all'intaglio; indiretta= comunemente detto "divisore universale".

(come si usa)Il principio su cui si basa il divisore universale è quello di sfruttare un rapporto di riduzione tra rotazione della manovella e rotazione del pezzo, tale da permettere un numero maggiore  di suddivisioni rispetto a quello a divisione diretta. Ogni apparecchio divisore generalmente ha in dotazione tre dischi divisori. I numeri di fori sulla circonferenza di una serie di tre dischi è ad esempio.

1 disco 15 16 17 18 19 20
2 disco 21 23 27 29 31 33
3 disco 37 39 41 43 47 49

Un esempio di suddivisione=Dovendo controllare 40 denti, quando il numero di suddivisioni da eseguire è un sottomultiplo di 40 il calcolo dei giri della manovella risulta facile perché un giro di manovella completo corrisponde a 1/40 di giro, per ottenere n suddivisioni occorre ruotare la manovella 40/n volte e se n è un sottomultiplo di 40 si ruoterà la manovella  secondo un numero intero di giri. ( 10 divisioni su un pezzo la manovella deve girare 40/n=40/10=4 giri di manovella ad ogni divisione per un totale di 40 giri per un giro completo del pezzo sul mandrino). Nel caso, frequente, in cui n non sia un sottomultiplo di 40 si dovranno compiere, oltre agli eventuali giri completi della manovella, anche frazioni di giro. Precisamente , se la frazione 40/n  è propria, cioè n>40, essa può essere scomposta nella somma di un intero, che indica il numero dei giri completi che deve fare la manovella, più una frazione propria, che indica la frazione di giro da aggiungere ad ogni suddivisione. es: (n>40  si devono eseguire 76 divisioni: 40/n=40/76, poiché non esiste un disco con 76 fori, si riduce la frazione fino ad ottenere un denominatore corrispondente ad uno dei numeri di fori a disposizione: 40/78=10/19 si impiega quindi il 1 disco con 19 fori e si gira la manovella fermando l'otturatore (manico con piolo da inserire nei fori) ad ogni intervallo di 10 fori alla volta).es: (n<40 si devono eseguire 35 divisioni: 40/n=40/35=1+5/35 si dovrà quindi  far compiere alla manovella un giro completo più 5/35 di giro. Poiché non vi è un disco con 35 fori occorre ridurre la frazione ai minimi termini e quindi moltiplicare il  numeratore e denominatore per uno stesso numero in modo che il valore della frazione non cambi e si abbia a denominatore un numero pari a quello dei fori di un disco a disposizione= 5/35=1/7; 1/7x3/3=3/21 per cui si ha: 40/n=1+3/21 che corrisponde ad un  giro completo di manovella più l'intervallo di 3 fori sulla circonferenza di 21 (2 disco). Per risparmiare tempo nella suddivisione e conteggio dei fori sul disco divisore, ci sono due bracci mobili chiamati "alidade". es=( si devono eseguire 32 divisioni: 40/n=40/32=1+8/32=1+4/16. In questo caso si dà ai due bracci un'apertura corrispondente a 4 intervalli sulla circonferenza di 16 fori. Si porta il braccio posteriore a contatto dell'otturatore, poi si ruota la manovella di un giro e di una frazione di giro sino a che l'otturatore  va a contatto con il braccio anteriore. Per un nuovo spostamento angolare  si ripete l'operazione. Vi sono divisori che al posto dei dischi forati hanno una scala graduata, sistema più semplice perché basterà sapere quanti gradi fa ad ogni giro di manovella e seguire le indicazioni della scala graduata  Il divisore differenziale= è sostanzialmente un divisore indiretto al quale viene applicato un gruppo di ingranaggi che assicura un determinato rapporto di trasmissione tra il mandrino del divisore ed il disco divisore che in questo caso è libero di ruotare attorno al proprio asse. Questo tipo di divisore non viene più utilizzato nella fresatura, forse raramente nelle piccole officine meccaniche, sopratutto per scanalature elicoidali. Con l'evento dell'elettronica e informatica i modi di operare sulle macchine utensili sono cambiate. Centri di lavoro che fanno tutto quello che una volta era destinato a più passaggi di mano e di macchina utensile.

Blocchetti Johansson (scarsette)

Detti anche blocchetti Johnson o pianparallelo o comunemente scarsette. Strumento di misura indispensabile in ogni officina o collaudo. Sostanzialmente sono costituiti da una serie di spessori metallici rettificati a vari spessori, magnetizzabili a sfregamento i quali impilati si otterranno misure differenti a passo 0,01 mm, per controllare larghezze tipo passa/non passa, sono utilizzati anche per verificare o tarare strumenti di misura, calibri, micrometri o per farne quote di riferimento con l'uso di comparatori e truschini.

Raggiere e spessimetri

Raggiere=Questi strumenti non vengono tanto presi in considerazione in quanto non rilevano misure ma, sono molto utili nel controllo della forma dei raggi di raccordo, sia concavi che convessi e non dovrebbero mancare in ogni officina di lavorazione meccanica o collaudi. Nella figura una serie da 1 mm a 25 mm. Si usano posizionando la parte raggiata dello strumento con la parte raggiata del pezzo e verificando se c'è luce tra pezzo e raggiera o che le forme combaciano.

 

 

Spessimetri=serve per controllare cave, fessure,  anche sovrapponendo più lamine che lo costituiscono, il suo impiego nelle officine di lavorazione meccaniche spesso si limita nella registrazione di organi meccanici. Gli spessori più utilizzati vanno dallo 0,05 a 1 mm.

 

 

Comparatori

=molto utilizzato sia su macchine utensili che per collaudo ed il suo impiego, spesso, diventa indispensabile. Viene sempre associato a supporti senza il quale non potrebbe essere utilizzato. Supporti a base magnetica, supporti fissi per controlli ripetitivi,  supporti mobili con bracci orientabili, associato ad alesametri, calibri.....Lo strumento andrà sempre precaricato e facendo gli spostamenti dovuti si rileveranno le differenze nelle quote da misurare o gli errori di forma di superfici. Il tastatore dovrà essere sempre posizionato perpendicolare al piano da misurare, mai storto, inclinato in quanto la misura rilevata sarà sempre maggiore di quella reale, l'errore sarà calcolabile dalla formula reperibile QUI

Altimetri

= strumenti adatti alla misurazione delle distanze di piani, diametri, interassi in verticale (nella foto). Spesso lavora in accoppiata con divisori per il controllo delle coassialità o di scanalature. Ottimo strumento manuale per la verifica di posizioni degli interassi quando vi siano più fori in un piano. Possiede numerosi strumenti utilizzabili  per svariate necessità, dai diametri interni ed esterni, ai canalini, per planarità. Generalmente gli altimetri si spostano su cuscinetti d'aria, al premere di un pulsante permette il passaggio d'aria  compressa che attraverso piccoli fori posti alla base sollevano di quel minimo, da un piano di lavoro in granito, per poterlo poi spostare con facilità. Per spostare il tastatore in altezza c'è una manovella e per controllare un diametro esterno basta appoggiare il tastatore ( con sfera) sul pezzo, metterlo in forza con una frizione, fare scorrere tutto lo strumento, sul cuscinetto d'aria, in modo da trovare il punto massimo, ripetere l'operazione dalla parte opposta, premere il tasto diametro e si avrà il diametro misurato visualizzabile nel visore digitale.

Contafiletti o passimetro

=strumento per la determinazione del passo di una filettatura. Ci sono per passi metrici o imperiali, a gas e UNC. Si usa posizionando la lamella interessata sulla vite che si vuole controllare le quali creste devono combaciare con la sagoma del contafiletti. In base alle tabelle, presenti nelle officine di lavorazioni meccaniche, il numero dei filetti, per millimetro o per pollice, della vite sarà uguale al numero dei filetti della lamella interessata del contafiletti.

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