Метрология, стандартизация, сертификация и нормирование точности в машиностроении

Министерство науки и высшего образования 
Российской Федерации

Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

А. С. Смагин
И. В. Коновалова

Метрология, 
стандартизация, сертификация 
и нормирование точности 
в машиностроении

Практикум

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся по направлениям подготовки:
15.03.01 — Машиностроение; 15.03.05 — КТОМП; 15.03.02 — ТМиО;
15.03.04 — АТПиП; 15.03.06 — МиР; 23.03.03 — ЭТМиК; 23.05.01 — НТТС;
23.05.02 — Транспортные средства специального назначения;
23.03.02 — Наземные транспортно-технологические комплексы;
09.03.02 — Информационные системы и технологии
в машиностроении

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2021

УДК 621.01(075.8)
ББК 34.4я73
          С50
Рецензенты:
завкафедрой технологии машиностроения Новоуральского технологиче-
ского института Национального исследовательского ядерного универси-
тета — МИФИ канд. техн. наук, доц. В. В. Закураев;
и. о. начальника бюро механообработки в ОГТ ПАО «Машиностроитель-
ный завод им. М. И. Калинина» И. С. Кузнецова

Научный редактор — канд. техн. наук, доц. М. Г. Галкин

 
Смагин, А. С.
С50    Метрология, стандартизация, сертификация и нормирование точности 
в машиностроении : практикум / А. С. Смагин, И. В. Коновалова ; М-во 
науки и высш. обр. РФ. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2021. — 182 с.

ISBN 978-5-7996-3191-8

Практикум включает в себя методические указания и рекомендации по выпол-
нению лабораторных работ. Методические материалы знакомят студентов с при-
борами для измерения линейных размеров, последовательностью их настройки, 
правилами обращения с приборами, отсчетом показаний приборов, обработкой 
результатов измерений. Для выполнения лабораторных работ в пособии приведе-
ны основные теоретические положения и сквозные примеры выполнения.

Библиогр.: 7 назв. Рис. 93. Табл. 15. Прил. 8.

УДК 621.01(075.8)
ББК 34.4я73

ISBN 978-5-7996-3191-8 
© Уральский федеральный

 
     университет, 2021

Оглавление

Введение ................................................................................................ 5

РАЗДЕЛ А. Лабораторный практикум

1. Общие сведения ................................................................................. 6
1.1. Состав ......................................................................................... 6
1.2. Требования к оформлению отчета по лабораторным работам .... 6
1.3. Критерии оценивания лабораторных работ ............................. 7

2. Лабораторная работа № 1 «Измерение линейных размеров 
деталей универсальными измерительными средствами. 
Технические и метрологические измерения» ...................................... 9
2.1. Задачи лабораторной работы ..................................................... 9
2.2. Порядок выполнения лабораторной работы .......................... 10
2.3. Технические измерения ........................................................... 10
2.4. Метрологические измерения ................................................... 13

3. Лабораторная работа № 2 «Контроль деталей гладкими 
предельными калибрами. Контроль регулируемой калибра-скобы 
на измерительном микроскопе MarVision ММ 220» ........................ 21
3.1. Задачи лабораторной работы ................................................... 24
3.2. Порядок выполнения лабораторной работы .......................... 24
3.3. Исходные данные ..................................................................... 25
3.4. Пример выполнения работы ................................................... 25

4. Лабораторная работа № 3 «Обработка результатов 
многократных неравноточных измерений»....................................... 41
4.1. Задачи лабораторной работы ................................................... 42
4.2. Порядок выполнения лабораторной работы .......................... 42
4.3. Исходные данные ..................................................................... 42
4.4. Последовательность обработки результатов 
        многократных неравноточных измерений ............................. 43
4.5. Пример обработки результатов многократных 
        неравноточных измерений ...................................................... 46

5. Лабораторная работа № 4 «Определение приведенного 
среднего диаметра резьбы» .............................................................. 57
5.1. Задачи лабораторной работы ................................................... 59
5.2. Порядок выполнения работы .................................................. 60
5.3. Последовательность определения погрешности шага 
        резьбы ΔPn ................................................................................ 61
5.4. Последовательность определения погрешности 
        половины угла профиля резьбы Δα/2 ..................................... 65
5.5. Последовательность измерения среднего диаметра 
        резьбы d2 методом трех проволочек ........................................ 68
5.6. Определение приведенного среднего диаметра резьбы ......... 71
5.7. Последовательность определения степени точности 
        и основного отклонения резьбового образца ......................... 71

РАЗДЕЛ Б. Измерительные приборы для выполнения 
лабораторных работ

Глубиномер индикаторный ........................................................... 72
Глубиномер микрометрический .................................................... 79
Индикатор на стойке ..................................................................... 85
Микрометр гладкий 0–25 мм ......................................................... 93
Микрометр гладкий 25–50 мм ....................................................... 98
Микрометр рычажный ..................................................................103
Микрометр электронный 0–25 мм ...............................................108
Нутромер индикаторный ..............................................................112
Нутромер микрометрический.......................................................120
Рычажная скоба .............................................................................127
Штангенциркуль электронный ....................................................132
Инструментальный микроскоп ....................................................136

Библиографический список ................................................................144

Приложение 1 ....................................................................................145
Приложение 2 ....................................................................................149
Приложение 3 ....................................................................................150
Приложение 4 ....................................................................................156
Приложение 5 ....................................................................................160
Приложение 6 ....................................................................................168
Приложение 7 ....................................................................................175
Приложение 8 ....................................................................................181

Введение

С

одержание лабораторных работ соответствует рабочей программе 
дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация 
и нормирование точности в машиностроении» для 
студентов всех машиностроительных специальностей всех форм обучения 
в Уральском федеральном университете имени первого Президента 
России Б. Н. Ельцина.
Цели работ:
• научиться применять универсальные средства измерения для 
определения измерения линейных размеров деталей и обрабатывать 
полученные результаты;
• научиться правильно выбирать и настраивать средства измерения;
• 
познакомиться с порядком измерения и определения показаний 
средств измерения.
Ожидаемые результаты выполнения работ:
1. Уметь рационально выбирать и применять средства измерения 
для контроля заданного параметра деталей машиностроения.

2. Владеть порядком измерения, настройки, калибровки (аттестации) 
средств измерения и определять показания измерения.

3. Уметь рассчитывать погрешности (неопределенности) результатов 
измерений.

4. Уметь обрабатывать результаты измерений.
При выполнении лабораторных работ студент должен научиться быстро 
и правильно пользоваться средствами измерения, а также учебной, 
справочной, технической литературой и государственными стандартами [
6, 7].
Для выполнения лабораторных работ используется специализированная 
лаборатория технических и метрологических измерений кафедры «
Технология машиностроения».
Для определения готовности студента к выполнению лабораторных 
работ используются контрольные вопросы, представленные в прил. 1.

1. Общие сведения

1.1. Состав

П

рактикум по дисциплине «Метрология, стандартизация, сертификация 
и нормирование точности в машиностроении» 
включает четыре лабораторные работы:

1. Измерение линейных размеров деталей универсальными измерительными 
средствами. Технические и метрологические измерения.


2. Контроль деталей гладкими предельными калибрами. Контроль 
регулируемой калибра-скобы на измерительном микроскопе 
MarVision ММ 220.
3. Обработка результатов многократных неравноточных измерений 
размеров деталей.

4. Определение приведенного среднего диаметра резьбы.

1.2. Требования к оформлению отчета  
по лабораторным работам

Текстовая часть отчетов по лабораторным работам оформляется 
в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32.

Отчет по лабораторной работе включает:
• титульный лист (прил. 2);
• основную часть, в которой в краткой, но конкретной форме излагаются 
основные этапы лабораторной работы;
• выводы;
• список библиографических ссылок.

РАЗДЕЛ А. Лабораторный практикум

1. Общие сведения

Отчет выполняется на листах формата А4 в компьютерном или рукописном 
варианте.
Все графические материалы выполняются в компьютерном или рукописном 
варианте.
В конце пояснительной записки приводится «Список библиографических 
ссылок», оформленный по ГОСТ 7.0.5. Ссылки на литературу 
в тексте отчета даются в квадратных скобках: указывается номер 
источника и страницы.
Формы отчетов лабораторных работ представлены в приложениях:
• приложение 3 — форма отчета для лабораторной работы № 1;
• приложение 4 — форма отчета для лабораторной работы № 2;
• приложение 5 — форма отчета для лабораторной работы № 3;
• приложение 6 — форма отчета для лабораторной работы № 4.

1.3. Критерии оценивания лабораторных работ

Балл за выполнение лабораторной работы рассчитывается по формуле (
1.1):
 
Вр = 100 · (K11 + K12 + K13 + K14) · K2 · K3 · K4, 
 (1.1)

где Вр — балл за выполнение лабораторной работы;
100 — максимальный балл за выполнение лабораторной работы;
K11, K12, K13, K14 — коэффициенты, учитывающие степень участия 
студента в выполнении лабораторной работы (см. табл. 1.1);
K2 — понижающий коэффициент, учитывающий правильность работы 
с выбранными средствами измерения и расчетов в ходе выполнения 
лабораторной работы (см. табл. 1.2);
K3 — понижающий коэффициент, учитывающий качество оформления 
отчета по лабораторной работе (полнота и логичность изложения, 
наличие ссылок на источники, соответствие оформления 
требованиям ГОСТ 7.32) (см. табл. 1.3);
K3 — понижающий коэффициент, учитывающий своевременность 
выполнения лабораторной работы и сдачи отчета. Даты выполнения 
лабораторных работ и даты сдачи оформленного отчета устанавливает 
преподаватель, ведущий лабораторные работы по дис-
циплине (см. табл. 1.4).

РАЗДЕЛ А. Лабораторный практикум

Таблица 1.1
Оценивание участия студента в выполнении лабораторный работы

№
п/п
Степень участия в выполнении лабораторной работы

Значение понижающего 
коэффициента
1
Изучение методики выполнения работы (K11)
0–0,2

2
Настройка средств измерения в соответствии 
с методикой (K12)
0–0,3

3
Проведение измерений в соответствии с последовательностью 
выполнения (K13)
0–0,3

4
Выполнение расчетов и оформление отчета (K14)
0–0,2

Таблица 1.2
Оценивание правильности выполнения лабораторной работы

№
п/п
Количество ошибок в ходе
выполнения лабораторной работы
Значение понижающего 
коэффициента, K2
1
без ошибок
1
2
от 1 до 2 ошибок
0,9
3
от 3 до 4 ошибок
0,7
3
от 5 до 6 ошибок
0,5
4
от 7 и более ошибок
0,2

Таблица 1.3
Оценивание качества оформления отчета

№
п/п
Количество замечаний в отчете
Значение понижающего 
коэффициента, K3
1
без замечаний
1
2
от 1 до 2 замечаний
0,9
3
от 3 до 4 замечаний
0,7
3
от 5 до 6 замечаний
0,5
4
от 7 и более замечаний
0,2

Таблица 1.4
Оценивание своевременности выполнения лабораторной работы и сдачи отчета

№
п/п
Срок сдачи заданий
Значение понижающего 
коэффициента, K4
1
До рекомендуемой даты сдачи заданий
1
2
После рекомендуемой даты сдачи заданий
0,5
3
Работа не выполнена
0

2. Лабораторная работа № 1 
«Измерение линейных размеров деталей 
универсальными измерительными 
средствами. Технические 
и метрологические измерения»

О

бласть измерений в технике относится к метрологии. Метрология — 
наука об измерениях, методах и средствах обеспечения 
их единства и способах достижения требуемой точности.
Точность обработки деталей оценивается получаемыми в процессе 
обработки погрешностями. По точности оценки погрешностей процедура 
измерения подразделяется на два вида измерений: технические 
и метрологические (исследовательские).
Технические измерения выполняются в условиях производства. 
И здесь экономически целесообразными являются однократные измерения 
заданного размера детали. Но если точность выпускаемой 
продукции требует специальной оценки (например, с целью отладки 
производства деталей с точными размерами), выполняются метрологические 
измерения. Это многократные измерения.

2.1. Задачи лабораторной работы

1. Познакомиться с настройкой универсальных средств измерения 
для контроля заданных деталей.

2. Познакомиться с методикой технических и метрологических измерений.


3. Познакомиться с методикой обработки результатов измерений.

РАЗДЕЛ А. Лабораторный практикум

2.2. Порядок выполнения лабораторной работы

1. Получить исходные данные для технических и метрологических 
измерений.

2. Для заданных параметров технических и метрологических измерений 
выбрать средства измерений.

3. Познакомиться с настройкой выбранных средств измерений.
4. Выполнить технические и метрологические измерения заданных 
параметров.

5. Выполнить обработку полученных результатов измерений.
6. Сделать выводы по результатам измерений.
7. Оформить отчет (прил. 3).

2.3. Технические измерения

2.3.1. Исходные данные

Для проведения технических измерений необходимо получить задание: 
эскиз детали, данные о точности измерения ее параметров.
Порядок измерения детали рассмотрим на примере измерения кольца (
рис. 2.1).

А

Б

В

Рис. 2.1. Эскиз измеряемой детали

Измерение заданных параметров кольца будем производить микрометрическими 
приборами:
• толщину кольца (А) — микрометром;

2. Лабораторная работа № 1 

• внутренний диаметр кольца (Б) — микрометрическим нутромером;
• 
глубину канавки (В) — глубиномером.
Данные технические измерения относятся к однократным измерениям. 
В производственных условиях их точность вполне приемлема, 
а простота и высокая производительность ставят однократные измерения 
вне конкуренции.
Однако во избежание промаха (грубой ошибки при измерении) при 
выполнении однократных измерений рекомендуется повторить измерения 
2–3 раза, приняв за результат среднее арифметическое значение 
полученных величин.

2.3.2. Последовательность выполнения технических 
измерений

Измерение толщины кольца (размер А) микрометром
1. Познакомиться с метрологическими характеристиками гладкого 
микрометра. Убедиться, что они соответствуют заданному для 
измерения размеру детали. Записать метрологические характеристики 
в таблицу формы отчета (см. прил. 3, п. 1.2).

2. Познакомиться с правилами настройки гладкого микрометра 
по прилагаемой инструкции (см. раздел Б).

3. Произвести настройку гладкого микрометра в соответствии с порядком 
его настройки.

4. Познакомиться с правилами отсчета показаний гладкого микрометра 
согласно инструкции.

5. Произвести измерение толщины кольца микрометром. Результат 
измерения занести в таблицу формы отчета по лабораторной 
работе (см. прил. 3, п. 1.1).

6. Повторить измерение толщины кольца 2 раза. Результаты измерений 
занести в таблицу формы отчета (см. прил. 3, п. 1.3).

7. Рассчитать окончательный результат измерения толщины кольца 
как среднее арифметическое трех значений, полученных при 
измерении. Занести полученный результат в табл. П. 3.3 формы 
отчета в строку измеряемый параметр «А» (см. прил. 3, п. 1.4).

РАЗДЕЛ А. Лабораторный практикум

Измерение внутреннего диаметра (размер Б) кольца микрометрическим 
нутромером

1. Познакомиться с метрологическими характеристиками микрометрического 
нутромера. Убедиться, что они соответствуют заданному 
для измерения размеру детали. Записать метрологические 
характеристики в таблицу формы отчета (см. прил. 3, п. 1.2).

2. Познакомиться с правилами настройки микрометрического нутромера 
по прилагаемой инструкции (см. раздел Б).

3. Произвести настройку микрометрического нутромера в соответствии 
с порядком его настройки.

4. Познакомиться с правилами отсчета показаний микрометрического 
нутромера согласно инструкции.

5. Произвести измерение диаметра отверстия кольца микрометрическим 
нутромером. Результат измерения занести в таблицу формы 
отчета по лабораторной работе (см. прил. 3, п. 1.3).

6. Повторить измерение диаметра отверстия кольца 2 раза. Результаты 
измерений занести в таблицу формы отчета (см. прил. 3, п. 1.3).

7. Рассчитать окончательный результат измерения диаметра отверстия 
кольца как среднее арифметическое трех значений, полученных 
при измерении. Занести полученный результат в таблицу формы 
отчета в строку измеряемый параметр «Б» (см. прил. 3, п. 1.4).

Измерение глубины канавки (размер В) кольца глубиномером
1. Познакомиться с метрологическими характеристиками глубиномера. 
Убедиться, что они соответствуют заданному для измерения 
размеру детали. Записать метрологические характеристики 
в таблицу формы отчета (см. прил. 3, п. 1.2).

2. Познакомиться с правилами настройки глубиномера по прилагаемой 
инструкции (см. раздел Б).

3. Произвести настройку глубиномера в соответствии с порядком 
его настройки.

4. Познакомиться с правилами отсчета показаний глубиномера согласно 
инструкции.

5. Произвести измерение глубины канавки кольца. Результат измерения 
занести в таблицу формы отчета по лабораторной работе (
см. прил. 3, п. 1.3).

6. Повторить измерение глубины канавки кольца 2 раза. Результаты 
измерений занести в таблицу формы отчета (см. прил. 3, п. 1.3).