Материал калибров. Калибры - помощь рабочему-инструментальщику
Калибры - средства измерительного контроля, предназначенные для проверки соответствия действительных размеров, формы и расположения поверхностей деталей заданным требованиям.
Калибры применяют для контроля деталей в массовом и серийном производствах. Калибры бывают нормальные и предельные.
Нормальный калибр - однозначная мера, которая воспроизводит среднее значение (значение середины поля допуска) контролируемого размера. При использовании нормального калибра о годности детали судят, например, по зазорам между поверхностями детали и калибра, либо по «плотности» возникающего сопряжения между контролируемой деталью и нормальным калибром. Оценка зазора, следовательно, результаты контроля в значительной мере зависят от квалификации контролера и имеют субъективный характер.
Предельные калибры - мера или комплект мер обеспечивающие контроль геометрических параметров деталей по наибольшему и наименьшему предельным значениям. Изготавливают предельные калибры для проверки размеров гладких цилиндрических и конических поверхностей, глубины и высоты уступов, параметров резьбовых и шлицевых поверхностей деталей. Изготавливают также калибры для контроля расположения поверхностей деталей, нормированных позиционными допусками, допусками соосности и др.
При контроле предельными калибрами деталь считается годной, если проходной калибр под действием силы тяжести проходит, а непроходной калибр не проходит через контролируемый элемент детали. Результаты контроля практически не зависят от квалификации оператора.
По конструкции калибры делятся на пробки и скобы. Для контроля отверстий используют калибры-пробки, для контроля валов - калибры-скобы.
По назначению калибры делятся на рабочие и контрольные.
Рабочие калибры предназначены для контроля деталей в процессе их изготовления и приёмки. Такими калибрами на предприятиях пользуются рабочие и контролеры отделов технического контроля (ОТК). Контрольные калибры используют для контроля жестких рабочих предельных калибров-скоб или для настройки регулируемых рабочих калибров.
Комплект рабочих предельных калибров для контроля гладких цилиндрических поверхностей деталей включает:
Проходной калибр (ПР), номинальный размер которого равен наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия;
Непроходной калибр (НЕ), номинальный размер которого равен наименьшему предельному размеру вала или наибольшему предельному размеру отверстия.
В основу конструирования гладких калибров положен принцип Тейлора или принцип подобия, согласно которому проходные калибры должны являться прототипом сопрягаемой детали и контролировать в комплексе все виды погрешностей данной поверхности (проверка диаметра и погрешности формы, включая отклонения от прямолинейности оси отверстий). Это обеспечивает собираемость соединения. Непроходные калибры должны обеспечивать поэлементный контроль (контроль собственно размеров), следовательно, контакт между рабочими поверхностями калибров и контролируемой поверхностью должен быть точечным.
Полностью отвечающий принципу Тейлора рабочий калибр для контроля отверстия должен иметь проходную сторону в виде цилиндра с длиной, равной длине сопряжения или контролируемой поверхности (полная пробка), и непроходную сторону в виде неполной пробки в виде стержня со сферическими наконечниками. Рабочий калибр для контроля вала должен иметь проходную сторону в виде кольца с длиной, равной длине сопряжения или контролируемой поверхности, и непроходную сторону в виде скобы с ножевыми поверхностями. На практике из-за особенностей технологии изготовления и контроля часто наблюдается нарушение принципа Тейлора, например, калибры для контроля отверстий небольших диаметров изготавливают в виде полных пробок, а для контроля валов - в виде скоб.
Контроль размеров отверстий обычно производится проходными и непроходными калибрами-пробками, вставленными в общую рукоятку (рис. 3.77 а ).
Калибры для валов обычно де лают в виде скоб с плоскопараллельными рабочими поверхностями (рис. 3.77 б ).
б | в |
Рис. 3.77. Эскизы калибров
Если проходной и непроходной калибры для контроля отверстий изготавливают в виде полных пробок, то непроходная пробка имеет меньшую длину, чем проходная. Для отверстий больших диаметров чаще используют калибры с рабочими поверхностями в виде неполной пробки, например листовая пробка с цилиндрическими рабочими поверхностями, причем длина рабочих поверхностей непроходной пробки существенно меньше, чем у проходной. Контроль каждой пробкой осуществляется в нескольких поперечных сечениях отверстия (контролируется как минимум два взаимно перпендикулярных сечения).
При контроле валов калибром-скобой и поверхность проверяют в нескольких сечениях по длине и не менее чем в двух взаимоперпендикулярных направлениях каждого сечения.
Если детали годные, то в соответствии с названием проходные калибры (ПР) должны проходить через контролируемые поверхности под действием собственного веса, а непроходные (НЕ) проходить не должны.
При контроле гладкими калибрами следует соблюдать ряд правил, в частности пользоваться только калибрами, предназначенными для данного случая (рабочие, как правило, используют новые проходные калибры, работники ОТК могут использовать частично изношенные калибры). Необходимо следить за чистотой измерительных поверхностей, не пытаться силой проталкивать проходные и непроходные калибры, во избежание нагрева не следует держать калибры в руках дольше, чем это необходимо.
Виды гладких нерегулируемых калибров для контроля цилиндрических отверстий и валов устанавливает ГОСТ 24851-81, в котором их различным конструктивным видам присвоены номера (1...12) и соответствующие наименования.
Существуют три варианта исполнения гладких калибров:
1. Однопредельные пробки или скобы (проходные, маркируемые ПР, и непроходные - НЕ), применяемые преимущественно при контроле относительно больших размеров.
2. Двухпредельные двусторонние калибры, которые несколько ускоряют контроль. Они предусмотрены для сравнительно небольших размеров: калибры-скобы до 10 мм и калибры пробки до 50 мм.
3. Односторонние двухпредельные калибры, которые компактнее и практически вдвое ускоряют контроль. Такие калибры предусмотрены для широкого диапазона размеров.
Односторонние скобы , начиная с размеров свыше 200 мм для контроля валов до 8-го квалитета включительно, обязательно должны снабжаться теплоизоляционными ручками-накладками.
Конструктивно гладкие калибры могут выполняться регулируемыми и нерегулируемыми .
Калибры для размеров свыше 500 мм, согласно ГОСТ 24852-81 применяют только для контроля деталей 9...17-го квалитетов. Эти калибры имеют единую схему расположения полей допусков.
Расчет калибров сводится к определению исполнительных размеров измерительных поверхностей, ограничению отклонений их формы и назначению оптимальной шероховатости. Началом отсчета отклонений для проходных гладких калибров является проходной предел вала или отверстия, для непроходных - их непроходной предел. На проходные калибры кроме допуска на изготовление отдельно предусматривают еще допустимую границу износа.
Для производительного и точного контроля внутренних размеров контроля калибров-скоб в процессе их доводки при изготовлении и для быстрого определения момента полного изнашивания используют гладкие контрольные калибры (рис. 3.77 в ).
В комплект контрольных калибров входят три калибра, выполненные в виде шайб:
Контрольный проходной калибр (К-ПР);
Контрольный непроходной калибр (К-НЕ);
Калибр для контроля износа проходного калибра (КИ).
Контрольные калибры К-ПР и К-НЕ из-за малости допусков рабочих калибров, для контроля которых они предназначены, выполнены как нормальные, а не предельные калибры, и годность рабочих калибров определяется с применением субъективной оценки соответствия проверяемых размеров контрольным калибрам.
Калибр КИ предназначен для контроля допустимого износа проходной стороны и может рассматриваться как предельный калибр, контролирующий границу допустимого износа.
Контрольные калибры (при размерах до 180 мм можно использовать также блоки концевых мер) предназначены для ускорения проверки окончательных размеров проходной и непроходной сторон при изготовлении нерегулируемых или установке регулируемых скоб (К-ПР и К-НЕ), а также для контроля момента полного износа проходных калибров-скоб в процессе их эксплуатации (КИ).
Калибры для контроля калибров-пробок не изготавливают. Размеры калибров-пробок проверяют универсальными измерительными средствами, что для наружных поверхностей не представляет сложности.
Для всех калибров устанавливают допуски на изготовление, а для проходного калибра, который при контроле детали изнашивается более интенсивно, дополнительно устанавливают границу износа.
Допуски на измерительные поверхности гладких калибров установлены стандартами ГОСТ 24853-81 (для размеров до 500 мм) и ГОСТ 24852-81 (для размеров от 500 мм до 3150 мм). Допуски рабочих поверхностей калибров значительно меньше допусков тех деталей, для контроля которых они предназначены, и апробированы многолетней практикой.
Для построения схем расположения полей допусков необходимо определять номинальные размеры калибров, которые соответствуют предельным размерам контролируемой калибром поверхности отверстия или вала (рис. 3.78).
Расположение полей допусков калибров по ГОСТ 24853-81 зависит от номинального размера детали (различаются схемы для размеров до 180 мм и свыше 180 мм и для квалитетов 6, 7, 8 и от 9 до 17).
Рис. 3.78. К определению номинальных размеров калибров
Стандартом установлены следующие нормы для калибров :
- Н - допуск на изготовление калибров для отверстия;
- Н s - допуск на изготовление калибров со сферическими измерительными поверхностями (для отверстия);
- Н 1 - допуск на изготовление калибров для вала;
- Н р - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы.
Износ проходных калибров ограничивают значениями:
- Y - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;
- Y 1 - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Для всех проходных калибров поля допусков смещены внутрь поля допуска детали на величину Z для калибров-пробок и величину Z 1 для калибров-скоб. Такое расположение поля допуска проходного калибра, подверженного износу, позволяет повысить его долговечность, хотя увеличивает риск забракования годных деталей новым калибром.
Исполнительным называется размер калибра, по которому изготавливается калибр. При определении исполнительного размера калибра осуществляют замену номинального размера: за «новый» номинальный размер принимают предел максимума материала калибра с расположением поля допуска «в тело» детали. На чертежах рабочих калибров-пробок и контрольных калибров обозначают наибольший размер с отрицательным отклонением, равным ширине поля допуска, для калибров-скоб - наименьший размер с положительным отклонением.
Калибры широко применяют для контроля сложных поверхностей деталей, включая шлицевые и резьбовые. При этом для конструирования рабочих поверхностей калибров обязательно используют принцип Тейлора.
Например , для контроля шлицевых втулок рабочий проходной калибр изготавливают в виде шлицевого вала, что позволяет одновременно контролировать размеры по наружному и внутреннему диаметрам шлицевой втулки, а также взаимное расположение наружной и внутренней цилиндрических поверхностей втулки, шаг и направление шлиц, ширину впадин. Для контроля непроходных пределов (пределов минимума материала детали) используют комплект непроходных калибров, обеспечивающих проверку собственно размеров элементов шлицевой втулки. Диаметры контролируют пробками, причем для внутреннего диаметра применяют неполную или полную пробку, а для наружного диаметра шлицевой втулки используют неполную пробку. В комплект входит и рабочий калибр для контроля ширины шлиц.
Для контроля резьбы применяют рабочую проходную резьбовую пробку с резьбой полного профиля и длиной, равной длине резьбового сопряжения. В комплект непроходных калибров входят рабочий непроходной резьбовой калибр с укороченным профилем резьбы и уменьшенной длиной резьбовой части, а также гладкие калибры для контроля диаметра выступов. Непроходной резьбовой калибр должен свинчиваться с ответной деталью не более чем на полтора витка.
К атегория:
Токарное дело
Типы калибров и область их применения
В машиностроении широко используют так называемый альтернативный метод контроля годности изделий. Он позволяет разделить продукцию на годную и дефектную. При этом действительные значения проверяемого параметра не определяются, а устанавливается факт его соответствия нормативу. При альтернативной проверке геометрических параметров изделий наиболее часто применяют калибры.
Калибрами называют бесшкальные измерительные инструменты для проверки линейных размеров, углов, формы и взаимного расположения поверхностей. Различают несколько видов калибров.
Рис. 1. Гладкая калибр-скоба (а) и поле ее допусков (б)
Гладкие калибры-скобы (рис. 1) служат для контроля длин и диаметров наружных поверхностей. Они могут быть односторонними и двусторонними, од-нопредельными и двухпредельными. Од-нопредельные калибры-скобы делают или проходными, или непроходными. Длй контроле размеров 8-го квалитета точности (и менее точных) применяют калибры-скобы со сменными губками. Для контроля более точных изделий (до 6-го квалитета) рабочие поверхности калибров оснащают твердым сплавом. В мелкосерийном и единичном производстве калибры-скобы делают из листа, в крупносерийном и массовом - из поковок и отливок.
Гладкие калибры-пробки (рис. 2) служат для контроля отверстий. Конструктивно они выполнены в виде ручки и рабочей части. Рабочая часть может быть сделана заодно с ручкой или в виде вставок и насадок. У калибров-пробок, предназначенных для контроля точных отверстий (6-12-й квалитеты), вставки делают из твердого сплава. Калибры-пробки бывают односторонними и двусторонними. Односторонние делают проходными или непроходными.
Гладкие калибры позволяют контролировать линейные размеры от 0,1 до 3150 мм. С увеличением размеров погрешность контроля возрастает в связи с ростом упругих деформаций калибров.
У гладких калибров-пробок проходная сторона (ПР) имеет наименьший предельный размер (т. е. должна проходить в отверстие), а непроходная (НЕ) - имеет наибольший предельный размер (т. е. не должна проходить в отверстие). У гладких калибров-скоб проходная сторона (ПР) имеет наибольший предельный размер, а непроходная (НЕ) - наименьший. По назначению калибры делятся на рабочие (Р), предназначенные для проверки деталей рабочими и контролерами ОТК , приемные (П) -для контроля деталей представителями заказчика, контрольные (К) - для проверки рабочих и приемных калибров в процессе их изготовления и эксплуатации и контркалибры (К-И) -для контроля износа рабочих калибров.
Рис. 2. Гладкая калибр-пробка (а) и поле ее допусков (б)
Рис. 3. Виды калибров: 1 - измерительная плоскость, 2 - направляющая плоскость, 3 - изделие, 4 - риски
На калибрах маркируют их вид, проходную и непроходную стороны, контролируемый номинальный размер, обозначение проверяемого поля допуска, товарный знак завода-изготовителя.
Калибры для контроля размеров по высоте и глубине разнообразны как по конструкции, так и по принципу действия. Наиболее часто применяют калибры, работающие по методу «световой щели». Предельные стороны этих калибров обозначают буквами Б (большая) и М (меньшая).
Конусные калибры предназначены для контроля гладких конических поверхностей. Наиболее часто ими контролируют конические хвостовики инструментов (калибры-втулки) и конические отверстия для их крепления (калибры-пробки). Предельные положения калибров относительно контролируемой поверхности определяют по двум рискам, нанесенным на калибре. Обычно такие калибры применяют в комплекте, состоящем из калибра-пробки, калибра-втулки и контркалибра-пробки. Последний предназначен для того, чтобы можно было припасовать калибр-втулку к калибру-пробке по краске.
Калибры для проверки формы и взаимного расположения поверхностей отличаются большим разнообразием конструкций. Ими можно контролировать параллельность плоскостей, соосность отверстий, симметричность пазов, параллельность плоскости и оси отверстия, шлицевые валы и втулки и т. д.
Резьбовые калибры служат для комплексного контроля резьбы. Наружную резьбу контролируют калибром-кольцом, а внутреннюю - калибром-пробкой. Резьбовые калибры изготовляют и применяют комплектами, в состав которых кроме резьбового калибра входят контрольные проходные и непроходные калибры. Наряду с нерегулируемыми калибрами применяют и регулируемые. Последние настраивают по установочным резьбовым калибрам, которые в этом случае также входят в комплект.
Профильными шаблонами называют плоские калибры для контроля профиля фасонных поверхностей изделия. Контроль таким шаблоном производят методом «световой щели». Точность изготовления самого профильного шаблона и его износ проверяют контршаблонами. Калибры изготовляют из конструкционных, инструментальных и инструментальных легированных сталей. Оснащение рабочей части калибра твердым сплавом ВК8 в несколько десятков раз повышает его стойкость по сравнению с калибром из углеродистой инструментальной стали.
При массовом и крупносерийном производствах годность деталей с допусками от IT6 до IT17 проверяют калибрами. Этими калибрами проверяют размеры гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей, глубин и высот уступов длин, а также расположения поверхностей и другие параметры.
Калибры- это бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для контроля размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей. Калибры бывают предельные и нормальные. Предельные калибры ограничивают наибольший и наименьший предельные размеры деталей и позволяют установить находится ли проверяемый размер в пределах допуска. Предельные калибры имеют две стороны: проходную и непроходную. Принцип контроля следующий:
а) калибр - кольцо и калибр- скоба проходной ПР должен проходить по валу под действием собственного веса или усилия не менее 1Н.
б)калибр - кольцо и калибр- скоба непроходной НЕ не должен проходить.
в)калибр - пробка проходной должен свободно проходить через отверстие под действием собственного веса ил усилием не менее 1Н.
г) калибр - пробка непроходной НЕ не должен входить в отверстие.
д)изделие считается годным, если проходной калибр ПР проходит, а непроходной НЕ непроходит через изделия.
Проходным калибром ПР называют калибр, контролирующий предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого изделия.
Непроходным калибром НЕ называют калибр, контролирующий предельный размер, соответствующий минимуму материала
Контрольный калибр - это калибр, применяемый для контроля рабочих
калибр - скоб.
1.2 Нормальные калибры .
Нормальными калибрами называют точные шаблоны, которые служат для контроля сложных профилей и изготавливаются по номинальному размеру детали.
К шаблонам относятся угловые, радиусные, галтельные и другие калибры.
Для контроля радиусов вогнутых и выпуклых поверхностей применяют наборы радиусных шаблонов; для определения номинального шага резьбы и ее профиля применяют наборы резьбовых калибров; для определения величины зазора между плоскостями применяют набор щупов.
1.3 Предельные калибры для глубин высот и уступов .
Глубины и высоты уступов с размерами 1 - 500 мм и допусками 11-17 квалитетов контролируют предельными калибрами, предельные отклонения которых предусмотрены по ГОСТ 25344 - 77.
Калибры предельные для глубин и высот уступов конструктивно представляют собой ступенчатые пластины различной формой.
Сторону рабочего калибра для наибольшего предельного размера обозначают буквой Б, сторону наименьшего предельного размера - буквой М.
1.4 Калибр - скобы для контроля длин .
Длины изделий от 10 до 50 мкм с 6 и более грубых квалитетов контролируют предельными калибр - скобами.
Для контроля длин от 10 до 360 мм изготавливают односторонние двупредельные калибр - скобы.
Для контроля длин свыше 300 и до 500 мм: калибр - скобы двусторонние.
1.5 Конструкция гладких калибров .
Конструктивно гладкие калибры выполняются регулируемыми и нерегулируемыми: калибр - пробки и калибр - скобы.
1.6. Технические требования на изготовление гладких калибров . Измерительные детали калибр - пробок изготавливают из стали марки X ГОСТ 5950 - 73 или из стали ШХ 15 ГОСТ 801 78, допускается изготовление из стали марки У10А или У12А по ГОСТ 1435-75.
Шероховатость измерительных поверхностей калибров:
6 квалитета R a =0,04 до 0,08 мкм.
7-9 квалитетов R а =0,08 - 0,16 мкм.
10-12 квалитетК.,=0,16 мкм.
13 и грубее квалитетов R a =0,32 мкм.
Твердость рабочих поверхностей гладких калибров находится в пределах 56 - 64 HRC.
1.7 Маркировка калибров.
На каждом калибре наносится на ручке:
Контролируемый номинальный размер отверстия (вала);
Обозначения поля допуска отверстия (вала);
Числовые величины предельных отклонений отверстия (вала) в мм;
Обозначение калибра;
Товарный знак завода - изготовителя;
1.8 Допуски калибров .
По ГОСТ 24853 - 81 на гладкие калибры установлены следующие допуски на изготовление:
Н - рабочих калибр - пробок, HI - рабочих калибр -скоб, Hs - калибров со сферическими измерительными поверхностями; Нр -контрольных калибров для скоб.
Проходные рабочие калибры ПР изнашивается, вследствие этого введен допуск на износ, по достижению которого калибр изымается из применения. Граница износа располагается от проходного предела на расстоянии Y или Y1.
Для всех проходных калибров ПР поля допусков Н и HI сдвинуты внутрь поля допуска изделия на величину z - для калибр - пробок и zl - для калибр - скоб.
Порядок выполнения работы :
1 .Изучение различных конструкций гладких калибров.
1.1. Ознакомьтесь последовательно со всеми видами предложенных калибров; пробками различных типов и конструкций, скобами жесткими и регулируемыми, для контроля глубин и высот уступов, расположения поверхностей.
1.2. Дайте краткое описание конструкции калибров, его наименование и назначение, сделать эскиз.
1.3. Расшифруйте маркировку и установите, для контроля каких размеров предназначены калибры, определите номинальный размер, поле допуска и предельные отклонения размеров детали.
2. Контроль изделия гладкими калибрами.
2.1. Изучите чертеж контролируемого изделия, сделать его эскиз, укажите контролируемый размер и поле допуска.
2.2. По ГОСТ 25347 - 82 определите предельные отклонения контролируемого размера, проставьте их на эскизе изделия.
2.3. Постройте схему контроля изделия калибрами ПР и НЕ.
2.4. Выберите калибры для контроля указанных размеров изделия, запишите их наименование и маркировку.
2.5. Калибры и приборы протрите чистой тканью.
2.6. Тщательно осмотрите калибры.
2.7. Произведите контроль изделия калибрами. Контроль каждого размера следует производить последовательно у всех изделий.
2.8. Результаты контроля калибрами запишите в таблицу отчета. Для каждого контролируемого элемента изделия укажите его годность.
2.9. После контроля всех размеров дайте общее заключение о годности изделия. Годным считается то изделие, все размеры которого выполнены правильно.
При контроле гладкими калибрами размер изделия считается годным, если калибр ПР проходит, а калибр НЕ не проходит в изделие.
Брак окончателен, если калибр ПР проходит и калибр НЕ проходит.
2.10. После окончания работы смажьте антикоррозионной смазкой измерительные поверхности калибров и изделий, приведите в порядок рабочее место.
Контрольные вопросы :
1. Что называют калибрами?
2. Какие калибры называют предельными и нормальными?
3. Для чего служат контрольные калибры?
4. Перечислите виды гладких калибров для контроля отверстия и вала?
5. Как определяется годность изделия при контроле гладкими калибрами?
6. Можно ли определить размер изделия с помощью гадкого калибра?
7. Маркировка гладких калибров?
8. Какие требования предъявляются к конструкции и материалам калибров?
9. Меры повышения долговечности калибров?
10.Как следует проверять отверстие и вал калибрами?
11.Как следует проверять изделие нормальными калибрами?
12.Как производится контроль глубин и высот уступов изделия?
13.Какие допуски установлены на изготовление гладких калибров?
14.Какие отклонения установлены на износ гладких калибров?
15.Какие предельные размеры контролируют калибр - пробки ПР и НЕ?
16.Какие предельные размеры контролируют калибр - скобы ПР и НЕ.
Рисунок 1.5- Основные конструкции калибров – пробок для контроля отверстий и контрольные калибры к скобам:
а) пробка двухсторонняя со вставками (1 – 6 мм); б) пробка двухсторонняя со вставками (3 – 50 мм); в) пробка односторонняя проходная (52 – 75 мм); г) пробка штампованная проходная (непроходная) с насадками (52 – 100 мм); д) пробка проходная (непроходная) неполная штампованная (102 – 160 мм); е) пробка проходная (непроходная) неполная (102/75 – 300 мм); ж) пробка проходная (непроходная) неполная с накладками (160 – 360 мм); з) пробка односторонняя листовая (52 – 360 мм); и) шайба полная (18 – 100 мм).
Калибрами называются бесшкальные меры, которые предназначены для контроля размеров, формы и расположения поверхностей деталей. По методу контроля калибры делят на нормальные и предельные. Нормальные калибры копируют размеры и форму изделий.
Предельные калибры воспроизводят размеры, соответствующие верхней и нижней границам допуска на изделие. При контроле используют проходной и непроходной предельные калибры. По конструкции предельные калибры делят на нерегулируемые и регулируемые. Регулируемые калибры позволяют компенсировать их износ или устанавливать калибр на другой размер; предельные калибры могут быть однопредельными и двухпредельными, объединяющими проходной и непроходной калибры. Оба предельных калибра могут быть расположены с одной стороны. В этом случае предельные калибры называют односторонними.
Комплексные калибры (рис. 1.26) предназначены для контроля нескольких размеров изделия (например, деталей шлицевого соединения).
Дифференциальные калибры (рис. 1.27) позволяют контролировать только один размер (например, калибр для контроля ширины шпоночного паза).
По назначению различают рабочие калибры для контроля изделий при изготовлении; калибры контролера (для проверки изделий работниками службы технического контроля); приемные калибры для контроля изделий заказчиком; контрольные калибры для проверки размеров рабочих и приемных калибров. В качестве калибра контролера используют частично изношенные проходные и неизношенные непроходные калибры.
На калибры наносят маркировку, в которой указывают параметры контролируемых деталей: номинальный размер, обозначение поля допуска и предельные отклонения.
Нормальные калибр-шаблоны (рис. 1.28) применяют для контроля размеров и формы изделий сложного профиля. Шаблоны 1 могут прикладываться к проверяемому профилю изделия 2 (рис. 1.28, а) или накладываться на изделие 2 с совмещением профилей (рис. 1.28, б). В первом случае отклонение профиля изделия от профиля шаблона определяют на «краску», если отклонение менее 3 мкм, или на просвет, если отклонение больше 3 мкм. При проверке на «краску» поверхность шаблона покрывают тонким слоем краски и прикладывают его к изделию. По отпечатку краски на поверхности проверяемого изделия судят о плотности прилегания шаблона.
При контроле изделия путем совмещения профилей отклонение профиля определяют при помощи индикатора (см. рис. 1.28, б). Индикатор применяют в тех случаях, когда величина отклонения составляет не более 5 мкм в большую или меньшую сторону, если эта величина больше, то отклонение оценивают визуально.
Для определения радиусов закруглений от 1 до 25 мм применяют радиусные шаблоны (рис. 1.29), которые представляют собой стальные пластины с профилем дуги окружности соответствующего радиуса. Они комплектуются в наборы, состоящие из пластин с выпуклыми 1 или вогнутыми 3 профилями. Пластины собирают в обойму 2. При контроле радиусные шаблоны, как правило, прикладывают к профилю изделия. Если в сопряжении нет зазора, то радиусы изделия и шаблона равны.
Щупы
Достаточно распространенным инструментом являются щупы, которые представляют собой набор пластин определенной толщины (рис. 1.30). Щупы являются нормальными калибрами при проверке зазоров между поверхностями, они выпускаются с номинальными размерами 0,02… 1,0 мм, с градацией через 0,01 и 0,05 мм. По длине различают щупы двух исполнений: 200 и 100 мм. Щупы длиной 100 мм изготавливают как в виде отдельных пластин, так и в виде наборов, а при длине 200 мм — только в виде отдельных пластин. При измерении зазора в него вводят щуп или набор щупов. При измерении щуп должен перемещаться в зазоре с небольшим усилием, т. е. он не должен проваливаться в зазор и перемещаться свободно.
При измерении зазоров щупом следует выполнять ряд правил:
Перед измерением зазора убедиться в плавности перемещения пластин щупа;
Если перемещение пластин в зазоре затруднено, то их следует слегка смазать;
Величину зазора определять по суммарной величине набора пластин щупа, полностью вошедших в зазор по всей его длине;
При измерении величины зазора не прикладывать к щупу больших усилий во избежание поломки пластин или их деформирования.
Калибр-скобы
Наиболее распространенными предельными калибрами являются калибр-скобы для контроля гладких валов и калибр-пробки для контроля гладких отверстий.
Калибр-скобы имеют различные конструкции (рис. 1.31). Их изготавливают одно- и двусторонними из листового материала (рис. 1.31, с, б). Такие скобы применяют для валов диаметром от 1 до 500 мм. Для контроля валов диаметром от 3 до 100 мм применяют скобы, изготовленные из штампованных заготовок. Такие скобы обладают повышенной износостойкостью и долговечностью.
Штампованные скобы изготавливают, как правило, односторонними (рис. 1.31, в), а также со сменными измерительными губками (рис. 1.31, г).
Повышенная долговечность этих скоб по сравнению со скобами из листовых заготовок объясняется их повышенной жесткостью и более широкой измерительной рабочей поверхностью.
Калибр-пробки
Калибр-пробки для контроля отверстий небольшого диаметра (1 …3 мм) изготавливают двусторонними со вставками из калиброванной проволоки (рис. 1.32, а).
Двусторонние калибр-пробки , имеющие вставки с коническими хвостовиками (рис. 1.32, б), применяют для контроля отверстий диаметром от 3 до 50 мм. Длина проходного калибра у этих пробок больше, чем длина непроходного. Для этих же размеров иногда применяют односторонние пробки, у которых проходной и непроходной калибр расположены по одну сторону рукоятки, однако такие пробки сложны в изготовлении и не позволяют контролировать неглубокие глухие и длинные отверстия, поэтому они используются редко.
Для контроля отверстий диаметром от 50 до 100 мм применяют двусторонние пробки с насадками (рис. 1.32, в), имеющие полный профиль. Пользование такими калибрами затруднительно из-за их большой массы, поэтому при контроле отверстий большого диаметра чаще используют пробки с неполными профилями. Калибр-пробки с неполным профилем изготавливают двусторонними из листовых заготовок, их применяют для контроля отверстий с размерами от 50 до 250 мм. Калибр-пробки с неполным профилем могут изготавливаться и односторонними.
Контроль отверстий диаметром от 250 до 1000 мм производят предельными нутромерами или штихмассами. У нутромеров измерительные поверхности выполняют цилиндрическими, а у штихмассов — сферическими. Штихмассы и нутромеры применяют в виде комплектов, состоящих из двух калибров — проходного и непроходного.
Предельные гладкие нерегулируемые калибры для контроля отверстий диаметром от 0,1 до 360 мм и валов от 1 до 360 мм изготавливаются (ГОСТ 2015-84 Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования.) для контроля изделий 6 и более грубых квалитетов. По ГОСТ 24853-81 «Гладкие калибры для цилиндрических отверстий и валов. Виды» предусмотрено для вала изготовление четырех видов калибров и шести видов контркалибров, а для отверстия - двух видов калибров.
По рабочим поверхностям калибры классифицируются (ГОСТ27284-87 «Калибры. Термины и определения»:
Гладкие; конусные; резьбовые; цилиндрические резьбовые; конусные резьбовые; шпоночные; шлицевые; профильные.
По назначению:
Проходные; непроходные; поэлементные; комплексные; рабочие; приемные; контрольные; установочные; сортировочные; глубины (высоты); расположения.
По конструктивным признакам:
Калибр-пробка; калибр-скоба; калибр-кольцо; калибр-втулка; нерегулируемый калибр; регулируемый калибр; полный; неполный; однопредельный; двупредельный; односторонний двупредельный; двусторонний двупредельный.
Кроме стандарта в зависимости от потребностей и условий работы каждый вводит какую вздумает классификацию. Например, по числу одновременно контролируемых элементов:
Элементные;
Комплексные. Элементные калибры предназначаются для контроля отдельных линейных размеров или угловых величин деталей. Комплексные калибры для одновременного контроля нескольких элементов.
По условиям оценки годности детали:
Нормальные;
Предельные.
По технологическому назначению в соответствии с местом и характером использования калибры подразделяются на следующие основные группы:
Рабочие калибры - для контроля деталей непосредственно на рабочих местах в процессе их изготовления;
Приемные калибры - для контроля изделий представителем заказчика;
Контрольные калибры - для контроля рабочих или приемных калибров (скоб или колец).
По конструктивным признакам: жесткие, регулируемые, односторонние, двусторонние.
По характеру контакта между проверяемыми изделием и калибром различают калибры с поверхностным, линейным и точечным контактом
5 Нормальные и предельные калибры.
Нормальным калибром называется такой калибр, который воспроизводит заданный линейный или угловой размер и форму сопрягаемой с ним поверхности контролируемого элемента (ГОСТ 27284). Нормальные калибры представляют собой стальные пластины толщиной 1,5...5 мм с точно выполненным фасонным рабочим контуром, например, эвольвентным. О годности деталей судят на основании субъективных ощущений контролирующего (так как нормальный калибр для отверстия должен быть проходящим без усилия, но и без зазора) или по равномерности зазора, который образуется между проверяемым профилем и рабочим профилем нормального калибра. Чем меньше протяженность и величина получающихся между ними зазоров, которые оценивают «на просвет» или «на краску» (по оставляемым следам слегка смазанного шаблона при использовании, например, конических калибров) либо с помощью набора щупов, тем выше точность изготовления. В промышленности шаблоны широко применяют при обработке криволинейных контуров и фасонных поверхностей: полостей ручьев в штампах объемной штамповки, пресс-формах, кокилях, формовочных моделей, направляющих треугольного или трапецеидального сечения, соединений типа «ласточкин хвост», при изготовлении фасонного режущего инструмента (различные фрезы, резцы) и т. п.
К общим шаблонам относят угловые, радиусные, галтельные и др. Контурные шаблоны воспроизводят конфигурацию различных фасонных поверхностей в плане, профильные - в поперечном сечении.
Предельные калибры изготовляют попарно. Один из них называется проходным, а другой непроходным. Для внутренних измерений проходной калибр выполняют по наименьшему, а непроходной - по наибольшему предельным размерам. Для наружных измерений проходной калибр выполняют по наибольшему, а непроходной - по наименьшему предельным размерам. Проверяемое изделие считают годным, если проходной калибр проходит, а непроходной калибр не проходит в проверяемое изделие. Как исключение, в отдельных случаях, например при контроле резьбы, за счет сбега резьбы калибра допускается частичное вхождение непроходного калибра в изделие.
6 Рабочие и контрольные калибры.
Рабочие предельные калибры проходные и непроходные используются рабочими и контролерами для проверки годности деталей. Проходной калибр должен проверять по поверхности, а непроходной – по точкам. С помощью нормальных калибров определяют годность детали по степени контакта калибра с деталью и контроль с их помощью представляет определенные трудности.
В связи со значительной трудоемкостью проверки исполнительных размеров калибров-скоб в процессе их доводки при изготовлении и для быстрого определения момента полного изнашивания проходных калибров-скоб в процессе эксплуатации делаются гладкие контрольные калибры (контркалибры).
К контрольным калибрам относятся:
Контркалибры для контроля новых проходных калибров (К-ПР);
Контрольные калибры для контроля новых непроходных калибров (К-НЕ);
Контркалибры для контроля износа в процессе эксплуатации рабочих проходных калибров (К-И).
Контркалибры имеют форму гладких калибров-шайб или обычных гладких калибров-пробок. Калибры К-ПР и К-НЕ являются проходными по отношению к контролируемым ими калибрам, а калибр К-И непроходной. Допуски контрольных калибров не только должны быть меньше допусков контролируемых ими калибров, но расположение их полей должно быть увязано с расположением полей допусков рабочих и приемных калибров, а также изделий. Взамен контркалибров допускается пользоваться аттестованными образцами изделий.
7 Принцип проектирования рабочих поверхностей калибров.
В основу конструирования гладких калибров положен принцип подобия (принцип Тейлора), по которому проходные калибры должны являться прототипами сопрягаемой детали и контролировать в комплексе все связанные друг с другом размеры проверяемого изделия и погрешности данной простой или сложной (шлицевой) поверхности. Непроходные калибры должны иметь контакт, приближающийся к точечному, чтобы проверять у каждого элемента раздельно, не нарушен ли его непроходной предел.
Такой метод проверки является наиболее надежным с точки зрения требований взаимозаменяемости, особенно при контроле изделий сложной формы, когда необходима уверенность в том, что отклонения всех составляющих размеров ограничиваются полем суммарного допуска, если эти отклонения не оговорены особо, например, отклонения параметров резьбы, а также отклонения от круглости и концентричности гладких изделий. В соответствии с принципом подобия проходные гладкие калибры-пробки имеют полную цилиндрическую форму, а проходные резьбовые - полный профиль резьбы и длину, равную длине свинчивания, что необходимо для обеспечения поверхностного контакта по всей измеряемой поверхности.
Если непроходные калибры изготовляют с полной цилиндрической формой, так же как и проходные, то не будет гарантии в том, что размеры изделий не выйдут за установленные пределы, так как отклонения от правильной геометрической формы в этом случае не ограничиваются полем допуска и могут достигнуть произвольного значения.
Строгое соблюдение принципа Тейлора сопряжено с определенными практическими неудобствами. Например, использование проходного калибра-кольца при обработке вала требует при каждой промежуточной проверке размера вала снятия его с центров. Поэтому на практике часто применяют калибры с одинаковой конструктивной формой проходной и непроходной сторон. При этом проходные пробки всегда имеют увеличенную длину по сравнению с непроходными пробками. Поэтому при применении стандартных калибров будет иметь место некоторое расширение предписанных полей допусков. Но это не должно вызывать особых опасений, так как существующая система допусков и посадок, так же как и контроль деталей калибрами с полной цилиндрической формой, проверена долголетней практикой машиностроения.
Непроходные резьбовые калибры в соответствии с принципом подобия проверяют только собственно средний диаметр, для чего они имеют укороченный профиль резьбы, что способствует уменьшению влияния погрешностей угла профиля, и уменьшенное число витков (до трех), что способствует уменьшению влияния накопленной погрешности шага.