На каком станке делать калибр пробку. Калибры
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).
Данная статья носит справочный харктер. Технологии производства резьбовых калибров , описанные в данной статье, могут отличаться от технологий производства, применяемых на ЮУИЗ "КАЛИБР".
С полным ассортиментом калибров производства ЮУИЗ "КАЛИБР" вы можете ознакомиться в разделе КАЛИБРЫ нашего сайта.
Основные положения
Технология производства резьбовых калибров зависит от назначения, конструкции, их основных параметров и профиля резьбы, а также размера партии. Наиболее важным является детальное рассмотрение технологических процессов изготовления резьбовых пробок и колец, т. е. широко распространенных средств для контроля резьбы в приборостроении и машиностроении.
Весьма существенной частью технологического процесса является обработка резьбы с требуемой чистотой поверхности и точностью элементов резьбового профиля. Чистота рабочих поверхностей резьбы должна быть у рабочих резьбовых калибров не ниже 10-го класса и у контрольных - не ниже 11-го класса по ГОСТ 2789-73 (взамен ГОСТ 2789-59). Нерабочие поверхности, смежные с рабочими, должны иметь следующую чистоту:
- по наружному диаметру (у пробок) - не ниже 9-го класса;
- по внутреннему диаметру (у колец) - не ниже 8-го класса.
Получение точного профиля наружной резьбы калибров основано главным образом на применении прецизионных резьбошлифовальных станков. Некоторые специфические особенности технологии проходных и непроходных резьбовых калибров обусловлены различием их резьбовых профилей.
Материалом для изготовления резьбовых калибров чаще всего служат легированные инструментальные стали марок X и ХГ, мало деформирующиеся при термической обработке. Значительно реже для резьбовых калибров применяют высокоуглеродистые инструментальные стали марок У10А и У12А.
Технологический процесс изготовления резьбовых пробок
В зависимости от величины шага резьбы пробок существуют три основные схемы технологического процесса образования резьбы пробки:
- для шага от 0,2 до 0,4 мм - нарезание и доводка (полировка);
- для шага от 0,45 до 1,75 мм - шлифование и доводка (полировка);
- для шага от 2,00 до 6,00 мм - нарезание, шлифование и доводка.
В первом случае образование резьбы калибра осуществляется путем нарезания на прецизионном токарно-винторезном станке, а после термической обработки производится только доводка резьбы.
Во втором случае после токарной обработки необходимо производить шлифование резьбы, причем более рентабельным является шлифование по целой заготовке без предварительного нарезания резьбы металлорежущим инструментом. Количество металла, которое удаляют, сравнительно небольшое, и его можно сразу снять на резьбошлифовальном станке. Окончательная отделка резьбы производится доводкой.
В третьем случае необходим полный комплекс основных технологических операций образования резьбы, т. е. нарезание, шлифование и доводка. Вместо предварительного нарезания на токарном станке в условиях серийного производства может быть применено фрезерование резьбы.
На ряде предприятий резьба на калибрах с величиной шага в интервале 0,4-6 мм после шлифования не доводится, а подвергается только полированию. Кроме того, расширяется интервал шагов резьб, вышлифованных на целой заготовке калибра, до пределов 0,35-3 мм. Износоустойчивость резьбовых пробок, полученных такими способами, подробно еше не изучена.
Технологический процесс изготовления резьбовых калибров-про-бок для метрических резьб средних размеров (d 0 = 14÷33 мм и шаг S= 2,0÷3,5 мм) является наиболее типовым и состоит из следующих основных операций:
- предварительного обтачивания;
- подрезания второго торца;
- центрования;
- окончательного обтачивания;
- нарезания резцом или фрезерования резьбы;
- прорезания канавки у впадин (по внутреннему диаметру резьбы);
- термической обработки-закалки и отпуска;
- шлифования центровых отверстий;
- шлифования хвостовой части калибра;
- шлифования рабочей части;
- полирования торца;
- гравирования маркировки;
- снятия фасок путем шлифования;
- шлифования резьбы;
- снятия неполных витков;
- старения;
- притупления неполных витков;
- доводки резьбы калибра;
- шлифования по наружному диаметру;
- полировки калибра.
Предварительные операции и нарезание резьбы
Предварительное обтачивание и отрезание заготовок для резьбовых калибров-пробок во многом сходно с предварительной обработкой гладких калибров-пробок.
Окончательное обтачивание калибров-пробок обычно начинается с хвостовой части, причем образуется конус и снимается фаска у торца. Затем калибр поворачивают, переставляя хомутик на хвостовую часть, и производят обточку рабочей части со снятием фаски у торца. В случае токарной обработки непроходной пробки окончательно обтачивается также цилиндрический поясок (цапфа) и протачивается кольцевая канавка (Рис. 1). Непроходные резьбовые вставки и насадки могут изготовляться с цилиндрическими поясками с обеих сторон резьбы. Это позволяет для значительной части резьбовых пробок общую длину заготовок их принимать одинаковой как для проходной, так и для непроходной пробок.
Рисунок 1. Окончательное обтачивание рабочей части непроходной резьбовой пробки
Нарезание прецизионных резьб осуществляется на специальных станках, отличающихся от обычных токарно-винторезных станков тем, что они снабжены коррекционной линейкой. При помощи коррекционной линейки устраняется влияние ошибок ходового винта и механизма подачи; нарезаемое изделие в результате получает более точный шаг резьбы.
Нарезание резьбы выполняется с помощью призматического или дискового резца. Для получения правильного профиля резьбы весьма существенное значение имеет точная заточка и установка резьбонарезного инструмента.
При нарезании резьбы гребенкой могут иметь место два случая:
а) гребенка имеет шаг, равный шагу резьбы калибра, или
б) гребенка имеет шаг, кратный шагу резьбы нарезаемого калибра.
Последний случай имеет большее преимущество при обработке калибров с мелкими резьбами, так как гребенки с крупным шагом могут быть более точно изготовлены и проверены.
Нарезание резьбы иногда разделяют на предварительное и окончательное (мелкие резьбы). В связи с широким применением в на- стоящее время прецизионных резьбошлифовальных станков в большинстве случаев производят нарезание резьбы за одну операцию.
При серийном производстве также применяется более производительный метод - фрезерование резьбы с шагом S = 2,0 мм и выше (Рис. 2). Эта операция применяется как предварительная, так как точность профиля резьбы при этом получается невысокой.
Рисунок 2. Фрезерование резьбы калибра-пробки
Прорезание канавки у впадин - по внутреннему диаметру резьбы («провал резьбы») выполняется на токарном станке с помощью призматического или дискового резца. Необходимо, чтобы при последующей механической обработке (шлифовании, доводке) режущий инструмент обрабатывал боковые стороны профиля резьбы, так как в этих условиях более длительно сохраняется форма обрабатывающего инструмента.
Для улучшения обрабатываемости при нарезании резьбы применяется специальная термическая обработка. Для заготовок из хромистой стали (марок X и ХГ):
а) нагрев до 820-850°;
б) закалка в масле;
в) отпуск при 700-720° с последующей выдержкой 3-4 часа при температуре 680°.
После предварительной механической обработки производится закалка и отпуск калибров.
Калибры из хромистой стали (марок X и ХГ) нагреваются под закалку до температуры 820-850°. Длительность нагрева малых калибров диаметром до 7 мм - 15-25 мин., средних размеров диаметров 8-30 мм - 25-40 мин. И диаметром до 100 мм - до 80 мин. Закалка производится путем охлаждения калибров в масле с температурой 25-40°.
Твердость должна быть в пределах Rc = 58÷64.
Отпуск осуществляется в масляной ванне при температуре 150° в течение 1,5-3 час.
Окончательные операции, шлифование и доводка резьбы
Первой операцией после термообработки является шлифование центровых отверстий (гнезд) на торцах калибра.
Следующими операциями являются шлифование конического хвоста (рис. 3), а затем шлифование рабочей цилиндрической части калибра. Эти операции выполняются на круглошлифовальном станке с применением (для средних условий) шлифовального круга из электрокорунда зернистостью 46-60 и твердостью СМ1-СМ2 с керамической связкой.
Рисунок 3. Шлифование хвостовой части резьбового калибра
Полировка переднего торца (у рабочей части) производится на медном круге пробки. полировальной головки с применением абразивного микропорошка М7-М10.
Операция гравирования знаков маркировки выполняется на гравировальном станке с помощью специальной иглы по лаковому слою (с последующим травлением). Для калибров диаметром d 0 = 1÷14 мм в качестве приспособления применяется бабка с наклонными центрами (рис. 4), а для калибров диаметром d 0 = 16÷100 мм - специальная коническая подставка (рис. 5).
Рисунок 4. Гравирование резьбовых пробок диаметром до 14 мм
Рисунок 5. Гравирование резьбовых пробок диаметром от 16 до 100 мм
В первом случае знаки маркировки наносятся на конической части калибра, В связи с требованиями расположения знаков маркировки установка калибра в наклонных центрах дает возможность расположить верхнюю образующую конуса параллельно плоскости основания. Во втором случае знаки наносятся на торце калибра.
После нанесения знаков на поверхность, покрытую лаком, наносится травящий состав и, таким образом, осуществляется травление с последующей нейтрализацией, снятием лака и окончательной антикоррозионной промывкой калибра.
Нанесение знаков маркировки можно производить также с помощью электрографа, что часто применяется при индивидуальном производстве калибров.
Снятие фасок у торцов пробки обычно выполняется на резьбошлифовальном станке кругом, заправленным под углом.
Следующей операцией является шлифование резьбы калибра. Калибр устанавливается в центрах (рис. 6), а шлифовальный круг - по углу подъема резьбы. Для правки шлифовального круга по заданному профилю применяется специальное приспособление.
Рисунок 6. Схема шлифования резьбы калибра-пробки
Шлифование резьбы обычно производится в два приема - предварительное и окончательное (это не относится к калибрам с малым шагом резьбы).
Снятие неполных витков у торцов выполняют путем сошлифовывания их. Неполные витки резьбы калибров с шагом менее 1,5 мм притупляются вручную с помощью абразивного бруска (оселка).
Процесс старения калибров обычно осуществляется в масляной ванне при температуре 150-170° в течение 2-10 час. Длительность выдержки при старении зависит от точности калибра и его размера. Чем больше диаметр и выше точность, тем больше длительность выдержки, и наоборот.
Операция доводки резьбы производится на доводочной головке, (бабке) с помощью регулируемого чугунного притирочного кольца (рис. 7), помещенного в обойме. Шпиндель головки вместе с закрепленным калибром совершает попеременное вращение в двух направлениях и, таким образом, доводочное кольцо, попеременно перемещаясь в осевом направлении, доводит резьбу.
Рисунок 7. Схема доводки резьбового калибра-пробки
По мере износа регулируемое доводочное кольцо подтягивается. В качестве доводочных абразивов применяются микропорошки М28-М14 и паста ГОИ (для окончательной доводки).
Для шлифования рабочей части калибра по наружному диаметру применяется (для средних условий) шлифовальный круг из электрокорунда зернистостью 60, твердостью СМ2 с керамической связкой. Эта операция имеет целью устранить завалы и наплывы у вершин профиля резьбы.
Завершающей технологической операцией является полировка фасок, цилиндрической цапфы, торца и резьбы калибра. Операция выполняется на доводочной головке с применением окиси хрома и окиси алюминия.
Пооперационные припуски, допуски и размеры
Пооперационные припуски и допуски разработаны НИБВ МСС для наружного и среднего диаметров резьбовых калибров-пробок. Схемы расположения припусков и допусков показаны на рис. 8 и 9.
Рисунок 8. Схема расположения припусков и допусков по наружному диаметру резьбовых калибров-пробок
Рисунок 9. Схема расположения припусков и допусков по среднему диаметру резьбовых калибров-пробок
Подробные таблицы значений припусков и допусков содержатся в работе НИБВ МСС «Межоперационные припуски и допуски на резьбовые калибры». Для общей характеристики ниже приводятся сводные таблицы интервалов минимальных припусков и допусков на операционные размеры по наружному (табл. 1) и среднему (табл. 2) диаметрам резьбовых калибров-пробок.
Минимальные припуски приведены от номинальных размеров.
Данные о пределах значений минимальных припусков и о величинах допусков по наружному диаметру резьбовых калибров-пробок (рис. 8)
№ п/п |
Наименование операции |
Интервал номинальных диаметров резьбы в мм |
Минимальные припуски | Операционные допуски | ||
Условное обозначение |
Интервал числовых значений в мм |
Условное обозначение |
Величина допуска |
|||
Черновое обтачивание | ||||||
Чистовое обтачивание | ||||||
Предварительное шлифование |
||||||
Окончательное шлифование |
||||||
Данные о пределах значений минимальных припусков и о величинах допусков по среднему диаметру резьбовых калибров-пробок (рис. 9)
№ п/п |
Наименование операции |
Интервал номинальных диаметров резьбы в мм |
Минимальные припуски после операции |
Операционные допуски | ||
Условное обозначение |
Интервал числовых значений в мм |
Условное обозначение |
Интервал числовых значений в мм |
|||
Нарезание резьбы | ||||||
Предварительное шлифование |
||||||
Окончательное шлифование |
||||||
Доводка резьбы | ||||||
ГОСТ 1623-89 и ГОСТ 24997-2004 (взамен ГОСТ 1623-46), по которым также регламентированы допускаемые отклонения шага и половины угла профиля резьбы.
Технологический процесс изготовления резьбовых колец
В зависимости от номинального диаметра резьбового кольца применяются различные методы образования резьбы. При диаметрах до 12 мм после получения и обработки в кольце отверстия под резьбу нарезание ее выполняют метчиками. Затем осуществляется доводка и полировка резьбы. Начиная с номинального диаметра 12 мм резьбу в кольцах нарезают с помощью однопрофильного резца или резьбовой гребенки.
Фрезерование внутренней резьбы осуществляют начиная с диаметра 25 мм. Шлифование внутренней резьбы калибров выполняют начиная с диаметра 27—30 мм, а в ряде случаев — с 56—60 мм. Так как шлифование внутренней резьбы является трудоемкой операцией, то иногда предпочитают производить механическую доводку вместо шлифования резьбовых колец диаметром 30—60 мм.
Операция доводки резьбы является весьма существенной, в особенности при малых диаметрах, т. е. когда после нарезания резьбы метчиком, резцом или гребенкой и последующей термообработки может быть выполнена только доводка резьбы кольца.
Технологический процесс изготовления нерегулируемых (жестких) резьбовых калибров-колец средних размеров включает следующие основные операции:
- отрезание заготовки;
- токарную (револьверную) обработку — обтачивание, накатывание рифлений на наружной поверхности, сверление отверстия и отрезание кольца;
- шлифование торцов колец;
- обработку отверстия;
- нарезание резьбы;
- снятие фасок;
- удаление неполных витков;
- термическую обработку;
- шлифование и полировку торцов;
- гравирование маркировки;
- шлифование резьбы;
- доводку резьбы.
Обработка заготовки и нарезание резьбы
Предварительную обработку заготовки небольшого диаметра можно выполнять сразу для нескольких калибров-колец. В этом случае в условиях серийного производства целесообразно осуществлять обработку на револьверном станке по следующим переходам (рис. 10):
а) центрование;
б) обтачивание наружной поверхности;
в) снятие фаски;
г) накатывание рифлений;
д) сверление отверстия;
е) снятие второй фаски и отрезка кольца.
Рисунок 10. Предварительная обработка на револьверном станке резьбовых калибров-колец
Заготовки резьбовых колец больших диаметров обычно обрабатываются на токарном станке. Накатывание колец и снятие фасок производится с установкой их на оправке; между кольцами прокладываются шайбы. Оправка помещается в центрах токарного станка.
Шлифование торцов калибров обычно производится на плоскошлифовальном станке (рис. 11). Окончательная обработка отверстия перед нарезанием резьбы выполняется на токарном станке и состоит чаще всего из растачивания и развертывания отверстия (рис. 12).
Рисунок 11. Шлифование торцов калибров-колец
Рисунок 12. Растачивание (а) или развертывание (б) резьбового калибра-кольца
Нарезание резьбы в кольцах малых диаметров (до 10—12 мм) производится с помощью метчиков (комплект из трех-четырех метчиков, последний метчик калибрующий). Нарезание резьбы больших диаметров выполняется с помощью специального резца (рис. 13).
Рисунок 13. Нарезание резьбы калибра-кольца
Для улучшения обрабатываемости при нарезании резьбы перед этой операцией нередко применяется специальная термическая обработка (для стали марок X и ХГ): а) нагрев до 840—860°;б) закалка в масле; в) отпуск при 700—720° и выдержка при температуре 680° в течение 3—4 час. В результате должна получаться оптимальная твердость для чистового нарезания резьбы в пределах R B = 94÷100.
Канавка по наружному диаметру резьбы, у впадины («провал резьбы») протачивается с помощью резца, угол профиля которого в плане составляет 30—40°, или при помощи гребенки.
Снятие фасок производится резцом или зенковкой на токарном станке (рис. 14). Удаление неполных витков осуществляется на токарном или фрезерном станке (рис. 15) с помощью хвостовой фрезы. Подача производится вручную путем поворота, калибра на оправке с резьбой.
Рисунок 14. Снятие фасок у резьбового кольца
Рисунок 15. Удаление неполных витков резьбы у калибра-кольца
Термическая обработка калибров-колец из хромистых сталей марок X и ХГ заключается в нагревании до 840—860° с последующей закалкой в масле. Отпуск в течение 1,5—3 час. при температуре 150°.
Окончательная обработка — шлифование и доводка
Шлифование резьбы калибров-колец производится начиная с номинального диаметра 27—30 мм и выше. Операция выполняется на специальных резьбошлифовальных станках для внутреннего шлифования. Доводка резьбы производится с помощью чугунного притира регулируемой или жесткой конструкции (рис. 16) на доводочных головках или на станках-автоматах. Обычно доводка разделяется на предварительную и окончательную.
Рисунок 16. Доводка резьбы калибра-кольца
Калибры-кольца с резьбой диаметром менее 27 мм после термообработки не шлифуются. В связи с этим они подвергаются вначале грубой доводке с применением сравнительно крупного абразивного порошка (зернистостью 240—320).
Притиры для доводки изготовляются из перлитного чугуна. Весьма важным является получение правильного профиля резьбы притира.
Обработка резьбового калибра-кольца по внутреннему диаметру резьбы выполняется путем шлифования или доводки.
Особенности изготовления регулируемых резьбовых колец
Помимо рассмотренных технологических операций, при изготовлении регулируемых резьбовых колец производится сверление отверстий для винтов (обычно по кондуктору), нарезание метчиками этих отверстий, фрезерование радиальных прорезей, окончательное прорезание их ножовкой и пропиливание напильником. Отверстие в кольце под направляющую шпильку подвергается доводке.
После установки шпильки и винтов выполняется доводка резьбы и установка калибра-кольца по установочному калибру-пробке. На доводку резьбы регулируемого кольца затрачивается меньше времени, так как окончательный размер среднего диаметра резьбы получается за счет регулирования натяга кольца.
Припуски, допуски и пооперационные размеры
Пооперационные припуски и допуски обычно назначаются для внутреннего и среднего диаметров резьбовых калибров-колец.
Схемы расположения припусков и допусков показаны на рис. 17 и 18. Минимальные припуски в табл. 8 и 9 приведены от номинальных размеров.
Рисунок 17. Схема рсположения припусков и допусков на внутренний диаметр резьбовых калибров-колец
Рисунок 18. Схема расположения припусков и допусков на средний диаметр резьбовых калибров-колец
Данные о пределах значений минимальных припусков и о величинах допусков по внутреннему диаметру резьбовых калибров-колец (рис. 17)
№ п/п |
Наименование операции |
Интервал номинальных диаметров резьбы в мм |
Минимальные припуски после операции |
Операционные допуски | ||
Условное обозначение |
Интервал числовых значений в мм |
Условное обозначение |
Интервал числовых значений в мм |
|||
Черновое растачивание или сверление | ||||||
Предварительное растачивание или развертывание |
||||||
Чистовое растачивание или развертывание |
||||||
Данные о пределах значений минимальных припусков и о величинах допусков по среднему диаметру резьбовых калибров-колец (рис. 18)
Метрическая резьба: М, 1М, 2М, ЗМ
Допуски на шлифование и доводку по среднему диаметру резьбы назначаются соответственно допускам на изготовление по ГОСТ 1623-89 и ГОСТ 24997-2004 (взамен ГОСТ 1623-46), где также регламентированы допускаемые отклонения шага и половины угла профиля резьбы.
4. ГЛАДКИЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ КАЛИБРЫ
Калибрами называют бесшкальные контрольные инструменты. Они служат для контроля деталей в процессе производства, т.е. для проверки того, находится ли выполняемый размер детали в пределах заданных отклонений. С помощью калибров нельзя определить числовые значения проверяемой величины, можно установить лишь годность детали, т.е. соответствие действительных значений заданным.
Рабочие калибры предназначены для контроля деталей в процессе их изготовления. Ими пользуются операторы и наладчики оборудования, а также контролеры ОТК предприятия-изготовителя.
Приемные калибры применяют представители заказчика для приемки деталей.
Контрольные калибры применяют для проверки размеров рабочих и приемных калибров-скоб и установки на размер регулируемых калибров.
Комплект предельных калибров для контроля размеров гладких цилиндрических деталей состоит из проходного калибра (ПР) и непроходного (НЕ). Деталь считается годной, если ПР под действием собственного веса или усилия, примерно равного ему, проходит по контролируемой поверхности детали, а НЕ не проходит.
4.1. Материалы для калибров
Вставки и насадки калибр-пробок изготавливают из сталей Х или ШХ-15. Допускается изготовление вставок и насадок из сталей У10А или У12А для калибров всех видов, кроме неполных калибр-пробок, получаемых штамповкой, а также из стали 15 или 20 для калибров диаметром более 10 мм.
Параметры шероховатости рабочих поверхностей должны находиться в пределах Ra 0,04…0,32 мкм в зависимости от вида калибра, точности контролируемого параметра изделия и его размера.
Для повышения износостойкости и снижения затрат в условиях производства часто применяют калибры со вставками и насадками из твердосплавных материалов. Износостойкость таких калибров в 50 – 150 раз выше по сравнению с износостойкостью хромированных калибров при повышении стоимости калибров в 3 – 5 раз.
4.2. Калибр-пробки
Гладкие калибры для контроля отверстий выполняются в форме цилиндров, т.е. являются прототипами проверяемых отверстий, и поэтому называются пробками. Обе пробки – проходная и непроходная – могут быть выполнены как одно целое, если диаметр отверстия меньше 50 мм, и отдельно, если он больше (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1
Если калибр ПР не входит в отверстие, то деталь считается негодной, но брак исправимый, т.е. требуется дополнительная обработка отверстия. Если пробка НЕ вошла в отверстие, то это означает, что деталь бракованная и исправлению не подлежит.
4.3. Калибр-скобы
Гладкие калибры для контроля валов выполняются в виде скоб, причем скобы могут быть нерегулируемыми (рисунок 4.2, а, б) и регулируемыми (рисунок 4.2, в). Если калибр-скоба ПР не проходит по валу, то брак исправимый, а если калибр-скоба НЕ проходит по валу, то он считается окончательно бракованным.
Калибр-скобы бывают односторонними (рисунок 4.2, а,в) и двухсторонними (рисунок 4.2, б). Регулируемые скобы со вставками или передвижными губками (рисунок 4.2, в) позволяют компенсировать износ и могут настраиваться на разные размеры, однако они имеют меньшие по сравнению с нерегулируемыми скобами точность и надежность и, как правило, применяются для контроля размеров с допусками не точнее 8-го квалитета точности.
Рисунок 4.2
4.4. Контрольные калибры
Для контроля нерегулируемых калибр-скоб и для установки регулируемых калибров применяются контрольные калибры: для проходной стороны (К-ПР), непроходной (К-НЕ) и для контроля износа (К-И). Они обычно выполняются в виде шайб (рисунок 4.3). Однако, несмотря на малый допуск контрольных калибров, они искажают установленные поля допусков на изготовление и износ рабочих калибров, поэтому контрольные калибры имеют ограниченное применение. В мелкосерийном и единичном производстве целесообразно вместо контрольных калибров применять концевые меры длины или универсальные измерительные приборы.
Рисунок 4.3
4.5. Расположение полей допусков калибров
На гладкие калибры ГОСТ 24853-81 устанавливает допуски на изготовление: Н – рабочих калибр-пробок для отверстий; Н 1 – калибр-скоб для валов; Н р – контрольных калибров для скоб. Схема полей допусков пробок представлена на рисунке 4.4, а схема полей допусков скоб и контрольных калибров на рисунке 4.5.
В квалитетах 6, 8, 9, 10 допуски Н 1 для скоб примерно на 50% больше допусков Н для пробок соответствующих квалитетов, что объясняется сложностью изготовления скоб. В квалитетах 7, 11 и грубее допуски Н и Н 1 равны. Допуски Н р для всех типов контрольных калибров одинаковы.
Рисунок 4.4
Рисунок 4.5
Для проходных калибров, которые в процессе контроля в сравнении с непроходными изнашиваются более интенсивно, кроме допуска на изготовление предусматривается допуск на износ. Для всех проходных калибров поля допусков Н и Н 1 сдвинуты внутрь поля допуска изделия на z и z 1 (для пробок и скоб соответственно). Сдвиг полей допусков и границ износа позволяет устранить возможность искажения характера посадок и гарантировать получение размеров годных деталей в пределах установленных полей допусков.
На чертежах калибров и в документации указывается исполнительный размер. Это наибольший или наименьший размер калибра с одним отклонением, равным допуску, направленный в «тело» калибра. На чертеже скобы проставляется наименьший предельный размер с положительным отклонением, для пробки и контрольного калибра – их наибольший предельный размер с отрицательным отклонением.
Предельные размеры калибров подсчитываются по следующим формулам:
для пробки –
для скобы –
для контрольных –
5. РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ
Размерной цепью называется совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Для обозначения решений задач по обеспечению точности размерных цепей их удобнее всего представлять графически в виде замкнутого контура. Например, на рисунках 5.1, а и 5.2, а показаны эскизы простейшей детали и сборочной единицы, а на рисунках 5.1, б и 5.2, б – изображение размерных цепей, состоящих из длин её элементов.
Рисунок 5.1.
Размеры, входящие в цепь, называются составляющими звеньями или просто звеньями, и обозначаются чаще всего прописными буквами русского алфавита с индексами. Иногда используются строчные буквы греческого алфавита, кроме букв α, β, ε, λ, ω, ξ.
Рисунок 5.2.
В размерной цепи всегда выделяется одно звено, которое называется замыкающим, а при решении некоторых задач и исходным. Замыкающим звеном называется размер (звено) получаемый последним в процессе обработки детали или сборки узла. На рисунке 5.2, где показано соединение с зазором, сам зазор S будет являться замыкающим. Замыкающее звено принято обозначать буквой с индексом Δ, т.е. на рисунке 5.2, б вместо обозначения В 3 следует проставить В Δ . По детали, изображенной на рисунке 5.1, а вопрос может быть решен двояко. Если последовательно обработать размеры А 2 и А 1 , то звено А 3 будет замыкающим, а если сначала получить длину А 3 , а затем обработать А 2 , то замыкающим звеном будет уже А 1 . Составляющие звенья размерной цепи и замыкающее звено связаны между собой важной закономерностью, которая позволяет разделить составляющие звенья на увеличивающие и уменьшающие.
Увеличивающим звеном размерной цепи называется такое, с увеличением которого увеличивается размер замыкающего звена. Уменьшающим звеном будет то, с увеличением которого замыкающее звено уменьшается. Так на рисунке 5.3. звено А1 – увеличивающее, а звенья А2, А3, А4 будут уменьшающими.
Рисунок 5.3.
Соответственно этому над обозначениями размеров проставляются стрелки: для увеличивающего (А 1) она направлена вправо, а для уменьшающих (А 2 – А 4) – влево (рисунок 5.3, б).
5.1. Классификация размерных цепей
В зависимости от квалификационных признаков размерные цепи делятся на несколько видов.
По месту в изделии они могут быть подетальными и сборочными. Если в замкнутый контур входят размеры только одной детали, то такая цепь называется подетальной (рисунок 5.1), если входят размеры нескольких деталей, то сборочной (рисунки 5.2 и 5.3).
По области применения цепи подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные. Конструкторские размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при конструировании, и они устанавливают связь размеров деталей в изделии. На рисунке 5.2, а приведена элементарная сборочная размерная цепь, решающая задачу обеспечения точности сопряжения двух деталей, а на рисунке 5.3, а – четырех деталей.
Технологические размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при изготовлении деталей на разных этапах технологического процесса.
Измерительные размерные цепи решают задачу обеспечения точности при измерении. Они устанавливают взаимосвязь между звеньями, которые влияют на точность измерения. При измерениях средство измерения вместе со вспомогательными элементами образуют измерительную размерную цепь, где замыкающим звеном является размер измеряемого элемента детали.
В зависимости от расположения звеньев размерные цепи делятся на линейные, угловые, плоские и пространственные. Размеры цепи, звеньями которых являются линейные размеры, называются линейными. В таких цепях звенья расположены на параллельных прямых. В угловых размерных цепях звенья представляют собой угловые размеры, отклонения которых могут быть заданы в линейных величинах, отнесенных к условной длине, или в градусах (радианах). В плоской размерной цепи звенья расположены произвольно в одной или нескольких параллельных плоскостях. В пространственной цепи звенья расположены произвольно, т.е. не параллельны одни другим и расположены в непараллельных плоскостях.
5.2. Основные соотношения размерных цепей
Размерная цепь всегда замкнута. На основании этого свойства установлена зависимость, которая связывает номинальные размеры звеньев. Для плоских размерных цепей по номинальным значениям эта зависимость выражается формулой:
, (5.1)
где m и n – число увеличивающих и уменьшающих звеньев соответственно.
Для определения зависимости, которая связывает допуски звеньев в размерной цепи, первоначально нужно определиться с предельными значениями исходного звена. Очевидно, что они будут:
, (5.2)
, (5.3)
Если вычесть значения А Δmax и А Δmin , т.е. по формулам 5.2 и 5.3 и учитывая то, что разница предельных значений не что иное как допуск, то получится выражение:
.
Окончательно можно получить:
. (5.4)
Из этой формулы видно, что величина допуска замыкающего звена равна сумме допусков составляющих звеньев. Поэтому, чтобы обеспечить наибольшую точность замыкающего звена, размерная цепь должна состоять из возможно меньшего числа звеньев, т.е. должен соблюдаться принцип наикратчайшей размерной цепи.
Если последовательно вычесть из выражений по формулам 5.2 и 5.3 выражение по формуле 5.1, то получатся зависимости, по которым определяются верхнее и нижнее предельные отклонения исходного звена.
, (5.5)
, (5.6)
где E s и E i – верхнее и нижнее предельные отклонения соответствующих звеньев.
Координата середины поля допуска замыкающего звена рассчитывается следующим образом:
. (5.7)
Величина допуска в соответствии с ГОСТ 25346-89 для большинства квалитетов определяется по формуле:
где T – обозначение допуска без соотнесения к конкретной системе допусков и виду размера;
а – число единиц допуска, определенное для данного квалитета;
i – единица допуска, зависящая от размера.
Применительно к расчетам размерной цепи эту формулу лучше записать в следующем виде:
Таблица 5.1
Значения а
Таблица 5.2
Значения i
5.3. Способы расчета размерных цепей
5.3.1. Способ равных допусков
При расчете цепи по способу равных допусков считается, что все звенья выполнены с одинаковыми допусками, т.е.
ТА 1 = ТА 2 = ТА 3 = … = ТА n .
Формулу (5.4) в этом случае можно представить в следующем виде:
ТА Δ = ТА 1 +ТА 2 +ТА 3 +… +ТА n .
Если допуски одинаковые, то формула ТА Δ записывается в следующем виде:
. (5.10)
Предельные отклонения назначаются с учетом вида размера: для охватывающих отклонения даются как для основных отверстий, для охватываемых – как для основных валов, для прочих – симметрично.
Однако способ равных допусков применяется сравнительно редко, т.е. в тех случаях, когда все номинальные размеры входят в один интервал размеров.
5.3.2. Способ равноточных допусков
Этот способ предполагает выполнение всех звеньев цепи с одинаковой точностью, т.е. по одному квалитету. Это означает, что величины а для всех звеньев будут одинаковы, т.е.
Тогда формула допуска (5.4) может быть записана следующим образом:
Из этой зависимости можно получить формулу для определения а ср:
. (5.11)
Если в размерной цепи присутствуют звенья с заранее установленным расчетом или стандартными допусками (например, подшипники качения), то эти допуски и значения i учитываются при определении а ср:
, (5.12)
где ТА ст – допуск, установленный ранее;
k – количество звеньев с заранее установленными допусками.
По найденному а ср из табл. 5.2 выбирается квалитет, а из таблицы допусков по номинальным размерам и определенному квалитету находятся допуски для всех звеньев. Предельные отклонения назначаются также, как для способа равных допусков.
При расчете цепи вероятностным методом а ср определяется по формуле:
, (5.13)
где t – коэффициент риска, определяемый в зависимости от принятого или установленного процента брака p (табл. 5.3);
λ i 2 – коэффициент, зависящий от закона распределения погрешностей. Чаще всего распределение погрешностей учитывается законом Гаусса, в этом случае λ i 2 = 1/9. Но могут использоваться и другие законы распределения. Если рассеяние размеров близко к закону Симпсона, то λ i 2 = 1/6, а если неизвестен характер рассеяния размеров, то рекомендуется принимать закон равной вероятности с λ i 2 = 1/3.
Таблица 5.3
Значения коэффициента риска
5.4. Задачи и методы расчета размерных цепей
В зависимости от исходных данных и точности звеньев размерной цепи, а так же цепи, ради которой определяются размеры цепи, решаются две задачи: прямая и обратная.
Прямая задача решается для определения допусков и предельных отклонений составляющих звеньев по заданным номинальным значениям всех размеров цепи и предельным отклонениям исходного (замыкающего) звена.
При решении обратной задачи определяются номинальный размер, допуск и предельные отклонения исходного звена (замыкающего) звена по заданным номинальным значениям, допускам и предельным отклонениям составляющих звеньев.
Существуют несколько методов решения прямой и обратной задачи в условиях полной и неполной взаимозаменяемости. Наиболее распространенными являются следующие методы:
максимума – минимума;
вероятностный;
групповой взаимозаменяемости;
регулирования;
пригонки и совместной обработки.
Причем полную взаимозаменяемость обеспечивает только один метод: максимума – минимума, поэтому он имеет и другое название – метод полной взаимозаменяемости.
5.4.1. Метод максимума – минимума (полной взаимозаменяемости)
Метод максимума-минимума обеспечивает точность замыкающего звена при любом сочетании размеров составляющих звеньев. При этом предполагается, что даже при самых неблагоприятных сочетаниях размеров звеньев (все увеличивающие звенья имеют наибольшие значения, а все уменьшающие – наименьшие, или наоборот) будет обеспечена полная взаимозаменяемость. Поэтому этот метод иногда так и называется – метод полной взаимозаменяемости.
В зависимости от поставленной цели могут решаться как прямая, так и обратная задачи и применяться способ равных или равноточных допусков.
5.4.2. Вероятностный метод
При расчете размерных цепей вероятностным методом, допуски размеров составляющих звеньев могут быть значительно расширены. Это объясняется тем, что в большинстве случаев размеры замыкающего звена подчинены закону нормального распределения погрешностей, при котором риск получения брака при сборке узла (0,27%) приводит к значительному расширению допусков составляющих звеньев.
Расчет размерных цепей вероятностным методом значительно снижает стоимость изготовления деталей, поэтому его целесообразно применять в условиях крупносерийного и массового производства.
5.4.3. Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка)
Этот метод применяется, в основном, для получения посадок с малыми допусками из числа деталей, сопрягаемые элементы которых выполнены по относительно большим допускам. Для реализации метода назначаются увеличенные допуски на размеры, образующих размерную цепь. Затем по этим допускам изготавливаются детали, которые обязательно измеряются и распределяются на отдельные группы по действительным размерам. Таких групп может быть несколько единиц, и несколько десятков, например, в подшипниковой промышленности их количество достигает 50. Сборка узлов осуществляется деталями с размерами какой-то одной определенной группы.
Основное достоинство метода заключается в получении высокой точности соединений применением расширенных допусков, т.е. изготовлением деталей более низкой точности. Это обеспечивает более экономичное производство по сравнению с тем, если бы производилась обработка по более узким допускам.
К недостаткам групповой взаимозаменяемости следует отнести: введение 100 %-го измерения деталей; необходимость в дополнительных производственных площадях и таре для размещения групп деталей; ужесточение требований к точности формы деталей в пределах одной размерной группы.
5.4.4. Метод регулирования
Этот метод используется на этапе конструирования изменением (регулировкой) одного из звеньев, которое называется компенсационным. В роли компенсаторов обычно выступают звенья, конструктивно выполненные в виде прокладок, упоров, клиньев, резьбовых пар и т.п. При этом остальные звенья в цепи обрабатываются по сравнительно большим допускам.
Достоинством метода является возможность относительно просто обеспечить точность замыкающего звена. Компенсационные звенья (чаще всего, прокладки) заранее изготавливаются разных размеров, и они затем легко подбираются в процессе сборки.
Недостаток метода заключается в необходимости дополнительных работ по установке, подбору или регулировке компенсаторов. Кроме того, если компенсаторы выполнены в виде клиньев или регулировочных винтов, то они сами требуют дополнительных креплений, поскольку в процессе эксплуатации возможно ослабление и смещение компенсаторов.
5.4.5. Метод пригонки и совместной обработки
Метод пригонки применятся в основном при единичном и мелкосерийном производствах. Так, например, станины металлорежущих станков в направляющих перед установкой на них перемещающихся частей, дополнительно обрабатываются (чаще всего шабрением), а затем проверяется степень прилегания сопрягаемых поверхностей «по краске».
Плунжерные пары для топливных насосов дизелей должны иметь в соединении зазор в пределах 0,4 - 2 мкм. Обеспечить такую малую величину зазора простым подбором деталей практически невозможно. Поэтому детали плунжерных пар предварительно подбирают так, чтобы они частично соединялись, даже не на полную длину. После этого на специальных станках их притирают друг к другу с помощью притирочных паст до тех пор, пока сопряжение не осуществится на всей длине.
Библиографический указатель... , "водой" и т.п. не субстанциально, как "первоэлементы" древнегреческой философии (см. Элементы), а функционально. В генетическом... в заглавие «Трактата...». Однако дословный перевод «верующее сознание» внес бы в перевод чуждые тексту христианские...
Перевод с английского Оформление © Оформление ООО " Издательство ACT" 2004
ДокументНо сущий. Слово ουδέν, или ούδ-είς, дословно "ничто", означает, что то, ... изучающих психологию. Ниже приводится дословный перевод из русскоязычной работы В. Потто... Климент Александрийский, Синезий и Ориген, древнегреческие поэты так же, как и гностики...
Древнегреческая мифология особенности мифологического мышления о c новные циклы мифов
ДокументПо времени известными нам произв. древнегреческой литературы. Содержа в себе огромное количество... . Цитата из Б. по поводу правды (дословный перевод ): «Разум человека не будет взволнован...
Основание нашей веры
ДокументЗвучит так: «И Слово стало плотию». В дословном переводе с древнегреческого это звучит так: «Kai o logov ... или «обоими» – прим.перев. 65 Дословный перевод с древнегреческого звучит так: «Этого, определенного советом...
Калибром называют бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля (проверки) размеров или формы и взаимного расположения поверхностей детали. Поскольку размер детали ограничен двумя предельными размерами, для их контроля необходимо иметь два калибра, один из которых контролирует деталь по ее наибольшему, а другой по наименьшему предельным размерам. Такие калибры называются предельными. В отличии от приборов и универсальных измерительных инструментов, снабженных отсчетными устройствами (шкалой), калибры не определяют действительного значения контролируемого размера, а лишь устанавливают, находится ли контролируемый размер в пределах допуска. При контроле предельными калибрами детали сортируют на три группы: годные - с размерами, лежащими в поле допуска на изготовление, брак окончательный и брак исправимый. В зависимости от формы контролируемых деталей калибры подразделяются на гладкие, резьбовые, шлицевые и т. п. Наиболее многочисленные гладкие калибры. Их подразделяют на калибры для контроля валов (скобы и кольца) и калибры для контроля отверстий (пробки).
Скобы - калибры для контроля валов. Кольца применяют редко, так как они менее универсальны и не позволяют контролировать детали на станке, например размеры шеек коленчатого вала. Скобы имеют две стороны: проходную и непроходную. Они отличаются не только номинальными размерами, но и внешним видом (непроходная сторона скобы имеет фаски на измерительных губках).
Конструкции скоб многочисленны и разнообразны. Наиболее распространены скобы односторонние, двусторонние листовые, штампованные и литые, а также регулируемые. Регулируемые скобы можно переналадить на другой размер детали или восстановить размер по мере износа калибра. Это повышает срок службы скоб и снижает расходы на приобретение калибров. Регулировка размеров скобы достигается перемещением одной из вставок калибра. Пробками называют калибры для контроля отверстий.
Конструкции пробок достаточно многообразны. Они бывают полного и профилей, двусторонними и односторонними, со вставками.
На калибры наносят маркировку: номинальный размер детали, условное буквенное обозначение поля допуска детали (основного отклонения с номером квалитета), знаки и цифровые значения предельных отклонений детали (мм), обозначение стороны калибра - ПР (проходная) и НЕ (непроходная) и товарный знак завода - изготовителя.
Для контроля износа скоб (колец) и их размеров в процессе изготовления в квалитетах от 1Т6 до П77 размером до 500 мм предусмотрены контрольные калибры трех видов:
К-ПР - контркалибр-пробка для контроля размера проходной ПР новой рабочей скобы; К-НЕ - контркалибр пробка для контроля размера непроходимой НЕ новой рабочей скобы; К-И - контркалибр пробка для контроля износа проходной ПР скобы по наибольшему предельному износу. Если калибр К-И проходит через контролируемую скобу, то она изношена свыше установленного допуска и подлежит изъятию.
Допуски калибров (ГОСТ 24853 - 81). На изготовление всех видов калибров установлены допуски, обозначаемые латинскими буквами: Н - для пробок (Нs - для калибров со сферическими измерительными поверхностями); Н1 для скоб и Н р - для контркалибров.
В квалитетах от 1Т6 до 1Т10 включительно допуски для скоб примерно на 50% больше допусков для пробок, что объясняется большей сложностью изготовления скоб. В квалитетах 1Т11 и грубее допуски для скоб равны допускам для пробок.
Проходные калибры ПР в процессе эксплуатации изнашиваются. Величина износов калибров ПР ограничивается полем допуска детали, а для деталей с допусками до 8-го квалитета разрешается выход размера калибра - пробки (скобы) за этот предел на величину V (VI). При номинальных размерах свыше 180 мм поле допуска калибра НЕ и граница износа проходного калибра ПР сдвигается внутрь поля допуска детали на дополнительную величину б или б1 - так называемую "зону безопасности". Сдвиг полей допусков калибров и границ износа их проходных сторон внутрь поля допуска детали на величину z или z1 устраняет возможность искажения характера посадок и гарантирует получение размеров годных деталей в пределах установленных полей допуска.
Калибрами называются бесшкальные контрольные инструменты, предназначенные для ограничения отклонений размеров, формы и взаимного расположения поверхностей изделий. Контроль калибрами не позволяет определить действительных отклонений размеров изделия, но позволяет установить — находятся или нет отклонения размеров изделия в заданных пределах.
Калибры были одним из первых измерительных инструментов, применяемых при изготовлении механизмов, главным образом сопрягаемых деталей, например, вала и втулки, винта и гайки. Так возникло понятие взаимозаменяемости «по вхождению», достигаемой на базе применения так называемых нормальных калибров. К такому калибру, изготовленному как точный образец одной из деталей пары, подгонялась как можно точнее вторая деталь этой пары. Такая процедура всегда обеспечивала собираемость любой пары деталей, но имела существенный недостаток, проистекающий из неопределенности и субъективности условия «как можно точнее». Качество изделия и соединения, эффективность его функционирования при дальнейшей эксплуатации нельзя было достоверно установить. Так, при подгонке валов и отверстий под нормальные калибры всегда достигалась собираемость подшипников скольжения, но толщина масляной пленки в зазоре могла колебаться в неизвестных пределах. Болты с гайками также всегда свинчивались, но прочность этого соединения была непредсказуемой. Таким образом, размерная взаимозаменяемость еще не была функциональной.
На рубеже XX в. Произошел рост серийного и массового производства на базе полного расчленения операций и конвейеризации. Здесь и родилась взаимозаменяемость в ее широком понимании как принцип организации производства изделий на базераздельного изготовления входящих в это изделие деталей с выполнением их размеров в таких пределах, которые при произвольном сочетании деталей на сборке обеспечивают удовлетворение функциональных требований к узлу.
Разность двух предельных размеров для данной детали получила название допуска. Один из этих размеров, соответствующий максимуму материала детали, получил название проходного предела, а другой, соответствующий минимуму — непроходного предела. Эти названия отражают порядок использования калибров, для контроля указанных пределов. Заметим, что фактически проходной предел представляет собой размер, который ранее проверялся нормальным калибром. Для контроля деталей по второму предельному размеру был введен второй калибр. Вместе, с первым калибром, обеспечивающим собираемость, получается пара калибров, соответствующая допуску на деталь.
Принцип нормирования и контроля по максимуму и минимуму материала отражен в ГОСТ Р 53090-2008 (ИСО 2693:2006 «Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Требования максимума материала, минимума материала и взаимодействия»).
Очевидно, что при взаимозаменяемом производстве каждую деталь в изделии можно заменить любым другим ее экземпляром, как на сборке, так и при ремонте. Отсюда и возник, термин «взаимозаменяемость», отражающий здесь узкое значение этого понятия.
Введение понятия «допуск» внесло четкость и определенность в. производство, обеспечило возможность объективной оценки качества деталей и ритмичность технологического процесса. Взаимоотношения изготовителя и потребителя получили прочную правовую основу, необходимо было лишь нормировать процедуру арбитражной проверки годности деталей, проверки того, что их размеры лежат в поле допуска.
Так как никаких других измерительных средств еще не было, то для определения соблюдения установленного допуска детали заменили один нормальный калибр на два предельных калибра.
Как уже отмечалось, калибры служат не для определения действительного размера деталей, а для рассортировки их на годные и две группы брака (с которых снят не весь припуск и с которых снят лишний припуск). Иногда с помощью калибров детали сортируют на несколько групп годных для последующей селективной сборки.
В зависимости от вида контролируемых изделий различают калибры для проверки гладких цилиндрических изделий (валов и отверстий), гладких конусов, цилиндрических наружных и внутренних резьб, конических резьб, линейных размеров, зубчатых (шлицевых) соединений, расположения отверстий, профилей и др.
Предельные калибры делятся на проходные и непроходные. При контроле годной детали проходной калибр (ПР) должен входить в годное изднлие, а непроходной (НЕ) входить в годное изднлие не должен. Изделие считается годным, если проходной калибр входит, а непроходной — нет. Проходной калибр отделяет годные детали от брака исправимого (это детали, с которых снят не весь припуск), а непроходной — от брака неисправимого (это детали, с которых снят лишний припуск).
По технологическому назначению калибры делятся на рабочие калибры, используемые для контроля изделий в процессе изготовления и приемки готовых изделий работниками ОТК и контрольные калибры (контркалибры) для проверки рабочих калибров.
По числу контролируемых элементов различают комплексные калибры, контролирующие одновременно несколько элементов изделия (например, резьбовой проходной калибр) и простые (элементные) калибры, проверяющие один элемент (размер) изделия.
По характеру контакта с изделием различают калибры с поверхностным контактом (пробка), с линейным контактом (скоба) и точечным контактом (нутромер). Характер контакта имеет существенное влияние на результаты контроля при наличии отклонений формы изделия.
По конструктивным признакам различают калибры однопредельные с раздельным выполнением проходного и непроходного калибров, двухпредельные (односторонние и двухсторонние), представляющие конструктивное объединение проходного и непроходного калибров.
Так калибры для контроля отверстий представляют собой пробки, а для контроля валов — скобы или кольца. Контркалибры-пробки служат для контроля рабочих калибров-скоб. Контркалибров-скоб не бывает. Это объясняется следующими двумя причинами. Во-первых, допуск изготовления калибра должен быть в несколько раз меньше допуска контролируемой детали. А допуск контркалибра, являющегося калибром по отношению к рабочему калибру, должен быть еще меньше. Таким образом, изготовление контркалибров-скоб с их весьма малыми допусками было бы задачей весьма непростой. Во-вторых, рабочие калибры-пробки нетрудно измерять универсальными приборами. В этом отношении калибры-пробки, т.е. калибры с наружными измерительными поверхностями, выгодно отличаются от калибров-скоб, имеющих внутренние плоские измерительные поверхности: производить внутренние измерения плоских параллельных поверхностей с высокой точностью значительно сложней.
При конструировании предельных калибров следует исходить из принципа подобия (принципа Тейлора), согласно которому проходной калибр должен быть подобен детали, сопрягаемой с контролируемой, и должен контролировать всю поверхность на длине сопряжения (поверхностный контакт), а непроходной калибр должен проверять каждый размер отдельно, обеспечивая точечный контакт с деталью.
Соблюдение принципа подобия позволяет выявлять при проверке калибрами нарушения пределов допуска, вызванные отклонением формы или взаимного расположения элементов поверхности. Например, проходной калибр для гладкого отверстия должен выполняться в виде цилиндрической пробки. Такой калибр войдет в проверяемое отверстие только в том случае, если диаметр отверстия во всех сечениях и направлениях больше диаметра калибра. Непроходной калибр должен выполняться с точечным контактом (нутромер), чтобы иметь возможность проверить диаметры отверстия в различных сечениях и направлениях с целью обнаружения местных увеличений диаметра отверстия.
Эти требования в ряде случаев полностью или в значительной мере осуществимы: пробки ПР малых и средних размеров изготовляются полными, пробки НЕ средних и больших размеров - неполными. Пробки ПР обычно длиннее пробок НЕ. В других случаях требования, связанные с принципом Тейлора, вступают в противоречие с требованиями износостойкости калибров и их удобного для эксплуатации веса. С точки зрения износостойкости калибра полный поверхностный контакт лучше частичного, последний лучше линейного, а линейный — точечного. В связи с этим пробки НЕ малых размеров — полные. По мере возрастания контролируемых диаметров естественно возрастает и вес калибров. Для его ограничения полные калибры-пробки, в том числе и проходные, заменяют неполными пробками и нутромерами, дающими уже контакт только на двух участках поверхности (цилиндрические нутромеры) или в двух точках (сферические).
Приведенная краткая классификация калибров не является исчерпывающей, так как она охватывает только наиболее распространенные виды калибров и классифицирует их лишь по основным признакам. Независимо от типа и назначения калибров к ним предъявляются следующие основные требования:
- Точность изготовления. Рабочие размеры калибра должны быть выполнены в соответствии с допусками на его изготовление.
- Высокая жесткость при малом весе. Жесткость необходима для уменьшения погрешностей от деформаций калибров (особенно скоб больших размеров) при измерении. Малый вес требуется для повышения чувствительности контроля и облегчения работы контролера при проверке средних и больших размеров.-
- Износоустойчивость. Для снижения расходов на изготовление и периодическую проверку калибров необходимо принимать меры к повышению их износоустойчивости. Измерительные поверхности калибров выполняют из легированной стали, закаливают до высокой твердости и покрывают износостойким покрытием (например, хромируют). Выпускают также калибры небольших размеров, изготовленные из твердого сплава.
- Производительность контроля обеспечивается рациональной конструкцией калибров; по возможности следует применять односторонние предельные калибры.
- Стабильность рабочих размеров достигается соответствующей термообработкой (искусственным старением).
- Устойчивость против коррозии, необходимая для обеспечения сохранности калибров, достигается применением антикоррозионных покрытий и выбора материалов, мало подверженных коррозии.
Все калибры маркируют. Маркировка содержит номинальный размер и числовые величины предельных отклонений. Маркировку наносят на нерабочих поверхностях калибра и на ручке.
Следует отметить, что долгое время калибры очень широко применялись на машиностроительных заводах, потому что не было других измерительных инструментов, пригодных для быстрого контроля в цеховых условиях. Была разработана конструкция калибров и нормативные документы, охватывающих обширную номенклатуру калибров-пробок, калибров-скоб, калибров-втулок для контроля валов, отверстий, конусов и резьбовых изделий. Калибры выпускались в большом количестве централизовано инструментальными заводами и потребителями для собственных нужд.
Однако, для организации машиностроите6льного производства калибры чрезвычайно неудобный инструмент. На инструментальных складах заводов хранились сотни, а иногда и тысячи калибров, так как каждый калибр годен для контроля только одного размера на детали. Кроме того, держали контркалибры для проверки годности калибров. Калибры быстро изнашивались, иногда в течение одной смены, и их приходилось ремонтировать. Также следует иметь в виду, что калибры только сортировали изготовленные детали на годные и брак, но не определяли их действительные размеры. Калибры мало пригодны для настройки станков, так как не показывают размер детали.
Поэтому с появлением пневматических, а позднее электронных измерительных приборов, контрольных приспособлений и приборов активного контроля применение калибров на производстве стало быстро сокращаться. И в настоящее время калибры применяют лишь в некоторых ограниченных случаях, когда контроль размеров изделий затруднен, например, при контроле валов и отверстий малого диаметра, при контроле резьбовых деталей и др.
Калибры гладкие для контроля валов и отверстий
Рабочие калибры различают однопредельные (с проходной или с непроходной стороной) и двупредельные (сочетающие проходную и непроходную стороны). Среди двупредельных калибров различают односторонние (проходная и непроходная стороны расположены последовательно друг за другом на одном конце калибра) и двусторонние (проходная и непроходная стороны расположены на противоположных сторонах калибра).
У калибров могут быть вставки или насадки, изготовленные из износостойкого материала (например, твердого сплава). Пробки для больших размеров могут быть выполнены в виде стержня с цилиндрическими или сферическими торцовыми измерительными поверхностями.
Рабочие проходные калибры-пробки и скобы имеют допуск на изготовление, которому должны соответствовать размеры новых калибров, и допуск на износ,
устанавливающий допускаемое отклонение калибра при его износе.
Допуск на износ обеспечивает продолжительный срок службы рабочих проходных калибров. Рабочие непроходные калибры изнашиваются медленнее и допуска на износ не имеют.
Погрешности формы измерительных поверхностей калибров не должны выходить за пределы поля допуска на неточность изготовления калибров по рабочим размерам.
Исполнительными размерами калибров называются предельные размеры, по которым изготовляют новые калибры и проверяют износ калибров, находящихся в эксплуатации. Для пробок указывают наибольший предельный размер и допуск на изготовление «в минус», для скоб — наименьший предельный размер с допуском. Для рабочих проходных калибров дополнительно указывают предельный размер изношенного калибра. Исполнительные размеры калибров, допуски и их расположение подробно разработаны в ГОСТах и международных стандартах.
Рисунок 1. Пример расположения полей допусков калибра
В этих материалах приведены схемы расположения допусков калибров (Рисунок 1) и формулы для расчета предельных размеров и допусков, а также подробные таблицы предельных размеров и отклонений.
Наибольшее значение для точности контроля с помощью калибров имеет расположение поля допуска калибра относительно поля допуска проверяемой детали.
Причем в данном случае несущественно, контролируется вал или отверстие и является ли калибр проходным или непроходным. Размер калибра всегда меньше предельного размера проверяемой детали. При этом, очевидно, калибр будет сортировать все детали на две группы: годные и брак. Однако такая сортировка будет явно не идеальной.
Если размер калибра находится в пределах поля допуска детали, то детали с размерами, находящимися в интервале между предельным размером детали и размером калибра, будучи годными, попадут в брак («ложнобракованные»).
Если размер калибра находится вне поля допуска детали, то детали с размерами, находящимися в интервале между предельным размером детали и размером калибра, будучи браком, будут приняты как годные («ложногодные»).
Следует отметить, что наличие у калибра своего допуска неизбежно вызывает либо две перечисленные неприятности, либо одну из них. Если поле допуска калибра находится полностью в пределах поля допуска детали, то напрасно бракуется какая-то доля годных деталей. Если поле допуска калибра находится вне поля допуска детали, то часть бракованных деталей проникает в годные. И, наконец, если поле допуска калибра располагается по обе стороны от предельного размера детали, то имеют место оба перечисленные выше нежелательные явления. Избавиться от обоих этих явлений одновременно принципиально невозможно, можно лишь уменьшить, одну долю неправильно рассортированных деталей (или даже вовсе избавиться от нее) за счет увеличения другой доли. Очевидно, достичь этого можно путем соответствующего смещения поля допуска калибра относительно предельного размера детали. Можно, правда, поставить вопрос о сокращении доли всех неправильно рассортированных деталей путем уменьшения допуска-калибра, что рассмотрено ниже.
На практике трудный вопрос (что хуже: направлять брак в годные или годные в брак) часто решается компромиссом: поле допуска калибра частично находится в поле допуска детали, а частично вне его. У калибров НЕ имеет место располовинивание, т. е. поле допуска калибра располагается симметрично предельному размеру детали. У калибров ПР расположение зависит от точности деталей. Для точных и дорогих деталей, где особенно нежелательна напрасная их браковка при контроле, поле допуска калибра (разумеется, с учетом его износа) частично выносится за поле допуска детали. Для более грубых деталей такого выноса не делают, что в условиях достаточно широких допусков практически не ущемляет интересы изготовителя.
Выше уже указывалось, что уменьшение допуска калибра уменьшает обе доли неправильно рассортированных деталей. Однако при уменьшении допуска калибра этот калибр удорожается и сокращается срок его службы.
Следует отметить, что точно так же влияет погрешность измерения прибором на правильность рассортировки деталей. Причем предельная погрешность измерения играет роль, в какой-то мере сходную с допуском калибра.
Рассмотрим более подробно вопросы расположения полей допусков калибров относительно полей допусков контролируемых деталей зависит от квалитета точности деталей и от их размеров. Причем поле допуска калибров ПР состоит из двух частей: поля допуска изготовления (регламентирующего новый калибр) и поля допуска на износ.
Специфика полей допусков калибров для размеров, например, свыше 180 мм состоит в том, что они сдвинуты к середине поля допуска детали. Такое смещение за счет изготовителя можно объяснить тем, что при больших размерах и соответственно более широких допусках это не приводит к заметным дополнительным трудностям при изготовлении деталей. ГОСТ … дает общие формулы и таблицы, позволяющие рассчитывать исполнительные размеры конкретных рабочих и контрольных калибров, однако для практического удобства выпущен ГОСТ 21401 - «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Исполнительные размеры», охватывающий рабочие калибры ПР и НЕ.
Допуски формы рабочих калибров заданы по квалитетам точности 1—5, а контркалибров — по квалитетам 1—2, при этом допуски формы всех калибров существенно меньше их допусков на размер, особенно калибров к деталям менее точных квалитетов. Это увеличивает износостойкость и срок службы калибров. Кроме того, повышается степень однозначности ответа (годная деталь или нет) при повторном контроле детали тем же калибром, когда случайное сочетание отклонений формы детали и калибра может в каких-то случаях привести к разным ответам (например, вхождение или не вхождение вследствие взаимного углового поворота детали и калибра вокруг оси).
Следует отметить, что расположение полей допусков средств измерений в том числе калибров отражено в международном стандарте ISO 14253-1, относящемся к серии стандартов “Геометрическая спецификация продукции (GPS)”, установлены “Правила установления соответствия или несоответствия спецификациям”.
Важное метрологическое и эксплуатационное значение имеет усилие введения пробки в деталь или надевания скобы на нее.
При проверке размеров изделий рабочими калибрами проходные калибры должны свободно проходить под действием собственного веса или усилия примерно равного ему, а непроходные не должны входить в изделие более чем на длину, равную сумме размеров фасок изделия и калибра.
Чрезмерное усилие особенно недопустимо для скоб с неограниченной жесткостью. Такое усилие вызывает не только проникновение бракованных деталей в годные, но и ускоренный износ калибров. Практическое правило введения калибра под действием его силы тяжести для скоб — при горизонтальной оси контролируемой
детали (отметим, что и при этом происходят деформации) пригодно лишь в первом приближении и только для средних размеров. Для малых размеров сила тяжести калибра недостаточна, для больших — чрезмерна. Поэтому в общем случае рекомендуется регламентировать это усилие.
Другая погрешность контроля калибрами связана с их тепловыми деформациями. При нагревании скоб руками контролера возникает погрешность, составляющая существенную часть в общей погрешности контроля, тем большую, чем больше скобы. Если же обеспечивается надежная изоляция от тепла рук, то происходит и заметное уменьшение погрешности. У стандартных скоб для диаметров, начиная с 10 мм, предусмотрены пластмассовые накладки.
Измерительные поверхности калибров изготовляются из стали, закаленной до твердости HRC60—64. Измерительные поверхности калибров подвергают хромовому износоустойчивому покрытию. Кроме того, для изготовления калибров применяют твердые сплавы, повышающие стойкость калибров в несколько раз. Однако и при этом невыгодные условия работы калибров, определяемые спецификой их использования (трение), высокая производительность контроля приводит к ускоренному износу калибров. Факторами, влияющими на износ, являются диаметр и материал детали, ее твердость, прерывистость ее поверхности.
Калибры для контроля отверстий и валов небольшого диаметра
Как было показано выше для контроля валов и отверстий среднего и большого диаметра, например, размером от 30 до 500 мм калибры изготавливают по заказу и по одной штуке для каждого размера.
Однако для измерения отверстий диаметром от 0,5 до 10 мм выпускают наборы универсальных калибров-пробок с шагом 0,1; 1,0; 2,0 и 10,0 мкм.
Допуск на диаметр составляет ±0,4 мкм. Длина рабочей части пробок составляет от 1,0 до 50 мм. Шероховатость поверхности Ra менее 0,1 мкм. Калибры-пробки изготовлены из легированной стали и закалены до твердости HRC=60-62 и из твердого сплава.
Для измерения валов диаметром от 0,06 до 30 мм выпускают калибры-кольца с шагом размера 1,0 мкм. Допуск на диаметр составляет ±1,25 мкм. Калибры-пробки изготовлены из легированной стали и закалены до твердости HRC=60-62 и из твердого сплава. Калибры-кольца выпускают по международному стандарту EN ISO 1938.
С помощью небольших наборов из 2-3х таких точных калибров с шагом диаметров 0,1 или 1,0 мкм можно не только сортировать детали на годные и брак, но и практически достаточно точно определить их диаметр, потому что можно подобрать калибр диаметром очень близким к предельному размеру контролируемой детали, например, с точностью 1-2 мкм. Также следует отметить, что точность измерения малых диаметров с помощью калибров выше, потому что в этом случае практически отсутствует температурная погрешность и мала погрешность от допуска на изготовления калибра (±0,4 мкм).
Калибры для контроля конусов
В инструментах и шпинделях станков широко применяют инструментальные метрические конусы (конусность 1:20) и конусы Морзе (конусность от 1:19,002 до 1:20,047) по ГОСТ 25557-82 и ГОСТ 9953-82.
Несмотря на наличие большого количества приборов и приспособлений для контроля конусов проверка конусности и припасовка конусов с помощью калибров и краски обеспечивает более высокую точность и надежность конусных соединений. Поэтому при изготовлении шпинделей и инструментов применяют калибры для контроля и припасовки конусов.
Для комплексной проверки конусов инструментов по конусности и базорасстоянию применяются калибры-пробки и калибра-втулки, основные размеры и допускаемые отклонения которых установлены ГОСТами и международными стандартами.
При проверке базорасстояния (т.е. расстояния от базы конуса до его основного расчетного сечения) эти калибры используются как предельные. Торец годного проверяемого конуса изделия должен находиться между рисками калибра-пробки или в пределах уступа калибра-втулки.
При проверке конусности калибры используют не кАк предельные, а как нормальные калибры. Проверку производят припасовкой по краске. Наилучшая припасовка получается при использовании типографской красной краски и синей берлинской лазури. Типографской краске следует отдавать предпочтение, так как она, в отличие от лазури, не содержит крупинок и лучше видна на контролируемой поверхности. Краску наносить на контролируемую поверхность рекомендуется следующим образом: краска или губка, пропитанная краской, кладется в тампон и обвернутый плотной, но не ворсистой тканью. На тампон капают несколько капель машинного масла и затем им несколько раз проводят по контролируемой поверхности. После этого краску дополнительно растирают по всей поверхности фланелью.
Предельные отклонения в стандарте даются на разность диаметров на 100 мм длины в мкм, cиметричные для пробок (±) и односторонние «в плюс» для втулок.
Полный комплект калибров состоит из пробки, втулки и, по требованию заказчика, контркалибра-пробки. Калибр-пробка и калибр-втулка выпускаются не припасованными, так как имеют различное расположение полей допусков.
Контркалибры-пробки применяют для припасовки к ним калибров-втулок. Торец новой втулки должен совпадать с передним краем передней риски контркалибра. Допускается не доход торца втулки не более 0,1 мм. Калибр-втулка, находящийся в эксплуатации, считается предельно изношенной, если торец втулки переходит за передний край передней риски более чем на 20% расстояния между рисками. Толщина слоя краски при контроле и припасовке не должна превышать 2—5 мкм в зависимости от размеров и степени точности втулки.
Калибры изготовляют из закаленной стали. Твердость измерительных поверхностей должна находиться в пределах HRC62-64. Шероховатость измерительных поверхностей у пробок должна быть не более Ra= 0,08 мкм, а у втулок не более Ra= 0,16 мкм по ГОСТ 2789-73.
Калибры-пробки, находящиеся в эксплуатации, подлежат обязательной поверке и калибровке. Конусность может быть проверена на на синусной линейке или КИМ по диаметру в двух сечениях, прямолинейности образующих может быть проверена по лекальной линейке по четырем образующим через 90°, а также на специальных приборах для измерения конусов.
Калибры-втулки проверяются припасовкой по контркалибрам.
Подробно таблицы размеров, допусков и технические требования конусных калибров приведены в ГОСТ 2849-94 «Калибры для конусов инструментов» и ГОСТ 20305-94 «Калибры для конусов 7:24».
Калибры для контроля резьбы
Для контроля внутренней резьбы применяют проходные резьбовые пробки (ПР), проверяющие приведенный средний диаметры гайки, и непроходные резьбовые пробки (НЕ), проверяющие верхний предел среднего диаметра гайки. Калибр-пробка резьбовой проходной ПР должен свободно ввинчиваться в контролируемую внутреннюю резьбу. Свинчиваемость калибра с резьбой означает, что приведенный средний диаметр резьбы не меньше установленного наименьшего предельного размера и имеющиеся погрешности шага и угла профиля внутренней резьбы компенсированы соответствующим увеличением среднего диаметра. Увеличение среднего диаметра компенсирует и погрешности винтовой линии резьбы и отклонения формы (круглости, цилиндричности).
Калибр-пробка резьбовой непроходной НЕ, как правило, не должен ввинчиваться в контролируемую резьбу. Допускается ввинчивание калибра до двух оборотов (для сквозной резьбы с каждой из сторон втулки). При контроле коротких резьб (до четырех витков) ввинчивание калибра-пробки допускается до двух оборотов с одной стороны или в сумме с двух сторон.
Проходной резьбовой калибр-пробка проверяет, не выходит ли средний диаметр резьбы за установленный наибольший предельный размер.
Для проверки внутреннего диаметра гайки применяются гладкие проходная и непроходная пробки.
Калибр-пробка гладкий проходной ПР должен свободно входить в контролируемую резьбу под действием собственного веса или при определенной нагрузке.
Калибр-пробка гладкий непроходной НЕ, как правило, не должен входить в контролируемую резьбу под действием собственного веса или под действием определенной нагрузки. Допускается вхождение калибра на один шаг внутренней резьбы.
Аналогично для контроля наружной резьбы применяют резьбовые проходные кольца (ПР), проверяющие приведенный средний диаметр резьбы, и непроходные резьбовые кольца (НЕ), проверяющие нижний предел среднего диаметра резьбы. Кроме того, наружный диаметр резьбы проверяется предельной гладкой скобой.
Калибр-кольцо ПР должен свободно навинчиваться на контролируемую резьбу. Свинчиваемость калибра с резьбой означает, что приведеный средний диаметр резьбы не выходит за установленный наибольший предельный размер и имеющиеся погрешности шага и угла профиля наружной резьбы компенсированы соответствующим уменьшением среднего диаметра. Уменьшение среднего диаметра резьбы компенсирует также погрешности винтовой линии резьбы и погрешности формы (круглость, цилиндричность).
Калибр-кольцо резьбовой непроходной НЕ, как правило, не должен навинчиваться на контролируемую наружную резьбу. Допускается навинчивание непроходного калибра-кольца до двух оборотов. При контроле коротких резьб (до трех витков) навинчивание калибра-кольца не допускается. Непроходной резьбовой калибр-кольцо НЕ проверяет, не выходит ли средний диаметр резьбы за установленный наименьший предельный размер.
Калибр-скоба резьбовой проходной ПР должен скользить по контролируемой резьбе под действием собственного веса или определенной силы не менее чем в трех положениях, расположенных на равном расстоянии по всей окружности резьбы. Этим калибром проверяют наибольший предельный размер среднего диаметра наружной резьбы.
Контроль резьбы калибрами-скобами рекомендуется сопровождать выборочным контролем с помощью проходного резьбового калибра-кольца, так как калибр-скоба не выявляет всех отклонений формы наружной резьбы. В спорных случаях решающим методом контроля является контроль проходным резьбовым калибром-кольцом ПР.
Калибр-скоба резьбовой непроходной НЕ, как правило, не должен проходить под действием собственного веса или определенной силы ни в одном из трех (не менее) положений, расположенных на равном расстоянии по всей окружности резьбы. Допускается прохождение калибра-скобы на первых двух витках наружной резьбы. Этим калибром проверяется наименьший предельный размер среднего диаметра наружной резьбы.
Для проверки наружного диаметра резьбы (болта) применяются гладкие проходная и непроходная пробки.
Калибр-кольцо гладкий проходной или калибр-скоба гладкий проходной ПР должен проходить по наружной резьбе под действием собственного веса или под действием определенной силы.
Калибр-скоба гладкий непроходной или кадибр-кольцо гладкий непроходной НЕ не должен проходить по наружной резьбе, в крайнем случае только закусывать.
Для проверки износа резьбовых калибров выпускают контрольные калибры.
При контроле калибрами резьба считается годной, если проходной калибр свинчивается с изделием по всей длине резьбы без усилия, а непроходной калибр свинчивается с изделием не более чем на 1—2 нитки.
Резьбовые пробки могут проверяться по всем элементам на универсальном микроскопе. Проверка резьбовых колец, особенно малых диаметров, универсальными средствами невозможна. Поэтому для их проверки служат контрольные калибры.
Схема расположения полей допусков рабочих, приемных и контрольных калибров подробно указана в справочнике. Там же указаны допуски на средний, наружный и внутренний диаметры, шаг и половину угла профиля калибров для метрических, дюймовых и трубных резьб.
Проходные калибры имеют полный профиль резьбы и длину резьбовой части, равную длине свинчивания согласно ГОСТ 1774-60 “Калибры резьбовые нерегулируемые”. Непроходные калибры и контркалибры имеют укороченный профиль резьбы. Длина резьбовой части непроходного калибра составляет всего 2—3,5 витка. Укороченный профиль резьбы уменьшает влияние погрешностей половины угла профиля резьбы на результаты контроля непроходным калибром. Другим отличительным признаком непроходных калибров является гладкая цилиндрическая направляющая.
У проходных и непроходных пробок при шаге резьбы 1 мм и более заходные нитки резьбы должны быть срезаны до полной ширины основания витка.
Проходные кольца имеют резьбу на всей ширине кольца. Наружная цилиндрическая поверхность накатывается. Резьба непроходных колец обычно имеет только 2—3,5 витка с укороченным профилем резьбы. При шаге резьбы меньше 1 мм непроходные кольца выполняются с полным профилем.
Допуски шага резьбы калибров и контркалибров выбираются по ГОСТ в зависимости от длины резьбы калибров, а половины угла профиля — в зависимости от шага резьбы.
Калибры изготовляют из стали X по ГОСТ 5950—73 или ШХ15 по ГОСТ 801—78. Твердость измерительных поверхностей должна находиться в пределах HRC58—64. Шероховатость измерительных поверхностей у пробок должна быть не более Ra= 0,08 мкм, а у втулок не более Ra= 0,16 мкм по ГОСТ 2789—73.
Следует отметить, что существует большое количество измерительных приборов для поэлементного контроля резьбы (шага, наружного и внутреннего диаметра, глубины впадины, угла профиля, конусности и др.). Однако, результаты измерения этими приборами не дают полного представления о резьбовом соединении (свинчиваемости). Они полезны для наладки резьбонарезных и резьбошлифовальных станков. Только резьбовые калибры дают полную уверенность в годности частей и в свинчиваемости резьбовых соединений и в их надежности.
Шаблоны
К калибрам относят также шаблоны для контроля линейных размеров и предназначенных для проверки длин, глубин и высот уступов, а также не точных деталей сложной формы, изготавливаемых по 11-17 квалитетам точности. Шаблоны были одними из первых калибров, применяемых в машиностроении. Они являются нормальными калибрами.
Шаблоны изготовляются из листового материала. Шаблоны применяют для контроля расстояний между параллельными поверхностями, для контроля глубин и высот уступов и других деталей сложной формы. Наибольшее распространение шаблоны получили при изготовлении и ремонте деталей железнодорожного транспорта (головки рельса, расстояние между рельсами и др.).
Также применяют шаблоны для проверки правильности заточки угла сверл и резцов
Другие примеры шаблонов показаны на рис. 2.2.6.
Годность изделия определяют по наличию зазора между соответствующими поверхностями шаблона и изделия. Вместо проходной и непроходной сторон у этих калибров различаютстороны, соответствующие наибольшему и наименьшему предельным размерам изделия.
Допуски предельных калибров (шаблонов) для глубин и высот уступов для 11-17 квалитетов точности установлены ГОСТ 2534-77 “Калибры предельные для глубин и высот”.
Расположение полей допусков калибров зависит от направления их износа. При изготовлении калибров для собственного производства допуск на изготовление разрешается увеличить до 50% за счет поля допуска на износ.
К калибрам для проверки линейных размеров можно отнести также щупы, которые представляют собой пластинки из пружинной стали с параллельными измерительными плоскостями.
Их применяют для проверки величины зазора между поверхностями. Щупы изготовляют с номинальными размерами от 0,02 до 1 мм, длиной 50, 100 или 200 мм.
В наборе щупы используют как отдельно, так и в различных сочетаниях для образования нужного размера.
Отклонения по толщине щупов допускаются только в плюс. Проверку щупов производят с помощью измерительной головки не менее, чем в 6 точках на каждой пластинке.
Калибры (шаблоны) профильные
Контуры изделий сложного профиля проверяются специальными профильными калибрами или шаблонами, измерительная кромка которых воспроизводит профиль изделия. По способу проверки изделий профильные калибры делятся на прикладные и накладные.
Прикладные калибры имеют профиль обратный по отношению к проверяемому профилю изделия. Проверку изделия производят на основании глазомерной оценки величины просвета при прикладывании шаблона к изделию.
В зависимости от формы и качества поверхности проверяемого изделия обеспечивается возможность выявления просвета (световой щели) в 0,003—0,005 мм.
Накладные калибры имеют контур аналогичный проверяемому изделию. Проверку производят путем наложения калибра на проверяемое изделие и визуальной оценки совпадения их контуров. Из-за сложности точного совмещения их контуров. Однако, наличие фасок на кромках и явления параллакса делает точность контроля накладными шаблонами значительно ниже, чем прикладными. Накладные шаблоны применяют только для контроля плоских изделий. Для контроля профиля тел вращения они непригодны.
По способу ограничения предельных контуров изделий профильные калибры делятся на нормальные и предельные. Преимущественным распространением пользуются нормальные калибры (калибры сравнения), воспроизводящие контур «наибольшего тела» изделия, считающийся номинальным профилем изделия, от которого производится отсчет отклонений калибра. Предельные калибры выполняются по предельным (наибольшим и наименьшим) контурам изделия.
Единой системы допусков на профильные калибры не существует.
Рекомендуется допуски профильных калибров назначать «в тело» калибра в пределах 10-20% допуска изделия. Допуски контркалибров располагают симметрично относительно номинального контура изделия и принимают равными (2,5-5)% допуска изделия. Материалом для изготовления профильных калибров служит листовая легированная сталь. Калибры закаливают до твердости HRC = 58-60.
Также иногда применяют радиусные шаблоны, представляющие собой стальные пластинки с профилем дуги окружности на конце и предназначенные для определения радиусов закруглений на различных изделиях. Радиусные шаблоны комплектуются в наборы. Проверка радиусов изделий производится на просвет при прикладывании соответствующего шаблона. Радиусные шаблоны могут быть использованы в качестве предельных калибров, если проверку производить с помощью двух шаблонов с разными радиусами и наблюдать характер просвета, образующийся при каждом шаблоне.
Следует отметить, что в настоящее время при наличии многочисленных точных измерительных приборов шаблоны применяются редко. Даже в железнодорожных депо, занимающихся эксплуатацией и ремонтом подвижного состава, отказываются от шаблонов и переходят на современные измерительные приборы.
Щупы
Щупы - одни из первых нормальных калибров, применяемых в машиностроении. Щупы представляют собой набор длинных полосок из закаленной стали определенной толщины. Набор щупов соединен с одной стороны. Выпускают наборы из нескольких щупов с шагом по толщине 0,05 мм.
Толщина щупов составляет от 0,03 до 1,0 мм. В наборе бывает от 10 до 17 щупов. Щупы не являются измерительным инструментом, но удобны при сборке и настройке машин.