Калибры – средства измерительного контроля, предназначенные для проверки соответствия действительных размеров, формы и расположения поверхностей деталей заданным.

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 параметра. При использовании нормального калибра о годности детали судят по зазорам между контурами детали и калибра. Оценка зазора и, следовательно, результаты контроля в значительной мере зависят от квалификации контролера и имеют субъективный характер.

Предельные калибры обеспечивают контроль по наибольшему и наименьшему предельным значениям параметров. Предельные калибры применяют 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, в том числе – нормированных зависимыми допусками. 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.

Калибры для контроля гладких цилиндрических деталей нормированы следующими стандартами:

· ГОСТ 2015-84 «Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования»;

· ГОСТ 5939-51 «Калибры предельные гладкие для отверстия менее 1 мм. Допуски»;

· ГОСТ 14807-69 – ГОСТ 14826-69 «Калибры-пробки гладкие диаметром от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры»;

· ГОСТ 18358-93 – ГОСТ 18369-93 «Калибры-скобы для диаметров от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры»;

· ГОСТ 24852-81 «Калибры гладкие для размеров свыше 500 мм до 3150 мм. Допуски»;

· ГОСТ 24853-81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски».

По конструкции калибры для контроля сопрягаемых поверхностей (гладких, шлицевых, резьбовых) делятся на пробки и скобы (вместо скоб могут применяться кольца или втулки). 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. Такими калибрами пользуются рабочие и контролеры ОТК на предприятиях. 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.

Для всех калибров устанавливают допуски на изготовление, а для проходного калибра, который при контроле детали изнашивается более интенсивно, дополнительно устанавливают границу износа. Контрольные калибры предназначены для контроля рабочих калибров-скоб. 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 (К-И).

Необходимым условием конструирования калибров является соблюдение «принципа подобия», или принципа Тейлора. Согласно данному принципу проходной калибр должен быть прототипом сопрягаемой детали с длиной, равной длине соединения, и обеспечивать комплексный контроль (размера, формы и при необходимости расположения поверхностей детали). Непроходной калибр должен обеспечивать контроль собственно размеров детали, значит, должен иметь малую длину контактных поверхностей, чтобы контакт приближался к точечному.

Для построения схем расположения полей допусков необходимы номинальные размеры калибров, которые соответствуют предельным размерам контролируемой калибром поверхности отверстия или вала.

и непроходных калибров

Стандартом установлены следующие допуски на изготовление калибров:

· Н – допуск на изготовление калибров для отверстия;

· Нs – допуск на изготовление калибров со сферическими измерительными поверхностями (для отверстия);

· Н 1 – допуск на изготовление калибров для вала;

· Нр – 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 сдвинуты внутрь поля допуска детали на величину Z для калибров-пробок и Z 1 для калибров-скоб. Такое расположение поля допуска проходного калибра, подверженного износу, позволяет повысить его долговечность, хотя увеличивает риск выбракования годных деталей новым калибром.

Исполнительным называется размер калибра, по которому изготавливается новый калибр. При определении исполнительного размера пользуются правилом: за «новый» номинальный размер принимают предел максимума материала с расположением поля допуска «в тело» калибра. 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.

При подсчете исполнительных размеров калибров (размеры, проставляемые на чертеже) необходимо пользоваться следующими правилами округления:

а) округление размеров рабочих калибров для изделий квалитетов IT 15 – IT 17 следует производить до целых микрометров;

б) для изделий квалитетов IT 6 – IT 14 и всех контрольных калибров размеры следует округлять до значений, кратных 0,5 мкм, при этом допуск на калибры сохраняется;

в) размеры, оканчивающиеся на 0,25 и 0,75 мкм, следует округлять до значений, кратных 0,5 мкм, в сторону уменьшения допуска изделия.

На эскизах рабочих калибров следует указывать:

· исполнительные размеры;

· допуски формы, а при необходимости и расположения калибров. Числовые значения допусков формы выбирают из ГОСТ 24853 в зависимости от квалитета допусков изделий;

· шероховатость поверхности. Числовое значение высотного параметра шероховатости следует согласовать с минимальным допуском макрогеометрии; оно не должно превышать регламентируемое ГОСТ 2015;

· другие размеры, необходимые для изготовления;

· твердость рабочих поверхностей в соответствии с требованиями ГОСТ 2015;

· маркировку калибров.

При маркировке на поверхность калибра или его ручку (для калибра-пробки) наносят:

· номинальный размер поверхности, для контроля которой предназначен калибр;

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.

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 HRC 60-64. 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.

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.

Предельные отклонения в стандарте даются на разность диаметров на 100 мм длины в мкм, симметричные для пробок (±) и односторонние «в плюс» для втулок.

Полный комплект калибров состоит из пробки, втулки и, по требованию заказчика, контркалибра-пробки.
Калибры изготовляют из закаленной стали. Твердость измерительных поверхностей должна находиться в пределах HRC 62-64.
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

Щупы

К калибрам для проверки линейных размеров можно отнести также щупы, которые представляют собой пластинки из пружинной или закаленной стали с параллельными измерительными плоскостями.
Щупы - одни из первых нормальных калибров, применяемых в машиностроении.
Их применяют для проверки величины зазора между поверхностями. Щупы не являются измерительным инструментом, но удобны при сборке и настройке машин.

Изготовляют щупы с номинальными размерами от 0,02 до 1 мм, длиной 50, 100 или 200 мм. В наборе бывает от 10 до 17 щупов. Набор щупов соединен с одной стороны.
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 шести точках на каждой пластинке.

Калибры

К атегория:

Помощь рабочему-инструментальщику

Калибрами называются бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для проверки размеров, форм и взаимного расположения частей деталей. Калибры не определяют числового значения измеряемой величины.

В машиностроении конструктор задает размер, как правило, с двумя предельными отклонениями (наименьшим и наибольшим), и контроль сводится не к определению его абсолютного размера, а лишь к определению, находится ли действительный размер детали в пределах заданных отклонений. Такой контроль производится предельными калибрами.

Предельный калибр для контроля отверстий с одного конца имеет пробку с наименьшим предельным размером - проходную сторону (ПР), а с другого - с наибольшим предельным размером - непроходную сторону (НЕ).

Для контроля деталей типа валов применяется предельная скоба, которая имеет проходную и непроходную стороны.

При контроле предельными калибрами непроходная сторона скобы или иепроходная пробка не должна надеваться на вал или входить в отверстие.

По назначению калибры подразделяют на рабочие (Р-ПР и Р-НЕ) -для проверки размеров деталей рабочими и ОТК завода-изготовителя; приемные (П-ПР и П-НЕ)-для проверки размеров деталей представителями заказчика и контрольные (К-ПР, К-НЕ, К-П, К-И)-для контроля размеров рабочих и приемных калибров или для установки регулируемых скоб.

Условные обозначения калибров следующие:
Р-ПР - рабочий калибр, проходная сторона;
РНЕ - рабочий калибр, ненроходная сторона;
П-ПР - приемный калибр, проходная сторона;
П-НЕ - приемный калибр, непроходная сторона;
К-ПР - контрольный калибр для проходной стороны новых рабочих калибров;
К-НЕ - контрольный калибр для непроходной стороны рабочих и приемных скоб;
К-И контрольный калибр для проверки износа проходной стороны рабочих скоб;
К-П - контрольный калибр для перевода частично изношенных рабочих проходных калибров в приемные.

По конструктивным признакам различают калибры: – нерегулируемые (жесткие) для контроля одного определенного размера; – регулируемые, позволяющие компенсировать износ калибра или установить его на другой размер, близкий к первоначальному; – однопредельные с раздельным выполнением проходного и непроходного калибров; – двухпредельные (односторонние и двусторонние), представляющие конструктивное объединение проходного и непроходного калибров.

В машиностроении широко распространены листовые калибры, называемые шаблонами. Предельные листовые калибры для измерения длины обозначаются буквами Б и М. Стороны этих калибров, соответствующие наибольшему предельному размеру детали, обозначаются буквой Б, а соответствующие наименьшему предельному размеру - буквой М. Контрольные листовые калибры (контршаблоны) условно обозначаются К-Б и К -М.

В зависимости от контролируемых элементов деталей различают калибры для контроля:отверстий; валов; наружных и внутренних резьб; шлнцевых валов и втулок; уступов, длин и высот (плоские шаблоны); взаимного расположения элементов деталей (пространственные калибры); конусных отверстий и наружных конусов.

Калибры для контроля цилиндрических деталей.

По конструктивным признакам различают калибры нерегулируемые, регулируемые, полные и неполные пробки, нутромеры и др.

Неполные односторонние пробки с ручками и накладками, а также штихмасы и нутромеры изготовляют комплектно - один инструмент проходной, а второй - непроходной. Для измерения отверстий диаметром 37…100 мм служат регулируемые пробки. Они применяются в мелкосерийном производстве. Конструкции пробок (ГОСТ ы 16778-71…16780-71) размерами проходных от 1 до 6 мм и двусторонних от 1 ДО 50 ММ оснащаются твердым сплавом. Эти пробки предназначены для контроля отверстий с допуском от IT6 до /ПО.

Кроме жестких применяют также регулируемые скобы для контроля валов диаметром до 350 мм (рис. 48); К литому корпусу скобы привернута неподвижная губка. Вставки можно регулировать на величину от 3 до 8 мм как по проходному, так и по непроходному размерам с помощью установочных винтов. После установки необходимого размера вставки закрепляют втулками 5 с лыской и винтами 6.

Конструкции односторонних листовых скоб по ГОСТ ам 16775-71…16777-71 оснащаются твердым сплавом для контроля валов диаметром от 3 до 180 мм с допуском от /77 до /710.

Калибры-шаблоны для контроля размеров уступов, глубин и высот. Согласно ГОСТ у 2534-77 при выборе допусков на размеры глубин, высот и уступов калибры следует изготовлять с допуском /711 и грубее и лишь при особой необходимости - более точные.

Рис. 1. Регулируемая скоба.

В условиях серийного и массового производства контроль этих размеров производят с помощью предельных калибров, изготовляемых из листовой стали . Конструкции калибров разнообразны и зависят от метода контроля. Различают контроль методами вхождения, просвета, надвигания и рисок.

Калибры, работающие по методу вхождения, показаны на рис. 2, а, б и в. Практически они мало чем отличаются от листовых калибров для контроля гладких цилиндрических поверхностей. Калибрами-скобами контролируют длину и ширину уступов, а калибрами-пробками-ширину пазов.

Для контроля глубины пазов, высоты и длины уступов применяют калибры, работающие по методу просвета. Если просвет появляется между поверхностью детали и измерительными поверхностями калибра последовательно у сторон Б и М, то деталь считается годной. В момент контроля направляющая поверхность калибра должна прилегать к ба-зовой поверхности детали.

Когда метод просвета использовать невозможно, применяют метод надвигания. Калибры надвигаются на контролируемый размер поочередно каждой стороно.

Рис. 2. Предельные калибры для контроля ли» нейных размеров.

Для контроля размеров длин, проточек, прорезов, если допуск на них превышает 0,5 мм, служат калибры, работающие по методу рисок (рис. 2, и). Деталь считается годной, если плоскость измеряемого размера находится между рисками.

Калибры для контроля резьб. Назначение, характеристика и конструкции калибров для контроля метрических резьб регламентируются стандартами.

В соответствии с ГОСТ ом 18107-72 контроль резьбы сводится к следующему:
1) проверяют свинчиваемость, наличие которой показывает, что предельные размеры всех трех диаметров резьбы болта не больше. Проверка свинчиваемости болта выполняется резьбовым кольцом, которое должно навинчиваться на бол г, а проверка свинчиваемости гайки - резьбовой пробкой, которая должна ввинчиваться в гайку. Таким образом, эти калибры контролируют одновременно все три диаметра резьбы и являются комплексными проходными калибрами;
2) проверяют качество резьбы, при этом контролируются вторые предельные размеры диаметров с целыо установления, что их отклонения не превышают допустимых. Качество резьбы проверяется непроходным калибром. Так как он может контролировать только один параметр, для каждого из диаметров резьбы требуются отдельные непроходные калибры.

Наименьший предельный размер внутреннего диаметра болта и наименьший размер наружного диаметра гайки непроходными калибрами не контролируются. Это объясняется, во-первых, сложностью подобного контроля и, во-вторых, тем, что эти предельные размеры обеспечиваются конструкцией режущего инструмента.

Наименьший предельный размер среднего диаметра болта контролируют’ неироходным резьбовым кольцом, которое не должно навинчиваться на болт. Наименьший предельный размер среднего диаметра гайки проверяют непроходной резьбовой пробкой, которая не должна ввинчиваться в гайку.

Так как первые витки резьбы обычно имеют некоторую конусность вследствие недостаточно точного направления инструмента, при ее нарезании допускается ввинчивание до двух витков непроходных калибров в зависимости от назначения резьбы.

Калибры для контроля внутренней резьбы представляют собой двусторонние или односторонние пробки (рис. 3, а и б). Рабочая часть пробок выполняется в виде вставок для контроля размеров от 1 до 100 мм и насадок для размеров свыше 50 мм.

В проходном калибре желательно иметь число витков, равное числу витков в контролируемой детали (что не всегда возможно). Номинальные размеры среднего, диаметра, шага и угла профиля соответствуют теоретическим размерам этих элементов в детали.

Рис. 3. Резьбовые предельные калибры.

Непроходной калибр имеет меньшее, чем деталь, число витков (2-3,5) и укороченный по сравнению с теоретическим профиль. Малое число витков делается с целью уменьшить влияние погрешности шага калибра на результаты контроля, а укорочение профиля - с целью уменьшить влияние на них погрешности угла профиля калибра.

Калибры для контроля наружных резьб изготовляют в виде резьбовых колец или роликовых скоб. Резьбовые кольца выпускают в комплекте - проходное и непроходное.

Проходнке кольца имеют полный профиль резьбы, а непроходные - укороченный профиль и малое число витков. Укороченный профиль у колец и скоб получают путем увеличения внутреннего диаметра и прорезанич канавки у впадин (по наружному диаметру резьбы). Для внешнего отличия кольцевых калибров непроходное кольцо имеет на наружной поверхности проточку.

Роликовые скобы, состоящие из обоймы и двух пар роликов, хотя и сложнее в изготовлении, однако более удобны для контроля и значительно ускоряют его. Их выполняют односторонними с проходным и непроходным размерами. В качестве измерительных губок применяют ролики или гребенки. Эксцентриковые оси, на которых установлены ролики, позволяют легко регулировать размер между роликами.

Допуски на изготовление резьбовых калибров для метрической резьбы установлены ГОСТ ом 18107-72 раздельно на каждый параметр.

Калибры для контроля шлицевых и шпоночных соединений . Отверстия и валы с прямобочным шлицевым профилем контролируются поэлементно и комплексно. Поэлементные калибры предназначены для контроля отдельных элементов шлицевого профиля: наружных диаметров вала и отверстия, внутренних диаметров вала и отверстия, толщины зубьев вала и ширины впадины. Конструктивное оформление поэлементных калибров аналогично оформлению гладких предельных пробок, пластин и скоб.

При комплексном контроле проверяются погрешности формы и взаимного расположения элементов шлицевого профиля отверстий и валов. Контроль осуществляется специальными комплексными шлицевыми калибрами-пробками и калибрами-кольцами, которые применяются как проходные калибры. Калибры-пробки с одним направляющим пояском служат для контроля отверстий, центрируемых по размерам D или Ь, ас двумя поясками - для отверстий, центрируемых по рчзмсру d. В соответствии со стандартами этот контроль распространяется на шлицевые валы и отверстия с номинальными внутренними диаметрами d до 120 мм.

Калибры для контроля конических деталей. Контроль или измерение диаметров конусов имеет одну важную особенность. Измерить диаметры оснований конусов (большой - у отверстий и малый - у пробки) простыми методами не представляется возможным, поэтому изменение их размеров при обработке определяют по изменению базового расстояния при сопряжении проверяемой детали с калибром.

Рис. 4. Комплексные шлицевые калибры.

Рис. 5. Калибры для контроля конусов.

Контроль гладких конических деталей осуществляется с помощью калибров по их осевому перемещению относительно детали и направлен на ограничение отклонений базовых расстояний.

Требования к конструкции калибров для контроля конусов регламентируются ГОСТ ом 2849-77. Калибры для контроля наружных и внутренних конусов представляют собой конические пробки или втулки, имеющие риски или уступы, расстояние h между которыми равняется допустимому отклонению базового расстояния. При контроле торец детали должен находиться между рисками или торцами калибра, расположенными на расстоянии h друг от друга.

Кроме проверки осевого положения калибра относительно детали, необходимо проверить угол (конусность), прямолинейность образующей и форму конуса. Для этого калибр покрывают тонким слоем краски (3…6 мкм), обычно берлинской лазури, растертой на индустриальном масле, вводят в соединение с проверяемой деталью и несколько раз проворачивают. О правильности прилегания судят по оставшимся на поверхности детали следам краски или по характеру ее стирания на калибрр.

Контроль наружных конусов по расположению их базовой поверхности и плотности прилегания поверхностей может производиться с помощью специальных угловых скоб по рискам и на просвет одновременно.

Классификация калибров

Гладкие предельные калибры различаются по наименованию, конструкции и по назначению.

По наименованию калибры делятся на:

− пробки.

По конструкции калибры бывают:

Жёсткие и регулируемые;

Цельные и составные;

Односторонние, двухсторонние и совмещённые.

По назначению калибры делятся на:

− рабочие;

− приёмные;

− контрольные.

Рабочие калибры (Р-ПР, Р-НЕ) предназначены для контроля деталей в процессе их изготовления. Эти калибры используют рабочие и контролёры ОТК завода-изготовителя. При этом контролёры пользуются частично изношенными калибрами Р-ПР и новыми калибрами Р-НЕ, так называемыми приёмными калибрами.

Приёмные калибры предназначены для проверки деталей представителями заказчика. Эти калибры были официально в системе ОСТ. В современных стандартах они не предусмотрены, но они могут быть введены стандартами предприятий. Приёмные калибры специально не изготовляются, а отбираются из рабочих калибров (частично изношенных Р-ПР и новых Р-НЕ). Это делается для страховки от появления случайного исправимого брака и для того, чтобы правильно принятые рабочими калибрами детали не были забракованы калибрами контролёра и представителя заказчика.

Контрольные калибры (контркалибры) предназначены для установки на размер регулируемых калибров-скоб и контроля нерегулируемых калибров-скоб в процессе их изготовления и эксплуатации. Контркалибры предназначены только для скоб, то есть они применяются только при изготовлении валов. Применение контркалибров при обработке отверстий экономически нецелесообразно: рабочие калибры-пробки проще контролировать приборами, чем применять трудно изготавливаемые и дорогостоящие контркалибры-скобы.

Следовательно, контркалибры – только пробки:

– К-ПР – для скобы Р-ПР;

– К-НЕ – для скобы Р-НЕ;

– К-И – для изъятия из эксплуатации предельно изношенных скоб Р-ПР.

Несмотря на малую величину допуска контркалибров, они все же искажают установленные поля допусков на изготовление и износ рабочих калибров, поэтому контркалибры по возможности не следует применять. Их целесообразно заменять, особенно в мелкосерийном производстве, и тем более в единичном, концевыми мерами длины или использовать универсальные измерительные приборы. Детали с допуском 01...5 квалитетов не рекомендуется проверять калибрами, так как при малых допусках они вносят значительную погрешность измерения, а изготовление калибров такой точности сложно и трудоёмко. В таких случаях детали проверяют универсальными измерительными средствами и приборами.

Для снижения затрат на калибры стремятся увеличить их износостойкость за счёт применения твёрдых сплавов и нанесения износостойких покрытий на их рабочие поверхности.

3.2 Допуски калибров

Допуски и отклонения размеров калибров устанавливает ГОСТ 24853-81«Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски». Стандарт предусматривает следующие допуски и отклонения калибров:

	–	допуск на изготовление калибров-пробок для отверстия;
H 1	–	допуск на изготовление калибров-скоб для вала;
H p	–	допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;
	–	отклонение середины поля допуска на изготовление пробки Р-ПР относительно наименьшего предельного размера отверстия;
	–	отклонение середины поля допуска на изготовление скобы Р-ПР относительно наибольшего предельного размера вала;
	–	допустимый выход размера изношенной пробки Р-ПР за границу поля допуска отверстия;
	–	допустимый выход размера изношенной скобы Р-ПР за границу поля допуска вала;
	–	величина для компенсации погрешности контроля калибрами отверстий с размерами свыше 180 мм;
	–	величина для компенсации погрешности контроля калибрами валов с размерами свыше 180 мм.

3.3 Схемы расположения полей допусков калибров

ГОСТ 24853-81предусматривает восемь схем расположения полей допусков калибров в зависимости от квалитетов и номинальных размеров проверяемых деталей. Наиболее общими являются схемы для отверстий (рису- нок 3.2 а) и валов (рисунок 3.2 б) квалитетов 6, 7 и 8 с номинальными размерами свыше 180 мм.

Остальные схемы представляют собой частные случаи указанных общих схем расположения полей допусков калибров. Для калибров Р-ПР кроме допуска на изготовление предусматривается допуск на их износ. При этом поле допуска калибра сдвинуто внутрь поля допуска детали, а поле допуска на износ выходит за границу поля допуска детали. Для деталей 9...17 квалитетов (при больших допусках) поле допуска на износ калибра располагается внутри поля допуска детали и ограничено ее проходным пределом, т.е. Y = 0 и Y 1 = 0. При номинальных размерах до 180 мм погрешность контроля деталей калибрами незначительна и поэтому не учитывается, т.е. и.

Рисунок 3.2 – Схемы расположения полей допусков калибров для отверстий (а) и валов (б) квалитетов 6, 7 и 8 с номинальными размерами свыше 180 мм

Следует отметить, что на схемах износ калибров Р-ПР нагляднее и удобнее изображать не границей износа, а полем допуска на износ по аналогии с полем допуска на изготовление, как это показано на рисунке 3.3.

Сдвиг полей допусков калибров и границ износа их проходных сторон внутрь поля допуска детали устраняет возможность искажения характера посадок и гарантирует получение размеров годных деталей в пределах установленных допусков. Этого в полной мере невозможно добиться для точных деталей (квалитеты 6...8) ввиду довольно жёстких допусков и повышения стоимости изготовления деталей. Поля допусков на износ калибров Р-ПР для таких деталей выходят за пределы проверяемого поля допуска. Допуск детали при этом несколько расширяется, не вызывая нарушения взаимозаменяемости.

3.4 Расчёт исполнительных размеров калибров

Исполнительными размерами калибров называются размеры, по которым изготовляются калибры.

На чертежах калибров допуски на их изготовление задают «в тело» калибра, то есть как для основного отверстия и основного вала. В качестве номинального размера калибра принимают размер, соответствующий наибольшему количеству металла в калибре. Таким образом, на чертеже скобы проставляют её наименьший предельный размер с положительным отклонением, для пробки (рабочей и контрольной) – наибольший размер с отрицательным отклонением.

Приведём основные расчётные формулы для определения размеров калибров.

Наибольший размер новой проходной пробки:

Наименьший размер изношенной проходной пробки

Наибольший размер непроходной пробки

Наименьший размер проходной новой скобы

Наибольший размер изношенной проходной скобы

Наименьший размер непроходной скобы

Наибольшие размеры контрольных калибров:

; ;

Размеры калибров, полученные расчётом, округляются в соответствии с ГОСТ 24853-81. Табличный метод расчёта исполнительных размеров рабочих калибров, более простой для практического применения, изложен в этом же стандарте.

Рассмотрим пример расчёта исполнительных размеров калибров для контроля деталей соединения.

По ГОСТ 25347-82 и ГОСТ 24853-81находим предельные отклонения размеров деталей и необходимые данные для расчёта размеров калибров:

EI = 0; ES =+ 30мкм; ei = – 29 мкм; es = – 10 мкм;

H = H 1 = 5 мкм; H P = 2 мкм; Z = Z 1 = 4 мкм;

Y = Y 1 = 3 мкм; a = a 1 = 0.

Построим схему расположения полей допусков калибров (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Схема к расчёту размеров калибро в

Рабочие калибры-пробки для отверстия:

Исполнительные размеры калибров-пробок:

; ; .

Рабочие калибры-скобы для вала:

Исполнительные размеры калибров-скоб:

; ; .

Контрольные калибры:

Исполнительные размеры контрольных калибров:

К – ПР = 59,987 –0,002 ; К – И = 59,994 –0,002 ; К – НЕ = 59,972 –0,002 .

1 Что такое гладкий предельный калибр?

2 Какие виды гладких калибров применяются на производстве?

3 Чем отличаются контрольные калибры от рабочих калибров?

4 В каких условиях производства применяется контроль калибрами?

5 В каких условиях производства применяется контроль универсальными измерительными инструментами?

4 Допуски и посадки

призматических шпоночных соединений

Шпоночные соединения предназначены, как правило, для соединения с валами зубчатых колёс, шкивов, маховиков, муфт и других деталей и служат для передачи крутящих моментов. В связи с разнообразием конструкций остановимся на рассмотрении только наиболее широко применяемого в машиностроении соединения с призматическими шпонками, схематическое изображение которого показано на рисунке 4.1 а.

Размеры, допуски, посадки и предельные отклонения соединений с призматическими шпонками регламентированы ГОСТ 23360-78. Стандартом установлены поля допусков по ширине шпонки и шпоночных пазов для свободного, нормального и плотного соединений. Для ширины пазов вала и втулки допускаются любые сочетания полей допусков, приведённых на рисунке 4.1 б.

Как уже было сказано ранее, посадки шпоночных соединений назначаются в системе вала. Пример шпоночного соединения вала со втулкой показан на рисунке 4.2.

Рисунок 4.1 – Поля допусков шпоночных соединений

Рисунок 4.2 – Пример указания посадок шпоночного соединения на чертежах

Контроль размеров, симметричности расположения и прямолинейности шпоночных пазов втулки и вала осуществляется универсальными измерительными инструментами, гладкими предельными и специальными калибрами.

1 В каких случаях и для чего применяются шпоночные соединения?

2 Применяются ли шпоночные соединения при переходных посадках?

3 В какой системе назначаются посадки шпоночных соединений?

4 Как осуществляется контроль размеров шпоночных пазов?

5 Допуски и посадки подшипников качения

У подшипников качения присоединительными поверхностями являются наружная поверхность наружного и внутренняя поверхность внутреннего колец. По присоединительным поверхностям подшипников обеспечивается полная внешняя взаимозаменяемость, которая позволяет быстро монтировать их, а также заменять изношенные подшипники при хорошем качестве сборки.

5.1 Классы точности подшипников качения

Качество подшипников определяется точностью изготовления их деталей и точностью сборки. Основными показателями точности подшипников и их деталей являются:

Точность размеров присоединительных поверхностей;

Точность формы и расположения поверхностей колец и шероховатость их поверхностей;

Точность формы и размеров тел качения и шероховатость их поверхностей;

Точность вращения, характеризуемая радиальным и торцовым биением дорожек качения и торцов колец.

В зависимости от этих показателей точности по ГОСТ 520-2011 «Подшипники качения. Общие технические условия» установлены следующие классы точности подшипников, указанные в порядке повышения точности:

− нормальный, 6, 5, 4, Т, 2 – для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников ;

− 0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4, 2 – для роликовых конических подшипников ;

− нормальный, 6, 5, 4, 2 – для упорных и радиально-упорных подшипников.

Самым точным является второй класс точности. Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности вращения и условиям работы механизма. Для механизмов общего назначения обычно применяют подшипники класса точности 0. Подшипники более высоких классов точности применяют при больших оборотах и высокой точности вращения вала, например, для шпинделей шлифовальных станков, авиадвигателей, приборов и др. Для гироскопических и других прецизионных приборов и механизмов применяются подшипники класса точности 2.

Класс точности указывается через тире перед условным обозначением серии подшипника, например, 6–205. Для всех подшипников, кроме конических, класс точности «нормальный» обозначается знаком «0».

Учитывая большое многообразие конструкций подшипников, ограничимся рассмотрением посадок только для шариковых радиальных подшипников .

5.2 Допуски и посадки соединений с подшипниками качения

Посадки наружного кольца подшипника с корпусом осуществляются в системе вала, посадки внутреннего кольца с валом – в системе отверстия. Диаметры наружного и внутреннего колец подшипника приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия с определённой оговоркой, о чём будет сказано дальше.

В большинстве случаев, в частности при вращающемся вале, внутреннее кольцо подшипника монтируется на валу неподвижно. Для этого необходимо применять либо переходные посадки, либо посадки с натягом. Однако применение тех и других посадок исключено по следующим причинам:

Первые требуют дополнительного крепления (шпонки и т.д.), что усложнит конструкцию подшипника и неприемлемо по точности (неравномерные деформации кольца при закалке из-за концентраторов напряжений) или вообще конструктивно неосуществимо из-за недостаточной толщины кольца подшипника;

Вторые дают натяг, недопустимый по прочности внутреннего кольца подшипника.

Введение каких-либо специальных посадок с малыми натягами для подшипников качения экономически нецелесообразно. Поэтому поступают так: на вал назначается стандартное поле допуска для переходной посадки, а поле допуска внутреннего кольца подшипника опускается симметрично вниз относительно нулевой линии. Следовательно, у внутренних колец подшипников допуск размера задается в минус, а не в плюс, как это принято у обычных основных отверстий. Такая комбинация полей допусков обеспечивает натяги, допустимые по прочности внутреннего кольца, и гарантирует неподвижность соединения.

Рисунок 5.1 – Пример посадок шариковых радиальных подшипников

Таким образом, основные (верхние) отклонения обоих присоединительных диаметров подшипников качения приняты равными нулю (рисунок 5.1) и обозначаются прописной и строчной буквами L и l, соответственно для внутреннего и наружного колец подшипника.

Выбор посадки подшипника на вал и в корпус производится в зависимости от класса точности подшипника (рисунок 5.1), вида нагружения колец подшипника, режима его работы, от величины и характера нагрузки, скорости вращения и других факторов.

В зависимости от конструкции и условий эксплуатации изделия, в котором смонтированы подшипники, кольца подшипников могут испытывать различные по характеру виды нагружения: местное, циркуляционное и колебательное (рисунок 5.2).

При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную радиальную нагрузку (например, натяжение приводного ремня, силу тяжести конструкции) лишь ограниченным участком дорожки качения и передаёт её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса (рисунки 5.2 а и 5.2 б).

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения и передаёт её также последовательно всей посадочной поверхности вала или корпуса (рисунки 5.2 а и 5.2 б).

а ) б ) в ) г )

Рисунок 5.2 – Виды нагружения колец подшипников

При колебательном нагружении кольцо воспринимает равнодействующую двух радиальных нагрузок (одна – постоянная по направлению, а другая – меньшая по величине, вращается) ограниченным участком дорожки качения и передаёт её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса (рисунки 5.2 в и 5.2 г). Равнодействующая нагрузка в данном случае не совершает полного оборота, а колеблется между точками А и В.

В зависимости от вида нагружения колец радиальных подшипников установлены следующие поля допусков, образующих посадки (таблица 5.1).

Таблица 5.1 – Поля допусков валов и отверстий корпусов для установки радиальных подшипников

При вращающемся вале на внутреннее кольцо назначается неподвижная, а на наружное кольцо подвижная посадки. При неподвижном вале наоборот. Подшипник монтируется с зазором по тому кольцу, которое испытывает местное нагружение. Это устраняет заклинивание шариков и позволяет кольцу под действием толчков и вибраций постепенно поворачиваться по посадочной поверхности, что обеспечивает равномерный износ беговой дорожки и удлиняет срок службы подшипника.

Монтаж подшипника по посадке с натягом производится по кольцу, испытывающему циркуляционное нагружение, что исключает проскальзывание кольца по посадочной поверхности и устраняет возможность её истирания и развальцовывания.

Обозначение подшипниковых посадок имеет свои особенности. Как было показано ранее, для подшипников установлено специальное основное отклонение отверстия, не соответствующее основному отклонению по ГОСТ 25347-82. Оно обозначается прописной буквой L . С целью унификации основное отклонение наружного кольца подшипника обозначается строчной буквой l. Учитывая, что применение системы отверстия для соединения внутреннего кольца подшипника с валом и системы вала для соединения наружного кольца с корпусом является обязательным, принято на сборочных чертежах посадки колец подшипников обозначать одним полем допуска.

На сборочных чертежах посадка подшипника обозначается полем допуска детали, сопрягающейся с его соответствующим кольцом, например, – по наружному кольцу, – по внутреннему кольцу. Если известен класс точности подшипника, например 6, то поля допусков присоединительных диаметров подшипника будут иметь следующие условные обозначения : для наружного диаметра – l6, внутреннего диаметра– L6, а размеры для приведённого примера соответственно и В этом случае посадки по присоединительным диаметрам подшипника допускается обозначать в виде традиционной дроби: по наружному диаметру – , по внутреннему диаметру–

Контрольные вопросы и задания

1 Какие особенности назначения посадок подшипников качения?

2 Какие существуют виды нагружения колец подшипников?

3 Как зависят посадки от вида нагружения колец подшипников?

4 Как указываются посадки подшипников качения на чертежах?

Допуски и посадки

К атегория:

Слесарно-инструментальные работы

Калибры - измерительный инструмент особого рода

Среди множества измерительных средств имеется целая группа инструментов, которые изготовляются в инструментальном цехе. В эту группу входят калибры различного назначения и конструкций. Но каково бы назначение не имел калибр, каким бы своеобразием не отличалась его конструкция, он всегда будет надежным и самым удобным средством измерения в производстве взаимозаменяемых деталей.

Что же представляют собой калибры? Калибрами называются одномерные измерительные инструменты для контроля отклонений деталей от размеров, формы и взаимного расположения их поверхностей, но без определения числовой величины этих отклонений.

По форме измерительных поверхностей калибры могут быть разделены на калибры для элементных измерений и для комплексных измерений. Комплексные калибры еще называются лекалами или шаблонами.

Самую многочисленную группу среди элементных калибров составляют калибры для контроля отверстий. Они выполняются в виде:
а) пробок гладких полных; б) пробок листовых неполных и пробок неполных; в) штихмасов и нутромеров сферических и г) пробок конических.

Гладкие калибры-пробки полные бывают цельными, т. е. сделанными из одного куска металла, или составными. Пробки для отверстий диаметром от 1 до 50 мм делаются в виде конических вставок (пробок с коническими хвостовиками); для отверстий диаметром от 30 до 100 мм их изготовляют в виде цилиндрических несадок. По конструкции пробки делятся на односторонние или двусторонние. Односторонние пробки имеют одну коническую вставку или одну цилиндрическую насадку; двусторонние - две.

Непроходная пробка значительно короче проходной, что позволяет безошибочно определять, какой из них следует пользоваться при измерении.

Пробки гладкие листовые неполные и пробки неполные применяются для проверки отверстий больших диаметров. Измерительные поверхности этих пробок представляют часть цилиндра, равного по диаметру отверстию детали. Непроходные стороны калибров и в данном случае делаются короче проходных. Несмотря на то, что проходные стороны неполных калибров менее надежны (нарушается принцип подобия), все же благодаря меньшему весу они удобнее для измерения больших диаметров. Неполные калибры-пробки могут быть выполнены также и в виде калибров регулируемой конструкции.

Предельные штихмасы - это калибры, изготовленные в виде цилиндрических стержней, ограниченных шаровыми измерительными поверхностями, с радиусом значительно меньшим, чем у отверстия детали. На середину стержня такого калибра надевается рукоятка из пластмассы или дерева. Комплект предельных штих-масов состоит из двух калибров: проходного и непроходного, а для того, чтобы их было удобнее отличать друг от друга, на непроходном штихмасе делается одна кольцевая проточка, на контрольном - две; проходной штихмас проточек не имеет.

Для измерения диаметров валов применяются калибры-скобы. Они также могут быть жесткой или регулируемой конструкции.

Жесткие калибры-скобы изготовляются штампованными, литыми и листовыми. Любые из них по своему оформлению могут быть односторонними или двусторонними. Односторонними скобами можно измерять не только один, но и два предельных размера. Если односторонняя скоба служит для измерения двух предельных размеров, то ее измерительные плоскости располагаются одна за другой ступеньками, отделенными канавкой. Двусторонние скобы изготовляются диаметром до 100 мм. Губки непроходной стороны таких скоб скашиваются под углом 45° и этот скос облегчает ввод детали в калибр, а также позволяет легко отличить проходную сторону от непроходной.

Литые жесткие скобы очень похожи на скобы штампованные. Корпуса литых скоб изготовляются из ковкого чугуна и к ним привинчиваются вставные губки из инструментальной стали.

Регулируемые калибры-скобы получили такое название потому, что их размер может быть установлен (отрегулирован) в определенных пределах без слесарной пригонки. Расстояние между губками скобы такой конструкции регулируется винтами, расположенными на торцовых поверхностях губок, и фиксируется намертво винтами, расположенными на боковых плоскостях губок.

Рис. 1. Калибры-пробки полные

Рис. 2. Пробки листовые неполные:

Рис. 3. Комплект неполных калибров-пробок.

Рис. 4. Штихмас.

Установка регулируемых скоб ведется по калибрам или по блока концевых мер. После установки инструмента головки установочных’ винтов заливаются сургучом или мастикой и клеймятся клеймом: контролера.

Регулируемые скобы изготовляются для диаметров деталей дс 330 мм и могут применяться для детали любой точности, за не ключением 1 класса.

Измерения длины и высоты детали осуществляются калибрами, особой конструкции, которые носят название уступомеров, глубиномеров и высотоме ров, калибров пазов и скоб для длин.

При измерении уступомерами и подобными им инструментами в одном случае у измеряемой

поверхности должна быть световая щель (просвет), в другом случае ее быть не должно. Стороны подобных калибров называются большей и меньшей стороной.

Калибры для проверки конических поверхностей представляют собой такую конструкцию, в которой и проходная, и непроходная стороны объединены в одном калибре. Различают калибр-кольцо и калибр-пробку. При измерении калибром-кольцом торец годной детали обязательно должен лежать между плоскостями А и Б; при измерении пробкой - между рисками В и Г. Следует подчеркнуть, что такими калибрами можно определить только отклонения конуса по диаметру, но не его отклонения в величине конусности. Конусность детали может быть проверена этими же калибрами на краску.

Характерная особенность комплексных калибров состоит в том, что они контролируют одновременно весь профиль детали в то время, как элементные калибры могут проверять его только по частям. Несмотря на то, что различных конструкций комплексных и профильных калибров очень много, их можно разделить на отдельные виды. Согласно ГОСТ данная группа калибров делится на калибры шлицевые, калибры для проверки перпендикулярности и параллельности, калибры для проверки симметричности и, наконец, калибры профильные.

Рис. 5. Калибры для конических поверхностей.

Контроль поверхности профильными калибрами основан на принципе определения величины «световой щели» между деталью и калибром. Процесс проверки состоит в том, что измерительный профиль калибра прикладывается к профилю детали и по наличию и величине просветов судят о ее годности.

Профильные и комплексные калибры составляют основную мас-специального измерительного инструмента, изготовляемого в инструментальных цехах.

Гладкие предельные калибры различаются по наименованию, конструкции и по назначению.

По наименованию калибры делятся на:

− пробки.

По конструкции калибры бывают:

Жёсткие и регулируемые;

Цельные и составные;

Односторонние, двухсторонние и совмещённые.

По назначению калибры делятся на:

− рабочие;

− приёмные;

− контрольные.

Следовательно, контркалибры – только пробки:

– К-ПР – для скобы Р-ПР;

– К-НЕ – для скобы Р-НЕ;

– К-И – для изъятия из эксплуатации предельно изношенных скоб Р-ПР.

3.2 Допуски калибров

	–	допуск на изготовление калибров-пробок для отверстия;
H 1	–	допуск на изготовление калибров-скоб для вала;
H p	–	допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;
	–	отклонение середины поля допуска на изготовление пробки Р-ПР относительно наименьшего предельного размера отверстия;
	–	отклонение середины поля допуска на изготовление скобы Р-ПР относительно наибольшего предельного размера вала;
	–	допустимый выход размера изношенной пробки Р-ПР за границу поля допуска отверстия;
	–	допустимый выход размера изношенной скобы Р-ПР за границу поля допуска вала;
	–	величина для компенсации погрешности контроля калибрами отверстий с размерами свыше 180 мм;
	–	величина для компенсации погрешности контроля калибрами валов с размерами свыше 180 мм.

3.3 Схемы расположения полей допусков калибров

3.4 Расчёт исполнительных размеров калибров

Исполнительными размерами калибров называются размеры, по которым изготовляются калибры.

Приведём основные расчётные формулы для определения размеров калибров.

Наибольший размер новой проходной пробки:

Наименьший размер изношенной проходной пробки

Наибольший размер непроходной пробки

Наименьший размер проходной новой скобы

Наибольший размер изношенной проходной скобы

Наименьший размер непроходной скобы

Наибольшие размеры контрольных калибров:

; ;

Рассмотрим пример расчёта исполнительных размеров калибров для контроля деталей соединения .

EI = 0; ES =+ 30мкм; ei = – 29 мкм; es = – 10 мкм;

H = H 1 = 5 мкм; H P = 2 мкм; Z = Z 1 = 4 мкм;

Y = Y 1 = 3 мкм; a = a 1 = 0.

Построим схему расположения полей допусков калибров (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Схема к расчёту размеров калибро в

Рабочие калибры-пробки для отверстия :

Исполнительные размеры калибров-пробок:

; ; .

Рабочие калибры-скобы для вала :

Исполнительные размеры калибров-скоб:

; ; .

Контрольные калибры:

Исполнительные размеры контрольных калибров:

К – ПР = 59,987 –0,002 ; К – И = 59,994 –0,002 ; К – НЕ = 59,972 –0,002 .

1 Что такое гладкий предельный калибр?

2 Какие виды гладких калибров применяются на производстве?

3 Чем отличаются контрольные калибры от рабочих калибров?

4 В каких условиях производства применяется контроль калибрами?

5 В каких условиях производства применяется контроль универсальными измерительными инструментами?

4 Допуски и посадки

призматических шпоночных соединений

Рисунок 4.1 – Поля допусков шпоночных соединений

Рисунок 4.2 – Пример указания посадок шпоночного соединения на чертежах

Контрольные вопросы и задания

1 В каких случаях и для чего применяются шпоночные соединения?

2 Применяются ли шпоночные соединения при переходных посадках?

3 В какой системе назначаются посадки шпоночных соединений?

4 Как осуществляется контроль размеров шпоночных пазов?

5 Допуски и посадки подшипников качения

5.1 Классы точности подшипников качения

Точность размеров присоединительных поверхностей;

Точность формы и расположения поверхностей колец и шероховатость их поверхностей;

Точность формы и размеров тел качения и шероховатость их поверхностей;

Точность вращения, характеризуемая радиальным и торцовым биением дорожек качения и торцов колец.

− нормальный, 6, 5, 4, Т, 2 – для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников;

− 0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4, 2 – для роликовых конических подшипников;

− нормальный, 6, 5, 4, 2 – для упорных и радиально-упорных подшипников.

5.2 Допуски и посадки соединений с подшипниками качения

Вторые дают натяг, недопустимый по прочности внутреннего кольца подшипника.

Рисунок 5.1 – Пример посадок шариковых радиальных подшипников

а ) б ) в ) г )

Рисунок 5.2 – Виды нагружения колец подшипников

Таблица 5.1 – Поля допусков валов и отверстий корпусов для установки радиальных подшипников

На сборочных чертежах посадка подшипника обозначается полем допуска детали, сопрягающейся с его соответствующим кольцом, например, – по наружному кольцу, – по внутреннему кольцу. Если известен класс точности подшипника, например 6, то поля допусков присоединительных диаметров подшипника будут иметь следующие условные обозначения: для наружного диаметра – l6, внутреннего диаметра– L6, а размеры для приведённого примера соответственно и В этом случае посадки по присоединительным диаметрам подшипника допускается обозначать в виде традиционной дроби: по наружному диаметру – , по внутреннему диаметру–

Контрольные вопросы и задания

1 Какие особенности назначения посадок подшипников качения?

2 Какие существуют виды нагружения колец подшипников?

3 Как зависят посадки от вида нагружения колец подшипников?

4 Как указываются посадки подшипников качения на чертежах?

Допуски и посадки

Для проверки наружных диаметров деталей, изготовленных по допускам, пользуются предельными калибрами-скобами.

Предельные скобы

При измерении наружного диаметра детали (рис. 59) проходная сторона скобы должна легко находить на измеряемую деталь под собственным весом, а непроходная сторона - не должна находить на нее.

Рис. 59 Поверка наружного диаметра двусторонней предельной скобой

Если измеряемый валик проходит в большую сторону скобы, следовательно, его размер не превышает допустимого, а если нет - значит размер его слишком велик. Если же валик проходит также и в меньшую сторону скобы, то это значит, что его диаметр слишком мал, т. е. меньше допустимого - такой валик является браком.

Односторонние скобы

Рис 60. Односторонняя предельная скоба

Для измерения валов большого диаметра, вместо двусторонних скоб применяют односторонние (рис. 60), у которых обе пары измерительных поверхностей находятся одна за другой. Передними измерительными поверхностями такой скобы проверяют наибольший допускаемый диаметр детали, а задними - наименьший.

Эти скобы имеют меньшую массу и значительно ускоряют процесс контроля, так как для измерения достаточно один раз наложить скобу на проверяемую деталь.

Регулируемые скобы

Рис. 61. Регулируемая предельная скоба

На рис. 61 показана регулируемая предельная скоба. У этих скоб при их износе путем перестановки измерительных штифтов можно восстановить правильные размеры. Кроме того, их можно отрегулировать для заданных размеров и таким образом небольшим набором скоб проверять большое количество размеров.

Для перестановки на новый размер нужно ослабить стопорные винты 1 на левой губке, соответственно передвинуть измерительные штифты 2 и 3 и снова закрепить винты 1.

Описываемые инструменты не дают возможности узнать реальный геометрический параметр изделия. Они предназначены для того, чтобы определить, вышла или нет та либо иная деталь за пределы, которые указал для нее рабочий чертеж (составляется после того, как был проведен соответствующий расчет).

Другими словами, калибры устанавливают допуски на производство изделия.

Калибровочный инструмент бывает следующих видов:

"пробка";
"кольцо";
скоба.

Калибры принято подразделять на предельные и нормальные. Вторые из указанных содержат тот параметр, который требуется получить на конкретной детали. Ее годность устанавливают посредством вхождения в изделие калибра с определенным уровнем плотности.

Предельный же инструмент располагает двумя параметрами. Один из них равен максимальному размеру изделия, второй – минимальному. Такие размеры называют соответственно – проходным и непроходным (один конец инструмента обязан входить в проверяемую деталь, а другой – нет).

Чаще в наши дни используются предельные калибры. А нормальные обычно применяют как контрольные. Отметим, что проще эксплуатировать предельные калибры. Работа с нормальными инструментами требует от специалиста достаточно высокого уровня профессионализма, да и их расчет достаточно сложен.

Калибры, которые необходимы для контроля деталей, именуют рабочими. А те инструменты, с помощью коих осуществляется контроль резьбы калибрами, – контркалибрами (другое название – контрольные калибры). Существует несколько ГОСТ, содержащих требования по видам калибров, условиям их производства и нормам износа.

2 Калибры резьбовые по ГОСТ 2016–86

Указанный Государственный стандарт описывает технические требования к изготовлению резьбовых калибров (РК), применяемых для контроля цилиндрических внутренних и наружных резьб сечением 1–300 мм. В соответствии с ним главным документом для выпуска калибра является чертеж, подготовленный специалистами и утвержденный в принятом порядке.

Виды калибров по данному ГОСТ:

"пробка" и "кольцо" НЕ (профиль укороченный) и ПР (полный профиль);
проверочные РК-пробки с полным и укороченным профилем КНЕ-НЕ, КНЕ-ПР, КИ-НЕ, КПР-ПР, КПР-НЕ (используются для контроля резьбы калибрами, то есть являются контркалибрами).

Непроходные РК характеризуется следующими конструктивными особенностями:

"кольцо": на таком калибре по цилиндрической наружной поверхности в обязательном порядке выполняется проточка, он характеризуется меньшим количеством витков резьбы (если сравнивать их с этим показателем у проходных изделий);
"пробка": проточки нет, количество витков также меньше, чем на стандартных проходных калибрах.

Кроме того, непроходной инструмент имеет два или один цилиндрический поясок (так называемая вставка).

по ГОСТ 801 – ШХ-15;
по Госстандарту 5950 – 9ХС и Х;
по Госстандарту 1435 – У12А и У10А.

Рабочие поверхности РК типов "пробка" с сечением резьбы 1–100 мм и "кольцо" с сечением 6–100 мм, а также поверхности насадок и вставок, используемых для метрической резьбы, обязаны покрываться износостойким слоем (как правило, хромовым, которые защищает изделия от ). Разрешено выпускать контрольный инструмент без спецпокрытия (без ), когда речь идет об использовании их для проверки метрической резьбы с натягом.

ГОСТ регламентирует твердость поверхностей (рабочих) РК, она по HRC-шкале должна быть:

"пробка" сечением более 3 мм и "кольцо" более 1 мм – от 59 до 65;
"пробка" сечением до 3 мм и "кольцо" до 1 мм – 56 и более.

Твердость калибров со специальным слоем варьируется в пределах от 57 до 65.

Допуски и геометрические параметры рабочих РК оговариваются отдельно в следующих ГОСТ: 25096, 6357, 24834, 16093, 9562, 11709, 4608.

Величины шероховатости в соответствии с Государственным стандартом 2789 для контрольных калибров должны иметь показатель не более 0,2 мкм, для рабочих – не более 0,4 мкм. А для поверхности инструмента шероховатость принимается до 0,8 мкм (внутреннее сечение калибр типа "кольцо" и наружное типа "пробка").

3 Другие требования к РК по ГОСТ 2016

Инструменты типа "пробка" производятся с внутренним и наружным центром (сечение калибра менее 3 мм) и с внутренним центром (сечение более 3 мм).

Элементы контролирующих приспособлений с рабочими поверхностями обязательно проходят процедуру старения.

На вставках проходных РК для метрической резьбы с шагом выше 0,75 мм и сечением более 6 мм предусматривается наличие специальной грязевой канавки. Она прокладывается перед первым витком, при этом последующие витки такая канавка обязана пересекать параллельно вставке (ее оси).

Если шаг резьбы РК "кольцо" не превышает 1,5 мм, а вставки – 1 мм, на инструменте должна присутствовать фаска. В тех же случаях, когда кольца и вставки имеют больший шаг, ГОСТ требует, чтобы первые витки на них срезались, а затем и притуплялись.

На любом калибре в обязательном порядке должна иметься следующая информация:

обозначение допуска и самой резьбы;
товарный знак производителя;
назначение РК;
шифр "LH", когда изготавливаются инструменты с левой резьбой.

ГОСТ 2016–86 разрешает не указывать класс точности РК "кольцо" и "пробка" для резьб, соответствующих Госстандарту 6357 и ряду ОСТ (в частности, 1262 и 1261).

Консервация резьбовых калибров (при стандартных условиях она допускается сроком на 12 месяцев) выполняется по ГОСТ 9.014.

Хранятся описываемые инструменты в температурном интервале 10–35 градусов тепла в хорошо проветриваемых помещениях. В воздухе при этом не должно быть паров щелочей и кислот. Перевозка РК осуществляется в контейнерах либо в крытом транспорте любого вида.

4 Расчет резьбовых калибров и его особенности

Описываемый резьбовой инструмент проектируется на основании следующих начальных данных:

поля допусков резьбы, подвергаемой контролю;
длина свинчивания;
наружное номинальное сечение.

Все эти сведения имеются в обозначении стандартного соединения (гайка в качестве внутренней резьбы плюс винт или болт в качестве наружной).

Расчет метрической резьбы предусматривает необходимость установления номинального внутреннего и среднего сечения соединения. Для резьбы в форме трапеции (ГОСТ 1981 года 24737) кроме среднего диаметра также устанавливают такие диаметры:

гайки (внутренний и наружный);
винта (внутренний).

Непосредственно расчет после определения всех выше указанных данных схематично ведется следующим образом:

выбирается (по специальной табличке) вид РК;
по формулам для трапецеидальной и метрической резьбы высчитываются все требуемые диаметры (средний, наружный, внутренний), а также их допустимые отклонения;
результаты, которые установил расчет, проверяют на правильность исполнительных параметров (для резьбы в форме трапеции – по Госстандарту 18466, для метрической – по Госстандарту 18465).

После этого выбирают либо подсчитывают длину резьбы и делают чертеж, в котором указываются требования к:

виду термической обработки;
используемому материалу;
расположению и форме поверхностей;
точности геометрических параметров;
показателю шероховатости.

Чертеж делать обязательно, без него расчет считается невыполненным.

Затем следует уточнить дополнительные требования к симметричности РК, углам их наклона, точности шагов и некоторым другим параметрам. Конкретная же конструкция калибров формы "пробка" и "кольцо" подбирается по виду резьбового инструмента (чертеж, конечно же, отражает выбранную конструкцию). На этом расчет считается оконченным.

В настоящее время вручную расчет калибров практически нигде не производится. За человека все делают умные программы, которые несложно найти в интернете на специализированных сайтах. Мы не будем давать ссылки на такие проекты, которые помогают осуществить точный расчет РК, так как вы сами можете найти их за пару кликов.

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.