Контроль деталей гладкими предельными калибрами. Назначение и типы калибров Предельные гладкие калибры

Контроль деталей в машиностроении производится универсальными измерительными инструментами, приборами и предельными калибрами. Ознакомление с наи­более распространенными инструментами и приборами состоится при выполнении практических и лабо­раторных работ, поэтому подробно рассмотрим лишь контроль деталей предельными калибрами.

Детали с допуском 6 … 18 квалитетов проверяют предельны­ми калибрами чаще всего в условиях массового и крупносерийного производств. С помощью предельных калибров определяется не абсолют­ное значение размера детали, а её годность, то есть выходит или не вы­ходит действительный размер детали за установленные предельные размеры.

Таким обра­зом, предельный калибр – бесшкальный измерительный инструмент, служащий для проверки годности деталей по предельным размерам.

В комплект предельных калибров для контроля гладких цилиндри­ческих деталей входят:

Проходной калибр (ПР) для проверки проходного предела (макси­мум материала детали);

Непроходной калибр (НЕ) для проверки непроходного предела (минимум материала детали).

Деталь считается годной, если проходной калибр под действием силы тяжести или примерно равной ей проходит, а непроходной калибр не проходит по контролируемой поверхности детали. В этом случае действительный размер детали находится между заданными предельными размерами (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Схема контроля деталей предельными калибрами

Если проходной калибр не проходит, исправимый брак; если непроходной калибр проходит, брак неисправимый. Брак – явление чрезвычайное. При контроле проходные калибры, как правило, проходят, а непроходные калибры не проходят. Поэтому проходные калибры изнашиваются, а непроходные практически не изнашиваются. По этой же причине нет необходимости делать непроходные калибры с большой длиной рабочей поверхности, расходуя дорогостоящий ин­струментальный материал. А проходные калибры по сравнению с непроходными делают с большей длиной рабочей поверхности, чтобы исключить перекос и заедание при контроле и обеспечить надёжное направление калибра по про­веряемой поверхности. При контроле малых размеров вес калибра может оказаться недостаточным для его свободного прохождения. Для больших размеров наоборот стремятся ограничить влияние веса калибра на качество контроля, вводя в конструкцию калибра элементы облегчения его веса. Калибры должны иметь наибольшую жёсткость при наименьшем весе, что особенно важно для больших скоб.

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.

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

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

Похожая информация.

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.

Калибр-пробка гладкая – это устройство для контроля размеров цилиндрических отверстий, применяется в серийном, крупносерийном и массовом производстве. При проверке деталь считается годной, если пробка проходит стороной и не проходит непроходным краем через контролируемое отверстие. Усилие, прилагаемое к калибру, должно быть примерно пропорционально его массе.

Специальное средство контроля одного или нескольких размеров, а также формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей называется калибром. Их главное отличие от универсальных измерительных инструментов состоит в том, что калибры не имеют шкалы, так как предназначены для контроля одного параметра или их комплекса. Например, с помощью штангенциркуля или микрометра можно измерить фактический диаметр вала и сравнить с указанным на чертеже. Именно так и поступают при единичном или мелкосерийном производстве.

Но в обстоятельствах серийного и массового производства это экономически нецелесообразно, потому что при измерении универсальными средствами, когда необходима точность порядка сотых и тысячных долей миллиметра, результаты контроля зависят от квалификации работника. Высокое мастерство подразумевает соответствующую зарплату, увеличиваются затраты времени на процесс контроля. Эти факторы увеличивают стоимость продукции.

Достоинства калибров:

• простота применения позволяет использовать рабочих и контролеров невысокой квалификации;
• быстрота контроля;
• возможность одновременной проверки нескольких параметров.

Недостатки:

• ограниченная применимость;
• невозможность определить числовые отклонения размеров.

Внедрение автоматизации и компьютеров постепенно сокращает применение этих средств контроля в машиностроении.

Виды приборов

Существуют следующие виды калибров:

Представляют собой стержень, на обоих концах которого расположены цилиндрические элементы. Один из них имеет наибольший предельный размер отверстия и называется непроходной пробкой (НЕ), а второй наименьший и зовется проходной (ПР). Непроходная пробка заметно короче проходной, благодаря чему рабочий или контролер быстро и правильно определяет пригодность деталей.

Гладкие калибры-пробки изготовляют составными, ручки стальные или пластмассовые, в которых крепятся вставки с коническими хвостовиками или цилиндрические насадки. Для проверки отверстий в интервале от 2 до 50 мм изготавливаются конические хвостовики, а для отверстий в границах 30-100 мм – цилиндрические насадки. Если вставка только с одной стороны ручки, то такие калибры-пробки называются односторонними.

Применяются для контроля диаметров валов, по конструкции бывают односторонние и двухсторонние. так же, как и в случае с пробками, скоба ПР должна проходить, а скоба НЕ должна не проходить по валу. Иначе вал считается негодным, причем брак будет исправимым, только в том случае, если для достижения нужного результата потребуется снять лишний металл.

Применяя скобы, их ни при каких обстоятельствах нельзя силой заталкивать на вал, так как скоба может «раскрыться» и увеличить расстояние между измерительными поверхностями по причине податливости, обусловленной ее конструкцией. Чтобы не допустить этого, следует надевать скобу на горизонтально расположенный вал только под действием ее собственного веса. При этом вал еще и вращают, что позволяет заодно проконтролировать отклонения от круглого профиля в поперечном сечении.

Скобы бывают для проверки только одного размера (их называют жесткими) и регулируемые, которые позволяют контролировать определенный диапазон диаметров валов. Регулируемые части изготавливают из твердых сплавов, что способствует существенному увеличению их срока службы.

Это наборы стальных пластин толщиной от 0,02 до 1 мм и длиной 100 или 200 мм. Их используют для контроля величины зазора между поверхностями при сборке различных механизмов. При этом в зазор вставляют один или несколько щупов в наборе, чтобы подобрать нужную величину.

Пользуясь щупами, важно соблюдать определенные правила:

Служат для контроля конических поверхностей, например, конусов инструментов. С помощью калибра-кольца проверяется годность наружных поверхностей, а пробкой – пригодность внутренних. Деталь считается годной, если ее торец находится в зоне между рисками или между плоскостями уступа. Это расстояние равно допуску.

Калибры для проверки расположения поверхностей

Могут быть самых разных конструкций. С их помощью контролируют:

Измерительные элементы этого вида калибров располагаются таким образом, чтобы воспроизвести конфигурацию поверхностей сопрягаемых деталей.

Применяют для комплексной проверки среднего диаметра, угла профиля, а также наибольшего внутреннего диаметра наружной резьбы или наименьшего внешнего диаметра внутренней резьбы. С помощью этих устройств проверяют метрические, дюймовые, трапецеидальные, упорные и круглые резьбы диаметром от 1 до 600 мм.

Контрольный комплект состоит из рабочих проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров , а также из контрольных, которые служат для проверки рабочих калибров-колец и пробок.

Проходные калибры должны свободно свинчиваться с контролируемой резьбой, а непроходные не должны свинчиваться с ней. Допускается навинчивание непроходных калибров до 2 оборотов, при этом количество оборотов определяют при развинчивании калибра и контролируемого изделия. Если резьба проверяемой детали короткая (менее 3 витков), то навинчивание непроходного калибра не допускается.

Резьбовой калибр ПР имеет длину порядка 80% от длины свинчивания, то есть длины соприкосновения резьбы болта и гайки, измеренной вдоль их оси.

У непроходного - длина не меньше 3 витков.

Требования к изготовлению и эксплуатации

Ко всем калибрам независимо от их назначения и вида предъявляются следующие условия:

Так как калибры – это дорогостоящий и ответственный инструмент, то рекомендуется строго соблюдать определенные правила при работе с ними:

• ни в коем случае не прикладывать к калибру силу или подвергать ударам;
• контролируемые поверхности должны быть чистыми, сухими и без заусенцев;
• при проверке детали вращать ее запрещено;
• нельзя проводить контроль горячих или теплых изделий, так как при этом изменяются их размеры и быстрее изнашиваются калибры;
• строго соблюдать сроки контрольных поверок.

При хранении рабочие поверхности калибров не должны контактировать с металлическими предметами.

Контроль гладких цилиндрических изделий типа валов и втулок в массовом и крупносерийным производстве производится с помощью предельных калибров (для изделий с размерами от 1 до 360 мм).

Калибры предназначены для определения годности деталей с допуском от IT6 … IT17.

Калибрами проверяют размеры гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей, глубин и высот выступов, а также расположение поверхностей и другие параметры.

Для контроля валов используют калибры скобы, для отверстий – калибры пробки.

С помощью калибров определить действительный размер детали нельзя. С их помощью выясняют, выходит ли проверяемый размер за верхний или нижний предел, либо находится между ними.

Для контроля используют комплект калибров : проходной (ПР) и непроходной (НЕ).

По назначению калибры делятся:

- рабочие – используются контролерами или рабочими при контроле деталей в процессе их изготовления (ПР и НЕ ).

- контрольные – при контроле рабочих калибров в процессе их изготовления (К-ПР и К-НЕ ), и эксплуатации (К-И износа). Изготавливаются только для скоб в виде колец. Для пробок не изготавливаются (сложная конфигурация, высокая точность). К-И – контролируют предельный износ проходного калибра.

Правила использования калибров

Деталь считается годной , если проходной калибр (проходная сторона калибра) под действием собственного веса или усилия, примерно равного ему, проходит, а непроходной калибр не проходит по контролируемой поверхности детали.

Если ПР калибр не проходит – исправимый брак; НЕ проходит – неисправимый брак.

Конструкции калибров

Калибры-пробки

Калибры-скобы

Применяются жесткие и регулируемые скобы. Регулируемые скобы можно настраивать на разные размеры (до 330мм), что позволяет компенсировать износ и использовать одну скобу для контроля размеров, лежащих в определённом интервале. Используются для контроля размеров 8 квалитета и грубее. Менее точные и менее надежные по сравнению с жесткими.

КОНТРОЛЬ ДЕТАЛЕЙ ГЛАДКИМИ КАЛИБРАМИ

Для выполнения операций технического контроля, особенно в массовом и крупносерийном производстве, рабочие и контролеры отделов технического контроля (ОТК) широко используют калибры.

Калибр – средство контроля, воспроизводящее геометрические параметры элементов изделия, определяемые заданными предельными линиями или угловыми размерами, и контактирующее с элементами изделия по поверхностям, линиям или точкам. Под элементом изделия понимается

конструктивно- законченная часть изделия. Например: вал, отверстие, паз, выступ, резьба и т.д..

Калибры – это специальная технологическая оснастка, предназначенная для оценки годности деталей и изделий машиностроения (допусковый контроль). Контроль калибрами имеет выше производительность, чем измерение действительных размеров деталей измерительными средствами. Однако проектирование и изготовление калибров экономически выгодно в крупносерийном и массовом производстве.

С помощью калибров ведется рассортировка деталей на годные и негодные (брак). Калибры не определяют числовое значение (действительный размер) контролируемого параметра, а лишь устанавливают входит ли элемент изделия в границы предельных размеров. Различают исправимый брак, когда валы выполнены с завышенными размерами, а отверстия − с заниженными, и неисправимый брак, когда размеры валов занижены, а размеры отверстия − завышены.

Контроль калибрами ведет к определенному ужесточению допуска на изготовление детали по сравнению с табличной величиной .

Применяются калибры для контроля гладких цилиндрических поверхностей, для конусных, резьбовых, шпоночных и шлицевых поверхностей, а также для контроля расположения поверхностей.

Различают калибры нормальные и предельные.

Нормальный калибр – калибр, воспроизводящий заданный линейный или угловой размер и форму сопрягаемой с ним поверхности контролируемого элемента изделия, т.е. имеют только проходную сторону.

Нормальные калибры (шаблоны, калибры расположения) используют для контроля деталей со сложным профилем поверхностей. О годности детали судят по величине зазора между ее контуром и нормальным калибром на равномерность просвета или под щуп.

Предельный калибр – калибр, воспроизводящий проходной и непроходной пределы геометрических параметров изделия, т.е. эти калибры имеют проходную (ПР ) и непроходную (НЕ ) стороны. К предельным калибрам относятся гладкие калибры для контроля валов и отверстий, резьбовые калибры и другие.

По назначению калибры разделяют на:

- рабочие калибры, предназначенные для проверки размеров деталей рабочими и контролерами ОТК;

- приемочные калибры − обычно это изношенные рабочие калибры (их размеры в пределах допуска на износ), используют их представители заказчика;

- контрольные калибры (контркалибры) используются для проверки размеров рабочих и приемочных калибров и для установки размера регулируемой скобы

Для контроля наружных (охватываемых) поверхностей валов применяют калибры-скобы, а для контроля внутренних (охватывающих) поверхностей отверстий – калибры-пробки.

Калибры – скобы могут быть регулируемые и нерегулируемые. Регулируемые калибры–скобы допускают переналадку на другой размер (за счет подвижной вставки) или восстановление размера проходной стороны по мере ее износа. Нерегулируемые скобы применяют более широко, так как имеют жесткую конструкцию, дешевле и проще в производстве.

8.2. РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ
ГЛАДКИХ КАЛИБРОВ

Исполнительным размером калибра является размер, по которому изготавливается новый калибр. Допуски на изготовление калибра задаются «в тело» калибра в виде одностороннего отклонения: положительного для скобы и отрицательного для пробки. Номинальными размерами проходных калибров ПР и непроходных НЕ служат соответственно предельные размеры детали.

Номинальный размер проходного калибра ПР соответствует максимуму материала проверяемого объекта, т.е. для вала – наибольшему предельному размеру, а для отверстия – наименьшему предельному размеру.

Номинальный размер непроходного калибра НЕ соответствует минимуму материала проверяемого объекта, т.е. для вала − наименьшему предельному размеру, а для отверстия – наибольшему предельному размеру.

Допуски на изготовление и износ гладких калибров заданы в ГОСТ 24853 «Калибры гладкие для размеров до 500мм. Допуски». Приняты условные обозначения полей допусков Н − для пробок и Н 1 − для скоб. Значение допуска калибра зависит от номинального размера детали и квалитета контролируемого размера (табл.8. 1). Схемы расположения полей допусков калибров-пробок даны на рис. 8.1.

У всех проходных калибров поля допусков (H и Н 1 ) сдвинуты внутрь поля допуска детали на величину Z − для калибров-пробок и Z 1 − для калибров-скоб. Для номинальных размеров свыше 180 мм поле допуска непроходного калибра.

Т а б л и ц а 8.1

Допуски и отклонения гладких калибров и

контркалибров, мкм (по ГОСТ 24853-81)

Квалитет	Обозначение	Интервалы номиналов контролируемых размеров, мм	Допуски формы пробки
Св. 3 до 6	6…	10…	18…	30…	50…	80…	120…	180…	250…
	Z	1,5	1,5			2,5	2,5					IT1
Y			1,5	1,5
a,a 1
Z 1			2,5		3,5
Y 1	1,5	1,5
H	1,5	1,5		2,5	2,5
H 1	2,5	2,5
H p			1,2	1,5	1,5		2,5	3,5	4,5
	Z,Z 1			2,5		3,5						IT2
Y,Y 1	1,5	1,5
a,a 1
H,H 1	2,5	2,5
H p			1,2	1,5	1,5		2,5	3,5	4,5
	Z,Z 1											IT2
Y,Y 1
a,a 1
H	2,5	2,5
H 1
H p	1,5	1,5			2,5
9*	Z,Z 1											IT2
a,a 1
H	2,5	2,5
H 1
H p	1,5	1,5		2,5	2,5
10*	Z,Z 1											IT2
a,a 1
H	2,5	2,5
H 1
H p	1,5	1,5		2,5	2,5
11*	Z,Z 1											IT4
a,a 1
H,H 1
H p	1,5	1,5		2,5	2,5
12*	Z,Z 1											IT4
a,a 1
H,H 1
H p	1,5	1,5		2,5	2,5

П р и м е ч а н и е:Для квалитетов, отмеченных (*) для всех интервалов размеровY =Y 1 =0.

Рис. 8.1. Схемы расположения полей допусков калибров–пробок для контроля отверстий:

а −до 180 мм, квалитеты 6…8; б −свыше180 мм, квалитеты 6…8;

в −до 180 мм, квалитеты 9…17; г −свыше180 мм, квалитеты 9…17

Рис. 8..3. Схемы расположения полей допусков калибров-скоб

для контроля валов квалитетов 9…17: а −до 180 мм; б −свыше 180 мм

также смещается внутрь поля допуска детали на величину a − для пробок и a 1 − для скоб. Для размеров до 180 мм a = a 1 = 0.

Для проходных калибров предусматривается допуск на износ, который отражает средневероятный износ калибра. Для калибров до 8 квалитета допуск на износ выходит за границу поля допуска детали на величину Y − для пробок и Y 1 − для скоб. Для калибров более грубых квалитетов (9...17) износ ограничивается проходным пределом, т.е. Y = Y 1 =0 . Эксплуатация калибра возможна в пределах границы износа. Этими калибрами пользуются представители заказчика и их называют приемочными калибрами .

При эксплуатации калибров-скоб контроль их годности осуществляется с помощью контркалибров, по форме соответствующих валу. Контркалибры имеют допуски на изготовление Нр , которые располагаются симметрично относительно середины полей допусков калибров на изготовление и границы износа. Схемы расположения полей допусков калибров-скоб даны на рис. 8..2 и 8.3). Контркалибры изготавливаются в виде шайб в комплекте из 3-х штук, так как проверяют проходную сторону рабочего калибра (К-ПР ), износ проходной стороны (К-И) и непроходную сторону (К-НЕ ).

Контрольные калибры целесообразно изготавливать только на специализированных предприятиях, выпускающих скобы большими партиями. В остальных случаях контроль скоб выполняется блоками из концевых мер длины.

Исполнительные размеры калибров согласно соответствующей схеме

расположения полей допусков подсчитываются по формулам табл. 8.2.

Т а б л и ц а 8. 2

Формулы для расчета
предельных и исполнительных размеров калибров

	до 180 мм	свыше 180 мм
Пробки	(рис.8.1,а ;8.1,в = (D m i n + Z + H/ 2) ПР min = (D m i n + Z − H/ 2) ПР изн = (D m i n − Y) НЕ max = (D m a x + H/ 2) НE min = (D m a x − H/ 2) исполнительные размеры (d ) 1 ПР = (D min + Z + H/ 2) - H НЕ = (D max + H/ 2) - H	(рис. 8.1,б ;8.1,г ) предельные размеры ПР max = (D m i n + Z + H/ 2) ПР m i n = (D m i n + Z − H/ 2) ПР изн = (D m i n − Y + a) НЕ max = (D max −a + H/ 2) НE m i n = (D max − a− H/ 2) исполнительные размеры (d ) 1 ПР = (D m i n + Z + H/ 2) - H НЕ = (D max −a + H/ 2) - H
Скобы	(рис.8.2,а ;8.3,а ) предельные размеры ПР max = (d max - Z 1 + H 1 /2) ПР m i n = (d max - Z 1 - H 1 /2) ПР изн = (d max + Y 1 ) НЕ max = (d m i n + H 1 /2) НEmin = (d m i n − H 1 /2) исполнительные размеры (D ) 1 ПР = (d max − Z 1 −H 1 /2) + H 1 НЕ = (d m i n – H 1 /2) + H 1	(рис. 8.2,б ;8.3,б ) предельные размеры ПР max = (d max − Z 1 + H 1 /2) ПР m i n = (d max − Z 1 − H 1 /2) ПР изн = (d max + Y 1 −a 1 ) НЕ max = (d m i n + a 1 + H 1 /2) НE m i n = (d m i n + a 1 − H 1 /2) исполнительные размеры (D ) 1 ПР = (d max − Z 1 − H 1 /2) + H 1 НЕ = (d m i n + a 1 − H 1 /2) + H 1
Контр- калибры	(рис.8.2,а ;8.3,а ) исполнительные размеры (d ) К-И =(d max +Y 1 +H R /2) - Н р К-ПР = (d max – Z 1 + H R /2) - Н р К-НЕ = (d m i n + H R / 2) - Н р	(рис. 8.2,б ;8.3,б ) исполнительные размеры (d ) К-И = (d max +Y 1 −a 1 +H R / 2) - Н р К-ПР = (d max – Z 1 +H R / 2) - Н р К-НЕ = (d m i n + a 1 +H R / 2) - Н р

П р и м е ч а н и е: Исполнительные размеры на рис. 2.1….2.8.

Исполнительные размеры калибров следует округлять: для изделий 6...14 квалитетов и всех контркалибров − до 0,5мкм в сторону сокращения производственного допуска, величина допуска калибра и контркалибра сохраняется; для изделий 15...17 квалитетов − округлять до 1 мкм.