Допуски калибров

Назначение и классификация калибров

Контроль гладких цилиндрических деталей калибрами

Калибры – это бесшкальные инструменты, предназначенные для контроля годности деталей. Они применяются главным образом в условиях крупносерийного и массового производств, где на каждом рабочем месте в течение длительного времени выполняются одни и те же технологические операции. В этих условиях важно знать не действительный размер детали после каждой операции (каждый станок предварительно настраивается на получение заданного размера), а находится ли заданный размер детали на выполняемой операции в пределах поля допуска, т. е. является ли деталь годной. Калибрами проверяется годность деталей с допусками от IT6 до IT17. Калибрами проверяют годность гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей.

Калибры для контроля размеров отверстий называются калибрами –пробками, а для контроля валов – калибрами – скобами. В комплект входят два предельных калибра: проходного ПР и непроходного НЕ. Проходным калибром проверяют предельный размер детали (втулки или вала), соответствующий максимуму материала проверяемого объекта. Непроходным калибром проверяют предельный размер, соответствующий минимуму материала контролируемого объекта. Схема контроля валов и втулок калибрами приведена на рис. 4.6.

Номинальным размером проходного калибра – пробки является наименьший размер отверстия, а для калибра – скобы наибольший размер вала. Номинальным размером непроходного калибра – пробки является наибольший размер отверстия, а непроходного калибра – скобы наименьший размер вала. В процессе контроля деталь считается годной, если проходной калибр (ПР) под действием силы тяжести или силы, примерно равной, ей проходит, а непроходной калибр не проходит по контролируемой поверхности детали. Если при контроле окажется, что проходной калибр не проходит, то деталь является бракованной, но это брак исправимый. Если по контролируемой поверхности детали проходит непроходной калибр, то брак неисправимый. В первом случае есть слой металла, снятием которого можно достичь требуемого размера, во втором случае – такого слоя металла нет и получить размер в пределах заданного уже невозможно. Таким образом, калибры являются контрольными инструментами, которые предназначены не для определения числового значения размера, а определения находится ли заданный размер в пределах поля допуска этого размера.

В настоящее время применяются в производстве один тип калибров – рабочие калибры (ПР и НЕ). Они предназначены для контроля размеров деталей в процессе их изготовления. Ими пользуются рабочие, занимающиеся изготовлением деталей и контролеры ОТК завода – изготовителя. Причем приемщики ОТК используют частично изношенные рабочие калибры проходные (ПР) и новые калибры непроходные (НЕ).

Рис. 4.6. Схема контроля гладких цилиндрических деталей калибрами

Раньше в системе ГОСТ существовали приемные калибры (проходной П–ПР и непроходной П – НЕ). В системах ISO и СЭВ таких калибров нет. Они могут быть введены отраслевыми стандартами. Приемные калибры специально не изготавливаются. Ими могут быть изношенные (до определенного уровня) рабочие проходные калибры и новые рабочие непроходные. Это позволяет избежать браковки деталей калибрами контролера.

Для установки регулируемых калибров – скоб и и контроля нерегулируемых калибров – скоб применяют контрольные калибры. Контрольные калибры К – И являются непроходными и служат для изъятия из эксплуатации изношенных проходных рабочих скоб.

Несмотря на малую величину допуска контрольных калибров, они искажают установленные допуски на изготовление и износ рабочих калибров, поэтому контрольные калибры по возможности применять не следует. Вместо контрольных калибров целесообразнее применять концевые меры длины (особенно в мелкосерийном производстве) или использовать универсальные измерительные приборы. Валы и отверстия с допуском IТ5 и выше калибрами контролировать не рекомендуется, так как поля допусков изготавливаемой и детали и калибра при этом соизмеримы, что вносит существенную погрешность в процесс контроля. Детали с такими допусками следует проверять универсальными измерительными средствами. Аналогичным образом поступают и с деталями 6-го и 7-го квалитетов, когда необходимо знать их точность в разных сечениях, а также когда предъявляются высокие требования к точности формы деталей.

Для повышения износостойкости, а значит и долговечности, калибры – пробки и калибры – скобы изготавливают из твердосплавных материалов. По сравнению со стальными калибрами износостойкость твердосплавных повы- шается в 50 – 150 раз, а по сравнению с хромированными в 25 – 40 раз. При этом стоимость калибров возрастает в 3 – 5 раз. Калибры должны иметь высокую жесткость при малой их массе. Особенно существенно это требование к калибрам – скобам больших размеров.

Калибры – скобы двух вариантов: односторонние двухпредельные (см. рис. 4.6) и регулируемые скобы. Наиболее широкое применение в машиностроении нашли односторонние двухпредельные скобы, поскольку они имею более высокую жесткость и позволяют контролировать валы с высокой точностью. Регулируемые скобы позволяют компенсировать износ калибров и использовать одну и ту же скобу для контроля нескольких размеров валов. Однако, наличие механизма регулирования в скобе снижает ее жесткость, поэтому точность измерения такими скобами невысока. В связи с этим, регулируемые скобы, чаще всего, применяют для контроля валов 8-го и более грубых квалитетов.

При конструировании предельных калибров для контроля гладких цилиндрических, резьбовых и других деталей используется принцип подобия (принцип Тейлора). Сущность этого принципа заключается в следующем. Проходные калибры по своей форме должны являться прототипом сопрягаемой детали (для валов иметь форму колец) с длиной, равной длине соединения, и контролировать размеры по всей длине соединения с учетом возможных погрешностей формы деталей. Непроходные калибры должны иметь минимальную измерительную длину и контакт, приближающийся к точечному, что позволяет контролировать только собственно размер детали.

Предельные калибры дают возможность контролировать одновременно все связанные размеры и отклонения формы детали и проверять, находятся ли отклонения размеров и формы поверхностей деталей в поле допуска. По этим результатам и дают заключение о годности детали.

Основные типы калибров – пробок для контроля отверстий приведены на рис. 4.7.

По ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ 157-75) на гладкие калибры установлены следующие допуски калибров на изготовление: Н – рабочих калибров – пробок для контроля отверстий (Hs – тех же калибров, но со сферическими измерительными поверхностями); Н₁ – калибров – скоб для контроля валов; H_p – контрольных калибров для проверки рабочих калибров – скоб. В квалитетах IT 6, IT8 – IT10 включительно допуски калибров – скоб примерно на 50% больше допусков калибров – пробок. Это объясняется большей сложностью изготовления скоб, чем пробок. В квалитетах IT7, IT11 и грубее допуски калибров – пробок и калибров – скоб равны (Н = Н₁). Допуски Н_р для всех видов контрольных калибров одинаковы (рис. 4.8).

На все виды калибров устанавливаются допуски на отклонение формы и шероховатость измерительных поверхностей. Допуски на точность размеров и формы калибров увеличиваются с увеличением номера квалитета контролируемой детали.

Рис. 4.7. Основные типы калибров – пробок для контроля отверстий

Для проходных калибров, которые в процессе работы изнашиваются, кроме допуска на изготовление предусматривается допуск на их износ. Для всех размеров от 1 до 500 мм износ проходных калибров (ПР) с допуском до IT8 включительно может выходить за границы поля допуска контролируемой детали на величину Y для калибров – пробок и величину Y₁ для калибров – скоб. Для проходных калибров (ПР), предназначенных для контроля деталей с полем допуска от IT9 до IT17износ ограничивается проходным пределом, то есть Y = 0 и Y₁ = 0. В общем случае поле допуска на износ калибра отражает среднюю, возможную величину его износа.

У всех проходных калибров поля допусков на изготовление (Н, Нs, Н₁) смещены во внутрь поля допуска детали на величину Z для калибров –пробок и Z₁ – для калибров – скоб. Это делается для того, чтобы обеспечить, так называемую зону безопасности контроля, т. е. гарантированное нахождение контролируемого калибром размера в пределах заданного поля допуска.

При номинальных размерах более 180 мм поле допуска непроходного калибра также смещается во внутрь поля допуска контролируемой детали на величину α для калибров – пробок и α₁ – калибров – скоб. Этим самым также создается зона безопасности контроля. Зоны безопасности α и α₁ вводится для компенсации неизбежных погрешностей, возникающих при контроле калибрами. Для калибров размером до 180 мм α = 0 и α₁ = 0, т. е. поле допуска калибра НЕ (пробки и скобы) симметрично верхнему отклонению детали.

Рис. 4.8. Схемы расположения полей допусков калибров:

а – для отверстий (пробок); б – для валов (скоб).

Смещение полей допусков калибров во внутрь поля допуска детали устраняет возможность искажения характера посадки и гарантирует получение размера годных деталей в пределах установленных полей допусков деталей.

Дата добавления: 2014-01-07