Лекция № 4 «Расчет и конструирование калибров для контроля деталей гладких соединений»

Цель занятия: ознакомиться с конструкциями калибров, правилами конструирования и расчета гладких калибров.

Рассмотрим два понятия: «измерение» и «контроль».

Измерение – это нахождение числового значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (например, универс. измерит. средств).

Контроль – это проверка соответствия показателей качества продукции установленным требованиям, т.е. определение того, находится ли значение контролируемой физической величины между предельными ее значениями или вне их, исключая процесс измерения.

Калибры – бесшкальные контрольные инструменты, которые позволяют осуществлять контроль детали, исключая процесс измерения.

Каждый из видов измерительных средств имеет свои конкретные области применения:

- калибры применяются для контроля размеров деталей 6– го – 17– го квалитетов при известных номинальных размерах в пределах 1…500 мм.

Классификация калибров.

По виду контролируемых изделий и параметров:

- гладкие для цилиндрических изделий;

- резьбовые;

- шлицевые;

и др.

По числу единовременно контролируемых элементов:

- элементные – для контроля отдельных линейных размеров;

- комплексные – для одновременного контроля нескольких элементов.

По условиям оценки годности деталей:

- нормальные;

- предельные.

При контроле нормальными калибрами годность проверяемых элементов оценивают на основании субъективных ощущений контролирующего (т.к. нормальный калибр должен проходить без усилия, но и без зазора).

Предельные калибры ограничивают размеры деталей, распределяя их на три группы:

- годные;

- брак вследствие перехода за верхнюю границу допуска;

- брак вследствие перехода за нижнюю границу допуска.

Для работы с предельными калибрами требуется меньшая квалификация рабочего и контролёра и повышается объективность процесса контроля.

Предельные калибры изготовляют попарно. Один из них называют проходным, а другой непроходным.

Рисунок 1 – Схема контроля деталей гладкими калибрами

Для внутренних измерений номинальный размер проходного калибра выполняют по номинальному, а непроходного по наибольшему предельным размерам.

Для наружных измерений номинальный размер проходного калибра выполняют по наибольшему, а непроходного по наименьшему предельным размерам.

Проверяемое изделие считают годным, если проходной калибр проходит, а непроходной калибр не проходит в проверяемое изделие (Показать на образцах).

Если проходной калибр не проходит, то деталь является исправимым браком, если непроходной калибр проходит, то деталь – неисправимый брак.

По технологическому назначению калибры подразделяют на:

- рабочие;

- контрольные.

Рабочие калибры используют для контроля деталей на рабочих местах в процессе их изготовления. Этими калибрами пользуются рабочие и контролеры ОТК завода – изготовителя.

Контрольные калибры предназначены для контроля или регулировки рабочих калибров. Они являются непроходными и служат для изъятия и эксплуатации вследствие износа проходных рабочих калибров – скоб.

Согласно действующим стандартам калибры имеют следующие обозначения:

Р – ПР – проходной рабочий калибр;

Р – НЕ – непроходной рабочий калибр;

К – ПР – контрольный калибр для проходного рабочего (нового) калибра;

К – НЕ – контрольный калибр для непроходного рабочего (нового) калибра;

К – И – контрольный калибр для контроля износа проходной стороны рабочего калибра.

Конструкции калибров.

Для контроля валов используют главным образом скобы. Основные конструкции калибров – скоб установлены ГОСТ 18355 – 73 ¼18368 – 73. Наиболее распространены односторонние двух предельные скобы (Показать!). Применяют также регулируемые скобы, которые можно настраивать на различные размеры.

Регулируемые скобы имеют меньшую точность и надежность, поэтому их применяют для контроля изделий 8 – го и грубее квалитетов.

Для контроля отверстий применяют калибры – пробки конструкции, которых установлены ГОСТ 14807 - 69¼14827 – 69. Калибры – пробки могут быть двухсторонними для размеров до 50 мм и односторонними для размеров свыше 50 мм.

Для снижения затрат на калибры стремятся увеличить их износостойкость. Для изготовления калибров используются стали марок 20; 20Х; У7; У8; ХВГ; ШХ15; Для рабочих поверхностей калибров используются пластинки из твердых сплавов ВК –6, ВК – 8.

Калибры, оснащенные сплавами имеют износостойкость в 50¼150 раз выше, чем стальные.

Основной принцип конструирования калибров

При конструировании предельных калибров следует соблюдать принцип подобия (принцип Тейлора), согласно которому проходные калибры должны являться прототипом сопрягаемой детали с длиной, равной длине соединения (т.е. калибры для валов должны иметь форму колец), и контролировать размеры по всей длине соединения с учетом погрешностей формы деталей.

Непроходные калибры должны иметь малую измерительную длину и контакт, приближающийся к точному, чтобы проверять собственно только размер детали.

На практике иногда приходится отступать от принципа подобия вследствие неудобства контроля. Например, контроль проходным кольцом потребовал бы

снятия детали, закрепленной в центрах станка. Поэтому вместо колец применяют проходные скобы с широкими измерительными поверхностями.

Маркировка калибров.

На калибрах наносят следующую маркировку:

- номинальный размер изделия; (Æ70)

- условное обозначение предельных отклонений изделия (Н7);

- величины предельных отклонений изделия в мм;

- обозначение калибра (ПР, НЕ);

- товарный знак завода – изготовителя.

Допуски на изготовление гладких калибров.

Допуски на изготовление гладких калибров и контркалибров регламентированы ГОСТ 24853 – 81, который предусматривает следующие допуски:

Рисунок 4.2 – Схема расположения полей допусков калибров для контроля отверстий

Рисунок 4.3 – Схема расположения полей допусков калибров для контроля валов и контркалибров

В квалитетах 6,8 ¼10 допуски для скоб на 50 % больше допусков Н для пробок, что объясняется большей сложностью изготовления скоб. Допуски для всех типов контрольных калибров одинаковы.

Для проходных калибров, которые изнашиваются в процессе контроля, предусмотрен допуск на износ. Допустимый выход размера изношенного калибра за границу поля допуска изделия регламентируется величиной У для пробок и величиной для скоб. В квалитетах 9–ом и грубее У и = 0.

Для всех проходных калибров поля допусков Н и Н сдвинуты внутрь поля допуска изделия на величину Z для пробок и величину Z для скоб.

При номинальных размерах > 180 мм поле допуска непроходного калибра и граница износа ПР калибра также сдвигается внутрь поля допуска детали на величину a для пробок и величину a для скоб.

Расчет исполнительных размеров калибров.

Исполнительным называют предельный размер калибра, по которому изготовляют новый калибр.

Исполнительным размером скобы служит её наименьший предельный размер с положительным отклонением, для пробки и контркалибра – их наибольший предельный размер с отрицательным отклонением. Таким образом, на чертеже отклонение проставляют в «тело» калибра.

Рассмотрим пример расчета исполнительных размеров калибра.

Пример. Определить предельные и исполнительные размеры калибров для контроля вала Æ90к6.

По ГОСТ 25347 – 82 находим предельные отклонения вала:

еs = +25 мкм

еi = +3 мкм

Наибольший и наименьший предельные размеры вала:

d = 90 + 0,025 = 90,025 мм