Нормирование точности и технические измерения

сплавов, чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов.

5 С

4£> SB 4С

I О

Рис. 3.103. Поля допусков метрических резьб для соединений с натягом

Посадки с натягом по среднему диаметру резьбы предусмот­ рены только в системе основного отверстия.

Резьбовые посадки с натягом используют в тех случаях, ког­ да необходимо обеспечить герметичность или предотвратить самоотвинчивание шпилек под действием вибраций, переменных нагрузок и изменения рабочей температуры. Примером может служить посадка резьбы ш пилек в картеры двигателей, в сту­ пицы колес автомобилей и т.п.

При необходимости обеспечения более однородного н атя­ га и повышения прочности соединений резьбовые детали со­ ртируют по среднему диаметру на группы, а затем собира­ ют соединения из одноименных групп (селективная сборка). Стандартом предусмотрена сортировка резьбовых деталей на Две или три группы.

301

В резьбовых соединениях с натягом по наружному и внут­ реннему диаметрам резьбы предусмотрены гарантированные зазоры для исклю чения возможности заклинивания по этим диаметрам при свинчивании.

Д ля резьбовых поверхностей деталей, образующих соеди­ нения с натягом, стандартом нормированы предельные откло­ нения ш ага и угла наклона боковой стороны профиля. Кроме того, поскольку на качество резьбовых соединений с натягом

ное отклонение формы, определяемое разностью между наи­ большим и наименьш им действительными средними диамет­

Пример обозначения резьбовой посадки с натягом (матери­ ал детали с внутренней резьбой - сталь, высокопрочные тита­ новые сплавы):

М1 6 -2 Я 4 С (3 )/З п (3 ).

М- резьба метрическая, номинальный диаметр резьбы 16 мм; шаг резьбы - крупный (в обозначении не указывается); 2Н - поле

302

допуска внутренней резьбы по среднему диаметру; 4С - поле пуска внутренней резьбы по внутреннему диаметру; 3п - поле допуска наружной резьбы по среднему диаметру; в скобках указано число сортировочных групп (3 группы)»

Поля допусков наружной резьбы по наружному диаметру - %е (при Р до 1,25 мм) или 6с (.Р свыше 1,25 мм) в обозначении не указывают.

4jk

Рис. 3.104. Поля допусков резьб для соединений с переходными посадками

В переходных посадках дополнительно применяю тся эле­ менты заклинивания ш пилек: конический сбег резьбы, пло­ ский бурт и цилиндрическая цапфа на конце (для ш пилек, ввинчиваемых в глухие отверстия).

Варианты переходных резьбовых посадок в зависимости от номинального диаметра резьбы и материала детали с внутрен­ ней резьбой приведены в табл. 3.24.

303

Пример условного обозначения резьбовой переходной по­ садки:

М1 6 - 4 Я 6 Я / 4 Я

М- резьба метрическая с номинальным диаметром резьбы 16 мм; шаг резьбы - крупный (в обозначении не указывается); 4Н - поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему диа­ метру; 6 Я - поле допуска внутренней резьбы (гайки) по вну­ треннему диаметру; 4jk - поле допуска наружной резьбы (винта) по среднему диаметру. Поле допуска наружной резьбы (винта) по наружному диаметру - 6g (в обозначении не указывается).

Методы и средства контроля резьб

Различаю т два метода контроля резьбовых поверхностей: ком плексны й и дифференциальны й (поэлементный).

Дифференциальный контроль резьбовых поверхностей - кон­ троль каж дого из нормированных параметров с отдельным за­ клю чением о годности по каж дому из них. Этот метод приме­ няю т в тех случаях, когда нормы точности заданы на каждый отдельно взяты й параметр резьбы, например, заданы поля до­ пусков диаметра выступов и собственно среднего диаметра, предельные отклонения диаметра впадин, а такж е предельные отклонения ш ага и угла наклона боковой стороны профиля. Такой метод используют при контроле поверхностей, предна­ значенны х для резьбовых посадок с натягом, поверхностей резьбообразующего инструмента и резьбовых калибров.

Д ля дифференциального контроля применяю т такие уни­

304

версальные средства измерений, как измерительные микро скопы, проекторы, трехкоординатные измерительные прибо­ ры или специализированные резьбоизмерительные средства например, резьбовые микрометры, шагомеры для резьбы. Кро­ ме того, для измерения среднего диаметра наружной резьбы однокоординатными универсальными средствами измерений можно использовать вспомогательные средства - измеритель­ ные проволочки, которые обеспечивают доступ к боковой по­ верхности резьбы (так называемые методы «двух проволочек» й «трех проволочек»).

Для контроля параметров внутренних резьбовых поверхно­ стей, доступ к которым значительно затруднен, можно исполь­ зовать реплики (слепки или отпечатки части контролируемой поверхности) изготавливаемые из специальных малоусадоч­ ных материалов.

Дифференциальный контроль параметров резьбы требует сложных средств измерений, высокой квалиф икации операто­ ра, он трудоемок и не обеспечивает высокой производительно­ сти труда. Однако информация о результатах контроля отдель­ ных параметров позволяет вносить необходимые коррективы в технологический процесс получения резьбовой поверхности.

Комплексный метод обеспечивает одновременный конт­ роль нескольких (или всех) параметров резьбы путем срав­ нения действительного контура резьбовой детали с предель­ ными. Комплексный метод часто применяю т для контроля резьбовых деталей, поле допуска среднего диаметра которых является «суммарным» и предназначено для .нормирования отклонений собственно среднего диаметра и компенсации не нормируемых отдельно отклонений ш ага и угла наклона бо­ ковой стороны профиля.

Комплексный метод в частности реализую т при контроле резьбы проходным резьбовым калибром. Остальные калибры обеспечивают дифференцированный (поэлементный) контроль параметров резьбы.

Для контроля резьбовых деталей применяю т комплект к а ­ либров, в который входят:

-резьбовые рабочие калибры (ПР и НЕ);

-гладкие предельные калибры .

Кроме того, в полный комплект могут входить еще конт­ рольные резьбовые калибры и специальные установочные к а ­ либры.

305

Проходной резьбовой калибр контролирует возможность свинчиваемости. Он проверяет диаметры, углы наклона бо­ ковых сторон профиля, отклонения ш ага, вклю чая его нако­ пленное значение на длине свинчивания калибра с контроли­ руемой поверхностью. В соответствии с принципом Тейлора рабочий проходной калибр должен иметь резьбовую поверх­ ность полного профиля с длиной, равной длине свинчивания. Свинчиваемость калибра с проверяемой резьбой означает, что соблюдается обязательное условие годности детали, но другим обязательным условием являю тся положительные результаты контроля непроходными калибрами.

Непроходной резьбовой калибр проверяет только собствен­ но средний диаметр. Д ля уменьш ения влияния на свинчивае­ мость погрешностей угла наклона профиля и ш ага контро­ лируемой резьбы непроходные калибры имеют укороченный профиль резьбы (для минимизации длины контакта боковых сторон профиля резьбы) и сокращенное число витков (для устранения влияния накопленной погрешности ш ага). При контроле длинных резьб допускается свинчивание этого ка­ либра с контролируемой деталью на первых двух витках про­ веряемой резьбы. Свинчивание непроходного резьбового ка­ либра с короткими резьбами (до трех витков у болта и до четырех у гайки) не допускается.

Для проверки предела минимума материала по наружному диаметру болта используют предельные гладкие скобы, а по внутреннему диаметру гайки - предельные гладкие пробки.

Резьбу рабочих калибров-пробок контролируют универсаль­ ными средствами. Рабочие резьбовые калибры -кольца прове­ ряю т контрольными калибрам и. Специальные контрольные калибры применяю т для контроля уровня износа находящих­ ся в эксплуатации колец. Калибры «износа» не должны свин­ чиваться с контролируемыми калибрами.

Для настройки регулируемых резьбовых калибров-скоб мо­ гут использоваться установочные пробки У-ПР и У-НЕ, ко­ торые в ком плект калибров не входят и изготавливаются по специальному заказу.

Маркировка калибра вклю чает обозначения калибра, резь­

бы, степени ее точности (например, ПР, М 12 - 6Н) и товар­ ный знак завода-изготовителя.

306

3.11. Штифтовые, шпоночные и ш лицевые соединения

Штифтовые соединения

Ш тифтовые соединения применяю т для крепления деталей (например, для фиксации соединения вала со втулкой) или для взаимного ориентирования деталей, которые крепят друг к другу винтами или болтами (в соединениях кры ш ки и кор­ пуса, стойки и основания и др.).

Эскиз изделия со штифтовыми соединениями двух видов - вал-зубчатое колесо и кры ш ка-корпус (соединение с примене­ нием двух штифтов) представлен на рис. 3.105. Все ш тифто­ вые соединения относятся к разъемным неподвижным соеди­ нениям , при необходимости ш тифты извлекаю т из отверстий, соединение разбирают. Повторная сборка обеспечивает работу сопряжения с тем же уровнем качества, что и первичная.

Рис. 3.105. Эскиз изделия со штифтовыми соединениями

Из рисунка следует, что штифт сопрягается с двумя деталями. Сопряжение одного штифта (вала) с отверстиями в двух деталях, например, посадки штифта в крыш ку и в корпус или сопряже­ ния штифта с отверстиями вала и ступицы зубчатого колеса (в последнем случае можно формально рассматривать даже три со­ пряжения) требуют применения посадок в системе вала.

307

При ориентировании деталей относительно друг друга (со­ единение кры ш ки и корпуса) обычно используют два штифта, хотя для ф иксации углового положения деталей, ориентиро­ вание которых обеспечивается цилиндрическим сопряжением (например, соединение круглой кры ш ки с корпусом) доста­ точно одного фиксирующего ш тифта.

Ш тифтовые соединения вала со втулкой относятся к разъ­ емным неподвижным соединениям, в которых дополнитель­ ный конструктивный элемент (штифт) обеспечивает взаимную неподвижность деталей. Ш тифт фиксирует детали и в осевом,

ив тангенциальном направлениях. Он предотвращает сдвиг зубчатого колеса вдоль оси вала, а такж е взаимный поворот деталей в соединении.

Вотличие от неразъемны х соединений вала и втулки с на­ тягом, штифтовые соединения позволяют осуществлять раз­ борку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке. В штифтовом соеди­ нении вала с ответной деталью ш тифт обычно используется для передачи крутящ его момента (в соединениях вращающе­ гося вала с зубчатым колесом или со ш кивом), но возможны

идругие реш ения, например, защ ита вала от поворота отно­ сительно неподвижного корпуса.

Вштифтовом соединении вала с зубчатым колесом следу­ ет различать центрирую щее сопряжение - вал-отверстие зуб­ чатого колеса и две собственно штифтовые посадки: штифтотверстия во втулке зубчатого колеса (два отверстия) и штифт-отверстие вала.

Точность центрирования деталей в штифтовом соединении вала с зубчатым колесом (ш кивом, ступицей рычага и др.) обеспечивается посадкой колеса на вал. Это обычное центри­ рующее гладкое цилиндрическое сопряжение, -для которого можно выбрать посадку с очень малыми зазорами или натяга­ ми, следовательно, предпочтительны переходные посадки.

Ш тифтовое соединение кры ш ки и корпуса (рис. 3.106) образует две посадки (штифт-отверстие корпуса и штифтотверстие кры ш ки), которые используются только для вза­ имного ориентирования соединяемых деталей, а крепление

кры ш ки к корпусу обычно осуществляют с помощью винто­ вых соединений.

П оскольку поле допуска диаметра ш тифта одинаково по всей длине, собственно штифтовые посадки являю тся посад­

308

ками в системе вала. Если выбрано основное отклонение поля допуска стандартного ш тифта h (например, 0 4 Л8), посадки реализуются в системе основного вала. Если выбрать иное стандартное основное отклонение поля допуска штифта (на­ пример, т), собственно штифтовые посадки реализую тся в си­

с гладкими поверхностями, ш тифты с лы сками, с насечками (для установки в глухие отверстия), ш тифты трубчатые, в том числе с продольными разрезами. Ш тифты обычно изготавли­ вают из стали 45, хотя в некоторых случаях допускается из­ готовление штифтов из сталей А12, Ю кп и 20кп. В отдельных случаях возможно их изготовление из качественных кон ­ струкционных сталей с закалкой до твердости (54...62) HRC.

Стандарты регламентируют номинальные размеры ш тиф ­ тов и поля допусков их основных размеров, что позволяет на­ значать необходимые типовые посадки штифтов в отверстия корпусов, кры ш ек, втулок и валов.

Рис. 3.106. Элементы штифтового соединения: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - штифт

Гладкие цилиндрические ш тифты изготавливаю т с полями допусков основной поверхности тяб, /г8, /г9, M l, длины ш тиф ­

верстий в торцах штифтов - по 7Н. Конические ш тифты изго­ тавливают с конусностью 1:50, с полями допусков на угловой размер ± А Т 8 /2 или ±АТ 10/2 и с полем допуска диаметра МО или M l.

309

Типичный ряд длин штифтов в некотором ограниченном диапазоне (в миллиметрах): 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25,

30, 35, 40, 45, 50 - отличается от рядов нормальных линей­ ных размеров.

Условное обозначение стандартного штифта включает: -слово «Штифт»;

-обозначение типа (не указывают тип 1 и др., если тип однозначно определяется стандартом);

-размеры (диаметр d и длину L штифта, при необходимо­

сти с указанием поля допуска диаметра);

-обозначение стандарта.

Примеры обозначений штифтов:

Штифт 10 /тгб х 60 ГОСТ 3128-70 - штифт диаметром 10 мм

идлиной 60 мм.

Штифт 8 M l х 45 Хим. Оке. прм. ГОСТ 10773-80 - штифт диаметром 8 мм и длиной 45 мм, с покрытием Хим. Оке. прм.

Контроль элементов штифтового соединения

Контроль размеров стандартных штифтов осуществляют при их изготовлении, причем контроль наруж ны х размеров не представляет сложности и осущ ествляется традиционными методами. Контроль элементов штифтового соединения кор­ пусных деталей вклю чает контроль размеров отверстий под ш тифты и контроль координирую щ их размеров, определя­ ющ их положение осей отверстий.

Контроль диаметров отверстий можно осуществлять универ­ сальными средствами измерений (нутромерами), имеющи­ ми соответствующие диапазоны измерений, или калибрамипробками. Для контроля глубины глухих отверстий в корпусных деталях можно использовать глубиномеры или специальные шаблоны (жесткие калибры).

Для контроля располож ения парных ш тифтовых отверстий ш ироко используются комплексны е проходные калибры, с помощью которых осущ ествляется контроль межосевого рас­ стояния с учетом размеров отверстий и погрешностей их рас­ полож ения, вклю чая отклонения от перпендикулярности осей базовому элементу. В соответствии с принципом Тейлора про­ ходной калибр для контроля располож ения парных штифто­ вых отверстий представляет собой общее основание, на ко­ тором размещ ены два выступаю щ их цилиндра наибольшего предельного размера, расположенные «идеальным образом»

310