1.1 Выбор универсальных средств измерения

Выбираем универсальные средства измерения соединяемых деталей, считая, что измерение производим в индивидуальном производстве.

Выбор универсальных измерительных средств производится с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов. При выборе универсальных средств измерения необходимо, чтобы предельная погрешность средств измерения lim равнялась или были бы меньше допустимой погрешности измерения . т. е. чтобы соблюдалось условие:

Для рассматриваемого соединения d_H=50 мм, T_D =39 мкм, T_d =39 мкм, выбираем из таблицы приложения 3для отверстия5H8 = 10 мкм; для вала50z8 = 10 мкм.

Этим требованиям соответствуют (приложение 4) для отверстия - нутромер индикаторный при замене отсчётного устройства измерительной головкой с ценой деления 0,001 или 0,002 мм, а для вала – микрометр 1-ого класса.

Таблица 1.1. Исходные данные и характеристика выбранных средств измерений

Деталь	Величина допуска детали, IT детали, мкм	Допустимая погрешность ,мкм	Предельная погрешность средств измерения ,мкм	Наименование измерительных средств и их метрологическая характеристика
Отвер- стие	39	10	5,5	нутромер индикаторный при замене отсчётного устройства измерительной головкой с ценой деления 0,001 или 0,002 мм
Вал	39	10	8	Микрометр 1-ого класса

1. Расчёт исполнительных размеров калибров

Предельные калибры представляют собой специальные бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для установления годности деталей машин без определения действительных значений контролируемых размеров.

Предельные калибры используют в основном для контроля размеров деталей, изготавливаемых в условиях крупносерийного и массового производств. Они разделяются на калибры для контроля отверстий и калибры для контроля валов, имеют проходную и непроходную стороны, обозначаемые соответственно символами ПР и НЕ.

Размеры отверстий контролируют пробками. Конструктивно они могут быть выполнены двусторонними или отдельно проходная и не проходная сторона.

Размеры валов контролируют скобами. Калибры-скобы могут быть двусторонними или односторонними (в последнем случае проходная и непроходная стороны совмещаются), листовыми, штампованными или литыми, регулируемыми и нерегулируемыми. Регулируемые калибры-скобы чаще всего используют для контроля деталей в условиях ремонтного производства. Их применяют в том случае, когда размер изготовляемой или ремонтируемой детали не вписывается в размеры стандартного жесткого калибра. Регулируемые калибры для контроля валов могут быть настроены на ремонтные размеры, под которые жесткие калибры не изготовляются. По сравнению с жесткими калибрами регулируемые калибры имеют меньшую точность и надежность, поэтому их рекомендуется применять для контроля деталей с размерами до 180 мм и точностью, начиная с 8-го квалитета и грубее.

С целью увеличения срока службы калибров-пробок и калибров-скоб длины

их проходных сторон выполняются большими, чем длины непроходных сторон. Кроме того, для снижения затрат на калибры и увеличения их срока службы проходные стороны снабжают твердым сплавом, повышая таким образом износостойкость калибров в 50... 150 раз по сравнению с износостойкостью обычных стальных калибров.

Номинальный размер проходной стороны пробки соответствует минимальному размеру контролируемого отверстия (D_min), а непроходной — его максимальному размеру (D_max). У скобы, наоборот, номинальный размер Проходной стороны равен максимальному диаметру контролируемого вала (d_max), а непроходной — его минимальному диаметру (d_min). Если при контроле отверстия или вала проходная сторона калибра не проходит, то это означает, что действительный размер отверстия меньше его минимального значения (D_д<D_min) или действительный размер вала больше Максимального (d_д>d_max:) и, следовательно, имеет место исправимый брак. Исправимый брак устраняют дополнительной обработкой отверстия или вала.

В том случае, когда при контроле проходит непроходная сторона калибра (D_д>D_min или d_д<d_min), брак будет неисправимым. Устранить неисправимый брак дополнительной обработкой деталей невозможно.

По назначению предельные калибры разделяют на рабочие, приемные и контрольные. Рабочие калибры служат для контроля деталей непосредственно на рабочих местах в процессе их изготовления. Приемными калибрами пользуются представители заказчика при приемке готовой продукции. В отличие от рабочих калибров их принято обозначать: проходную сторону через П-ПР, а непроходную через П-НЕ. Контрольные калибры, обозначаемые К-ПР и К-НЕ, служат для проверки новых рабочих калибров-скоб. Существуют также контрольные калибры (К-И) для проверки величины износа проходной стороны рабочих калибров-скоб. Контркалибры-пробки К-И изготавливаются с размерами, соответствующими предельно допустимому износу проходных сторон рабочих скоб и являются непроходными. Если калибр К-И проходит через контролируемую скобу, то она изношена свыше установленного предела и подлежит изъятию. Контрольных калибров для проверки новых и изношенных рабочих калибров-пробок не существует. Размеры рабочих калибров-пробок проверяются универсальными измерительными средствами.

Исполнительными называют предельные размеры калибра, по которым изготавливают новый калибр. Калибрами контролируются валы и отверстия с допусками по IТ6 и грубее. Размеры деталей, выполненные с допусками точнее IТ6, проверяются универсальными измерительными средствами.

Отклонения калибров отсчитывают от соответствующих предельных размеров изделий. Так, отклонения проходных калибров для валов отсчитывают от наибольшего предельного размера вала, а отклонения непроходных калибров — от наименьшего предельного размера вала. Соответственно, отклонения проходных калибров для отверстий отсчитывают от наименьшего предельного размера отверстия, а отклонения непроходных калибров — от наибольшего предельного размера отверстия.

Входящие в формулы расчетные параметры означают (соответственно для калибра-пробки и калибра-скобы):

D_max и d_max — наибольшие предельные размеры отверстия и вала;

D_max и d_min— наименьшие предельные размеры отверстия и вала;

Н и H₁ — допуски на изготовление калибров;

Z и Z₁ — координаты середин полей допусков на изготовление калибров;

Y и Y₁ — границы износа проходных сторон калибров.

Рассчитаем рабочие калибры для контроля деталей соединения .

Определяем предельные и исполнительные размеры калибра-пробки для контроля отверстия . По таблице приложения 2 дляIT8 находим данные для расчета калибра-пробки:

Н = 4 мкм; Z = 6 мкм; Y = 5 мкм.

Проходная сторона калибра-пробки:

ПР_mах=D_min+Z+ (1.1.1)

ПР_mах=50+0,006+=50,008 мм,

ПР_min=D_min+Z– (1.1.2)

ПР_min=50+0,006–=50,004 мм,

ПР_изн=D_min –Y (1.1.3)

ПР_изн=50–0,005=49,995 мм.

Исполнительными размерами проходной и непроходной сторон гладких рабочих калибров для отверстий (пробок) являются их наибольшие предельные размеры с допуском численно, равным допуску на изготовление Н, направленным в тело калибра (в «минус»).

Тогда для проходной стороны пробки исполнительный размер:

ПР_исп =50,008 _-0,004

Непроходная сторона калибра-пробки:

НЕ_mах=D_max+ (1.1.4)

НЕ_mах=50,039+=50,041 мм,

НЕ_min=D_max– (1.1.5)

НЕ_min=50,039–=50,037 мм.

Для непроходной стороны пробки исполнительный размер:

НЕ_исп. = 50,041_-0,004

Далее производим расчет калибра-скобы для контроля вала. По той

же таблице приложения 2 для IT8 данные для расчета калибра-скобы:

H₁ = 7 мкм; Z₁ = 6 мкм; Y₁ = 5 мкм.

Проходная сторона калибра-скобы:

ПР_мах=d_max-Z₁+ (1.1.6)

ПР_мах=50,175-0,006+=50,1655 мм,

ПР_мin=d_max-Z₁- (1.1.7)

ПР_мin=50,175-0,006-=50,1725 мм,

ПР_изн=d_max +Y₁ (1.1.8)

ПР_изн=50,175+0,005=50,18 мм.

Исполнительными размерами проходной и непроходной сторон рабочих калибров для валов (скоб) являются их наименьшие предельные размеры с допуском, численно равным допуску на изготовление Н₁ направленным в тело калибра (в «плюс»).

Тогда для проходной стороны скобы исполнительным размером будет следующий:

ПР_исп=50,1725^+0,007

Непроходная сторона калибра-скобы:

HE_max =d_min+

(1.1.9)

HE_max =50,136+=50,1395мм,

HE_min =d_min-(1.1.10)

HE_min =50,136-=50,1325 мм.

Для непроходной стороны скобы исполнительным размером будет следующий:

НЕ_исп = 50,1325^+0,007

При расчетах рабочих и исполнительных размеров калибров размеры, оканчивающиеся на 0,25 и 0,75 мкм, следует округлять до величин, кратных 0,5 мкм, в сторону сокращения производственного допуска.

Схемы расположения полей допусков и эскизное изображение калибров для контроля отверстия и вала приведены на листе 2.

Результаты расчетов схемы взаимного расположения полей допусков и эскизы гладких рабочих калибров заносятся в таблицу 1.1.1.

Таблица 1.1.1. Результаты расчетов схемы взаимного расположения полей допусков и эскизов гладких рабочих калибров.

Контрольная деталь	Значение элементов рабочих калибров
	H1, H мкм	Z1, Z мкм	Y1,Y мкм	Проходная сторона							Непроходная сторона
				Номинальный размер, мм	Предельные размеры, мкм					Номинальный размер, мм			Предельные размеры, мкм
					ПРmax	ПРmin	ПРизм	Исполни-тельный размер				НЕmax		НЕmin	НЕизм
Отверстие	4	6	5	50	50,008	50,004	49,995	50,008-0,004	50			50,041		50,037	50,041-0,004
Вал	7	6	5	50	50,1655	50,1725	50,18	50,1725+0,007	50			50,1395		50,1325	50,1325+0,007