ЛЕКЦИЯ № 13
Калибры для контроля цилиндрических деталей
ПЛАН ЛЕКЦИИ
13.1 Гладкие предельные калибры
13.2 Номинальные размеры сторон предельных калибров
13.3 Расчет технологических размеров калибров – пробок
13.4 Расчет исполнительных размеров калибров - скоб
13.5 Конструкции предельных калибров
13.6 Универсальные средства контроля размеров. Их устройство и технологические возможности
13.1 Гладкие предельные калибры
Калибры служат не для определения действительного размера деталей, а для рассортировки их на группы годности. Предельные калибры делятся на проходные и непроходные. При контроле годной детали проходной калибр (ПР) должен проходить, а непроходной (НЕ) проходить не должен. Проходной калибр отделяет годные детали от брака исправимого, а непроходной - от брака неисправимого. По конструкции калибры для контроля отверстий представляют собой пробки, а для контроля валов – скобы или кольца.
К калибрам предъявляют ряд метрологических, конструктивных, технологических и эксплуатационных требований. Метрологические требования сводятся к соблюдению принципа Тейлора, согласно которому калибр ПР должен быть по возможности полным, а НЕ, наоборот, должен иметь точечный контакт с контролируемой деталью.
Пробки ПР обычно длиннее пробок НЕ. По мере возрастания контролируемых диаметров возрастает и вес калибров. Для его ограничения полные калибры – пробки, в том числе и ПР, заменяют неполными, листовыми пробками и нутромерами, дающими контакт на двух участках поверхности (цилиндрические нутромеры) или в двух точках (сферические). Для уменьшения веса пробок средних и больших размеров в теле насадок выполняют отверстия. Для калибров – скоб особенно важно сочетание минимального веса с максимальной жесткостью.
Важное метрологическое и эксплуатационное значение имеет усилие введения пробки в деталь или надевания скобы на нее. Чрезмерное усилие вызывает проникновение бракованных деталей в годные, а кроме этого ускоренный износ калибров, используемых при этом как обрабатывающий инструмент. Поэтому рекомендуется регламентировать это усилие и обучать рабочих и персонал ОТК обеспечивать его с достаточной точностью на ощупь.
Другая погрешность контроля калибрами связана с их тепловыми деформациями. При нагревании скоб руками контролера возникает погрешность, составляющая существенную часть в общей погрешности контроля. При обеспечении надежной изоляции от тепла рук происходит заметное уменьшение погрешности. У стандартных скоб для диаметров, начиная с 10 мм, предусмотрены пластмассовые накладки.
Измерительные поверхности калибров изготавливают из инструментальной стали (хромистой или иной), закаленной до высокой твердости, подвергают хромовому износоустойчивому покрытию; используют и твердосплавные вставки. Оснащение рабочих поверхностей калибров твердым сплавом марки ВК6 или ВК6М повышает их износостойкость в десятки раз. Основная причина снижения износостойкости калибров – истирание измерительных поверхностей в процессе их эксплуатации.
Одной из причин потери калибрами своих размеров является естественное их старение, т.е. свойство закаленных стальных деталей с течением времени изменять размеры и форму. Для того чтобы довести эти изменения до возможного минимума, калибры в процессе изготовления подвергают искусственному старению. С этой целью производится нагрев рабочих частей калибров при температуре 130 – 150 0 С в течение 2 – 3 часов между операциями предварительного и окончательного их шлифования.
Контроль калибрами – одна из наиболее массовых контрольных операций в машиностроении, поэтому вопросы производительности контрольных операций стоят достаточно остро. Производительность можно повысить за счет:
перехода от двусторонних калибров к односторонним;
использования набора скоб, для контроля ступенчатых валиков или набора пробок для контроля деталей с несколькими отверстиями.
13.2 Номинальные размеры сторон предельных калибров
Калибры имеют две стороны. Одна из них - проходная - обозначается ПР, другая - непроходная -НЕ. Эти стороны соответственно проходят и не проходят относительно годного размера. Для реализации такого условия необходимо, чтобы номинальные размеры сторон предельных калибров соответствовали предельным значениям проверяемого размера.
Номинальные размеры:
для пробки: ПР = Dmin
НЕ = Dmax,
для скобы: ПР = dmin
НЕ = dmax.
13.3 Расчет технологических размеров калибров - пробок
Номинальными размерами пробок является Dmin и Dmax, но необходимо предусмотреть допуск на неточность изготовление калибров, а также допуск на износ, т.к. в процессе работы калибры изнашиваются.
Исполнительные размеры калибров нормированы (СТ СЭВ 157-75, ГОСТ 24853-81) и для проверки отверстий 6, 7, 8 квалитетов расчет ведется на основе схемы:
Рисунок 49 – Схема для расчета калибров -пробок
Здесь: H - допуск на неточность изготовления пробок,
Z - отклонение середины поля допуска H Пр пробки относительно Dmin,
У - величина допустимого выхода полностью изношенной ПР пробки за границу поля допуска отверстия.
Для калибров, проверяющих отверстия с размерами 9-го и более грубых квалитетов У=0.
Величины H, Z, У выбираются по ГОСТу в зависимости от номинального размера и квалитета точности размера отверстия.
Средне вероятностный износ
Uср = Z + У.
Быстрее всего изнашиваются калибры при проверке чугунных и алюминиевых деталей, при жестких допусках на отверстие (т.к. при изготовлении более точной детали рабочий проверяет ее большее число раз), при проверке шлифованных деталей (за счет абразивной пыли).
Нормы на износ калибров приводятся в справочной литературе.
Запас на износ непроходных калибров НЕ не предусматривается - он идет гораздо медленнее и не приводит к выходу за границу поля допуска.
Калибрами в производстве пользуются:
а) рабочий, изготавливающий продукцию,
б) цеховой контролер, принимающий продукцию от рабочего,
в) представитель заказчика, принимающий продукцию от рабочего.
Калибры контролера отбираются из числа не полностью изношенных рабочим. Рабочий использует новые калибры, контролер - частично изношенные. Это исключает браковку контролером продукции, оцененной рабочим как годной при использовании им собственных калибров.
При этом рабочий изнашивает калибр на 70% от средне вероятностного износа Uср, а контролер - на остальные 30% Uср.
Размеры приемных калибров устанавливаются по согласованию с заказчиком.
Исполнительные размеры калибров на рабочих чертежах задаются с допуском «в тело» и рассчитываются по следующим уравнениям:
пробка ПР = (Dmin + Z +0,5H )_- H ,
пробка НЕ = (Dmax + 0,5H ) - H .
Износ пробки ПР рабочим допускается до размера:
Dmin - У + 30% Uср.
Износ пробки ПР контролером допускается до размера:
Dmin - У .
13.4 Расчет исполнительных размеров калибров - скоб
Расчетная схема расположения полей допусков калибров для проверки валов 6, 7, 8 квалитетов точности выглядит следующим образом:
Рисунок 49 – Схема для расчета калибров -скоб
Исполнительный размер скобы ПР:
(dmax - Z1 - 0,5H1 )+H1.
Износ скобы рабочим ведется до размера:
(dmax + У1 -30% Uср ),
где Uср = Z1 + У1 .
Износ скобы контролером ведется до размера:
dmax + У1
Исполнительный размер скобы НЕ:
(dmax - 0,5H1 )+H1.
13.5 Конструкции предельных калибров
Конструкции предельных калибров устанавливаются соответствующими стандартами.
Предварительной операцией при изготовлении рабочих поверхностей калибров является шлифование, а окончательной, формирующей микрорельеф и размер калибра - доводка, осуществляемая вручную с помощью специальных притиров (изготовленных из чугуна или меди) и паст. Шероховатость обработки мерительных поверхностей калибров должна быть:
Ra 0,04 мкм - для 5...6.квалитетов,
Rà 0,08 мкм - для 7...10 квалитетов,
Ra 0,16 мкм -для 11...12 квалитетов.
Калибры пробки могут быть:
а) полные и неполные,
б) с цилиндрическими насадками и вставками и т.д.
Калибры скобы:
а) двух- и односторонние,
б) жесткие и регулируемые и т.д.
Маркировка калибров должна содержать следующие сведения:
а) номинальный размер проверяемой детали,
б) поле допуска этого размера,
в) назначение сторон калибров,
г) численные значения предельных отклонений,
д) товарный знак завода-изготовителя,
е) номер калибра согласно принятой единой системе кодирования.
Пробка
Скоба
