3.10 Калибры для контроля деталей гладких цилиндрических соединений. Выбор средств измерения
3.10.1 Назначение и конструкции калибров
Калибрами называют бесшкальные измерительные средства, предназначенные для контроля и ограничения отклонений размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей. Их достоинство - в быстроте и надежности контроля.
В отличие от универсальных измерительных средств, оснащенных шкалами, калибры не определяют числового значения измеряемой величины. Калибры, предназначенные для проверки и ограничения предельных размеров деталей, позволяют разделить партию деталей на три группы: годные, брак по “завышенным” размерам, брак по “заниженным” размерам. Другие калибры – на две группы: годные и брак. Калибры используются в основном в серийных производствах.
В машиностроении применяются предельные калибры, ограничивающие наибольшие и наименьшие размеры, и нормальные калибры, позволяющие судить о годности детали по ощущению (или измерению) зазора между калибром и деталью. Пример нормальных калибров – шаблоны.
Калибры для контроля годности гладких отверстий называются калибрами-пробками, калибры для контроля гладких валов – калибрами-скобами (Рисунок 19). Эти калибры имеют проходную и непроходную стороны. Деталь считается годной, если под собственным весом калибр проходной стороной проходит, а непроходной – не проходит по измеряемой поверхности. Поверхности калибров должны быть слегка смазаны.
Рисунок 19 – Предельные калибры: калибр-пробка и калибр-скоба
По назначению калибры подразделяются на рабочие и контрольные (контркалибры). В заводской практике иногда применяют так называемые приемные калибры.
Рабочими калибрами пользуются рабочие и контролеры при проверке изделий в процессе изготовления.
Проходной калибр (проходная сторона) обозначается и маркируется Р-ПР (или ПР). Непроходной калибр – Р-НЕ (или НЕ).
Контрольные калибры (контркалибры) предназначены для проверки размеров и настройки рабочих калибров-скоб. Выпускают только контркалибры-пробки. Рабочие калибры-пробки проверяют универсальными измерительными средствами (оптиметрами, микрокаторами), так как изготовление контркалибров-скоб технологически трудно достижимо и экономически нецелесообразно.
Приемными калибрами пользуются, при необходимости, представители заказчика или контролеры завода при окончательной приемке изделий. Эти калибры специально не изготовляют, а подбирают из изношенных проходных рабочих и после доделки используют как приемные.
Калибры могут быть нерегулируемыми – для контроля одного размера (до 6 квалитета включительно), и регулируемые (скобы) – переналаживаемые на другие размеры и для компенсации износа (свыше 8-го квалитета включительно).
Калибры могут быть также двухсторонние предельные и односторонние предельные, однопредельные и предельные.
Основные требования к калибрам: точность, износостойкость, твердость и качество отделки измерительных поверхностей, постоянство рабочих размеров (искусственное старение), наибольшая жесткость при наименьшем весе, быстрота и удобство измерения, антикоррозийность.
При конструировании калибров должен соблюдаться принцип подобия (Тейлора), по которому проходные калибры по форме должны быть аналогами сопряженной детали и иметь с ней поверхностный контакт. Длина калибра равна длине детали. Непроходные калибры должны иметь малую измерительную длину и контакт, приближающийся к точечному, для того, чтобы проверять только размер детали. Для осуществления этого принципа желательно применять проходные калибры-кольца и непроходные штихмасы.
Если же непроходные калибры будут полной формы (полный цилиндр), то может не обеспечиваться соблюдение границ поля допуска детали. Отклонения от заданной формы в этом случае могут превысить поле допуска (предельный контур).
На практике приходится отступать от принципа подобия, так как контроль кольцами малопроизводителен, а штихмасы трудно изготовлять, они быстро теряют точность. Поэтому вместо кольца применяют проходные калибры с широкими измерительными поверхностями, ими контролируют многократно по окружности, имитируя поверхностный контакт. Вместо штихмасов используют неполные пробки и скобы с узкими измерительными поверхностями.
Предельные калибры для ступенчатых размеров представляют собой ступенчатые пластины соответствующей формы и имеют обозначение Б (большая стороны – проходная) и М (малая сторона – непроходная).