Виды калибров и области их применения

Для выполнения операций технического контроля, особенно в массовом и крупносерийном производстве, рабочие и контролеры отделов технического контроля (ОТК) широко используют калибры.

Калибры – это мера, предназначенная для сравнения с ней размеров, формы и расположения поверхностей деталей и изделий машиностроения с целью определения их годности (допусковый контроль).

В основу конструкции калибров положен принцип подобия (принцип Тейлора) согласно которому калибр должен быть прототипом сопрягаемой детали, т.е. иметь форму противоположную (обратную) контролируемому объекту. Для контроля наружных (охватываемых) поверхностей валов применяют калибры-скобы, а для контроля внутренних (охватывающих) поверхностей отверстий – калибры-пробки. Согласно принципу подобия проходной калибр должен иметь длину, равную контролируемой поверхности детали, и определять ее собираемость, а непроходной калибр иметь точечный контакт для того, чтобы проверить отклонения каждого элемента поверхности в отдельности. В действительности, проходные калибры делают более короткими для уменьшения массы калибра, а непроходные калибры никогда не делают с точечными измерительными по­верхностями, с тем, чтобы избежать их быстрого износа. Однако проходной калибр отличается большей длиной от непроходного для обеспечения лучшего центрирования в проверяемом отверстии.

Калибры-скобы могут быть регулируемые и нерегулируемые. Регулируемые калибры-скобы допускают переналадку на другой размер (за счет подвижной вставки) или восстановление размера проходной стороны по мере ее износа. Нерегулируемые скобы применяют более широко, так как они имеют жесткую конструкцию, дешевле и проще в производстве

В зависимости от вида контролируемой поверхности, а значит, и контроли-руемых параметров, различают калибры для гладких цилиндрических изделий, резьбовые калибры, шлицевые и т.д. Классификация калибров представлена в табл.3.

По условиям оценки годно­сти детали различают две группы калибров: нормальные и предельные.

Нормальными называются калибры, размеры и форма которых соответствуют но­минальным размерам и форме контролируемого объекта. К ним относятся шаблоны, щупы, конусные калибры. Годность изделия определяется субъективно контролером на просвет или с помощью щупов, что требует от него высокой квалификации. Эти калибры имеют только проходную сторону.

Предельными называются калибры, размеры которых соответствуют пре-дельным размерам контролируемых объектов. Поскольку размеры элементов детали имеют два нормируемых предельных значения (наибольшее и наи-меньшее), то предельные калибры обычно используются в паре. Один из таких калибров называют проходным, а другой – непроходным.

Проходным (ПР) калибром называется калибр, контролирующий предель-ный размер, которому соответствует наибольший объем материала проверяемого объекта (для вала – наибольший размер, для отверстия – наименьший).

Непроходным (НЕ) калибром называется калибр, контролирующий пре-дельный размер, которому соответствует наименьший объем материала проверяемого объ­екта (для вала – наименьший предельный размер, для отверстия – наибольший).

Контроль калибрами ведет к определенному ужесточению допуска на изготовление детали по сравнению с табличной величиной [1,7,13]. Однако он более производительный, чем измерение действительных размеров деталей измерительными средствами. Таким образом, проектирование и изготовление калибров в связи с их высокой стоимостью экономически выгодно только в крупносерийном и массовом производстве.

К предельным калибрам относятся гладкие калибры для контроля валов и отверстий, резьбовые калибры и другие.

По технологическому назначению калибры разделяют на следующие виды:

- рабочие калибры, предназначенные для проверки размеров деталей рабочими и контролерами ОТК; причем для ОТК специально калибры не изготавливают, а отбирают из новых проходных калибров пробки с наименьшими размерами, скобы с наибольшими размерами или используют частично на 0,7 изношенные рабочие проходные калибры;

- приемочные калибры − обычно это частично изношенные рабочие калибры (их размеры в пределах допуска на износ), используют их представители заказчика;

- контрольные калибры (контркалибры) используются для проверки размеров рабочих и приемочных калибров-скоб и для установки размера регулируемой скобы. Контрольные калибры для скоб изготавливают комплектом из 3-х штук в виде пробок для размеров от 1 до18 мм; в виде шайб – с диаметром св.18 до100 мм, неполных шайб – для размеров свыше 100 мм.

Стандартом (ГОСТ 24853) установлены следующие виды контрольных калибров: К-ПР − калибр гладкий контрольный проходной для нового проходного калибра-скобы; К-НЕ − калибр гладкий контрольный проходной для но-вого гладкого непроходного калибра-скобы; К-И − калибр гладкий контрольный для контроля предела износа гладкого проходного калибра-скобы.

Взамен контрольных калибров для контроля калибров-скоб с размерами до 180 мм допускается применять универсальные измерительные приборы или КМД.

При контроле размера отверстия калибр-пробка должен свободно проходить через него в двух взаимно перпендикулярных направлениях (пробка вводится в отверстие, поворачивается на 90⁰ и вынимается), а калибр - скоба должен свободно проходить по валу под действием собственного веса или определенной силы.

Непроходной калибр не должен за­ходить в отверстие или проходить по валу под действием собственного веса или определенной силы (ГОСТ 24851).

 

Таблица 3

Классификация калибров

Классификационный признак	Калибры, входящие в классификационную группировку
Контролируемый пара­метр	Для гладких цилиндрических изделий (пробки и скобы); резь­бовые (пробки и кольца); шлицевые и шпоночные (пробки и кольца); для контроля длин, высот, глубин, взаимного распо­ложения поверхностей; для подшипников качения; для гладких конических соединений
Число одновременно кон­тролируемых параметров	Элементные, комплексные
Условия оценки годности детали	Нормальные, предельные
Технологическое назначе­ние	Рабочие, контрольные, приемочные

 

Размер поверхности будет годным при выполнении следующих условий: проходной калибр должен проходить, если размер вала не больше максимально допустимого, а размер отверстия – не меньше минимально допустимого; не-проходной калибр не должен проходить через измеряемый элемент, если раз-мер вала не меньше минимально допустимого, а размер отверстия – не больше максимально допустимого.

Таким образом, с помощью калибров ведется рассортировка деталей на годные и негодные (брак). С помощью калибров не определяют числовое значение (действительный размер) контролируемого параметра, а лишь устанавливают, находится ли действительный размер элемента изделия в границах допуска. Различают исправимый брак, при этом валы выполнены с завышенными размерами, а отверстия − с заниженными, и неисправимый брак, когда размеры валов занижены, а размеры отверстия − завышены.

При конструировании устанавливаются высокие требования к точности размера калибра, его износостойкости, твердости, стабильности рабочих размеров, жесткости конструкции, коррозионной стойкости, быстроте и удобству контроля. Удобство контроля достигается конструктивными решениями (односторонние калибры более производительны, чем двусторонние, скобы более производительны, чем кольца, и т.д.). Необходимые технические требования к калибрам обеспечиваются выбором материала калибра (сталь Х и Ш, ШХ15; У10А; У12А и др.), термообработкой (закалкой до 57…63 HRC), применением износостойких покрытий (хромирование) или вставок из твердого сплава. Технические требования на калибры оговариваются в ГОСТ 2015.

Калибры маркируют. Маркировка включает:

- номинальный размер контролируемой детали,

- условное обозначение поля допуска,

- предельные отклонения контролируемого калибром размера отверстия или вала,

- обозначение вида калибра (ПР и НЕ),

- товарный знак завода-изготовителя [7].

Исполнительным размером калибра называют предельный размер, по которому изготавливается новый калибр. Исполнительным размером скобы служит ее наименьший предельный размер с положительным отклонением, а для пробки и контрольного калибра – их наибольший предельный размер с отрицательным отклонением. Таким образом, допуски на изготовление калибра задаются «в тело» калибра в виде одностороннего отклонения: положительного для скобы и отрицательного для пробки.

Номинальный размер проходного калибра ПР соответствует пределу максимума материала проверяемого объекта, т.е. наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия.

Номинальный размер непроходного калибра НЕ соответствует пределу минимума материала проверяемого объекта, т.е. наименьшему предельному размеру вала или наибольшему предельному размеру отверстия.