Практична робота №10

 

Тема: Розрахунок виконавчих та граничних розмірів гладких граничних калібрів.

 

Методичні вказівки призначені для самостійного оволодіння знань з контролю деталей в умовах серійного та масового виробництва і формування вмінь забезпечення принципів взаємозамінності під час проектування та виробництва машинобудівної продукції, а саме в частині «Контроль гладких валів та отворів».

Метою самостійної роботи є закріплення теоретичних положень; ознайомлення з основними розрахунками; набуття практичних навичок у користуванні довідниковим матеріалом.

Для цього необхідно засвоїти загальні положення; для одного з варіантів (Додаток 1) розрахувати граничні та виконавчі розміри робочих та контрольних калібрів (якщо вони передбачені стандартом) для контролю деталей з’єднання.

Загальні положення

Калібри – це безшкальні засоби вимірювання, призначені для  контролю розмірів, форми та розташування поверхонь деталей. Калібри застосовують для контролю деталей з допусками IT6-IT17 здебільшого в умовах серійного та масового виробництва. Деталі з допусками IT5 і точніше контролюють універсальними засобами вимірювання – оптиметрами, мікроскопами, оптикаторами та ін.

Розрізняють калібри нормальні та калібри граничні. Нормальними калібрами називають калібри, розміри яких  відповідають  номінальним розмірам об'єкта, що контролюється. Серед нормальних калібрів знаходять застосування такі калібри як шаблони, щупи, конусні калібри.

Граничні калібри призначені для контролю граничних розмірів деталі, тобто за допомогою граничного калібру визначають, чи розміщується дійсний розмір вимірюваної поверхні між найбільшим та найменшим граничними розмірами. Граничні калібри мають прохідний бік - ПР і непрохідний - НЕ. Якщо прохідний калібр проходить через контрольовану поверхню, а непрохідний - не проходить, то це означає, що розмір даної поверхні розміщується між заданими граничними розмірами і деталь придатна (рис.1.1). 

Калібрами неможливо виміряти величину дійсного  розміру або величину відхилення контрольованої поверхні від заданого розміру, форми або взаємного розташування поверхонь. За допомогою калібрів деталі лише сортують на три групи: придатні деталі, брак за завищеними розмірами та брак за заниженими розмірами.

Граничні калібри класифікують таким чином:

-           за формою контрольованої поверхні розрізняють калібри для контролю отворів (пробки), калібри для контролю  валів (скоби), калібри для перевірки лінійних розмірів (довжин, висот, глибин і т.п.), для контролю правильності розміщення різних частин і поверхонь деталей;

-           залежно від контрольованої границі поверхні поділяють калібри на прохідні ПР та непрохідні НЕ;

-           за призначенням калібри поділяють на робочі та контрольні. Робочими калібрами контролюють деталь під час її виготовлення. Контрольні калібри призначені для перевірки робочих калібрів-скоб під час їх виготовлення та експлуатації, а також при настроюванні регульованих калібрів. Контрольні калібри є непрохідними і використовуються для вилучення  з експлуатації зношених прохідних робочих скоб. Застосування контрольних калібрів вносить похибки у вимірювання, тому перевагу слід надавати кінцевим мірам довжини та універсальним засобам вимірювання;

-           за формою вимірюваних поверхонь розрізняють калібри комплексні та елементні. Форма вимірюваних поверхонь комплексних калібрів така, як форма спряжених поверхонь, наприклад, калібр-пробка для контролю отвору. Комплексним калібром не можна контролювати окремі елементи поверхні (конусоподібность, овальність), а тільки з’ясовується придатність деталі.

-           за конструкцією розрізняються калібри: жорсткі, регульовані, однобічні граничні та двобічні граничні.

Рис. 1.1 – Схема контролю граничними калібрами: а) - схема контролю вала калібром-скобою;б) - схема контролю отвору калібром-пробкою: d_max і  d_min  - найбільший та найменший граничні розміри вала; D_max і  D_min  - найбільший та найменший граничні розміри отвору, Т – допуск на виготовлення отвору чи вала

 

Розміри вимірювальних поверхонь калібрів, як і розміри поверхонь деталей, неможливо виконати абсолютно точно, тому на розміри прохідних і непрохідних калібрів передбачають допуски на виготовлення. У процесі роботи під час вимірювання поверхні калібрів стираються і їхні розміри змінюються - розміри пробок зменшуються, а розміри скоб - збільшуються.

Через зношення прохідного калібру може змінитися характер посадки. Тому крім допусків на виготовлення передбачають допуски на зношення калібрів. Через те, що прохідні калібри зношуються значно інтенсивніше від непрохідних, допуск на зношення встановлено лише для прохідних калібрів, що обмежує вихід розмірів калібрів за границі поля допуску деталі.

Схеми розміщення полів допусків робочих калібрів-пробок та калібрів-скоб, а також контрольних калібрів за ГОСТ 24853-81 для номінальних розмірів до 180 мм наведені на рис.1.2, а для розмірів понад 180 мм - на рис.1.3. Числові значення допусків та відхилень калібрів наведені у дод. 1..

На кресленнях калібру проставляють його виконавчі розміри, кожний з яких складається  з номінального розміру та допуску. Виконавчі розміри робочих калібрів-пробок і калібрів-скоб, а також контрольних калібрів підраховують за формулами (табл.1.1). За номінальний розмір приймають розмір, який відповідає максимуму матеріалу калібру (прохідна границя) і задається йому одностороннє відхилення, що дорівнює допуску і спрямоване «у тіло» калібру. Для калібру-пробки (вала) за номінальний розмір беруть найбільший граничний розмір і задають відхилення «в мінус». Наприклад, якщо робочий калібр-пробка для контролю отворів Æ20Н7 має  граничні розміри d_max=20,005 мм і d_min=20,001 мм, то на кресленні калібру вказують виконавчий розмір Æ20,005_-0,004.

Для калібру-скоби (отвору) номінальним розміром вважається її найменший граничний розмір. Допуск на виготовлення відраховують «у тіло» калібра, тобто «в плюс». Наприклад, якщо робочий калібр-скоба для контролю валів Æ20m7 має граничні розміри D_max=20,028 мм і D_min=20,024 мм, то на кресленні калібру вказують виконавчий розмір Æ20,024^+0,004.

Під час маркування  на калібр наносять номінальний розмір та поле допуску деталі, для контролю якої призначений калібр. Наприклад, на калібрі-пробці буде напис Æ50Н7. Крім того наносять граничні відхилення розміру виробу в міліметрах, тип калібру (ПР чи НЕ) та товарний знак заводу-виробника.

Рис. 1.2 - Схема розміщення полів допусків калібрів для номінальних розмірів до 180 мм. а), б)  - схеми полів допусків калібру-пробки;в), г) - схеми полів допусків калібру-скоби:

D_max - найбільший граничний розмір отвору;

D_min - найменший граничний розмір отвору;

IT_D - допуск на виготовлення отвору;

d_max - найбільший граничний розмір вала;

d_min - найменший граничний розмір валу;

IT_d - допуск на виготовлення вала;

H - допуск на виготовлення калібру-пробки;

H_S - допуск на виготовлення калібру-пробки зі сферичними вимірювальними поверхнями;

H_P - допуск на виготовлення контрольного  калібру для скоби;

H₁ - допуск на виготовлення калібру-скоби;

Z - відхилення середини поля допуску на виготовлення прохідного калібру для отвору відносно найменшого граничного розміру отвору;

Z₁ - відхилення середини поля допуску на виготовлення прохідного калібру для вала відносно найбільшого граничного розміру валу;

Y - допустимий вихід розміру зношеного калібру-пробки за межі поля допуску отвору;

Y₁ - допустимий вихід розміру зношеного калібру-скоби за межі поля допуску вала.

 

 

Рис. 1.3 - Схема розміщення полів допусків калібрів для номінальних розмірів понад 180 мм; a - величина компенсації похибок контролю калібрами отворів понад 180мм; a₁ - величина компенсації похибок контролю калібрами валів понад 180мм

 

 

 

 

Таблиця 1.1

Формули для підрахунку виконавчих розмірів калібрів (за ГОСТ 24853-81)

 

1.1 Приклад розрахунків

Розрахувати граничні та виконавчі розміри робочих калібрів для контролю деталей з’єднання Æ220Н9/d9 та контрольних калібрів для перевірки робочих калібрів-скоб. Побудувати схеми полів допусків.

1.     Робочий калібр-пробка для контролю отвору Æ220Н9.

Схема полів допусків калібрів для контролю отвору Æ220Н9 відповідає схемі зображеній на рис.1.3б (ГОСТ 24853-81).

Граничні відхилення та допуск отвору Æ220Н9 визначаються за додатками 2,4:

; мкм; мкм.

Граничні розміри отвору становлять:

мм;

 мм.

Допуски та відхилення робочого калібру-пробки визначаються за додатком 1:

мкм; ; мкм; мкм.

Граничні розміри робочого калібра-пробки розраховуються за формулами табл.1.1.

Прохідний бік новий:

мм;

мм.

Прохідний бік зношений:

мм.

Непрохідний бік:

мм;

мм.

Виконавчий розмір прохідного боку: Æ.

Виконавчий розмір непрохідного боку: Æ.

2.     Робочий калібр-скоба для контролю вала Æ220d9.

Схема полів допусків калібру-скоби для контролю вала Æ220d9 відповідає схемі, зображеній на рис.13.3г (ГОСТ 24853-81).

Граничні відхилення та допуск валу Æ220d9 визначаються за додатками 2,3:

мкм; мкм; мкм.

Граничні розміри валу становлять:

мм;

 мм.

Допуски та відхилення робочого калібру-скоби визначаються за додатком 1:

мкм; ; мкм; мкм.

Граничні розміри робочого калібру-скоби розраховуються за формулами табл.1.1.

Прохідний бік новий:

мм;

мм.

Прохідний бік зношений:

мм.

Непрохідний бік:

мм;

мм.

Виконавчий розмір прохідного боку: Æ.

Виконавчий розмір непрохідного боку: Æ.

3.     Контрольний калібр для контролю робочого калібру-скоби Æ220d9.

Допуск контрольного калібру визначаються за додатком 1: мкм.

Граничні розміри контрольного калібру розраховуються за формулами табл.1.1.

Прохідний бік новий:

мм;

мм.

Прохідний бік зношений:

мм;

мм.

Непрохідний бік:

мм;

мм.

Схеми полів допусків калібрів наведені на рис.1.4.

 

Рис. 1.4 – Схеми полів допусків калібрів (діаметральні розміри задані в міліметрах, відхилення та допуски – в мікрометрах)

 

1.2 Завдання для самостійної роботи

 

Розрахувати граничні та виконавчі розміри робочих калібрів для контролю деталей з’єднання (табл.1.2) та контрольних калібрів для перевірки робочих калібрів-скоб. Побудувати схеми полів допусків.

 

 

 

 

 

         Таблиця 1.2

Варіанти завдань

Варіант	Посадка		Варіант	Посадка		Варіант	Посадка
1	Æ40		18	Æ75		35	Æ40
2	Æ50		19	Æ80		36	Æ50
3	Æ60		20	Æ85		37	Æ67
4	Æ30		21	Æ56		38	Æ19
5	Æ20		22	Æ95		39	Æ20
6	Æ25		23	Æ100		40	Æ75
7	Æ45		24	Æ110		41	Æ12
8	Æ50		25	Æ16		42	Æ18
9	Æ36		26	Æ100		43	Æ25
10	Æ65		27	Æ110		44	Æ18
11	Æ25		28	Æ75		45	Æ60
12	Æ85		29	Æ40		46	Æ95
13	Æ45		30	Æ15		47	Æ60
14	Æ56		31	Æ20		48	Æ67
15	Æ12		32	Æ25		49	Æ53
16	Æ63		33	Æ30		50	Æ25
17	Æ70		34	Æ100		51	Æ40

 

 

 

 

 

 

Список рекомендованої літератури

 

1.     Якимчук Г.К. Взаємозамінність, стандартизація, метрологія та технічні вимірювання / Якимчук Г.К., Кирилюк, Ю.Є., Саранча, Г.А. -  підручник  - К.: Основа, 2006.- 560 с.

2.     Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски. (1983). ГОСТ 24853-81. Межгосударственный стандарт. Москва. ИПК. Издательство стандартов.