Калибр для проверки резьбы

Резьба – это чередующиеся винтовые канавки и выступы постоянного сечения (нарезка), образованные на поверхности детали. Контур сечения канавок и выступов в плоскости, проходящей через её ось, называется профилем резьбы. По этому признаку различают треугольные, трапецеидальные, упорные, круглые, прямоугольные и другие резьбы. В зависимости от формы поверхности, на которой образована винтовая нарезка, резьбы бывают цилиндрические и конические (наружные и внутренние), а в зависимости от направления винтового движения резьбового контура — правые и левые; по числу заходов (ниток нарезки) различают резьбы однозаходные и многозаходные (двухзаходные, трёхзаходные и т. д.).

Треугольные резьбы относятся к группе крепёжных и разделяются на метрическую (наиболее распространена) и дюймовую, используют главным образом в разъёмных соединениях деталей машин, т. к. они обеспечивают прочность и сохранение плотности стыка при длительной эксплуатации.

В группу так называемых, кинематических резьб входят трапецеидальная резьба, которая в передачах винт — гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное при наименьшем трении (ходовые винты станков, винты столов измерительных приборов и т. п.), и упорная резьба, которая служит для преобразования вращательного движения в прямолинейное, например в прессах и домкратах, а также применяется при больших односторонних нагрузках, например в соединениях колонн прессов с поперечинами и т. п.

Трубные резьбы используют в трубопроводах и арматуре разнообразного назначения для обеспечения герметичности соединений.

Основные параметры резьбы (общие для наружной и внутренней): наружный диаметр d (или D для гаек), внутренний d1(D1)и средний d2(D2), шаг Р, угол профиля a, углы наклона боковых сторон профиля b и g, которые для резьб с симметричным профилем равны половине угла профиля a/2, угол подъёма резьбы, высота профиля H, рабочая высота профиля H1, длина свинчивания резьбы (см. на чертеже для метрической резьбы).

Резьбоизмерительные инструменты

Различают резьбоизмерительные инструменты для комплексного контроля и для измерения отдельных параметров наружной и внутренней цилиндрической и конической резьб (см. выше).

К средствам комплексного контроля, используемым при приёмке готовых деталей, относятся проходные и непроходные калибры, с помощью которых определяют, находятся ли в допускаемых пределах размеры сопрягаемых винтовых поверхностей (болт и гайка) на длине свинчивания. Проходным калибром, который должен при проверке свинчиваться, контролируют так называемый приведённый средний диаметр (искусственно созданный контрольный параметр), обеспечивающий сопряжение резьбового соединения. Для комплексного контроля пользуются также индикаторными резьбоизмерительными инструментами.

Р. и., предназначенные для измерения отдельных параметров наружной резьбы — среднего диаметра, профиля и шага, используют при определении точности технологического процесса или для оценки эксплуатационных свойств специальных точных резьбовых деталей (ходовых винтов, винтов микрометров, резьбовых калибров и т. п.). Для измерения среднего диаметра применяют микрометры со вставками, имеющими резьбовой профиль.

Один из способов определения среднего диаметра точной резьбы — измерение с помощью проволочек (роликов), которые закладывают между витками резьбы и каким-либо измерительным средством — оптиметром, микрометром и др. Определяют размер по высоте, на которую выступают проволочки над наружным диаметром резьбы. Пользуются также специальными приспособлениями с тремя, двумя или одной проволочкой, а при измерении среднего диаметра внутренней резьбы — нутромерами специальной конструкции или приборами со сменными сферическими наконечниками.

Измерение профиля резьбы в деталях с относительно крупным шагом (ходовые винты, червяки) производят приборами, измерительный узел которых разворачивается на угол профиля резьбы, и наконечник перемещается вдоль её боковой поверхности. Иногда для этой цели пользуются угломерами специальной конструкции. Шаг резьбы обычно определяют в осевом сечении на инструментальных и универсальных микроскопах и проекторах.

Калибр

(франц. Calibre – измерительный), бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделий. Контроль состоит в сравнении размера изделия с калибром по вхождению или степени прилегания их поверхностей. Такое сравнение позволяет рассортировывать изделия на годные (размер находится в пределах допуска) и бракованные с возможным исправлением или неисправимые.

Наиболее распространены предельные калибры.: проходные, выполненные по наименьшему предельному размеру отверстия или наибольшему размеру вала и входящие в годные изделия, и непроходные, выполненные по наибольшему размеру отверстия или наименьшему размеру вала и не входящие в годные изделия.

По назначению различают калибры.: рабочие — для проверки изделий на предприятии-изготовителе и контрольные — для проверки или регулировки рабочих калибров.

Достоинства калибров – простота конструкции, возможность комплексного контроля изделий сложной формы.

Недостатки – малая универсальность, невозможность определить действительные отклонения размеров.

Применение калибров в машиностроении сокращается за счёт внедрения универсальных средств измерения, механизированных и автоматических приборов.

Это были выдержки из Большой Советской Энциклопедии издание третье от 1969-1978гг. С тех пор прошло более тридцати лет, но «внедрение универсальных средств измерения, механизированных и автоматических приборов» до сих пор не вытеснило калибры из отраслей массового производства, где невозможно контролировать каждую железку выше обозначенными резьбоизмерительными инструментами. Применение калибров является самым массовым средством контроля не только у нас, но и во всем мире, на ближайшие еще лет сто.

Приводим выдержки из ГОСТ 28939-81 «Калибры для цилиндрических резьб. Виды» Приложение 2 «Правила применения калибров»

1. Калибры для наружной резьбы

1.1.Резьбовой проходной нерегулируемый калибр-кольцо ПР (1)

Калибр контролирует наибольший средний диаметр (приведенный средний диаметр) и, одновременно, наибольший внутренний диаметр наружной резьбы. Наружный диаметр резьбы этим калибром не контролируется.

Калибр должен свободно навинчиваться на контролируемую резьбу. Свинчиваемость калибра с резьбой означает, что приведенный средний диаметр резьбы не больше установленного наибольшего предельного размера, а внутренний диаметр наружной резьбы не больше наименьшего внутреннего диаметра внутренней резьбы.

Контроль калибра-кольца должен осуществляться контрольными калибрами-пробками КПР-ПР (2) и КПР-НЕ (3). Износ калибра-кольца должен регулярно контролироваться калибром-пробкой КИ (6).

1.2.Резьбовой контрольный проходной калибр-пробка КПР-ПР (2) для нового нерегулируемого проходного резьбового калибра-кольца ПР (1).

Калибр контролирует наименьший средний диаметр (приведенный средний диаметр) и, одновременно, наименьший наружный диаметр калибра-кольца.

Калибр должен свободно ввинчиваться в контролируемый калибр-кольцо. Свинчиваемость контрольного калибра-пробки с калибром-кольцом означает, что приведенный средний диаметр калибра-кольца не меньше установленного наименьшего предельного размера, а наружный диаметр калибра-кольца не меньше наибольшего наружного диаметра наружной резьбы.

1.3.Резьбовой контрольный непроходной калибр-пробка КПР-НЕ (3) для нового нерегулируемого проходного резьбового калибра-кольца ПР (1).

Калибр контролирует наибольший средний диаметр нового калибра-кольца.

Калибр, как правило, не должен ввинчиваться в контролируемый калибр-кольцо. Допускается ввинчивание до одного оборота с каждой стороны калибра-кольца (число оборотов определяется при вывинчивании калибра-кольца).

1.6. Резьбовой контрольный калибр-пробка КИ (6) для контроля износа нерегулируемого проходного резьбового калибра-кольца ПР (1)

Калибр, как правило, не должен ввинчиваться в контролируемый калибр-кольцо. Допускается ввинчивание до двух оборотов с каждой стороны калибра-кольца (число оборотов определяется при вывинчивании калибра-кольца).

1.11. Резьбовой непроходной нерегулируемый калибр-кольцо НЕ (11)

Калибр контролирует наименьший средний диаметр наружной резьбы. Калибр, как правило, не должен навинчиваться на контролируемую резьбу. Допускается навинчивание калибра до двух оборотов (число оборотов определяется при свинчивании калибра-кольца с резьбой изделия). При контроле коротких резьб (до 3 витков) это не допускается.

Контроль калибра-кольца должен осуществляться контрольными калибрами-пробками КНЕ-ПР (12) и КНЕ-НЕ (13). Износ калибра-кольца должен регулярно контролироваться калибром-пробкой КИ-НЕ (16).

1.12. Резьбовой контрольный проходной калибр-пробка КНЕ-ПР (12) для нового нерегулируемого непроходного резьбового калибра-кольца НЕ (11).

Калибр контролирует наименьший средний диаметр (приведенный средний диаметр) калибра-кольца.

1.13. Резьбовой контрольный непроходной калибр-пробка КНЕ-НЕ (3) для нового нерегулируемого непроходного резьбового калибра-кольца НЕ (11).

Калибр контролирует наибольший средний диаметр калибра-кольца.

1.16. Резьбовой контрольный калибр-пробка КИ-НЕ (16) для контроля износа нерегулируемого непроходного резьбового калибра-кольца НЕ (11)

2. Калибры для внутренней резьбы.

2.1.Резьбовой проходной калибр-пробка ПР (21)

Калибр контролирует наименьший средний диаметр (приведенный средний диаметр) и, одновременно, наименьший наружный диаметр внутренней резьбы. Внутренний диаметр резьбы этим калибром не контролируется.

Калибр должен свободно ввинчиваться в контролируемую резьбу. Свинчиваемость калибра с резьбой означает, что приведенный средний диаметр резьбы не меньше установленного наименьшего предельного размера, а наружный диаметр внутренней резьбы не меньше наибольшего наружного диаметра наружной резьбы.

2.2.Резьбой непроходной калибр-пробка НЕ (22).

Калибр контролирует наибольший средний диаметр внутренней резьбы.

Калибр, как правило, не должен ввинчиваться в контролируемую резьбу. Допускается ввинчивание калибра до двух оборотов (у сквозной резьбы с каждой из сторон). При контроле коротких резьб (до 4 витков) ввинчивание калибра-пробки допускается до двух оборотов с одной стороны или в сумме с двух сторон. Число оборотов определяется при вывинчивании калибра.

2.3.Гладкий проходной калибр-пробка ПР (23)

Калибр контролирует наименьший внутренний диаметр внутренней резьбы.

Калибр должен свободно входить в контролируемую резьбу под действием собственного веса или определенной силы.

2.4. Гладкий непроходной калибр-пробка НЕ (24).

Калибр контролирует наибольший внутренний диаметр внутренней резьбы.

Калибр не должен входить в контролируемую резьбу под действием собственного веса или определенной силы. Допускается вхождение калибра на один шаг внутренней резьбы.

Приводим выдержки из ГОСТ 28939-81 «Калибры для цилиндрических резьб. Виды» Приложение 3 «Контроль калибрами»

Контроль калибрами

Для контроля резьбы изделий в процессе их изготовления рекомендуется пользоваться новыми проходными и частично изношенными непроходными калибрами.

Для контроля резьбы изделий контролерами контрольных отделов предприятия-изготовителя, а также представителями заказчика, если это не оговорено специальным соглашением, рекомендуется пользоваться частично изношенными проходными и новыми непроходными калибрами.

Проверка правильности размеров изделий должна осуществляться калибрами с размерами, близкими к границе поля износа проходного и к границе поля допуска нового непроходного калибра (верхней – для внутренней, нижней – для наружной резьбы).

Допускается применять другие методы контроля резьбы. В спорных случаях решающим методом контроля резьбы является контроль калибрами, перечисленными в настоящем стандарте.

ООО ТД «ИТО-Туламаш» осуществляет поставки следующих видов калибров для цилиндрических резьб

(21) Пробка ПР – пробка резьбовая рабочая проходная

(22) Пробка НЕ – пробка резьбовая рабочая непроходная

(1) Кольцо ПР – кольцо резьбовое проходное

(11) Кольцо НЕ – кольцо резьбовое непроходное

(6) Пробка КИ – пробка резьбовая контрольная для проверки износа проходного кольца

(16) Пробка КИ-НЕ – пробка резьбовая контрольная для проверки износа непроходного кольца

(2) Пробка КПР-ПР – пробка резьбовая контрольная проходная для проверки нового проходного кольца

(3) Пробка КПР-НЕ – пробка резьбовая контрольная непроходная для проверки нового проходного кольца

(12) Пробка КНЕ-ПР – пробка резьбовая контрольная проходная для проверки нового непроходного кольца

(13) Пробка КНЕ-НЕ – пробка резьбовая контрольная непроходная для проверки нового непроходного кольца

(23) Пробка гладкая ПР — пробка гладкая рабочая проходная

(24) Пробка гладкая НЕ — пробка гладкая рабочая непроходная

Другие 25 видов калибров, предусмотренные ГОСТ 24939-81 «Калибры для цилиндрических резьб. Виды» ООО ТД «ИТО-Туламаш» не поставляет.

ООО ТД «ИТО-Туламаш» также поставляет калибры гладкие контрольные для контроля внутреннего диаметра внутренней резьбы калибров-колец.

Основными параметрами резьбы являются наружный, внутренний и средний диаметр, шаг и угол профиля, так как они определяют эксплуатационные свойства резьбового соединения (точность, прочность, характер контакта, и другие).
В процессе производства резьбовых деталей любой из этих элементов резьбы может иметь погрешности изготовления. Кроме того, возможны отклонения: от концентричности диаметральных сечений; от заданных параметров, характеризующих взаимное расположение резьбы и других поверхностей детали; несоответствие параметра шероховатости резьбовой поверхности и т.д. Все это приводит к нарушению взаимозаменяемости, ухудшает качество и свинчиваемость резьбового соединения, снижает его прочность.
Существуют два метода контроля точности резьб – дифференцированный (поэлементный) и комплексный.
Дифференцированный метод применяют, когда на каждый параметр резьбы допуски указаны отдельно. При этом отдельно контролируют шаг, средний диаметр, половину угла профиля. Данный метод является сложным и трудоемким, поэтому используется для контроля точных резьб (калибров, резьбообразующего инструмента, специальных резьбовых деталей), а также используется при наладке технологического процесса и при исследовании причин дефектов.
Комплексный метод контроля применяют для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным допуском. Метод основан на одновременном контроле среднего диаметра, шага, половины угла профиля, внутреннего и наружного диаметров резьбы путем сравнения действительных размеров с предельными. Это обеспечивается использованием предельных калибров.
В крупносерийном и массовом производстве контроль предельными резьбовыми калибрами является основным. Также этот метод применяется в единичном и мелкосерийном производстве.

Контроль резьбы калибрами.

В комплект для контроля ци¬линдрических резьб входят проходные (ПР) и непроходные (НЕ) предельные калибры.

Рабочие калибры – калибры для проверки правильности размеров резьбы в процессе ее изготовления.
Контрольные калибры (контркалибры) – калибры для контроля или регулирования (установки) размеров рабочих калибров.

Для контроля размеров внутренней резьбы применяют, так называемые, резьбовые калибр-пробки (рис.1)

Свинчиваемость проходного калибра-пробки с гайкой означает, что средний диаметр резьбы гайки не выходит за установленный наименьший предельный размер, а погрешности угла профиля и шага резьбы гайки компенсированы соответствующим увеличением среднего диаметра. Вместе с тем проверка данным калибром гарантирует, что наружный диаметр гайки не меньше наружного диаметра болта
Непроходной калибр-пробка, как правило, не должен ввинчиваться в гайку. Допускается ввинчивание:

для глухих резьб – не более чем на два оборота;
для сквозных резьб – не более чем на два оборота с каждой стороны).

Для коротких резьб (до четырех витков) ввинчивание непроходного калибра-пробки допускается:

для глухих резьб – до двух оборотов с одной стороны;
для сквозных резьб – до двух оборотов в сумме с двух сторон.

Проверка непроходной резьбовой пробкой гарантирует, что средний диаметр гайки не больше установленного предельного размера.
Для контроля размеров наружной резьбы применяют, так называемые, резьбовые калибр-кольца (рис. 2).

Проходное резьбовое кольцо должно навинчиваться на проверяемый болт или аналогичный тип крепежа, что свидетельствует о том, что средний диаметр резьбы болта не выходит за установленный наибольший предельный размер и что погрешности угла профиля и шага резьбы болта компенсированы соответствующим уменьшением среднего диаметра. Также проверка этим калибром гарантирует, что внутренний диаметр болта не больше внутреннего диаметра гайки. Непроходное резьбовое кольцо, как правило, не должно навинчиваться на болт. Допускается навинчивание не более чем на два оборота.
Проходные резьбовые калибры имеют полный профиль резьбы (рис. 3, а) и длину, равную длине свинчивания. Фактически они должны быть прототипом сопрягаемой детали.
Непроходные резьбовые калибры имеют укороченный профиль (рис. 3, б) с минимальной длиной сторон профиля резьбы и сокращенное число витков. Это делается для того чтобы уменьшить влияние погрешностей половины угла профиля и шага и контролировать только средний диаметр.

Полный профиль резьбы калибров выполняют с канавкой произвольной формы или со впадиной закругленной формы.
Укороченный профиль резьбы калибров-пробок получают за счет уменьшения наружного диаметра пробок и прорезания канавок у впадин по внутреннему диаметру, у калибров колец – путем увеличения внутреннего диаметра и прорезания канавки у впадины по наружному диаметру.

Вместо жестких резьбовых калибров-колец можно применять проходные и непроходные регулируемые калибры-кольца (рис.4)

В конструкции данных калибров предусмотрен специальный регулировочный винт, с помощью которого, в условиях измерительной лаборатории по специальным установочным калибрам, производится настройка калибра на заданный размер и компенсация износа.
Для контроля наружной резьбы используют также роликовые резьбовые скобы (рис. 5)

Двухпредельная роликовая скоба имеет две пары роликов, у которых профиль резьбы и расстояние между средними диаметрами резьбы первой пары соответствует проходному кольцу, а те же параметры второй пары – непроходному. Ролики установлены с эксцентриситетом, что дает возможность производить регулировку размера. Применение резьбовых скоб позволяет производить измерения деталей в центрах и значительно сокращает вспомогательное время контроля, потому что не требуется навинчивание. Резьбовые скобы имеют более длительный срок эксплуатации, чем кольца.
На рис. 6 показано расположение полей допусков среднего диаметра калибров для контроля метрической резьбы: а) внутренней; б) наружной. Предельные отклонения отсчитываются от соответствующих предельных размеров резьбы деталей, которые в свою очередь являются номинальными размерами калибров.

Для увеличения срока службы рабочих резьбовых калибров установлен допуск их износа. Поле допуска на износ проходных калибров частично выходит из поля допуска резьбы детали, а поле допуска на износ непроходных калибров расположено в поле допуска резьбы детали.

Маркировка резьбовых калибров.
При маркировке на калибр наносят размер резьбы, обозначения калибра ПР или НЕ, марку завода-изготовителя.
Пример маркировки: М16Х1,5-6g, ПР.

Контроль наружного диаметра болта проводят предельными гладкими скобами (рис. 7), а внутреннего диаметра гайки – предельными гладкими пробками (рис. 8)

Конические резьбы также контролируют предельными калибрами-пробками (рис. 9) и кольцами (рис.10). Соответствие резьбы требованиям определяют по осевому положению торца детали относительно измерительной плоскости калибра.