Назначение и типы калибров

Для выполнения операций технического контроля, особенно в массо-вом и крупносерийном производстве, рабочие и контролеры отделов тех-нического контроля (ОТК) широко используют калибры.
Калибр – средство контроля, воспроизводящее геометрические пара-метры элементов изделия, определяемые заданными предельными линия-ми или угловыми размерами, и контактирующее с элементами изделия по поверхностям, линиям или точкам. Под элементом изделия понимается
конструктивно- законченная часть изделия. Например: вал, отверстие, паз, выступ, резьба и т.д
Калибры – это специальная технологическая оснастка, предназна-ченная для оценки годности деталей и изделий машиностроения (допуско-вый контроль). Контроль калибрами имеет выше производительность, чем измерение действительных размеров деталей измерительными средствами. Однако проектирование и изготовление калибров экономически выгодно в крупносерийном и массовом производстве.
С помощью калибров ведется рассортировка деталей на годные и не-годные (брак). Калибры не определяют числовое значение (действитель-ный размер) контролируемого параметра, а лишь устанавливают входит ли элемент изделия в границы предельных размеров. Различают исправимый брак, когда валы выполнены с завышенными размерами, а отверстия ? с заниженными, и неисправимый брак, когда размеры валов занижены, а размеры отверстия ? завышены.
Контроль калибрами ведет к определенному ужесточению допуска на из-готовление детали по сравнению с табличной величиной.
Применяются калибры для контроля гладких цилиндрических по-верхностей, для конусных, резьбовых, шпоночных и шлицевых поверхно-стей, а также для контроля расположения поверхностей.
Различают калибры нормальные и предельные.
Нормальный калибр – калибр, воспроизводящий заданный линей-ный или угловой размер и форму сопрягаемой с ним поверхности контро-лируемого элемента изделия, т.е. имеют только проходную сторону.
Нормальные калибры (шаблоны, калибры расположения) используют для контроля деталей со сложным профилем поверхностей. О годности детали судят по величине зазора между ее контуром и нормальным калиб-ром на равномерность просвета или под щуп.
Предельный калибр – калибр, воспроизводящий проходной и не-проходной пределы геометрических параметров изделия, т.е. эти калибры имеют проходную ( ПР) и непроходную ( НЕ) стороны. К предельным ка-либрам относятся гладкие калибры для контроля валов и отверстий, резь-бовые калибры и другие.
По назначению калибры разделяют на:
- рабочие калибры, предназначенные для проверки размеров деталей рабочими и контролерами ОТК;
- приемочные калибры ? обычно это 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 и для установки размера регу-лируемой скобы
Для контроля наружных (охватываемых) поверхностей валов приме-няют калибры-скобы, а для контроля внутренних (охватывающих) поверх-ностей отверстий – калибры-пробки.
Калибры – скобы могут быть регулируемые и нерегулируемые. Регу-лируемые 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 имеют жесткую конструкцию, дешевле и проще в производстве.

Прежде чем конкретно говорить о различных методах исследования поверхностей, следует рассмотреть классификацию этих методов в зависимости от подхода к решению поставленной задачи и от средств, находящихся в распоряжении исследователя.
Методы исследования шероховатости поверхности можно разделять на локальные и интегральные.
Если исследуют каждый элемент неровности поверхности (высоты отдельных неровностей, их форму, взаимное расположение на малых участках поверхности и т. п.) путем сечения плоскостью, то такие методы следует считать локальными.
В противоположность этому интегральные методы исследования шероховатости, не позволяя судить о характере неровности и о строении ее отдельных элементов, дают представление только об общих характеристиках поверхности на сравнительно больших ее участках. С помощью интегральных методов исследования получают средние значения каких-либо параметров или критериев, на основании которых можно лишь предполагать наличие неровностей и в очень неопределенной форме судить об их характере.
Таким образом, если при локальных исследованиях происходит некоторое суммирование отдельных элементов для определения их средних значений, то чисто интегральными методами исследования определят только средние значения, причем усреднением охватывают весьма большую плошадь по сравнению с размерами элементов неровностей. Большая площадь поверхности нужна для захвата при исследовании не только области шероховатости, но и волнистости, и даже отклонений от правильной геометрической формы.
При локальных методах судить о средних значениях отдельных элементов поверхности, соответствующих выбранным критериям, можно только после интегрирования, на что требуется определенный промежуток времени даже при автоматизации измерений.
Интегральными методами исследования охватывают достаточно большой участок поверхности, и в суммировании одновременно участвует большое число неровностей и отдельных параметров; интегрирование можно выполнить значительно быстрее. Интегральные методы исследования фактически являются такими, при которых приборы можно считать непосредственно показывающими числовые значения какого-либо критерия шероховатости.
Как локальные, так и интегральные методы исследования шероховатости, в свою очередь, могут быть подразделены еще на две группы в зависимости от конструктивных особенностей приборов — на контактные и бесконтактные методы. Само название указывает на их сущность.
Контактными методами следует называть такие, при которых прибор или его часть непосредственно соприкасаются с исследуемой поверхностью или с изучаемым участком. В противоположность этому бесконтактными методами можно считать те, при которых не происходит какого-либо механического соединения или механического воздействия на поверхность. При контактных методах в результате соприкосновения прибора с поверхностью всегда возникает опасность повреждения ее. С этой точки зрения бесконтактные методы исследования в принципе более предпочтительны. Как те, так и другие методы распространены достаточно широко, причем в настоящее время во всех приборах, в которых используется контакт с поверхностью, стремятся сделать этот контакт наименее действующим на состояние геометрии самой поверхности, так как всякое механическое воздействие на поверхность может не только ее испортить, но и исказить процесс ее профилирования, а следовательно, и результат исследования.
В свою очередь, контактные и бесконтактные методы можно подразделить по принципу абсолютных и относительных измерений. Шероховатость поверхности и ее критерии являются величинами линейными. Абсолютными измерениями шероховатости можно считать такие, которые базируются на непосредственных измерениях высот неровностей в единицах длины. При этом высоты сравнивают с каким-нибудь линейным масштабом. И на основе этих линейных измерений элементов неровностей вычисляют все характеристики, все критерии, которые наблюдатель считает необходимыми для полноты освещения расположения неровностей на поверхности.

В отличие от этого относительным методом измерения можно считать такой, в котором вычисление критериев шероховатости основывается на вспомогательных приемах и связи линейных характеристик шероховатости (критериев шероховатости) с другими физическими величинами, например с объемами, углами, электрическими величинами, емкостями между двумя электродами (одним из которых является сама поверхность и вторым — вспомогательная поверхность, располагаемая вблизи нее), магнитной проницаемостью пространства, образованного данной поверхностью, данным участком поверхности, и вспомогательной поверхностью, находящейся вблизи этого участка, и т. д.

Кроме того, методы исследования поверхностей можно разделить на единичные и комплексные. Под единичными методами следует понимать такие, которые позволяют вычислить или определить какую-нибудь одну характеристику неровностей или шероховатости, т. е. измерить какой-нибудь один элемент неровностей и вычислить один критерий. Методы, с помощью которых можно определить целый комплекс величин, характеризующих поверхность, вычислить их или непосредственно отсчитать по шкале прибора для различных критериев, соответствующих выбранной системе координат и базовых линий, называются комплексными.

И, наконец, все приведенные методы можно разделить на объективные и субъективные. К субъективным методам, главным образом визуальным, относят обычно оптические методы. Они могут выть как абсолютными, так и относительными, как контактными, так и бесконтактными, как локальными, так и интегральными. В объективных методах, где участие наблюдателя полностью исключено или в значительной степени его роль в оценке измеряемой величины ослаблена, процесс измерения элементов профиля, а также и вычисление или интегрирование определенных величин (шагов, высот, углов и т. д.) автоматизировано, и прибор выдает непосредственно данные об одной или нескольких интересующих величинах одновременно или последовательно по желанию оператора. И объективные и визуальные методы могут быть и единичными, и комплексными. Здесь следует заметить, что опять-таки в принципе объективные методы исследования более прогрессивны, Солее правильны, так как многие субъективные методы связаны с ошибками зрения наблюдателя, и поэтому всегда имеется опасность индивидуальной погрешности. Тем не менее, субъективные методы широко распространены, так как во многих случаях весьма просты и удобны для практического применения.

Прежде чем конкретно говорить о различных методах исследования поверхностей, следует рассмотреть классификацию этих методов в зависимости от подхода к решению поставленной задачи и от средств, находящихся в распоряжении исследователя.
Методы исследования шероховатости поверхности можно разделять на локальные и интегральные.
Если исследуют каждый элемент неровности поверхности (высоты отдельных неровностей, их форму, взаимное расположение на малых участках поверхности и т. п.) путем сечения плоскостью, то такие методы следует считать локальными.
В противоположность этому интегральные методы исследования шероховатости, не позволяя судить о характере неровности и о строении ее отдельных элементов, дают представление только об общих характеристиках поверхности на сравнительно больших ее участках. С помощью интегральных методов исследования получают средние значения каких-либо параметров или критериев, на основании которых можно лишь предполагать наличие неровностей и в очень неопределенной форме судить об их характере.
Таким образом, если при локальных исследованиях происходит некоторое суммирование отдельных элементов для определения их средних значений, то чисто интегральными методами исследования определят только средние значения, причем усреднением охватывают весьма большую плошадь по сравнению с размерами элементов неровностей. Большая площадь поверхности нужна для захвата при исследовании не только области шероховатости, но и волнистости, и даже отклонений от правильной геометрической формы.
При локальных методах судить о средних значениях отдельных элементов поверхности, соответствующих выбранным критериям, можно только после интегрирования, на что требуется определенный промежуток времени даже при автоматизации измерений.
Интегральными методами исследования охватывают достаточно большой участок поверхности, и в суммировании одновременно участвует большое число неровностей и отдельных параметров; интегрирование можно выполнить значительно быстрее. Интегральные методы исследования фактически являются такими, при которых приборы можно считать непосредственно показывающими числовые значения какого-либо критерия шероховатости.
Как локальные, так и интегральные методы исследования шероховатости, в свою очередь, могут быть подразделены еще на две группы в зависимости от конструктивных особенностей приборов — на контактные и бесконтактные методы. Само название указывает на их сущность.
Контактными методами следует называть такие, при которых прибор или его часть непосредственно соприкасаются с исследуемой поверхностью или с изучаемым участком. В противоположность этому бесконтактными методами можно считать те, при которых не происходит какого-либо механического соединения или механического воздействия на поверхность. При контактных методах в результате соприкосновения прибора с поверхностью всегда возникает опасность повреждения ее. С этой точки зрения бесконтактные методы исследования в принципе более предпочтительны. Как те, так и другие методы распространены достаточно широко, причем в настоящее время во всех приборах, в которых используется контакт с поверхностью, стремятся сделать этот контакт наименее действующим на состояние геометрии самой поверхности, так как всякое механическое воздействие на поверхность может не только ее испортить, но и исказить процесс ее профилирования, а следовательно, и результат исследования.
В свою очередь, контактные и бесконтактные методы можно подразделить по принципу абсолютных и относительных измерений. Шероховатость поверхности и ее критерии являются величинами линейными. Абсолютными измерениями шероховатости можно считать такие, которые базируются на непосредственных измерениях высот неровностей в единицах длины. При этом высоты сравнивают с каким-нибудь линейным масштабом. И на основе этих линейных измерений элементов неровностей вычисляют все характеристики, все критерии, которые наблюдатель считает необходимыми для полноты освещения расположения неровностей на поверхности.

В отличие от этого относительным методом измерения можно считать такой, в котором вычисление критериев шероховатости основывается на вспомогательных приемах и связи линейных характеристик шероховатости (критериев шероховатости) с другими физическими величинами, например с объемами, углами, электрическими величинами, емкостями между двумя электродами (одним из которых является сама поверхность и вторым — вспомогательная поверхность, располагаемая вблизи нее), магнитной проницаемостью пространства, образованного данной поверхностью, данным участком поверхности, и вспомогательной поверхностью, находящейся вблизи этого участка, и т. д.

Кроме того, методы исследования поверхностей можно разделить на единичные и комплексные. Под единичными методами следует понимать такие, которые позволяют вычислить или определить какую-нибудь одну характеристику неровностей или шероховатости, т. е. измерить какой-нибудь один элемент неровностей и вычислить один критерий. Методы, с помощью которых можно определить целый комплекс величин, характеризующих поверхность, вычислить их или непосредственно отсчитать по шкале прибора для различных критериев, соответствующих выбранной системе координат и базовых линий, называются комплексными.

И, наконец, все приведенные методы можно разделить на объективные и субъективные. К субъективным методам, главным образом визуальным, относят обычно оптические методы. Они могут выть как абсолютными, так и относительными, как контактными, так и бесконтактными, как локальными, так и интегральными. В объективных методах, где участие наблюдателя полностью исключено или в значительной степени его роль в оценке измеряемой величины ослаблена, процесс измерения элементов профиля, а также и вычисление или интегрирование определенных величин (шагов, высот, углов и т. д.) автоматизировано, и прибор выдает непосредственно данные об одной или нескольких интересующих величинах одновременно или последовательно по желанию оператора. И объективные и визуальные методы могут быть и единичными, и комплексными. Здесь следует заметить, что опять-таки в принципе объективные методы исследования более прогрессивны, Солее правильны, так как многие субъективные методы связаны с ошибками зрения наблюдателя, и поэтому всегда имеется опасность индивидуальной погрешности. Тем не менее, субъективные методы широко распространены, так как во многих случаях весьма просты и удобны для практического применения.

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ И
РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
(по ГОСТ 10356)

Предельные отклонения формы и расположения поверхностей должны назначаться при наличии особых требований, вытекающих. из условий работы, изготовления или измерения деталей. В остальных случаях отклонения формы и расположения поверхностей ограничиваются полем допуска на размер или регламентируются в нормативных материалах на допуски, не проставляемые у размеров.