Библиографический список

1. Технический контроль в машиностроении: Справочник проектировщика/ Под общ. ред. В. Н. Чупырина, А. Д. Никифорова, - М.: Машиностроение, 1987. - 512 с. ил.

2. Васильев А. С, Основы метрологии и технические измерения: Учебн. пособие для технических училищ. - М.: Машино­строение, 1980. - 192 с, ил.

3. Ознобишин Н. С, Лурье А. М., Технический контроль в ме­ханических цехах: Учебник для техн. Училищ. - 3-е изд., доп. И перераб. - М.: Высш. школа, 1979. - 221 с, ил. - (Профтехобразование. Техн. измерения).

УДК621.9.047

Болдырев А.И. Хабибулин А.В.

Методы контроля точности резьбы

Рассмотрены различные средства контроля и измерения точности цилиндри­ческих резьб. Показаны основные методы контроля каждого параметра резьбы в отдельности.

Точность резьбы можно контролировать дифференцированным (контроль каждого параметра в отдельности) и комплексным (кон­троль расположения контура резьбы в предписанном поле допуска) методами. Метод контроля каждого параметра резьбы в отдельности (среднего диаметра, шага и угла профиля) трудоёмок, поэтому его применяют для точных резьб: ходовых винтов, резьбовых калибров, метчиков и т.д. Иногда по результатам контроля отдельных парамет­ров судят (после вычислений) о комплексном параметре, например о приведённом среднем диаметре резьбы. Комплексный контроль резьб выполняют либо с помощью предельных калибров, либо с по­мощью проекторов и шаблонов с предельными контурами.

Контроль резьбы калибрами. В систему калибров входят рабочие гладкие резьбовые проходные (ПР) и непроходные (НЕ) калибры и контркалибры (КПР-ПР, КНЕ-ПР, У-НЕ, КНЕ-НЕ, КИ-НЕ, У-ПР) для проверки и регулирования (установки ) рабочих резьбовых скоб и колец. Контролёры и представители заказчика используют частич­но изношенные проходные и новые непроходные рабочие калибры. Свинчиваемость рабочего резьбового проходного калибра с резьбой или вхождение на нее скобы означает, что приведённый средний, наименьший внутренний для болта и наибольший наружный для гайки диаметры не выходят за проходные предельные значения. Не­проходными резьбовыми калибрами контролируют только собствен­но средний диаметр резьбы - в случае годности резьбы они не долж­ны свинчиваться с проверяемой резьбой более чем на два оборота[3].

В соответствии с принципом Тейлора резьбовые проходные ка­либры представляют собой прототип сопрягаемого изделия и имеют полный профиль и нормальную длину свинчивания, непроходные резьбовые калибры имеют укороченный профиль высотой 0,2-0,ЗР- и неполное число витков (2,5-3). Установочные калибры У-ПР и У-НЕ используют лишь в тех случаях, когда рабочие резьбовые скобы и кольца являются регулируемыми. Ввиду малой вероятности соеди­нения деталей, имеющих неблагоприятное сочетание действитель­ных отклонений шага и половины угла профиля, с изношенными ка­либрами перекрытие полей допусков на величину А не нарушает взаимозаменяемости резьб.

Для контроля резьбы болтов применяют калибры кольца и резь­бовые регулируемые скобы (в виде гребёнок и роликов). Поля до­пусков для резьбовых калибров строят так же, как и для гладких из­делий, но отдельно по каждому из трёх диаметров. В отличие от резьбовых деталей допуски для резьбовых калибров установлены раздельно на каждой из пяти параметров резьбы. Предельные откло­нения приёмных калибров стандартом не регламентируются.

Дифференцированный (поэлементный) контроль параметров резьбы. Все основные параметры резьбы (собственно средний диа­метр, наружный и внутренний диаметры, шаг и угол профиля) мож­но контролировать с помощью универсальных или специализиро­ванных контрольных средств. При этом контролируемый параметр измеряют многократно, что позволяет путём последующей обработ­ки результатов по известным методикам уменьшить влияние по­грешностей других параметров резьбы.

Средний диаметр наружной резьбы контролируют с помощью универсальных средств без дополнительных приспособлений или с использованием резьбовых вставок, ножей, проволочек, роликов, а для внутренней резьбы - ещё и шариков или оттисков. При измере­нии среднего диаметра наружной резьбы с помощью микроскопа пе­рекрестие визирной трубки вначале наводят на верхний профиль резьбы, а затем на нижний. За результат измерения принимают полусумму результатов измерений среднего диаметра по правой и по левой сторонам профиля. При этом в значительной мере уменьшает­ся влияние погрешности шага. Однако теневое изображение профиля резьбы в этом случае из-за влияния угла подъёма резьбы является искажённым, поэтому для контроля среднего диаметра часто исполь­зуют приспособления с ножами, проволочками или вставками. При использовании ножей их лезвия подводят с помощью специальных приспособлений и кареток к боковым сторонам выступов до плотно­го соприкосновения (без просветов). Так как кромка лезвия ножа из-за подъёма витка резьбы не видна, отсчёт положения ножа проводят по рискам, нанесённым на поверхности ножа параллельно его лез­вию. Для d= 100мм метод измерения на микроскопе обеспечивает по­грешность 2,5-4,5 мкм. Для малых образующих резьб применяют при измерении среднего диаметра метод трёх, двух, или одной про­волочки, закладываемых во впадины резьбы. Таким образом, кон­трольное средство позволяет измерить некоторый размер М, зависящий от среднего диаметра резьбы и диаметра проволочек. При изменении выбираемого диаметра проволочки положение её во впадине меняется, и при этом в значительной мере сказываются погрешности угла профиля. Для уменьшения влияния этой погрешности выбира­ют проволочки наивыгоднейшего диаметра, который обеспечивает их касание с впадиной резьбы по линии среднего диаметра. Для измерения размера М используют длиномеры, оптиметры, микрометры и т.п. При измерении на горизонтальном оптиметре обеспечивается погрешность измерения 1,5-2 мкм. Для повышения точности измерения учитывают погрешности диаметра проволочек, шага, угла профиля, угла подъёма резьбы, деформации витков и др.При небольшом числе витков применяют метод двух проволочек.

Для контроля резьб с D> 100мм применяют одну проволочку. В цеховых условиях и при ремонте используют микрометры с резьбовы­ми вставками. Погрешность этого метода 0,025-0,2мм.

Шаг резьбы измеряют с помощью универсальных или специаль­ных средств. Из универсальных средств используют главным обра­зом микроскопы, перекрестия которых последовательно наводят на правые и левые стороны профиля резьбы. Чтобы исключить погреш­ность от перекоса оси резьбы относительно линии измерения в гори­зонтальной и вертикальной плоскостях, шаг необходимо измерять по правым и по левым сторонам профиля и с обеих его сторон. Тогда действительный размер шага Р можно найти по четырём измерениям:

Р=(Р1+Р2+РЗ+Р4)/4 (1)

В специальных приборах (измерительных машинах) шаг измеря­ют путём сравнения либо с образцовой деталью, либо со штриховой мерой [1]. При разностном методе с проверяемым винтом в двух разных его точках соприкасаются два наконечника одной каретки. Один из наконечников (базовый) связан с корпусом каретки, второй (измерительный)- воздействует на датчик записывающего устройст­ва. После записи первой разности показаний относительное положе­ние наконечников меняют, и выполняют новое измерение. Затем об­рабатывают полученные графики, воссоздавая математическим пу­тём реальную первообразную функцию винтовой поверхности и оп­ределяя по ней погрешности шага. Мини ЭВМ позволяют осущест­вить метод контроля, при котором для математической обработки подаются, например, в дискретной форме взаимосвязанные сигналы с датчика поворота винта и с датчика линейного перемещения изме-рительной каретки. Одновременно самописец вычерчивает разностный спектр значений функций действительной и теоретической вин­товой поверхности в выбранных точках. На подобном принципе по­строена машина ЭНИМСа, которая снабжена круговым индуктив­ным и линейным лазерным интерференционным преобразователями. Для винта длиной Зм и диаметром до 100мм скорость измерения со­ставляет 0,1м/мин.

Для исключения влияния упомянутых погрешностей действи­тельные значения половины угла профиля определяют с помощью микроскопов или проекторов. Для метрической резьбы теоретиче­ское значение угла профиля резьбы равно 30 градусам.

Внутренний диаметр наружных резьб измеряют с помощью мик­роскопов или контактных измерительных приборов с остроконеч­ными вставками.

Средний диаметр внутренних резьб измеряют с помощью штих-масов с резьбовыми вставками, индикаторных приборов с раздвиж­ными полупробками или сферических вставок, а также путём полу­чения оттисков и отливок с последующим их измерением универ­сальными средствами. Измерение среднего диаметра с шариками или шариковыми наконечниками аналогично измерению проволоч­ками [2] Существуют автоматические средства контроля параметров резьб (автомат БВ-538, автомат Львовского политехнического ин­ститута и др.)

Библиографический список

1. Марков Н. Н., Раневский Г.М. Конструкция, расчёт и эксплуатация измерительных инструментов и прибо­ров. М.: Машиностроение, 1981. 367 с.

2. Коротков В. П., Тайц Б. А. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств. М.: Изд-во стандартов, 1978. 351с.

З.Якушев А. И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и тех­нические измерения: Учебник для втузов/А. И. Якушев, Л. Н. Во­ронцов, Н. М. Федотов. - 6-е изд., перераб. и дополн. - М.: Машино­строение, 1986. - 352 с, ил.

УДК 658.562:62 (035)

Белякин А. С. Тупикина В.В.