Комплексный метод контроля

При комплексном методе контроль осуществляется резьбовыми калибрами. Внутренняя резьба контролируется резьбовыми пробками, а наружная - резьбовыми кольцами. Для каждой резьбы делают два калибра проходной ПР и непроходной НЕ. Резьба считается годной, если проходной калибр свинчивается с проверяемой резьбой на всей ее длине, а непроходной не свинчивается с проверяемой резьбой (допускается свинчивание до 1-1,5 витков вначале резьбы).

 

7 Обозначение метрической резьбы на чертежах

Все резьбы общего назначения соединяются по боковым поверхностям. В зависимости от характера сопряжения по боковым сторонам профиля (по среднему диаметру) резьбовые посадки бывают с зазором, натягом и переходные. ГОСТ 1609-76 устанавливает систему допусков для резьбовых посадок с зазором. Предусмотрено пять основных отклонений для наружной резьбы (болт - d, e, f, g, h)  и четыре для внутренней резьбы (гайка - E, F, G, H). Стандартом установлены следующие степени точности резьб. Для наружной резьбы - для наружного диаметра d: 4, 6, 8 и для среднего d ₂: 3…9. Для внутренней резьбы - для внутреннего диаметра D ₁: 4…8; для среднего D ₂: 4…8.

Стандартом установлены три длины свинчивания: короткая S; нормальная – N; длинная – L.

Пример обозначения наружной метрической резьбы с крупным шагом (не указывается) на чертеже: М12-6 g, где 12- наружный диаметр резьбы (он же является номинальным), 6g – класс точности и поле допуска для среднего и наружного диаметра (при условии их совпадения).

М12×1-7 g 6 g. Резьба метрическая с мелким шагом Р = 1 мм, наружным диаметром 12 мм, 7g- степень точности и поле допускадля среднего, а 6g- соответственно для наружного диаметра резьбы.

Пример обозначения внутренней метрической резьбы:

М12×1- LH -5 H 6 H - резьба метрическая с мелким шагом Р = 1 мм, наружным диаметром 12 мм, LH –левая, 5H - степень точности и поле допускадля среднего, а 6H - соответственно для внутреннего диаметра резьбы.

М12-6 H -30- резьба метрическая с крупным шагом, наружным диаметром   12 мм, 6H - степень точности и поле допускадля среднего и внутреннего диаметра резьбы, 30 - длина свинчивания (мм). Длина свинчивания указывается, если она относится к группе L или относится к группе S, но меньше, чем вся длина резьбы.

Пример обозначения резьбовой посадки: М12-6 H /6 g. Посадка - это характер соединения двух деталей. В рассматриваемом случае: гайка-болт.

Рисунок – Обозначение метрической резьбы на чертежах

 

     8 Измерение погрешности шага резьбы на ММИ

 

     Шагом резьбы Р называется расстояние между параллельными сторонами двух лежащих рядом витков, измеренное вдоль оси (рисунок 4).

Приступая к измерению шага, необходимо наклонить при помощи маховичка 12 стойку на угол подъема резьбы, который предварительно рассчитывается по формуле:

.                                                           (5)

 

8.1 Последовательность измерений шага резьбы

 

1. С помощью продольного (справа снизу)  и поперечного (впереди снизу) микровинта 2 глядя в верхний окуляр (рисунок 2), добиться видимости профиля резьбы (верхней ее части). Если, глядя в окуляр видно только темное пятно, то продолжать вращать поперечный микровинт до тех пор, пока появится профиль зуба резьбы. Увидеть в окуляр пересечение осей окружности.

2. Вращая одновременно маховичок лимба угломерной головки (рядом с окуляром слева), продольный и поперечный микровинт 2 совместить правую сторону профиля резьбы (зуба) детали с одной из сплошных линий сетки угломерной головки (пересечение осей). Измерения производить используя схему, показанную на рисунке 4 и последующее описание.

3. Снять отсчет и записать в бланк отчета в первую строку первого столбца таблицы для результатов измерения шага резьбы. Отсчеты производятся по продольному микровинту 12.  Все последующие измерения для определения шага заносить в эту же таблицу в первый столбик по порядку. Общее количество измерений должно быть равно восьми: первые четыре цифры – для верхней стороны профиля резьбы, последующие четыре – для нижней. 

4. Продольным винтом совместить ту же сплошную линию сетки с профилем резьбы через n шагов (рисунок 3) и опять произвести отсчет по продольному микровинту. Рекомендуется принять n, равное 3 или 4, т.е. вращать маховичок лимба, глядя в верхний окуляр до тех пор, пока резьба не переместиться в продольном направлении на 3 или 4 полных зуба. Записать отсчет в первый столбик таблицы отчета под предыдущим отсчетом.

5. Повернуть маховичок лимба угломерной головки (рядом с окуляром слева) до совмещения  той же пунктирной линии сетки угломерной головки с левой стороной профиля резьбы (зуба). Для точного совмещения необходимо одновременно перемещать продольный и поперечный микровинт 2. Опять снять отсчет и записать в бланк отчета.

6. Повторить пункт 4, вращая продольный винт в обратном направлении, перемещая резьбу на такое же количество шагов n (зубьев) как и в п. 4. Снять отсчет и записать в бланк отчета. В результате проведенных измерений по верхнему профилю резьбы в отчете должно быть записано четыре цифры в первом столбике таблицы.

7. С помощью поперечного (впереди снизу) микровинта переместить резьбу до положения, когда  станет виден нижний профиль резьбы.

8. Повторить измерения по нижнему профилю резьбы в соответствие с пунктами 2 – 6, записывая отсчеты далее в первый столбик таблицы последовательно (еще четыре цифры).

Измерение шага по правым и левым сторонам профиля резьбы необходимо для исключения ошибки, которая может возникнуть за счет несовпадения оси винта с линией центров.

 

     Рисунок 4 – Схема измерения погрешности шага резьбы на инструментальном микроскопе

 

8.2 Последовательность обработки результатов измерений шага

     Все расчеты выполняются в отчетном бланке.

1.Определяем действительную величину суммы шагов по верхнему и нижнему профилю Р _i n. В бланке отчета в колонке «длина отрезка» записываем разность двух соседних отсчетов (по модулю), т.е. I и II; III и IV; V и VI; VII и VIII.

2. Рассчитываем среднее арифметическое из четырех полученных результатов измерений, которое принимается за действительный размер на данном участке:

.                       (6)

 

     3. Действительное значение шага резьбы определяется по формуле:

 

                                           ,                                              (7)

 

     где n – количество шагов, входящих в измеряемый участок (n=3).

     4. Погрешность шага будет равна

 

                                                     DР = Р_д – Р,                                                    (8)

где Р - номинальное значение шага резьбы (стандартное значение шага выбирается из таблицы    )    

5.Диаметральная компенсация  погрешности шага рассчитываем по формуле (2).

     9 Измерение погрешности половины угла профиля a /2 на ММИ

 

     Половиной угла профиля a/2 называется угол между боковой стороной профиля и перпендикуляром, опущенным из вершины остроугольного профиля симметричной резьбы на ось резьбы (рисунок 5).

 

 

Рисунок 5 – Схема измерения половины угла профиля ММИ

 

     Измерение половины, а не целого угла профиля необходимо для того, чтобы можно было судить о наклоне профиля к оси резьбы. При этом измерение производится для обеих половинок угла профиля D a/2_лев, D a/2_прав (рисунок 5).

Для исключения систематических ошибок измерения, являющихся результатом перекоса оси резьбы относительно линии измерения, половины углов профиля следует измерять в одном осевом, но с двух противоположных сторон, т.е. дополнительно измеряют действительные значения a/2 II и   a/2 IV (рисунок 5).

 

9.1 Последовательность измерений половины угла профиля резьбы

 

1. Вращая маховичок лимба угломерной головки (рядом с окуляром слева) и глядя в нижний окуляр, предельно градусную шкалу угломерной головки устанавливают на 0, 90, 180 или 270 градусов (наиболее удобный отсчет 180^о) путем совмещения подвижной (при вращении маховичка) риски с нулем неподвижной угломерной шкалы. При этом одна из штриховых осей окружности верхнего окуляра расположена перпендикулярно оси резьбы.

2. Вращая продольный и поперечный микровинт 2 совместить левую вершину любого зуба резьбы  (по верхнему профилю) с центром пересечения осей так, чтобы вертикально установленная пунктирная линия сетки угломерной головки проходила через рассматриваемую вершину зуба. Это положение соответствует первому отсчету 180^о, которое записано в отчетном бланке в графе «отсчеты».

 3. Измерения производим используя схему, показанную на рисунке 4 и последующее описание. Совместить линию, расположенную перпендикулярно оси изделия с левой стороной профиля резьбы. Глядя в нижний окуляр снимаем показание по градусной шкале. Снятие показаний производится следующим образом. В месте пересечения подвижной риски со шкалой делений от нуля отсчитываются градусы по большим рискам и добавляется минуты (на рисунке 2 показание соответствует 121^о23^/). Это значение является вторым отсчетом и записывается во вторую строку таблицы отчетного бланка.

4. Вернуть штриховую линию в вертикальное положение, т.е. установить отсчет по градусной шкале на 180^о (см. пункт 1). Этот отсчет записан в бланке под номером 1 в третьей строке таблицы.

5. Переместить резьбу в продольном направлении на столько, чтобы вертикальная штриховая линия совпала с правой вершиной зуба.

6. Совместить линию, расположенную перпендикулярно оси изделия с правой стороной профиля резьбы. Снять показания по градусной шкале и записать значение в 6-ю строку таблицы.

7. Переместить резьбу в поперечном направлении до появления нижнего профиля в верхнем окуляре.

8. Повторить пункт 2.

9. Повторить пункт 3, результат записать в 4-ю строку таблицы.

10. Повторить пункты 4,5,6, результат записать в последнюю строку таблицы.

 

9. 2 Последовательность обработки результатов измерений половины угла профиля резьбы

Все расчеты выполняются в отчетном бланке.

1.Действительная величина половины угла профиля a/2 I, a/2 II, a/2 III, a/2 IV находится как разность между соседними отсчетами 1 и 2 (от большего значения вычитается меньшее).

     2. Действительные значения половины угла профиля подсчитываются как среднее арифметическое по формулам для левой и правой стороны профиля соответственно:

                                                     .                                (9)

                                                     .                       (10)

     3.Отклонение левой и правой половины угла профиля определяется по формулам:

                                                     D                                            (11)

 

                                                 D                                        (12)

4. Погрешность половины угла профиля резьбы определяется по формуле:

                                                     ,                 (13)

     где Da/2_лев, Da/2_прав – отклонения левой и правой половины угла профиля.

5. Диаметральная компенсации погрешности половины угла профиля рассчитываем по формуле (3).

         

     10 Измерение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек и при помощи ММИ

 

     Сущность этого процесса измерения среднего диаметра резьбы методом трех проволочек заключается в следующем.

     Проволочки закладываются во впадины резьбы; затем при помощи контактного прибора (микрометра), измеряется размер М₃ (рисунок 6).

 

 

 

Рисунок 6 – Схема измерения среднего диаметра резьбы методом трех проволочек: 1- подставка чугунная; 2 – микрометр; 3 – мерные проволочки; 4 – контролируемая резьба

 

     Для резьб с симметричным профилем наивыгоднейший диаметр проволочек определяется так:

                                                     ,                               (14)

тогда

d ₂ = М₃ – 3 d _пров + 0,866Р.                               (15)

 

     Для измерения среднего диаметра резьб при помощи микроскопа необходимо поперечным микровинтом 2 (рисунок 1) совместить перекрестие визирной трубки 7 со сторонами нижнего и верхнего профилей и снять отсчеты.

     Действительное значение среднего диаметра определяется разностью отсчетов.

     За результат измерения принимают полусумму результатов  измерений диаметра по правой и левой сторонам профиля.

 

     11  Оценка годности резьбы

Оценку годности резьбы произвести по приведенному среднему диаметру резьбы, который определяется по формуле

d _{2 пр.} = d _{2 изм.}+ f_p + f_{a ,}

где d _{2 изм.}- средний диаметр, измеренный с помощью трех проволочек.

Резьба считается годной, если значение приведенного среднего диаметра будет находиться между или будет равно двум предельным размерам среднего диаметра 

d _min ≤ d _{2 пр.} ≤ d _max.

Предельные размеры среднего диаметра рассчитываются исходя из номинального значения среднего диаметра (стандартного - таблица А.1) и предельных (верхнего и нижнего) отклонений, определяемых по таблице А.3 в зависимости от заданной степени точности и поля допуска и шага.

Максимальный предельный размер рассчитывается как сумма номинального диаметра и верхнего отклонения (еs) с учетом знака отклонения

d _max = d ₂ + еs

Минимальный предельный размер рассчитывается как сумма номинального диаметра и нижнего отклонения (еi) с учетом знака отклонения

d _min = d ₂ + еi.

Пример. Для резьбы М22-7 f рассчитать предельные размеры для среднего диаметра.

Решение. По таблице А.1 выписываем номинальное значение среднего диаметра d ₂ = 20,376 мм и шага Р = 2,5 мм. По таблице А.3  в зависимости от шага для поля допуска и степени точности 7f находим верхнее отклонение еs = -80 мкм = -0,080 мм и нижнее еi = -292 мкм = -0,292 мм.

Рассчитываем предельные размеры для среднего диаметра.

d _max = 20,376  + (-0,080) = 20,296 мм,

d _min = 20,376  + (-0,292) = 20,084 мм.

Строим схему поля допуска на средний диаметр (рисунок 7), на которой указываем номинальный и два предельных размера, верхнее и нижнее отклонение, допуск.

 

Рисунок 7 - Схема поля допуска на средний диаметр метрической резьбы

12 Оформление отчета

 

     Отчет оформляется в виде отчетного бланка, в который заносятся результаты измерений и необходимые расчеты, строится схема поля допуска на средний диаметр резьбы, а также дается оценка годности резьбы.

 

Литература

     1 Якушев, А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. 6-е изд. – М.: Машиностроение, 1986.

2 ГОСТ 16093-81. Резьба метрическая для диаметров от 1 до 600 мм. Допуски.

 

Контрольные вопросы

 

     1Что называется шагом резьбы?

     2 Что называется углом профиля резьбы?

     3 Какие методы контроля точности цилиндрических резьб вам известны?

     4 В чем сущность дифференцированного метода контроля параметров резьбы?

     5 Как формулируется заключение о годности при контроле резьбы калибрами?

     6 Что называется отклонением шага резьбы?

     7 Что называется приведенным средним диаметром резьбы?

     8 Что называется отклонением половины угла профиля резьбы?

     9 Что называется диаметральной компенсацией погрешностей шага резьбы и погрешности половины угла профиля?

     10 Дайте заключение о годности крепежной резьбы при дифференциальном методе контроля.

     11 Как обозначается метрическая резьба на чертеже? Приведите пример.

 

 

   Составил: ст. преподаватель кафедры

      «Технология машиностроения»                                                 Е.Н. Антонова

Приложение А

(справочное)

 

Таблица А.1 – Основные размеры метрической резьбы с крупным шагом (СТ СЭВ 182-75)

В миллиметрах

Диаметр резьбы			Шаг резьбы Р	Высота профиля
Наружный	Средний	Внутренний
16	14,703	13,836	2	1,082
18	16,376	15,294	2,5	1,353
20	18,376	17,294	2,5	1,353
22	20,376	19,224	2,5	1,353
24	22,061	20,752	3,0	1,624
27	25,051	23,752	3,0	1,624
30	27,727	26,211	3,5	1,894
33	30,727	29,211	3,5	1,894
36	33,402	31,670	4,0	2,165

 

     Таблица А.2 – Значения тангенсов (по Брадису)

 

	0	6	12	18	24	30	36	48	54	60
10	0,0157	0,0192	0,0202	0,0327	0,0244	0,0262	0,0279	0,0332	0,0332	0,0349
20	0,0394	0,0367	0,0384	0,0402	0,0419	0,0437	0,0454	0,0507	0,0507	0,0524
30	0,0524	0,0842	0,0559	0,0577	0,0594	0,0612	0,0629	0,0664	0,0582	0,0699

 

     Таблица А.3 – Предельные отклонения диаметров резьбы болтов по ГОСТ 16093-81

 

Шаг езьбы, Р мм

Номинальный диаметр резьбы, мм

Поля допусков