Измерение резьбы методом трех проволочек

Средства измерения резьб. Проволочки измерения резьбы.

Приборы активного контроля.

Одним из наиболее прогрессивных методов контроля является активный. Наиболее рационально его применение в условиях массового и крупносерийного производства. Устройства активного контроля при определенном измерении размеров позволяют автоматически изменять ход технологического процесса и обеспечить заданную точность обработки.

Устройства активного контроля могут включаться в конце цикла обработки и по результатам измерения подавать команду на подналадку режущего инструмента (их называют подналадчиками) или производить проверку размеров изделия непосредственно в процессе обработки с целью регулирования величины перемещения, режимов резания и других параметров технологического процесса. Приборы активного контроля, регулирующие параметры технологических процессов, применяются в станках с программным управлением.

Для автоматического контроля и подналадки применяются приборы контактного и бесконтактного действия. У приборов контактного действия наконечник находится в контакте с измеряемым изделием и может, срабатываясь, быть причиной погрешности прибора. Для уменьшения такой возможности наконечники приборов активного контроля изготовляют из твердого сплава, алмазов, агатов или других особо твердых материалов.

Приборы для измерения резьб.

Основными контролирующими параметрами резьб являются наружный средний и внутренний диаметры, угол профиля и шаг. При измерении резьб применяются средства комплексного и поэлементного контроля.

Для комплексного контроля наружных метрических резьб применяются жесткие предельные калибры-кольца (ГОСТ 17763 — 72 и ГОСТ 17764 — 72) или резьбовые скобы. Внутренние резьбы проверяются резьбовыми калибрами-пробками (ГОСТ 17756 — 72 и ГОСТ 17759 — 72). При пользовании резьбовыми калибрами-пробками и кольцами комплексным измерителем является проходной калибр. Непроходной калибр применяется для измерения предельного размера среднего диаметра.

При поэлементном контроле наружный диаметр болта может проверяться любым измерительным средством, применяемым для контроля диаметра валов, а внутренний диаметр гайки – любым измерительным средством для контроля отверстий.

Для контроля среднего диаметра применяют контактный или бесконтактный методы. Контактный метод контроля основан на применении вставок в микрометр или трех проволочек.

Вставки резьбового микрометра.

Микрометр со вставками применяют при контроле среднего диаметра треугольной резьбы с углами профиля 60 и 55°. Измерение производится в пределах от 0 до 350 мм, причем для каждого интервала в 25 мм применяются или отдельные микрометры, или специальные сменные пятки. Комплект вставок к микрометру состоит из двух вставок (рис. 1): призматической, которая устанавливается вместо пятки микрометра, и конусной, устанавливаемой в отверстие микрометрического винта.

Рис. 1. Вставки к резьбовому микрометру.

Микрометр оснащается пятью комплектами вставок, которые устанавливаются применительно к шагу проверяемой резьбы: 0,4 — 0,5; 0,6 — 0,8; 1 — 1,5; 1,75 — 2,5 и 3 — 4,5 мм.

Измерение резьбы методом трех проволочек.

При контроле среднего диаметра применяют комплект из трех проволочек одинакового диаметра. В процессе замера две проволочки устанавливают во впадины резьбы с одной стороны, а третью — в противоположную впадину. Размер проволочек выбирается по специальной таблице в зависимости от шага и угла профиля резьбы. Идеальным размером для проволочек является диаметр d = tg α /2c, где c_s шаг, а α /2 угол профиля проверяемой резьбы.

Измерения среднего диаметра резьбы.

В зависимости от требуемой точности при измерении проволочками используют микрометры или оптико-механические приборы, обеспечивающие более точные показания. Если оси проволочек при измерении расположены вертикально, то проволочки подвешивают на кронштейне, укрепленном на применяемом приборе (рис. 2). К проволочкам подводят измерительные поверхности и измеряют расстояние между выступающими точками трех проволочек, находящимися во впадинах резьбы, затем по формулам определяют средний диаметр.

Расчет среднего диаметра резьбы.

Средний диаметр резьбы с углом профиля 60°:

D_cp=M – 3d + 0.866s,

где M — размер, полученный в результате измерения, мм;

d — диаметр проволочки, мм;

s — шаг измеряемой резьбы, мм.

Если угол профиля составляет 55°, то средний диаметр цилиндрической резьбы:

D_cp=M – 3,165d + 0.9605s.

Рис. 2. Измерение резьбы с помощью трех проволочек.

Бесконтактные методы контроля резьбы с помощью среднего диаметра резьбы основаны на трех проволочек, применении измерительных микроскопов с угломерными окулярными, головками, а также проекторов.

Индикаторные измерительные приборы.

Контроль точности шага резьбы и измерение угла профиля также осуществляется на измерительных микроскопах или проекторах.

Контроль среднего диаметра внутренней резьбы может выполняться индикаторными приборами с раздвижными полупробками, индикаторными приборами с раздвижными вставками, а также на горизонтальных оптиметрах с помощью измерительных дуг для внутреннего измерения, оснащенных шаровыми измерительными наконечниками.

На большинстве заводов при расточке отверстий для предварительных измерений пользуются пробками и штих-массами, а также штангенциркулем. Установка резца для снятия стружки до требуемого размера производится по лимбу поперечного суппорта станка на основе показаний штангенциркуля. При обработке отверстий по 2-му и 3-му классам точности такой общепринятый способ измерений связан с большими затратами времени на снятие пробных стружек, а зачастую и на излишние проходы.

Измерить размеры ряда детален в процессе обработки можно с помощью индикаторного приспособления (рис. 3), которое благодаря специальной конструкции упорной планки 1, позволяет установить в удобном месте, впереди поперечных салазок суппорта, держатель 3 индикатора 4. При подаче поперечных салазок от себя штифт индикатора упирается в выступ планки 1. Винт 2 предохраняет индикатор от поломки. Это приспособление является универсальным, оно может быть применено как при расточке, так и при обточке. Для обточки упорную планку и индикатор 3 поворачивают на 180°.

Рис. 3. Индикаторное приспособление для активного контроля размеров при обработке на токарном станке.

Практика показала, что применение индикаторов и установочных колец с номинальным размером обрабатываемого отверстия, а также применение индикаторного приспособления (рис. 3) позволяет уменьшить вспомогательное время и обеспечить высокую точность измерений внутренних размеров.

При обработке отверстий необходимо по индикатору настроить резец на снятие первой стружки с припуском 0,1 — 0,2 мм на сторону, заметить показание индикатора и снять первую стружку. После этого замерить полученный размер отверстия индикаторным прибором, настроенным по установочному кольцу, имеющему номинальный размер отверстия (при настройке индикаторный прибор устанавливается на ноль).

Измерив отверстие, определяют, какой слой металла нужно снять резцом для получения окончательного размера отверстия, и по индикатору устанавливают резец для расточки отверстия на чистовой размер. Такой способ измерений упрощает расточку отверстий по 2-му и 3-му классам точности, и он вполне доступен для рабочих невысокой квалификации.

При больших партиях деталей небольшой массы иногда целесообразно сначала провести предварительную расточку всей партии деталей с припуском 0,3 — 0,5 мм на диаметр и затем за один проход, применяя жесткий резец, провести чистовую расточку.

Учитывая, что резец в процессе работы изнашивается, вследствие чего размер отверстия уменьшается, во время обработки каждой последующей детали следует проверять индикатором для внутренних измерений действительный размер отверстия уже обработанной детали и, исходя из показаний индикатора, настраивать индикаторное устройство с учетом износа резца.

Преимущество работы с индикатором заключается еще и в том, что на его показания не влияет износ резьбы винта и гайки поперечного суппорта, тогда как показания лимба зависят от степени износа резьбы.

Следует отметить, что общепринятые способы расточки отверстий не обеспечивают высокой точности. При обработке отверстия, диаметр которого меньше заданного, токарь не имеет точного представления о том, сколько сотых долей миллиметра нужно дополнительно снять для получения окончательного размера. Поэтому он часто вынужден прибегать к добавочным проходам, что значительно увеличивает затраты времени на обработку и ухудшает качество.

Применение индикаторных приспособлений дает возможность работать уверенно и с большой точностью. Использование индикатора не исключает применения предельных калибров. Проверка отверстий предельным калибром является обязательной при окончательном контроле размера.

Метод трех проволочек

Одним из наиболее распространенных и точных методов измерений среднего диаметра резьбы является метод трех проволочек, являющийся косвенным методом измерений. Измерение среднего диаметра резьбы этим методом базируется на определении среднего диаметра резьбы как диаметра воображаемого цилиндра, поверхность которого пересекает витки резьбы, так что ширина витка в сечении, проходящем через ось резьбы, равна ширине впадины.

Метод заключается в следующем: во впадины резьбы закладываются три проволочки равного диаметра d_пр и при помощи какого-либо контактного средства измерения измеряется размер М (рисунок 6.4).

При изменении выбираемого диаметра d_пр 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 d_пр.н., который обеспечивает их касание с впадиной резьбы по линии среднего диаметра d₂. Тогда средний диаметр рассчитываем по формуле (6.2):

, (6.2)

Для метрической резьбы (а = 60°) d₂ рассчитываем по формуле (6.3):

где d_пр.н= 0,5Р/cos α/2 — наивыгоднейший диаметр проволочек.

Для измерения размера М используют длинномеры, 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 подъема резьбы, деформации витков и др. При небольшом числе витков применяют метод двух проволочек, тогда d₂ вычисляем по формуле (6.4):

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

Рисунок 6.4 – Метод трех проволочек

6.7 Пример отчёта по лабораторной работе

Основные параметры объекта измерения (наружной резьбы):

— резьба М25х1 – 8g

— шаг резьбы Р =1 мм, по ГОСТ 24705 – 2004;

— d₂ = 24,513 мм (Значение диаметра вычисляется по следующей формуле:

d₂ = d — 2·3/8 Н = d – 2·3/8 ·0,866025·Р = 25,0 — 2·3/8·0,866025·1,0 = 24,567мм, после притупления кромок d₂ = 24,513 мм);

— верхнее отклонение es = — 0,026 мкм; (по ГОСТ 16093-81)

— нижнее отклонение ei = — 0,226 мкм; (по ГОСТ 16093-81)

Следовательно: d₂_max=24,513 – 0,026 = 24,487 мм;

M25Х(1/1,5/2) – нетиповой калибр для наружной резьбы, который в стандартных условиях не применяется, производится по отдельным заказам Челябинским инструментальным заводом (ЧИЗ).

Измерение методом трех проволочек:

Согласно ГОСТ 2475-88 выбираем ступенчатые проволочки. Для метрической резьбы с шагом Р = 1мм d_пр= 0,577мм, проволочки II – А – 0,577 кл.0.

Поскольку измерения проводятся с точностью 8g, погрешность наивыгоднейшего диаметра проволочек можно не учитывать, т. к. она несоизмеримо мала (не более 8 мкм).

Расстояние между наиболее выступающими образующими проволочек вычисляем по формуле (6.5):

М_max=24,487 + (3·0,577 – 0,866) = 25,352 мм

М_min=24,287 + (3·0,577 – 0,866) = 25,152 мм.

Так как размер наиболее выступающих образующих проволочек превышает 25,0 мм, то применять можно микрометр МК 50, так как МК 25 может производить измерения до 25,0 мм.

Предельно допустимая погрешность микрометров типа МК 25, МК 25-50 равна Δ_си = 0,004мм, при нормальных условиях и погрешности оператора равного Δ_оп = 5% от предельно допускаемой погрешности микрометра, имеем две составляющие и находим границу НСП (неисключенной систематической погрешности) определяется по формуле (6.6):

, (6.6)

Погрешность оператора вычисляется по формуле (6.7):

, (6.7)

Θ(Р) = 0,004 + 0,0002 = 0,0042 мм;

По классу точности и диапазону измерений выбираем СИ. Выбираем гладкий микрометр МК 50.

Предел измерения 0 – 50. Допустимая погрешность 4 мкм.

а) МК 50; б) МК 25;

1 — пятка, 2 — установочная мера, 3 — микрометрический винт,

4 — стебель, 5 — барабан, 6 — трещотка, 7 — стопор, 8 — скоба

Рисунок 6.5 – Гладкий микрометр

Проводим измерения с помощью гладкого микрометра МК 50 в трех поясах (Рисунок 6.5) n раз и полученные результаты записываем в виде таблицы (6.1).

1) По поясу I размеры X₁ X₂ X₃, обозначены как Х 1;

2) По поясу II размеры X₄ X₅ X₆ , обозначены как Х4;

3) По поясу III размеры X₇ X₈ X₉ , обозначены как Х7;

Методы и приборы для контроля параметров резьбы

Контроль резьбы представляет собой комплекс процедур по измерению важных характеристик нарезки. Для эффективного измерения параметров резьбы необходимо правильно определить методы и средства контроля. Во время контроля основных параметров нарезания чаще всего применяются методы трёх проволочек, средствами контроля выступают измерительные приспособления с индикаторами и микрометры. Существует 2 основных способа контроля резьбы:

Метод дифференцирования: каждый элемент измеряется в отдельности.
Метод комплексной проверки: проверка всех параметров производится совместно при помощи бесшкальных инструментов.

Для контроля трубной и конической резьбы чаще всего используют калибры, измеряющие размеры, форму и взаимное расположение поверхности детали.

Дефекты резьбовых соединений

При контроле резьбовых поверхностей могут быть выявлены следующие дефекты резьбовых соединений:

Рваная нарезка. Этот дефект возникает при отличии диаметров отверстия и стержня от номинального диаметра. Также причиной может послужить недостаточная острота режущего инструмента. Для предупреждения проблемы необходимо тщательно проконтролировать значения всех диаметров и заменить затуплённый инструмент на подточенный.
Тупая нарезка. Этот дефект проявляется, если номинальный диаметр меньше диаметра отверстия, но больше диаметра стержня. В итоге при нарезании профиль становится неполным. Чтобы избежать подобный дефект, нужно перед нарезанием провести точные измерения диаметров.
Конусность резьбы. Причиной появления этого дефекта выступает неправильный размер режущего предмета, зубья которого срезают лишний металл. Единственным способом решения этой проблемы является соотнесение установленных размеров детали и режущего прибора.
Тугая нарезка. При несоблюдении размерности детали и шероховатости резьбы инструмента процесс нарезания проводится с трудом. Этот дефект предупреждается при помощи корректного измерения параметров заготовки и определения правильных размеров режущего инструментов.

Для контроля дефектов резьбы используются калибры. Они подразделяются на следующие разновидности:

Калибр расположения. Этот вид калибров создаётся по среднедопускаемым размерам контролируемой детали. Проверка происходит посредством вхождения калибра расположения в заготовку. Если нарезание выполнено надлежащим образом, то вход должен совершиться с большей или меньшей плотностью плавно и гладко.
Калибры с пределами. Этот тип калибров изготавливается в соответствии с предельными размерами исходной заготовки. Он разделён на 2 стороны. Одна из них соответствует максимальному размеру детали, другая – минимальному. Одна сторона должна не проходить в измеряемое отверстие, чтобы мастер смог определить подлинные размеры детали.
Контрольные калибры. Этот вид калибров предназначен для проверки параметров отверстий непосредственно во время рабочего процесса.
Приемные калибры. Эти калибры являются специализированными инструментами, являющихся первостепенными рабочими приспособлениями для сотрудников отделения технического контроля (ОТК), которые осуществляют свою деятельность на проверочных пунктах.

Приборы контроля резьбы

Для вычисления характеристик метрической разновидности резьбы при помощи комплексного метода контроля используются калибры в виде колец и скобы. Измерения проводятся в соответствии с ГОСТом 17763. Контроль внутреннего нарезания производится калибрами-пробками. Контроль нарезки с углом профиля 55° осуществляется при помощи микрометра со специальными вставки. На измерительный прибор устанавливается 5 комплектов вставок, размер которых определяется шагом резьбы. Существует 2 основных вида вставок:

призматическая: устанавливается на место пятки микрометра;
конусная: ставится в отверстие винта микрометра.

Скачать ГОСТ 17763-72

Работники ОТК для контроля угла профиля резьбы используют приспособления со встроенными индикаторами: микроскопы и проекторы. Они могут быть оснащены раздвижными вставками и наконечниками в виде шариков. Конструкция приборов с индикаторами представляет собой упорную планку, держатель и индикаторы. Главным преимуществом индикаторных приспособлений является их универсальность. С их помощью можно проводить измерительные работы как при расточке, так и при обточке детали. Они обеспечивают высокую точность измерений за короткий временной промежуток.

Существуют дополнительные приборы с индикаторами для контроля конусности детали. Они создаются по международному стандарту API и определяют размер резьбовых соединений в диапазоне от 1,5 до 24 дюймов. Устройство этих приспособлений представлено съёмными, измерительными наконечниками. Они передают результаты измерений отдельному индикатору, который выводит полученные данные на экран. Мастеру, применяющему индикаторные приборы для определения конусности детали, не понадобятся приблизительные шаблоны для контроля. Эта особенность обусловлена тем, что наконечники приборов всегда стараются предоставить наивысшие показатели для индикатора на минимальном расстоянии в 1 дюйм.

Сотрудники фабрик и заводов во время контроля резьбы применяют штангенциркуль и штихмассы, производящие замеры линейных единиц измерения. Они помогают определить размер резца, с помощью которого производится снятие необходимого количества стружки с заготовки. Эти измерительные приборы позволяют сэкономить время обработки отверстий средней и наибольшей степени точности.

Измерение шага резьбы

Для контроля такой характеристики, как шаг резьбы используются стандартные линейки с миллиметровыми и дюймовыми делениями, а также резьбомеры. Результаты вычислений шага посредством линейки являются неточными и производятся путём замера определённого числа витков. Главной задачей измерения является нахождение количества витков, которое приходится на единичный шаг резьбы. В условном случае, когда на 1 дюйм приходится 5 витков, шаг равняется 1/5 дюйма. Для удобства полученные результаты в дюймах пересчитывают в миллиметры. Во время процесса измерения витков посредством линейки человек должен учитывать следующие особенности:

Для достижения максимальной точности нужно измерять не отдельные участки, а целую часть профиля детали.
Перед процедурой измерения необходимо подсчитать целое количество витков.
Шаг резьбы определяется после замера глубины и главных характеристик резьбовых соединений.

В результате измерений находится усреднённое значение шага. Погрешность расчётов зависит от правильности выполненной нарезки детали.

Резьбомер способен предоставить наиболее точные результаты измерений шага для трубной конической резьбы, потому что он может работать с наиболее маленькими расстояниями.

В состав его конструкции входят пластины, выполненные из сплавов железа. Каждая пластина оснащена вырезами, эквивалентными профилю нарезки и её шагу. Для определения величины шага резьбомер прикладывается к измеряемой детали. Пластина резьбомера производит точный контроль только в том случае, когда она параллельна оси нарезки. Важно, чтобы пластинка и отверстие резьбы совпали по размеру.

Измерение среднего диаметра резьбы

Контроль среднего диаметра нарезки осуществляется микрометром. Главными комплектующими этого инструмента являются сменные наконечники, которые вставляются в отверстие винта. Этот измерительный прибор предоставляет наиболее точные измерения резьбы.

Если для работы необходимы лишь усреднённые значения диаметра резьбы, то можно применить специальное приспособление – кронциркуль. Его устройство представлено шариковыми наконечниками, размеры которых должны соответствовать типу и шагу резьбовых соединений. Наконечники кронциркуля ставятся по резьбовому калибру, выдавая средний размер диаметра. После этого необходимо проделать аналогичные действия и с боковыми сторонами детали. Для проверки полученных результатов используются резьбовые скобы. Оценка точности диаметра проводится по принципу сравнения полученной резьбы с исходным шаблоном.

Если требуется произвести контроль среднего диаметра маленькой длины, состоящей максимум из 2 витков, то мастера пользуются методом, в котором задействованы 2 проволочки. Этот способ измерения резьбы отличается тем, что на противоположные выступы и впадины резьбы накладываются проволоки, диаметр которых является табличной единицей. Расстояние между концами проволочек показывает число среднего диаметра детали. Для каждого класса точности выпускаются отдельные проволоки, создающиеся по ГОСТу 2475-88. Во время определения конечных чисел необходимо учитывать возможные погрешности, потому что 2 проволоки не позволяют получить максимально точные значения.

Скачать ГОСТ 2475-88

Также этот параметр резьбы может измеряться посредством микроскопа. Прибор прикладывается к боковым сторонам профиля заготовки. Окуляры микроскопа наводятся на изображение профиля с каждой стороны, чтобы определить его размер. Полученные значения складываются и делятся на количество сторон. Получившееся среднее арифметическое является действительным значением среднего диаметра резьбовых соединений.

Для производственных работ часто требуется дополнительно произвести контроль усреднённого диаметра вала. На них размещаются подшипники, муфты, бортики и зубчатые колёса, с помощью которых осуществляется вращение детали. Его диаметр рассчитывается во время процесса кручения. Конечное значение находится по формуле d=(T/0,2[t]) 1/3 . На конечный результат могут повлиять посторонние факторы (размер отверстия и высота бортиков).

Измерение наружного диаметра резьбы

Контроль внешнего диаметра резьбы производится при использовании микрометрических инструментов, основу конструкции которых составляют микровинты. Расчёт происходит в соответствии со следующим алгоритмом:

Микровинты прикладываются к профилю резьбы. Для корректировки местоположения инструмента необходимо произвести несколько вращений микрометра.
Записать величину профиля нарезки для одной стороны. Значение рассчитываются, исходя из цены деления на шкале микровинтов.
Приложить микрометр к противоположному концу профиля и вычислить его размер.
Найти внешний диаметр нарезки, отняв от результата первоначального вычисления значение второго вычисления.

Измерение внутреннего диаметра резьбы

Внутренний диаметр нарезки контролируется измерительным приспособлением с заострёнными ножками – кронциркулем. Для организации вычислительных работ нужно установить инструмент на шаблонную деталь по резьбовому калибру, и затем проделать сравнение с исходным внутренним диаметром резьбовых соединений. Кронциркуль должен находиться относительно измеряемой оси под углом.

Также измерение внутренней резьбы может осуществляться приборами для цилиндрической резьбы. Это обусловлено тем, что внутренний диаметр имеет гладкую поверхность, что идеально подходит для формы наконечников, используемых в этих инструментах. Проверка полученных измерений делается посредством калибров-пробок.

Измерение резьбы методом трех проволочек

Метод трех проволочек применяется главным образом для контроля среднего диаметра резьбы. Определение значений диаметра происходит путём накладывания проволок одинакового диаметра на впадины резьбовых соединений. Размер полученной конструкции измеряется микрометром. На конечные результат вычислений может очень сильно повлиять погрешность профиля. Для устранения этой погрешности необходимо наложить проволочки на профиль таким образом, чтобы они соединялись на том уровне, где ширина впадин будет эквивалента ширине выступов. Проволочки обязаны лежать следующим образом: 1 проволока размещена на впадине с левой стороны, а 2 другие – на впадинах с противоположной стороны. Важно, что во время измерений деталь не деформировалась, а проволоки не перегибались

Помимо этого, сферой применения метода трёх проволочек является контроль диаметра трапецеидальной резьбы. Только в этом случае проверка детали проводится при помощи трех специальных роликов.

Измерение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек

Используя формулу на странице 167 рассчитать диаметр проволочек – d_D0 применяемых при измерении среднего диаметра резьбы М6 методом трех проволочек.

Строка 22. Проверить правильность расчета d_D0. Если расчетное и табличное значения диаметров совпадают, то значение d_D0 занести в строку 22 во вторую колонку.

Дело в том, что для метрических резьб значение d_D0 зависит только от шага, тогда как угол профиля α для всех шагов равняется 60°. Поэтому значение d_D0 заранее рассчитано для всех стандартизированных шагов и занесено в одну таблицу. Что облегчает работу при измерении среднего диаметра резьбы методом трех проволочек.

На рисунке 43 изучить схему измерения среднего диаметра резьбы методом трех проволочек.

Заменить на микрометре коническую и призматическую вставки на плоские вставки. Плоские вставки на рисунке 43 показаны под номером 1.

Установить микрометр на нуль по той же схеме, как описано выше.

Взять деталь с резьбой М6, три проволочки и собрать схему, указанную на рисунке 43. Обратить внимание, что одна проволка располагается с одной стороны, а две другие — с другой.

Строки 23 и 24. Отсчитать показание микрометра, это будет размер «М». Занести значение «М» в строку 23 во вторую колонку.

Используя формулу на странице 167, рассчитать значение d2 и занести в строку 24 во вторую колонку. Это и будет рассчитанное, то есть измеренное значение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек.

Строка 25. Обоснованный вывод о соответствии среднего диаметра резьбы установленным требованиям.

Для вывода о соответствии или не соответствии резьбы по среднему диаметру установленным требованиям, необходимо измеренное значение среднего диаметра сравнивать с значениями по ГОСТ.

Если соблюдается условие:

d₂ _min _ГОСТ d₂ _max _ГОСТ, то резьбу необходимо отнести к группе негодных. То есть, размер детали не может выходить за установленные предельные значения по чертежу или ГОСТу.

Записать обоснованные выводы по каждой резьбе в строку 25.

Результаты измерения среднего диаметра – d₂ наружной

Варианты заданий для измерения среднего диаметра – d2 наружной резьбы с помощью резьбового микрометра и методом 3-х проволочек

Размеры среднего и внутреннего диаметров метрических резьб, мм, по ГОСТ 9159 – 81 (СТ СЭВ 180-75), ГОСТ 24705 – 81 (СТ СЭВ 182-75), ГОСТ 24706 – 81 (СТ СЭВ 184-75)

Пример расчета: Резьба М16, шаг Р = 2 мм, d (D) = 16 мм.

Резьба метрическая с крупным шагом. Диаметры

и шаги, мм, по ГОСТ 8724 – 81 (СТ СЭВ 181-75)

Наружный диаметр резьбы – d(D)

Наружный диаметр резьбы — d(D) для ряда:

Наружный диаметр резьбы – d(D)

Примечания: 1) При выборе диаметров резьбы следует предпочитать 1-ый ряд 2-му, а 2-й ряд 3-му (то есть, соблюдать принцип предпочтительности);

2) Диаметры и шаги резьб, заключенные в скобки, по возможности не применять;

3) Стандарт СЭВ разработан с учетом стандарта ИСО-261 и рекомендации ИСО Р 1501.

Таблица выбора N сменных вставок при измерении среднего диаметра наружной метрической резьбы с помощью резьбового микрометра

Пример: если шаг резьбы Р = 0,8 мм, то номер конической и призматической вставок 2.

Диаметры (мм) проволочек и роликов для измерения среднего диаметра — d2 наружной метрической резьбы (ГОСТ 2475-62)

Тип 1 – проволочки гладкие

Тип 11 – А – Проволочки ступенчатые, исполнения А

Тип 11 – Б – Проволочки ступенчатые, исполнения Б

Тип 11 – В – Проволочки ступенчатые, исполнения В

Пример: Если шаг резьбы Р = 3 мм, то диаметр проволочки будет dDO = 1,732 мм.

Эта проволочка ступенчатая, исполнения В, тип 11.

Примечания:к (табл. 39 и 40) 1. Верхнее отклонение диаметра d должно соответствовать основному отклонению диаметра d2.

2. Нижнее отклонение диаметра D должно соответствовать основному отклонению диаметра D2.

Степени точности диаметров резьбы

* Только для резьб на деталях из пластмасс

Основные отклонения для образования посадок с зазором

3. Основные отклонения E и F установлены только для специального применения при значительных толщинах слоя защитного покрытия.

Резьбовые соединения с большими гарантированными зазорами по диаметрам применяют, когда соединение работает при высокой температуре, для компенсации температурных деформаций; когда необходима быстрая и легкая свинчиваемость деталей даже при наличии небольшого загрязнения или повреждения резьбы; когда требуется повышенная циклическая прочность резьбовых соединений; когда на резьбовые детали наносят антикоррозийные покрытия.

В соответствии с сложившейся практикой поля допусков болтов и гаек установлены в трех классах точности: точном, среднем и грубом.

Понятие класса точности используется для сравнительной оценки точности резьбовых деталей с различными полями допусков.

Длины свинчивания по ГОСТ 16093-81 (СТ СЭВ 640-77) мм

Номинальный диаметр резьбы d

Примечание. 1. Длины свинчивания, относящиеся к группам S, N и L должны соответствовать указанным в данном положении.

2. Допуск резьбы, если нет особых указаний, относится к наибольшей нормальной длине свинчивания указанной в данном приложении, или ко всей длине резьбы, если она меньше наибольшей нормальной длины свинчивания. S – коротка длина свинчивания, N – нормальная длина свинчивания, L – длинная.

Метрические резьбы с натягом и переходные посадки предназначаются для резьбовых соединений, образованных ввертыванием стальных шпилек (резьба на конце шпилек) в резьбовые отверстия (внутренняя резьба) в деталях различных материалов при следующих длинах свинчивания:

Сталь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1 – 1,25) d

Чугун . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1,25 – 1,5)d

Алюминиевые и магнитные сплавы . . . . . . . . (1,25 -2)d

Поля допусков метрической резьбы для образования посадок с зазором по ГОСТ 16093-81 (СТ СЭВ 640-77)

Наружная резьба (болт)

Внутренняя резьба (гайка)

Примечания: 1. Поля допусков, заключенные в рамки, рекомендуется для предпочтительного применения. 2. Поля допусков, указанные в скобках, применять не рекомендуется.

Поля допусков и посадки с натягом метрической резьбы

Материал детали с внутренней

Дополнительные условия сборки

Примечания: 1. Дополнительно в скобках указывается число сортировочных групп. 2. Посадки 2H5D(2)/3p(2), 2H5C(2)/ 3p(2), 2H4D(3)/ 3n(3), 2H4С(3)/ 3n(3) осуществляются сортировкой наружной и внутренней резьбы по собственно среднему диаметру на группы. 3. Сборка резьбового соединения должна выполняться по одноименным группам наружной и внутренней резьб.

Резьбы с натягами и переходными посадками применяют в машинах и механизмах для крепежных соединений, работающих в условиях вибраций, переменного температурного режима (автотракторные двигатели и др.) для обеспечения неподвижных резьбовых соединений при эксплуатации или центрировании деталей по резьбе.

Переходные посадки более технологичны, так как при сборке не требуется сортировать резьбовые детали на группы, что обязательно для основных посадок с натягом. Но в резьбовых соединениях с переходными посадками необходимо использовать дополнительные элементы заклинивания.

Поля допусков и переходные посадки метрической резьбы

(по ГОСТ 24834-81)

с внутренней резьбой

Номинальный диаметр резьбы

Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы

Примечания: 1. Все указанные посадки предусматривают применение дополнительных элементов заклинивания. 2. В обозначении полей допусков наружной резьбы поле допуска наружного диаметра, образованное сочетанием 6-й степени точности и основного отклонения g не указывается.

Переходные посадки применяются в тех случаях, когда в процессе работы необходимо обеспечить неподвижность соединения, но создание большого натяга может привести к разрушению деталей (резьбовые соединения, подверженные вибрации, тонкостенные детали).

Поскольку в переходных посадках очень малые натяги, которые не могут удерживать детали от развинчивания (тем более, если в соединении будут зазоры), необходимо в конструкции резьбового соединения, где предполагается использовать переходные посадки, предусмотреть дополнительные элементы заклинивания, где могут быть выполнены в виде конического сбега резьбы, плоского бурта после резьбы или цилиндрической цапфы перед резьбой на конце шпильки.

Переходные посадки предназначены для наружных резьб (резьба на ввинчиваемом конце шпильки) из стали, чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов.

При использовании переходных посадок для резьбовых соединений из других материалов требуется их дополнительная проверка.

Рис. 42. Схема расположения контролируемой резьбы относительно общей оси 0-0 вставок при измерении среднего диаметра – d₂ с помощью резьбового микрометра.

Рис.43. Схема измерения среднего диаметра до наружной резьбы методом трех проволочек (вид сверху)

1 — вставки с плоским торцем; 2 — проволочки (3 штуки); 3 — резьба контролируемая; А — точки контакта поверхности проволочки с поверхностью резьбы; М — показание микрометра.

— Формула для расчета диаметра – dDO про-

волочки: Р – шаг резьбы; α – угол профи-

ля резьбы (для метрической резьбы α = 60º).

d2 = (M – 3 ∙dDO) + 0.866 ∙P — формула для расчета — d2

Вопросы для самоподготовки

1.На какие группы подразделяются резьбы по назначению?

2.На какие группы подразделяются резьбы по профилю витков (по виду контура осевого сечения) и числу заходов?

3.Как подразделяются резьбы в зависимости от направления вращения контура осевого сечения?

4.Дать определения понятий следующих номинальных размеров основных параметров резьбы:

— наружный диаметр резьбы – d (D)

— внутренний диаметр резьбы – d1 (D1)

— средний диаметр резьбы – d2 (D2)

— угол профиля резьбы — «α«;

— угол подъема резьбы — «φ«;

— длина свинчивания — «l«.

5. Пояснить, что понимается под выражением «приведенный средний диаметр резьбы» – d2 пр. (D2 пр.)?

6.Что такое «суммарный допуск на средний диаметр» наружной резьбы и «суммарный допуск на средний диаметр» внутренней резьбы?

7.Какие предусмотрены основные отклонения для наружной и внутренней резьбы для образования посадок: с зазором, переходных и с натягом?

8.Сколько степеней точности установлено для резьб, их область применения?

9.Какими методами определяется (измеряется) средний диаметр d2 наружной и (D2) внутренней резьбы?

10.По длине свинчивания резьбы какие группы установлены и как эти группы обозначаются?

11. Расшифруйте условные обозначения резьб и резьбовых соединений, приведенных ниже: М12 – 6q; M12 – 6H; M12 x I – 6q;

M12 x I – 6H; M12 x ILH – 6q; M12 x ILH – 6H; M12 – 6H/6q;

M12 x I – 6H/6q; M12 x ILH — 6H/6q?

12. Поля допусков наружной и внутренней резьбы установлены в классах точности — как называются эти классы точности?

13. По какому диаметру происходит свинчивание резьб и почему?

14. Чем вызвана необходимость контроля среднего диаметра резьбы. Почему такое внимание уделяется именно среднему диаметру?

15. Начертить контур осевого сечения метрической резьбы и указать на нем основные параметры резьбы.

16. Какие методы измерения среднего диаметра резьбы на микрометре вы знаете и какой из этих методов дает более точный результат?

17. Чему равняется угол профиля «α» у метрической резьбы, а у дюймовой резьбы?

18. По какому признаку резьбы подразделяются на метрические и дюймовые?

19. С помощью какого прибора можно выполнить комплексный контроль наружной и внутренней резьбы?

20. С помощью какого прибора можно определить шаг резьбы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 1746 ;

Измерение резьбы методом трех проволочек

Диаметр проволочек проставляется на треугольных бирках.

Рисунок 11.3 – Комплект проволочек

11.3 Микрометр гладкий

Микрометрические инструменты имеют два отсчетных устройства (рисунок 11.4).

Первое отсчетное устройство состоит из шкалы с ценой деления 0,5 мм, нанесенной на стебле 1 и указателя, которым является торец барабана 2.

Второе отсчетное устройство состоит из шкалы с ценой деления 0,01 мм, нанесенной на конусной поверхности барабана 2 и указателя в виде продольного штриха, нанесенного на стебле 1.

Шаг микровинта P = 0,5 мм, следовательно одному обороту микровинта и жестко скрепленного с ним барабана соответствует линейное перемещение торца на одно деление, равное 0,5 мм.

Круговая шкала барабана имеет число делений n =50, следовательно поворот барабана с микровинтом на одно деление относительно продольного штриха стебля 1 будет соответствовать величине:

С= = =0,01 мм

Для определения размера проверяемой детали производят отсчет по двум отсчетным устройствам и суммируют их.

Рисунок 11.4 – Микрометрический инструмент

Пример отсчета показан на рисунке 11.3. Отсчет по микрометру равен: А=11,5+0,26=11,76 мм.

Этот порядок отсчета остается неизменяемым для всех типов микрометрического инструмента (рисунок 11.3).

11.4 Измерение гладким микрометром

При измерении микрометром его держат в руках или устанавливают в стойке. При измерении среднего диаметра резьбы методом трех проволочек установка микрометра в стойке обязательна.

Перед началом измерений проверяется нулевая установка микрометра. Для микрометра с пределами измерений 0-25 мм производится проверка нулевого отсчета, для микрометра с пределами измерений 25-50 мм отсчета 25 мм и т.д. При проверке микрометра с пределами измерений 0-25 мм, вращая микрометрический винт правой рукой за трещотку, приводят в соприкосновение измерительные поверхности торцов микровинта 4 и пятки 5 (рисунок 11.4). При проверке микрометров с пределами измерений 25-50 мм, 50-75 мм и т.д. торцы микровинта и пятки приводят в соприкосновение с плоскопараллельной концевой мерой длины размером, равным нижнему пределу измерений или со специальной цилиндрической установочной мерой.

При указанном соприкосновении скошенный край барабана должен установиться так, чтобы штрих (0,25 или 50) начального деления шкалы с ценой деления 0,5 мм был полностью виден, а нулевое деление шкалы барабана 2 остановилось бы против продольного штриха на стебле 1.

Если установка неправильна, следует изменить положение барабана 2 относительно микровинта

Для этого, закрепив стопорным винтом 7 микровинт, придерживая левой рукой корпус барабана за накатный выступ 8, вращая правой рукой гайку 9, освобождают от микрометрического винта корпуса барабана, затем, повернув свободно сидящий на микрометрическом винте корпус барабана так, чтобы нулевая установка восстановилась, придерживая за накатный выступ 8, снова скрепляют гайкой 9 барабан с микрометрическим винтом.

После установки на нуль, путем вращения микровинта, измеряемую деталь зажимают между измерительными поверхностями микровинта 4 и пятки 5 и производят отсчет.

11.5 Измерение среднего диаметра гладким микрометром методом трех проволочек

1. Определить наивыгоднейший диаметр измерительных проволочек в зависимости от шага контролируемой резьбы (таблица 11.1).

2. Определить номинальное значение расстояния M :

где d ₂ _HOM – номинальное значение среднего диаметра резьбы;

P _HOM – номинальное значение шага резьбы.

3. Укрепить гладкий микрометр 1 в стойку 2. Перед началом измерений проверить нулевую установку микрометра.

На корпус скобы микрометра укрепить кронштейн 3 с подвешенными на нем проволочками 4.

4. Произвести три измерения размера M предварительно переставляя проволочки по впадинам резьбы. Данные занести в таблицу.

5. Определить среднее значение M :

= .

6. Вычислить средний диаметр резьбы по формуле 11.3 и занести в таблицу 11.2.

d_{n onm} = -3 d_n +0,866* P_HOM _,

1. Сделать заключение о годности детали.

11.5 Измерение среднего диаметра резьбы резьбовым микрометром. Резьбовой микрометр

Резьбовой микрометр (рисунок 11.6) предназначен для измерения среднего диаметра резьбы.

Отличие от обычного микрометра состоит в том, что в пятке и на конце микрометрического винта предусмотрены глухие отверстия, в которые вложены шарики. В эти отверстия устанавливают вставки: призматическую — в пятку, коническую — в микрометрический винт.

Хвостовики вставок имеют продольные прорези, которые несколько пружинят, предохраняют вставки от выпадения из микрометра или продольного смещения. Торцами хвостовиков вставки упираются в шарики, что позволяет им поворачиваться и легко самоустанавливаться по углу подъема резьбы. Рабочий угол призматической вставки соответствует углу профиля витка проверяемой резьбы. Угол конической вставки соответствует углу профиля впадины резьбы. Вставки делают парными, т.е. комплектом, чтобы легко можно было менять их в зависимости от шага проверяемой резьбы.

Перед началом измерений проверяется нулевая установка микрометра.

Выберите вставки, соответствующе шагу проверяемой резьбы. Установите призматическую вставку в пятку микрометра, а коническую вставку — в микрометрический винт. Правой рукой при помощи трещотки, перемещая микровинт, доведите до соприкосновения измерительные поверхности вставок с установочной мерой или непосредственно между собой так, чтобы коническая вставка вошла в призматическую (при пределах измерения 0-25 мм). Проверьте совпадение нулевого штриха барабана с продольным штрихом стебля. Если установка направлена, следует изменить положение барабана относительно, микровинта (рисунок 11.6).

Точность проверки среднего диаметра резьбовым микрометром в большой степени зависит от имеющихся отклонений угла профиля самой резьбы и вставок.

Для того чтобы уменьшить по возможности эти погрешности, применяют укороченные вставки. Несмотря на это, погрешность измерения среднего диаметра резьбовым микрометром остается весьма значительной, достигая 0,1-0,15 мм.

К резьбовым микрометрам дополнительно предусматривают вставки: плоские – для проверки наружного диаметра и шаровые – для проверки внутреннего диаметра резьбы.

11.6 Измерение среднего диаметра резьбовым микрометром

1. Подобрать пару вставок по шагу резьбы.

2. Установить призматическую вставку на неподвижные губки, а коническую – на подвижной губке резьбового микрометра (рисунок 11.7).

3. Проверить установку резьбового микрометра на нуль.

Рисунок 11.7 – Проверка нулевого положения

4. Закрепить резьбовой микрометр на подставке (для облегчения измерения).

5. Установить контролируемую деталь между измерительными губками резьбового микрометра так, чтобы его ось была перпендикулярна оси измерительных губок микрометра (призматический наконечник поставить на один виток резьбы, а конический – во впадину резьбы).

6. Произвести замер среднего диаметра резьбы, для чего необходимо вращать трещотку микрометра до ее проскальзывания.

7. Произвести пять замеров среднего диаметра резьбы, переставляя измерительные губки микрометра вдоль оси детали. Данные занести в таблицы 11.2, 11.3.

8. Определить среднее значение ( d ₂ ) по формуле 11.4:

d _{2 ср} = .