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.