Контроль резьб

При изготовлении резьб возникают следующие по­грешности, вызывающие отклонение контура резьбы от номинального.

1. Отклонения шага резьбы fp — разность между действительным и теоретическим шагом резьбы, из­меренная по линии среднего диаметра в направлении, параллельном оси резьбы. В зависимости от характера изменения отклонений шага они могут быть: прогрес­сивными, возрастающими пропорционально длине резь­бы; периодическими, изменяющимися по периодическому закону; местными, не подчиняющимися определенной закономерности.

2. Отклонение половины угла профиля fa — раз­ность между действительным и теоретическим углом наклона образующей профиля резьбы; угол профиля из­меряется в осевом сечении профиля резьбы. Для. резьб с симметричным профилем (р=у = а/2) под отклонением профиля понимают среднее арифметическое абсолют­ных величин отклонений обеих половин полного угла профиля резьбы. Для резьб с асимметричным профилем (угол профиля а = Э4-у, причем $фуфа/2, как, на­пример, у упорной резьбы) ошибки углов наклона обра­зующих профиля у и р определяются независимо.

3. Отклонение среднего диаметра резьбы б— разность между действительным и теоретическим сред­ним диаметром резьбы.

Наличие погрешностей резьбы исключает возмож­ность одновременного сопряжения резьбы по обра­зующим профиля, вершинам и впадинам. Наиболее распространенным способом сопряжения резьбовых деталей (винта и гайки) является сопряжение только по образующим (боковым сторонам) профиля. Сопря­жение по впадинам наружной или выступам внутренней резьбы применяют в прямоугольной резьбе.

Детали неподвижных резьбовых соединений, к кото­рым относят обычные крепежные резьбы (болт — гайка), соединения труб, могут свинчиваться с зазором и с натягом. Так как единственное требование, предъяв­ляемое к резьбовым сопряжениям этих деталей,— обеспечение свинчивания, контроль элементов резьбы (шага, половины угла профиля среднего диаметра) за­меняют комплексным контролем, основанным на при­менении резьбовых калибров. При этом проходной калибр представляет собой прототип сопрягаемой детали и ограничивает отклонение всех элементов резьбы, а непроходной калибр предназначен только для контроля среднего диаметра резьбы. Проходными калиб­рами ограничивают приведенный средний диаметр резьбы (наибольший для болта), который определяют с учетом погрешностей шага и половины угла профиля. Непроходными резьбовыми калибрами ограничивают собственно средний диаметр (наименьший для наруж­ной, наибольший для внутренней резьбы). Это озна­чает, что если средний диаметр резьбы болта для компен­сации погрешностей половины угла профиля и шага пришлось сделать для свинчивания с проходным калибром слишком малым, то резьба будет забракована в случае, когда будет свинчиваться и с непроходным калибром.

В силовых резьбах и резьбах, предназначенных для передачи движения, предусматривают гарантированный осевой зазор, наличие которого позволяет получить однопрофильный контакт в резьбовом сопряжении. Гарантированный зазор способствует уменьшению тре­ния, позволяет поместить слой смазки, компенсировать деформации резьбы. В резьбовых соединениях с гаранти­рованным зазором должен быть обеспечен точный кон­такт боковых сторон профиля. В силовых резьбах такой контакт необходим для равномерного распределения нагрузки по виткам резьбы, уменьшения концентрации напряжения и повышения прочности резьбы; в пере­дачах движения — для точного выполнения пере­мещений. Комплексная оценка точности выполнения деталей резьбовых передач с гарантированным зазором при помощи резьбовых калибров недостаточна.

резьбы: а — методом трех проволочек; б — с помощью резьбовых вставок

Для контроля точности резьбы таких деталей при­меняют дифференцированный, поэлементный метод. Он состоит в измерении трех основных элементов резьбы: среднего диаметра, половины угла профиля, шага резьбы. Дифференцированный метод применяют при проверке резьбовых калибров, резьбообразующих инстру­ментов, ходовых и микрометрических винтов.

Средний диаметр резьбы измеряют с помощью про­волочек, резьбовых вставок, проекционным методом. При измерении среднего диаметра резьбы с помощью проволочек их закладывают во впадины резьбы и при помощи контактного прибора (микрометр, оптиметр и т. д.) определяют размер М между наружными обра­зующими проволочек (рис. 3.11, а). По известным зна­чениям шага, угла профиля резьбы, диаметра проволо­чек и результатам измерения размера М определяют средний диаметр резьбы.

Для симметричной резьбы

где d„p — диаметр проволочек.

Для несимметричных резьб средний диаметр рас­считывают по формуле

Для повышения точности измерения среднего диа­метра резьбы следует применять проволочки наивыгод­нейшего диаметра, исключающего влияние погрешности половины угла профиля резьбы. Для резьб с симметрич­ным профилем наивыгоднейший диаметр проволочек равен

I ______ Г

пр 2 cos о/2 ‘

При измерении среднего диаметра трапецеидальной резьбы применение проволочек наивыгоднейшего диа­метра часто оказывается невозможным. Проволочки настолько утопают во впадинах резьбы, что контакт с измерительным наконечником становится невозмож­ным, так как наружный диаметр резьбы d2 больше размера М. Для упорной резьбы не существует такого диаметра проволочек, при котором исключалось бы от­клонение угла профиля на результат измерения d2. При выборе диаметра проволочек в этом случае нужно его применять таким, чтобы размер М был не менее, чем на 0,06 мм больше наружного диаметра резьбы. Изме­рение среднего диаметра при помощи резьбовых вста­вок производят в целях приближенной оценки конт­ролируемого параметра при шлифовании резьбовой детали.

Резьбовыми вставками оснащают микрометры и индикаторные приборы. При измерении резьбы конусная вставка входит во впадину резьбы, а противопо­ложный этой впадине виток входит в призматичес­кую вставку (рис. 3.11,6). На точность измерения резьбы при помощи резьбовых вставок существенно влияют погрешности половины угла профиля самой резьбы и вставок микрометра. В зависимости от этих погрешностей точность измерения среднего диаметра резьбовых изделий может находиться в пределах от 0,05 до 0,2 мм. Точность измерения может быть повы­шена установкой микрометра по резьбовому образцу, у которого погрешности шага и угла профиля по воз­можности близки к нулю. Однако и при этом методе по­грешность измерения среднего диаметра может достигать 0,1 мм. При использовании проекционного метода можно измерить средний диаметр резьбы с наибольшей точ­ностью. Измерения выполняют на универсальном или инструментальном микроскопе. Контролируемую резь­бовую деталь устанавливают на предметном столике в центрах или призмах.

Половины угла профиля ходовых винтов с точностью ±3′ можно контролировать при помощи индикаторных приборов, построенных по принципу синусной линейки (рис. 3.12, а) или угломером с ценой деления 2′ при базировании по наружному диаметру резьбы (рис. 3.12, б). Измерение шага резьбы выполняют, используя проек­ционный метод и метод, основанный на использовании шариковых наконечников. При проекционном методе измерение шага резьбы сводят к измерению расстояния

Рис. 3.12. Схема измерения половины угла профиля резьбы: а — по принципу синусной линейки; б — угломером

между одноименными (правыми или левыми) образую­щими профиля резьбы.

Проконтролировать шаг резьбы без съема обрабаты­ваемого винта со станка можно при помощи наклад­ных шариковых шагомеров. Конструкция накладного шагомера с двумя неподвижными и одним подвижным

Рис. 3.13. Схема измерения шага резьбы: а — шагомером с шарико­вым наконечником; б — проекционным методом; в — сравнением с резьбой ходового винта станка

наконечником показана на рис. 3.13, а—в. Такой шаго­мер обеспечивает двухпрофильный контакт наконечника с контролируемой резьбой. Шагомер предварительно настраивают по образцовому резьбовому изделию или блоку концевых мер.

Основной погрешностью проекционного метода из­мерений шага является непараллельность оси резьбы линии измерения а горизонтальной и вертикальной плос­костях. Эта погрешность практически исключается измерением шага по правым и левым сторонам профиля с двух диаметрально противоположных сторон. За результат измерений принимают среднеарифметическое из четырех измерений (рис. 3.13,6)

’

где п — число витков резьбы.

В цеховых условиях шаг винтов можно контроли­ровать в сравнении с ходовым винтом образцового станка — «мастер станка». На станке с возможностью перемещения относительно контролируемого винта крепят рукоятку 1 (рис. 3.13, в), на которой помещены два индикатора 3 и 7 для измерения шага контроли­руемого винта 6 по перемещению гаек 4 и 5, контакти­рующих соответственно по правым и левым сторонам профиля резьбы. Сухари 2 и 8 не допускают провора­чивания гаек при измерении.