УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРЕДЕЛЬНЫЙ КАЛИБР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2002 года по МПК G01B3/56 

Изобретение может использоваться в отраслях промышленности, изготавливающих изделия с коническими поверхностями из металла и неметаллических материалов, в том числе в машиностроении и в производстве изделий из пластмасс.

Известен универсальный предельный калибр по А.С. 1562666, состоящий из контрольной поверхности в виде усеченного конуса с рисками, расположенными вдоль оси калибра на наклонном к оси конуса торце, что позволяет нанести дополнительные (кроме 2-х основных) риски, в зависимости от базорасстояния и квалитента точности. Этот калибр принят за прототип.

Недостатком прототипа является то, что калибр можно использовать для контроля изделий различной степени точности, но при обязательном условии одинаковой по величине номинальной конусности контролируемых изделий, что снижает его универсальность.

Кроме того, в условиях серийного производства наличие нескольких рисок, определяющих предельное положение калибра (больше двух), создает неудобства при его использовании. Требуется повышенное внимание для избежания ошибок, в результате чего снижается производительность контроля.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение универсальности калибра достижением возможности контроля изделий с различной номинальной величиной конусности, а также улучшение условий контроля с возможностью успешного использования калибра в серийном производстве за счет четкого ограничения браковочного признака двумя предельными рисками.

Для решения этой задачи предлагается сборная конструкция калибра, содержащего контрольную поверхность в виде усеченного конуса. Контрольная поверхность образована двумя дисками разных диаметров, концентрично расположенными на направляющем стержне с возможностью осевого перемещения и находящимися в пределах контролируемой конической поверхности, причем диск большего диаметра имеет выступ со скосом, кромка которого выходит за торец контролируемого изделия, кроме того, калибр дополнительно содержит закрепленный на направляющем стержне сменный элемент в виде втулки, выступающий за торец контролируемого изделия, с нанесенными на него рисками, определяющими два предельных положения калибра, причем расстояние между рисками и, с учетом знака отклонения уклона контролируемой конусной поверхности, определяется формулами:

для отрицательного отклонения;

для положительного отклонения;

для симметричного расположения поля допуска,
где D - размер диска с большим диаметром;
d - размер диска с меньшим диаметром;
α_y - угол наклона, контролируемый конической поверхностью;
ATα_y - допуск угла уклона контролируемой конической поверхности.

На фиг. 1 изображен вид спереди предлагаемого калибра в контакте с конической поверхностью контролируемого изделия.

Конструкция предлагаемого калибра содержит: диск меньшего диаметра 1, соединенный с ним направляющий стержень 2, снабженный выступом, диск большего диаметра 3, закрепляемый на направляющем стержне и имеющий две предельные риски, сменный элемент 4 в виде втулки.

Подготовка к работе и выполнение контроля калибром выполняются следующим образом.

По заданной номинальной конусности и допустимому отклонению от нее из комплекта выбирается сменный элемент 4 и закрепляется на направляющем стержне 2.

Схема отклонений, наложенная на калибр, приведена на фиг.2.

Методика расчета приведена далее в пояснениях к фиг.2.

Калибр готов к работе. При проведении контроля калибр вводится в контролируемое изделие. Перемещаясь относительно друг друга, диски 1 и 3 соприкасаются с конической поверхностью контролируемого изделия. Если при этом срез выступа на диске большего диаметра 3 находится между рисками сменного элемента 4, деталь годная. В приведенном на фиг.1 изображении контролируемое изделие годное.

Выход среза выступа диска 3 из зоны рисок на сменном элементе 4 является браковочным признаком.

На фиг.2 изображен тот же калибр, с наложенной схемой отклонений от заданной конусности. Приведены постоянные величины для определенного типоразмера калибра, где
d - диаметр диска поз. 1;
D - диаметр диска поз.3;
hb - высота выступа до среза от диска поз.3;
α_y - номинальный уклон конической поверхности контролируемого изделия;
ATα_y - допуск уклона контролируемой конической поверхности.

Приведены расчетные размеры h, h₁, h₂, H₁, Н₂, и l для варианта отрицательного отклонения - ATα_y, для остальных 2-х вариантов данные приведены в пояснениях к расчетам.

Сменный элемент 4 с предельными рисками перемещается в осевом направлении вместе с диском 1 при изменении уклона α_y.

Положение предельных рисок на сменном элементе поз.4 определяется по формулам
1. При отрицательном отклонении α_y

где h - расстояние от диска поз.1 до нижней предельной риски на сменном элементе 4.

где Δh - величина смещения (подъем) диска, поз.1, при уклоне, равном (α_y-ATα_y);
h₂ - положение диска 1 при уклоне, равном (α_y-ATα_y);
h₁ - положение диска 1 при уклоне, равном α_y.

где ΔН - величина смещения (подъема) диска поз.3 при уклоне (α_y-ATα_y);
H₂ - положение диска 3 при уклоне, равном (α_y-ATα_y);
H₁ - положение диска 3 при уклоне, равном α_y;

где l - расстояние между предельными рисками на сменном элементе поз.4.

2. При положительном отклонении α_y

где h' - расстояние от диска, поз.1 до верхней предельной риски на сменном элементе, поз.4.

где Δh′ - величина смещения (опускания) диска, поз.1, при уклоне, равном (α_y+ATα_y);

где ΔH′ - величина смещения (опускания) диска, поз.1, при уклоне, равном (α_y+ATα_y);

где l' - расстояние между предельными рисками на сменном элементе, поз. 2.

3. При симметричном расположении поля допуска уклона, равным

где h" - расстояние от диска, поз.1, до нижней предельной риски на сменном элементе, поз.4.

где Δh″ - величина смещения (подъема) при уклоне, равном

где ΔH″ - величина смещения (подъема) диска, поз.3. при уклоне, равном

где l - расстояние между предельными рисками на сменном элементе, поз.4.

В приведенном на фиг. 2 изображении контролируемое изделие годное "на пределе" имеет место совпадение предельной риски сменного элемента и среза выступа на диске 3.

Таким образом, применение калибра расширяет возможность контроля изделий с различной номинальной величиной конусности, а также улучшает условия контроля за счет четкого ограничения браковочного признака двумя предельными рисками.

Изобретение относится к измерительной технике. Калибр содержит два диска 1,3 разных диаметров, концентрично расположенные на направляющем стержне 2, которые образуют коническую поверхность и имеют возможность взаимного осевого перемещения, чем достигается изменение конусности. Калибр снабжен сменным элементом 4, закрепленным на стержне 2. На сменном элементе 4 нанесены две предельные риски, расположенные вдоль оси калибра, расстояние между которыми определено расчетом, исходя из допуска на конусность. Технический результат: повышение достоверности контроля. 2 ил.

Универсальный предельный калибр для контроля конической поверхности, содержащий контрольную поверхность в виде усеченного конуса, имеющий риск, отличающийся тем, что контрольная поверхность образована двумя дисками разных диаметров, концентрично расположенными на направляющем стержне с возможностью осевого перемещения и находящимися в пределах контролируемой конической поверхности, причем диск большего диаметра имеет выступ со скосом, кромка которого выходит за торец контролируемого изделия, кроме того, калибр дополнительно содержит закрепленный на направляющем стержне сменный элемент в виде втулки, выступающий за торец контролируемого изделия, с нанесенными на него рисками, определяющими два предельных положения калибра, причем расстояние между рисками с учетом знака отклонения уклона контролируемой конусной поверхности определяется по формулам

для отрицательного отклонения;

для положительного отклонения;

для симметричного расположения поля допуска,
где D - размер диска с большим диаметром;
d - размер диска с меньшим диаметром;
α_y - угол наклона, контролируемый конической поверхностью;
ATα_y - допуск угла уклона контролируемой конической поверхности.