Отверстие развёрнуто, на чертеже указано Ø 20 H7. На верстаке лежат калибр-пробка, микрометр для внутренних измерений и индикаторный нутромер. Все три проверяют отверстия, но не все достаточно точны для H7, а два из них измеряют только в двух точках. Некруглое отверстие они могут просто не заметить. Здесь вы узнаете, какое средство контроля когда подходит.
Насколько узок допуск H7 на самом деле
Для отверстия H7 всегда означает нижнее отклонение, равное нулю. Наименьший размер, таким образом, равен номинальному, а вверх отверстие может отклоняться на величину допуска квалитета IT7. При Ø 20 H7 отверстие может быть от 20,000 мм до 20,021 мм. Как определить предельные размеры для любой посадки, показывает помощь в расчётах Расчёт посадок ISO. Здесь речь о том, как доказать, что отверстие в допуске.
Золотое правило измерительной техники
21 мкм — это меньше толщины волоса. Разрешение средства контроля должно быть как минимум в десять раз мельче ширины допуска. Строго говоря, важна неопределённость измерения, а в качестве первого ориентира служат шаг цифровой индикации или цена деления шкалы.
- V отношение допуска к разрешению
- T допуск отверстия в мкм
- u разрешение или неопределённость измерения средства контроля в мкм
Начиная с V = 10 средство контроля пригодно, от 5 до 10 — пригодно ограниченно, ниже 5 — непригодно. Это ориентировочные значения, приоритет имеют требования плана контроля и чертежа. Для Ø 20 H7 получается следующий обзор.
| Средство контроля | Разрешение в мкм | V при 21 мкм | Оценка |
|---|---|---|---|
| Микрометр для внутренних измерений с губками | 10 | 2,1 | непригодно |
| Индикаторный нутромер | 10 | 2,1 | непригодно |
| Трёхточечный микрометрический нутромер с ценой деления 5 мкм | 5 | 4,2 | непригодно |
| Трёхточечный микрометрический нутромер с шагом индикации 1 мкм | 1 | 21 | пригодно |
| Нутромер с микронным индикатором | 1 | 21 | пригодно |
| Калибр-пробка 20 H7 | – | – | пригодно, но без измеренного значения |
У больших отверстий допуск H7 шире. У Ø 80 H7 он уже 30 мкм, и трёхточечный микрометрический нутромер с 5 мкм даёт V = 6, то есть пригоден ограниченно. До диаметра 30 мм для H7 нужно разрешение 1 мкм, начиная с 18 мм хватает и 2 мкм. Или возьмите калибр.
Калибр-пробка — быстро и однозначно
У калибр-пробки два контрольных цилиндра. Проходная сторона имеет наименьший размер, здесь 20,000 мм, и должна входить в отверстие без усилия. Непроходная сторона имеет наибольший размер, здесь 20,021 мм. Она короче, отмечена красным и может самое большее слегка зацепиться за кромку, но не войти.
- Сильная сторона: проходная сторона — длинный цилиндр. Она ведёт себя как будущий вал и замечает также погрешности формы, которые сужают отверстие, например некруглость или конусность.
- Слабая сторона: измеренного значения вы не получаете. Находится ли отверстие на 20,002 мм или на 20,019 мм, калибр не скажет. Изнашивающуюся развёртку вы заметите только тогда, когда проходная сторона перестанет входить.
Для серийного производства калибр-пробка — первый выбор. Если нужно подстроить размер, требуется измерительный прибор с отсчётом.
Две точки или три?
Микрометр для внутренних измерений с губками и индикаторный нутромер касаются отверстия в двух противоположных точках. У трёхточечного микрометрического нутромера три измерительных стержня, расположенных под 120°, и он центрируется сам. От этого зависит, какие погрешности формы вы увидите.
Типичный случай — тонкостенное кольцо, зажатое в трёхкулачковом патроне и расточенное. Кулачки слегка вдавливают его в трёх местах. После разжима оно пружинит обратно, и отверстие вместо окружности получает три пологие дуги. Такая форма называется фигурой постоянной ширины (огранкой), потому что между двумя противоположными точками она везде одинаковой ширины.
Пример
Кольцо Ø 20 H7 после разжима имеет форму фигуры постоянной ширины. Наименьшее и наибольшее расстояние от центра различаются на 12 мкм, это и есть отклонение от круглости.
При двухточечном измерении вы по всей окружности получаете 20,010 мм, почти точно середину поля допуска.
Трёхточечный микрометрический нутромер в разных угловых положениях показывает значения от 19,998 мм до 20,022 мм. Размах вдвое больше отклонения от круглости.
20,022 мм − 19,998 мм = 0,024 мм = 2 · 12 мкм
Трёхточечные значения — не диаметры, они делают видимой погрешность формы. Важно наименьшее значение. Окружность 19,998 мм — наибольшая, которая помещается в это отверстие, и она меньше наименьшего размера. Калибр-пробка это подтверждает, её проходная сторона 20,000 мм не входит. Значит, вал 20,000 мм заклинило бы, хотя двухточечное измерение показало «годно».
И наоборот, двухточечное измерение хорошо выявляет овальное отверстие, если повторить замер со смещением на 90°. Трёхточечное измерение чистый овал практически не показывает. Поэтому измеряйте точные отверстия в нескольких направлениях и на разной глубине, а в сомнительных случаях сочетайте оба метода.
Индикаторный нутромер
Индикаторный нутромер только сравнивает. Вы настраиваете его на ноль по установочному кольцу и покачиваете в отверстии. В точке разворота стрелки считываете отклонение от установочного размера. С микронным индикатором он пригоден для H7 и достаёт глубоко в длинные отверстия. С часовым индикатором с ценой деления 0,01 мм он слишком груб для малых отверстий H7.
Какое средство контроля когда?
| Ситуация | Хороший выбор |
|---|---|
| Серия, много одинаковых отверстий | Калибр-пробка, плюс выборочные замеры с измеренным значением |
| Единичная деталь, размер нужно подстроить | Трёхточечный микрометрический нутромер с 1 мкм |
| Тонкостенные детали, зажатые в трёхкулачковом патроне | Трёхточечное измерение и калибр-пробка |
| Детали, зажатые в тисках, подозрение на овальность | Двухточечное измерение в двух направлениях |
| Глубокие или большие отверстия | Нутромер с микронным индикатором |
Типичные ошибки
- Измерено в тёплом состоянии: алюминиевый корпус выходит из станка с температурой 35 °C. При Ø 20 мм отверстие тогда примерно на 7 мкм больше, чем при 20 °C, это треть допуска. Сначала дайте детали остыть, потом проверяйте.
- Калибр-пробка вдавлена: с усилием проходная сторона часто входит и в слишком маленькое отверстие. Результат неверный, а калибр изнашивается.
- Измерено только в одном месте: замер у входа в отверстие ничего не говорит о его середине. Отверстие может быть воронкообразным или бочкообразным.
- Прибор не настроен: трёхточечные измерительные головки и индикаторные нутромеры проверяйте по установочному кольцу перед каждой серией измерений.
Частые вопросы
Почему непроходная сторона короче?
Проходная сторона проверяет отверстие целиком, так, как потом в него войдёт вал. Непроходная же должна проверять отдельные места, которые могут оказаться слишком большими. В идеале для этого нужен контакт всего в двух точках. Короткий цилиндр ближе к этому, чем длинный, и стороны сразу легко отличить.
Где в приложении найти средства контроля с применением?
В Gesello в модуле «Измерение и контроль». Там собраны средства контроля с чертежом, правильным применением и типичными ошибками. Вы проверяете, подходит ли средство измерения к допуску, и видите, какие погрешности формы выявляют двухточечное и трёхточечное измерение.