Проверка предельных размеров диаметров цилиндрических отвер­стий принадлежит к числу наиболее широких областей применения калибров. Основными инструментами для этой проверки служат пробки и штихмасы, конструкции которых установлены стандартом ГОСТ 1775-42.

Чтобы правильно выбрать более рациональную конструкцию калибра, необходимо учесть особенности каждого его вида.

При проверке отверстия наиболее важно установить, обеспечи­вает ли фактический его размер правильную собираемость с валом и не получатся ли в сборе чрезмерно большие зазоры. Первое усло­вие проверяют проходным калибром-пробкой, который должен представлять подобие сопрягаемого вала, второе — при помощи непро­ходного калибра. Для того чтобы определить отклонение от размера, в каждом сечении проверяемого отверстия следовало бы пользоваться непроходными калибрами, имеющими линейный или точечный контакт.

Однако в практике это требование часто не выдерживается, и в качестве непроходного калибра пользуются полной пробкой, что предусмотрено в ГОСТ 1775-42.

Проверку отверстий небольшого и среднего диаметров (до 50 мм) следует производить при помощи двусторонних пробок, отверстий свыше 50 до 300 мм — пробками листовыми односторонними и свыше 300 мм — штихмасами.

Исключение из этого правила представляют случаи измерения диаметра отверстий у нежестких деталей (тонкостенные втулки, и т. п.), легко деформирующихся при проверке пластинами. В этом случае для отверстий диаметром до 100 мм следует применять полные пробки (отдельно проходные и непроходные).

В зависимости от величины проверяемого размера применяют пробки разных конструкций. Для проверки размеров до 3 мм служат обычно пробки с цилиндрическими вставками (проволочками). ГОСТ 1775-42 рекомендует укреплять эти вставки в ручках посред­ством канифоли, карбинола и т. п. Однако представляет интерес и другая конструкция крепления — в разрезной ручке. Как видно из фиг. 53, цилиндрическая вставка 1 вставляется в отверстие ручки 2, на конце которой проточен наружный конус и сделаны прорезы. На конус ручки надевают коническую втулку 3, чем и осуществляется надежный зажим вставки.

Применяют конструкции калибров-пробок, в которых крепление вставок производят при помощи разрезных цанг (фиг. 54). Этот вид крепления вставок не получил значительного распространения
ввиду сравнительной его сложности.

Приведенные конструкции крепления позволяют применять цилин­дрические вставки до 6 мм. Изготовление цилиндрических вставок проще, чем обычных вставок с конусными хвостовиками. Вся механи­ческая обработка сводится к шлифованию на бесцентрово-шлифовальном станке заготовок, нарезанных из калиброванного материала. Расход материала также сокращается вследствие того, что вставка становится короче.

После износа вставки поворачивают и вновь закрепляют в дер­жавке другими концами, чем вдвое повышается срок их службы.

Вставки до 30 мм в соответствии с ГОСТ 1775-42 рекомендуется делать с конусным хвостом (конусность 1:50). В качестве материала для изготовления вставок применяют сталь У10А, термически обра­ботанную до твердости R _с = 60…64. Для повышения износоустой­чивости пробок целесообразно применять хромирование. Хромиро­вание можно производить с последующей доводкой размера после металлопокрытия. При этом величина припуска на притирку задается равной 0,004—0,005 мм, а толщина слоя хрома 0,05 мм.

Другой способ хромирования, так называемое размерное хромирование, не требует последующей механической доводки; заготовка калибра в этом случае делается с занижением на величину размера толщины слоя хрома. Точность толщины этого слоя гаран­тируется технологическим процессом металлопокрытия. Ввиду сложности размерного хромирования более целесообразным является хромирование пробок с последующей доводкой их до заданных размеров.

Следует учитывать, что поверхностный слой хрома имеет свой­ство отслаиваться на острых углах; это для калибров совершенно недопустимо. Для предотвращения отслаивания хрома необходимо на переднем и заднем концах калибра делать радиусные закругле­ния (фиг. 55). Рекомендуются следующие величины радиусов для калибров с номинальными диаметрами:

свыше 1 до 5 мм R = 0,5;

 свыше б до 10 мм R = 0,8;

свыше 10 мм R = 1,0.

В литературе имеется указание о применении твердосплавных пластин, впаянных во вставку. Этот способ, несмотря на повышение износоустойчивости калибров, пока еще экономически нерентабелен из-за высокой стоимости доводки калибров до необходимого размера.

Износ проходных вставок несколько уменьшается, если принять меры против их заедания при измерении. Основные конструкции направляющей части, устраняющей заедание, были рассмотрены выше.

Представляет интерес конструкция пробки с шариковым направ­лением (фиг. 56), изготовляемая одной американской фирмой. В передней части проходной пробки / при помощи сепаратора 2 монтируются стальные каленые шарики 3. Сепаратор удерживает их от выпадания, не мешая им Поворачиваться. Размер d по шарикам равен диаметру проходной пробки.

Шарики устраняют заедание при установке калибра даже в том случае, если калибр значительно перекошен. Процесс проверки ускоряется, и результаты измерения получаются совершенно надеж­ными.

При необходимости измерения глухих отверстий применяют калибры с продольными канавками на цилиндрической части проходной пробки для выхода воздуха (фиг. 57). При отсутствии такой канавки образующаяся в отверстии воздушная подушка затрудняет процесс измерения.

Для контроля глубоко расположенных отверстий применяют пробки на удлиненных ручках (фиг. 58).

Для размеров отверстий свыше 30 мм вместо вставок с конус­ными хвостовиками применяют цилиндрические насадки с крепле­нием на отдельных руч­ках при помощи винтов или гаек, что предусмо­трено ГОСТ 1775-42.

Для измерения раз­меров свыше 50 мм цилиндрические пробки из-за большого их веса не применяют. При этом следует пользоваться листовыми пробками (фиг. 59) (до 300 мм) или неполными пробками с ручками (до 150 мм).

Пробки листовые изготовляют из стали 20, цементируют и зака­ливают до твердости R_с = 58 … 64.

Наиболее целесообразной конструкцией неполных пробок яв­ляется приведенная на фиг. 60, т. е. с вкладышами, прикрепленными к корпусу винтами или карбинольным клеем. Иные конструкции неполных пробок (с креплением корпуса с ручкой двумя винтами) себя не оправдали — в процессе работы крепление быстро осла­бевает, появляется качка в соединении пробки с ручкой, и теряются точность и удобство проверки.

Отверстий размером свыше 300 мм следует проверять предельными (проходными и непроходными) штихмасами.

Из всех калибров, предназначенных для проверки отверстий, наиболее подвержены износу штихмасы.

Это объясняется тем, что при измерении штихмасом возникают весьма большие усилия, воспринимаемые контактом в одной точке.

Измерение отверстия штихмасом производят путем поворота его вокруг одной точки (фиг. 61). При небольшой разнице между размером штихмаса и диаметром прове­ряемого отверстия величина силы Q, действующей на инстру­мент, во много раз превышает величину усилия контролера. Вследствие этого между поверхностью изделия и точкой инструмента возни­кает значительное трение, которое при­водит к повышенному износу штихмаса. Поэтому целесообразно применение регулируемых конструкций, допускающих быстрое восстановление размера при износе.

Известен ряд конструкций регулируемых штихмасов. Пример одной из них приведен на фиг. 62. При измерении контакт с образующей отверстия детали происходит с одной стороны по сферическому концу штихмаса 1, с другой — по сферическому концу регулируе­мого измерительного винта 2.

Измерительный винт установлен на резьбе в корпусе 3, точно регулируется на требуемый размер ПР или НЕ и жестко закрепляется с двух сторон коническими контргайками 4. Такая конструкция крепления при ее простоте отличается большой надежностью и удобством.

После регулирования контргайки закрывают крышками 5.

Расположение полей и величины допусков калибров для гладких цилиндрических отверстий определяются государственными стан­дартами и исчерпывающе освещены в лите­ратуре [2].

Особым, часто встречающимся на производстве, случаем про­верки внутренних цилиндрических поверхностей является контроль всевозможных проточек и расточек в отверстиях, размеры которых проверяют различными калибрами специальных конструкций.

Проверку размеров проточек, имеющих допуски по 4-му классу и точнее, производят специальными раздвижными калибрами с обыч­ной предельной пластиной (фиг. 63). Калибр вставляют в отверстие так, чтобы обе его ножки 1 и 2 соприкасались с противоположными образующими проверяемой выточки, и затем между плоскостями этих ножек вводят предельную пластину 3 проходной, а затем непро­ходной стороной. Пружина 4 служит для надежного устранения зазо­ров между стенками проточки и ножками калибра.

Измерение размеров проточек, имеющих допуски по 4-му классу и грубее, можно производить при помощи калибра» с предельной ступенькой (фиг. 64). Калибр имеет две губки — подвижную / и неподвижную 2. Под влиянием пружины 3 эти губки стремятся разой­тись в разные стороны. Расход губок ограничивается штифтом 4. При измерении губки вводят в проверяемую проточку так, чтобы они своими концами касались ее образующей. Величину расхода губок определяют при этом по ступенчатому штифту 5. Ступеньки этого штифта прошлифованы с таким расчетом, чтобы верхняя плоскость штифта Б при максимальном размере диаметра проточки совпадала с плоскостью А подвижной губки, при меньшем же диаметре с плоскостью подвижной губки должна совпадать нижняя ступень В штифта.

Если проверяемое отверстие имеет относительно большой диа­метр (более 100 мм), то применяют шаблон с предельной ступенькой несколько измененной конструкции (фиг. 65) — без ручки.

Для проверки размеров проточек, имеющих малые допуски (до 3-го класса точности), иногда применяют более сложный калибр с тремя шариками и предельной пробкой (фиг. 66). Калибр состоит из обоймы-трубки /, в которой свободно установлены три шарика 2. Калибр вставляют в проверяемую проточку и затем размер между шариками проверяют пробкой 3, последовательно ее проходной и непроходной сторонами. Проходная сторона при правильном размере диаметра должна проходить между шариками, а непроходная — задерживаться.

Размеры пробок D_ПР и D _НЕ подсчитывают как разность между размерами D _наиб и D _наим проверяемой проточки и удвоенным диаметром шарика d, т. е.:

;                                                                 (6)

;                                                                       (7)

В тех случаях, когда проточка расположена глубоко в отвер­стии, применение измерительных инструментов описанных конструк­ций неудобно. В этих случаях следует пользоваться специальным нутромером с рисками (фиг. 67).

В результате большого отношения плеч измерительной планки 1 отклонения размера диаметра проточки увеличиваются и легко опре­деляются по рискам, нанесенным на корпусе нутромера 2. При пра­вильном размере проверяемого диаметра риска на планке должна находиться между рисками корпуса. Надежный контакт ножек нутромера со стенками отверстия обеспечивается пружиной 3.