Зигмунд Перля - О станках и калибрах

В нашей стране часто бывает, что завод, которому поручено изготовление сложной машины с большим количеством входящих в нее трудоемких деталей, нуждается в помощи других заводов. Эти заводы-«помощники» непосредственно не связаны ни с основным заводом, ни между собой. Их связывают только чертежи заказанных деталей. И все же, когда чуть ли не с 10–15 заводов детали приходят на основной завод, из них легко собирают сложную машину. Такая сборка может быть осуществлена только благодаря тому, что размеры частей на чертежах снабжены «допусками». Что же такое «допуск»?

В повседневной жизни, определяя значения каких-либо величин (возраст, цена, размер, вес), мы часто {135} употребляем слово «около». Например: «Ему около сорока лет». Говоря так, мы заранее допускаем возможность ошибки в определении. Обычно в таких случаях подразумевается и допускается некоторое отклонение. Это отклонение не является строго определенным.

В технике же граница допускаемого отклонения устанавливается очень жестко. Делается это так.

В результате расчета получают размер нужной детали какой-либо машины. Это и есть номинальный размер. Изготовить деталь точно с помощью нормального калибра по номинальному размеру невозможно. Размер всегда получится несколько больше или меньше номинального. Чтобы отклонение не вышло из пределов, допускаемых в каждом отдельном случае, мы сами обычно назначаем допускаемые пределы отклонений в обе стороны. Зная верхний и нижний пределы данного размера, мы можем соответственно назначить и допуска для размера сопрягаемой детали и этим обеспечить взаимозаменяемость.

Если для размера валика диаметром в 15 миллиметров мы назначили допускаемые отклонения +0,05 миллиметра и –0,05 миллиметра, то это значит, что годными будут все валики, диаметры которых уложатся в промежуток между 14,95 и 15,05 миллиметра. Остальные попадут в брак, так как они либо не войдут в отверстие сопрягаемой детали, либо будут «болтаться» в нем больше, чем это позволяют условия удовлетворительной работы машины. Размеры «15,05» и «14,95» называются предельными размерами валика. Разность между двумя предельными размерами (а также сумма величин отклонений) называется «допуском» (общим). В нашем случае допуск равен: 15,05–14,95 = 0,1 миллиметра (или 0,05 + 0,05 = 0,1 миллиметра), а это значит, что можно позволить колебания в точности изготовления валика в пределах одной десятой миллиметра. Записывают размер так:

15 +0,05 –0,05

Учение о допусках не так уж молодо. Оно насчитывает около 60 лет своего существования. Постепенно стройная система допусков стала внедряться в промышленность. Но только с начала империалистической войны (1914–1918 годов) вместе с ростом производства на военных заводах внедрение работы по допускам пошло быстрыми темпами. У нас в СССР введена своя {136} система допусков, основанная на учете всего большого отечественного опыта.

Каким же образом «поймать» заданный в пределах допуска размер? Вот тут-то и приходит на помощь предельный калибр — измерительный инструмент, позволяющий «ловить» размер в пределах допускаемых отклонений даже в тех случаях, если эти отклонения выражаются в микронах.

Представим себе инструмент, похожий на букву X. В средней части этого инструмента обозначено 40,0 у одной из дуг — 0, а у другой минус 0,050. Это и есть предельный калибр — «скоба» — для измерения диаметров, номинальный размер которых равен 40 миллиметрам, допускаемое верхнее отклонение равно нулю, а нижнее — минус пятьдесят тысячных миллиметра, или 50 микронов. Весь допуск, таким образом, равен: 40,0 – 39,950 = 0,050 миллиметра, или 50 микронов. Расстояние между губками скобы с той стороны, где помечено 0, равно 40 миллиметрам, а с другой стороны — 39,950 миллиметра. Первая сторона называется проходной, вторая — непроходной, или браковочной. Валик годен, если скоба, повернутая к изделию проходной стороной, легко под тяжестью собственного веса надвигается сверху на валик, а повернутая непроходной стороной не надвигается, а только «закусывает» и не идет дальше (если скоба надвигается не сверху, необходимо очень легкое усилие). С помощью такой скобы рабочий и контролер имеют возможность, не обладая особой квалификацией, легко и быстро проверять размеры деталей. Если очень точно измерить забракованные с помощью предельной скобы изделия, то окажется, что их диаметры либо «полнее» 40, либо меньше 39,950 миллиметра.

Двусторонняя предельная скоба

Внутренний диаметр отверстий также проверяется предельным калибром-пробкой. Этот калибр состоит из двух измерительных пробок, насаженных на один {137} стержень-рукоятку. На средней части рукоятки нанесен номинальный размер, а на концах — допускаемые отклонения. Диаметр одной из пробок равен наибольшему предельному размеру кольца, диаметр второй — наименьшему предельному размеру. И здесь годными окажутся только те кольца, в которые первая (непроходная пробка) под тяжестью собственного веса калибра не войдет, а вторая (проходная) при тех же условиях войдет свободно.

Измерение предельной скобой; справа—проходная сторона скобы под тяжестью своего веса надвинулась на валик; слева—непроходная сторона скобы лишь „закусила” поверхность валика и дальше не пошла

Для каждого номинального размера с определенными допускаемыми отклонениями необходим специальный калибр (скоба или пробка), который уже не годится для того же номинального размера, но с другими допускаемыми отклонениями. В отличие от универсального инструмента (штангенциркуль, микрометр) эти калибры относятся к жестким измерительным инструментам. Первыми можно измерять большое количество разных по размеру деталей — они универсальны, вторыми же — детали одного размера, да еще с определенными допускаемыми отклонениями. Если рабочий, даже малоквалифицированный, пользуясь этим инструментом, точно выполняет правила обращения с ним, он не наделает ошибок.

Но существуют и нежесткие, переставные калибры-скобы и так называемые внутренние калибры, заменяющие пробки (их еще называют «регулируемые» калибры). {138} Переставные скобы широко применяются и дают возможность измерять несколько номинальных размеров (правда, в небольших пределах). Мерительные стерженьки этих скоб могут быть отрегулированы (переставлены) с помощью очень точных микрометрических винтов. Установочными винтами можно перемещать каждый мерительный стержень для получения нужного размера. Чтобы не допускать самовольной перестановки стерженьков, все устройство закрепляется таким образом, чтобы нельзя было сдвинуть винт.

Предельные калибры появились приблизительно между 1895—1900 годами. Примерно в это же время работа по новым калибрам была внедрена в России одним из крупнейших русских инженеров А. П. Бородиным.