10

POMIARY GWINTÓW ZEWNĘTRZNYCH WALCOWYCH (METRYCZNYCH)

Zakres i cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest:

·           utrwalenie terminologii i zasad oznaczania metrycznych gwintów zewnętrznych walcowych,

·           zapoznanie się ze sprzętem pomiarowym używanym do pomiaru gwintów zewnętrznych,

·           nabycie umiejętności pomiaru metrycznych gwintów zewnętrznych walcowych:

·         mikrometrem zewnętrznym do gwintów,

·         mikroskopem uniwersalnym,

·         metodą trójwałeczkową.

·           pogłębienie umiejętności analizy błędów pomiarów pośrednich.

Konieczne przyrządy i materiały

·           mikroskop uniwersalny,

·           suwmiarka MAJa 160/0.1 PN-79/M-53131,

·           mikrometr zewnętrzny MMZb 0-25 PN-80/M-53202,

·           mikrometr zewnętrzny do gwintów MMGe 0-25 A PN-73/M-53214,

·           mikrometr zewnętrzny do gwintów MMGe 25-50 A PN-73/M-53214,

·           mikrometr zewnętrzny do gwintów MMGe 50-75 A PN-73/M-53214,

·           komplet wałeczków pomiarowych do gwintów MLDd PN-79/M-53088,

·           wzorzec zarysu gwintu MMGa,

·           wzorzec nastawczy do mikrometru do gwintu MMGp 60/50 PN-73/M-53215,

·           komplet końcówek pomiarowych wymiennych do średnic podziałowych gwintów MMGg PN-73/M-53216.

Szkic przyrządu

Rys. 1. Mikroskop uniwersalny: 1 – łoże, 2 – nóżki, 3 – ucha, 4,6 – śruby nastawcze, 5,7 – śruby mocujące, 8 – sanie, 9 – obudowa wzorca, 10 – mikroskop odczytowy przesuwu wzdłużnego, 11 – sanie poprzeczne, 12 – mikroskop odczytowy przesuwu poprzecznego, 13 – kolumna, 14 – kółko do pochylania kolumny, 15 – tubus, 16 – okularowa głowica goniometryczna, 17,18 – koniki zaopatrzone w kły.

Zasady oznaczania i tolerowania metrycznych gwintów zewnętrznych walcowych

Podstawowymi parametrami gwintu zewnętrznego walcowego są:

d               -               średnica zewnętrzna (znamionowa) gwintu (średnica wyobrażalnego walca opisanego na wierzchołkach występów gwintu zewnętrznego),

d1              -              średnica wewnętrzna gwintu (średnica wyobrażalnego walca wpisanego w dna bruzd gwintu zewnętrznego),

d2              -              średnica podziałowa gwintu (średnica wyobrażalnego walca, którego oś pokrywa się z osią gwintu, a jego tworzące przecinają bruzdę gwintu w ten sposób, że w każdej płaszczyźnie osiowej rzut prostokątny odcinka tworzącej, odpowiadającego szerokości bruzdy na oś gwintu, ma długość równą połowie wartości nominalnej podziałki (lub nieco upraszczając, jest to średnica wyobrażalnego walca, którego tworzące przecinają gwint tak, że szerokość bruzdy i szerokość występu są sobie równe)),

P              -              podziałka gwintu (odległość osiowa między odpowiadającymi sobie punktami najbliższych jednoimiennych boków gwintu, w przypadku gwintu jednokrotnego podziałka gwintu jest równa skokowi),

a              -              kąt gwintu (kąt zarysu), (kąt między różnoimiennymi bokami zarysu),

Podstawowe wymiary gwintów metrycznych określa zarys nominalny, tj. zarys określony dla gwintów zewnętrznych i wewnętrznych, do którego odnoszą się wymiary nominalne, względem których odnosi się odchyłki graniczne (rys. 2).

Rys. 2. Zarys nominalny gwintów metrycznych

Ponadto przy opisie gwintu należy podać:

·           kierunek pochylenia linii śrubowej gwintu (gwint prawy – gwint, który się wkręca przy obrocie zgodnym z ruchem wskazówek zegara, gwint lewy – gwint, który się wkręca przy obrocie przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, oznaczany symbolem LH),

·           krotność gwintu (liczba występów w płaszczyźnie prostopadłej do osi walca, na którym utworzono gwint, dla gwintów wielokrotnych oprócz podziałki podaje się skok gwintu Ph, określany zależnością Ph = n×P, gdzie: n – krotność gwintu, P – podziałka gwintu),

·           długość skręcenia gwintu (długość osiowa, na której w złączu gwintowym może występować styk gwintu zewnętrznego i wewnętrznego; wyróżnia się trzy grupy długości skręcenia: małą – S, średnią N i dużą – L),

·           klasę gwintu (zbiór znormalizowanych pól tolerancji gwintów ,przyporządkowanych odpowiednim przedziałom długości skręcenia w ten sposób, że zbiór odpowiada w przybliżeniu jednakowemu poziomowi dokładności i trudności wykonania gwintów, wyróżnia się trzy klasy gwintów: dokładną, średniodokładną i zgrubną).

Tolerowanie gwintów zewnętrznych zgodnie z PN-83/M-02113, sprowadza się do określenia:

·           pola tolerancji średnicy podziałowej d2,

·           pola tolerancji średnicy zewnętrznej d,

·           odchyłki górnej średnicy wewnętrznej d1 (maksymalnej wartości średnicy d1).

Dla porównania, w gwintach wewnętrznych należy określić:

·           pole tolerancji średnicy podziałowej D2,

·           pole tolerancji średnicy wewnętrznej D1,

·           odchyłki dolnej średnicy zewnętrznej D (minimalnej wartości średnicy D).

Norma określa 3 szeregi tolerancji dla średnicy zewnętrznej (oznaczone cyframi 4, 6 lub 8) i 7 szeregów tolerancji dla średnicy podziałowej (oznaczonych cyframi od 3 do 9), przy czym dokładność gwintu maleje wraz ze wzrostem numeru klasy jego wykonania.

Ponadto norma określa położenie pól tolerancji tych średnic, przez podanie odchyłek podstawowych dla pięciu pasowań (oznaczonych literami d, e, f, g, h), do najbardziej ujemnej dla pasowania d do 0 dla pasowania h.

Należy podkreślić, że dla danego gwintu położenie pól tolerancji wszystkich średnic, a więc wartości odchyłek podstawowych muszą być takie same. Oznacza to jednakowe przesunięcie pola tolerancji całego zarysu względem zarysu nominalnego (rys. 3). Wybór pola tolerancji gwintu zależy od długości skręcenia i klasy gwintu.

Rys. 3. Położenie pól tolerancji dla gwintu zewnętrznego

Wartości tolerancji średnicy podziałowej d2 zależą od szeregu tolerancji, średnicy znamionowej (zewnętrznej) d i podziałki P gwintu.

Wartości tolerancji średnicy zewnętrznej d zależą od szeregu tolerancji i skoku gwintu, natomiast wartość odchyłek podstawowych zależy wyłącznie od skoku gwintu.

Polska Norma nie przewiduje oddzielnego tolerowania skoku i kąta zarysu w gwintach metrycznych ogólnego przeznaczenia. Odchyłki tych wymiarów są niejako ukryte w tolerancji średnicy podziałowej.

Pełne oznaczenie metrycznego gwintu walcowego zewnętrznego zawiera:

a)              symbol literowy M,

b)              wartość średnicy znamionowej i podziałki (w przypadku gwintów wielokrotnych – skoku) w mm rozdzielone znakiem x ( przypadku gwintu zwykłego wartość podziałki pomija się),

c)              symbol P i wartość podziałki w mm ujęte w nawiasy (tylko w przypadku gwintu wielokrotnego),

d)              symbol LH (tylko w przypadku gwintu lewego),

e)              oznaczenie pola tolerancji średnicy podziałowej (symbol cyfrowy szeregu tolerancji gwintu i symbol literowy położenia pola tolerancji),

f)              oznaczenie pola tolerancji średnicy zewnętrznej (tylko w przypadku różnych pól tolerancji średnicy podziałowej i średnicy zewnętrznej),

g)              wartość długości skręceni w mm (w przypadku długości skręcenia L oraz długości skręcenia S, gdy jest ona mniejsza niż całkowita długość gwintu).

Na przykład:

M12x1 LH – 7g6g – 30

Gwint metryczny o średnicy znamionowej (zewnętrznej) d – 12 mm, drobnozwojny, o podziałce (skoku) P = 1,0 mm, lewy (LH), z polem tolerancji średnicy podziałowej 7g i średnicy zewnętrznej 6g mający dużą długość skręcenia L, równą 30 mm

M64x3 (P1) – 8g

Gwint metryczny o średnicy znamionowej (zewnętrznej) d = 64 mm, trzykrotny, o skoku Ph 3 mm i podziałce P = 1 mm, prawy z polem tolerancji średnicy podziałowej i średnicy zewnętrznej 6g przy średniej długości skręcenia

Wstępna identyfikacja gwintu

Wstępna identyfikacja gwintu obejmuje pomiar średnicy zewnętrznej (suwmiarką) oraz skoku i kąta zarysu gwintu (przez porównanie go z wzorcami zarysu gwintu MWGa).

Przeprowadzenie wstępnej identyfikacji gwintu jest niezbędne ze względu na konieczność doboru odpowiednich narzędzi pomiarowych do dokładnych pomiarów, m.in. powinna ona umożliwić stwierdzenie, czy mierzony gwint jest gwintem metrycznym (kąt a = 60°), czy calowym (kąt a = 55°).

Wzorce zarysu gwintów MWGa (rys. 4) przeznaczone są do sprawdzania gwintów metrycznych o skokach od 0,4 do 0,6 mm.

Rys. 4. Wzorce zarysu gwintu

Pomiar średnicy podziałowej

Średnica podziałowa mierzona jest trzema metodami:

·           mikrometrem do gwintów zewnętrznych,

·           mikrometrem i wałeczkami pomiarowymi do gwintów (metoda trójwałeczkowa),

·           mikroskopem uniwersalnym.

Pomiar średnicy podziałowej mikrometrem do gwintów zewnętrznych

Mikrometry do pomiaru gwintów MMGe (rys. 5) są wyposażone w komplet wymiennych końcówek pomiarowych (MMGg dla gwintów metrycznych i MMGh dla gwintów calowych) o określonym kształcie.

Końcówkę stożkową osadza się we wrzecionie, a końcówkę pryzmatyczną – w kowadełku mikrometru. Parę końcówek dobiera się dla mierzonego gwintu w zależności od jego skoku i kąta zarysu. Każda para końcówek jest przeznaczona dla pewnego zakresu skoków (tabl. 1).

Tablica 1. Końcówki pomiarowe wymienne do średnic podziałowych gwintów wg PN-73/M-53216 (tylko dla gwintów metrycznych - a = 60°)