Контроль резьбы калибрами: пробки и кольца ПР и НЕ, допуски по ГОСТ 24997

Логика предельных калибров — ПР по одной границе поля допуска, НЕ по другой, запас на износ у проходной стороны — та же, что у гладких калибров. Её подробно разбирает статья «Гладкие калибры: пробки и скобы». Здесь — что добавляет резьба.

Какие резьбовые калибры бывают

Виды, наименования, условные обозначения и правила применения задаёт ГОСТ 24939-81, допуски — ГОСТ 24997-2004, технические условия — ГОСТ 2016-86. В скобках — номер вида по ГОСТ 24939-81.

Конструкцию пробок и колец задают отдельные стандарты. Например, по ГОСТ 17756-72 — пробки со вставками с полным профилем для ПР и контрольных калибров, по ГОСТ 17758-72 — двусторонние пробки со вставками диаметром от 2 до 50 мм, по ГОСТ 17763-72 — кольца ПР с полным профилем диаметром от 1 до 100 мм. Примеры обозначений из этих стандартов для М10×1,25:

• Пробка 8221-0045 6Н ГОСТ 17756-72 — пробка ПР для отверстия с полем допуска 6H;
• Пробка 8221-3045 6Н ГОСТ 17758-72 — двусторонняя пробка;
• Кольцо 8211-0045 6h ГОСТ 17763-72 — проходное кольцо для вала с полем 6h.

Для левой резьбы в обозначение добавляют LH.

Правила применения: ПР свинчивается, НЕ — нет

Правила — в обязательном приложении 2 ГОСТ 24939-81.

Пробка ПР (21) контролирует наименьший приведённый средний диаметр и одновременно наименьший наружный диаметр внутренней резьбы. Она должна свободно ввинчиваться на всю длину резьбы. Внутренний диаметр гайки она не проверяет.

Пробка НЕ (22) контролирует наибольший средний диаметр. Как правило, она не должна ввинчиваться; допускается до двух оборотов, у сквозной резьбы — с каждой из сторон. Для коротких резьб до 4 витков — до двух оборотов с одной стороны или в сумме с двух сторон. Обороты считают при вывинчивании калибра.

Кольцо ПР (1) контролирует наибольший приведённый средний диаметр и наибольший внутренний диаметр наружной резьбы и должно свободно навинчиваться. Кольцо НЕ (11) контролирует наименьший средний диаметр: как правило, оно не должно навинчиваться, допускается до двух оборотов. При контроле коротких резьб (до 3 витков) навинчивание не допускается; оговорки для резьб со снятыми заходными витками — в сноске к приложению 2.

Почему ПР — с полным профилем и длинный, а НЕ — укороченный? Это принцип Тейлора: проходная сторона проверяет свинчиваемость, то есть средний диаметр вместе с погрешностями шага и угла профиля. Непроходная проверяет один размер — собственно средний диаметр, поэтому её профиль укорочен: для пробки НЕ (22) это задаёт п. 4.4 ГОСТ 24997-2004, для колец НЕ — п. 4.5. Проходная резьбовая скоба ПР (7), по ГОСТ 24939-81, не выявляет отклонений формы резьбы, поэтому в спорных случаях решает кольцо ПР (1).

Допуски калибров по ГОСТ 24997-2004

ГОСТ 24997-2004 введён в России с 01.07.2005 взамен ГОСТ 24997-81 и модифицирован по отношению к ИСО 1502:1996. В 2024 году к нему выпущена поправка (ИУС № 11-2024, действует с 29.08.2024). Стандарт распространяется на резьбовые и гладкие калибры для метрической резьбы с допусками по ГОСТ 16093, 4608, 24834 и 11709.

Положение полей допусков для резьбовых пробок задают величины из таблицы 5:

• TPL — допуск наружного и среднего диаметра пробок ПР и НЕ;
• ZPL — расстояние от середины поля TPL пробки ПР до нижнего предела среднего диаметра гайки: поле новой пробки сдвинуто внутрь поля детали;
• WGO, WNG — среднедопустимый износ проходных и непроходных калибров.

Значения зависят от допуска среднего диаметра резьбы. Формулы — в таблице 11:

Для пробки НЕ: d2 = D2 + EI + TD2 + TPL/2 ± TPL/2, предел износа — D2 + EI + TD2 + TPL/2 − WNG, где TD2 — допуск среднего диаметра гайки. Изношенная пробка ПР уменьшается и в пределе может пропустить гайку чуть меньше допуска, изношенная НЕ — начать входить в годные гайки у верхней границы поля и браковать их. Принцип тот же, что у гладких калибров.

Пример: пробки для М10×1,5-6H

Исходные данные:

• средний диаметр D2 = 9,026 мм — ГОСТ 24705-2004;
• основное отклонение H: EI = 0 — ГОСТ 16093-2004, таблица 7;
• допуск TD2 для 6-й степени, шага 1,5 мм и диаметра свыше 5,6 до 11,2 мм — 180 мкм, таблица 6. Поле гайки по среднему диаметру: 9,026…9,206 мм.

По таблице 5 ГОСТ 24997-2004 для допуска свыше 125 до 200 мкм: TPL = 11 мкм, ZPL = 12 мкм, WGO для пробки — 17,5 мкм, WNG для пробки — 11,5 мкм.

Изношенная до предела ПР-пробка (9,0205 мм) пропустит гайку со средним диаметром на 5,5 мкм меньше наименьшего по чертежу. Для большинства крепёжных резьб это незаметно, но в спорах цеха и заказчика стоит помнить: калибр — не измерение. Исполнительные размеры по примечанию 1 к таблице 11 рассчитывают от наибольшего предельного размера. Поля допусков резьбы и посадки гладких сопряжений удобно проверять в калькуляторе допусков и посадок.

Маркировка, покрытие, износ

По ГОСТ 2016-86 (п. 1.17) на калибре наносят обозначение резьбы, поле допуска, назначение (ПР, НЕ, К-И и т. п.), товарный знак изготовителя и LH для левой резьбы. На проходных калибрах поле допуска указывают «укрупнённо»: калибр с маркировкой 6H применяют для полей 6H, 7H, 8H, 6g — для 6g, 7g6g, 8g, 4H5H — для 4H5H, 5H, 5H6H. Твёрдость рабочих поверхностей пробок диаметром свыше 3 мм — 58,5–64,1 HRC; рабочие поверхности колец для метрической резьбы диаметром от 6 до 100 мм и пробок диаметром от 1 до 100 мм должны иметь хромовое или другое износостойкое покрытие (пп. 1.4, 1.5).

Кольца проверяют контрольными калибрами. Пробка К-И для колец ПР, как правило, не должна ввинчиваться в кольцо; допускается до двух оборотов с каждой стороны. Вошла глубже — кольцо изношено. КПР-НЕ для нового кольца допускает до одного оборота с каждой стороны, КПР-ПР применяют только у изготовителя калибров. Регулируемое кольцо настраивают по установочной пробке У-ПР так, чтобы она ввинчивалась без ощутимого зазора.

Периодичность проверки калибров назначьте по интенсивности работы и внесите в общий график поверки и калибровки — как для остального измерительного инструмента.

Когда калибра недостаточно

• Первая деталь и настройка процесса. Калибр не покажет, где в поле допуска лежит размер и куда он уходит. Для наладки нужен результат измерения.
• Мелкие шаги. См. примечание 3 к таблице 11 ГОСТ 24997-2004 выше.
• Шаг неизвестен. Резьбовой шаблон — резьбомер по ГОСТ 519-77 — определяет шаг, но не годность резьбы.
• Спор о годности. Проверьте калибры контрольными, а для наружной резьбы решающим считайте кольцо ПР, а не скобу.
• Покрытие. Если резьбу цинкуют или оксидируют, уточните по чертежу, до или после покрытия действует поле допуска: иначе калибр «до» и «после» даст разные ответы.

Как обозначить резьбу и поле допуска на чертеже — в статье «Обозначение резьбы на чертеже», какой диаметр сверлить под метчик — в статье «Отверстия под метрическую резьбу», чем нарезать резьбу — в статье «Нарезание резьбы: метчик, резьбофреза, накатка».