Kaliiber

Kaliiber on ilma skaalata mõõtevahend toodete (detailide) mõõtmete kontrollimiseks. Kaliibritega ei mõõdeta detailide mõõtmeid absoluutväärtustes, vaid tehakse kindlaks, kas piirhälvetega määratud piirmõõtmed, mis arvestavad ka kuju- ja asendihälbeid, on lubatud piirides. Kaliibreid, millega kontrollitakse detailide piirmõõtmeid (suurimat ja vähimat), nimetatakse piirkaliibriteks. Et kaliibrid on kallid, siis ei tasu neid soetada iga üksiku detaili või väikese partii detailide kontrollimiseks. Nende kasutamine on õigustatud mass- ja saritootmisel. Silinderpindadele – silekaliibrid avadele – korkkaliibrid võllidele – harkkaliibrid töökaliibrid – nende järgi valmistatakse detaile vastuvõtukaliibrid – detailide kontrollimiseks vastuvõtul kontrollkaliibrid – töökaliibrite kontrollimiseks Avasid 1–6 mm kontrollitakse korkkaliibritega, mille mõõtotsakud on pressitud käepidemetesse. 3–50 mm avade kontrollimiseks valmistatakse kas kahe või ühepoolseid korkkaliibreid. Kusjuures mitteläbiv kork on läbivast 1/3 pikkust lühem. Vahel tehakse mitteläbiv pool mittetäieliku silindrina. See võimaldab ava täpsemini kontrollida, eriti kui on ovaalsus. Läbimõõtudele 50–100 mm valmistatakse ühepoolsed läbivad ja mitteläbivad korkkaliibrid. Suuremad nendest on mittetäielikud silinderpinnad. Käepidemed on tavaliselt kinnitatud plastkruviga. Läbimõõt 100–160 mm avade kontrollimiseks tehakse mittetäielikud stantsitud või freesitud korgid. Neisse on pressitud kooniline saba, millega nad kinnituvad teraskäepidemesse. Avasid läbimõõduga 160–360 mm kontrollitakse plastist käepidemega mittetäielike korkkaliibritega. Suuri avasid läbimõõduga 250–1000 mm kontrollitakse vardakujulise korkkaliibriga. Selle otsad on sfäärilised raadiusega 30–50 mm. Mõnikord valmistavad tehased ka oma vajadustest ja võimalustest lähtuvaid korkkaliibreid. Korkkaliibrite komplektis on alati kaks kaliibrit: läbiv ja mitteläbiv. Läbivat tähistatakse vene keeles NP ja inglise keeles GO ning mitteläbivat vastavalt HE ja NOT GO. Kaliibrite mõõtmed vastavad kontrollitava ava piirmõõtmetele. Kui läbiv korkkaliiber läheb avasse sisse, siis on ava tegelik mõõde suurem vähimast piirmõõtmest. Kui mitteläbiv kaliiber ei lähe kontrollitavasse avasse, siis on ava tegelik mõõde väiksem suurimast piirmõõtmest. Kui need kaks tingimust on üheaegselt täidetud, siis ongi ava tegelik mõõde lubatavates piirides, st. ava on kõlblik. Võllide kontrollimisel harkkaliibritega kehtib sama põhimõte. Järelikult jaotatakse valmisdetailid kontrollimisel kolme gruppi: kõlblikud – läbiv kaliiber läbib, mitteläbiv ei läbi; parandatav praak – läbiv kaliiber ei läbi; parandamatu praak – mitteläbiv kaliiber läbib. Praaki saab vältida, kui juba töötlemise käigus iga läbimi järel detaili kontrollida. Harkkaliibritega kontrollitakse võlle. Kahepoolseid lehtmaterjalist harkkaliibreid kasutatakse ettevõtte siseselt ja mõõtmetele 1–70 mm. Neid on lihtsam valmistada, kuid nad pole nii mugavad ja nende kontrollimine on aeglasem, kui ühepoolsete kahemõõtmeliste lehtkaliibritega. Mõõtmetele 100–325 mm lastakse välja vahetatavate mõõtplaatidega ühepoolseid harkkaliibreid. Kaalu vähendamiseks võidakse suuremate kaliibrite harki puurida avad. Viimasel ajal on hakatud valmistama reguleeritavate mõõtotsakutega harkkaliibreid mõõtmetele kuni 340 mm. Nende reguleerimisulatus on 6–16 mm. Kui kaliibreid õnnestuks valmistada absoluutselt täpselt, siis sellega probleem piirdukski. Praktikas on olukord keerukam, sest tuleb arvestada töötluse ebatäpsust, st kaliibritele tuleb määrata valmistustolerantsid. Kui valmistustolerantsitsoon paigutada detaili tolerantsitsoonist väljapoole, siis loeb see kaliiber detailid, mille tegelik mõõde satub piirmõõtme lähedusse sellest väljapoole, kõlblikeks. Kui paigutada kaliibri valmistus- tolerantsitsoon detaili tolerantsitsooni sisse, siis vähendab see detaili tolerantsi, st nõuab täpsemat töötlemist. Paratamatult tuleb kasutada viimast varianti. Niisiis, läbivate kaliibrite tolerantsitsoonid on nihutatud detaili tolerantsitsooni sisse: korkkaliibritel suuruse Z, harkkaliibritel suuruse Z1 võrra. Täpsemalt võttes koordinaat Z määrab läbiva töökaliibri valmistustolerantsi keskme. Mitteläbivate kaliibrite tolerantsitsoonid kuni 180 mm nimimõõtme korral on sümmeetrilised mõõtmele, mida nad kontrollivad. Allolevas tabelis on esitatud seosed kaliibrite arvutamiseks ja kasutatud järgmisi tähiseid: Dmax, Dmin – ava suurim ja vähim piirmõõde dmax, dmin – võlli suurim ja vähim piirmõõde, H, H1 – ava ja võlli töökaliibrite valmistustolerantsid, HP – kontrollkaliibri valmistustolerants, Z, Z1 – ava ja võlli töökaliibri valmistustolerantsi keskme koordinaat, Y, Y1 – ava ja võlli töökaliibri kulumispiiri koordinaat, α, α1 – ava ja võlli töökaliibri kulumispiiri nihutus. Kuna kõlblike detailide kontrollimisel läbiv kaliiber alati läbib, siis ta ka kulub. Tööea pikendamiseks antakse sellele kaliibrile veel kulumistolerants. Kulumistolerantsitsooni lõpetab kulumispiir, mis määratakse koordinaadiga Y korkkaliibrile ja koordinaadiga Y1 harkkaliibrile. Kui kaliiber on kulunud selle piirini, siis ei tohi teda enam kasutada. Töölisele tuleb anda uus kaliiber, soovitatavalt selline, mille tegelik mõõde on võimalikult kaugel kulumispiirist, detailide vastuvõtjale aga rohkem kulunud, kuid veel kõlblik kaliiber, mis ei praagi välja töökaliibri poolt kõlblikuks loetud detaile. Kui detaili nimimõõde on üle 180 mm, siis nihutatakse mitteläbiva kaliibri valmistustolerantsitsoon ka detaili tolerantsitsooni sisse. Korkkaliibril on see nihutus α ja harkkaliibril α1. Sellega luuakse turvatsoon kaliibriga kontrollimisel tekkivate vigade kompenseerimiseks. Samal kaalutlusel on nihutatud ka suuruse α või α1 võrra läbiva kaliibri kulumispiiri. Korkkaliibreid on suhteliselt lihtne mõõta ja kontrollida. Harkkaliiber on sisemõõtmega ja selle mõõtmine 1μm täpsusega on keerukas (selleks sobib näiteks rõhtoptimeeter). Kuna harkkaliiber peab võllile peale minema oma raskusega, siis mida suurem on kontrollitav mõõde, seda suurem on ka kaliiber ja seda suurem ka mõõtejõud. Rõhtoptimeetri mõõtejõud on sellest palju väiksem. Kontrollimisel mõõtplaatidega tekib sama probleem. Seepärast valmistatakse harkkaliibrite kontrollimiseks spetsiaalsed korkkaliibrid, nn kontrollkaliibrid. Kontrollkaliibrid ISO tähistusega 7 ja 10 (vt tabelit "Kaliibrite klassifikatsioon ja tähistus") kontrollivad läbiva harkkaliibri kulumispiiri. Kui läbiv töökaliiber läheb sellele peale, siis on töökaliiber kulunud ja sellega ei tohi rohkem kontrollida. Kontrollkaliibrid 5 ja 8 kontrollivad, et läbiv töökaliiber ei oleks väiksem ettenähtust. Võib ju harkkaliiber maha kukkuda või ka vastutustundetu tööline võib selle mõõtu väiksemaks koputada. Läbiv töökaliiber ei tohi nendele kontrollkaliibritele peale minna. Samal otstarbel kontrollivad kontrollkaliibrid 6 või 9 mitteläbivat töökaliibrit. Kontrollkaliibrite tolerantsitsoonid orienteeritakse sümmeetriliselt mõõtmele, mida nad kontrollivad. Nende kaliibrite valmistustolerantsid on väga väikesed. Kaliibrite konstrueerimisel lähtutakse Taylori printsiibist, mille kohaselt peavad läbivad kaliibrid minema avasse või võllile kogu liite pikkusel, et kontrollida detaile kompleksselt, arvestades ka kujuhälbeid. Ideaalne võlli läbiv kaliiber on võlli tööpinna pikkune rõngaskaliiber. Mitteläbivad kaliibrid peavad olema võimalikult lühikese tööpinnaga. Mitteläbiv korkkaliiber soovitatakse projekteerida sfäärilise mõõtepinnaga, mis tagab joonkontakti kontrollitava pinnaga ja ei arvesta selle kuju ebatäpsust. Mitteläbivate avade kaliibritele tehakse keskele teljesuunaline ava või silinderpinnale 0,3–1 mm laiune soon. Reguleeritavad harkkaliibrid pole eriti töökindlad, seepärast soovitatakse neid kasutada alates 8. tolerantsijärgust. Kaliibrid tuleb valmistada sellisest terasest, mis tagab mõõtmete stabiilsuse. Pärast termilist töötlemist tuleb kaliibrid kunstlikult vanandada. Mõõtekihi kroomimine (kihi paksus 2–5 μm) tõstab kulumiskindlust 3–5 korda. Kroomikihi paksus tuleb võtta z + y. Kuni 3 mm nimimõõtmega korkkaliibrite tsementiitimisel peab kihi paksus olema vähemalt 0,5 mm, teistel 0,8–1,2 mm. Mõõtepindade katmine kõvasulamiga tõstab kulumiskindlust 50–150 korda ja võrreldes kroomitud kaliibritega 25–40 korda. Kaliibrite mittetööpinnad tavaliselt oksüdeeritakse. Ekspluatatsioonis peavad kaliibrite mõõtepinnad olema kergelt määritud. Läbiv kaliiber peab minema avasse või võllile oma raskusega. Väikesi kaliibreid võib vajutada jõuga kuni 10 N. Kaliibrite mõõtepindade ja nende faaside kõvadus peab olema kuni 3 mm kaliibritel mitte alla 55 HRC, kroomitud korkkaliibritel mitte alla 56 HRC, ülejäänud kaliibritel mitte alla 58 HRC. Mõõtepindade pinnakaredus Ra võetakse 10% valmistustolerantsist, kuid mitte üle 0,2 μm kui toote tolerantsijärk on IT6–IT12 ja mitte üle 0,4 μm kui toote tolerantsijärk on üle IT12. Mõõtepindade faasid võetakse Ra1,6; 60° koonusega tsentriaval Ra 3,2; käepideme ava ja ülejäänud töödeldud pinnad võetakse Ra2,5. Täpsus masinaehituses