4662

Допуски формы и расположения поверхностей

Научная статья

Производство и промышленные технологии

Допуски формы и расположения поверхностей Отклонения и допуски формы поверхностей Реальные поверхности деталей, получаемые с помощью любых технологических процессов, всегда характеризуются отклонениями от номинальной (геометрически правильной) формы...

Русский

2012-11-23

193.5 KB

143 чел.

Допуски формы и расположения поверхностей

Отклонения и допуски формы поверхностей

Реальные поверхности деталей, получаемые с помощью любых технологических процессов, всегда характеризуются отклонениями от номинальной (геометрически правильной) формы. Можно предполагать, что для удовлетворительного выполнения определенных функций в готовом изделии вполне пригодны детали, реальные поверхности которых только приближаются к заданному идеалу в большей или меньшей мере.

Если рассматривать номинально цилиндрическую поверхность или призматический элемент детали, можно проследить взаимосвязь между текущими размерами в разных сечениях и формой поверхности, а также расположением поверхностей, если их несколько. Максимальные отклонения формы и расположения поверхностей годной детали не могут быть больше тех, что допускают предельные контуры детали. Значит, если взять за основу концентрическое расположение предельных контуров, ограничивающих цилиндрическую поверхность (рисунок 7.1 а), то допустимое отклонение формы (в предельном случае – допуск формы Тформы, определяемый через допуск соответствующего размера) не превысит половины значения допуска размера (Тформы = IТ/2). Аналогичные рассуждения можно провести и для отклонений от прямолинейности и плоскостности (рисунок 7.1 б), в этом случае можно принять Tформы = IТ.

Анализ отклонений формы типовых поверхностей позволяет сделать два вывода:

1. Поскольку отклонения формы автоматически ограничиваются заданными полями допусков размеров, отклонения формы следует специально нормировать только в тех случаях, если их необходимо ужесточить по сравнению с теми значениями, которые уже фактически установлены при назначении допуска размера.

2. В систему допусков формы обязательно следует включить допуски для наиболее часто встречающихся типовых случаев. В первую очередь следует нормировать допуски формы номинально плоских поверхностей и поверхностей типа тел вращения.

Стандартная номенклатура допусков формы (допуски прямолинейности, плоскостности, круглости, профиля продольного сечения и допуск цилиндричности номинально цилиндрической поверхности) позволяет нормировать не только плоские и цилиндрические поверхности, но и элементы любых поверхностей вращения (сферы, конуса, тора, эллипсоида, гиперболического параболоида и т.д.). При этом можно нормировать прямолинейные профили плоских поверхностей и линейчатых поверхностей вращения, задавать допуски прямолинейности не только образующих цилиндра и конуса, но и осей поверхностей вращения.

Следует различать допуски формы – нормативные ограничения отклонений формы назначенными полями допусков и отклонения формы – характеристики любой реальной поверхности.

Для оценки отклонений формы реальной поверхности от геометрически правильной (номинальной или идеальной) необходимо задавать системы координат (направления осей или плоскостей) и начало отсчета отклонений. Отклонения формы принято отсчитывать от геометрически правильного элемента, в направлении нормальном к нему (по перпендикуляру к прямой или плоскости, или по радиусу круга либо цилиндра). Такой «базовый» элемент строят как геометрически правильный касательный элемент или элемент, пересекающий реальный.

Стандарт ГОСТ 24642-81 устанавливает в качестве базы для отсчета отклонений формы прилегающий элемент. Прилегающий элемент имеет номинальную (геометрически правильную) форму и проходит вне материала детали. Принцип построения прилегающего элемента (прямой, плоскости, пары параллельных прямых для профиля продольного сечения) – минимаксный. Прилегающий элемент располагается относительно реального таким образом, чтобы наибольшее отклонение приобрело наименьшее из всех возможных значений (рисунок 7.2 а). Прилегающая окружность, прилегающий цилиндр должны иметь экстремальные размеры: для внутренних элементов это вписанная окружность или цилиндр наибольшего диаметра, для наружных – описанная окружность (цилиндр) наименьшего возможного диаметра (рисунок 7.2 б).

Прилегающий элемент выполняет еще одну функцию – от него «в тело детали» строится поле допуска формы.


В стандартах ряда стран база для отсчета отклонений формы установлена в виде среднего элемента. Средний элемент проще реализуется аналитически (с помощью вычислительной техники), обладает более высокой воспроизводимостью при повторном контроле деталей, а также большей стабильностью при износе и незначительных деформациях поверхностей. С другой стороны, он хуже приспособлен для аналитической оценки положения сопрягаемой поверхности в подвижном соединении, его нельзя материализовать с помощью оправок, лекальных линеек, поверочных плит и других инструментов.

Относительные достоинства и недостатки базовых элементов могут существенно изменяться в зависимости от конкретного назначения деталей и сопряжений. Поэтому отечественный стандарт допускает использование среднего элемента для определения значений отклонений формы, хотя за основную базу при отсчете отклонений принят прилегающий элемент. В случае использования среднего элемента возникает дополнительная методическая погрешность измерения отклонений, значение которой при необходимости можно учитывать.

Волнистость, которая представляет собой гармоническое искажение профиля со сравнительно малыми амплитудами, включается в погрешности формы и учитывается вместе с ними, если она не оговаривается особо.

Шероховатость поверхностей, которая является характеристикой микрогеометрии поверхностей, при оценке погрешностей формы обычно не рассматривается. Исключение составляют ситуации, в которых высотные параметры шероховатости соизмеримы с погрешностями формы и могут существенно повлиять на результаты их оценки. В подобных случаях стандарт допускает совместное рассмотрение макро- и микрогеометрии. Необходимость их совместной оценки возникает только тогда, когда применяемые технологические процессы обеспечивают очень высокую точность формы, и амплитудные характеристики отклонений формы приближаются к высотным параметрам шероховатости поверхностей.

При назначении допусков формы поверхностей устанавливают комплексное ограничение, распространяющееся на любые закономерные и случайные отклонения формы. Реальные отклонения формы можно аналитически подразделять на комплексные и элементарные. К элементарным видам погрешностей формы номинально плоских и номинально прямолинейных поверхностей относят выпуклость и вогнутость. Выпуклость номинально плоской поверхности (или номинально прямолинейного элемента) характеризуется тем, что удаление точек реальной поверхности (или реальной прямой) от прилегающей плоскости (прямой) увеличивается от середины к краям; при обратном характере удаления точек имеет место вогнутость.

К комплексным погрешностям формы номинально круглых сечений деталей типа тел вращения относится отклонение от круглости. Для номинально цилиндрических поверхностей принято рассматривать отклонения от цилиндричности, от круглости и от правильной формы продольного сечения.

К элементарным погрешностям формы номинально круглых сечений деталей типа тел вращения относятся овальность и огранка, а для номинально цилиндрических поверхностей – конусообразность, бочкообразность, седлообразность, а также отклонение от прямолинейности оси или изогнутость оси (рисунок 7.3).

Овальность представляет собой отклонение от круглости, при котором наибольший и наименьший диаметры реального профиля находятся во взаимно перпендикулярных направлениях (см. рисунок 7.3 а). Огранка (см. рисунок 7.3 б, в) является специфичным отклонением от круглости, при котором поперечное сечение имеет форму квазимногоугольника. Наиболее неблагоприятны огранка с тремя и пятью «гранями». Обнаружить и измерить четную огранку можно любым двухконтактным средством измерений, а нечетную огранку – при трехточечной схеме измерений, например при контроле детали в призме, как это описано в специальной литературе.

Для качественной и количественной оценки (измерения) отклонений от круглости применяют специальные приборы – кругломеры. В них при воспроизведении высокоточного относительного вращения детали и чувствительного элемента (щупа), щуп фиксирует реальный профиль сечения детали и позволяет проводить гармонический анализ профиля и оценивать отклонения от круглости.

Некоторые из кругломеров обеспечивают высокую точность не только относительного вращения, но и осевых перемещений щупа, что позволяет осуществлять контроль цилиндричности.

Конусообразность цилиндрической поверхности характеризуется тем, что реальный профиль продольного сечения имеет практически прямолинейные, но не параллельные образующие (см. рисунок 7.3 г), диаметры уменьшаются или увеличиваются от одного крайнего сечения к другому. Бочкообразность (см. рисунок 7.3 д) характеризуется наличием выпуклых образующих (диаметры увеличиваются от краев к середине); при седлообразности (см. рисунок 7.3 е) образующие вогнутые, а диаметры от краев к середине уменьшаются.

Количественной оценкой всех видов отклонений формы цилиндрических поверхностей (кроме изогнутости оси) является наибольшее расстояние от реального элемента до прилегающего в нормальном направлении (по радиусу прилегающего элемента).

Отклонение от прямолинейности оси (изогнутость оси) поверхности вращения (см. рисунок 7.3 ж) характеризуется практически эквидистантным изгибом образующих и оси. Это отклонение оценивается наименьшим значением диаметра цилиндра, внутри которого располагается реальная ось в пределах нормируемого участка.

Специальные допуски формы для ограничения элементарных погрешностей стандартом не установлены. При необходимости наложения конкретных ограничений можно либо назначить более общее требование с использованием стандартных допусков формы, либо оговорить особые требования в текстовой (вербальной) форме. Можно использовать смешанный вариант: назначить стандартный допуск формы и текстом оговорить дополнительные или особые требования, например: «Вогнутость не допускается».

Сравнительный анализ стандартных допусков формы позволяет придти к выводу о том, что и сами допуски могут рассматриваться как элементарные и комплексные. Так допуск прямолинейности, назначенный на номинально плоскую поверхность, является элементарным по отношению к комплексному допуску плоскостности. Допуски профиля продольного сечения и круглости, если их рассматривать как элементарные допуски формы цилиндрической поверхности, могут быть заменены комплексным допуском цилиндричности при условии равенства нормируемых значений допусков.

ОТКЛОНЕНИЯ И ДОПУСКИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Расположение поверхностей деталей относительно друг друга определяются так называемыми «координирующими» размерами. Нормы точности расположения (допуски расположения), как и допуски формы, появились для рационального ужесточения требований по отношению к нормам, фактически установленным требованиями к точности размеров, и последующего их автономного обозначения на чертежах. Одновременно с введением этих норм появилась и необходимость соответствующего специализированного контроля отклонений расположения деталей.
Для оценки точности расположения реальных поверхностей, необходимо договориться, что считать рассматриваемой поверхностью (саму реальную поверхность со всеми присущими ей неопределенностями или некоторую заменяющую ее геометрически правильную поверхность), а также в какой системе координат оценивать значения отклонений расположения.

Поскольку реальная поверхность достаточно неудобна для оценки отклонений расположения из-за присущих ей погрешностей формы, часто контролируют не расположение реального элемента, а положение его геометрически правильного аналога (прилегающего элемента). Такой подход позволяет выделить «в чистом виде» погрешности расположения, отделив их от погрешностей формы реальных элементов.

Использование прилегающего элемента в качестве заменяющего полностью соответствует требованиям стандарта при определении отклонений формы и хорошо согласуется с рядом типовых методик контроля расположения поверхностей.

Выбор системы координат (одномерной, плоской или пространственной) зависит от того, как задан допуск расположения. Можно задать допуск расположения рассматриваемого элемента по отношению к базе или комплекту баз. Каждая база задает ось или плоскость координат, причем сама база воспроизводится как прилегающий профиль или прилегающая поверхность соответствующего базового элемента. Другой вариант предусматривает возможность назначения допуска взаимного расположения элементов. В таком случае за базовый принимают любой из равноправных элементов, взаимное расположение которых нормируется.

Прилегающие элементы могут быть реализованы с помощью специальных мер или аттестованных деталей (лекальные линейки, угольники, проверочные плиты, плоскопараллельные пластины, специальные оправки и т.д.), либо аналитически (с помощью математического расчета прилегающего или среднего элемента). Последний способ требует измерений реальных элементов в избыточном (по сравнению с геометрически необходимым минимумом) числе точек или сечений и последующей математической обработки результатов.

Рассмотрим типичные отклонения расположения. Отклонение расположения – отклонение реального положения рассматриваемого элемента от его номинального положения. Отклонения расположения реальных поверхностей и профилей всегда сочетаются с отклонениями формы. Поэтому в стандарте установлены отклонения и допуски собственно расположения, а также суммарные допуски и отклонения формы и расположения (когда разделить их затруднительно или нецелесообразно).

При эксплуатации изделия (и при измерениях) отклонения формы и расположения поверхностей могут проявляться раздельно или совместно. При оценке отклонений расположения поверхностей возникает задача исключения отклонений формы и их влияния на результаты измерений отклонений расположения.

Отклонения расположения и суммарные отклонения формы и расположения отсчитывают от базы или комплекта из двух-трех баз, образующих пространственную систему координат. В качестве базы может быть принята прилегающая плоскость или профиль, плоскость симметрии, ось базовой поверхности вращения либо общая ось двух поверхностей вращения и др. Отклонения формы рассматриваемых и базовых элементов при этом исключают путем замены реальных поверхностей или профилей прилегающими элементами.

Рассмотрим типичные отклонения расположения, сгруппированные по видам.

Отклонения от параллельности плоскостей (прямых граней, осей поверхностей вращения или прямой и плоскости) оценивают на заданной длине, определяя с использованием длин рассматриваемых и базовых элементов L1 и L2 размеры нормируемого участка. Отклонения от параллельности осей или прямых в пространстве нормируют во многих изделиях машино- и приборостроения, например в корпусах редукторов.

Отклонения от перпендикулярности плоскостей, прямых, осей или плоскостей симметрии, оси и плоскости можно рассматривать по аналогии с отклонениями от параллельности, с тем отличием, что угол между элементами равен 90о.

Отклонение угла наклона от номинального значения подобно отклонению от перпендикулярности по смыслу, вариантам проявления и способам оценки, но его применяют при номинальных углах наклона, отличных от 0о, 90о и 180о. Наклон обычно нормируют в угловых единицах, а отклонения оценивают в микрометрах.

Отклонение от соосности представляет собой смещение номинально совпадающих осей, измеренное на длине нормируемого участка. При измерении за базу может быть принята либо ось одной из поверхностей, либо общая ось номинально соосных поверхностей вращения.

Отклонение от симметричности рассматривают либо относительно оси или плоскости симметрии базового элемента либо относительно общей плоскости симметрии. Оно определяется наибольшим расстоянием между принятой базой и плоскостью (осью) симметрии рассматриваемого элемента в пределах нормируемого участка.

Позиционное отклонение – наибольшее расстояние между реальным положением элемента (центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным положением в пределах нормируемого участка.

Отклонение от пересечения осей – наименьшее расстояние между осями реальных элементов, номинально пересекающимися.

Для нормативного ограничения отклонений стандартом установлены такие виды допусков расположения, как допуски параллельности (угол между элементами равен 0о или 180о), перпендикулярности (угол 90о), наклона (угол не равен 0о, 180о или 90о). Кроме того, в стандарт включены допуски для нормирования других типовых случаев: допуски симметричности, соосности, пересечения осей и позиционный допуск. Поскольку последние четыре допуска распределяются симметрично по отношению к базовой плоскости или оси, приходится учитывать, в каком виде заданы их числовые значения. Различают две формы назначения допусков: «допуск в диаметральном выражении» (задано числовое значение, равное целому допуску, что видно из включенного в обозначение знака или Т) и «допуск в радиусном выражении» (обозначается R или Т/2).

Понятно, что поле допуска симметричности представляет собой полосу между двумя линиями или плоскостями, отстоящими на расстояния Т/2 от оси или плоскости симметрии. Поле позиционного допуска на плоскости может быть представлено квадратом или кругом, а в пространстве – прямоугольным параллелепипедом или цилиндром. Поля допусков соосности и пересечения осей имеют форму цилиндров, с образующими, удаленными от базовой оси на расстояние R = Т/2.

СУММАРHЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ И ДОПУСКИ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

В некоторых случаях рационально объединение требований к точности формы и расположения, исходя из соображений функционирования деталей и их контроля. К суммарным отклонениям формы и расположения относятся в первую очередь торцовое и радиальное биения.

Торцовое биение является следствием одновременного проявления отклонения от перпендикулярности торцевой поверхности по отношению к базовой оси вращения и отклонений от плоскостности части торцовой поверхности (ее узкой кольцевой зоны, лежащей вдоль окружности заданного диаметра). При контроле полного торцевого биения рассматривают отклонения от плоскостности всей торцовой поверхности. Для нахождения экстремально расположенных точек при измерении полного торцевого биения необходимо не только вращать деталь, но и обеспечить относительное перемещение наконечника измерительного прибора по радиусу от центра к периферии (или наоборот) в плоскости, перпендикулярной к базовой оси. Главным требованием к перемещению будет сохранение координаты первоначально настроенного нуля. В этом случае нельзя просто переустанавливать прибор для измерения торцового биения в выбранных сечениях, как это делают при измерении торцевого биения. Разность наибольшего и наименьшего показаний даст искомое полное биение.

Радиальное биение – следствие одновременного проявления отклонения от соосности рассматриваемой поверхности вращения по отношению к базовой оси, а также отклонений от круглости профиля поперечного сечения измеряемой поверхности. При контроле полного радиального биения учитывают отклонения радиуса-вектора на всей цилиндрической поверхности, для чего при измерении, следует вращать деталь и дополнительно перемещать ее или наконечник прибора вдоль образующей параллельно базовой оси, сохраняя первоначальную настройку нуля.

Контроль полного радиального и полного торцового биений имеет ту отличительную особенность, что в отличие от контроля биений в нескольких сечениях с произвольной переустановкой измерительного наконечника прибора, полное биение определяют как разность экстремальных показаний прибора, найденных в любых контрольных сечениях. Именно этим обусловлена необходимость перемещать измерительный прибор строго параллельно или перпендикулярно базовой оси, чтобы получить сопоставимые (координированные) отклонения радиусов-векторов или положения реальных точек торца детали.

Кроме радиального и торцового биений стандарт позволяет нормировать еще и биение в заданном направлении, которое отличается от радиального и осевого направлений, например, биение по нормали к образующей конической поверхности.

Стандартом предусмотрена возможность ограничивать суммарные отклонения формы и расположения в ряде других сочетаний, например, отклонения от плоскостности и параллельности (плоскопараллельности), плоскостности и перпендикулярности, плоскостности и наклона.

Отклонения формы заданного профиля и отклонения формы заданной поверхности являются результатом совместного проявления отклонений размеров и формы профиля (поверхности), а также отклонений их расположения относительно заданных баз. Отклонения формы и расположения заданного чертежом криволинейного профиля (поверхности) отсчитывают от номинального расположения идеального профиля (поверхности).

Стандартами установлены такие объединенные виды допусков формы и расположения поверхностей, как допуски радиального биения, торцового биения и биения в заданном направлении. Кроме того, предусмотрены допуски полного радиального и полного торцового биений. К суммарным допускам формы и расположения поверхностей стандарт относит также допуски формы заданного профиля и формы заданной поверхности. Несколько неудачные термины, принятые для этих видов допусков, не должны вводить в заблуждение, поскольку определения не оставляют сомнений в том, что фактически это не допуски формы, а суммарные допуски формы и расположения.

Поле допуска формы заданного профиля – область на заданной плоскости сечения, ограниченная двумя линиями, эквидистантными номинальному профилю, расстояние между которыми равно допуску формы заданного профиля Т в диаметральном выражении. Указание допуска в диаметральном выражении предпочтительно, хотя он может быть задан и в радиусном выражении (Т/2).

Поле допуска формы заданной поверхности – область, ограниченная двумя поверхностями, эквидистантными номинальной, расстояние между которыми равно допуску формы заданного профиля Т в диаметральном выражении.

Все названные суммарные допуски формы и расположения подкрепляются наличием специальных условных знаков.

Для нормирования суммарных допусков формы и расположения можно использовать определенные сочетания автономных допусков формы и расположения, которые оформляются с помощью ранее приведенных конкретных терминов и комбинации соответствующих знаков. Примерами таких допусков являются допуски плоскопараллельности, «плоскоперпендикулярности» и т.д.

Суммарные допуски формы и расположения поверхностей предусматривают обязательное наличие базы, которая используется для отсчета отклонений и построения полей допусков. Базами являются не реальные поверхности и профили, а прилегающие элементы базовых поверхностей, их оси или геометрические центры.

Метрологической (измерительной) базой для контроля радиальных и торцовых биений, а также биения в заданном направлении служит определенная (заданная конструктором) ось, вокруг которой вращается контролируемая поверхность. Один и тот же базовый элемент («базовая ось») может одновременно быть базой для контроля биений в разных направлениях. По нормали к оси контролируют радиальное биение, в параллельном ей направлении – торцовое, и в любом другом назначенном – биение в заданном направлении. Аналогом такой базы при нормировании допусков расположения (только расположения, а не суммарных) является базовая плоскость, относительно которой заданы допуски параллельности, перпендикулярности и наклона элементов сложной детали.

Распространенной ошибкой при назначении и оформлении допусков торцового биения является попытка назначить в качестве базы некоторую торцовую поверхность, параллельную нормируемой. Такой «базовый торец» добавляют к основной базе, а в худшем случае – обозначают вместо нее. Чтобы избежать подобных ошибок, достаточно вспомнить, что биение происходит только при вращении поверхности, значит, для его измерения абсолютно необходима базовая ось вращения. Понятно, что при контроле торцовых биений и биения в заданном направлении, необходимо зафиксировать деталь от осевых смещений, которые могут существенно исказить результаты измерения. Именно из этой правильной посылки в некоторых случаях делается неправильный вывод о необходимости назначения дополнительной конструкторской базы.

Допуски формы заданного профиля и заданной поверхности требуют базы типа точки или оси, линии или плоскости или соответствующего комплекта баз.

Построение полей суммарных допусков формы и расположения отличается той особенностью, что расположение поля допуска фиксированное и зависит от координирующих размеров, связывающих базу и нормируемый элемент. В отличие от них поля допусков формы или расположения поверхностей «привязывают» только к рассматриваемому или к базовому элементу, и поэтому они могут занимать произвольное положение внутри поля допуска размера.

СИСТЕМА ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Система допусков формы и расположения поверхностей построена в строгом соответствии с основными принципами построения систем допусков и посадок. В отношении принципа измерения отклонений формы и расположения при нормальных условиях необходимо иметь в виду, что условия измерений, хотя они никак не оговорены в стандартах допусков формы и расположения, должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.050-73.

Принцип ограничения предельных контуров детали реализуется через систему построения полей допусков формы и расположения поверхностей. Особенности построения полей допусков были рассмотрены выше и сводятся, в основном, к следующему: поля допусков формы строятся от прилегающих элементов «в тело» детали; поля допусков расположения строятся с учетом базовых элементов и координирующих размеров. При построении симметричных полей допусков числовые значения допусков могут быть заданы в радиусном или диаметральном выражении, что в одинаковой степени распространяется на поля допусков круглого и прямоугольного (квадратного) сечения. Прямоугольные сечения поля допуска разрешают реальные отклонения несколько большие, чем круглые, поскольку диагональ прямоугольника всегда длиннее его стороны.

Система допусков формы и расположения поверхностей отличается высоким уровнем формализации значений допусков. В частности, ГОСТ 24643-81 содержит ряд числовых значений допусков в микрометрах, построенный на основе ряда предпочтительных чисел R10 (таблица 7.1).

Таблица 7.1 – Значения допусков формы и расположения, в микрометрах

   0,10

 0,12

  0,16

  0,20

   0,25

   0,30

  0,40

  0,50

   0,60

   0,80

   1,0

 1,2

  1,6

  2,0

   2,5

   3,0

  4,0

  5,0

   6,0

   8,0

 10

12

16

20

 25

 30

 40

50

 60

 80

100

120

160

200

250

300

400

500

600

800…

Качественый аспект принципа предпочтительности в системе допусков формы и расположения не столь ярок, как во многих других. В частности, здесь не выделены предпочтительные поля допусков. При выборе числовых значений допусков соосности, симметричности и пересечения осей стандарт выделяет для предпочтительного применения допуски в диаметральном выражении.

Однако чисто формальный подход существенно затрудняет назначение допусков формы и расположения по аналогии. Для обеспечения этой возможности в системе стандартов допусков формы и расположения реализованы и все остальные принципы построения систем.

Принципы увязки допусков с эффективными параметрами, группирования значений эффективных параметров, установления относительной точности отражены в таблицах допусков конкретных видов, где явно выступают два входа: во-первых – сгруппированные в интервалы значения эффективных параметров, во-вторых – 16 степеней точности, объединяющих ряды допусков одинаковой относительной точности, соответствующих разным интервалам эффективных параметров. Особенности выбора эффективных параметров для разных видов допусков нашли отражение в соответствующих таблицах, причем в ряде случаев связи между ними представляются искусственными. Например, допуск профиля продольного сечения увязывают с диаметром, а не с длиной цилиндра.

Значение эффективного параметра может не совпадать с размерами соответствующего параметра нормируемого элемента. Допускается назначать допуски на участке (длине, диаметре, площади и т.д.) меньшем, чем соответствующий элемент, либо на участке, превышающем его («выступающее» поле допуска).

В системе стандартов допусков формы и расположения поверхностей дополнительно введено специальное понятие «уровней относительной геометрической точности», которые характеризуются соотношением между допуском формы или расположения и ограничивающим тот же элемент допуском размера. Стандарт предусматривает следующие соотношения между допусками формы и расположения и допусками размеров, ограниченных плоскими элементами: допуски формы и расположения составляют не более     60 % допуска размера (уровень A, или нормальная относительная геометрическая точность допусков формы и расположения поверхностей), 40 % (уровень В, или повышенная относительная геометрическая точность формы и расположения) и 25 % (уровень С, или высокая относительная геометрическая точность).

Поскольку допуски формы цилиндрических поверхностей назначаются не на диаметр, а на радиус, то их значения, соответствующие уровням A, В и С относительной геометрической точности, составляют соответственно не более 30 %, 20 % и 12 % допусков диаметральных размеров.

Иногда говорят еще и о «грубой» относительной геометрической точности, если допуски формы или расположения специально не оговорены, то есть фактически ограничиваются всем полем допуска размера.

В рассматриваемой системе допусков под относительной геометрической точностью подразумевают не одинаковую относительную точность допусков при различных значениях эффективных параметров, а соотношение взаимоувязанных допусков формы (расположения) и допусков размеров. Термин был бы более строгим, если бы в дополнение к «относительной геометрической точности» было бы сказано, к какому базовому значению берется отношение допуска формы (расположения), например, «относительная геометрическая точность допуска формы (расположения) и допуска размера».

ОБОЗНАЧЕНИЯ ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Допуски формы и расположения поверхностей указывают на чертежах одним из двух способов:

  •  условными обозначениями (предпочтительный вариант);
  •  текстом в технических требованиях.

Знак, числовое значение допуска и обозначение базы вписывают в рамку, используемую для условного обозначения допуска (рисунок 7.4). Рамку делят на два или три поля (или более) в следующем порядке (слева направо): в первой части рамки приводят условный знак допуска, во второй – числовое значение допуска в миллиметрах и дополнительную информацию (при необходимости), в третьей (и последующих) – обозначение базы или комплекта баз.

Перед числовым значением допуска могут стоять символы Т или Ø – значение допуска приведено в диаметральном выражении, либо Т/2 или R – допуск приведен в радиусном выражении. Предпочтительно указывать допуск в диаметральном выражении.

Размеры нормируемого участка в миллиметрах, если он не совпадает с размерами всего элемента, указывают во второй части рамки после значения допуска через косую черту.

Рамку предпочтительно располагать горизонтально. Пересечение рамки какими-либо линиями не допускается. От рамки (предпочтительно от ее первой части) к нормируемому элементу проводят соединительную линию, снабженную стрелкой.

Если допуск относится к оси или к плоскости симметрии определенного элемента, то снабженный стрелкой конец соединительной линии, должен совпадать с продолжением размерной линии соответствующего элемента. Аналогично поступают при обозначении базовых элементов.

Если допуск относится к профилю, а не к оси или плоскости симметрии элемента, то стрелку располагают на достаточном расстоянии от конца размерной линии.

Условные знаки допусков формы и расположения поверхностей представлены в таблице 7.2. Для некоторых случаев в той же таблице представлены условные обозначения отклонений из ранее действовавшего стандарта, который нормировал не допуски, а предельные отклонения формы и расположения поверхностей. Примеры условных обозначений допусков формы и расположения поверхностей и элементов обозначений представлены на рисунке 7.5.

ВЫБОР ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПО АНАЛОГИИ

При назначении допусков формы и расположения поверхностей можно пользоваться следующими обобщенными рекомендациями.

Степени точности формы 1 и 2 плоских и прямолинейных поверхностей применяют для измерительных и рабочих поверхностей особо точных средств измерений (плоскопараллельных концевых мер длины, лекальных линеек и т.д.), направляющих прецизионных измерительных приборов и технологического оборудования. Степени точности 3 и 4 – для измерительных и рабочих поверхностей средств измерений нормальной точности (поверочных линеек и плит, микрометров, опорных поверхностей рамных и брусковых уровней и др.); направляющих приборов и технологического оборудования повышенной точности, а также для базовых, установочных и измерительных поверхностей контрольных приспособлений повышенной точности. Степени точности 5 и 6 – для поверхностей направляющих и столов приборов и станков нормальной точности, базовых и установочных поверхностей технологических приспособлений повышенной точности, плоских рабочих поверхностей упорных подшипников.

Степени 7 и 8 – для разметочных плит, рабочих поверхностей ползунов, опорных поверхностей рам, корпусов подшипниковых опор, разъемов корпусов редукторов, опорных и привалочных поверхностей станин.

Таблица 7.2 – Условные знаки допусков формы и расположения поверхностей

Наименование допуска

Условное обозначение допуска

Условное

обозначение отклонения (устаревшее)

Допуски формы поверхностей

Допуск прямолинейности

Допуск плоскостности

Допуск круглости

Допуск профиля продольного сечения

Допуск цилиндричности

Допуски расположения поверхностей

Допуск параллельности

Допуск перпендикулярности

Допуск наклона

Допуск соосности

Допуск симметричности

Допуск позиционный

Допуск пересечения осей

Суммарные допуски формы и расположения поверхностей

Допуск радиального биения

Допуск торцового биения

Допуск биения в заданном направлении

Допуск полного радиального биения

Допуск полного торцового биения

Допуск формы заданного профиля

Допуск формы заданной поверхности

Рисунок 7.5 – К условным обозначениям допусков формы и расположения


9 и 10 степени точности формы – для неподвижных поверхностей стыков и опорных поверхностей машин пониженной точности, работающих в легких режимах нагружения, для поверхностей присоединения арматуры. Степени точности 11 и грубее – для неответственных рабочих поверхностей машин пониженной точности.

При назначении норм точности формы цилиндрических поверхностей степени точности формы 1 и 2 используют для роликов подшипников класса точности 2, деталей плунжерных и золотниковых пар, подшипниковых шеек прецизионных шпинделей. Степени 3 и 4 – для посадочных поверхностей подшипников 4 и 5 классов точности и сопрягаемых с ними поверхностей валов и корпусов, поверхностей поршневых пальцев, плунжеров, цапф осей гироприборов.

5 и 6 степени могут использоваться для назначения норм точности посадочных поверхностей подшипников 6 и нормального классов точности и сопрягаемых с ними поверхностей, для посадочных поверхностей валов редукторов и поршневых пальцев дизельных двигателей, золотников, гильз, цилиндров и других деталей гидравлической и пневматической аппаратуры средних и низких давлений (без уплотнения) и высоких давлений (с уплотнениями). Степени точности 7 и 8 рекомендуются для подшипников скольжения гидротурбин, двигателей и редукторов, для отверстий под втулки в шатунах двигателей внутреннего сгорания. 9 и 10 степени можно использовать для подшипников скольжения, работающих при низких частотах вращения, для поршней и цилиндров гидроаппаратуры низкого давления (с мягким уплотнением). Степени точности от 11 и грубее – для несопрягаемых поверхностей и поверхностей с неуказанными допусками.

Поскольку отклонения формы и (или) расположения ограничиваются допусками размеров соответствующих элементов детали, они могут не нормироваться. Допуски формы и расположения «грубой относительной геометрической точности» (отклонения формы и расположения допустимы в пределах всего поля допуска размера) используют для несопрягаемых поверхностей; для поверхностей, к которым не предъявляются особые конструктивные требования по точности центрирования и прочности. Такие допуски применяют и для поверхностей, образующих сопряжения с зазором, если он предназначен для обеспечения собираемости, а относительные перемещения деталей не нужны, либо носят эпизодический характер. Такие же допуски устанавливают для поверхностей, сопрягаемых с небольшими натягами, которые не подвергаются при эксплуатации тяжелым нагрузкам с ударами и вибрацией и, как правило, не подлежат повторной сборке.

При необходимости допуски формы и расположения элементов можно ужесточить, ограничив их значения определенной долей допуска размера.

Допуски формы и расположения нормальной относительной геометрической точности (A) назначают на поверхности подвижных сопряжений при небольших скоростях относительных перемещений и легких нагрузках, если не предъявляются повышенные требования к плавности хода или стабильности трения. Они также могут применяться для поверхностей соединений с небольшими натягами (включая сопряжения с переходными посадками) при необходимости обеспечения повышенных требований к точности центрирования и стабильности натяга, если сопряжения подлежат разборке и повторной сборке. Такой же уровень относительной геометрической точности обычно используют для допусков формы и расположения рабочих поверхностей калибров, а также для назначения технологических допусков формы и расположения, обеспечивающих точность технологических и измерительных баз при установленных допусках размеров квалитетов от 4 до 12.

Допуски формы и расположения повышенной относительной точности (В) назначают на поверхности подвижных соединений, работающих при средних относительных скоростях перемещения и умеренных нагрузках, если к сопряжению предъявляют повышенные требования по плавности хода и герметичности уплотнений. Аналогичные требования предъявляют к поверхностям сопряжений с натягом (включая сопряжения с переходными посадками) для обеспечения повышенных требований к точности и прочности изделия, работающего в условиях больших скоростей и нагрузок с ударами и вибрациями. Такой же уровень точности используют для назначения технологических допусков формы и расположения, обеспечивающих требуемую точность обработки и упрощенного контроля параметров деталей, в том числе и активного контроля размеров.

Допуски формы и расположения, соответствующие высокой относительной геометрической точности С, назначают на поверхности, образующие подвижные соединения, работающие при высоких скоростях и нагрузках, если предъявляются высокие требования к точности хода, стабильности трения и герметичности уплотнений. Такие же требования предъявляют к поверхностям сопряжений с натягом (включая сопряжения с переходными посадками) при высоких требованиях к точности и прочности сопряжений, работающих в условиях воздействия больших скоростей и нагрузок с ударами и вибрациями.

Более подробные рекомендации по выбору норм точности формы и расположения поверхностей содержатся в справочниках.


Th

Tф

Td /2

dmin

dmax

hmax

Tф=Th

hmin

  а       б

Рисунок 7.1 – Схемы предельных контуров для цилиндрической поверхности (а) и для плоской поверхности призматического элемента детали (б)

еф

а        б

Рисунок 7.2 – Прилегающие элементы: прямая (а) и окружность (б)

е   ж

Рисунок 7.3 – Элементарные погрешности формы номинально цилиндрических       поверхностей в поперечном сечении: овальность (а), трехгранная огранка (б) и четырехгранная огранка (в); в продольном сечении: – конусообразность (г), бочкообразность (д), седлообразность (е), а также отклонение от прямолинейности (изогнутость) оси (ж)

а  б  в

г   д

 0,02/100

          0,08/200300

Рисунок 7.4 – Рамки для обозначения допусков формы

A

Б

В

БВ

 Д

Е

Ж

        

         R 0,01

М

Ж

Д

0,02/100  Г

10

Е

10

Г


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53667. Контрольная работа по теме «Сложение и вычитание десятичных дробей» 76.5 KB
  Задачи: Обучающие: Выявить уровень сформированности умений учащихся применять правила сложения и вычитания округления и сравнения десятичных дробей в процессе выполнения заданий контрольной работы. Выявить уровень сформированности умений применять правила округления и сравнения десятичных дробей при решении контрольной работы. Развивающие: Развитие мышления и долгосрочной памяти в процессе выполнения контрольной работы. Оборудование: карточки с заданиями Тип урока: контроль знаний и умений учащихся Вид урока: урок – контрольная...
53668. Shopping for clothes 55.5 KB
  Boys usually wear shorts, shirts, jeans, trousers, trainers, sweaters, coats, scarves, caps and boots. Girls usually wear dresses, shoes, jeans, trainers, coats, scarves, sweaters, mittens, hats, boots.
53669. Baby Elephant and his new clothes 56.5 KB
  All children like to play games. Now I want you to divide into two teams. Each team will have the cards with the words. You must put the words in the logical order to make a chain.
53671. Consolidation. Generalization 50 KB
  Now we are going to revise some rules about quantifiers. You know that quantity can be expressed not only by numbers – one, two, three or the first, the second etc; but also with special words. And we should remember these words.
53672. Конспект урока по баскетболу 53.5 KB
  Совершенствовать остановку прыжком Развивающие: развивать координационные способности с помощью эстафет Воспитательные: командный дух с помощью эстафет Части урока Частные задачи Средства Дозировка Методические указания Команды Форма проведения Подготовительная Организованно начать урок Построение 2мин Следить за дисциплиной Следить за слаженностью выполнения строевых упражнений за осанкой...
53673. Конспект урока по баскетболу в 7 классе 47 KB
  Ноги не сгибать Задняя нога прямая Равняйсь Смирно Вольно На носках марш На пятках марш На внешней стороне стопы марш На внутренней стороне стопы марш Бегом марш Бег с высоким поднимание колена марш Бег спиной вперед марш Противоходом марш Змейкой марш Шагом марш На месте шагом марш Стой раз два Фронтальная Основная 2025мин Совершенствование скорости реакции посредством игры в баскетбол Разделить на 2 команды. Однако тот не может начать эстафету пока предыдущий игрок не пересечет стартовую...
53675. Конспект урока по баскетболу в 8 классе 45.5 KB
  Части урока Частные задачи Средства Дозировка Методические указания Команды Форма проведения Подготовительная 1015мин Организованно начать урок Подготовить организм к предстоящей нагрузке Построение приветствие постановка задач Упражнения в ходьбе: на носках руки перед грудью кисти скрепить в замок круговые вращения в кистях; на пятках руки вперед на внешней стороне стопы на внутренней...