Стандарты отклонений формы и расположения поверхностей деталей

Термины и определения, относящиеся к основным видам от­клонений и допусков формы и расположения, установлены ГОСТ 24642—81. Под отклонением формы поверхности (или профиля) понимают отклонение формы реальной поверхности (реального профиля) от формы номинальной поверхности (номинального профиля).

В основу нормирования и количественной оценки отклонений формы и расположения поверхностей положен принцип прилега­ющих прямых, поверхностей и профилей.

Прилегающая прямая — прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы откло­нение наиболее удаленной от нее точки реального профиля в преде­лах нормируемого участка имело минимальное значение (рис. 10.9, а).

Прилегающая окружность — окружность минимального диа­метра, описанная вокруг реального профиля наружной поверхно­сти вращения (рис. 10.9, б), или максимального диаметра, впи­санная в реальный профиль внутренней поверхности вращения (рис. 10.9, в).

Рис. 10.9. Прилегающие прямая (а) и окружности (б, в)

Прилегающая плоскость — плоскость, соприкасающаяся с реаль­ной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение наиболее удаленной от нее точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение.

Прилегающий цилиндр — цилиндр минимального диаметра, опи­санный вокруг реальной наружной поверхности, или максималь­ного диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность.

Прилегающие поверхности и профили соответствуют услови­ям сопряжения деталей при посадках с нулевым зазором. При из­мерении прилегающими поверхностями служат рабочие поверх­ности контрольных плит, интерференционных стекол, лекальных и поверочных линеек, калибров, контрольных оправок и т.п. Ко­личественно отклонение формы оценивают наибольшим рассто­янием Δ от точек реальной поверхности (профиля) до прилегаю­щей поверхности (профиля) по нормали к последней. Приняты следующие обозначения: Δ — отклонение формы или отклонение расположения поверхностей; Т — допуск формы или допуск рас­положения; L — длина нормируемого участка.

Точность формы цилиндрической поверхности определяется точ­ностью контура в поперечном (перпендикулярном оси) сечении и образующих цилиндр в продольном сечении (рис. 10.10, рис. 10.11).

а) б) в)

Рис. 10.10. Отклонение формы цилиндрических поверхностей в попереч­ном сечении:

а — отклонение от круглости; б — овальность; в — огранка

Совокупность всех отклонений формы цилиндрической повер­хности определяется с помощью комплексного показателя — от­клонение от цилиндричности.

Отклонение от цилиндричности — наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в преде­лах нормируемого участка (рис. 10.11, а).

На рис. 10.11 ,б показано поле допуска цилиндричности, опре­деляемое пространством, ограниченным соосными цилиндрами 1 и 2, отстоящими один от другого на расстоянии, равном допус­ку цилиндричности.

Комплексным показателем отклонения контура поперечного сечения цилиндрического тела является отклонение от круглости. Отклонение от круглости — наибольшее расстояние от точек ре­ального профиля до прилегающей окружности (см. рис. 10.10, а).

Допуск круглости — наибольшее допустимое значение откло­нения от круглости. Поле допуска круглости — область на плоско­сти, перпендикулярной оси поверхности вращения или проходя­щая через центр сферы, ограниченная двумя концентрическими окружностями, отстоящими одна от другой на расстоянии, рав­ном допуску круглости.

Частные виды отклонений от круглости — овальность и ог­ранка. Овальность — отклонение от круглости, при котором ре­альный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наи­больший и наименьший диаметры которой находятся во взаим­но-перпендикулярных направлениях (рис. 10.10, б). Огранка — отклонение от круглости, при котором реальный профиль пред­ставляет собой многогранную фигуру. Огранка может быть с чет­ным и нечетным числом граней. Огранка с нечетным числом гра­ней характеризуется равенством размера d (рис. 10.10, в). Оваль­ность детали возникает, например, вследствие биения шпинделя токарного или шлифовального станка, дисбаланса детали и дру­гих причин. Появление огранки вызвано изменением положения мгновенного центра вращения детали, например, при бесцентро­вом шлифовании.

Рис. 10.11. Отклонение от цилиндричности и профиля продольного сечения

Комплексным показателем отклонений контура продольного сечения является отклонение профиля продольного сечения (рис. 10.11, в). Отклонение профиля продольного сечения — наиболь­шее расстояние от точек, образующих реальную поверхность, ле­жащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствую­щей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка. Отклонение профиля продольного сечения характеризует отклонения от прямолинейности и параллельности образующих. Частными видами отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность, бочкообразность и седлообразность. Конусообразность — отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие прямолинейны, но не параллельны (рис. 10.11, г). Бочкообразность — отклонение профиля продоль­ного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диа­метры увеличиваются от краев к середине сечения (рис. 10.11, д). Седлообразность — отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры уменьша­ются от краев к середине сечения (рис. 10.11, е). Бочкообразность чаще всего возникает при обтачивании тонких длинных валов в центрах без люнетов (в средней части под влиянием сил резания возникают упругие прогибы, большие, чем по краям). Толстые короткие валы чаще получаются седлообразными из-за большого смещения вала по краям (составляющие силы резания распреде­ляются между обоими центрами более равномерно). Бочкообраз­ность и седлообразность могут возникнуть также вследствие по­грешности направляющих станин станков и других причин. При­чинами конусообразности являются износ резца, несовпадение геометрических осей шпинделя и пиноли задней бабки станка (смещение центров), отклонение от параллельности оси центров на­правляющим станины.

Отклонение от прямолинейности оси (или линии) в простран­стве и поле допуска прямолинейности оси показаны на рис. 10.11, ж.

Отклонение от плоскостности определяют как наибольшее рас­стояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоско­сти в пределах нормируемого участка (рис. 10.12, а).

Поле допуска плоскостности — область в пространстве, ограни­ченная двумя параллельными плоскостями, отстоящими одна от дру­гой на расстоянии, равном допуску плоскостности (рис. 10.12, б).

Рис. 10.12. Отклонение формы плоских поверхностей

Частными видами отклонений от плоскостности являются вы­пуклость (рис. 10.12, в) и вогнутость (рис. 10.12, г), которые опре­деляют как наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой. Поле допуска прямолинейности в плос­кости показано на рис. 10.12, д.

В случаях, когда профиль (поверхность) задан номинальными размерами (координатами отдельных точек профиля без предель­ных отклонений этих размеров), отклонение формы заданного профиля есть наибольшее отклонение точек реального профиля от номинального, определяемое по нормали к номинальному про­филю. Допуск формы определяют в диаметральном выражении как удвоенное наибольшее допустимое значение отклонения фор­мы заданного профиля или в радиусном выражении как наиболь­шее допустимое значение отклонения формы заданного профиля.

Поле допуска формы заданного профиля — область на заданной плоскости сечения поверхности, ограниченная двумя линиями, эквидистантными номинальному профилю и отстоящими одна от другой на расстоянии, равном допуску формы заданного профи­ля в диаметральном выражении или удвоенному допуску формы в радиусном выражении. Линии, ограничивающие поле допуска, яв­ляются огибающими семейства окружностей, диаметр которых ра­вен допуску формы заданного профиля в диаметральном выраже­нии, а центры находятся на номинальном профиле.

Отклонение расположения поверхности или профиля называют отклонение реального расположения поверхности (профиля) от его номинального расположения. При оценке отклонений распо­ложения отклонения формы рассматриваемых поверхностей и ба­зовых элементов (обобщенный термин, под которым понимают поверхность, линию или точку) должны быть исключены из рас­смотрения. При этом реальные поверхности заменяют прилегаю­щими, а за оси, плоскости симметрии и центры реальных повер­хностей принимают оси, плоскости симметрии и центры приле­гающих элементов.

Отклонение от параллельности плоскостей — разность наи­большего и наименьшего расстояния между прилегающими плос­костями в пределах нормированного участка (рис. 10.13, а). Полем допуска параллельности плоскостей называют область в простран­стве, ограниченную двумя параллельными плоскостями, отстоя­щими одна от другой на расстоянии, равном допуску параллельно­сти, и параллельными базе (рис. 10.13, б).

Отклонение от параллельности осей (прямых) в пространстве — геометрическая сумма отклонений от параллельности проекций осей (прямых) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; одна из плоскостей является общей плоскостью осей, т.е. плоскостью, про­ходящей через одну (базового) ось и точку другой оси (рис. 10.13, в). Отклонение от параллельности осей (или прямых) в общей плос­кости — отклонение от параллельности Δ_х проекций осей (прямых) на их общую плоскость. Перекос осей (прямых) — отклонение от параллельности Δ_у проекций осей на плоскость, перпендикуляр­ную к общей плоскости осей и проходящую через одну из осей (базовую). Поле допуска параллельности осей в пространстве — это область в пространстве, ограниченная прямоугольным парал­лелепипедом, стороны сечения которого равны соответственно допуску Т_х параллельности осей (прямых) в общей плоскости и допуску Т_у перекоса осей (прямых), а боковые грани параллель­ны базовой оси и соответственно параллельны и перпендикуляр ны общей плоскости осей (рис. 10.13, г). Поле допуска можно пред­ставить также цилиндром, диаметр которого равен допуску па­раллельности Т, а ось параллельна базовой оси. Отклонение от перпендикулярности плоскостей показано на рис. 10.13, д.

Рис. 10.13. Отклонение расположения поверхностей

Отклонение от соосности относительно общей оси — это наи­большее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхностей вра­щения на длине нормированного участка (рис. 10.13, е).

Допуск соосности в диаметральном выражении равен удвоен­ному наибольшему допускаемому значению отклонения от соос­ности, а в радиусном выражении — наибольшему допускаемому значению этого отклонения. Поле допуска соосности — область в пространстве, ограниченная цилиндром, диаметр которого равен допуску соосности в диаметральном выражении или удвоенному допуску соосности в радиусном выражении, а ось совпадает с базовой осью (рис. 10.13, ж). Количественная оценка соосности, в диаметральном и радиусном выражении, принята по рекоменда­ции ИСО также для симметричности и пересечения осей.

Отклонение от симметричности относительно базовой плоско­сти — наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рас­сматриваемой поверхности и базовой плоскостью симметрии в пределах нормируемого участка (рис. 10.13, з).

Отклонение от пересечения осей, которые номинально должны пересекаться, определяют как наименьшее расстояние между рас­сматриваемой и базовой осями.

Позиционное отклонение — наибольшее отклонение реального расположения элемента (его центра, оси или плоскости симмет­рии) от его номинального расположения в пределах нормирован­ного участка.

Суммарное отклонение и допуски формы и расположения по­верхностей отражается в радиальном биении поверхности враще­ния, торцевом биении (полное).

Радиальное биение поверхности вращения относительно базовой оси является результатом совместного проявления отклонения от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси. Оно равно разности наибольше­го и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверх­ности вращения до базовой оси в сечении, перпендикулярном этой оси. Если определяется разность наибольшего и наименьшего рас­стояний от всех точек реальной поверхности в пределах нормиро­ванного участка до базовой оси, то находят полное радиальное биение Δ = R_max - R_min; оно является результатом совместного проявления отклонения от цилиндричности поверхности и отклоне­ния от ее соосности относительно базовой оси (рис. 10.14, а).

Рис. 10.14. Радиальное и торцевое биения

Торцевое биение (полное) — разность наибольшего и наимень­шего расстояния от точек всей торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси; оно является результатом совмест­ного проявления отклонения от плоскостности рассматриваемой поверхности и отклонения от ее перпендикулярности относительно базовой оси. Торцевое биение иногда определяют в сечении торце­вой поверхности цилиндром заданного диаметра (рис. 10.14, б).

Допуски расположения или формы, устанавливаемые для ва­лов или отверстий, могут быть зависимыми и независимыми.

Зависимым называют переменный допуск расположения или формы, минимальное значение которого указывается в чертеже или технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного раз­мера поверхности детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного разме­ра отверстия). Зависимые допуски расположения или формы на­значают главным образом в случаях, когда необходимо обеспе­чить собираемость деталей, сопрягающихся одновременно по не­скольким поверхностям с заданными зазорами или натягами. Зависимые допуски обычно контролируют комплексными ка­либрами, являющимися прототипами сопрягаемых деталей. Эти калибры всегда проходные, что гарантирует беспригоночную сбор­ку изделий.

Независимым называют допуск расположения или формы, чис­ловое значение которого постоянно для всей совокупности дета­лей, изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от дей­ствительных размеров рассматриваемых поверхностей. Например, когда необходимо выдержать соосность посадочных гнезд под под­шипники качения, ограничить колебание межосевых расстояний в корпусах редукторов и т.п., следует контролировать собственно расположение осей поверхностей.

Вид допуска расположения и формы на чертежах обозначают знаками (ГОСТ 2.308—79), приведенными в табл. 10.4.

Знак и числовое значение допуска вписывают в рамку, указы­вая на первом месте знак, на втором — числовое значение допус­ка в миллиметрах и на третьем — при необходимости буквенное обозначение базы или поверхности, с которой связан допуск рас­положения или формы (рис. 10.15, а).

Рамку соединяют с элементом, к которому относится допуск, сплошной линией, заканчивающейся стрелкой (рис. 10.15,6). Если допуск относится к оси или плоскости симметрии, соединитель­ная линия должна быть продолжением размерной (рис. 10.15,в);

если допуск относится к общей оси (плоскости симметрии), со­единительную линию проводят к общей оси (рис. 10.15,г).

Суммарные допуски формы и расположения поверхностей, для которых не установлены отдельные графические знаки, обо­значают знаками составных допусков: сначала знак допуска рас­положения, затем знак допуска формы (рис. 10.15,н).

Базу обозначают заштрихованным треугольником, который со­единяют линией с рамкой допуска (рис. 10.16,о).

Рис. 10.15. Схемы указания допусков формы и расположения поверхностей

Чаще базу обозначают буквой и соединяют ее с треугольником (рис. 10.16, б). Если базой является ось или плоскость симметрии, треугольник располагают в конце размерной линии соответствую­щего размера поверхности. В случае недостатка места стрелку раз­мерной линии допускается заменять треугольником (рис. 10.16,в).

Рис. 10.16. Обозначение базы

Если допуск расположения или формы не указан как зависи­мый, его считают независимым. Зависимые допуски расположе­ния и формы обозначают условным знаком (рис.10.17,а), кото­рый помещают: после числового значения допуска, если зависи­мый допуск связан с действительными размерами поверхности (рис. 10.17, б); после буквенного обозначения базы (рис. 10.17, в) или без буквенного обозначения базы в третьей части рамки (рис. 10.17, г), если допуск связан с действительными размерами

Рис. 10.17. Зависимый допуск соосности отверстий (а) и обозначение зависимых допусков (б— е)

базовой поверхности; после числового значения допуска и буквен­ного обозначения базы (рис. 10.17, д) или без буквенного указания базы (рис. 10.17, ё), если зависимый допуск связан с действитель­ными размерами рассматриваемого и базового элементов.

Для каждого вида допусков формы и расположения поверхнос­тей согласно ГОСТ 24643—81 установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков от одной степени к другой изменя­ются с коэффициентом возрастания 1,6. В зависимости от соотно­шения между допуском размера и допусками формы или располо­жения устанавливают следующие уровни относительной геометри­ческой точности: А — нормальная относительная геометрическая точность (допуск формы или расположения составляет примерно 60% допуска размера); В — повышенная относительная геометри­ческая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 40% допуска размера); С — высокая относительная гео­метрическая точность (допуски формы или расположения состав­ляют примерно 25% допуска размера).

Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответству­ющие уровням А, В, С, составляют примерно 30, 20,12% допуска размера, так как допуск формы ограничивает отклонение радиу­са, а допуск размера — отклонение диаметра поверхности. Допус­ки формы и расположения можно ограничивать полем допуска размера. Эти допуски указывают, только когда по функциональ­ным или технологическим причинам они должны быть меньше допусков размера или неуказанных допусков по ГОСТ 25670—83.

Отклонение формы и расположения поверхности определяют с помощью универсальных и специальных средств измерения. При этом используют поверочные чугунные плиты и плиты из твердых каменных пород (ГОСТ 10905-86), поверочные линейки (ГОСТ 8026-92), угольники типа (ГОСТ 3749—77), плоскопараллельные концевые меры длины (ГОСТ 9038—90), натянутые струны и оптико-механические приборы, в которых роль эталонной прямой выполняет луч света, а также кругломеры (ГОСТ 17353—89) с вращающимися наконечни­ком или деталью.

Дата добавления: 2015-05-08