муханин. Муханин Л.Г. ОВЗ. Информационных технологий, механики и оптики
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
5. Точностьформыирасположенияповерхностей. Шероховатостьповерхностей Допуски формы и расположения поверхностей регламентируются следующими стандартами: ГОСТ 24642-83. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. ГОСТ 24643-83. Числовые значения отклонений формы и взаимного положения. ГОСТ 2.308-79. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей. Влияние отклонений формы и расположения поверхностей на качество изделий. Точностьгеометрическихпараметров деталей характеризуется не только точностьюразмеров элементов, но и точностьюформы и взаимного расположения поверхностей. Отклонения формы и расположения поверхностей, возникающие в процессе обработки деталей, приводят к уменьшению износостойкости подвижных соединений, снижению прочности неподвижных соединений, нарушению нормальной работы отдельных узлов и механизмов из них состоящих, то есть снижают технологические показатели изделий. Чем значительнее отклонения формы и расположения от нормы, тем выше объем пригоночных операций и трудоемкость сборки 82 Геометрические параметры деталей. Основные понятия. Номинальнаяповерхность– идеальная поверхность, размеры и форма которой соответствуют заданным номинальным размерам и номинальной форме. Реальнаяповерхность – поверхность, ограничивающая деталь и отделяющая ее от окружающей среды. Профиль– линия пересечения поверхности с плоскостью или с заданной поверхностью (существуют понятия реального и номинального профилей, аналогичные понятиям номинальной и реальной поверхностей). Нормируемыйучасток L – участок поверхности или линии, к которому относится допуск формы, допуск расположения или соответствующее отклонение. Если нормируемый участок не задан, то допуск или отклонение относится ко всей рассматриваемой поверхности или длине рассматриваемого элемента. Если расположение нормируемого участка не задано, то он может занимать любое положение в пределах всего элемента. Прилегающаяповерхность – поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Прилегающая поверхность применяется в качествебазовой при определении отклонений формы и расположения. База– элемент детали или сочетание элементов, по отношению к которым задается допуск расположения рассматриваемого элемента, а также определяются соответствующие отклонения. Отклонения и допуски формы Отклонением формы EFназывается отклонение формы реального элемента от номинальной формы, оцениваемое наибольшим расстоянием от точек реального элемента по нормали к прилегающему элементу. Неровности, относящиеся к шероховатости поверхности, в отклонения формы не включаются. При измерении формы влияние шероховатости, как правило, устраняется за счет применения достаточно большого радиуса измерительного наконечника. Допуском формы TFназывается наибольшее допускаемое значение отклонения формы. Виды допусков формы: допуск цилиндричности тела вращения, допуск круглости сечения тела вращения, допуск профиля продольного сечения цилиндрической поверхности, допуск плоскостности, допуск прямолинейности. Виды допусков, их обозначение и изображение на чертежах приведены в таблице 31. Условные обозначения допусков формы Таблица 31 № п/п Вид допуска и его обозначение по ГОСТ 24642-81 Изображение на чертеже 83 1 Допуск цилиндричности TFZ 2 Допуск круглости TFK 3 Допуск профиля продольного сечения цилиндрической поверхности TFP 4 Допуск плоскостности TFE 5 Допуск прямолинейности TFL ГОСТ 24643-81 устанавливает 16 степенейточности формы (и расположения) поверхностей. Числовыезначения допусков в зависимости от степени точности приведены в ГОСТ 24643-81. Выбордопусков зависит от конструктивных и технологических требований и, кроме того, связан с допуском размера. Поледопускаразмерадлясопрягаемых поверхностейограничиваеттакжеилюбыеотклоненияформынадлине соединения. Ни одно из отклонений формы не может превышать допуска размера. Допуски формы назначают, когда они должны быть меньше допуска размера. Для квалитетов допуска размера от 4-го до 12-го в зависимости от соотношения между допуском формы или расположения и допуском размера установлено три уровня относительной точности: А – нормальная, В – повышенная, С – высокая, для которых допуск формы и расположения составляет примерно 60, 40 и 25% допуска размера соответственно. Допуски формы цилиндрических поверхностей для уровней А, В, С составляют соответственно 30, 20 и 12% допуска размера, так как они ограничивают отклонение в радиусном выражении, а допуск размера – отклонение диаметра поверхности. Требования к форме поверхности разделяются на комплексные и частные. Комплексные – это требования к поверхности, одновременно предъявляемые ко всем видам отклонений формы поверхности. Частные требования – это требования к отклонениям, имеющим конкретную геометрическую форму (рис. 70: а) бочкообразность, б) седлообразность, в) конусообразность). Рис . 70. Частные отклонения формы поверхности а ) б ) в ) d m in d m in d m in d m a x d m a x d m a x В таблице 32 приведено соответствие достижимой степени точности формы способу обработки (технологии изготовления) для различных видов поверхностей. 84 Таблица соответствия степени точности способу обработки поверхности Таблица 32 Степень точности Примеры применения Способ обработки 1 – 2 Шарики и ролики, посадочные поверхности для подшипников качения классов точности 2 и 4. Измерительные и рабочие поверхности точных средств измерения. Направляющие прецизионных станков. Доводка, тонкое шлифование, суперфиниширова ние 3 – 4 Дорожки качения, посадочные поверхности для подшипников качения классов точности 5 и 6, а также сопрягаемые с ними посадочные поверхности валов и корпусов. Измерительные и рабочие поверхности средств измерения нормальной точности. Направляющие станков повышенной точности. Доводка, тонкое шлифование, хонингование, алмазное точение, шабрение. 5 – 6 Дорожки качения, посадочные поверхности для подшипников качения класса точности 0, а также сопрягаемые с ними поверхности валов и корпусов. Направляющие станков нормальной точности. Шлифование, хонингование, чистовое точение, развертывание, протягивание 7 – 8 Подшипники скольжения редукторов, гидротурбин. Цилиндры, гильзы, кольца автомобильных двигателей и т. д. Чистовое обтачивание, развертывание, зенкерование, фрезерование 9 – 10 Подшипники скольжения при малых скоростях, присоединительные поверхности арматуры, фланцев с использованием мягких прокладок. Обтачивание, и растачивание, сверление, фрезерование, долбление 11 – 12 Неответственные рабочие поверхности механизмов пониженной точности. Грубая механическая обработка всех видов поверхностей 85 Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей, мкм, приведены в таблице 33. Значение допусков формы и расположения поверхностей Таблица 33 0.1 0.12 0.16 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 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 1000 1200 1600 2000 2500 3000 4000 5000 6000 8000 Выборка из ГОСТ 24643-81, содержащая значения допусков плоскостности и прямолинейности при рассмотренных выше степенях точности с 1 по 10 в диапазоне размеров до 250 мм, приведена в таблице 34. Допуски плоскостности и прямолинейности Таблица 34 Степень точности 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Интервал номинальных размеров, мм мкм До 10 0.25 0.4 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 Св.10 до 16 0.3 0.5 0.8 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 Св.16 до 25 0.4 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 Св. 25 до 40 0.5 0.8 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 Св. 40 до 63 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 40 Св.63 до 100 0.8 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 50 Св.100 до 160 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 40 60 Св. 160 до 250 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 50 80 Измеренияотклоненийформы и расположения поверхностей производятся с помощью поверочных плит, плоскомеров, гидравлическими (по уровню жидкости) и интерференционными приборами При измерении плоскостности деталь устанавливают на поверочную плиту. Подбирая размеры прокладок, деталь выставляют так, чтобы в трех наиболее удаленных друг от друга и не лежащих на одной прямой точках измеряемой поверхности показания индикатора были одинаковы. Этим обеспечивается параллельность проверяемой плоскости и рабочей (прилегающей) плоскости поверочной плиты. Перемещая по плите штатив с индикатором, определяют отклонение от плоскостности как наибольшую разность показаний индикатора в различных точках контролируемой поверхности. Интерференционная картина, получаемая при наложении плоской стеклянной пластины на проверяемую поверхность, позволяет количественно 86 оценить отклонение поверхности по искривлению (стрелке прогиба) интерференционных полос. На рис. 71 приведены примеры обозначений допустимых отклонений формы поверхностей на чертежах: а) цилиндричности; б) круглости сечения; в) отклонения профиля продольного сечения; г) плоскостности в пределах площади 100 х 200 мм; д) прямолинейности. Рис .71.Обозначения отклонений формы поверхности а ) 0.01 прилегающий цилиндр реальная поверхность допуск цилиндричности (0.01) отклонение отцилиндричности изображение допускаи отклонения г ) 0.01/100х200 б ) 0.01 в ) 0.01 д ) 0.01 прилегающая плоскость отклонение от плоскостности допуск плоскостности (0.01) реальная поверхность L 1 L 2 обозначение начертеже На рис. 72 приведен пример определения числового значения допуска отклонения формы по заданному допуску (квалитету) размера. 0 0 - 20 - 72 Td=52 3 0 f 9 0.016 Установление группы относительной точностиформы k = ------------ 2 T ф T d 100% k А =60% - группанормальнойотносительнойточности k В =40% - группаповышеннойотносительнойточности k С =25% - группавысокойойотносительнойточности При T d =52 длягруппы A : Т Ф =15.6 По таблицамГОСТ 24643-81 значениеТф=16 мкм , степеньточности 8. Обозначение начертеже: 30 f 9 Рис . 72. Пример определения допуска формы по допуску размера 87 Отклонения и допуски расположения поверхностей Отклонением расположения EPназывается отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения. Под номинальным понимается расположение, определяемое номинальными размерами. Для оценки точности расположения поверхностей назначаются базы. База– элемент детали (или сочетание элементов), по отношению к которому задается допуск расположения рассматриваемого элемента, а также определяется соответствующее отклонение. Допуском расположенияназывается предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей. Обозначения допусков, их обозначение и изображение на чертежах приведены в таблице 35. Условное обозначение допусков расположения Таблица 35 Допуски расположения при сочетании поверхностей «плоскость– плоскость» Наименование Обозначение Примечание 1. Допуск параллельности TPA 2. Допуск перпендикулярности TPR 3. Допуск наклона TPN 4. Допуск симметричности TPS T, T/2 Допуски расположения при сочетании поверхностей «плоскость – цилиндр» 1. Допуск параллельности TPAx 2. Допуск перпендикулярности TPR 3. Допуск наклона TPN 4. Допуск симметричности TPS T, T/2 5. Позиционный допуск , R Допуски расположения при сочетании поверхностей «цилиндр – цилиндр» 1. Допуск параллельности TPA 2. Допуск перпендикулярности TPR 3. Допуск наклона TPN 4. Допуск соосности EPC , R 5. Допуск пересечения осей T, T/2 6. Позиционный допуск , R Оценка величины отклонения расположения производится по расположению прилегающей поверхности, проведенной к реальной поверхности. Таким образом, исключается из рассмотрения отклонение формы поверхности. 88 Выборка из ГОСТ 24643-81, содержащая значения допусков параллельности, перпендикулярности, наклона и торцового биения при рассмотренных выше степенях точности с 1 по 10 в диапазоне размеров до 250 мм приведена в таблице 36. Допуски параллельности, перпендикулярности, наклона и торцового биения Таблица 36 Степень точности 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Интервал номинальных размеров, мм мкм До 10 0.4 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 Св.10 до 16 0.5 0.8 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 Св.16 до 25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 40 Св. 25 до 40 0.8 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 50 Св. 40 до 63 1.0 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 40 50 Св.63 до 100 1.2 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 50 80 Св.100 до160 1.6 2.5 4.0 6.0 10 16 25 40 60 100 Св.160 до250 2.0 3.0 5.0 8.0 12 20 30 50 80 120 Суммарныеотклоненияформыирасположенияповерхностей При изготовлении реальной продукции в большинстве случаев отклонения формы и расположения возникают одновременно. Складывая их получают так называемые суммарныеотклонения. Типовые суммарные отклонения. 1. Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точки реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 73.а). Радиальное биение является одним из наиболее характерных суммарных отклонений. В нем всегда суммируются отклонение от круглости с отклонением от соосности с базовой осью вращения детали. Рис .73. Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей 0.2 А Б АБ в 0.1 А Б АБ а б 0.1/ / 50 А А г 0.1 А А 89 2. Торцевое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точки реального профиля торцевой поверхности до плоскости перпендикулярной базовой плоскости (рис. 73.б). 3. Полное радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний по всей реальной поверхности до базовой оси в пределах нормируемого участка (рис. 73.в). 4. Полное торцевое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний по всей реальной торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 73.г). Зависимыеинезависимыедопускирасположения Допуски расположения поверхностей могут быть зависимыми и независимыми. Зависимым называется переменный допуск расположения, минимальное значение которого дополненное специальным значком - буквой М, заключенной в кружок, указывается на чертеже и которое допускается превышать на величину отклонения действительного размера D д соответствующей поверхности от минимального значения. Так для деталей кривошипно-шатунного механизма (рис. 74) отклонения размера между осями отверстий заштрихованной детали – зависимый допуск, превышающий минимальный на величину ) ( min D D д − Рис .74. Зависимые допуски T D T d S m in D m in D д 0 М Зависимые допуски расположения назначают в основном, для деталей, которые сопрягаются одновременно по нескольким (двум и более) поверхностям и для которых требование взаимозаменяемости сводится к обеспечению собираемости. Шероховатость поверхности Шероховатость поверхности регламентируется следующими стандартами: ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения; ГОСТ 2789 -73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики; 90 ГОСТ 2.309-73. Обозначение шероховатости поверхностей. Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (рис. 75), получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью. m Рис . 75. Шероховатость l S i S mi Линия выступов у y v 1 y p 1 b i R max y v 5 y p 5 p m Линия впадин Для отделения шероховатости от других неровностей с относительно большими шагами ее рассматривают в пределах базовой длины l. Базой для отсчета отклонений профиля является средняя линия профиля m-m - линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля от этой линии минимально. Параметрышероховатости ГОСТ 2789-73 установлены следующие параметры шероховатости. 1. Среднее арифметическое отклонение профиля R a - это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины. dx x y l l a R ∫ = 0 ) ( 1 , Где l – базовая длина; у – отклонение профиля (расстояние между точками профиля и базовой линией m – m ). При дискретном способе обработки профилограммы параметр R a рассчитывают по формуле: ∑ = = n i i a y R n 1 1 , Где y i – измеренные отклонения профиля в дискретных точках; n – число измеренных дискретных отклонений на базовой длине. 2. Высота неровностей профиля по десяти точкам |