Взаимозаменяемость 2009. Взаимозаменяемость
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
5. Нормирование отклонений формы 5.1. Общие положения Отклонением формы называют отклонение формы реальной поверхности профиля) от формы номинальной поверхности (профиля. Под номинальной понимается идеальная поверхность (профиль, номинальная форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Во всем мире нормируются пять видов отклонений формы отклонение от прямолинейности (в плоскости ив пространстве отклонение от плоскостности отклонение от цилиндричности; отклонение от круглости и отклонение профиля продольного сечения. На чертежах допуски этих отклонений имеют специальные обозначения (табл. Таблица 5.1. Виды отклонений формы Вид отклонения формы Знак допуска Отклонение от прямолинейности — Отклонение от плоскостности Отклонение от круглости Отклонение от цилиндричности Отклонение профиля продольного сечения = Для количественное оценки отклонений формы при нормировании и особенно при измерении необходимо иметь базу для отсчета этих отклонений. В настоящее время в большинстве случаях для этих целей используются такие понятия как прилегающая или средняя поверхность (профиль. Прилегающей поверхностью (профилем называется поверхность профиль, имеющая форму номинальной поверхности профиля, соприкасающаяся с реальной поверхностью (профилем) и расположенная вне материала детали так, что отклонение от нее до наиболее удаленной точки реальной поверхности (профиля) в пределах нормируемого участка имеет минимальное значение. Это определение относится к прилегающей плоскости, профилю, линии. Для цилиндрической поверхности и окружности определение имеет следующий вид. Прилегающим цилиндром называется цилиндр минимального диаметра, описанного вокруг реальной наружной цилиндрической поверхности, или максимального диаметра, вписанного в реальную внутреннюю цилиндрическую поверхность. Все сказанное относится и к прилегающей окружности. Средняя поверхность (профиль – поверхность (профиль, имеющая номинальную форму и расположенная таким образом, чтобы сумма квадратов расстояний между реальной и средней поверхностью (профилем) в пределах нормируемого участка имела минимальное значение. Поясним еще некоторые понятия необходимые при нормировании и измерении отклонений формы. 1. Нормируемый участок А) Отклонение формы должно задаваться на нормируемом участке. Если нормируемый участок не указан в чертеже, то отклонение формы относится ко всей поверхности или профилю. Б) Если нормируемый участок указанна чертеже, но неуказанно его расположение на поверхности (профиле, отклонение формы относится к любому участку поверхности (профиля) равному нормируемому участку. В) При обработке материалов резанием в момент входа (выхода) инструмента в контакт (из контакта) с деталью, на ее краях меняется жесткость, что приводит к появлению завалов на этих участках поверхности деталей. Если в чертеже нет иных указаний, то отклонение формы не относится к краевым зонам поверхности детали размером не более 0,01L, где L – длина элемента детали (по ГОСТ 28187-89). 2. Измеряемое сечение. А) Если в чертеже особо не указано, то требования к точности формы относятся к любому сечению в пределах нормируемого участка. Обычно отклонение измеряют в нескольких сечения, чтобы убедится в постоянстве параметра в пределах нормируемого участка. Б) Если особо не указано, то сечение, в котором нормируют и измеряют отклонение формы, должно быть перпендикулярно к измеряемой поверхности. 3. Шероховатость поверхности не должна включаться в отклонение формы, если обратное не указано в чертеже. При измерениях шероховатость поверхности исключается применением измерительных наконечников соответствующих размеров и форм (механическая фильтрация) и электрических фильтров вцепи преобразования или регистрации измерительных сигналов (электрическая фильтрация. 5.2. Определение числовых значений отклонений формы Если в чертеже не указаны требования к точности формы элемента детали, то считают, что эти отклонения должны лежать в пределах поля допуска на размер этого элемента. Когда допуск формы должен быть меньше допуска на размер, необходимо устанавливать числовые значения допусков на отклонения формы. Во многих случаях допуск формы определяется деталями, сопрягаемыми сданной поверхностью (профилем. Например, в зависимости от класса точности и размера подшипника качения на сопрягаемые с ним поверхности вала и корпуса задаются числовые значения допусков круглости и профиля продольного сечения ( ГОСТ 3325 – 85). Другим примером является расчеты посадок с зазором, при которых назначаются частные виды отклонения профиля продольного сечения. В иных случаях пользуются рекомендациями ГОСТ 24643 – 81. В этом стандарте допуски задаются в зависимости отрядов точности, названных степенями точности, и интервалов номинальных размеров (номинальный размер диаметра или длины нормируемого участка. Степени точности задаются от I до XVI в порядке убывания точности. Для ответственных деталей используют степени точности до X. В приложении этого стандарта имеются рекомендации в отношении выбора допуска формы в зависимости от квалитета точности размера элемента детали. Однако этими рекомендациями практически не пользуются. Числовые значения допусков формы даны в табл. 5.2 и 5.3. Таблица 5.2. Допуски плоскостности и прямолинейности, в мкм Степени точности Номинальный размер, мм I II III IV V до 10 0,25 0,4 0,6 1,0 1,6 св до 25 0,4 0,6 1,0 1,6 2,5 св до 60 0,6 1,0 1,6 2,5 4 св до 160 1,0 1,6 2,5 4 6 св до 400 1,6 2,5 4 6 10 св до 2,5 4 6 10 16 Степени точности Номинальный размер, мм VI VII VIII IX X до 10 2,5 4 6 10 16 св до 25 4 6 10 16 25 св до 60 6 10 16 25 40 св до 160 10 16 25 40 60 св до 400 16 25 40 60 100 св до 25 40 60 100 160 Таблица 5.3. Допуски формы цилиндрических поверхностей, в мкм Степени точности Номинальный размер, мм I II III IV V до 6 0,3 0,5 0,8 1,2 2 св до 18 0,5 0,8 1,2 2 3 св до 50 0,6 1,0 1,6 2,5 4 св до 120 0,8 1,2 2 3 5 св до 260 1,0 1,6 2,5 4 6 св до 500 1,2 2 3 5 8 Степени точности Номинальный размер, мм VI VII VIII IX X до 6 3 5 8 12 20 св до 18 5 8 12 20 30 св до 50 6 10 16 25 40 св до 120 8 12 20 30 50 св до 260 10 16 25 40 60 св до 500 12 20 30 50 80 В табл. 5.4 и 5.5 даны примеры назначения допусков формы в зависимости от степени точности [3,4]. 57 Таблица 5.4. Примеры назначения допусков плоскостности и прямолинейности Степень точности Примеры применения Способ обработки I-II Измерительные и рабочие поверхности особо точных средств измерения (СИ) концевые меры длины, лекальные линейки и т.д.), направляющие прецизионных станков. Доводка, суперфиниширование, тонкое шабрение. III-IV Измерительные и рабочие поверхности СИ нормальной точности (поверочные плиты и линейки, микрометры и т.д.), опорные поверхности рамных и брусковых уровней, направляющие станков повышенной точности. Доводка, шлифование и шабровка повышенной точности. V-VI Направляющие и столы станков нормальной точности, направляющие точных машин и приборов, базовые и установочные поверхности технологических приспособлений повышенной точности, упорные подшипники турбин большой мощности. Шлифование, шабрение, обточка повышенной точности. VII-VIII Разметочные плиты, направляющие гидравлических прессов, упорные подшипники машин малой мощности, базовые поверхности кондукторов и других технологических приспособлений, опорные поверхности корпусов подшипников, разъемы турбин и корпусов редукторов. Грубое шлифование, фрезерование, строгание, протягивание, обтачивание. IX-X Стыковые поверхности траверз и станин, опорные поверхности машин, устанавливаемые на амортизирующие прокладки, присоединительные поверхности арматуры, фланцев станков (с использованием мягких прокладок. Фрезерование, строгание, обтачивание. 58 Таблица 5.5. Примеры назначения допусков формы цилиндрических поверхностей Степень точности Примеры применения Способ обработки I-II Шарики и ролики, посадочные поверхности подшипников качения особо высокой точности и сопрягаемые сними посадочные поверхности валов и корпусов, подшипниковые шейки шпинделей прецизионных станов, детали плунжерных пар. Доводка, тонкое шлифование, алмазное растачивание повышенной точности. III-IV Посадочные поверхности подшипников качения повышенной точности и сопрягаемые сними посадочные поверхности валов и корпусов, цапфы осей гироприборов, подшипниковые шейки коленчатых валов, поршневые пальцы авиационных и автомобильных двигателей, подшипники жидкостного трения, детали гидравлической арматуры, работающие при высоких давлениях без уплотнений. Доводка, хонингование, тонкое шлифование, алмазное растачивание, тонкое обтачивание. V-VI Посадочные поверхности подшипников качения нормальной точности и сопрягаемые сними посадочные поверхности валов и корпусов, подшипниковые шейки коленчатых валов, поршневые пальцы тракторных и судовых двигателей, детали гидравлической и пневматической аппаратуры при средних и низких давления без уплотнений или высоких давлениях с уплотнением. Хонингование, шлифование, чистовое растачивание и обтачивание, тонкое развертывание. VII-VIII Подшипники скольжения крупных гидротурбин, тихоходных двигателей и редукторов, цилиндры, гильзы, поршни автомобильных и тракторных двигателей. Чистовое растачивание и обтачивание, развертывание, зенкерование. IX-X Подшипники скольжения при малых скоростях и давлениях, цилиндры, поршни насосов низкого давления с мягкими уплотнениями. Растачивание и обтачивание, сверление. 59 5.3. Правила указания требований к точности формы на чертеже При указании требований к точности формы предпочтительным является использование условных знаков, показанных в табл. 5.1. Приведем основные правила простановки допусков формы на чертежах. 1. Допуски на отклонения формы помещают на чертеже в прямоугольных рамках, разделенных на две части. Впервой части слева указывают знак допуска, а во второй части – числовое значение допуска в мм риса. Рамка располагается горизонтально (параллельно основной надписи штампа) чертежа. Пересекать рамку другими линиями нельзя (рис. б. 3. Рамка соединяется с поверхностью, к которой относятся требования к точности формы, линией (соединительная линия, заканчивающейся стрелкой. Направление стрелки должно соответствовать направлению измерения заданного отклонения. Как правило, это направление перпендикулярно к поверхности. Стрелка должна быть направлена в материал поверхности (рис. б. 4. Если допуск относится коси (прямолинейность оси в пространстве, то соединительная линия должна быть продолжением размерной линии. Размерная линия, даже без указания размера, рассматривается как составная часть условного обозначения, показывающее, что требования к точности относятся коси (рис. в. Рисунок 29. Правила простановки допусков отклонений формы на чертежах 0 , 0 5 à ) â ) á ) 0 , 0 4 0 , 0 2 5 Ó 0 , 0 5 0 , 0 0 5 0 , 0 2 0 , 0 5 à ) â ) á ) 0 , 0 4 0 , 0 2 5 Ó 0 , 0 5 0 , 0 0 5 0 , 0 2 60 5.4. Нормирование отклонений от прямолинейности в плоскости и от плоскостности Отклонением от прямолинейности в плоскости называется наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка. Отклонением от плоскостности называется наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка. Для отклонений от прямолинейности в плоскости и от плоскостности существуют два частных вида отклонений – выпуклость и вогнутость. Эти понятия, в основном, используются для указания о запрете или ограничении частного вида отклонения. Условных обозначений у частных видов отклонений нет, поэтому требования к ним записывают в технических условиях к чертежу риса) или текстом около условного знака отклонения (рис. б. На рис. 31 приведены примеры обозначений допускаемых отклонений от прямолинейности в плоскости и от плоскостности. Приведем расшифровку этих обозначений 1. Рисунок а отклонение от прямолинейности поверхности на всей длине детали не более 0,01 мм. 2. Рисунок б отклонение от прямолинейности поверхности на любом участке длиной 100 мм не более 0,01 мм. 3. Рисунок в отклонение от прямолинейности поверхности на всей длине детали не более 0,025 мм и на любом участке длиной 100 мм не более 0,01 мм. 4. Рисунок г отклонение от плоскостности поверхности не более 0,01 мм. 5. Рисунок д отклонение от плоскостности поверхности на любом участке размером 100 х 100 мм не более 0,01 мм. б) Рисунок 30. Указание частных видов отклонений от прямолинейности в плоскости и от плоскостности А 0 , 0 1 1 Вогнутость поверхности Ане допускается 2 Выпуклость небо лее а ) Рисунок 31. Примеры указания отклонений от прямолинейности в плоскости и от плоскостности на чертежах 5.5. Нормирование отклонений формы цилиндрических поверхностей Отклонением от цилиндричности называют наибольшее отклонение точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка. Это комплексный показатель, который в настоящее время малообеспечен измерительными приборами. Поэтому он имеет скорее теоретический характер и на чертежах указывать его нецелесообразно. Отклонением от круглости называютнаибольшее расстояниеот точек реального профиля поперечного сечения цилиндрической поверхности до прилегающей окружности. Отклонение от круглости имеет два частных вида – овальность и огранка. Их выделяют, так как они характерны для многих видов обработки и существуют традиционные способы измерения этих отклонений. Овальность – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру (риса. Огранка - отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру (рис. б. Условных обозначений у частных видов отклонений нет, поэтому требования к ним записывают в технических условиях к чертежу. Отклонением профиля продольного сечения называется наибольшее расстояние от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка. Под прилегающим профилем продольного сечения понимается две параллельные прямые, соприкасающиеся с реальным профилем продольного сечения цилиндрической поверхности и профилем , 0 1 0 , 0 1 / 1 0 0 0 , 0 2 5 0 , 0 1 / 1 0 0 а) б) в) 0 , 0 1 0 , 0 1 / 1 0 0 × 1 0 0 г) д) 62 Рисунок 32. Частные виды отклонения от круглости продольного сечения цилиндрической поверхности и расположенные вне материала детали так, что наибольшее отклонение точек реального профиля от соответствующей стороны прилегающего профиля продольного сечения в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. В настоящее время этот параметр малообеспечен измерительными приборами. Поэтому он имеет скорее теоретический характер и на чертежах указывать его нецелесообразно В ГОСТ 28187 – 89 Отклонения формы и расположения поверхностей. Общие требования и методы измерений предусматривается возможность представить отклонение профиля продольного сечения (EFP) сочетанием отклонений от прямолинейности (EFL) и параллельности (EFA) образующих. Поэтому, вместо условного обозначения допуска профиля продольного сечения можно указывать условные обозначения допусков прямолинейности и параллельности образующих (рис. 33). Значение отклонения профиля продольного сечения можно рассчитать по формуле 2 Эта формула носит формальный характер и значения, полученные по ней, не всегда соответствуют действительности. Частными видами отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность, бочкообразность, седлообразность. d m a x d m i n Прилегающая окружность í î ñ ò ü î â = ( d m a x - d m i n ) / 2 à ) Прилегающая окружность ð - î ã ð à í ê à á ) Рисунок 33. Представление отклонения профиля продольного сечения сочетанием отклонений от прямолинейности и параллельности образующих Конусообразность – отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие прямолинейны, ноне параллельны (риса. Бочкообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие имеют выпуклость, а диаметры увеличиваются от краев к середине сечения (рис. б. Седлообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие имеют вогнутость, а диаметры уменьшаются от краев к середине сечения (рис. в. Условных обозначений у частных видов отклонений нет, поэтому требования к ним записывают в технических условиях к чертежу. Рисунок 34. Частные виды отклонения профиля продольного сечения 0 , 0 2 À 0 , 0 2 À 0 , 0 1 6 d m a x d m i n ê î í = ( d m a x - d m i n ) / 2 d m a x d m i n á î ÷ = ( d m a x - d m i n ) / 2 à ) á ) d m a x d m i n ñ å ä = ( d m a x - d m i n ) / 2 â ) 64 Отклонением от прямолинейности оси в пространстве называется наименьшее значение диаметра цилиндра, внутри которого располагается Рисунок 35. Указание отклонения от прямолинейности оси в пространстве на чертеже реальная ось поверхности вращения в пределах нормируемого участка. За реальную ось принимается геометрическое место центров прилегающих окружностей в сечении плоскостью, перпендикулярной оси прилегающего цилиндра. На рис. 35 приведен пример условного обозначения отклонения от прямолинейности оси в пространстве. Этот параметр сложен в измерениях, поэтому на практике его редко используют. |