Нормирование точности формы, шероховатости и расположения поверхностей деталей машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГЛАВА 1. Нормирование точности формы, шероховатости и расположения поверхностей деталей машин

1.1 ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ЕE НОРМИРОВАНИЕ

На поверхности детали после еe обработки остаются следы от кромок режущего инструмента в виде неровностей и гребешков, близко расположенных друг от друга. Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, выделенная на базовой длине (L). Шероховатость поверхностей влияет на эксплуатационные свойства деталей машин и механизмов. В подвижных посадках за счет износа поверхностей увеличивается зазор. В соединениях с натягом ослабляется прочность соединения и величина натяга за счет смятия гребешков. Шероховатость влияет на герметичность соединения, коррозионную стойкость, усталостную прочность и другие качественные показатели изделия.

Для нормирования шероховатости поверхностей по ГОСТ 2789 установлено (рис. 2.1) шесть параметров: три высотных (Rа; Rz; R_max), два шаговых (Sm; S) и параметр относительной опорной длины профиля (tp) [1, 4, 11, 12].

Рис. 2.1. Профилограмма шероховатости поверхности

Характеристика параметров шероховатости:

Rа ? среднее арифметическое отклонение профиля, мкм:

,

где y_i - расстояние между любой точкой профиля и средней линией m, cредняя линия имеет форму номинального профиля и проводится так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально;

n - количество рассматриваемых точек профиля на базовой длине L;

Rz - высота неровностей профиля по 10-ти точкам, мкм:

,

где H_imax; H_imin -высота наибольшего выступа и глубина наибольшей впадины, мкм;

R_max - наибольшая высота профиля ? расстояние между линией выступов и линией впадин, мкм;

S_m - средний шаг неровностей профиля по средней линии, мкм:

S_m =(? S_mi) /n;

S - средний шаг местных выступов профиля, мкм:

S =(? S_i ) /n,

где n -количество шагов в пределах базовой длины;

t_p - относительная опорная длина профиля:

t_p = (100% ? b_i ) /L,

где p - уровень сечения профиля в % ? это расстояние между линией выступов и линией пересекающей профиль, эквидистантно линии выступов, за 100% принимается R_max;

b_i - длина отрезка, отсекаемая на заданном уровне в материале, мм;

L- базовая длина, мм.

Направления неровностей обработки зависят от метода и технологии изготовления, влияют на работоспособность, износостойкость и долговечность изделия. Условные обозначения направления неровностей (см. табл. 2.1) указывают на чертеже при необходимости.

Таблица 2.1

Условное обозначение направлений неровностей

Нормирование шероховатости поверхности по ГОСТ 2789 выполнено с учетом международных стандартов.

Выбор параметров производится с учетом эксплуатационных свойств поверхности. Предпочтительным принят параметр Ra среднее арифметическое отклонение профиля, так как он определяет шероховатость по всем точкам профиля. Средняя высота неровностей по 10 точкам Rz используется в тех случаях, когда нельзя измерить Ra на приборах типа профилометр путем ощупывания поверхности алмазной иглой. Шаговые параметры влияют на виброустойчивость, сопротивление в волноводах и электропроводность в электротехнических деталях. Параметр t_p необходимо учитывать при высоких требованиях к контактной жесткости и герметичности [11].

В ГОСТ 2789-59 предусматривалось 14 классов шероховатости в порядке уменьшения значений параметров. В сравнительной табл. 2.2 даны соотношения между классами шероховатости и другими высотными параметрами. С 1983 года для всех классов введен ряд значений Ra предпочтительного применения по 1-му варианту.

Таблица 2.2

Значения высотных показателей шероховатости поверхности

Примечания: 1. Нормирование Ra по варианту 1 является предпочтительным.

2. Значения Ra по варианту 3 и Rz полностью соответствуют верхнему пределу класса.

Таблица 2.3

Рекомендации по выбору параметров шероховатости поверхности - Ra, мкм, в зависимости от эксплуатационных требований.

Таблица 2.4

Экономическая точность механической обработки

Таблица 2.5

Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допуска размера и формы поверхности

Определение значений параметров шероховатости может быть выполнено методом подобия и расчетным методом. Примеры выбора числовых значений Ra в зависимости от вида соединения даны в табл. 2.3. Метод подобия ориентируется на экономическую точность, которая устанавливает зависимость шероховатости и формы поверхности от допуска размера и применяемого отделочного метода обработки (см. табл. 2. 4).

Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размера и формы даны в табл. 2.5 [4, 11].

При расчетном методе определяется коэффициент шероховатости К_r в зависимости от уровня относительной геометрической точности (см. табл. 2.11):

Ra = Кr Т,

где Т ?допуск на размер, ограничивающий данную поверхность (Td ; TD ). Расчетное значение округлить в сторону уменьшения до величин табл. 2.2., вариант 1. Соотношение между Ra и Rz колеблется в пределах от 4 до 7 раз, Rz больше, чем Ra_.

Контроль шероховатости может быть выполнен контактным методом (профилометром, профилографом) и бесконтактным на приборах теневого и светового сечения. Раковины, рыхлоты, царапины и другие поверхностные дефекты в оценку шероховатости не включаются. При необходимости требования к дефектам поверхности должны быть установлены отдельно.

В цеховых условиях оценку шероховатости выполняют методом сличения, путем сравнения с образцами шероховатости, которые должны быть из одноименной группы материала (сталь для стальных деталей, чугун - для чугунных и т.д.), с соответствующим методом обработки (точения, шлифования и т.д.) и соответствующей формой поверхности (выпуклые для валов, вогнутые для отверстий, плоские для плоскостей).

Указание требований к шероховатости поверхностей производится на чертежах согласно ЕСКД по ГОСТ 2.309. Обозначение шероховатости состоит из условного значка и числовых значений [4,11]:

основной знак, когда метод обработки поверхности чертежом не регламентируется;

знак, соответствующий поверхности, полученной удалением слоя металла (точением, сверлением, фрезерованием, шлифованием и т.д.);

знак, соответствующий поверхности в состоянии поставки, без удаления слоя металла (литье, штамповка, поковка и т.д.).

Согласно изменениям, внесенным в межгосударственный стандарт

ГОСТ 2.309-73 “ЕСКД. Обозначения шероховатости поверхностей”, указанные примеры должны быть записаны в следующем виде: ; ;

Изменения № 3 к ГОСТ 2.309-73, которые вступили в силу с 01.01 05г., следующие:

* обязательно указывать символ Ra перед его числовым значением;

* все параметры записывать под полочкой. Также под полочкой знака могут быть указаны: условные обозначения неровностей; базовая длина (если отличается от стандартной) и все параметры шероховатости по строчкам, начиная с Ra (или Rz), далее шаговые и далее t_p ;

* над полочкой указывают способ обработки и другие дополнительные требования (например, полировать);

* заменить указанное обозначение на ;

* знак остальное ( ) для поверхностей, обрабатываемых с одинаковыми требованиями, указывать следующим образом - в верхнем правом углу чертежа, например, или ;

* обработку поверхностей сложного контура - “кругом” указывать так: ;

* ввести новый знак направления неровностей: - для поверхностей, полученных методом порошковой металлургии путем спекания;

* допускается указывать требования к шероховатости поверхности на прямоугольной рамке (расположенной горизонтально), содержащей допуск формы поверхности.

1.2 НОРМИРОВАНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.2.1 Основные понятия

Вследствие целого ряда причин при изготовлении геометрическая форма деталей не выдерживается. Поверхности также должны правильно располагаться одна относительно другой, однако они имеют погрешности взаимного расположения. Все эти погрешности (также как шероховатость поверхностей) влияют на эксплуатационные (износ, шум, прочность, герметичность и т.д.) и на технологические (трудоемкость обработки, сборки, контроля, себестоимость) показатели. Поэтому отклонения формы и расположения поверхностей должны быть ограничены допусками.

Термины и определения, относящиеся к допускам формы и расположения, даны в ГОСТ 24642.

Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности или профиля от формы номинальной поверхности или профиля (рис. 2.2).

Номинальная поверхность ? это идеальная поверхность, форма которой задана чертежом или другой технической документацией.

Реальная поверхность ? это поверхность, ограничивающая тело и отделяющая его от окружающей среды. Отклонения формы оцениваются по всей поверхности (по всему профилю) или на нормируемом участке, если заданы площадь, длина или угол сектора, а в необходимых случаях и расположение его на поверхности. Если расположение участка не задано, то его считают любым в пределах всей поверхности или профиля.

Отсчет отклонений формы поверхности производится по нормали к прилегающей поверхности как наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей, которая рассматривается как номинальная.

Прилегающая поверхность - поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от неё наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Отклонения формы профиля оцениваются аналогично - от прилегающей линии.

Допуск формы ? это наибольшее допускаемое значение отклонения формы.

Допуски формы могут быть:

- комплексными (плоскостность, цилиндричность, круглость, допуск формы заданного профиля)

- элементарными (выпуклость, вогнутость, овальность, огранка, конусообразность, седлообразность, бочкообразность).

Рис. 2.2. Схема к определению отклонения формы поверхности

Отклонением расположения называется отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.

Элемент ? это обобщенный термин, под которым понимают поверхность, линию или точку. Расположение рассматриваемого элемента определяется относительно базы. От базы на чертеже задаются координирующие размеры рассматриваемых элементов. Базами могут быть плоскости, цилиндрические поверхности, оси, совокупность поверхностей. При нормировании и измерении допусков расположения поверхностей погрешности их формы не учитываются.

Суммарный допуск формы и расположения является результатом совместного проявления отклонений формы и расположения рассматриваемого элемента относительно заданных баз.

Основные нормативные требования к допускам формы и расположения поверхностей отражены в государственных стандартах [4,10,12], а указания на чертежах выполняются согласно требованию ЕСКД по ГОСТ 2.308. Виды допусков формы и расположения поверхностей, примеры обозначения на чертежах даны в табл. 2.6; табл. 2.7 и табл. 2.8.

Таблица 2.6

Виды допусков формы и примеры их условных обозначений по ГОСТ 2.308

Вид допуска	Графический символ	Пример обозначения на чертеже
Допуск прямолинейности (для плоскостей, осей, цилиндрических поверхностей на заданной длине или на всей поверхности)
Допуск плоскостности (элементарные отклонения: вогнутость, выгнутость)
Допуск круглости (элементарные отклоне-ния: овальность, огранка)
Допуск цилиндричности
Допуск профиля продольного сечения (элементарные отклонения: конусообразность, cедлообразность, бочкообразность)
Допуск формы заданного профиля (суммарный допуск формы и расположения заданного профиля) А, Б - обозначение базы
Допуск формы заданной поверхности (суммарный допуск формы и расположения заданной поверхности)

Таблица 2.7

Виды допусков расположения и примерных условных обозначений по ГОСТ 2.308

Вид допуска	Графический символ	Пример обозначения на чертеже
Допуск параллельности (поверхностей, осей на всей длине или на заданном участке) - обозначение базы
Допуск перпендикулярности (поверхностей, осей на всей длине или на заданном участке) База ? ось отверстия 30Н6
Допуск наклона
Допуск соосности (может быть в диаметральном и радиусном выражении; зависимый или независимый) База ? ось поверхности 45h8
Допуск симметричности (также, как и допуск соосности)
Допуск пересечения осей База ? ось отверстия D1
Позиционный допуск (может быть в основном зависимый, реже независимый, если на участке вне детали, то выступающий допуск) в диаметральном или радиусном выражении

Таблица 2.8

Суммарные допуски формы и расположения поверхностей и примеры их условных обозначений по ГОСТ 2.308

Вид допуска	Графический символ	Пример обозначения на чертеже
Допуски радиального или торцевого биения в заданном направлении База - ось отверстия 30Н7
Допуск полного радиального или торцевого биения База ? общая ось двух шеек вала
Суммарный допуск параллельности и плоскостности Суммарный допуск перпендикулярности и плоскостности
Суммарный допуск наклона и плоскостности

• Размещено на http://www.allbest.ru/

18

19

Таблица 2.9

Допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения, соосности, симметричности, пересечения осей и радиального биения ГОСТ 24643

Интервалы размеров,мм (диаметр)	Степени точности для
	мкм	мм
	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
До 3	0,8	1,2	2	3	5	8	12	20	30	50	80	120	200	0,3	0,5	0,8
Cвыше 3 до 10	1	1,6	2,5	4	6	10	16	25	40	60	100	160	250	0,4	0,6	1,0
10 - 18	1,2	2	3	5	8	12	20	30	50	80	120	200	300	0,5	0,8	1,2
18 - 30	1,6	2,5	4	6	10	16	25	40	60	100	160	250	400	0,6	1,0	1,6
30 - 50	2	3	5	8	12	20	30	50	80	120	200	300	500	0,8	1,2	2,0
50 - 120	2,5	4	6	10	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1,0	1,6	2,5
120 - 250	3	5	8	12	20	30	50	80	120	200	300	500	800	1,2	2,0	3,0
250 - 400	4	6	10	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1000	1,6	2,5	4,0
400 - 630	5	8	12	20	30	50	80	120	200	300	500	800	1200	2,0	3,0	5,0
630 - 1000	6	10	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1000	1600	2,5	4,0	6,0
1000 - 1600	8	12	20	30	50	80	120	200	300	500	800	1200	2000	3,0	5,0	8,0
1600 - 2500	10	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1000	1600	2500	4,0	6,0	10,0
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
	Степени точности для в диаметральном выражении и для радиального биения --

Таблица 2.10

Допуски плоскостности, прямолинейности, параллельности, перпендикулярности,
наклона и торцового биения по ГОСТ 24643

Интервалы размеров,мм (длина)	Степени точности для
	мкм	мм
	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
До 10	0,6	1	1,6	2,5	4	6	10	16	25	40	60	0,1	0,16	0,25	0,4
Свыше 10 до 16	0,8	1,2	2	3	5	8	12	20	30	50	80	0,12	0,2	0,3	0,5
16 - 25	1	1,6	2,5	4	6	10	16	25	40	60	100	0,16	0,25	0,4	0,6
25 - 40	1,2	2	3	5	8	12	20	30	50	80	120	0,2	0,3	0,5	0,8
40 - 63	1,6	2,5	4	6	10	16	25	40	60	100	160	0,25	0,4	0,6	1,0
63 - 100	2	3	5	8	12	20	30	50	80	120	200	0,3	0,5	0,8	1,2
100 - 160	2,5	4	6	10	16	25	40	60	100	160	250	0,4	0,6	1,0	1,6
160 - 250	3	5	8	12	20	30	50	80	120	200	300	0,5	0,8	1,2	2,0
250 - 400	4	6	10	16	25	40	60	100	160	250	400	0,6	1,0	1,6	2,5
400 - 630	5	8	12	20	30	50	80	120	200	300	500	0,8	1,2	2,0	3,0
630 - 1000	6	10	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1,0	1,6	2,5	4,0
1000 - 1600	8	12	20	30	50	80	120	200	300	500	800	1,2	2,0	3,0	5,0
1600 - 2500	10	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1000	1,6	2,5	4,0	6,0
2500 - 4000	12	20	30	50	80	120	200	300	500	800	1200	2,0	3,0	5,0	8,0
4000 - 6300	16	25	40	60	100	160	250	400	600	1000	1600	2,5	4,0	6,0	10,0
6300 - 10000	20	30	50	80	120	200	300	500	800	1200	2000	3,0	5,0	8,0	12,0
	Степени точности для (торцовое биение)

1.2.2 Определение числовых значений допусков формы поверхности

Для каждого вида допуска установлено 16 степеней точности в порядке возрастания величины допуска по ГОСТ 24643. Числовые значения допусков формы и расположения цилиндрических деталей даны в табл. 2.9, а для плоских деталей в табл. 2.10. Для плоских деталей длина поверхности детали принята за номинальный размер, так как допуск формы зависит от длины поверхности детали.

При установлении соотношения между допуском размера и допуском формы для цилиндрических деталей принят диаметр рассматриваемой поверхности, а для плоских деталей ? допуск на толщину детали, так как наибольшая погрешность равна этому допуску (100 %).

Для цилиндрических деталей допуск формы задан в радиусном выражении, поэтому наибольшая погрешность формы принята равной 50 % от допуска на диаметр.

Числовые значения допусков формы поверхности могут быть определены расчетным методом и методом подобия.

Расчетный метод основан на соотношении допусков размеров с допусками формы и шероховатостью поверхности.

Для деталей жесткой конструкции (L2d) по соотношению допусков размера (Т) и формы (Тф) установлены [4] три уровня относительной геометрической точности:

А - нормальный, используемый для поверхностей без особых требований к точности формы при низкой скорости вращения или перемещения; нормальная относительная геометрическая точность применяется наиболее часто в машиностроении;

В - повышенный, используемый для поверхностей, работающих при средних нагрузках и скоростях до 1500 об/мин, при оговоренных требованиях к плавности хода и герметичности уплотнений. Примеры применения: коренные шейки коленчатого вала и шейки распределительного вала, в подшипниках автомобильных двигателей; поверхности, образующие соединения с натягом или по переходным посадкам при воздействии больших скоростей и нагрузок, при наличии ударов и вибраций;

С - высокий, рекомендуемый для поверхностей в подвижных соединениях при высоких нагрузках и скоростях свыше 1500 об/мин, при высоких требованиях к плавности хода, герметичности уплотнения и при необходимости трения малой величины. Примеры применения: приводной вал в подшипниках круглошлифовальных станков, впускные клапаны в направляющих автомобильного двигателя; поверхности в соединениях с натягом и при переходных посадках при высоких требованиях к точности центрирования, прочности соединения в условиях воздействия больших нагрузок, ударов и вибраций.

Допуски формы и расположения по особо высокой геометрической точности могут назначаться для рабочих поверхностей измерительных инструментов и приборов (например, поверхности наконечников микрометров, плоскости концевых мер длины; поверхностей деталей, сортируемых на размерные группы, в этом случае суммарный допуск формы и расположения поверхностей может быть равен или меньше допуска размерной группы).

Расчет допусков формы и шероховатости поверхности производится с учетом коэффициентов (табл. 2.11) формы (Кф) и шероховатости (Кr) по следующим зависимостям: Тф = Kф Т ; Ra = Кr Т.

Для деталей значительной длины (L/2d> 1) допуски формы рассчитываются с учетом коэффициента жесткости Кж =L/2d по формуле:

Т_ф = К_ф К_ж Т.

Расчетные величины допуска округляются по ГОСТ 24643 до табличных значений (см. табл. 2.9 и 2.10) и затем указываются на чертеже.

Таблица 2.11

Значения коэффициентов К_ф и К_r

Уровень относительной геометрической точности	Значение коэффициента Кф	Значение коэффициента Кr
	цилиндрические поверхности	плоские поверхности
А	0,3	0,6	0,05
В	0,2	0,4	0,025
С	0,12	0,25	0,012

Метод подобия применяется при известном квалитете точности размера рассматриваемой поверхности. Определяется степень точности формы поверхности по условиям экономической точности для жесткой конструкции (см. табл. 2.4). Затем степень точности снижается на одну, если L/d от 2 до 5; на две степени точности грубее, если L/d >5. Значение допуска находят по табл. 2.9 для цилиндрических поверхностей или по табл.2.10 для плоских поверхностей.

Технологически на обработанной поверхности кроме шероховатости может быть волнистость, которая обусловлена вибрацией во время резания.

Волнистость - это периодически повторяющиеся неровности, у которых шаг больше базовой длины для шероховатости поверхности. Волнистость занимает промежуточное положение между шероховатостью (L /H ?50) и отклонением формы (L /H ?1000), т.е. находится в интервале 1000 ? L /H ?50 [14].

Волнистость влияет на надежность работы изделий. Контроль волнистости осуществляется профилометрами при использовании наконечников с большим радиусом (R<1 мкм) закругления (исключить шероховатость) или на кругломерах, когда на отклонение формы накладывается волнистость.

1.2.3 Выбор вида допуска, базы и определение числовых значений допусков расположения

Выбор вида допуска расположения зависит от конструктивных особенностей детали (ее геометрической формы) и от функционального назначения. Указанные на чертеже допуски расположения подлежат обязательному контролю, поэтому для неответственных поверхностей допуск расположения может быть отнесен к разряду общих (неуказанных) допусков.

У корпусных деталей (станина, плита, корпус и т. д.) необходимо обратить внимание на расположение плоских поверхностей и отверстий.

Для плоских поверхностей с номинальным углом между ними 90⁰ задается допуск перпендикулярности, если номинальный угол 180⁰, то - допуск параллельности, при других значениях угла - допуск наклона. Допуск симметричности используется для поверхностей, имеющих симметричное расположение элементов (отверстий, плоскостей, пазов и т. д.) относительно общей оси.

Для отверстий под крепеж задается допуск позиционный или предельные отклонения межосевых расстояний. Позиционное отклонение - это комплексное указание положения элементов детали (смещение центра отверстия в различных направлениях).

Для отверстий в разных плоскостях задается допуск параллельности или пересечения осей. Для отверстий на общей оси (смежное или разнесенное расположение) задается допуск соосности.

Для деталей типа тела вращения (валы, втулки, зубчатые колеса, диски, гильзы, цилиндры и т. д.) назначаются следующие виды допусков: допуск соосности поверхностей вращения, который учитывает параллельное и угловое смещение осей рассматриваемых поверхностей; допуск радиального биения, который может быть задан в виде полного радиального биения или в виде радиального биения в заданном направлении.

Допуски соосности (рис. 2.3) могут быть вписанными (для втулок, цилиндров), смежными (для ступенчатых валов и отверстий) и разнесенными (шейки вала под подшипники, отверстия в разных стенках корпуса).

а) б) в)

Рис. 2.3. Возможные виды отклонений от соосности: а ?смежное (база - более точная поверхность); б ?вписанное (база - более точная поверхность, чаще отверстие);

в ? разнесенное (база - общая ось или более точная поверхность)

Для деталей, не имеющих вращательного движения (корпуса, стойки и т. д.), целесообразно задавать допуск соосности, что обеспечивается технологией изготовления (одновременная обработка наружных и внутренних поверхностей, расточка смежных или разнесенных отверстий резцами, расположенными на общей борштанге). Для деталей, имеющих вращательное движение (валы, гильзы, зубчатые колеса и т.д.) целесообразно задавать суммарные допуски радиального или торцового биения, которые наиболее полно характеризуют эксплуатационные свойства деталей. Допуск радиального биения будет влиять на величину зазора в соединении.

Радиальное биение - это разность наибольших и наименьших расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси. Часто используют понятие «эксцентриситет», когда ось вращения детали не совпадает с геометрической осью этой детали. Радиальное биение выявляет удвоенный эксцентриситет. «Центрирование» означает совпадение оси одной детали с осью второй детали в соединении.

Полное радиальное биение задается для достаточно длинных цилиндрических поверхностей (L>2d), т. е. оно включает допуск формы (цилиндричность), а также допуск расположения (соосность). Контроль такого параметра необходимо выполнять в нескольких сечениях, перпендикулярных оси, по показаниям приборов при вращении вала, установленного в центрах или на призмах [10,14].

Радиальное биение в заданном направлении указывается для узких поверхностей при L??0,5d (диски, заплечики вала или отверстия корпуса для установки подшипников и т. д.), а также для поверхностей, образующие которых непрямолинейны (поверхности сложного профиля разных видов кулачков).

Полное торцовое биение является результатом суммарного проявления отклонения от плоскостности реальной поверхности (формы поверхности) и от ее перпендикулярности относительно базовой оси. Торцовое биение в заданном направлении или полное торцовое биение назначается аналогично радиальному (см. табл. 2.8).

Допуски наклона, параллельности и перпендикулярности при одном и том же угловом смещении имеют разное значение в линейном выражении на разных участках по длине детали.

Погрешность угла в 2 дает отклонение в 1 мкм на длине 100 мм.

Выбор базовой поверхности (базы) определяется назначением детали и ее геометрической формой. Различают следующие виды баз: эксплуатационные (определяющие положение детали в машине, механизме); конструкторские (заданные на чертеже); технологические (используемые для установки деталей в процессе обработки); измерительные (используемые для установки детали в операциях контроля, измерения). С целью уменьшения погрешности установки (базирования) целесообразно соблюдать принцип единства баз, т.е. эксплуатационную базу принимать как конструкторскую, технологическую и измерительную. Например, отверстие в зубчатом колесе является эксплуатационной базой, его необходимо принять за конструкторскую, технологическую и измерительную базы. В корпусных деталях используется комплект баз: установочная (лишает деталь 3-х степеней свободы), направляющая (2-х степеней), опорная (1-й степени).

При выборе реальной поверхности в качестве базовой необходимо учитывать следующее:

- поверхность должна быть достаточной протяженности, позволяющей разнести точки установочной базы для удобства установки на нее;

- точность обработки должна быть выше (или равна) точности обработки контролируемой поверхности (более точный квалитет, меньше шероховатость поверхности, оговорены требования к допуску формы поверхности).

При задании допусков наклона, параллельности, перпендикулярности за базу целесообразно принимать поверхность основания корпусной детали.

При выборе конструкторской базы для допусков симметричности и радиального биения могут быть следующие варианты в зависимости от эксплуатационной базы:

? для вписанного или смежного расположения поверхностей за базу принимается поверхность (или ее ось), по которой выполняется более точное центрирование (посадка с натягом, переходная посадка или с наименьшим зазором);

? общая ось двух или более поверхностей при разнесенном их расположении, когда обе они определяют центрирование детали (отверстия в стенках корпуса и шейки вала под подшипники);

? общая ось центровых отверстий, когда они служат эксплутационной базой (оправки для установки втулки при обработке и контроле).

Центровые отверстия обычно являются технологической базой, а не эксплуатационной. Однако они могут использоваться, как измерительные базы, тогда их целесообразно принять за конструкторские базы, хотя и нарушается принцип единства баз. Базирование валов в центрах упрощает конструкции станочных и контрольных приспособлений. Погрешность базирования определяется точностью выполнения и расположения центровых бабок (совпадение центров по горизонтали и вертикали).

Для допуска пересечения осей за конструкторскую базу необходимо принять более точное отверстие.

Позиционные допуски могут быть с базовой поверхностью (более точная поверхность) или без нее.

Контролепригодность допуска расположения Tр можно определить по формуле:

(0,2 0,3) Т_P Т_баз L / L _баз,

где T_р - заданный чертежом допуск расположения, мкм,

T_баз - допуск базовой поверхности, мкм,

L_баз -длина базовой поверхности, мм,

L - длина контролируемой поверхности, мм.

Если неравенство нарушено, то указанный допуск является неконтроле-пригодным. Необходимо увеличить заданный чертежом допуск расположения T_р или повысить точность базы (уменьшить допуск размера базовой поверхности детали T_баз). Допуск размера базовой поверхности определяется по формуле:

Т_баз ? [ _баз ],

где [ _баз ] = (0,2 ч 0,3) Т_Р L_баз / L - допускаемая погрешность базирования при измерении заданного допуска расположения.

Погрешность базирования является одной из систематических составляющих суммарной погрешности измерения. Ее величина зависит от точности изготовления базовой поверхности, т.е. ее допуска на размер и допуска формы.

Определение числового значения допусков расположения. Для каждого вида допуска расположения установлено 16 степеней точности в порядке возрастания величины допуска по ГОСТ 24643. На чертежах задаются допуски расположения точнее 10-й степени, а степени с 10-й по 16-ю относятся к неуказанным допускам расположения (общим допускам).

В большинстве случаев числовые значения допусков расположения определяются методом подобия (табл. 2.12), т.е. выбирается степень точности в зависимости от назначения детали и рассматриваемой поверхности. Затем по номинальному размеру поверхности и степени точности определяется числовое значение допуска (для цилиндрических поверхностей - по табл. 2.9, для плоских поверхностей - по табл. 2.10). Для плоских деталей длина детали принята за номинальный размер, так как погрешности формы и расположения поверхностей зависят от длины детали.

Расчетный метод используется только в следующих случаях:

- расчет допусков параллельности и симметричности шпоночного паза (см. гл. 3);

- расчет допусков параллельности или пересечения осей в корпусах редукторов на расстоянии L между внешними стенками корпуса при известных допусках параллельности fx или пересечения осей fy зубчатой передачи, заданных на ширине колеса B, производится по следующим формулам:

T// = 2 (0,2 0,3) | fx|;

T_X = 2(0,2 0,3) | fy |;

? расчет допуска пересечения осей отверстий в корпусе червячного редуктора ( fx -- предельное смещение средней плоскости червячного колеса зависит от степени точности по ГОСТ 3675; 9774; В-- ширина венца червячного колеса; L -- расстояние между внешними стенками корпуса, в которые устанавливается червяк),

T_X=(0,7…0,8)fx;

? расчет допуска перпендикулярности осей отверстий в корпусе под опоры валов конической зубчатой передачи (E -- предельные отклонения межосевого угла в передаче зависят от степени точности по ГОСТ 1758; 9368 ; R -- среднее конусное расстояние; L -- расстояние между внешними стенками корпуса):

T =2(0,6…0,7)E .

Числовые значения допусков расположения (соосности, симметричности, позиционные допуски, допуски пересечения осей) предпочтительно задавать в диаметральном выражении со значками или T, ранее эти допуски указывались в радиусном выражении, что учитывается соотношением 2:1. Если требуется задать допуск в радиусном выражении, то должны быть проставлены знаки R или T/2.

Таблица 2.12

Примеры назначения допусков расположения

Квалитет размера	Степень точности	Области применения
34 45 67 68 910 1113 1216 1417	12 34 56 7 8 910 1112 1316	Высокоточные детали прецизионных аппаратов и приборов. Направляющие прецизионных станков, шейки валов и шпиндели приборов и точных станков Ответственные детали особо точных машин. Шпиндели станков повышенной прочности, измерительных приборов, гидравлическая аппаратура. Направляющие станков высокой точности, приборов, приспособлений Точные машиностроительные детали. Посадочные поверхности валов под зубчатые колеса 5-6 степени, опорные шейки валов при n более 1000 об/мин. Направляющие поверхности станков нормальной точности, станочных приспособлений, рабочие поверхности измерительных инструментов. Торцы подшипников 5,4,2 классов. Заплечики валов и корпусов под подшипники, опорные торцы режущего инструмента, патронов, планшайб. Базовые торцы зубчатых колес Машиностроительные детали нормальной точности, посадочные поверхности валов и отверстий под зубчатые колеса 7-8 степени точности при числе оборотов менее 1000 об/мин. Рабочие поверхности кондукторов прессов. Торцы подшипников 0 и 6 классов, торцы крышек и заплечики под подшипники. Уплотнительные поверхности фланцев. Рабочие поверхности режущих инструментов. Базовые торцы зубчатых колес Детали пониженной точности, нежесткой конструкции. Детали сельскохозяйственных машин, подъемно-транспортных машин при малых скоростях вращения, детали в ручных передачах. Поверхности под прокладки, торцы крышек, свободные поверхности Поверхности низкой точности, неответственных деталей. Поверхности низкой точности с неуказанными допусками, поверхности отливок, штамповок

Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей производится согласно требованиям стандартов ЕСКД (ГОСТ 2.308) в прямоугольной рамке, разделенной на две или три части: в первой ? графический символ; во второй ? числовое значение в мм, в третьей ? буквенное обозначение базы. Располагается рамка всегда горизонтально.

Текстовая запись допускается только при отсутствии символа вида допуска. Рамку соединяют линией со стрелкой с контурной линией поверхности или ее продолжением, если допуск относится к поверхности или ее профилю (допуски формы и суммарные допуски).

Соединительная линия должна быть продолжением размерной линии, если допуск относится к оси или плоскости симметрии (соосность, симметричность), стрелку размерной линии допускается совмещать со стрелкой соединительной линии. При задании базовой поверхности также необходимо учитывать это требование.

Надпись «Ось центров» делать рядом с обозначением базовой оси [1, 4, 6, 14].

2.3 ЗАВИСИМЫЕ И НЕЗАВИСИМЫЕ ДОПУСКИ РАСПОЛОЖЕНИЯ

Стандартами установлены два вида допусков расположения: зависимые и независимые.

Зависимый допуск имеет переменное значение и зависит от действительных размеров базового и рассматриваемого элементов. Зависимый допуск более технологичный.

Зависимыми могут быть следующие допуски расположения поверхностей: позиционные допуски, допуски соосности, симметричности, перпендикулярности, пересечение осей.

Независимые допуски используются для ответственных соединений, когда их величина определяется функциональным назначением детали.

Независимые допуски также используются в мелкосерийном и единичном производстве, а их контроль производится универсальными измерительными средствами (см. табл. 2.13).

Зависимые допуски устанавливаются для деталей, сопрягаемых одновременно по двум или более поверхностям, для которых взаимозаменяемость сводится к обеспечению собираемости по всем сопрягаемым поверхностям (соединение фланцев с помощью болтов).

Таблица 2.13

Условия выбора зависимого допуска расположения

Условия работы соединения	Вид допуска расположения
Условия выбора: Крупносерийное, массовое производство Требуется обеспечить только собираемость при условии полной взаимозаменяемости Контроль калибрами расположения Вид соединений: Неответственные соединения Сквозные отверстия под крепеж	Зависимый
Условия выбора: Единичное и мелкосерийное производство Требуется обеспечить правильное функционирование соединения (центрирование, герметичность, балансировка и другие требования) Контроль универсальными средствами Вид соединений: Ответственные соединения с натягом или по переходным посадкам Резьбовые отверстия под шпильки или отверстия под штифты Посадочные места под подшипники, отверстия под валы зубчатых передач	Независимый

Используются зависимые допуски в соединениях с гарантированным зазором в крупносерийном и массовом производстве, контроль их производится калибрами расположения. На чертеже указывается минимальное значение допуска (Тpmin), которое соответствует проходному пределу (наименьший предельный размер отверстия или наибольший предельный размер вала). Фактическая величина зависимого допуска расположения определяется действительными размерами соединяемых деталей, т. е. в разных сборках она может быть разная. При соединениях по скользящей посадке Тpmin=0. Полное значение зависимого допуска определяется прибавлением к Тpmin дополнительной величины Тдоп, зависящей от действительных размеров данной детали (ГОСТ Р 50056):

Тpзав = Тpmin + Тдоп.

Примеры расчета величины расширения допуска для типовых случаев даны в табл. 2.14. В этой таблице также даны формулы для пересчета допусков расположения на позиционные допуски при проектировании калибров расположения (ГОСТ 16085).

Расположение осей отверстий под крепежные детали (болты, винты, шпильки, заклепки) может быть задано двумя способами:

- координатным, когда заданы предельные отклонения L координирующих размеров;

- позиционным, когда заданы позиционные допуски в диаметральном выражении - Тр.

Пересчет допусков из одного способа в другой производится по формулам табл. 2.15 для системы прямоугольных и полярных координат.

Координатный способ используется в единичном, мелкосерийном производстве, для неуказанных допусков расположения, а также в случаях, если требуется пригонка деталей, если заданы разные величины допусков по координатным направлениям, если число элементов в одной группе менее трех.

Позиционный способ более технологичный и используется в крупносерийном и массовом производстве [4,6,12]. Позиционные допуски наиболее часто используются для задания расположения осей отверстий под крепежные детали. При этом координирующие размеры указываются только номинальными значениями в квадратных рамках, так как на эти размеры не распространяется понятие «общий допуск».

Числовые значения позиционных допусков не имеют степеней точности и определяются из базового ряда числовых значений по ГОСТ 24643. Базовый ряд состоит из следующих чисел: 0,1; 0,12; 0,16; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8 мкм, эти значения могут быть увеличены в 10 10⁵ раз.

Числовое значение позиционного допуска зависит от типа соединения А (болтами, два сквозных отверстия во фланцах) или В (соединение шпильками, т. е. зазор в одной детали). По известному диаметру крепежной детали определяется по табл. 2.16 ряд отверстий, их диаметр (D) и минимальный зазор (Smin)[4,14].

На чертеже детали указывают величину позиционного допуска (см. табл. 2.7), решив вопрос о его зависимости. Для сквозных отверстий допуск назначается зависимый, а для резьбовых - независимый, поэтому он расширяется.

Для соединения типа (А) Тпоз = Sp, для соединений типа (В) для сквозных отверстий Тпоз = 0,4 Sр, а для резьбовых Тпоз = (0,5 0,6) Sp (рис. 2.4).

а) б)

Рис 2.4. Виды соединения деталей при помощи крепежных изделий:

а ? тип А, болтами; б? тип В, шпильками, штифтами; 1,2?соединяемые детали

Таблица 2.14

Пересчет допусков расположения поверхностей на позиционные допуски

Допуск расположения поверхностей	Эскиз	Формулы для определения позиционного допуска	Максимальное расширение допуска Tдоп
Допуск соосности (симметричности) относительно оси базовой поверхно- сти		Для базы ТP=0 Для контро-лируемой поверхности ТP=ТC	Tдоп=Td1 Tдоп=Td2
Допуск соосности (симметричности) относительно общей оси		ТP1=ТС1 ТP2=ТС2	Tдоп= Тd1+Тd2
Допуск соосности (симметричности) двух поверхностей База не указана			Tдоп= ТD1+ТD2
Допуск перпенди-кулярности оси поверхности относительно плоскости		ТP =T

Страница:

•  1 
•  2 

методичка "Нормирование точности формы, шероховатости и расположения поверхностей деталей машин" скачать

Подобные документы

• Нормирование точности и технические измерения

  Понятие о резьбовых посадках с натягом и переходных. Допуски присоединительных размеров подшипников. Правильность выбора посадок, допусков формы и расположения, шероховатости поверхности. Отклонения размеров и расположения осей или поверхностей деталей.
  
  контрольная работа [388,7 K], добавлен 17.03.2016
  

• Шероховатость поверхности. Отклонение формы и расположения поверхности

  Понятие шероховатости поверхности. Разница между шероховатостью и волнистостью. Отклонения формы и расположения поверхностей. Требования к шероховатости поверхностей и методика их установления. Функциональные назначения поверхностей, их описание.
  
  реферат [2,2 M], добавлен 04.01.2009
  

• Нормирование точности и технические измерения

  Влияние на эксплуатационные показатели механизмов и машин правильности выбора посадок, допусков формы и расположения деталей. Расчет и конструирование предельных калибров для контроля соединения. Сущность нормирования точности цилиндрических соединений.
  
  контрольная работа [3,3 M], добавлен 20.07.2012
  

• Детали машин и основы конструирования

  Методика расчета и условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей деталей машин, примеры выполнения рабочих чертежей типовых деталей. Определение параметров валов и осей, зубчатых колес, крышек подшипниковых узлов, деталей редукторов.
  
  методичка [2,2 M], добавлен 07.12.2015
  

• Нормирование точности соединений деталей машин

  Гладкие сопряжения и калибры, шероховатость, отклонение формы и расположения поверхностей. Резьбовые соединения, подшипники качения, шпоночные и шлицевые соединения. Составление схемы подетальной размерной цепи, ее расчет методом максимума и минимума.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.09.2010
  

• Нормирование точности и технические измерения

  Расчет посадок подшипников качения. Выбор степеней точности сопряжения зубчатой передачи и резьбового соединения. Определение допусков и предельных отклонений размеров, входящих в размерную цепь. Нормирование шероховатости поверхностей деталей узла.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.10.2011
  

• Расчет посадок подшипников качения

  Определение наибольших, наименьших предельных размеров и допусков размеров деталей, входящих в соединение. Характеристика формы и расположения поверхностей подшипника. Установление степени точности. Описание средств измерения шероховатости поверхностей.
  
  курсовая работа [394,9 K], добавлен 17.12.2014
  

• Отклонения геометрических параметров деталей

  Классификация отклонений геометрических параметров, принципы построения систем допусков и посадок для типовых соединений деталей машин. Ряды допусков, диапазоны и интервалы размеров для квалитетов. Отклонения расположения поверхностей и шероховатости.
  
  курсовая работа [906,8 K], добавлен 20.08.2010
  

• Выбор и расчет характеристик сопряжений поверхностей различного вида

  Расчет посадок гладких цилиндрических соединений. Нормирование точности формы, расположения, шероховатости поверхности деталей. Назначение и обоснование посадок шпоночного и шлицевого соединения. Расчет точности зубчатых колес и передач и их контроль.
  
  курсовая работа [4,1 M], добавлен 05.01.2023
  

• Нормирование точности в машиностроении

  Допуски и посадки гладких цилиндрических сопряжений и калибры для контроля их соединений. Выбор посадок подшипника качения. Понятие шероховатости, отклонения формы и расположения поверхностей. Прямобочное и эвольвентное шлицевое и шпоночное соединение.
  
  контрольная работа [187,8 K], добавлен 19.12.2010
  

Другие документы, подобные "Нормирование точности формы, шероховатости и расположения поверхностей деталей машин"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам