Лекция № 7 «Допуски формы и расположения поверхностей»

 

Влияние отклонений формы и расположения поверхностей на качество изделий.

Точность геометрических параметров деталей характеризуется не только точностью размеров её элементов, но и точностью формы и взаимного расположения её поверхностей.

Причинами возникновения отклонений формы и расположения поверхностей деталей являются:

а) неточности и деформация станка, инструмента;

б) деформация обрабатываемого изделия;

в) неравномерность припуска на обработку;

г) неоднородность материала заготовки и т.д.

Всё это приводит к следующим негативным последствиям:

а) в подвижных соединениях к уменьшению износостойкости деталей, нарушению плавности хода, шумообразованию и т.д.

б) в неподвижных и плотных подвижных соединениях возникает неравномерность натягов и зазоров, что приводит к снижению прочности соединения, герметичности, точности центрирования.

При увеличении нагрузок, скоростей, рабочих температур, характерных для современных машин, влияние отклонений формы и расположения поверхностей усиливается.

в) существенно влияют на точности и трудоёмкость сборки, повышают объём пригоночных операций, снижают точность измерения размеров, влияют на точность базирования деталей при изготовлении и контроле.

Таким образом, для обеспечения точности параметров изделия, его работоспособности и долговечности на чертежах необходимо указывать не только отклонение размеров, но и при необходимости допуски формы и расположения поверхностей. Это способствует повышению качества машин и приборов.

Нормативные документы на допуски формы и расположения поверхностей.

Назначение допусков формы и расположения поверхностей должно производиться на основе ГОСТов.

Номер ГОСТ	Наименование стандарта
ГОСТ 24642-81 (СТ СЭВ 301-76)	Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения.
ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636-77)	¾ ¾ ¾ числовые значения.
ГОСТ 14140-81 (СТ СЭВ 637-77)	Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей.
ГОСТ 25069-81 (СТ СЭВ 1911-79)	Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей.
ГОСТ 2.308-79 (СТ СЭВ 368-76)	Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей.

 

Отклонения и допуски формы поверхностей.

 

Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности (ограничивающей тело и отделяющей его от окружающей среды) от формы номинальной поверхности.

Под номинальной понимается идеальная поверхность, форма которой задана чертежом или другой технической документацией.

Отклонение формы оценивается по всей поверхности или на нормируемом участке, если заданы его площадь, длина или угол сектора.

Отсчет отклонений формы производится от прилегающей поверхности, под которой понимается поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от неё наиболее удалённой точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка было минимальным.

Параметром для количественной оценки отклонения формы по ГОСТ 24642-81 является наибольшее расстояние D от точек реальной поверхности до прилегающей поверхности по нормам и последней в пределах нормируемого участка L.

Допуском формы называется наибольшее допускаемое значение отклонения формы.

Требования, определяемые допуском формы геометрически могут быть представлены в виде поля допуска.

Поле допуска формы – это область в пространстве или на плоскости, внутри которой должны находиться все тоски реальной поверхности или реального профиля в пределах нормируемого участка.

Рассмотрим отдельные виды отклонений и допусков формы поверхностей и профилей.

Отклонения и допуски формы цилиндрических поверхностей.

При нормировании применяются следующие допуски:

а) допуск цилиндричности (/o/);

б) допуск круглости (о);

в) допуск профиля продольного сечения (=);

г) допуск прямолинейной образующей или от (-).

а) Комплексным показателем формы цилиндрической поверхности является отклонение от цилиндричности, представляющее собой наибольшее расстояние D от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка L.

Рисунок 1 – Отклонение от цилиндричности

Допуск цилиндричности включает в себя допуски круглости и формы продольного сечения.

б) Отклонение от круглости – наибольшее расстояние D от точек реального профиля до прилегающей окружности.

Рисунок 2 – Отклонение откруглости

 

в) Отклонение профиля продольного сечения – наибольшее расстояние D от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через её ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах длины нормируемого участка.

г) Отклонение от прямолинейности оси – минимальное значение диаметра D цилиндра, внутри которого располагается реальная ось поверхности в пределах нормируемого участка.

Рисунок 3 – отклонение от прямолинейности оси

 

Отклонения и допуски формы плоских поверхностей.

 

При нормировании применяются следующие допуски:

а) плоскостности (

б) допуск прямолинейности (-).

Плоскостность нормируется при необходимости ограничить отклонения формы всей поверхности или её участка, прямолинейность – если достаточно ограничить отклонения в сечении поверхности заданного направления.

а) Отклонение от плоскости – наибольшее расстояние от точек реальной поверхности D до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка.

б) Отклонение от прямолинейности – наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка.

Выбор допусков формы зависит от конструктивных и технологических требований и связан также с допуском размера.

Поле допуска размера для сопрягаемых поверхностей ограничивает и любые отклонения формы на длине соединения.

Ни одно из них не может превышать допуск размера.

Допуски формы назначаются только в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размера.

Отклонения и допуски расположения поверхностей.

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

Под номинальным понимается расположение, определяемое номинальными линейными и угловыми размерами между рассматриваемым элементом и базами.

Допуском расположения называется предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей.

Полем допуска расположения называется область в пространстве или на заданной плоскости, внутри которой должны находиться прилегающая поверхность нормируемого элемента или ось, центр, плоскость симметрии нормируемого элемента.

Для оценки точности расположения поверхностей назначают базы. Базой может быть поверхность, её образующая или точка. Если базой является поверхность вращения или резьба, то в качестве базы рассматривают их ось.

Отклонение и допуски поверхности. (//)

Отклонение от параллельности – это разность D наибольшего a и наименьшего b расстояний между плоскостями (прилегающими) в пределах нормируемого участка.

Отклонения и допуски перпендикулярности (^).

Отклонение от перпендикулярности плоскостей – это отклонение угла между плоскостями от прямого угла (90°), выраженное в линейных единицах D на длине нормируемого участка L.

Отклонения и допуски соосности и симметричности.

Отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности – это наибольшее расстояние D между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности на длине нормируемого участка.

Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости – это наибольшее расстояние D между плоскостью симметрии рассматриваемой поверхности и базовой плотностью симметрии в пределах нормируемого участка.

Суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей.

Это особая группа допусков, к которой относятся допуски на радиальной и торцовое биение.

Радиальное биение (­) – это результат совместного проявления отклонения от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси и равно разности наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля до базовой оси в сечении плоскостью ^ базовой оси.

Торцовое биение (­) – это суммарное отклонение торцовой поверхности от плоскости и от перпендикулярности относительно базовой оси и равно разности наибольшего и наименьшего расстояний о точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости D базовой оси.

Допустимое радиальное биение, равное 0,01 мм, ступени Æ 60 мм относительно ступени Æ 30 мм и допустимое торцовое биение, равное 0,05 мм ступени Æ 60 мм относительно оси ступени Æ 30 мм, измеряемое на Æ 50 мм.

 

Зависимые и независимые допуски.

Отклонения расположения поверхностей и отклонения размеров элементов деталей в зависимости от условий сборки и работы изделий могут проявляться как совместно, так и независимо друг от друга. Поэтому были установлены понятия о зависимых и независимых допусках расположения.

Независимым называется допуск расположения, числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготавливаемых по данному чертежу и не зависит от действительного размера нормируемого или базового элемента.

Зависимым называется допуск расположения, числовое значение которого переменно для различных деталей, изготовляемых по данному чертежу, и зависит от действительного размера нормируемого или базового элемента.

На чертежах и в технических требованиях зависимый допуск задается своим минимальным значением, которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера рассматриваемого или базового элемента данной детали от проходного предела ( или ).

Указанное значение допустимого отклонения от соосности является наименьшим и относится к деталям, у которых отверстия имеют наименьший предельный диаметр. С увеличением диаметров отверстий в соединении будут образовываться зазоры. Отклонение от соосности D определяется разностью радиальных расстояний от осей отверстий, а зазоры разностью предельного и номинального диаметров.

Отклонение от соосности поэтому связано с суммарным зазором в обеих ступенях зависимостью

При небольших предельных размерах отверстий (15,043 или 25,052 мм) возможно дополнительное отклонение от соосности

Полное значение зависимого допуска в этом случае будет максимальным

Зависимые допуски расположения более экономичны и выгодней для производства. Они позволяют применить менее точные, но более экономичные способы обработки и технологическое оборудование. Однако их применение ограничено. Зависимые допуски назначают для тех элементов деталей, к которым предъявляются только требования собираемости в соединениях с гарантированным зазором.

Стандартизация числовых значений допусков формы и расположения поверхностей.

Применение стандартных числовых значений допусков позволяет повысить уровень взаимозаменяемости изделий, увязать между собой требования к изделиям, средствам изготовления и измерения.

Допуски формы и расположения назначают на основе стандартных рядов – степеней точности. Согласно ГОСТ24643-81 установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков изменяются от одной степени к другой с коэффициентом возрастания 1,6.

В зависимости от соотношения между допуском размера ( ) и допуском формы ( ) установлены следующие уровни относительной геометрической точности:

А – нормальная ( )

В – повышенная ( )

С – высокая ( )