Отклонения и допуски расположения поверхностей

Л11,12,(13)

Точность формы и расположения поверхностей.

Шероховатость поверхностей

 

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.

    Точность геометрических параметров деталей характеризуется не только точностью размеров элементов, но и точностью формы 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.

    Отклонения формы и расположения поверхностей снижают технологические показатели изделий. Так, они существенно влияют на точность и трудоемкость сборки и повышают объем пригоночных операций.

 

    Геометрические параметры деталей. Основные понятия.

    Номинальная поверхность – идеальная поверхность, размеры и форма которой соответствуют заданным номинальным размерам и номинальной форме.

    Реальная поверхность – 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).

    Нормируемый участок 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.

    Прилегающая поверхность – 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 качестве базовой 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

    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
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 степеней точности прямолинейности и плоскостности. Числовые значения допусков в зависимости от степени точности приведены в ГОСТ 24643-81.

    Выбор допусков зависит от конструктивных и технологических требований и, кроме того, связан с допуском размера. Поле допуска размера для сопрягаемых поверхностей ограничивает также и любые отклонения формы на длине соединения. Ни одно из отклонений формы не может превышать допуска размера. Допуски формы назначают только в тех случаях, 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.

    Кроме того, 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.

Так, например, частными отклонениями профиля продольного сечения цилиндрической поверхности (рис. 99), следует считать: а) бочкообразность, б) седлообразность, в) конусообразность.

В таблице 32 приведено соответствие достижимой степени точности формы способу обработки (технологии изготовления) для различных видов поверхностей.

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, суперфиниширование
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

 

    Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей, мкм, приведены в таблице 33.

 

Значение допусков формы и расположения поверхностей, мкм 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

Интервал

номинальных

размеров, мм

Степень точности

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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

 

    На рис. 61 приведены примеры обозначений 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.

 

        

 

 

На рис. 100 приведен пример определения числового значения допуска отклонения формы по заданному допуску (квалитету) размера.

 

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 расположения называется 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
         

На рис. 62 приведены примеры обозначений допусков расположения поверхностей на чертежах: а) допуск симметричности, б) допуск параллельности, в) позиционный допуск

 

 

Оценка величины отклонения расположения производится по расположению прилегающей поверхности, проведенной к реальной поверхности. Таким образом, исключается из рассмотрения отклонение формы поверхности.

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

Интервал

номинальных

размеров, мм

Степень точности

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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

 

Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей

    При изготовлении реальной продукции в большинстве случаев отклонения формы и расположения возникают одновременно. Складывая их, получают так называемые суммарные отклонения.

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. 62.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.

2. Торцевое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точки реального профиля торцевой поверхности до плоскости перпендикулярной базовой плоскости (рис. 62.б).

3. Полное радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний по всей реальной поверхности до базовой оси в пределах нормируемого участка (рис. 62.в).

4. Полное торцевое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний по всей реальной торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 62.г).

 

Зависимые и независимые допуски расположения

    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. 101) отклонения размера между осями отверстий заштрихованной детали – зависимый допуск, превышающий минимальный на величину .

 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.

Тестирование

Согласно своему варианту выполнить в произвольном масштабе изображение детали, на котором в пустых ячейках указать необходимые допуски формы и расположения поверхностей (Таблица 1).

Пример

Указать зависимый допуск круглости кругового поля определяющегося диаметром Ø 0.2 и допуск формы заданного профиля, указанного в диаметральном выражении 0.2 мм.

 

 

Варианты заданий

Таблица 1

Вариант Задание
1 Указать допуск плоскостности 0,1 мм, относящегося к участку площадью 100х100 мм и допуск прямолинейности 0,1 мм, относящегося к участку длиной 80 мм
2 Указать допуск биения радиального, торцевого и в заданном направлении 0,01 мм связанного с базами А и Б
3 Указать допуск биения радиального, торцевого и в заданном направлении 0,01 мм связанного с базой А
4 Указать допуск соосности 0,02 мм
5 Указать допуск перпендикулярности 0,2 мм связанного с базой А
6 Указать допуск симметричности указанного в диаметральном выражении 0,2 мм связанного с базой А
7 Указать допуск биения радиального, торцевого и в заданном направлении 0,01 мм относящегося к участку Æ20 мм связанного с базой А
8 Указать допуск соосности кругового поля определяющегося диаметром Æ0,1 мм
9 Указать допуск цилиндричности 0,1 мм относящегося к участку 50 мм и допуск круглости 0,04 мм
10 Указать допуск биения радиального, торцевого и в заданном направлении 0,02 мм связанного с базой А
11 Указать допуск плоскостности 0,2 мм, относящегося к участку площадью 50х50 мм и допуск параллельности 0,02 мм связанного с базой А
12 Указать допуск полного радиального и полного торцевого биений 0,02 мм связанного с базами А и Б
13 Указать допуск биения радиального, торцевого и в заданном направлении 0,1 мм связанного с базой А
14 Указать зависимый допуск прямолинейности кругового поля определяющегося диаметром Æ0,1 мм

варианты

                 

 

              

 

 

                 

 

                        

  

 

Шероховатость поверхности

 

    Шероховатость поверхности регламентируется следующими стандартами:

ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения;

ГОСТ 2789 -73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики;

ГОСТ 2.309-73. Обозначение шероховатости поверхностей. Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (рис. 63), получаемого путем сечения реальной поверхности  плоскостью.

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.

Параметры шероховатости

    ГОСТ 2789-73 установлены следующие параметры шероховатости.

1. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra  - это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.

 ,

Где l – базовая длина;

у – отклонение профиля (расстояние между точками профиля и базовой линией m – m).

    При дискретном способе обработки профилограммы параметр Ra  рассчитывают по формуле:

 ,

Где yi – измеренные отклонения профиля в дискретных точках;

n – число измеренных дискретных отклонений на базовой длине.

2. Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины.

,

где ypi – высота i-го наибольшего выступа профиля;

yvi – глубина i-й наибольшей впадины профиля.

3.Наибольшая высота неровностей профиля Rmax расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

4. Средний шаг неровностей профиля Sm – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины.

5. Средний шаг местных выступов S – среднее значение шагов местных выступов профиля в пределах базовой длины.

6. Относительная опорная длина профиля tp – отношение опорной длины профиля к базовой длине:

,

где  – опорная длина профиля (сумма длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне р в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины).

    Кроме количественных параметров, стандартом установлены два качественных параметра:

1.Способ обработки. Указывается в том случае, когда шероховатость поверхности следует получить только определенным способом.

2. Тип направления неровностей:

1) направление параллельное длинной стороне ( ),

2) направление перпендикулярное длинной стороне ( ),

3) перекрещивающиеся бороздки ( ),

4) произвольно расположенные неровности поверхности ( ),

5) неровности пунктирно-точечного вида ( ),

6) кругообразно расположенные неровности поверхности ( ),

7) радиально расположенные неровности ( ).

 

Обозначения 1 – 7 используются только в ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или сопряжения.

 

Нормирование параметров шероховатости поверхности.

               

Выбор параметров шероховатости поверхности производится в соответствии с ее функциональным назначением.

    Числовые значения параметра шероховатости Ra находятся в пределах от 100 до 0.008 мкм; Rz и Rmax – от1600 до 0.0025 мкм.

 

    Основным во всех случаях является нормирование высотных пара метров. Предпочтительно нормировать Ra , который лучше отражает отклонения профиля, поскольку определяется по значительно большему числу точек, чем Rz. Когда отсутствуют рекомендации по назначению шероховатости, ограничения шероховатости могут быть связаны с допуском размера (IT), формы (FT) или расположения (TP)

    Величину параметра Rz рекомендуется назначать не более 0.33 от величины поля допуска на размер, либо 0.4….0.5 от допуска расположения или формы.

    Переход от параметра Rz к параметру Ra по соотношениям:

    Ra=0.25Rz при Rz 8 мкм;

    Ra=0.2Rz при Rz< 8 мкм.

    После определения численного значения, параметр Ra округляют до ближайшего значения по ГОСТ 2789-73.

    Выбор числовых значений параметров шероховатости должен быть технически и экономически обоснованным.

Обозначение шероховатости на чертежах

    Рекомендации по обозначению и пример указания значения шероховатости поверхности на чертеже приведены на рис. 64 и 65.

 

Способы измерения и оценки шероховатости

a. визуальный – производится визуальное сравнение поверхности с образцами шероховатости (обоймы из четырех пластин, одна из поверхностей которых обработана с образцовой шероховатостью и аттестована на профилометре),

b. контактный – измерение высотных параметров профилометрами (игла, преобразующий механизм, индикатор),

c. бесконтактные методы (использование микроскопов сравнения и других оптических приборов).

 

Справочный материал

 

Соответствие размеров шероховатости поверхностей видам обработки

Таблица 38

Вид обработки Класс чистоты Ra , мкм Базовая длина, мм
Точение 4 5 6.3 3.2 2.5 2.5
Шлифовка 6 7 8 1.6 0.8 0.4 0.8 0.8 0.8
Полировка 9 10 11 12 0.2 0.1 0.05 0.025 0.25 0.25 0.25 0.25
Доводка 13 14 0.012 0.006 0.08 0.08

 

Соответствие параметров шероховатости классам чистоты поверхности

Таблица 39

Классы

Параметры шероховатости, мкм

Базовая длина L, мм

Разряды Ra Rz
1 - - 320-160

8

2 - - 160-80
3 - - 80-40
4 - - 40-20

2.5

5 - - 20-10

6

а 2.5-2.0

--

0.8

б 2.0-1.6
в 1.6-1.25

7

а 1.25-1.0

--

б 1.0-0.8
в 0.8-0.63

8

а 0.63-0.50

--

б 0.50-0.40
в 0.40-0.32

9

а 0.32-0.25

--

0.25

б 0.25-0.20
в 0.20-0.16

10

а 0.160-0.125
б 0.125-0.100
в 0.100-0.080

11

а 0.080-0.063
б 0.063-0.050
в 0.050-0.040

12

а 0.040-0.032
б 0.032-0.025
в 0.025-0.020

13

а

--

0.100-0.080

0.08

б 0.080-0.063
в 0.063-0.050

14

а

--

0.050-0.040
б 0.040-0.032
в 0.032-0.025

 

Требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размера и формы

Таблица 40

Допуск размера (квалитет)

Допуск формы % от допуска размера

Номинальные размеры, мм

До 18 Св. 18 до 50 Св.50 до 120 Св.120 до 500

Значения Ra , мкм, не более

IT5

100 0.4 0.8 1.6 1.6
60 0.2 0.4 0.8 0.9
40 0.1 0.2 0.4 0.4

IT6

100 0.8 1.6 1.6 3.2
60 0.4 0.8 0.8 1.6
40 0.2 0.4 0.4 0.8

IT7

100 1.6 3.2 3.2 3.2
60 0.8 1.6 1.6 3.2
40 0.4 0.8 0.8 1.6

IT8

100 1.6 3.2 3.2 3.2
60 0.8 1.6 3.2 3.2
40 0.4 0.8 1.6 1.6

IT9

100; 60 3.2 3.2 6.3 6.3
40 1.6 3.2 3.2 6.3
25 0.8 1.6 1.6 3.2

IT10

100;60 3.2 6.3 6.3 6.3
40 1.6 3.2 3.2 6.3
25 0.8 1.6 1.6 3.2

IT1 1

100;60 6.3 6.3 12.5 12.5
40 3.2 3.2 6.3 6.3
25 1.6 1.6 3.2 3.2

 

Волнистость поверхностей

 

Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатости, и представляет собой совокупность периодически повторяющихся неровностей (чаще всего синусоидального профиля), у которых расстояние между соседними выступами и впадинами превышает базовую длину шероховатости поверхности. Условно границы между отклонениями формы, волнистости и шероховатости можно установить по отношению шага Sw к высоте W неровностей. Для волнистости это отношение находится в пределах:

 

Sw / W

        (отклонения формы) 40≤  волнистость   ≤1000 ( шероховатость)

 

 

Рубежное тестирование

РКМ2


Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 1130; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!