Суммарные отклонения формы и расположения: биение радиальное, торцевое, в заданном направлении, полное радиальное и полное торцевое биение.

Радиальное биение поверхности вращения относительно базовой оси является результатом совместного проявления отклонения от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси. Оно равно разности ECR наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси. Если определяется разность

ECTR наибольшего и наименьшего расстояний от всех точек реальной поверхности в пределах нормированного участка до базовой оси, то находят полное радиальное биение. Оно является результатом совместного проявления отклонения от цилиндричности поверхности и отклонения от ее соосности относительно базовой оси.

Торцовое биение – это разность ЕСА наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности, до плоскости, перпендикулярной базовой оси. Торцовое биение определяется в сечении торцовой поверхности цилиндром заданного диаметра, соосным с базовой осью, а если диаметр не задан, то в сечении любого (в том числе и наибольшего) диаметра торцовой поверхности. Полное торцовое биение – это разность ЕСТА наибольшего и наименьшего расстояний от точек всей торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси.

Кроме определения биения в радиальном и торцовом направлениях можно измерить биение во множестве других направлений, если имеются соответствующие поверхности. Эти направления называются заданными. Биение в заданном направлении представляет разность ECD наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения в сечении рассматриваемой поверхности конусом, ось которого совпадает с базовой осью, а образующая имеет заданное направление до вершины конуса.

 

43. Допуски формы заданного профиля и заданной поверхности. До этого момента мы рассматривали или цилиндрические или плоские поверхности, но огромное количество поверхностей имеет более сложный профиль. Посмотрите хотя бы на кузов легкового автомобиля. Там вы увидите разные профили и поверхности. Отклонение определяется в каждой точке профиля или поверхности по нормали к ней. Допуск формы заданного профиля может назначаться в диаметральном выражении – тогда это удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения формы заданного профиля, а если рассматривать его в радиусном выражении, то это наибольшее допускаемое значение отклонения формы заданного профиля. Допуск формы заданной поверхности также может задаваться двояко. Допуск в диаметральном выражении – удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения формы заданной поверхности. Допуск в радиусном выражении – наибольшее допускаемое значение отклонения формы заданной поверхности.

Допуски биения, поля допусков. Степени точности. Допуски биения назначаются в соответствии с ГОСТ 24643-81 для торцового биения и полного торцового биения для интервала размеров до 10000 мм, а для обоих видов радиального биения в интервале до 2500 мм. При назначении допусков торцевого биения под номинальным размером понимается заданный номинальный диаметр или номинальный больший диаметр торцевой поверхности. При назначении допусков полного торцевого биения под номинальным размером понимается номинальный больший диаметр рассматриваемой торцевой поверхности. При назначении допусков радиального и полного радиального биения под номинальным размером понимается номинальный диаметр рассматриваемой поверхности. Под полем допуска биения надо понимать объем, внутри которого должны располагаться все точки действительной поверхности. Для радиального биения этот объем имеет вид втулки, ось которой совпадает с базовой осью поверхности, а наружный и внутренний диаметры являются наибольшим и наименьшим значениями номинального диаметра поверхности, но только не по допуску на диаметр, а по допуску на радиальное биение поверхности этого диаметра. Для торцевого биения эта область представляет из себя диск. Степеней точности в соответствии с ГОСТ 24643-81 имеется 16, но их количество можно увеличить, о чем уже говорилось.

 

45. Зависимые допуски формы и расположения. Допуски формы и расположения могут быть двоякого рода:

1 Независимые – допуски, величина которых определяется только заданным предельным отклонением расположения и не зависит от действительных отклонений размеров рассматриваемых поверхностей. Т.е. это обыкновенный допуск, который мы привыкли проставлять на чертежах. Независимые допуски назначают, когда надо обеспечить функциональную полноценность соединения или точность данного элемента взаимосвязана с точностью целого ряда других элементов (является звеном размерной цепи). При независимых допусках расположения годность изделия по данному параметру обычно проверяют универсальными измерительными инструментами.

2 Зависимые допуски, величина которых зависит не только от заданного предельного отклонения расположения, но и от действительных отклонений размеров рассматриваемых поверхностей. Зависимые допуски ограничивают отклонения расположения при размерах координируемых поверхностей, соответствующих максимуму материала детали, т. е. при наименьших предельных размерах отверстий и наибольших предельных размерах валов. Допускается превышение проставленных на чертеже предельных отклонений расположения за счет отклонений от предельных действительных размеров координируемых поверхностей.

Зависимые допуски расположения преимущественно назначают на межосевые расстояния крепежных отверстий, соосность участков ступенчатых отверстий, на симметричность расположения шпоночных пазов и т. п. Эти допуски контролируют комплексными калибрами расположения, которые представляют собой прототипы сопрягаемых деталей. Зависимые допуски расположения экономичнее независимых за счет получающегося расширения пределов действительных отклонений и ускорения контроля и во всех технически допустимых случаях должны иметь преимущественное применение.

3 Есть еще один вид допусков - это разностные (нестандартизованные) – допуски, ограничивающие разность отклонений расположения поверхностей повторяющихся элементов детали. Последний вид допусков отражен только в отдельных литературных источниках, поэтому не будем их рассматривать как характерные.

Выступающие поля допусков расположения – это поля допусков или часть их, ограничивающая отклонение расположения рассматриваемых элементов за пределами протяженности этих элементов (нормируемый участок выступает за пределы длины элемента – рис. 24). Если надо задать выступающее поле допуска расположения, то после числового значения допуска указывают в кружке символ Р. Контур выступающей части нормируемого элемента ограничивают тонкой сплошной линией, а длину и расположение выступающего поля допуска – размерами

 

46. Влияние параметров микрогеометрии поверхности на качество продукции. Отклонения расположения и формы, волнистость и шероховатость поверхности являются функциональными характеристиками, так как они определенным образом связаны с показателями тех свойств, совокупность которых называют качеством продукции. Эти связи исследованы далеко не полностью и не в одинаковой степени. Одни из них лишь эмпирически обнаружены, другие только качественно физически объяснены и лишь сравнительно небольшая их часть определена количественно, т.е. известно то или иное эксплуатационное свойство, выраженное функцией f _э(P) размерных параметров.

Неровности поверхности оказывают большое влияние на важные в эксплуатационном отношении показатели жидкостного трения; газодинамического сопротивления и эрозионного износа; трения и износа при скольжении; трения, износа и вибраций при качении; статической и динамической непроницаемости; контактной жесткости, сопротивления усталостным разрушениям при переменных нагрузках; прочности прессовых соединений; прочности сцепления при притирании и склеивании; электрического и термического сопротивления; отражательной способности и сопротивления в радиоволноводах; коррозийной стойкости и качества лакокрасочного и гальванического покрытий; точности измерений и т.д.

Экспериментально обнаружено, что с ростом высоты волны снижаются контактная долговечность стальных цилиндрических образцов, максимальная грузоподъемность упорных подшипников, износостойкость стальных пальцев в паре с бронзовой втулкой, вероятность работы без «схватывания» стальных плоских образцов и т.д. Такие экспериментальные данные имеют локальное значение, их используют на тех предприятиях, где проводились наблюдения для выбора норм точности.

Точность сопряжения, установ­ленная чертежом и опре­деляемая зазором в со­единении, в значительной степени зависит от шеро­ховатости соприкасаю­щихся поверхностей.

Ранее указывалось, что в период начального из­носа высота неровностей может уменьшиться на 65—75%. При малых раз­мерах деталей и шерохо­ватости поверхностей с R_z = 3-^-10 мкм двойная высота неровностей 1R_Z соизмерима с полем до­пуска на изготовление детали. Это означает, что в период начального износа поверхно­стей дополнительный зазор в соединении может достигнуть значения допуска на изготовление детали и точность соедине­ния буд^т полностью нарушена. Вместо требуемого чертежом соединения второго класса точности фактически возникает со­единение третьего класса, вместо^ посадок скольжения появятся ходовые посадки и т. п.

Для предотвращения этого необходимо во всех случаях от­ветственных сопряжений, от которых требуется длительное со­хранение установленной конструктором точности, вести обработку деталей при достижении минимальной шероховатости трущихся поверхностей.

При этом рекомендуется устанавливать необходимую высоту шероховатости в зависимости от точности проектируемого со­пряжения путем расчета по формулам:

при диаметре сопряжения свыше 50 мм

при диаметре сопряжения от 18 до 50 мм

при диаметре сопряжения менее 18 мм

В этих формулах после допуска б детали и высота неровностей R_z выражены в микрометрах.

Прочность прессовых соединений непо­средственно связана с шероховатостью сопряженных поверхно­стей. С увеличением высоты неровностей сопряженных поверх­ностей прочность прессовых соединений снижается. Например, прочность прессового соединения ступицы вагонного колеса с осью при высоте неровностей 36,5 мкм оказалась на 40% ниже прочности такого же соединения с высотой неровностей 18 мкм, несмотря на то, что натяг во втором соединении был на 15% меньше.

Прочность изделий при ударной на­грузке [45 ] зависит от шероховатости поверхностей. При изменении R_z с 300 до 0,4 мкм ударная вязкость образцов из стали Ст5 повышается на 17%.

Благоприятное влияние снижения шероховатости поверхно­сти еще лучше проявляется при испытании образцов металла повторными ударными нагрузками. Число ударов до разрушения образца при переходе от R_z — 300 мкм до R_z — 0,4 мкм для стали СтЗ возрастает с 82 до 112 ударов, т. е. вЧ,36,|а для стали Ст5 — с 17 до 28 ударов, т. е. в 1,7 раза.

Шероховатость поверхности оказывает значительное воздей­ствие на хладноломкость стали. Испытание надрезанных образ­цов из стали Ст5 показало, что при 100° С и R_z= 300 мкм работа разрушения составила 3,92 Дж, а при R_Z=Q,4 мкм—17,7 Дж, т. е. увеличилась в 4,5 раза [45].

Усталостная прочность деталей тоже за­висит от шероховатости их поверхностей. Наличие на поверх­ности детали, работающей в условиях циклической и знако­переменной нагрузок, отдельных дефектов и неровностей способ­ствует концентрации напряжений, которые могут превысить пре­дел прочности металла. В этом случае поверхностные дефекты и обработочные риски играют роль очагов возникновения суб­микроскопических нарушений сплошности металла поверхност­ного слоя и его разрыхления, являющихся первопричиной обра­зования усталостных трещин.

 

 

 

47. Параметры волнистости поверхностей. Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышает базовую длину l. Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Условно границу между различными порядками отклонений поверхности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте неровностей W_z. При Sw/W_z <40 отклонения относят к шероховатости поверхности, при 1 000 ≥(Sw/Wz)≥ 40 – к волнистости, при Sw/W_z > 1 000 к отклонениям формы.

Высота волнистости W_z – среднее арифметическое из пяти ее значений (W₁,W2, …W₅), определенных на длине участка измерения Lw, равной не менее пяти действительным наибольшим шагам Sw волнистости (рис. 1):

 

W_z = (W₁+W₂+W₃+W4+W₅) / 5.

Наибольшая высота волнистости W_max – расстояние между наивысшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах длины Lw, измеренное на одной полной волне.

Средний шаг волнистости Sw – среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии Sw_i, ограниченных точками их пересечения с соседними участками профиля волнистости

Sw = 1/n .

Форма волны зависит от причин, которые вызывают волнистость поверхности. Чаще волнистость имеет синусоидальный арактер, что является следствием колебаний в системе станок – приспособление – инструмент – деталь, возникающих из-за неравномерности сил резания, наличия неуравновешенных масс, погрешностей привода и т.п.

 

 

48. Параметры и характеристики шероховатости. Шероховатостью поверхности согласно ГОСТ 25 142-82 называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины. Шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления можно оценивать количественно одним или несколькими параметрами: средним арифметическим отклонением профиля Ra, высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz, наибольшей высотой неровностей профиля R_п, средним шагом неровностей S_m, средним шагом местных выступов профиля S, относительной опорной длиной профиля t_p (p- значение уровня сечения профиля, рис. 2). Параметр Ra является предпочтительным из всех шести. Базирование при измерении шероховатости производится по средней линии профиля.

Высотные и шаговые параметры шероховатости поверхности. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

 

Ra = | y(x) |dx;

Ra = 1/n |y_i|,

где l – базовая длина;

n – число выбранных точек профиля на базовой длине.

Отклонение профиля у – расстояние между любой точкой профиля и средней линией.

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.

Наибольшая высота неровностей профиля R_max – расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины l.

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

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

Числовые значения параметров шероховатости Ra, Rz, R_max, S_m и S стандартизованы и приведены в ГОСТ 2789-73.

 

 

49. Относительная опорная длина профиля. Опорная длина профиля η_р - сумма длин отрезков b_i, отсекаемых на заданном уровне р в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины:

 

η_p = Σ b_i.

Относительная опорная длина профиля t_p – отношение опорной длины профиля к базовой длине:

t_{p =} η_р / l.

Опорную длину профиля η_р определяют на уровне сечения профиля р, т.е. на заданном расстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль параллельно линии выступов профиля. Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины. Значение уровня сечения профиля р отсчитывают по линии выступов и выбирают из ряда 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90% от R_max. Относительная опорная длина профиля t_p может быть равна: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90%.

Базовая длина l – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Базовая линия (поверхность) – линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности. Шероховатость является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали, возникающего вследствие образования стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания с поверхности частиц материала и других причин. Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля m, т.е. базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально. Систему отсчета шероховатости от средней линии профиля называют системой средней линии. Измерение для надежности оценки шероховатости с учетом рассеяния показаний прибора и возможной неоднородности строения неровностей надо повторять несколько раз в разных местах поверхности и за результат измерения принять среднее арифметическое результатов измерений.

 

 

50. Выбор и назначение комплексов параметров шероховатости поверхностей зависят от условий, в которых будет работать деталь. Например, для трущихся поверхностей ответственных деталей целесообразно регламентировать допустимые значения Ra и t_p, а также направление неровностей; для функционально важных поверхностей циклически нагруженных ответственных деталей - R_max, S_m(или S) и направление неровностей; для соединения с натягом – только Ra. Чем ниже точность данной поверхности, тем грубее можно задавать для нее параметры шероховатости (это экономичнее и шероховатость будет гарантированно обеспечиваться технологически одновременно с размером без дополнительной обработки). Для неответственных поверхностей конструктор может не указывать шероховатость; в таком случае она не контролируется. Малая шероховатость наружных, видимых глазом поверхностей может задаваться из соображений удобства или эстетики.

 

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: