Взаимозаменяемость деталей по форме и взаимному расположению поверхностей

Точность геометрических параметров деталей характеризуется не только точностью размеров ее элементов, но и точностью формы и расположения поверхностей. Классификация отклонений и допусков формы и расположения, а также терминология приведены в ГОСТ 24642 – 81 “Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения. Основные термины и определения”.

Отклонением формы (Δ) (рис. 2.14) называют откло­нение реальной поверхности, ограничивающей тело, от формы номинальной поверхности.

Реальная поверхность — это поверхность, ограни­чивающая деталь и отделяющая ее от окружающей среды. Реальные поверхности деталей получают в результате обработки.

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

Кроме реальной и номинальной поверхностей различают номинальный и реальный профиль, а также номинальное и реальное расположение поверхности (профиля).

Номинальное расположение поверхности определяется номинальными значениями линейных и угловых размеров. Реальное расположение поверхности (профиля) определяется значениями действительных линейных и угловых размеров, то есть значениями размеров реальной детали.

База – поверхность, линия, точка детали, определяющие одну из плоскостей или осей системы координат, по отношению к которой задается допуск расположения или определяется отклонение взаимного расположения поверхностей.

Профиль поверхности –линия пересечения (или контур) поверхности с плоскостью или заданной поверхностью.

В основу нормирования и количественной оценки отклонений формы и взаимного расположения поверхностей ис­пользуют принцип прилегающих прямых, окружностей, поверхностей и профилей.

Прилегающая прямая – прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы расстояние от нее до наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка было минимальным (рис.2.15, а).

Прилегающая окружность – окружность минимального диаметра, описанная вокруг реального профиля наружной поверхности вращения детали (рис.2.15, б), или окружность максимального диаметра, вписанная в реальный профиль внутренней поверхности вращения (рис. 2.15, в).

Прилегающий цилиндр – цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверхности, или максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность (рис. 2.16).

Прилегающая плоскость – это плоскость, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее до наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение (рис. 2.17).

В практике оценки отклонений приняты следующие обозначения:

D – отклонение формы или отклонение расположения поверхностей;

T – допуск формы или допуск расположения;

L – длина нормируемого участка.

Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием D от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей прямой, окружности, плоскости, цилиндра.

Отклонения формы цилиндрических поверхностей. Рассмотрим основные виды таких отклонений.

Отклоне­ние от круглости – комплексный показатель от­клонений в плоскости поперечного сечения цилиндрической детали. Отклонением от круглости называют наибольшее расстояние D от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 2.18, а). Допуск круглости T – наибольшее допустимое значение отклонения от круглости.

Частными видами отклонения от круглости являются овальность (рис.2.18, б) и огранка (рис. 2.18, в).

Овальность — это отклонение от круглости, при ко­тором реальный профиль поперечного сечения пред­ставляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях (см. рис.2. 18, б). За значение овальности принимают полуразность между наибольшим и наименьшим диаметром сечения:

D=(d _max- d _min)/2

Овальность возникает в результате биения шпин­деля токарного или шлифовального станка, из-за неправильной формы поперечного сечения заготовки, дисбаланса детали и т. д.

Огранка — это отклонение от круглости, при кото­ром реальный профиль поперечного сечения пред­ставляет собой многогранную фигуру (рис. 2.18, в). В связи с особенностью измерения граненых деталей их разделяют в зависимости от числа граней (трех, четырех, пяти и т.д.). Огранка количественно определяется так же, как и отклонение от круглости, — наибольшим откло­нением D точек реального профиля от прилегающей ок­ружности.

Причиной появления огранки является изменение положения мгновенного центра вращения детали при обработке. Например, при бес­центровом шлифовании, при резании, когда систе­ма “станок — приспособление — инструмент — заготовка” недостаточно жесткая.

Отклонение от цилиндричности –комплексный показатель формы цилиндрической детали. Отклонением от цилиндричности называют наибольшее расстояние D от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка.

Отклонение профиля продольного сечения –комплексный показатель формы деталей в плоскости продольного сечения. Конусообразность, бочкообразность, седлообразность, отклонение от прямолинейности оси (рис. 2.19) — частные показатели отклонений профиля цилиндриче­ских поверхностей в продольном сечении.

Конусообразность — это отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие прямоли­нейны, но не параллельны (рис. 2.19, а). Конусооб­разность возникает при несовпадении осей шпинде­ля и пиноли задней бабки станка, отклонения от параллельности оси шпинделя направляющим станины, износа резца и т. п.

Бочкообразность — это отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие непрямо­линейны и диаметры увеличиваются от краев к сере­дине сечения (рис. 2.19, б). Чаще всего причиной бочкообразности является прогиб длинного вала при малой его жесткости в процессе обточки в центрах без люнета.

Седлообразность — это отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие непря­молинейны и диаметры уменьшаются от краев к

середине сечения (рис. 2.19, в). Причины возникнове­ния седлообразности: несовпадение центров токарного станка в вертикальной плоскости или обработка тол­стых коротких валов в нежестких центрах.

Количественно конусообразность, бочкообразность или седлообразность равна полуразности между наи­большим и наименьшим диаметрами в одном и том же продольном сечении:

D = (d - d )/ 2

Зная частные показатели отклонений профиля, можно вносить коррективы в технологический процесс и устранять причины, вызывающие эти отклонения, так как любое из них снижает ресурс подвижных соединений и надежность неподвижных.

Отклонение от прямолинейности оси (рис. 2.19, г) появляется, как правило, из-за действия неравномерно распределенных остаточных напряжений, возникающих после термообработки, на­клепа и т. п.

Отклонения формы плоских поверхностей. Эти отклонения могут принимать следующие виды.

Отклонение от плоскостности — комплексный пока­затель отклонений формы плоских поверхностей. Оно ха­рактеризуется совокупностью всех отклонений формы поверхности и численно равно наибольшему рас­стоянию D от реальной по­верхности до прилегаю­щей плоскости (рис. 2.20, а). Вогнутость (рис. 2.20, б) и выпуклость (рис. 2.20, в) — частные виды отклонений формы плоских поверхностей.

Отклонение от прямолинейности в плоскости (рис.2.21) – комплексный показатель отклонений профиля сечения плоских поверхностей. Оно чис­ленно равно наибольшему расстоянию от реального профиля до прилегающей прямой.

Отклонение формы заданного профиля (поверхности) – наибольшее отклонение (рис.2.22) точек реального профиля (поверхности) от номинального, определяемое по нормали к номинальному профилю (поверхности).

Все виды отклонений от правильной геометриче­ской формы отрицательно сказываются на работе соединений. В подвижных соединениях отклонения формы приводят к уменьшению фактической площа­ди контакта, увеличению удельных нагрузок, ухудше­нию условий смазывания и, в результате, к значи­тельному сокращению ресурса соединения из-за быст­рого износа сопрягаемых поверхностей. В соединениях с натягом отклонения формы приводят к уменьшению реального натяга и, как следствие, к снижению на­дежности соединения.

Для обеспечения взаимозаменяемости деталей ГОСТ 24643—81 “Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения. Числовые значения” устанавливает предель­ные отклонения погрешностей формы и расположения в зависимости от принятой степени точности. Стандартом определены 16 степеней точно­сти.

Относительная геометрическая точность формы цилиндрических поверх­ностей и соотношение допусков формы и размера, в зависимости от условий применения следующая: нормальная – 60%; повышенная – 40%; высокая – 25%.

Во всех остальных случаях, когда предельные отклонения формы не установлены, они должны быть ограничены допуском на размер.

Отклонения расположения поверхностей (осей). Отклонения расположения - это отклонение рассмат­риваемого элемента от его номинального расположе­ния, определяемого номинальными линейными и уг­ловыми размерами между ним и базами или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.

Причинами возникновения отклонений расположения поверхностей (осей) являются погрешности обработки дета­лей, погрешности приспособлений для установки де­талей, нарушение принципа “единства баз” при из­готовлении деталей. Во время эксплуатации отклоне­ния расположения поверхностей в значительной мере увеличиваются из-за неравномерного износа, пласти­ческих деформаций, старения металла корпусных дета­лей, сопровождающегося их короблением.

В зависимости от формы и назначения детали различают зависимые и независимые допуски располо­жения поверхностей. Значение зависимого допуска расположения определяется не только заданным пре­дельным отклонением расположения, но зависит также от действительных отклонений размеров рассматрива­емых поверхностей. Чтобы обеспечить собираемость деталей, назначают зависимые допуски. Значение независимого допуска определяется только заданным предельным отклонением расположения и не зависит от предельных отклонений размеров рассматриваемых поверхностей.

К отклонениям D расположения поверхностей (осей) относятся:

- отклонение от параллельности плоскостей (рис. 2.23, а), прямых в плоскости, осей поверхностей вращения, оси вращения и плоскости (рис. 2.23, б);

- отклонение от перпендикулярности плоскостей, осей или оси и плоскости (рис. 2.23, в);

- отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности (рис.2.23, г) и относительно общей оси (рис.2.23, д);

- отклонение от пересечения осей (рис. 2.23, е);

- откло­нение наклона;

- отклонение от симметричности (рис. 2.23, ж);

- позиционное отклонение - смещение от номи­нального расположения (рис. 2.23, з).

К суммарным отклонениям формы и расположе­ния поверхностей относятся:

- торцевое и радиальное биение (рис.2. 23, и, к) и биение в заданном направле­нии;

- полное торцевое и полное радиальное биение;

- отклонение формы заданного профиля;

- отклонение формы заданной поверхности.

Отклонения расположения поверхностей от их но­минального значения чрезвычайно негативно сказываются на надежности и долговечности работы узлов, механизмов и машин в целом, вы­зывая в отдельных деталях и соединениях допол­нительные статические и динамические нагрузки, что приводит к быстрому износу и усталостному разруше­нию деталей.

Допуски формы и расположения указывают на чертежах условными обозначениями или текстом в технических требованиях. Применение условных обозначений предпочтительно. Обозначения на чертежах допусков формы и расположения по­верхностей выполняют по ГОСТ 2.308 – 79.

В табл. 2.1 приведены условные обозначения до­пусков формы, расположения и сум­марные допуски формы и расположения.

Условные обозначения допусков помещают в пря­моугольную рамку, разделенную на две или три части (рис. 2.24, а). В первой проставляют условный знак допуска, во второй — числовое значение допуска в миллимет­рах, в третьей — буквенное обозначение базы или дру­гой поверхности, к которой относится это отклонение.

Примеры условных обозначений допусков фор­мы и расположения на чертежах приведены в таб­л. 2.2.

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: