Справочник технолога-машиностроителя 2

При нормировании точности геометриче­ских параметров деталей исходят из пред­посылки, что точность геометрии составляется из точности размеров и поверхностей. По­грешности размеров, характеризующие их точ­ность, регламентированы стандартами, рас­смотренными выше. К погрешностям поверхно­стей относят: отклонения формы, отклонения расположения, волнистость и шероховатость поверхности.

Основные понятия и определения. Отклоне­нием формы называют отклонение формы ре­альной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или но­минального профиля.

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

Под допусками формы и расположения по­нимают наибольшие допускаемые значения отклонений формы и расположения.

При оценке отклонений формы шерохова­тость поверхности не включают, за исклю­чением специально оговариваемых случаев, а волнистость обычно включают в отклонение формы (за редким, также специально обосно­ванным исключением).

Оценка отклонений расположения предпо­лагает отсутствие отклонений формы поверх­ностей (профилей), которые при этом заме­няются прилегающими поверхностями (профи­лями). За оси, плоскости симметрии я центры реальных поверхностей (профилей) в этих слу­чаях принимают оси, плоскости симметрии и центры прилегающих поверхностей.

Под реальной поверхностью понимают по­верхность, ограничивающую деталь и отде­ляющую ее от окружающей среды.

Под номинальной поверхностью понимают идеальную поверхность, номинальная форма которой задана чертежом или другой норма­тивно-технической документацией.

Профиль — это линия пересечения поверх­ности с плоскостью или с заданной поверх­ностью.

Реальный профиль — это профиль реальной поверхности.

Номинальный профиль — это профиль но­минальной поверхности.

Элемент — обобщенный термин, под ко­торым в зависимости от соответствующих ус­ловий может пониматься поверхность, линия, точка.

Реальные поверхности и профили не могут быть воспроизведены абсолютно точно. Точ­ность воспроизведения зависит от метода изме­рения, в котором важнейшую роль играет базирование.

База — элемент детали (или сочетание эле­ментов), определяющий одну из плоскостей или осей системы координат, по отношению к которой задается допуск расположения или определяется отклонение расположения рас­сматриваемого элемента.

В качестве основных баз для количествен­ной оценки отклонений формы, а также распо­ложения установлены прилегающие поверхно­сти и профили.

Прилегающая поверхность — поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нор­мируемого участка имело минимальное значе­ние.

Прилегающий профиль — профиль, имею­щий форму номинального профиля, соприка­сающийся с реальным профилем и располо­женный вне материала детали так, чтобы отклонение от него наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имело максимальное значение.

Основными видами отклонений формы по­верхностей являются:

отклонение от плоскостности — наиболь­шее расстояние Δ от точек реальной поверхно­сти до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка (рис. 7, а). Частными видами отклонений от плоскостности являют­ся выпуклость и вогнутость поверхностей. Вы­пуклость поверхности — отклонение от пло­скостности, при котором удаление точек реаль­ной поверхности от прилегающей плоскости уменьшается от краев к середине (рис. 7,б). Вогнутость поверхности — отклонение от плос­костности, при котором удаление точек реаль­ной поверхности от прилегающей плоскости увеличивается от краев к середине (рис. 7, в);

отклонение от цилиндричности — наиболь­шее расстояние Δ от точек реальной поверхно­сти до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка (рис. 7,г).

Основными видами отклонений формы профилей являются: 1) отклонение от прямо­линейности в плоскости — наибольшее рас­стояние Δ от точек реального профиля до при­легающей прямой в пределах нормируемого участка (рис. 8, а).

Частными видами отклонений от прямоли­нейности в плоскости являются выпуклость и вогнутость профилей. Выпуклость профи­ля — отклонение от прямолинейности, при ко­торой удаление точек реального профиля от прилегающей прямой уменьшается от краев к середине (рис. 8,б). Вогнутость профиля — отклонение от прямолинейности, при ко­торой удаление точек реального профиля от прилегающей прямой увеличивается от краев к середине (рис. 8, в).

К отклонениям формы профиля относят и отклонения оси (или линии): отклонение от прямолинейности оси (или линии) в заданном направлении — наименьшее расстояние Δ ме­жду двумя параллельными плоскостями, перпендикулярными к плоскости заданного на­правления, между которыми располагается реальная ось поверхности вращения (линия), в пределах нормируемого участка (рис. 8, г). Отклонение оси (или линии) в пространстве — наименьшее значение диаметра Δ цилиндра, внутри которого располагается реальная ось поверхности вращения (линия), в пределах нормируемого участка (рис. 8, д);

2) отклонение от круглости — наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 8, е). Частными случаями отклонений от круглости являются овальность и огранка.

Овальность — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет со­бой овалообразную фигуру, наименьший и наибольший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 8, ж):

Δ = (d_max-d_min)/2

Огранка — отклонение от круглости, при кото­ром реальный профиль представляет собой многогранную фигуру (рис. 8,з);

3) отклонение профиля продольного сече­ния — наибольшее расстояние Δ от точек обра­зующей реальной поверхности, лежащих в плоскости и проходящих через ее ось, до со­ответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка (рис. 8, и). Прилегающий профиль продольного се­чения цилиндрической поверхности - две па­раллельные прямые, соприкасающиеся с ре­альным профилем и расположенные вне мате­риала так, чтобы наибольшее отклонение точек образующей реального профиля от со­ответствующей стороны прилегающего про­филя имело минимальное значение. Отклоне­ния от прямолинейности и параллельности образующих представляют собой отклонения профиля продольного сечения. Частными ви­дами отклонений профиля продольного сече­ния являются конусообразностъ, бочкообразностъ и седлообразностъ.

Конусообразностъ — отклонение профиля продольного сечения, при котором образую­щие прямолинейны, но не параллельны (рис. 8, к).

Бочкообразностъ — отклонение профиля продольного сечения, при котором образую­щие не прямолинейны и диаметры увеличи­ваются от краев к середине сечения (рис. 8, л).

Седлообразность — отклонение профиля продольного сечения, при котором образую­щие непрямолинейны и диаметры уменьшают­ся от краев к середине сечения (рис. 8, м),

Конусообразность, бочкообразность и сед­лообразность оцениваются как отклонения профиля продольного сечения.

Основными видами отклонений расположе­ния поверхностей являются:

отклонение от параллельности плоско­стей — разность Δ наибольшего и наименьше­го расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка (рис. 9,а);

отклонение от перпендикулярности плоско­стей — отклонение угла между плоскостями от прямого утла (90º), выраженное в линейных единицах Δ на длине нормируемого участка (рис. 9,б);

отклонение наклона плоскости относитель­но плоскости — отклонение угла между пло­скостью и базовой плоскостью от номиналь­ного угла, выраженное в линейных единицах Δ на длине нормируемого участка (рис. 9,в);

отклонение от симметричности относи­тельно базового элемента — наибольшее рас­стояние Δ между плоскостью симметрии рас­сматриваемого элемента (или элементов) и плоскостью симметрии базового элемента а пределах нормируемого участка (рис. 9, г).

Основными видами отклонений расположе­ния поверхностей и осей (линий) являются:

отклонение от перпендикулярности плоско­сти относительно оси (прямой) — отклонение угла между плоскостью и базовой осью от прямого угла (90°), выраженное в линейных единицах Δ на длине нормируемого участка (рис. 10, а);

отклонение от прямолинейности оси (прямой) относительно плоскости в заданном на­правлении - отклонение угла между проекцией оси поверхности вращения (прямой) на пло­скость заданного направления (перпендикуляр­ную базовой плоскости) и базовой плоскостью от прямого угла (90°), выраженное в линейных единицах Δ на длине нормируемого участка (рис. 10,б);

отклонение наклона оси (или прямой) отно­сительно плоскости — отклонение угла между осью поверхности вращения (прямой) и базо­вой плоскостью от номинального угла, выра­женное в линейных единицах Δ на длине нор­мируемого участка (рис. 10, в).

Основными видами отклонений расположе­ния профилей, осей (или линий) являются:

отклонение от параллельности прямых в плоскости — разность Δ наибольшего и на­именьшего расстояний между прямыми на длине нормируемого участка (рис. 11,а);

отклонение от параллельности осей (или прямых) в пространстве — геометрическая сумма Δ отклонений от параллельности проек­ций осей (прямых) и двух взаимно перпендику­лярных плоскостях, из которых одна (плос­кость) является общей (рис. 11,б); общая плоскость осей (прямых) в пространстве представляет собой плоскость, проходящую через одну (базовую) ось и точку другой оси;

отклонение от параллельности осей (или прямых) в общей плоскости — отклонение от параллельности Δ_х проекций осей (прямых) на общую плоскость (рис. 11,в);

перекос осей (или прямых) — отклонение па­раллельности Δ„ проекций осей (прямых) на плоскость, перпендикулярную к общей плоско­сти осей и проходящую через одну из осей (ба­зовую) (рис. 11, г);

отклонение наклона осей (или прямых) от­носительно оси (прямой) — отклонение угла между осью (прямой) и базовой осью от номи­нального угла, выраженное в линейных еди­ницах Δ на длине нормируемого участка (рис. 11,д); отклонение наклона оси (прямой) от­носительно оси (прямой) определяется в плос­кости, проходящей:

1) через базовую и рассматриваемую оси;

2) через базовую ось параллельно рассма­триваемой оси (если оси не лежат в одной плоскости);

отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности — наибольшее расстояние Δ между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности на дли­не нормируемого участка (рис. 11, е);

отклонение от соосности относительно об­щей оси — наибольшее расстояние (Δ₁, Δ₂, ...) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхностей вращения на длине нормируемо­го участка (рис. 11,ж);

позиционное отклонение оси — наибольшее расстояние Δ между реальным расстоянием оси и ее номинальным расположением в пре­делах нормируемого участка (рис. 11, з); пози­ционное отклонение расположения имеет ме­сто не только для осей, но и для других элементов (центров, плоскостей, плоскостей симметрии);

отклонение от пересечения осей — наимень­шее расстояние Δ между номинально пересе­кающимися осями (рис. 11.и); обычно при нор­мировании допускаемого отклонения от пере­сечений осей наибольшее расстояние Δ удваи­вается.

Основными видами суммарных отклонений формы и расположения поверхностей (плоско­стей) являются:

полное радиальное биение - разность Δ наи­большего и наименьшего расстояний от всех точек реальной поверхности в пределах нор­мируемого участка до базовой оси (рис. 12, а);

полное торцовое биение — разность Δ наи­большего и наименьшего расстояния от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 12,б);

отклонение формы заданной поверх­ности — наибольшее отклонение Δ точек ре­альной поверхности от номинальной поверх­ности, определяемое по нормали номинальной поверхности в пределах нормируемого участка (рис, 12, в);

суммарное отклонение параллельности и плоскостности - разность Δ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реальной поверхности до базовой плоскости в пределах нормируемого участка (рис. 12, г);

суммарное отклонение перпендикулярности и плоскостности — разность Δ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реальной поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой плоскости в пределах нормируемого участка (рис. 12,д);

суммарное отклонение от номинального на­клона и плоскостности — разность Δ наиболь­шего и наименьшего расстояний от точек ре­альной поверхности до плоскости, располо­женной под заданным номинальным углом относительно базовой плоскости или базовой оси в пределах номинального участка (рис. 12, е).

Основными видами суммарных отклонений формы и расположения профилей являются:

радиальное биение — разность Δ наибольше­го и наименьшего расстояний от точек реаль­ного профиля поверхности вращения до базо­вой оси в сечении плоскостью, перпендикуляр­ной базовой оси (рис. 13,а);

торцовое биение — разность Δ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 13,б).

Торцовое биение определяется в сечении тор­цовой поверхности цилиндром заданного диа­метра (d), (рис. 13,б), соосным с базовой осью, а если диаметр d не задан, то — в сечении лю­бого (в том числе наибольшего) диаметра тор­цовой поверхности. При плоской форме номи­нальной торцовой поверхности торцовое бие­ние — результат совместного проявления от­клонений от общей плоскости точек, лежащих на линии пересечения торцовой поверхности с секущим цилиндром, и отклонения перпенди­кулярности торца относительно оси базовой поверхности на длине, равной диаметру рас­сматриваемого сечения. Торцовое биение не включает в себя всего отклонения от пло­скостности рассматриваемой поверхности;

биение в заданном направлении — разность Δ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности враще­ния в сечении рассматриваемой поверхности конуса, ось которого совпадает с базовой осью, а образующая имеет заданное направле­ние, до вершины этого конуса (рис. 13, в). Бие­ние в заданном направлении — результат совместного проявления отклонений профиля рассматриваемого сечения в заданном напра­влении и отклонений расположения оси этой поверхности относительно базовой оси;

отклонение формы заданного профиля — наибольшее отклонение Δ точек реального профиля от номинального профиля, опреде­ляемое по нормали к номинальному профилю в пределах нормируемого участка (рис. 13, г). Отклонение формы заданного профиля — ре­зультат совместного проявления отклонений размеров и формы профиля, а также отклоне­ний расположения его относительно заданных баз (если они заданы).

Если базы не заданы, расположение но­минального профиля относительно реального определяется условием получения минималь­ного отклонения формы профиля.

Предельные значения всех приведенных вы­ше основных видов отклонений формы и рас­положения поверхностей и профилей ограни­чены соответственно допусками формы и расположения (табл. 5, 6).

При нормировании допусков формы и рас­положения поверхностей было установлено 16 степеней точности: 1-я самая точная, далее — грубее. Значения допусков в пределах одной степени точности изменяются по 10-му ряду предпочтительных чисел с коэффициентом возрастания φ = 1,25 в зависимости от интер­вала размеров, а от одной степени точности к другой — по 5-му ряду с φ = 1,6.

В зависимости от соотношения между до­пуском размера и допусками формы и распо­ложения устанавливаются следующие уровни относительной геометрической точности:

А — нормальная относительная геометри­ческая точность (допуски формы и расположе­ния в среднем составляют 60% от допуска размера);

В — повышенная относительная геометри­ческая точность (допуски формы и расположе­ния в среднем составляют 40% от допуска размера);

С — высокая относительная геометрическая точность (допуски формы и расположения в среднем составляют 25 % от допуска разме­ра).

Для цилиндрично.сти, круглости и профиля продольного сечения относительная геометри­ческая точность для А, В и С составляет со­ответственно 30, 20 и 12 % от допуска размера, так как эти отклонения относят к радиусу, а отклонения радиуса — к диаметру.

Обозначение на чертежах допусков формы и расположения поверхностей и профилей. Вид допуска формы и расположения поверхностей я профилей обозначают на чертеже знаками (табл. 7).

Для обозначения допусков формы и распо­ложения, кроме знака, записываемого в рамке, разделенной на два или три поля, приводятся числовые значения допуска (второе поле) и база (третье поле) - рис. 14. У валика (рис. 14, л) допуск цилиндричности составляет 0,01 мм, а допуск круглости 0,004 мм. Допуск соосности одного отверстия относительно базово­го А (рис. 14,б) составляет 0,08 мм.