Основные термины и определения по размерам,отклонениям,допускам

Номинальный размер (D, d, l и др.) — размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяют предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, но­минальный размер является общим.

Действительный размер — размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью. Этот термин введен, потому что не­возможно изготовить деталь с абсолютно точными требуемыми раз­мерами и измерить их без внесения погрешности. Действительный размер детали в работающей машине вследствие ее износа, упругой, остаточной, тепловой деформаций и других причин отличается от размера, определенного в статическом состоянии или при сборке.

Предельные размеры детали — два предельно допускаемых раз­мера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них на­зывают наибольшим предельным размером, меньший — наименьшим предельным размером. Обозначим их D_max и D_mln для отверстия, d_max и d_mln — для вала (рис. 1.1, а). Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности детали. ГОСТ 25346—82 устанавливает понятия проходного и непроход­ного пределов размера. Проходной предел — термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует макси­мальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала и нижнему пределу для отверстия (при применении предельных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом проходным калибром).

Непроходной предел — термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует минимальному количеству материала, а именно нижнему пределу для вала и верх­нему пределу для отверстия (при применении предельных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом непроходным ка­либром). Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от но­минального размера: верхнее предельное отклонение ES, es — алге­браическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижнее предельное отклонение EI, ei — алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Для отверстия ES = D_max — D; EI = D_mln — D; для вала es = d_max, — D; ei = d_min — D (см. рис. 1.1, а). Действительным от­клонением называют алгебраическую разность между действитель­ным и номинальным размерами. Отклонение является положитель­ным, если предельный или действительный размер больше номи­нального, и отрицательным, если указанные размеры меньше номинального. Допуском Т (от лат. Tolerance — допуск) называют разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми значениями того или иного параметра. Допуск Т размера — разность между наи­большим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним откло­нениями. С увеличением допуска качество изделий, как правило, ухудшается, но стоимость изготовле­ния уменьшается.

Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей.Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поля допуска опре­деляются значением допуска и его положением относительно номи­нального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.

Нулевая ли­ния — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизон­тально, положительные отклонения откладывают вверх от нее, а отрицательные. — вниз. Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых де­талей называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называют сопрягаемыми. Остальные поверх­ности называют несопрягаемыми (свободными). В соответствии с этим различают размеры сопрягаемых и несопрягаемых (свободных) поверхностей. В соединении деталей, входящих одна в другую, есть охватывающие и охватываемые поверхности. Вал — термин, применяемый для обозначения наружных (охва­тываемых) элементов (поверхностей) деталей. Отверстие — термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элемен­тов (поверхностей) деталей. Термины отверстие и вал относятся не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к эле­ментам деталей другой формы, например ограниченным двумя па­раллельными плоскостями (паз, шпонка).

Основной вал — вал, верх­нее отклонение которого равно нулю (es == 0). Основное отверстие — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю (EI = 0). Допу­ски размеров охватывающей и охватываемой поверхностей сокращенно назовем соответственно допуском отверстия TD и допуском вала Td.

6) Понятия о посадках, зазорах, натягах. Допуск посадки.

Типы посадок и их характеристики

Посадкой называется характер сопряжения валов и отверстий двух деталей. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

Различают три типа посадок: с зазором, с натягом и переходные посадки.

Посадки с зазором. Посадкой с зазором называется посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала).

Зазор S - положительная разность размеров отверстия и вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения сопряженных деталей.

Посадки с натягом. Посадкой с натягом называется посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала).

Натяг N - положительная разность размеров вала и отверстия до сборки. Натяг обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки.

Переходные посадки. Переходной посадкой называется посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью).

Переходные посадки используют для неподвижных соединений в тех случаях, когда при эксплуатации необходимо проводить разборку и сборку, а также когда к центрированию деталей предъявляются повышенные требования.

Переходные посадки, как правило, требуют дополнительного закрепления сопрягаемых деталей, чтобы гарантировать неподвижность соединений (шпонки, штифты, шплинты и другие крепежные средства).

7) Основные причины, вызывающие погрешность обработки

Основные факторы образования погрешностей (отклонений) формы и расположения поверхностей те же, что и погрешностей размеров элементов деталей. Это прежде всего точностные характеристики станка, инструмента, технологической оснастки, упругие деформации станка, инструмента, приспособлений и обрабатываемой детали, неодинаковость припусков и физико-механических свойств заготовок, погрешность рабочего при изготовлении и измерении и др.

Указанные факторы, образуя погрешности в геометрической формe поверхностей и их взаимном расположении, неизбежно приводят к снижению заданных эксплуатационных свойств. В подписных соединениях погрешности формы приводят к увеличению износа деталей из-за повышенного удельного давления на выступах неровностей поверхностей, к нарушению плавности хода, шумообразованию, а в неподвижных соединениях искажение формы приводит к неравномерности натягов в соединениях, из-за чего снижается их прочность, герметичность и точность центрирования.

Погрешности формы и расположения поверхностей также оказывают влияние на точность базирования деталей при изготовлении и контроле, на трудоемкость и точность сборки, повышают объем пригоночных работ.

№ 8)Точность детали по геометрическим параметрам

Геометрические параметры включают точность размера, точность формы, точность взаимного расположения поверхностей и осей, волнистость поверхности, шероховатость.

Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров де­талей и изделий к их заданным значениям, указанным в чертежах или технических требованиях. Необходимо различать нормирован­ную точность деталей, узлов и изделий, т. е. совокупность допускае­мых отклонений от расчетных значений геометрических и других параметров, и действительную точность, т. е. совокупность дей­ствительных отклонений, определенных в результате измерения (с допускаемой погрешностью).

Номинальные параметры – предписываются чертежом,действительные – это параметры после изготовления и измерения.

Достичь заданной точности — зна­чит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах.

При определении действительных зазоров за действительный раз­мер отверстия целесообразно принимать диаметр вписанного в дей­ствительную поверхность цилиндра, т. е. наименьший размер, а для вала — диаметр описанного цилиндра, т. е. наибольший из разме­ров в разных сечениях детали. Однако для прецизионных машин и приборов следует учитывать характер отклонений формы деталей. Для деталей, образующих посадки с натягом, характер соединения определяется средним из размеров, полученных при измерении де­тали в нескольких сечениях и в разных направлениях, который и принимается за действительный размер.

Отклонение формы цилиндрической детали в продольном сечении. Отклонение профиля продольного сечения - наибольшее расстояние Д от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны Прилегающего профиля.

Конусообразность возникает из-за износа резца, несовпадения осей шпинделя и пиноли задней бабки станка, отклонения от параллельности оси центров и направляющих станины. Бочкообразность чаще всего образуется при обтачивании тонких длинных валов без люнетов в связи с упругой деформацией. Бочкообразность и седлообразность могут возникать вследствие упругой деформации опор шпинделя и пиноли задней бабки станка.

Отклонение от прямолинейности в плоскости - наибольшее расстояние Д от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка.

Помимо отклонения от прямолинейности в плоскости стандартом установлены отклонение от прямолинейности оси (или линии) в пространстве и отклонение от прямолинейности оси (или линии) в заданном направлении.

Отклонение от плоскостности - наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка.

Частными видами отклонения от плоскостности являются вогнутость и выпуклость.

10) Отклонение формы цилиндрических деталей в поперечном сечении

ГОСТ 24643-81 предусматривает пять видов отклонений формы: от Отклонение от цилиндричности - наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка.

Отклонение от круглости — наибольшее расстояние Δ от точек реального про­филя до прилегающей окружности (рис. 8.3, а). Допуск круглости Т — наибольшее допускаемое значение отклонения от круглости. Поле допуска круглости — область на плоскости, перпендикулярной осп поверхности вращения или проходящей через центр сферы, ограниченная двумя концентрическими окружностями, отстоящими одна от другой на расстоянии, равном допуску круглости Т. Этот показатель оказывает существенное влияние на эксплуатационные свойства качества деталей и используется для деталей, к которым предъявляются требования высокой точности по овальности и огранке.

Частными видами отклонений от круглости являются овальность и огранка.

Овальность — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наи­больший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 8.3, б). Причиной появления овальности является овальность самой заготовки детали, овальность опорных поверхностей шпинделя станка, упругие деформации детали (особенно тонкостенных) при закреплении в станке.

Огранка — откло­нение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру. Огранка может быть с четным и не­четным числом граней. Огранка с нечетным числом граней характе­ризуется равенством размера d (рис. 8.3, в). Овальность детали воз­никает, например, вследствие биения шпинделя токарного или шлифовального станка, дисбаланса детали и других причин. Появле­ние огранки вызвано изменением положения мгновенного центра вращения детали, например, при бесцентровом шлифовании.

Вопрос № 11 Отклонения формы плоских деталей.

Отклонение от плос­костности определяют как наибольшее расстояние Δ от точек реаль­ной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка (рис. 8.5, а). Поле допуска плоскостности — область в про­странстве, ограниченная двумя параллельными плоскостями, отстоя­щими одна от другой на расстоянии, равном допуску плоскостности Т (рис. 8.5, б). Частными видами отклонений от плоскостности являются выпуклость (рис. 8.5, в) и вогнутость (рис. 8.5, г).

Отклоне­ние от прямолинейности в плоскости (рис. 8.5, д) определяют как наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилега­ющей прямой. Поле допуска прямолинейности в плоскости показано

12) Нормирование точности формы деталей. Обозначение отклонение формы на чертежах

Нормирование отклонений формы и расположения поверхностей и обозначение их допусков на чертежах

Нормирование отклонений формы и расположения поверхностей заключается в ограничении их допусками.

Допуском формы называется наибольшее допустимое значение отклонения формы.

Допуском расположения называется предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения.

Нормирование погрешностей формы и расположения поверхностей производится односторонним отклонением, существенно положительной величиной.

Допуск для всех отклонений формы и расположения поверхностей обозначается буквой Т.

Стандартом ГОСТ 2.308-79 для каждого вида допусков формы и расположения поверхностей установлены условные обозначения (графический символ) для записи их на рабочих чертежах деталей.

Числовое значение допуска формы и расположения определяется степенью точности в зависимости от номинального размера. Под номинальным размером понимается номинальная длина нормируемого участка, или номинальная длина большей стороны поверхности, или номинальный больший диаметр торцовой поверхности, если нормируемый участок не задан.

ГОСТ 24643-81 устанавливает 16 степеней точности.

Ряды допусков с 1-й по 16-ю степень точности построены по геометрической прогрессии соответственно ряду Ra5 со знаменателем профессии 1,6. Стандартом предусмотрена возможность развивать ряды допусков в сторону более точных степеней (0; 01; 02 и т.д.), а также и более грубых (17; 18 и т.д.).

Следует отметить введение в справочное приложение стандарта новых параметров для отклонения формы в виде статистических характеристик, а именно среднего арифметического и среднего квадратического отклонения. Кроме того, введен параметр NN, определяющий число точек пересечения реального профиля со средним профилем в пределах нормируемого участка или на периметре.

Наряду с понятиями допуска формы и допуска расположения установлено понятие поля допуска.

Поле допуска формы — область в пространстве или на плоскости, внутри которой должны находиться все точки реального рассматриваемого элемента в пределах нормируемого участка.

13,14,15) Отклонение взаимного расположения плоскостей.

Отклонение расположения поверхностей - отклонение реального расположения рассматриваемого элемента детали от его номинального расположения. Номинальное расположение элемента определяется номинальными линейными и угловыми размерами между ним и базами или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.

Базой называется элемент детали или сборочной единицы (или выполняющее ту же функцию сочетание элементов), по отношению к которому задается допуск расположения или определяется расположение рассматриваемого нормируемого элемента.

Базой может быть поверхность (например, плоскость), ее образующая или точка (например, вершина конуса, центр сферы), ось, если базой является поверхность вращения.

При оценке отклонений расположения должны исключаться отклонения формы. Для этого реальные поверхности (или профили) заменяются прилегающими, а за оси, плоскости симметрии и центры реальных поверхностей (профилей) принимают оси, плоскости симметрии и центры прилегающих элементов.

Стандартом установлены семь видов отклонений расположения поверхностей: от параллельности; от перпендикулярности; наклона; от соосности; от симметричности; позиционное; от пересечения осей.

Отклонение от параллельности - разность А наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями (осью и плоскостью, прямыми в плоскости, осями в пространстве и т.д.) в пределах нормируемого участка.

Отклонение от перпендикулярности - отклонение угла между плоскостями (плоскостью и осью, осями и т.д.) от прямого угла, выраженного в линейных единицах Д, на длине нормируемого участка.

Отклонение наклона - отклонение угла между плоскостями (осями или прямыми, плоскостью и осью и т.д.) от номинального угла, выраженного в линейных единицах А, на длине нормируемого участка.

Отклонение от симметричности - наибольшее расстояние между плоскостью (осью) рассматриваемого элемента (или элементов) и плоскостью симметрии базового элемента (или общей плоскостью симметрии двух или нескольких элементов) в пределах нормируемого участка.

Отклонение от соосности - наибольшее расстояние А между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности (или осью двух или нескольких поверхностей) на длине нормируемого участка.

Отклонение от пересечения осей - наименьшее расстояние А между осями, номинально пересекающимися.

Позиционное отклонение - наибольшее расстояние А между реальным расположением элемента (центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка

Вопрос № 16

Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей установлены

ГОСТ 24643-81 и приведены в справочной литературе.

Приближённо для расчёта числовых значений допусков можно пользоваться сле­дующими зависимостями:

1. При нормальной относительной геометрической точности поверхности допуск от­клонения формы и взаимного расположения поверхностей составляет 60% допуска раз мера, причём допуск на отклонение от крутости и цилиндричности равен 30% допуска размера.

2. Для посадочных мест подшипников качения допуск отклонения формы составляет 50% допуска размера, допуск на отклонение от круглости и цилиндричности - 25% Td (TD).

3. Диаметральный допуск отклонения от соосности двух цилиндрических поверхно стей детали равен 30% суммы допусков размеров этих деталей.

4. Допуск радиального биения поверхности относительно оси базовой поверхности равен 60% допуска размера контролируемой поверхности.

5. Допускаемое радиальное биение одной поверхности относительно базовой поверх­ности не должно превышать 60% суммы допусков размеров контролируемой и базовой поверхности.

6. Допуск на отклонение от параллельности и симметричности расположения шпоноч ного паза можно принимать равным соответственно допуску и 4-кратному допуску шири­ны шпоночного паза.

7. Допуск на отклонение от перпендикулярности заплечиков валов можно принимать равным 60% допуска ширины насаживаемых на эти участки валов деталей (для коротких деталей, например, подшипников качения) и 60...100% допуска ширины буртика вала при отношении l /d > о,8 для насаживаемой на этот уступ вала детали.

8. Допуск перпендикулярности базовых торцов подшипникового стакана оси отверстия задают на Dmax: для конических роликоподшипников по /Т6, радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами по IТ7, шариковых радиальных и радиально упорных подшипников по IТ5.

Позиционный допуск применяется при задании отклонений от номинального распо ложения осей отверстий под крепежные детали и определяется по справочникам, либо рассчитывается в зависимости от допуска на отклонение осей отверстий номинального расположения, определяемого технологией изготовления.

17) Шероховатость поверхности. Параметры.

Шероховатость и волнистость являются характеристиками качества поверхности, оказывающими большое влияние на многие эксплуатационные свойства деталей машин. Шероховатость поверхности представляет собой совокупность неровностей, образующих рельеф реальных поверхностей с относительно малыми шагами.

Рассматриваемые микронеровности образуются в процессе механической обработки путем копирования формы режущих инструментов, пластической деформации поверхностного слоя деталей под воздействием обрабатывающего инструмента, трения его о деталь, вибраций и т.д.

Шероховатость поверхностей деталей оказывает существенное влияние на износостойкость, усталостную прочность, герметичность и другие эксплуатационные свойства.

Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) ее рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной I. Базовая длина / нормируется в зависимости от параметров шероховатости в пределах ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25, т.е. чем больше микронеровности, тем больше базовая длина.

Линия, на которой выделяется совокупность поверхностных неровностей, называется базовой линией.

Базовая линия - это линия заданной геометрической формы, проведенная определенным образом относительно профиля и служащая для оценки геометрических параметров поверхностных неровностей. Вид этой линии зависит от вида поверхности элемента детали. Таким образом, базовая линия поверхности элемента детали имеет форму линии номинального профиля и расположена эквидистантно этому профилю.

В качестве базовой линии при оценке поверхностных неровностей используется средняя линия, которая является базой для отсчета отклонения профиля.

Средняя линия профиля т - это базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля от этой линии минимально.

Параметры шероховатости

Поверхностные неровности относятся к геометрическим параметрам и представляют собой сложную периодическую структуру. Поскольку профиль содержит большой объем случайных значений неровностей, то для большинства нормируемых параметров принимают усредненные значения.

Число геометрических параметров для оценки шероховатости поверхности достигает более 40 наименований.

Однако для практического нормирования в большинстве стран мира, используют шесть параметров, которые делят на три группы:

— высотные: Ra — среднее арифметическое отклонение профиля; Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам; Rmax — наибольшая высота профиля;

— шаговые: Sm — средний шаг неровностей профиля; S — средний шаг местных выступов профиля;

— параметр формы: