какие могут быть отклонения поверхностей
Основные виды отклонений расположения поверхностей
При механической обработке деталей машин и приборов или их сборке возникают погрешности расположения поверхностей и осей. Погрешности расположения определяют собираемость деталей и оказывают большое влияние на работоспособность узлов. Следовательно, погрешности расположения обуславливают функциональную взаимосвязь сборочных единиц, особенно при одновременном сопряжении деталей по нескольким поверхностям. Поэтому на стадии проектирования необходимо назначать допуск расположения, исходя из служебного назначения машин и узлов, а при изготовлении и сборке необходим контроль действительных отклонений.
Под отклонением расположения понимается отклонение реального расположения рассматриваемого элемента (поверхности, оси или плоскости симметрии) от номинального расположения. Номинальное расположение определяется номинальными линейными и угловыми размерами между рассматриваемыми поверхностями, их осями или плоскостями симметрии.
При рассмотрении отклонений расположения отклонения формы поверхностей не учитываются. Действительные поверхности при этом заменяются прилегающими.
В зависимости от конструктивного исполнения, а также от конкретного метода обработки и сборки деталей могут возникнуть отклонения различного вида.
К основным видам отклонений расположения относят:
1. Отклонение от параллельности (непараллельность) плоскостей – разность наибольшего и наименьшего расстояния между прилегающими плоскостями на заданной площади или длине (рис. 8.4, а).
2. Отклонение от перпендикулярности (неперпендикулярность) плоскостей, осей или осей и плоскости – отклонение угла между плоскостями, осями или осью и плоскостью от прямого угла (90 0 ), выраженное в линейных единицах, на заданной длине (рис. 8.4, б).
3. Отклонение от соосности (несоосность) – наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности и осью базовой поверхности или расстояние между этими осями в заданном сечении (рис. 8.4, в).
4. Отклонение от пересечения осей (непересечение осей) – кратчайшее расстояние между осями, номинально пересекающимися (рис. 8.4, г).
5. Отклонение от симметричности (несимметричность) – наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью симметрии) рассматриваемой поверхности и плоскостью симметрии (осью симметрии) базовой поверхности (рис. 8.4, е).
6. Позиционное отклонение (смещение осей от номинального расположения) – наибольшее расстояние между реальным расположением элемента (его оси или плоскости) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка (рис. 8.4, ж).
7. Отклонение наклона плоскости – отклонение угла между плоскостью и базой от номинального угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка (рис. 8.4, д).
Кроме отклонений расположения, можно выделить суммарные отклонения, которые включают в себя как отклонения формы, так и отклонения расположения. К ним относят:
1. Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояния от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 8.4, з).
При проверке радиального биения не в одной плоскости, а в пределах нормируемого участка находят полное радиальное биение.
При нормировании конических или сферических поверхностей назначают биение в заданном направлении.
2. Торцовое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояния от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 8.4, и), которую получают на заданном диаметре торцевой поверхности. При измерении биения на всей торцевой плоскости находят полное торцевое биение.
3. Отклонение формы заданного профиля – наибольшее отклонение точек реального профиля, определяемого по нормали к номинальному профилю в пределах нормируемого участка.
4. Отклонение формы заданной поверхности – наибольшее отклонение точек реальной поверхности от номинальной поверхности в пределах нормируемого участка.
Величина допуска расположения установлена в зависимости от степени точности и номинального размера.
Допуски расположения поверхностей нужно назначать при наличии особых требований, вытекающих из условий работы, изготовления или измерения деталей. В остальных случаях отклонения расположения поверхностей ограничиваются полем допуска на размер или регламентируются в нормативных материалах на допуски, не проставляемые у размеров.
Допуски на расположение поверхностей деталей могут быть двух видов – зависимые и независимые.
Зависимым называется допуск расположения, величина которого зависит не только от заданного предельного отклонения расположения, но и от действительных отклонений размеров, а независимым – величина которого не зависит от действительных размеров рассматриваемой поверхности и определяется только заданным допуском расположения.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 8.4. Основные виды расположения
При оформлении технической документации допуски расположения поверхностей указывают на чертежах в виде условных обозначений или текстовых записей в технических требованиях. Применение условных обозначений предпочтительно.
Для условного обозначения применяют знаки, указанные в табл. 8.2, при этом данные об отклонениях расположения указывают в прямоугольной рамке, разделенной на 2 или 3 части:
в первой – знак допуска;
во второй – величина допуска, мм;
в третьей – база или другие поверхности, к которым относятся отклонения расположения.
Условные знаки допусков расположения поверхностей
| допуск | Знак | Допуск | Знак |
  Параллельности | Наклона | ||
  Перпендикулярности | Радиального, торцевого биения в заданном направлении | ||
 Соосности | |||
  Пересечения осей | Полного радиального биения | ||
 Симметричности | Формы заданной поверхности | ||
  Позиционный |
Когда допуск расположения относится к поверхности или её профилю, рамку соединяют прямой или ломаной линией с контурной линией поверхности или её продолжением.
Если допуск расположения относится к оси или плоскости симметрии, соединительная линия должна быть продолжением размерной.
Рамку соединяют также с базой прямой или ломаной линией, заканчивающейся зачерченным треугольником. Если соединение базового элемента с рамкой неудобно, то базу обозначают прописной буквой, указывая её в третьей части рамки. Эту же букву помещают в квадратную рамку, которая соединяется выносной линией с зачерченным треугольником. Зависимые допуски расположения поверхностей обозначают условным знаком 
, который помещается после числового значения допуска: 
.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Допуски формы и расположения
Любая технологическая операция может быть выполнена с определенной точностью, а значит размеры полученной в результате обработки детали не будут идеальными, они могут колебаться в некотором диапазоне. Для того, чтобы выполнить условия собираемости и обеспечить надежную работу детали в заданных условиях необходимо задать допустимый интервал, в который должен попасть итоговый размер. Этот интервал может регламентировать не только линейные или диаметральные размеры, но и форму или взаимное расположение поверхностей.
Допуски формы и расположения назначаются конструктором исходя из условий сборки и особенностей работы детали в механизме.
Виды допусков формы
Отклонения и допуски формы
Различают следующие допуски на отклонения формы:
Допустимые отклонения обозначаются специальными символами.
Виды допусков расположения
Различают допуски месторасположения и допуски ориентации.
Отклонения и допуски расположения
Различают следующие виды допусков расположения:
Эти допуски обозначаются символами.
Суммарные допуски
Существует несколько видов суммарных допусков формы и расположения.
Эти допуски обозначаются символами.
Обозначение допусков формы и расположения на чертежах
В случае отсутствия базы допуска рамка состоит только из двух частей. Примеры рамок допусков формы и расположения показаны на рисунке.
На рисунке слева показана рамка с допуском формы (допустимое отклонение от прямолинейности), справа с допуском расположения (допустимое отклонение от параллельности).
Рамку выполняют тонкими линиями. Высота текста в рамке должна равняться размеру шрифта размерных чисел. От рамки допуска до поверхности или до выноски проводится линия, оканчивающаяся стрелкой.
Перед числовым значение допуска могут указываться знаки:
Если допуск должен применяться не ко всей поверхности, а только к некоторому участку, то он обозначается штрих пунктирной линией.
Для одного элемента может быть указано несколько допусков, этом случае рамки изображаются одна над другой.
Дополнительная информация может быть указана над рамкой или под ней.
Информация о допусках формы и расположения может быть указана в технических требованиях.
Зависимые допуски
Зависимые допуски расположения обозначают следующим символом 
.
Этот символ может быть размещен после числового значения допуска, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого элемента. Также символ может быть размещен после буквенного обозначение (если оно отсутствует то в третьем поле рамки) в том случае, если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента.
Назначение допусков формы и расположения
Чем точнее изготовлена деталь, тем более точные инструменты потребуются для ее изготовления и контроля размеров. Это автоматически увеличит ее стоимость. Получается, что цена изготовления детали во многом зависит от требуемой точности при ее изготовлении. Это означает, что конструктор должен указать лишь те допуски, которые действительно необходимы для сборки и надежной работы механизма. Допустимые интервалы также должны быть назначены исходя из условий собираемости и работоспособности.
В ГОСТе 24643-81 указаны рекомендации по назначению допусков формы и расположения поверхностей
Числовые значения допусков формы
В зависимости от класса точности устанавливаются стандартные значения допусков формы.
Допуски плоскостности и прямолинейности
Номинальным размеров в данном случае считается номинальная длина нормированного участка.
Допуски круглости, цилиндричности, профиля продольного сечения
Данные допуски назначаются в тех случаях, когда они должны быть меньше, чем допуск размера.
Номинальным размером считается номинальный диаметр поверхности.
Допуски перпендикулярности, параллельности, наклона, торцевого биения
Номинальным размером при назначении допусков на параллельность, перпендикулярность, наклон понимается номинальная длина нормируемого участка или номинальная длина всей контролируемой поверхности.
Допуски радиального биения, симметричности, соосности пересечения осей в диаметральном выражении
При назначении допусков радиального биения номинальным размером считается номинальный диаметр рассматриваемой поверхности.
В случае назначения допусков симметричности, пересечения осе соосности номинальным размером считается номинальный диаметр поверхности или номинальный размер между поверхностями, которые образуют рассматриваемый элемент.
Отклонения формы поверхности или профиля и причины их возникновения.
Нормы геометрической точности. Допуски формы и расположения поверхностей
· Отклонения формы цилиндрических поверхностей
· Отклонение формы плоских поверхностей
· Базы для нормирования и измерения отклонения
· Расположения и способы обозначения их на чертежах
Отклонения формы поверхности или профиля и причины их возникновения.
Основные факторы образования погрешностей (отклонений) формы и расположения поверхностей те же, что и погрешностей размеров элементов деталей:
1. точностные характеристики станка, инструмента, технологической оснастки
2. упругие деформации станка, инструмента, приспособлений и обрабатываемой детали
3. неодинаковость припусков и физико-механических свойств заготовок и др.
Указанные факторы приводят к снижению заданных эксплуатационных свойств, влияют на точность базирования деталей при изготовлении и контроле, на трудоемкость и точность сборки, повышают объем пригоночных работ.
2. Основные термины и определения, относящиеся к отклонениям и допускам расположения поверхностей деталей машин и приборов, устанавливает ГОСТ 24642-81 (СТ СЭВ 301-76).
При анализе точности формы и расположения поверхностей различают:
§ реальные профили, поверхности, реальное расположение поверхностей, которые образуются в результате изготовления деталей на станках;
§ номинальные профили, поверхности, номинальное расположение поверхностей, заданные на чертеже.
Под отклонением формы понимают отклонение формы реальной поверхности от формы номинальной (идеальной), заданной чертежом.
Отклонение формы отсчитывают от прилегающих профилей и поверхностей: прямых, плоскостей, окружностей, цилиндров. За отклонение формы принимают наибольшее из всех возможных расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего профиля или поверхности.
Прилегающая прямая – прямая, касательная к реальному профилю и проведенная таким образом, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имело минимальное значение (рис.1,а).
Прилегающая плоскость – плоскость, касательная к реальной поверхности и проведенная таким образом, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реального профиля (в пределах нормируемого участка) имело минимальное значение (рис.1,б).
Понятия о прилегающих прямой и плоскости обычно используются для плоских поверхностей.
Прилегающая окружность:
для вала – окружность минимального диаметра d, описанная вокруг реального профиля (сечения) детали (рис.2,а);
для отверстия – окружность максимального диаметра D, вписанная в реальный профиль (сечение) внутренней поверхности детали (рис.2,б).
Прилегающий цилиндр:
для вала – цилиндр минимального диаметра d, описанный вокруг реальной наружной поверхности (рис.2,в),
для отверстия – цилиндр максимального диаметра D, вписанный в реальную внутреннюю поверхность (рис.2,г).
ГОСТ 24643-81 предусматривает пять видов отклонений формы:
· от плоскостности для плоских поверхностей;
· от профиля продольного сечения для цилиндрических поверхностей.
Отклонения формы не должны превышать наибольшего допускаемого значения – допуска формы Тф, который указывается на чертеже. Точки реальной поверхности или профиля не должны выходить за пределы поля допуска формы, т.е. областей в пространстве или на плоскости, которые определяются Тф и размерами поверхностей или участка (рис.2).
Допуски формы проставляются на чертеже в том случае, если они меньше допусков размеров (используется часть поля допуска размера). Если допуски не указаны, то допускаются любые отклонения формы в пределах поля допуска размера.
Отклонения формы можно разделить на общие и частные, при этом общие включают частные виды отклонений.
Допуски формы общих видов отклонений обычно указывают условными знаками, частные виды отклонений – текстом на поле чертежа. Условный знак и числовое значение допуска формы заключают в прямоугольную рамку, которую соединяют прямой или ломаной линией (со стрелкой) с поверхностью детали или выносной линией (рис.3).
Рис.3
Метрология
Точность формы и расположения поверхностей
Общие сведения
Любую деталь механизма или машины можно представить как совокупность геометрических тел – цилиндрических, конических, плоских, тороидальных и т. п., имеющих идеально точные формы.
Так, например, ступенчатый вал может быть образован сочетанием последовательно расположенных цилиндров разного диаметра и высоты, которые на чертеже будут представлены размещенными на одной оси, и имеющими идеально ровные поверхности и профили.
Однако, при изготовлении детали по чертежу возникают погрешности не только размеров, но также формы и расположения номинальных поверхностей, что связано и с несовершенством технологии изготовления, и с несовершенством средств измерения, предела совершенствования которых не существует.
Например, при обработке детали резцом токарного станка на ее поверхности остаются следы в виде чередующихся впадин и выступов, которые создают шероховатость и волнистость, т. е. неровности.
Таким образом, в чертежах форму деталей задают идеально точными номинальными поверхностями и профилями, а в реальности изготовленная деталь отличается от изображенной на чертеже отклонениями формы и взаимного расположения поверхностей, а также их шероховатостью и волнистостью.
Отклонения формы и расположения поверхностей
Отклонением формы поверхности или профиля называют отклонение формы реальной поверхности (реального профиля) от формы номинальной поверхности (номинального профиля). В общем случае в отклонение формы входит волнистость поверхности (профиля) и не входит шероховатость.
Отклонения формы поверхностей (профилей) отсчитывают от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающих поверхности, профиля, прямой по нормали (перпендикуляру) к ним.
Прилегающая плоскость (рис. 1, а) – плоскость, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная так, чтобы отклонение Δ от нее до наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение.
Прилегающая прямая (рис. 1, б) – прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная так, чтобы отклонение от нее до наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. При этом нормируемым участком называют часть поверхности или профиля, на которых определяют отклонения формы или расположения поверхностей, например, часть профиля длиной L (рис. 1, б).
Прилегающая окружность – окружность минимального диаметра, описанная вокруг реального профиля наружной поверхности вращения, или максимального диаметра, вписанная в профиль внутренней поверхности вращения (рис. 2, а, б)
Прилегающий цилиндр – цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверхности (рис. 2, в), или максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность.
Отклонение формы плоских поверхностей (рис. 1, а), или отклонение от плоскостности равно наибольшему отклонению Δ. Частными видами отклонений от плоскостности являются выпуклость (рис. 1, в) и вогнутость (рис. 1, г).
Отклонения формы цилиндрических поверхностей характеризуется нецилиндричностью (см. рис. 2, в), которая включает отклонения от круглости поперечных сечений (см. рис. 2, а, б) и профиля продольного сечения (рис. 2, е).
К частным видам отклонения от округлости относят овальность (рис. 2, г) и огранка (рис. 2, д).
При огранке реальный профиль представляет собой многогранную фигуру.
Отклонения профиля в продольном сечении цилиндрических поверхностей характеризуется непрямолинейностью образующих (рис. 2, е) и делится на конусообразность (рис. 2, ж), бочкообразность (рис. 2, з) и седлообразность (рис. 2, и).
Основные причины появления отклонений формы цилиндрических поверхностей:
Отклонения расположения поверхностей (осей, профилей)
Отклонением расположения (рис. 3) называют отклонение реального расположения поверхности, оси или профиля от номинального расположения без учета отклонения формы рассматриваемых и базовых поверхностей, прямых, профилей. При этом реальные поверхности, прямые, профили заменяют прилегающими, а в качестве осей, плоскостей симметрии и центров реальных поверхностей и профилей принимают оси, плоскости симметрии и центры прилегающих поверхностей и профилей.
Отклонения от параллельности и перпендикулярности плоскостей показаны на рис. 3, а и б.
Допуски в диаметральном и радиусном выражении применяют также:
Позиционное отклонение и позиционный допуск – условные названия отклонения и допуска на смещение оси или плоскости относительно номинального расположения. Следовательно, отклонения (допуски) от параллельности (рис. 3, в), поверхностей от базовой оси (см. рис. 3, д) или от плоскости симметрии (см. рис. 3, ж) и прямых от пересечения (см. рис. 3, з) относятся к позиционным отклонениям (позиционным допускам).
Суммарное отклонение (допуск) формы и расположения – отклонение (допуск), которое одновременно учитывает (ограничивает) отклонение формы и расположения рассматриваемой реальной поверхности (профиля) относительно заданных баз. Суммарные отклонения и допуски применяют, в частности, для оценки радиального и торцевого биения.
Радиальное биение поверхности вращения (рис. 4, а) относительно базовой оси 00 возникает в результате отклонений от круглости и соосности с указанной осью профиля проверяемого сечения. Оно равно разности Δ наибольшего и наименьшего радиусов проверяемого профиля в сечении, перпендикулярном базовой оси. Полное радиальное биение цилиндрической поверхности появляется в результате отклонений проверяемой поверхности от цилиндричности или соосности с базовой осью.
Различают, также, зависимый и независимый допуски расположения (формы). Зависимым допуском расположения называют переменный допуск расположения, который указывается на чертежах своим минимальным значением и может быть превышен на величину предельных отклонений вала или отверстия. Эти допуски назначают, если зазоры или натяги между деталями, сопрягаемыми по нескольким поверхностям, должны находиться в заданных пределах.
Независимым называют допуск расположения (формы), постоянный для всех одноименных деталей и не зависящий от действительных размеров рассматриваемых поверхностей. Например, допуск на межосевое расстояние аw коробки передач не зависит от точности отверстий в корпусе КПП для подшипников качения.
Обозначения допусков формы и расположения на чертежах
Для каждого вида допуска формы и расположения поверхностей установлен определенный знак (табл. 1).
Таблица 1. Указание на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей ГОСТ 2.308-79
формы и расположения
Допуски могут быть заданы на ограниченной длине или одновременно на всей длине и на ограниченном участке. В необходимых случаях у рамок помещают надписи с дополнительными данными (рис. 5, г).
Базы обычно обозначают зачерненным треугольником и соединяют с рамкой, в которой дано буквенное обозначение базы (см. рис. 5, б) или условное обозначение допуска (рис. 5, е). Зависимые допуски расположения и формы обозначают условным знаком М (в круге), который помещают в рамке.