4.6 Угловые размеры и конические соединения

Глава 5. Нормирование отклонений формы и расположения поверхностей

5.1 Классификация отклонений геометрических размеров деталей. Основные определения

Поверхности, полученные после окончательной обработки, всегда отличаются от номинальных поверхностей, заданных чертежом и технической документацией, как по форме, так и по расположению и, кроме того, имеют шероховатость или ряд чередующихся выступов и впадин сравнительно малых размеров.

Отклонения формы и расположения поверхностей деталей машин и механизмов снижают точность взаимного расположения составных частей, точность их относительного перемещения при работе, повышают износ из-за нарушения смазочного слоя и местного возрастания контактных напряжений, отрицательно влияют на прочность соединений с натягом. Поэтому все отклонения формы и расположения поверхностей ограничиваются допусками. Нормирована даже шероховатость поверхности.

Отклонения формы и расположения поверхностей принято обозначать буквой Δ, а допуск формы и расположения поверхностей – Т. В основу нормирования (определения годности детали) положено соотношение Δ≤T по всем типам подобных отклонений.

Участок поверхности или линии, к которому относится допуск или отклонения формы или расположения поверхностей называют нормированным участком и обозначают буквой L.

Под отклонением формы поверхности (или профиля) понимают отклонение формы реальной поверхности (реального профиля) от формы номинальной поверхности (номинального профиля).

Реальная поверхность – поверхность, ограничивающая деталь и отделяющая ее от окружающей среды. Реальный профиль – профиль, получаемый при сечении реальной поверхности плоскостью.

Номинальная поверхность – идеальная поверхность, номинальная форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Номинальный профиль – это профиль сечения номинальной поверхности плоскостью.

Шероховатость поверхности не включается в отклонение формы, а волнистость включается и нормируется дополнительно, если допуск волнистости меньше допуска формы.

Отсчет отклонений формы осуществляется от прилегающей поверхности, имеющей форму номинальной поверхности, соприкасающейся с реальной поверхностью и расположенной вне материала детали так, что отклонение наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Аналогично оценивается отклонение профиля.

Для нормирования отклонения формы устанавливаются как дифференцированные (элементарные), так и комплексные (суммарные) показатели. Параметром для количественной оценки отклонения формы является наибольшее расстояние Δ от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности по нормали к последней.

Под прилегающей прямой к реальному профилю детали понимают прямую, отвечающую следующим условиям:

1. Прилегающая прямая должна хотя бы в одной точке касаться реального профиля, но нигде в пределах нормируемого участка L не пересекать его. Данному условию может удовлетворять целый ряд прямых, из этих прямых необходимо выбрать некоторую прямую, которая будет являться прилегающей.

2. Прилегающая прямая должна располагаться относительно профиля так, чтобы расстояние самой удаленной точки профиля до этой прямой было минимальным (рис. 5.1).

Эту задачу решать с помощью геометрических построений просто. Расстояние от любой точки профиля до прямой измеряется по нормали, опущенной на эту прямую. Профиль остается одним и тем же, а прямая может перемещаться в пространстве произвольно, поскольку сама прямая виртуальна. Для каждой из прямых можно измерить множество расстояний и выбрать максимальное, т. е. заменим реальную деталь ее прилегающей прямой. Аналогично можно сделать по плоскости.

Рисунок 5.1 – Расположение прилегающей прямой

Для этого мы выделяем нормируемый участок плоскости, располагаем на нем прилегающую плоскость и опять решаем задачу минимакса, только не в одномерной, а в двумерной постановке. В общем случае, это может быть фигурная поверхность. Главное, чтобы прямая, плоскость или какая-то прилегающая поверхность повторяла форму номинальной поверхности.

При измерениях в качестве прилегающих геометрических элементов могут служить рабочие поверхности контрольных плит, интерференционных стекол, калибров, оправок и тому подобное.

Рассмотрим конкретные виды отклонений.