1.1.3. Точность геометрических параметров призматических деталей, конусов и конических соединений

Допуски угловых размеров. ГОСТ 8908-81 устанавливает допус­ки углов конусов и призматических элементов деталей с длиной меньшей стороны угла до 2500 мм.

Допуском угла АТ(от англ. Angle Tolerance) называется разность между наибольшим и наименьшим предельными углами (рис. 5).

Допуски углов могут быть выражены в угловых и линейных еди­ницах:

- точное значение допуска угла, выраженного в радианной и градусной мерах;

- округленное значение допуска угла, выраженного в градусной мере; значение этих допусков используют при указании предельных отклонений углов на чертежах;

- допуск угла, выраженный отрезком на перпендикуляре к меньшей стороне угла на расстоянии L₁ от вершины угла (рис. 5, в) относится только к призматическим элементам;

AT_D - допуск угла конуса, выраженный допуском на разность диаметров в двух сечениях конуса на заданном расстоянии L меж­ду ними (рис. 5, а).

Значения AT_D, приведенные в стандарте, относятся только к конусам с конусностью не более 1:3, для которых AT_D ≈ AT_h

Рис.5. Допуски углов:

а – для конусов с конусностью до 1:3; б – для конусов с конусностью свыше 1:3; в - для призматических деталей

Для конусов с конусностью более 1:3 величину AT_D определя­ют по формуле:

,

где AT_D и AT_h – в мкм; - угол конуса, град.

Особенность угловых размеров заключается в том, что точность угла в значительной мере зависит от длины сторон, образующих этот угол, а не от величины самого угла, поэтому допуск угла назначают в зависимости или от длины конуса L (см. рис. 5, а), или от длины образующей конуса L₁ (рис. 5, б), или от длины L₁ меньшей стороны угла призматических элементов (рис. 5, в), и чем меньше длина, тем допуск угла больше. Всего предусмотрено 13 интервалов длин меньшей стороны угла: до 10 мм, свыше 10 до 16 мм, свыше 16 до 25 мм и т.д. до 2500 мм. Значения AT_D и AT_h указаны для крайних размеров интервалов длин L или L₁. Для про­межуточных значений длин допуск угла AT_h определяют по фор­муле , мкм, где

- в мкрад; L₁ - в мм.

Величина допуска определяется степенью точности. Установ­лено 17 степеней точности, которые обозначаются в порядке убы­вания точности цифрами 1, 2, ... , 17. Значения допусков по сте­пеням точности образуют геометрическую прогрессию со знаме­нателем q = 1,6 до 7-й степени точности и со знаменателем q = 2,5 свыше 7-й степени точности. Реально высшей степенью точнос­ти, достигаемой в настоящее время в производственных услови­ях является 5-я и 6-я (конусные калибры-пробки и конусные калибры-втулки). Степени 7-9 используются для изделий вы­сокой точности (конусы инструментов, конические концы ва­лов и осей для высокоточных центрируемых деталей и т.д.); сте­пени 10-12 применяют при нормальной точности (центровые гнезда и центры, угловые пазы в направляющих и др.); степени 13 - 15 - в деталях пониженной точности, степени 16, 17 - для свободных размеров.

Допуски углов могут быть расположены симметрично (±АТ/2), что предпочтительно, или «в плюс» (+АТ), или «в минус» (-АТ) относительно номинального угла (рис. 6). В обоснованных случа­ях может применяться иное расположение допуска угла.

При обозначении допуска угла заданной степени точности к обозначению допуска угла добавляется номер соответствующей степени точности. Например:

5 - допуск угла по 5-й степени точности, выраженный в градусной мере, и может относиться и к конусу, и к призматичес­кой детали;

AT_h10 - допуск угла по 10-й степени точности, выраженный в линейных единицах, относится к призматической детали;

Рис. 6. Расположения допуска угла относительно номинального угла :

а – для призматических деталей; б – для конусов

AT_D8 - допуск угла по 8-й степени точности, выраженный в линейных единицах, относится к конусу.

Неуказанные предельные отклонения углов приведены в ГОСТ 25670-83.

Допуски линейных параметров конусов и конических соединений.

При изготовлении деталей с коническими элементами возникают различные отклонения от номинального конуса не только по его угловым, но и по линейным размерам и по форме.

ГОСТ 25307-82 устанавливает:

допуск диаметра конуса в любом сечении T_D (рис. 7) - раз­ность предельных диаметров конуса в одном и том же поперечном сечении. Разность является постоянной для любого поперечного сечения в пределах длины конуса;

Рис.7.

1 – реальная поверхность; 2 – поле допуска конуса; 3 – наибольший предельный конус; 4 – наименьший предельный конус

допуск диаметра конуса в заданном сечении T_Ds - допуск, отно­сящийся только к диаметру в поперечном сечении, имеющем за­данное осевое положение;

допуски формы: допуск круглости поперечного сечения T_FR (рис. 8);

Рис.8.

1 – реальная поверхность; 2 – поле допуска конуса;

допуск прямолинейности образующей конуса T_FL (рис. 9);

Рис. 9

1 – реальная поверхность; 2 – поле допуска конуса;

Числовые значения T_D и Т_Ds должны соответствовать ГОСТ 25346-89 и при выбранном квалитете допуск T_D определяется по номинальному диаметру большого основания конуса, а допуск T_Ds - по номинальному диаметру в заданном сечении конуса.

Числовые значения T_FR и T_FL должны соответствовать ГОСТ 24646-81, и при выбранной степени точности допуск T_FR определяется по номинальному диаметру большого основания, а допуск T_FL - по номинальной длине конуса.

Рекомендуемая шероховатость поверхностей конических соеди­нений различного назначения составляет: для герметичных - сред­нее арифметическое отклонение профиля Ra 0,16 ... 0,32 мкм; для центрирующих - Ra 0,63 ... 1,25 мкм, для прочих - Ra 2,5 ... 3,2 мкм.

Установлено два способа нормирования допусков конусов:

Способ 1 - совместное нормирование всех видов допусков еди­ным допуском T_D диаметра конуса в любом сечении.

Допуск T_D определяет поле допуска конуса, ограниченное дву­мя предельными конусами, между которыми должны находиться все точки реальной поверхности конуса, и ограничивает не только отклонения диаметра, но и отклонения угла и формы конуса, если эти отклонения не ограничены меньшими допусками. Такой спо­соб нормирования допусков используется для неответственных конических деталей из-за удобства контроля их калибрами.

Способ 2 - раздельное нормирование каждого вида допусков допуска T_Ds диаметра конуса в заданном сечении (обычно в сечении основной плоскости), допуска АТ угла конуса, допуска круглости T_FR и допуска прямолинейности образующей конуса T_FL. Этот способ нормирования используется при высоких требованиях к точности конических деталей.

Величина допусков на диаметры и их расположение относи­тельно номинального размера существенно влияют на осевые смещения самих конусов и на колебание базорасстояния Z_p коничес­кого соединения, что может привести к искажению характера ко­нического сопряжения.

В ГОСТ 25307-82 приводятся:

методика расчета предельных осевых отклонений и допусков для наружного и внутреннего конусов в зависимости от предель­ных отклонений диаметра конуса в основной плоскости. Предель­ные осевые отклонения конуса используются для контроля диа­метра конуса по его осевому положению относительно коническо­го калибра, а также для определения предельных значений базо­расстояния соединения;

методика расчета предельных базорасстояний конического со­единения в зависимости от предельных отклонений диаметров и углов сопрягаемых конусов.