Г л а в а 1. Контроль геометрії, класу точності і поверхні виливків

§ 1. Контроль розмірної точності виливків

Розмірна точність литих заготовок і одержуваних з них деталей є одним з основних показників якості.

Розмірна точність визначається ступенем наближення істинних (дійсних) розмірів виливка до розмірів, вказаних на кресленні (номінальним розмірами). Розмірна точність є комплексною характеристикою наступних показників якості: допусків розмірів виливка, допусків по товщині необроблених стінок і ребер та ін. (ГОСТ 4.439-36).

Номінальний розмір - значення відстані між базою і точкою поверхні, тобто розмір, зазначений у кресленні. Цей розмір є початком відліку відхилень. Для поверхонь, маючих форму тіла обертання, як номінального розміру використовують номінальний діаметр. У похилих конічних і фасонних поверхонь, заданих координатами від однієї бази (крім поверхонь з формувальними ухилами), за поминальний розмір приймають найбільший з розмірів.

Розмір виливки, отриманий при безпосередньому його вимірі з заздалегідь встановленою допустимою похибкою, називається дійсним. Цей розмір може збігтися з номінальним тільки випадково. Існування дійсних розмірів робить необхідним введення понять найбільшого і найменшого граничних розмірів. Між цими гранично допустимими розмірами повинен знаходитися дійсний розмір придатної виливки, виміряний з заданою точністю.

Різниця найбільшого і найменшого граничних розмірів називається допуском, а різниця дійсного та відповідного номінального розмірів - відхиленням. Відхилення вважається позитивним, якщо дійсний розмір більше номінального, в іншому випадку відхилення вважається негативним. Алгебраїчна різниця граничного і номінального розмірів становить граничне відхилення. Воно може бути верхнім і нижнім. Простір, обмежений верхнім і нижнім граничними відхиленнями, утворює поле допуску.

Граничні відхилення і величина поля допуску виливків залежать від багатьох конструкторських і технологічних факторів. Кожен з них вносить свій внесок у збільшення поля допуску. Якщо прийняти поле допуску за 100%, то вплив різних факторів можна оцінити таким чином: модельна оснастка 10 - 15%, виготовлення напівформ 20 - 25%, неточності збірки форми 15 - 20%, формування виливка у формі 25 - 30 %, механічна обробка 10%.

Величина допусків на розміри виливків залежить від технології наступній обробки і тісно пов'язана з комплексом вимог до готового виливка. Допуски на розміри і масу виливків з чорних і кольорових сплавів в інтервалі зміни номінальних розмірі від 4 до 10 000 мм регламентовані ГОСТ 26645-85.

Для оцінки точності номінальних розмірів виливків ГОСТ 26645-85 встановлює 16 класів точності (з 1-го по 16-й) і шість проміжних класів з індексом "т". Для механічно оброблених деталей встановлено 19 квалітетів, що позначаються 01; 0; 1; 17. Точність підвищується в міру зниження номера класу або квалітету.

Таким чином, класом точності (квалітетом) називається щабель градації в системі допусків, приблизно відповідних однакової точності для всього діапазону номінальних розмірів (від 0 до 10 000 мм). Конкретний допуск для кожного з класів точності визначається за наведеними в ГОСТ 26645-85 таблицями.

Незважаючи на однаковий смисловий зміст наведених понять, прямої чисельної відповідності класу точності виливка квалітету обробленої деталі немає. Залежно від номінальних розмірів виливка певного класу точності можуть відповідати трьом-чотирьом сусіднім квалітетам механічно оброблених деталей.

Крім допусків на розміри ГОСТ 26645-85 регламентує також припуск на механічну обробку і встановлює шість рядів основних припусків і один ряд додаткового припуску на механічну обробку.

На рис. 1.1 видно, що припуск Z на механічну обробку виливка являє собою різницю номінальних розмірів виливка L_вил і деталі L_д. Припуск на механічну обробку компенсує вплив систематичних і випадкових похибок, що виникають як у процесі виготовлення виливки W_вил, так і при її механічній обробці W_д, на розмірну точність готової деталі. За відсутності систематичних відхилень мінімальний припуск на обробку Z_min не може бути менше половини суми випадкових відхилень розміру виливки σ_вил та одержаної з неї деталі σ_д (на рис. 1.1 показано штриховою лінією):  Z_min ≥ 3 (σ_д+ σ_вил). Між значеннями допусків і припусків існує безпосередній зв'язок, який обумовлений характером розподілу сумарних похибок розмірної точності виливків і механічно оброблених деталей. Тому максимальне значення основного припуску призначається залежно від значення допуску на розмір виливка. При цьому для кожного інтервалу значень допусків на розміри виливка в кожному ряду припусків передбачені два значення основного припуску. Менші значення встановлюють при більш грубих квалітетах точності обробки, великі значення - при більш точних. У табл. 1.1 наведено параметри розмірної точності виливків з різних сплавів, отриманих різними способами лиття. Менші значення відносяться до простих відливок, отриманих в умовах масового автоматизованого виробництва, великі - до складних відливок, які виготовляються в умовах дрібносерійного і одиничного виробництва, а проміжні значення відносяться до виливків середньої складності в умовах механізованого серійного виробництва. Очевидно, що точність виливків залежить від групи їх складності. Так, виливки груп складності I-III дають приблизно однакову точність, а для виливків груп IV-V точність приблизно на один клас нижче.

Таблиця 1.1