2600

Пример.

Для отверстий диаметром 15+0,043 и 25+0,052 мм детали, показанной на рис. 18 а, назначен зависимый допуск соосности 0,05 мм. Значение допускаемого отклонения от соосности является наименьшим и относится к деталям, у которых диаметры отверстий имеют наименьшие предельные размеры. С увеличением диаметров отверстий в соединении образуются зазоры. Отклонение от соосности определяется разностью радиальных расстояний от осей отверстий, а зазоры – разностью предельного и номинального диаметров, поэтому отклонение от соосности связано с суммарным зазором в обеих ступенях S1, S2 зависимостью = (S1 + S2)/2.

Рис. 18. Зависимый допуск соосности отверстий (а) и обозначение зависимых допусков (б – е)

Минимальное значение допуска соосности указано на чертеже Tmin

= 0,05 мм, максимальное значение Tmax = 0,05 + (S1 + S2)/2 = 0,05 + (0,052 + 0,043)/2 = 0,097 мм.

Зависимые допуски расположения обозначают условным знаком буквой М в кружке, который помещают после числового значения допуска, если он связан с действительными размерами поверхности (рис. 18, б); после буквенного обозначения базы (рис. 18, в), если допуск связан с действительными размерами базовой поверхности; после числового значения допуска и буквенного обозначения базы, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого и базового элемента (рис. 18, д).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое номинальное и реальное расположения поверхности?

2.Что такое допуск расположения поверхности элемента детали?

3.Назовите по условному обозначению на чертеже вид отклонения расположения, величину допуска и базу. Что такое база?

4.Какие существуют отклонения формы цилиндрических поверх-

ностей?

Глава 4. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

4.1. Параметры шероховатости

Шероховатость поверхности является одной из основных геометрических характеристик качества поверхности деталей и оказывает влияние на эксплуатационные свойства деталей: трение и износ, контактные деформации, коррозионную стойкость, герметичность соединений, обтекаемость жидкостями и газами, прочность неподвижных прессовых соединений, электроконтактное сопротивление, концентрацию напряжений и т.д. Увеличение высоты неровностей снижает долговечность подшипников примерно на 20 %, чрезмерно гладкая поверхность не сможет удерживать смазку. От шероховатости зависит длительность сохранения заданной точности размеров. Основные термины и понятия шероховатости установлены ГОСТ 25142 82.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины.

Базовая длина l – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8 и 25 мм.

Геометрические размеры неровностей поверхности отсчитывают от базы, за которую принята средняя линия профиля m, т.е. базовая линия, имеющая форму номинального профиля, проведенного так, что в пределах базовой длины среднеквадратическое отклонение профиля по этой линии минимально (рис. 19).

Для количественной оценки и нормирования шероховатости поверхностей устанавливают шесть параметров: три высотных Rа, Rz, Rmax, два шаговых Sm, S и параметр относительной опорной длины профиля tp.

Рис. 19. Профилограмма и основные параметры шероховатости поверхности

формации поверхностей детали при их контактировании. С увеличением tp требуются все более трудоемкие процессы обработки.

Таблица 4. Направление неровностей и их обозначения

Параметр Ra является предпочтительным по сравнению с Rz и Rmax, так как он характеризует среднюю высоту всех неровностей профиля; Rz – среднюю высоту наибольших неровностей; Rmax – наибольшую высоту профиля. Шаговые параметры Sm, S и tp введены для учета различной формы и взаимного расположения характерных точек неровностей.

Числовые значения параметров шероховатости приведены в ГОСТ

2789 73.

В некоторых случаях устанавливают требования к направлению неровностей (табл. 4).

4.2. Обозначение шероховатости поверхностей

Согласно ГОСТ 2.309 73 шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей детали независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции. Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рис. 20, а.

В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктор не устанавливает, применяют знак, показанный на рис. 20, б; этот знак является предпочтительным. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой удалением слоя материала, например точением, фрезерованием, полированием и т.п., применяют знак, указанный на рис. 20, в. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой без снятия слоя материала, например литьем, ковкой, прокатом и т.п., применяют знак, показанный на рис. 20, г.

Рис. 20. Структура обозначения шероховатости поверхности

Значение параметра шероховатости Ra указывают в обозначении без символа, например 0,5; для остальных параметров – после соответствующего символа, например Rmax 6,3; Sm 0,63; S 0,32; Rz 32; t50 70. Здесь указаны наибольшие допустимые значения параметров шероховатости, наименьшие значения не ограничиваются. В примере обозначения t50 70 указана относительная опорная длина профиля tр = 70 % при уровне сечения профиля р = 50 %. При указании диапазона значений параметра шероховатости поверхности (наибольшего и наименьшего) в обозначении приводят пределы значений параметра, размещая их в две строки, например:

В верхней строке приведены значения параметра, соответствующие большей шероховатости.

При указании двух и большего числа параметров шероховатости поверхности в обозначении их значения записывают сверху вниз, как указано на рис. 21, а.

Рис. 21. Примеры обозначения шероховатости поверхности

Обозначения шероховатости поверхностей на изображении детали (рис. 22) располагают на линиях контура, выносных линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках линий-выносок. При недостатке места допускается располагать обозначения шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях.

При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей детали обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу чер-

тежа и на изображение не наносят (рис. 22, а).

Рис. 22. Примеры специфических случаев обозначения шероховатости

4.3.Выбор параметров шероховатости при назначении требований

кчертежам

Для большинства поверхностей деталей машиностроения предпочтительно нормировать параметр Rа, а не Rz, т.к. Rа измеряется проще и производительнее. Считают, что Rz = (4 5)Rа. Для малогабаритных деталей, мягких покрытий и мягких материалов измерение Rа затруднительно, поэтому нормируется Rz.

Величина высотных параметров шероховатости связана с линейными размерами и допусками на них. Приближенно для размеров 1 – 500 мм и квалитетов 6 – 11 можно считать:

Rа 0,05Tp при Тф = 0,6Тр; Rа 0,025Tp при Тф = 0,4Тр; Rа 0,012Tp при Тф = 0,25Тр.

Расчетное значение шероховатости округляют до табличного значения (табл. 5). Подчеркнутые значения являются предпочтительными при формировании параметра Rа.

При назначении шероховатости поверхностей можно пользоваться готовыми таблицами, приведенными в справочниках, где указаны минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размера и формы.

Контроль шероховатости поверхности может осуществляться:

1) сравнением реальной поверхности изделия с рабочими образцами шероховатости, которые имеют стандартизированные значения параметра Rа;

Таблица 5. Значения шероховатости

Высотные параметры, мкм

2)измерением с помощью контактных (щуповых) приборов – про- филометров-профилографов;

3)измерением бесконтактным методом – методом светового сечения и интерференционным, с помощью микроскопов.

По первому методу можно визуально удовлетворительно оценить шероховатость с Rа = 0,6 – 0,8 мкм.

Для повышения точности используют контактные и бесконтактные устройства.

Принцип действия профилометра-профилографа основан на ощупывании исследуемой поверхности алмазной иглой и преобразовании колебаний иглы в изменения напряжения с помощью индуктивного измерительного преобразователя. Выходное напряжение, амплитуда которого пропорциональна высоте неровностей, а частота соответствует шагу, поступает в отсчетное и записывающее устройство. В результате измерения получают численное значение Rа и профилограмму поверхности.

С помощью микроскопа Линника измеряют параметр Rz. Микроскоп имеет небольшое поле зрения и не в состоянии охватить требуемую базовую длину, поэтому шероховатость оценивают на участках, меньших, чем базовая длина.

На грубых поверхностях измерение Rа связано с опасностью поломки алмазной иглы, а на очень гладких поверхностях получается низкая достоверность из-за того, что закругленный конец алмазной иглы имеет радиус 2,5 или 10 мкм и не может фиксировать очень малые неровности. Показатель Rа рекомендуют использовать при высотах неровностей (0,1 –

10)мкм.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что называется шероховатостью поверхности?

2.Какие существуют параметры шероховатости поверхности?

3.Какие существуют условные знаки шероховатости и что они обозначают на чертеже?

4.Какой параметр шероховатости является предпочтительным (Ra или Rz) и почему?

5.Каким образом осуществляется выбор шероховатости?

Глава 5. СТАНДАРТИЗАЦИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

5.1.Основные понятия

Ошироком распространении резьбовых соединений говорит тот факт, что в современных машинах более 60 % деталей имеют резьбы. По назначению резьбы бывают:

крепежные – применяют для разъемного соединения деталей машин, главное требование к ним – обеспечение прочности соединения;

кинематические – применяют для винтовых пар, главное требование к которым – обеспечение точности перемещения при наименьшем трении;

трубные и арматурные, применяемые для трубопроводов и арматуры, главное требование к которым – обеспечение герметичности соединения.

Общими требованиями для всех резьб являются обеспечение надежности, долговечности и свинчиваемости без подгонки независимо изготовленных резьбовых деталей.

Виды резьб

1.По форме профиля: треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, круглые, упорные.

2.По форме резьбовой поверхности: цилиндрические и конические.

3.По направлению витков: правые и левые.

4.По числу заходов: однозаходовые и многозаходовые.

5.По расположению: наружная и внутренняя.

6.По углу профиля: метрическая с углом профиля = 30 , упорная

с= 3 рабочей и = 30 нерабочей стороны.

Наиболее широко применяется метрическая резьба. На рис. 23 показан профиль и основные параметры резьбы.

Параметрами резьбы являются:

d, D – наружные диаметры резьбы болта и гайки соответственно, по которым резьба условно обозначается;

d2, D2 – средние диаметры резьбы болта и гайки соответственно; d1, D1 – внутренние диаметры резьбы болта и гайки соответственно;

Р – шаг резьбы т.е. расстояние между соседними боковыми сторонами профиля;– угол профиля;

Н – высота исходного треугольника; l – длина свинчивания.

Номинальный профиль, общий для болта и гайки, получается из исходного равностороннего треугольника высотой Н путем среза вершин

витков по наружному диаметру на Н/8, по внутреннему на Н/4. Форма впадин резьбы болта и гайки не регламентируется и может быть плоскосрезанной и закругленной.

Рис. 23. Профиль и основные параметры метрической резьбы

Резьбы могут быть с крупным шагом (для диаметров от 0,25 до 68 мм) и с мелким шагом (для диаметров от 1 до 600 мм). У резьбы с крупным шагом определенному наружному диаметру соответствует определенный шаг. У резьбы с мелким шагом одному и тому же наружному диаметру могут соответствовать различные шаги (ГОСТ 8724 81).

5.2. Система допусков и посадок метрических резьб

Внутренние и наружные резьбы контактируют по боковым сторонам профиля. В зависимости от характера сопряжения по боковым сторонам профиля, т.е. по среднему диаметру, различают посадки с зазором, с натягом и переходные. Наиболее широко применяемой и универсальной является резьба с зазором (ГОСТ 16093-81).

Полями допусков нормируются:

средние диаметры d2, D2;

наружный диаметр d у болтов;

внутренний диаметр D1 у гаек.

Расположение полей допусков определяется основным отклонением. Для посадок с зазором предусмотрено для болтов пять основных отклонений: d, e, f, g, h, для гаек четыре: E, F, G, H (рис. 24).

Второе предельное отклонение определяют по принятой степени точности резьбы, которая может быть от 3 до 9. Степень точности выби-