книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие

0. 63 мкм, а для интервала диаметров от 360 до 500 мм

3,78 мим.

Для характеристики сложности изготовления детали

предельные отклонения, по этой дке формуле определить класс точности. Например, шейки коленчатого вала шли-

фуют под диаметр оо_о,о95 мм, тогда величина долуска б будет равна: 6= 84,920—84,905=15 мкм, а для. ин­ тервала диаметров свыше 80 до 120 мм единица допуска

классом является 1-й, применяемый в точном машиност­ роении (приборы, некоторые детали дизельных двигате­ лей). Основной класс точности современного машиност­ роения — 2-й, по которому изготавливаются ответствен­ ные детали двигателей тракторов и автомобилей, метал­ лорежущих станков; 3-й класс распространен в автотракторостровнии и в общем машиностроении; 4-й и 5-й клас­ сы применяются в сельскохозяйственном машинострое­ нии, тепловозе-и вагоностроении.

По остальным классам точности устанавливают до­ пуски для несопрягаемых размеров, а также для поковок и отливок.

241

§ 92. Посадки

При сборке деталей их соединение может быть подвиж­ ным или неподвижным.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. По ГОСТ 7713—62 установлены три группы посадок: посадки с зазором (для подвижных сопряже­ ний), посадки с натягом (для неподвижных, неразбор­ ных соединений) и переходные посадки, в которых могут быть как зазоры, так и натяги.

В посадках с зазором (рис. 102) относительная под­ вижность сопрягаемых деталей обеспечивается зазором, т. е. положительной разностью между размерами отвер­ стия и вала (размер отверстия больше размера вала).

Предельные значения зазоров Smax и Smin определя­ ются по формулам:

SCp = (S max + 5 т1п)/2.

242

'Поле допуска отверстия у посадок с зазором буДёТ расположено' надполем допуска вала.

Посадки с натягом обеспечивают неподвижное соеди­ нение деталей.

Натягом называется (рис. 103) положительная раз­ ность между размерами вала и отверстия до сборки де­ талей (размер вала больше размера отверстия). Пре­ дельные значения натягов А/т ах и Nmш определяются по формулам

Поле допуска вала у посадок с натягом расположено над полем допуска отверстия.

Допуском посадки называется разность между наи­ большим и наименьшим зазором или натягом, т. е.

При переходных посадках после сборки могут -быть как натяги, так и зазоры — поля допусков отверстия и вала перекрываются.

В современном машиностроении в каждом классе точ­

тепловая ходовая (ТХ), широкоходовая (Ш), легкоходо-

прессовая (Пр), горячая (Гр).

ГОСТом установлены два ряда допусков и посадок предпочтительного применения: Н, С, X — I ряда, а Гр, Г, П, Д, Л — II ряда. При назначении посадки стремят­ ся в первую очередь подобрать ее из числа посадок пер­ вого ряда. Если это не удалось сделать, то используют второй ряд посадок, остальные посадки, предусмотрен­ ные стандартами, попользуют в том случае, если ни одна из посадок предпочтительных первого и второго рядов не подходит.

243

§93. Система допусков и посадок по ГОСТу

имеждународная система допусков И СО

Различают две системы допусков и посадок в зави­ симости от того, что считается в соединении основным — вал или отверстие: в системе отверстия основной деталью

.служит отверстие, оно обозначается буквой А, а в систе­ ме вала основной деталью является вал, который обоз­ начается 'буквой В.

Система отверстия (рис. 104) характеризуется тем, что в ней различные’посадки данного класса точности

осуществляются в результате изменения предельных размеров вала, а предельные размеры отверстия остают­ ся постоянными.

В этой системе наименьшим предельным размером

отверстия является номинальный, а допуск направлен в сторону увеличения отверстия.

Система вала (рис. 105) характеризуется тем, что в ней различные посадки данного класса точности осуще­ ствляются в результате изменения предельных размеров отверстия, а предельные размеры вала остаются посто­ янными. В этой системе наибольшим предельным разме­ ром вала является номинальный, а допуск направлен в сторону уменьшения вала.

244

Наибольшее распространение в машиностроении по­ лучила система .отверстия, так как при работе по допу­ скам этой системы требуется меньше различных разме­ ров отверстий, что сокращает расходы на изготовление сложного и дорогостоящего инструмента, необходимого для обработки и контроля отверстий. При использовании цельнотянутого калиброванного материала в виде прут­ ка без последующей механической обработки выгоднее применять систему вала. При монтаже подшипников ка­

г

Рис. 106. Обозначение допусков и посадок на чертежах

чения целесообразно применять одновременно обе сис­ темы: при посадке подшипников на вал — систему от­ верстия, а при посадке подшипника в корпус — систему вала.

'На чертежах за буквами, обозначающими систему (вал или отверстие) и посадку, пишется классточности, за исключением второго класса, который не указывается. На рис. 106,а показан вал в системе вала с номинальным диаметром 130 мм второго класса точности. Отверстие в системе вала и вал в системе отверстия обозначают бук­ вами и цифрами соответствующих им посадок и классов точности. На рис. 106,6 показан вал третьего класса точ­ ности с номинальным диаметром 160 мм и скользящей посадкой в системе отверстия. На сборочных чертежах в местах сопряжений проставляют номинальный размер, основание системы (отверстия— вверху, вала — внизу) и тип посадки с индексом, указывающим класс точности (рис. 106,в). Допускается проставлять на чертежах пре­ дельныеютклонения числовыми величинами (рис. 106, г), указывая верхнее отклонение над нижним. Если одно из отклонений равно нулю, то его не проставляют.

В международной системе допусков ИСО также при­ няты две системы: система отверстия и система вала; расположение поля допуска основной детали — односто­ роннее, направлено в тело детали.

245

Ё ИСО установлено 20 квалитетов, которые опреде­ ляют степень точности обработки. Каждый квалитет ха­ рактеризуется количеством единиц допуска. Градация интервалов диаметров и величина единицы допуска бли­ зки к ГОСТу.

В ИСО вне зависимости от допусков установлено 28 основных отклонений, ближайших от нулевой линии, для валов и отверстий. Они обозначаются буквами латинско­ го алфавита — прописными— для отверстий и строчны­ ми для валов. Вторые предельные отклонения определя­ ются по основному отклонению и допуску, зависящему от квалитета. На чертежах после номинального .размера проставляется ближайшее отклонение и номер квали­ тета.

Посадки в ИСО образуются произвольным сочетани­ ем полей допусков отверстий и валов разных квалитетов. Поэтому в ИСО возможно получить большое количество посадок, необходимости в которых практически нет. В связи с этим национальные стандарты ограничивают ко­ личество рекомендуемых к применению полей допусков и посадок.

Посадки обозначают проставлением в числителе поля допуска отверстия, а в знаменателе — .поле допуска ва­ ла. Система ИСО способствует укреплению технических связей между странами.

§94. Допуски на резьбы, зубчатые зацепления

иподшипники качения

Система допусков и посадок разработана и на более сложные сопрягаемые поверхности. Так, для резьбовых соединений системой допусков регламентируются сред­ ний диаметр, шаг и угол профиля резьбы.

По ГОСТ 9253—59 для метрических резьб в интерва­ ле диаметров от 1—600 мм с крупным шагом установле­ но три класса точности (1,2 и 3), для резьб с мелким ша­ гом— 4 класса (1, 2, 2а и 3), для метрических резьб с

резьбы — два класса.

Для зубчатых передач с модулем больше 1 мм ГОСТ 1643-56 устанавливает 12 степеней точности: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12. Нормы точности для зубчатых колес регламентируются следующие: показатели кинематичес­

246

кой точности (допуск на радиальное биение зубчатого венца, на колебание длины общей нормали, допуск на погрешность обкатки и т. д.); показатели плавности ра­ боты колеса (допуск на разность окружных шагов, на число зубьев колес в передаче, пятно контакта и др.). Помимо этого, регламентируют нормы бокового за­ зора.

Для подшипников качения по ГОСТ 550—55 установ­ лены пять основных классов точности: Н— нормальный, П — повышенный, В — высокий, А — особо высокий, С — сверхвысокий и три промежуточных (ВП, АВ, СА).

Точность размеров подшипника определяется пре­ дельными отклонениями по внутреннему d и наружному D диаметрам и .ширине колец.

Вследствие погрешности формы (овальность, конус­ ность и другие отклонения от точной цилиндрической по­ верхности) при измерении могут быть получены различ­ ные значения величины диаметра в одном или разных се­ чениях. Поэтому стандартом устанавливаются допусти­ мые отклонения среднего (dcp; Dcv), наибольшего (dma.x; Dj„ах) и наименьшего (dm\n; b min) значений диаметра, а также нормируется радиальное и торцовое биение, непараллельность торцов, боковое биение по дорожкам ка­ чения.

§ 95. Качество поверхности

Качество поверхности определяется физико-механичес­ кими свойствами поверхностного слоя и его шероховато­ стью. В процессе механической обработки в поверхност­ ном слое деталей происходят физико-механические изме­ нения и свойства его отличаются от свойств остальной массы металла. Помимо этого, поверхность детали после обработки имеет микронеровности, обусловливающие ее шероховатость. Различают продольную шероховатость

внаправлении главного движения и поперечную в нап­ равлении подачи. Шероховатость поверхности оценивают

внаправлении наибольшей микронеровности, которая для большинства способов обработки будет в попереч­

ном направлении.

Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789—59 оцени­ вают на участке базовой длины 7=0,08-4-8 мм, двумя па­ раметрами: средним арифметическим отклонением про­ филя Rn и высотой неровностей Rz■Среднее арифметиче­ ское отклонение профиля есть среднее значение расстоя­

247

Эти .расстояния суммируют без учета их алгебраиче­ ских знаков. Положение средней линии профиля шерохо­ ватости определяют из условия равенства площадей по обеим сторонам от этой линии до контура профиля ше­ роховатости.

Рис. 107. Профилограмма обработанной поверхности

Высота неровностей Rz есть среднее расстояние между пятью высшими точками выступов и пятью низшими точ­ ками впадин, измеренное от линии, параллельной оредней линии т (рис. 107), т. ,е.

Стандартом установлено 14 классов шероховатости поверхности, низший класс 1-й, а высший 14-й. Кроме то­

го, каждый класс начиная с 6-го делится на три разряда

(а, б, в).

От шероховатости обработанной поверхности зависят эксплуатационные характеристики деталей: износостой­ кость, усталостная прочность, антикоррозионность и др. Эксплуатационные свойства деталей повышаются с воз­ растанием класса шероховатости.

Шероховатость поверхности оценивают качественным методом, сопоставляя ее с эталоном визуально, и коли­ чественным методом, пользуясь приборами В. П. Линникаи др.

248

При различных методах обработки получают тот или иной класс шероховатости поверхности.. Например, при черновом точении получают классы 1—3, а при чисто­ вом — классы 4—7.

§ 96. Методы технических измерений

Взаимозаменяемость деталей, узлов, агрегатов немысли­ ма без достижения соответствующего уровня развития измерительной техники. Технические измерения в маши­ ностроении и в ремонтном производстве являются орга­ нической частью всего технологического процесса. ‘Сос­ тояние измерительной техники оказывает значительное влияние на всю экономику производства: себестоимость, процент брака, трудоемкость сборочных операций, дол­ говечность и надежность машин.

К техническим измерениям предъявляются следую­ щие требования: точность, производительность и воз­ можность заранее .предупреждать появление брака.

Специфичность ремонтного производства (измерения с целью дефектовки, сборка новых деталей с частично из­ ношенными и др.) диктует необходимость особого подхо­ да к выбору средств измерения и к конструкции измери­ тельных приборов и инструментов.

Существуют четыре метода технических измерений:

1)абсолютный, при котором измерительными прибо­ рами определяют величину измеряемого размера в еди­ ницах измерения;

2)относительный (сравнительный) — измерительный прибор показывает.лишь разность между величиной из­ меряемого размера и соответствующего эталона;

3)предельный — с помощью калибров устанавлива­ ют соответствие измеряемого размера интервалу допус­ тимого отклонения размеров;'

4)комплексный (разновидность предельного) — одно­ временно проверяется несколько размеров, чаще всего с помощью калибра, являющегося прообразом сопрягае­ мой детали.

Каждый из этих методов в свою очередь может быть

прямым — измеряется непосредственно интересующий нас размер и косвенным — при котором величина разме­ ра вычисляется по результатам измерения других ве­ личин.

'Вид измерительного инструмента выбирается в зави­ симости от принятого метода измерений, размеров и кон-

249

фигурации измеряемой детали и требуемой точности из­ мерений. ,

При абсолютном методе измерений используются штриховые нераздвижные инструменты, инструменты с линейным нониусом, микрометрические инструменты, уг­ лоизмерительные инструменты и оптические приборы со штриховой шкалой.

Для относительных измерений используются рычаж­ но-механические, пневматические, оптические и электри­ ческие приборы, причем показания этих приборов лишь пропорциональны измеряемой величине.

При предельном и комплексном способах измерений применяются различные предельные калибры.

Все измерительные приборы и инструменты (за иск­ лючением калибров) имеют шкалу, т. е. совокупность от­ меток, изображающих ряд последовательных чисел, со­ ответствующих значениям измеряемой величины. Деле­ нием шкалы называется линейный промежуток между осями или центрами двух смежных отметок на шкале. Цена деления шкалы— это значение измеряемой вели­ чины, соответствующее одному делению шкалы. Точно­ стью измерений называется наименьшее значение изме­ ряемой величины, которое может быть зафиксировано с помощью шкалы данного инструмента; пределом изме­ рений называется значение измеряемой величины, при котором погрешность измерений не превышает допусти­ мой величины.

§ 97. Измерительные инструменты

Для измерения линейных размеров заготовок с малой точностью .применяются штриховые нераздвижные инст­ рументы: измерительные линейки, складные метры и ру­ летки. Эти инструменты имеют шкалу с делением через 1, редко 0,5 мм и позволяют производить замеры с точ­ ностью до 0,6 мм. Пределы измерений для линеек — от

позволяют измерять диаметральные размеры.

Большей точностью обладают инструменты с линей­ ным нониусом. Их отличительной особенностью является наличие двух шкал: основной и вспомогательной (рис. 108). Основная шкала нанесена на штанге и подобна шкале линейки. Вспомогательная (нониус) нанесена на

250