книги из ГПНТБ / Палей М.А. Отклонения формы и расположения поверхностей
.pdfАБ
АБ
V77777,
а |
б |
Рис. 40. Виды расположения соосных поверхно стей:
а — смежное; б — разнесенное; в — вписанное (перекрыва ющееся)
102
Важно правильно выбирать базовую ось, по отношению к которой определяется отклонение оси рассматриваемой по верхности.
В ГОСТ 10356—63 различаются два основных случая вы бора базы:
в качестве базовой оси принимается ось базовой поверх ности, если таковая имеется по условиям сборки и работы де талей и указана в технических требованиях. Например, в мик ровинте гладкая его часть является направляющей и служит базой для определения несоосности резьбы;
если речь идет о взаимной несоосности двух или несколь ких поверхностей (базовая поверхность не указана), то было бы неправильно принимать одну из них за базовую. При на личии углового смещения осей и разнесенном расположении поверхностей величина несоосности, определенная таким об разом, изменялась бы в зависимости от выбора базы, а глав
ное, не |
отражала бы действующей погрешности, |
влияющей |
||
на сборку и работу узла. |
|
|
|
|
Рассмотрим, например, корпусную деталь, через отверстия |
||||
которой |
должен проходить |
гладкий вал |
(рис. 42). При несо |
|
осности |
отверстий и наличии зазоров вал |
войдет в корпус, но |
||
с перекосом. Действующая |
величина несоосности |
отверстий |
определится перекосом их осей относительно оси вала, кото рая в предельном случае (при использовании всего зазора) пройдет через центры средних сечений отверстий. На рис. 42 схематично показаны оси поверхностей и зазоры, предназна ченные для компенсации несоосности. При оценке несоосности от одной из осей окажется, что в случае параллельного сме щения осей (рис. 42, а) вал войдет в отверстия корпуса, если несоосность поверхности Б относительно А не превысит вели чины
Однако при той же несоосности Ä, вызванной угловым сме щением оси Б относительно оси А (рис. 42, б), для компенса ции ее по ступени Б понадобится больший зазор г, = 2Д, а при зазоре z вал не войдет в корпус. Следовательно, такой способ оценки несоооности поверхностей не позволяет судить о соби
раемости |
деталей, поскольку заранее не |
|
изр-хгген характер |
||
смещения осей. |
|
|
& |
|
|
В случае оценки несоосности относительно общей оси от |
|||||
верстий |
(материальным воспроизведением |
общей |
оси будет |
||
ось вставленного вала) допустимая несоосность â0 |
(рис. 42, в) |
||||
не связана с характером смещения |
осей |
и |
непосредственно |
||
определяется исходя из величины |
зазора |
z |
|
|
103
Другим примером может служить несоосность посадочных отверстий корпуса под шарикоподшипники. Ось вала, кото рый для простоты примем геометрически правильным, прой дет через центры сечений отверстий, соответствующие поло жению плоскостей желобов подшипников, и перекосится от носительно осей отверстий. Поскольку наружные кольца цен
трируются посадочными отверстиями |
корпуса, |
а внутрен |
|
ние — шейками вала, несоосность отверстий приведет к |
взаим |
||
ному перекосу колец подшипников, что нарушает |
правильную |
||
их работу. И в данном случае действующая величина |
несоос |
||
ности определяется не расстоянием от |
одной оси |
до |
другой, |
а их 'перекосом относительно третьей оси, пересекающей обе в пределах длины отверстий.
Таким образом, для поверхностей, совместно участвую щих в центрировании сопрягаемой детали, действующая ве личина взаимной несоосноети должна оцениваться относи тельно такой базовой оси, положение которой определяется не одной, а всеми рассматриваемыми поверхностями. В ГОСТ 10356—63 она названа общей осью двух или нескольких поверх ностей. Теоретически общую ось можно определить как ось во ображаемого цилиндра наименьшего диаметра, в который вписаны отрезки осей рассматриваемых поверхностей. Но та кое определение трудно связать непосредственно с методикой контроля. Поэтому в стандарте определение общей оси кон кретизировано в зависимости от двух основных методов контроля соосности. За общую ось двух или нескольких по верхностей при контроле соосности калибром принимается его ось (в данном определении предполагается, что измеритель ные поверхности калибра соосны или их несоосностью можно пренебречь). За общую ось двух поверхностей при контроле соосности универсальными средствами принимается прямая, проходящая через эти оси в средних сечениях рассматривае мых поверхностей. При трех и более поверхностях за общую ось следует принимать прямую, проходящую через середины отрезков осей крайних поверхностей. Приведенные определе ния в достаточной мере соответствуют теоретическому опреде лению общей оси.
Понятия о несоосности относительно общей оси приме нялись в отдельных случаях и раньше, в частности, в работах Бюро взаимозаменяемости и З И Л по контролю соосности.
Использование понятия об общей оси не ограничивается взаимной несоосностью. В случаях, когда речь идет о несоос ности посадочных шеек вала относительно двух опорных по-
104
верхіностей или о погрешностях расположения осей (непа раллельное™, неперпендикулярности, непересечении) парных отверстий в корпусных деталях, рассматривается по существу расположение общей оси двух поверхностей.
Нормирование несоосности относительно.общей оси реко мендуется прежде всего для двух или нескольких смежных или разнесенных поверхностей, ни одна из которых не яв ляется базовой. В этих случаях в технических требованиях должна быть оговорена база — общая ось.
Отдельное определение дано в стандарте радиальному биению. Так же как и торцовое биение, оно отражает широко внедрившийся основной метод контроля погрешности, в дан ном случае несоосности. Радиальное биение почти всегда из меряется по точкам реальной поверхности, поэтому является суммарным проявлением эксцентриситета и некруглости про веряемого сечения.
Под эксцентриситетом понимается смещение центра сече ния относительно оои вращения; он может быть вызван несо
осностью й изогнутостью проверяемой поверхности. |
Взятые |
|||
порознь, |
эксцентриситет вызывает |
вдвое большее, |
а |
некруг- |
лость — такое же по величине радиальное биение. |
|
Частный |
||
случай |
некруглости — овальность, |
оцениваемая |
разностью |
диаметров сечения, вызывает вдвое меньшее по величине ра диальное биение.
Особое значение использования радиального биения для нормирования несоосности состоит в том, что им, как прави ло, определяются независимые допуски на несоосность, по скольку оно связано с методикой измерения, исключающей влияние диаметра проверяемых поверхностей.
Радиальное и торцовое биения измеряются в направлении соответственно перпендикулярном или параллельном к оси вращения. Эти направления для цилиндрических и плоских торцовых поверхностей совпадают с перпендикулярами к этим поверхностям. Для поверхностей, образующие которых непараллельны оси вращения (конусных, сферических и др.), может нормироваться биение в направлении, перпендикуляр ном к поверхности.
Кроме радиального биения, при нормировании отклонений используется иногда еще один показатель, связанный с несо осностью, — разностенность. Под разностенностью понимает ся разность между наибольшей и наименьшей толщиной стен ки, образованной номинально соосными наружной и внутрен ней цилиндрическими поверхностями. Она является суммар ным проявлением неооосности (несоосность вызывает вдвое большую разностенность) и нецилиндричности обеих раосмат-
риваемых поверхностей. Разноетенноеть, как и разяотолщинность, можно рассматривать как разновидность погрешности размера (толщины стенки). Кроме того, она используется лишь для ограниченного числа деталей с вписанным (пере крывающимся) расположением ступеней типа труб, колец, втулок. Поэтому разноетенноеть в ГОСТ 10356—63 не рас сматривается. При необходимости для нормирования разноетенности можно воспользоваться предельными значениями, предусмотренными для радиального биения.
Контроль несоосности и радиального биения. При зависи мых допусках несоосности контроль можно производить ком плексными калибрами (рис. 43). Между соответствующими.
Рис. 43. Калибр для контроля несоос ности
ступенями изделия и калибра предусматриваются гарантиро ванные зазоры, рассчитываемые исходя из допустимой несо осности. При этом, если контролируется неооосность относи тельно базовой поверхности, то гарантированный зазор ме-
•жду базовыми ступенями детали и калибра должен отсутство вать (равен нулю). При контроле несоосности относительно общей оси зазоры назначаются по каждой ступени.
Согласно ГОСТ 16085—70, исполнительные размеры и до пуски калибров для контроля несоосности и несимметричности определяются так же, как и для калибров, контролирующих: смещение осей от номинального расположения (см. стр. 186).
Для пользования таблицами 35 и 37 предварительно необ ходимо пересчитать заданные величины несоосности (или не симметричности) на величины смещения осей от номиналь ного расположения по формулам, приведенным в табл. 24. Допуски на несоосность (несимметричность) измерительных элементов (калибров) определяются по величине Д к (см. табл. 35) следующим образом:
для калибров с базовым измерительным элементом ого варивается предельная нееоосность остальных элементов от носительно базового
106
Т а б л и ц а 24
Формулы для определения смещения осей (плоскостей симметрии) от номинального расположения по заданной несоосности
|
или |
несимметричности |
поверхностей |
Заданные |
требования к |
Эскизы |
Формулы для определения |
соосности |
(симметричности) |
смещения от номинального |
|
|
|
|
расположения |
1. Несоосность |
поверх |
||||
ности |
Б |
относительно |
|||
поверхности |
|
А |
(базо |
||
вой) |
не |
более |
е |
(эскизы |
|
а и |
б) |
|
|
|
|
Несоосность |
поверхно |
||||
стей |
В |
vi Г |
относительно |
||
поверхности |
А |
(базо |
|||
вой) |
не более |
соответст |
венно е\ и е2 (эскиз в)
2. Несоосность поверх ностей Л и Б относи тельно их общей оси не более соответственно е\ и ег (эскизы а и б)
Несоосность поверхно сти В относительно об щей оси поверхностей А и £ не более е3 (эскиз б)
3. Несоосность поверх ностей Л и Б не более е. Базовая поверхность не указана. Расположение поверхностей вписанное (эскиз а) или смежное (эскиз б)
|
Д л я |
базовой поверх |
ности |
Аа = 0 . |
|
|
Для |
остальных по |
верхностей: |
||
д в |
= |
еі> |
Д г |
= |
е2 |
Ад = &к =
2ZZZ.
Продолжение
Заданные требования к |
|
Формулы для |
определения |
|||
Эскизы |
смешения от |
номинального |
||||
соосности |
(симметричности) |
|||||
|
|
|
|
расположения |
||
4. |
Несоосность по |
|
|
|
||
верхностей А и £ не бо |
|
|
|
|||
лее е. |
Базовая поверх |
|
|
|
||
ность не указана. Распо |
|
|
|
|||
ложение |
поверхностей |
|
|
|
||
разнесенное* |
|
|
|
5. Несоосность |
поверх |
<?1_2 |
+ |
« 1 - 3 . |
||||
ностей А |
и 5 не |
более |
||||||
*л |
|
|
||||||
еі _ 2 ; несоосность |
по |
|
|
|
||||
верхностей Л и В не бо |
е\_2 |
+ |
б 2 - 3 . |
|||||
лее ei_s; несоосность |
по |
|
|
|
||||
верхностей Б и В не бо |
|
|
|
|||||
лее бг-з- |
Базовая |
по |
е 1 - 3 + |
|
е2-3 |
|||
верхность |
не указана* |
|
|
|
|
|||
* Нерекомендуемый |
способ задания |
несоосности. В данном случае следу |
||||||
ет задавать несоосность |
поверхности относительно общей оси. |
|
|
для калибров без базового элемента с разнесенным распо ложением двух измерительных элементов или при числе эле ментов более двух оговаривается предельная несоосность каждого и-іго элемента относительно общей оси
для двухступенчатых калибров без базового элемента с вписанным или смежным расположением элементов огова ривается их взаимная предельная несоосность
e» = 2Af t .
Действительная величина несоосности определяется изме рением радиального биения. Схема контроля несоосносги от носительно оои базовой поверхности показана на рис. 44. При легающие поверхности для проверяемого и базового отвер стий воспроизводятся пригнанными к ним оправками. По скольку ось прилегающего цилиндра прямолинейна, то наи большее расстояние между осями может быть в торцовых сечениях проверяемой поверхности. В данном случае изме-
108
ряется радиальное биение в двух сечениях, по возможности близких к торцам проверяемого отверстия. За величину несо осности принимается половина наибольшего значения ра диального биения.
Рис. 44. Схема измерения не |
|
|
|||
соосности |
относительно ба |
|
|
||
зовой |
поверхности: |
Рис. 45. Схема измерения несо |
|||
/ — деталь; |
2 и 4 — оправки, |
||||
пригнанные |
соответственно |
к ба |
осности шеек вала относительно |
||
зовому |
н |
проверяемому |
отвер |
|
общей оси: |
стиям; |
3—измерительная |
голов |
/ — деталь; |
2 — измерительные го |
|
|
|
ка |
|
||
|
|
|
ловки; |
3 — ножевые опоры |
Рис. 46. Схема измерения несоосности отверстий отно сительно общей оси:
/ — деталь; 2 — измерительные |
сопла; 3 — пружинящие упо |
ры; 4 — опорные |
наконечники |
Принципиальная особенность схемы измерения неооооности двух шеек вала относительно их общей оси (рис. 45) со стоит в базировании вала одновременно по обеим проверяе мым поверхностям. Вал вращается на двух ножевых опорах, находящихся в средних сечениях шеек. Величина несоооности
109
для каждой шейки определится как половина радиального биения в крайних сечениях.
Для повышения точности измерения может понадобится увеличить расстояние между проверяемым и опорным сече ниями L (рис. 46), что достигается перенесением точки опоры к противоположному торцу или применением удлиненных оп равок. В этих случаях результат измерения необходимо раз делить на отношение — > г Де I — половина длины проверяе мой поверхности. В данном случае отношение -у- — 2 и, сле довательно, несоосность относительно общей оси будет рав
на .'Д измеренного радиального биения.
Для определения яесоооности наружных «ли внутренних поверхностей относительно общей оси могут быть использо
ваны |
средства, |
применяемые |
для контроля нееоосности од |
ной |
поверхности |
относительно |
другой. Рассмотрим кратко |
методику измерения и обработки результатов измерения. По верхность, нееоосностъ которой относительно общей оси хотят определить (например, поверхность А на рис. 47, а ) , прини мают за базовую. По этой поверхности центрируют, напри мер с помощью оправки соответствующего диаметра, измери тельное устройство и измеряют несоосность е2 другой поверх
ности Б в ее среднем сечении 02- |
Как видно из |
рис. 47, б, |
ве |
||
личина е2 зависит только от перекоса оси |
I — I поверхности А |
||||
относительно общей оси 0\02 |
поверхностей Л и Б и не свя |
||||
зана |
с отклонением оси I I — I I |
от общей |
оои. Искомая |
вели |
|
чина |
нееоосности поверхности |
А относительно |
общей |
оси |
(на схеме е0 і) определяется из рассмотрения подобных тре угольников Ох02К и OiNM:
h
во 1 = е2 • — .
Для определения нееоосности поверхности В относительно общей оси измерительное устройство центрируют по оои I I — I I и измеряют несоосность в\ в сечении 0\. Тогда
h
При измерении радиального биения (рис. 48) деталь уста навливают заданными базовыми поверхностями и опреде ляют разность между наибольшим я наименьшим показания ми измерительной головки, полученными при относительном повороте детали или головки на один оборот.
Базирование детали производится обычно с помощью оп равок, патронов, призм или центров.
но
Рис. 47. Определение несоосности относительно общей оси по резуль
татам измерения взаимной несоосности двух поверхностей
х^г. Рис. 48. Схемы измерения радиального биения при
базировании детали:
а — в призмах; б — на оправ-
Ш