книги из ГПНТБ / Палей М.А. Отклонения формы и расположения поверхностей

Этим условиям соответствует изготовление деталей ів приспо­ соблениях, в которых заготовка, имеющая предварительно обработанную базу, ориентируется по установочному элемен­ ту с размером, равным проходному предельному размеру базы, а также контроль деталей с помощью комплексных ка­ либров, в которых базовые измерительные элементы имеют те же размеры, что и проходные калибры для базовых по­ верхностей.

Условие независимого допуска расположения для базы означает, что действительная ось (плоскость симметрии) базы должна совпадать с номинальным расположением во всех случаях независимо от действительного размера базово­ го элемента [24].

В большинстве случаев на базу распространяется условие зависимого допуска, если для остальных поверхностей, вхо­ дящих в данную группу, заданы зависимые допуски на сме­ щение от номинального расположения. В этих случаях спе­ циальные указания о виде допуска для базы в технических требованиях отсутствуют. Если возникает необходимость при зависимых допусках расположения для остальных поверхно­ стей ограничить базу условием независимого допуска, то в технических требованиях после указания базы должен быть оговорен независимый допуск базы [24]. При независимых до­ пусках на смещение осей остальных поверхностей данной груп­ пы на базы распространяется условие независимого допуска.

Нормирование расположения группы поверхностей в це­ лом. Кроме взаимного расположения поверхностей в пределах одной группы, следует различать расположение всей труппы поверхностей в целом относительно других элементов детали (например, контура, боковых кромок, центрального отверстия и т. п.), если эти элементы не входят в рассматриваемую группу поверхностей и не являются базами для определения смещения поверхностей в пределах группы.

Допуски расположения группы поверхностей в целом обычно грубее, чем допуски на взаимное расположение по­ верхностей в группе, и их рекомендуется указывать в виде предельных отклонений размеров, координирующих данную группу относительно других элементов детали. При этом имеет место комбинированное применение двух способов за­ дания допусков расположения поверхностей.

Размеры, координирующие группу поверхностей относи­ тельно других конструктивных элементов детали, могут зада­ ваться различными способами:

до одной или нескольких поверхностей данной группы, на­ пример, положение группы из четырех отверстий относитель-

132

ординирующие группу поверхностей, более обоснованно отно­ сить предельные отклонения этих размеров ко всей группе

Рис. 59. Допуски расположения группы поверхностей:

а — чертеж детали; б — геометрическая модель номинального расположения группы осей и зон допустимого смещения каждой оси (круговые поля) и группы осей в целом (квадратные поля)

в целом. Такой подход позволяет перейти непосредственно от допусков расположения группы к допускам взаимного рас­ положения двух парных деталей, сопрягаемых по данной группе поверхностей. Допуск расположения группы поверх­ ностей в целом следует понимать как допуск, 'относящийся к расположению геометрической модели данной группы, сов­ мещенной с действительными поверхностями группы так, что­ бы каждая из этих поверхностей находилась в пределах своего допуска на смещение от номинального расположения.

Таким образом, если зону допуска на размер, координи­ рующий группу, построить относительно каждого элемента данной группы, получим зоны допуска для геометрической модели (рис. 59), которая в пределах этих зон может распо­ лагаться произвольно.

133

Непосредственный контроль, соответствующий этим усло­ виям, можно осуществить путем измерения положения комп­ лексного калибра, вставленного в деталь. Если смещение по­ верхностен в пределах одной группы не достигло предельно­ го значения, возможно взаимное смещение калибра и детали на величину невыбранных зазоров. В таких случаях калибр следует смещать до получения наименьшего отклонения раз­

положение каждого отдельного элемента группы может до­ полнительно отклоняться на величину предельного смещения этого элемента относительно номинального расположения (рис. 59, б). Это обстоятельство следует иметь в виду, когда вместо расположения группы в целом, проверяют расположе­ ние отдельных поверхностей, например, тех, к которым отно­ сятся размеры, координирующие группу.

Длина, на которой ограничивается смещение от номиналь­

ного расположения. В пределах зон допусков оси отверстий или других элементов могут не только смещаться от номи­ нального расположения, но и отклоняться от взаимной парал­ лельности. В результате, взаимное расположение центров от­ верстий в различных сечениях, перпендикулярных к номи­ нальному направлению осей, может оказаться неодинаковым. Поэтому важно определять как величину допуска, так и по­ ложение и протяженность в осевом направлении зоны допу­ ска на смещение от номинального расположения. Основное правило состоит в том, что положение и длина зоны допуска должны соответствовать положению зоны, в которой преду­ смотрен зазор для компенсации смещения от номинального расположения, и длине сопряжения деталей.

При этом возможны следующие основные случаи (рис. 60):

1. Зона допуска задана на всей длине рассматриваемой поверхности. Это может относиться как к отверстиям (рис. 60, о), например, отверстиям под проход крепежных де­ талей с зазором, так и к выступам (рис. 60, б).

2. Зона допуска располагается вне рассматриваемой де­ тали и имеет протяженность, равную длине сопряжения во второй парной детали (рис. 60, в). Этот случай относится к осям отверстий для крепежных деталей, которые устанав­ ливаются без гарантированного зазора (например, резьбовые отверстия для болтов и шпилек, гладкие отверстия под штиф­ ты). В американской технической литературе {22] применяют термин «выступающая зона допуска». Во многих случаях при изготовлении и контроле резьбовых отверстий предполагается

134

выступающая зона допуска, даже если это особо не оговоре­ но. Это выражается, например, в том, что расположение резь­ бовых отверстий проверяется по выступающим концам конт­ рольных пробок, на которые накладывают плиту калибра с соответствующими контрольными отверстиями. Однако для

правильного толкования конструкторских требований необ­ ходимо оговаривать выступающую зону и ее длину. Напри­

135

(прокладка); в ней предусмотрены большие зазоры, чем в де­ тали 3. В этом случае допуск на смещение может быть отне­

требовании должна быть сделана следующая примерная за­

Неперпендикулярность осей к опорной плоскости. Номи­ нальное расположение осей предполагает также и их перпен­ дикулярность к опорной плоскости. Поэтому зоны допуска на смещение от номинального расположения можно было бы принимать также перпендикулярными к соответствующей пло­ скости детали. В данном случае суммарная зона допуска включает смещение осей от номинального расположения и неперпендикулярность осей к плоскости.

В предельных случаях неперпендикулярность либо совсем не допускалась бы (при использовании суммарного допуска за счет смещения от номинального положения), либо могла

если применяются мягкие прокладки, компенсирующие пере­ кос опорных плоскостей. Во-вторых, суммарный контроль неперпендикулярности оси и смещения от номинального рас­ положения сложен. В случае применения комплексных калиб­ ров необходимо, чтобы измерительные элементы калибра (пробки, калиброванные отверстия) входили в проверяемые элементы детали, и ів то же время опорные плоскости калиб­ ра и детали соприкасались между собой на всей протяжен­ ности. При поэлементном контроле размеров, координирую­ щих оси, неперпендикулярность осей к опорной плоскости выявить нельзя; ее надо проверять отдельно. Поэтому целе­ сообразно дифференцировать способы ограничения непер­ пендикулярности осей по отношению к плоскости и преду­ смотреть следующие возможные решения:

1. Неперпендикулярность ограничивается в пределах зоны допуска на смещение осей от номинального расположения. В технических требованиях это условие выражается тем, что

136

достаточные гарантированные зазоры для компенсации раз­ дельных допусков. Их необходимо назначать также при по­ элементном нормировании расположения осей, т. е.. когда задают допуски размеров, координирующих оси.

3. Неперпендикулярность осей ограничивается нормами на непроставленные предельные отклонения расположения, если

кое решение возможно, если неперпендикулярность осей не оказывает существенного влияния «а сборку деталей, распре­ деление напряжений в собранных деталях и т. п.

Сопоставление двух способов назначения допусков распо­ ложения поверхностей. В связи с тем, что расположение по­ верхностей можно нормировать двумя способами — допуска­ ми координирующих размеров и допусками на смещение осей от номинального расположения, — необходимо сопоставить эти способы и определить рациональную область применения

для каждого из них.

Принципиальное различие между двумя способами заклю­ чается в том, что допуск на смещение от номинального рас­ положения ограничивает суммарное отклонение поверхности

ры ограничивают лишь составляющие (проекции) суммарного отклонения в координатных направлениях и поэтому являют­ ся п о э л е м е н т н ы м и допусками.

Конструктивные особенности. В данном случае способы назначения допусков на расположение поверхностей рассмат­ риваются с точки зрения соответствия функциональному на­ значению деталей, т. е. требованиям взаимозаменяемости, и

сточки зрения техники проектирования машин и приборов.

1.Допуск на смещение от номинального расположения облегчает анализ взаимозаменяемости изделия, поскольку не­ посредственно выражает ту наибольшую величину отклоне­ ния, которая может быть в изделии. При назначении поэле­ ментных допусков на координирующие размеры предвари­ тельно требуется определить наибольшее суммарное отклоне­ ние. Кроме того, анализ взаимозаменяемости на основе по­ элементных допусков может привести к неоднозначным ре­ зультатам. Примером могут служить три различных толко­

ставить графически по-разному. Для оси отверстия 3 зона до­ пуска в одном случае изображается квадратом 0.2X0,2 мм,

Щ

в другом — прямоугольником 0,2X0,1 мм, в третьем — квад­ ратом 0,1X0,1 мм. Различия в толковании зон допусков мо­ гут быть источником расхождений в оценке взаимозаменяе­ мости изделий или при назначении допусков.

2. Назначение комплексного допуска на смещение от но­ минального расположения наиболее полно и надежно обес­ печивает требования взаимозаменяемости. Поэлементное HOP­

мирование менее надежно, так как может оказаться, что не все элементные отклонения ограничены допусками. Это в осо­ бенности относится к допускаім на условия, непосредственно вытекающие из чертежа без указания координирующих раз­ меров, например, на расположение осей элементов в одной

и 64 показаны примеры неполного назначения поэлементных допусков, возможного из-за недостаточной проработки техни­ ческих требований. Если при расположении осей отверстий

139

в один ряд (рис. 63) указывают только предельные отклоне­ ния координирующих (межосевых) размеров, то возможны смещения осей относительно их общей плоскости, ограничи­ ваемые лишь грубыми допусками на размер /. Если при рас­ положении осей четырех отверстий по схеме прямоугольника

Рис. 63. Возможные смещения осей отверстий, рас­ положенных в один ряд, от общей плоскости

(рис. 64) указывают лишь предельные отклонения координи­ рующих размеров L x и L 2 , то возможен перекос сторон пря­ моугольника в пределах грубых допусков на размеры 1\ и U- В обоих случаях отклонения, не ограниченные соответствую­ щими поэлементными допусками, могут привести к наруше­ нию собираемости деталей.

!40

3. Расчет комплексных допусков на смещение от номи­ нального расположения проще, чем расчет поэлементных допусков. Допуски на смещение осей связаны простыми зави­ симостями с зазорами, предназначенными для компенсации смещения, и не зависят от характера расположения элемен­ тов, системы координат, способа простановки координирую­ щих размеров, а если расчет ведется без учета вероятностных характеристик, то и от числа элементов (более подробно ме­ тодика расчета допусков изложена на стр. 148).

Расчет поэлементных допусков сложнее, так как предва­ рительно определенный комплексный допуск необходимо за­ тем разложить на раздельно нормируемые составляющие. Ко­ личество составляющих и числовые величины поэлементных допусков зависят от характера расположения поверхностей и принятой системы простановки координирующих размеров (табл. 31).

4.Назначение допусков на смещение от номинального рас­ положения позволяет упростить оформление чертежей и «ос­ ветлить» их особенно при большом числе взаимозаменяемых элементов. В этом случае чаще всего указывается одна ве­ личина комплексного допуска и соответствующая база, в то время как при поэлементном нормировании необходимо на­ носить предельные отклонения для (всех координирующих размеров и оговаривать дополнительные условия, требуемые для обеспечения'взаимозаменяемости.

5.Назначение допусков на смещение от номинального рас­

положения может быть неприемлемым в тех случаях, когда по конструктивным соображениям нельзя допустить одина­ ковые смещения осей в любом направлении. Такие ограниче­ ния могут иметь место, например, в некоторых тонкостенных деталях или при неодинаковых допусках на взаимное смеще­ ние деталей в различных направлениях. В подобных случаях следует назначать предельные отклонения координирующих размеров, причем эти отклонения, в зависимости от требова­ ний, могут быть одинаковыми или отличаться в разных ко­ ординатных направлениях.

Технологические особенности. В данном случае два спосо­ ба назначения допусков расположения рассматриваются с учетом их влияния на изготовление и контроль деталей, а также на проектирование технологической и контрольной ос­ настки.

1. Задание смещения от номинального расположения по­ зволяет полностью использовать допуск, возможный по кон­ структивным условиям. Поэлементное нормирование неизбеж­ но связано с сокращением допуска и приводит к забракова-

141