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

наконечника в зависимости от его радиуса и класса чистоты поверхности (в расчете использовались наибольшие высота и шаг неровностей). Пользуясь данными таблицы, можно подо­ брать радиус наконечника в зависимости от требуемой точ­ ности измерения отклонений формы или размера.

Т а б л и ц а 1

Влияние шероховатости на измерения отклонений формы и размера

* Величины подсчитаны по формуле (2).

В качестве базы для отсчета отклонений формы согласно ГОСТ 10Э56—63 принимается геометрическая поверхность, соприкасающаяся с реальной. Расположение и размерные па­ раметры геометрической поверхности, получившей обобщен­ ное название «прилегающей», должны быть такими, чтобы она в наибольшей степени соответствовала реальной поверх­ ности. Подробные определения прилегающих поверхностей и профилей даны на стр. 29 и 64.

12

О Т К Л О Н Е Н ИЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ

j При определении отклонений расположения следует раз ­ личать поверхность, положение которой определяется (в стан­ дарте она называется рассматриваемой, а при контроле — проверяемой или контролируемой), и поверхность, относи­ тельно которой определяется расположение рассматриваемой ; поверхности, т. е. базовую. В качестве базы может служить также совокупность поверхностей, линий и точек, например, две опорные шейки вала или цилиндрический буртик и торец

баз или отклонение от номинального взаимного расположе­ ния рассматриваемых поверхностей.)

; Номинальное расположение поверхностей определяется заданными на чертеже детали номинальными значениями ли­ нейных или угловых размеров между поверхностями. У Эти размеры назовем размерами, координирующими поверхности,

верхности, призматические пазы и выступы, группы поверх­ ностей) — от их осей, плоскостей или центров симметрии. Во втором случае размеры иногда могут быть заданы от мате­ риальных элементов поверхностей (например, от образующей цилиндрической поверхности), если эти элементы имеют са­ мостоятельное служебное назначение.

В некоторых случаях номинальное расположение поверх­ ностей задают непосредственно изображением детали на чер­ теже без указания координирующих размеров. Примерами могут служить требования номинальной соосности и симмет­ ричности (номинальный линейный координирующий размер равен нулю), параллельности (номинальный угловой коорди­ нирующий размер равен нулю), перпендикулярности (номи­ нальный угловой координирующий размер равен 90°).

13

одной детали. Эти определения можно применить и к поверх­ ностям разных деталей, но неподвижных относительно друг друга в собранном узле. Отклонения расположения поверх­ ностей деталей, перемещающихся относительно друг друга, всегда проверяют в собранном узле или изделии. Они явля­ ются суммой отклонений формы и расположения сопряжен­ ных поверхностей и зависят не только от величины, но и от сочетания составляющих отклонений. Для таких случаев тре­

Рис. 1. Ступенчатый валик

формы должны исключаться при рассмотрении отклонений расположения. Это правило обосновывается различным и не­ зависимым влиянием отклонений формы и расположения поверхностей на сборку и работу механизмов. Если отклоне­ ния формы влияют в основном на характер соединения по сопрягаемым поверхностям (равномерность зазоров или на­ тягов, плотность), то отклонения расположения сказываются прежде всего на собираемости деталей и точности их распо­ ложения в узле. Рассмотрим ступенчатый валик (рис. 1), на поверхности А и В которого посажены подшипники качения, на поверхность С —зубчатое колесо. Нецилиндричность шеек А и В вызывает искажение формы беговых дорожек внутренних колец подшипников, их взаимная несоосность — перекос наружного и внутреннего колец подшипников, а не-

Iсоосность шейки С относительно А и В — биение зубчатого колеса. Неплоскостность опорных поверхностей блока и го­ ловки блока двигателя влияют «а плотность их соединения, непараллельность — на перекосы деталей двигателя, монти­ руемых на них. В обоих случаях отклонения расположения проявляются в основном независимо от отклонений формы.

Исключение отклонений формы при рассмотрении откло­ нений расположения сводится к замене реальных поверхно­

стей прилегающими. За центры, оси, плоскости симметрии

14

реальных профилей и поверхностей принимаются соответст­ венно "центры, оси и плоскости симметрии прилегающих про­ филей и поверхностей.

Большинство методов и средств контроля расположения (комплексные калибры, оправки, поверочные линейки, плиты, угольники и т. п.) позволяют полностью или частично исклю­ чить влияние отклонений формы.

В тех случаях, когда отклонения расположения измеряют непосредственно по точкам реальной поверхности, отклонения формы поверхности следует рассматривать как составляю­ щую погрешности измерения.

Независимая оценка отклонений формы и расположения помогает определить технологические причины их возникно­ вения.

Из общего правила могут быть два исключения, когда от­ клонения формы и расположения поверхностей рассматрива­ ются совместно:

1) если сделана соответствующая оговорка в технических требованиях (например, непараллельность или неперпендику­ лярность может нормироваться совместно с неплоскостностью проверяемой поверхности) ;

2) для радиального и торцового биения (без каких-либо специальных оговорок), поскольку самим стандартом эти отклонения, исходя из методики их измерения, определены как совокупность отклонений расположения и формы.

Зависимые и независимые допуски расположения. Откло­ нения расположения и отклонения размеров деталей (диамет­ ров, ширины и т. д.) в зависимости от условий их работы и контроля могут проявляться совместно или независимо друг от друга. В каждом случае необходим особый подход к нор­ мированию отклонений и к выбору методов и средств конт­ роля. Для обеспечения единого понимания характера допу­ сков расположения стандартом определены два вида допу­ сков — зависимые и независимые.

Понятие о зависимых допусках связано с возможностью компенсации отклонений расположения отклонениями разме­ ра при условии совместного проявления этих отклонений.

'Согласно ГОСТ 10356—63, з а в и с и м ы м называется д о - ' пуск расположения, величина которого зависит не только от заданного предельного отклонения расположения, но и от действительных отклонений размеров рассматриваемых по­ верхностей. Величина зависимого допуска расположения, про­ ставляемая на чертеже, должна определяться из условия, что предельные размеры отверстий наименьшие, а валов — наи­ большие. Указанные предельные размеры соответствуют мак-

15

симуму материала детали, т. е. наименьшему съему материа­ ла в процессе обработки данной поверхности. Поля допусков размеров по отношению к этим пределам направлены всегда в «тело» детали.

При зависимых допусках расположения заданное предель­ ное отклонение расположения может быть превышено на ве­ личину, компенсированную отклонениями действительных раз­

отклонения расстояния между осями отверстий, подсчитанные по формуле А = е, составят ±0,2 мм. Эти отклонения и про­ ставляются на чертеже. Если диаметры отверстий в детали будут изготовлены по верхнему пределу (5,5 мм), то за счет этого зазор между отверстием и болтом увеличится на 0,3 мм и составит 0,5 мм (при наибольшем диаметре болта). В этом случае сборка деталей будет обеспечена и при большем, чем оговоренное чертежом, отклонении межосевого расстояния (рис. 2,6), а допускаемые отклонения на размер 40 мм для данной детали составят А т < 1 Х = г 2 = ± (0,2 + 0,3) = ±0,5* мм.

Таким образом, величина зависимого допуска — перемен­ ная, я в данном примере она может изменяться в пределах

16

парной деталью. Если детали, проверенные калибром, пере­ проверить универсальными средствами и определить действи­ тельные отклонения расположения, то в некоторых случаях можно обнаружить превышение указанных в чертеже допу­ сков, однако в случае зависимых допусков это не может слу­ жить основанием для забракования деталей.

Таким образом, обоснованное использование зависимых допусков расположения позволяет без ущерба для взаимо­

или в технических условиях) предельным отклонением распо­ ложения и не зависит от действительных отклонений разме­ ров рассматриваемых поверхностей. Следовательно, превыше­ ние заданного независимого допуска расположения не раз-, решается.

Независимые допуски назначаются в тех случаях, когда не­ обходимо помимо собираемости обеспечить правильное функ­ ционирование деталей, соответствующую прочность, внешний вид деталей и др.

Примерами независимых допусков расположения могут служить допуски на межосевые расстояния в корпусах зуб­ чатых передач, на соосность посадочных мест под подшипни­ ки качения. При контроле отклонений расположения, ограни­ ченных независимым допуском, необходимо исключить влия­ ние отклонений размеров. Это достигается применением уни­ версальных средств измерения. В частности, при контроле радиального и торцового биения влияние отклонений разме­ ров исключается.

Если при независимых допусках использовать комплекс­ ные калибры, то отклонения размеров проверяемых поверх- "ностей войдут в погрешности измерения.

Понятия о двух видах допусков расположения и, з част­ ности, о зависимых допусках существовали и до ГОСТ 10356—63 в отдельных отраслевых и заводских нормативных материалах (в руководящих материалах авиационной про­ мышленности и Бюро взаимозаменяемости по расчету комп­ лексных калибров, в технической документации автомобиль­ ной и некоторых других отраслей), однако в различных ис­ точниках зависимые допуски назывались также условными, комплексными, допусками по собираемости или обозначались указанием о контроле комплексным калибром.

38

Независимые допуски назывались безусловными или диф­

стандарты США, Англии и др.). В рекомендации И С О Р 1101 оно излагается как «принцип максимума материала» (maxi­ mum material condition). Конструктор, исходя из требова­ ний, предъявляемых к детали, должен определить, к какому виду относится тот или иной допуск расположения, стремясь выявить все случаи, когда можно назначить зависимый до­ пуск расположения, поскольку это повышает экономичность изготовления изделий. Правила указания зависимых и неза­ висимых допусков на чертежах излагаются на стр. 217.

ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ПОКАЗАТЕЛИ

До введения ГОСТ 10356—63 отклонения формы цилинд­ рических поверхностей оценивались преимущественно в сече­

(вогнутостью), изогнутостью. Такая классификация, сводив­ шая все отклонения к нескольким простым типам, не учиты­ вала реальных отклонений более сложного характера и не позволяла охарактеризовать суммарную погрешность формы, а для полного нормирования отклонений формы было необхо­ димо перечислять в технических условиях все показатели. Примитивное представление об отклонениях формы приво­ дило к неполному и некомплексному нормированию отклоне­ ний, применению упрощенного контроля, не стимулировало

лексных показателей вытекает из условий работы многих сое­ динений, в которых все имеющиеся погрешности проявляюг-

ся совместно. Комплексные показатели, ограничивая лишь величину суммарного отклонения, не налагают дополнитель­ ных ограничений на соотношение .между составляющими суммарной погрешности и на их характер, что обеспечивает наиболее благоприятные условия изготовления и возможность взаимной компенсации отдельных составляющих суммарной погрешности. По этим причинам отклонения формы целесо­

когда нет необходимости задавать дифференцированные нормы (^например, для плунжерных и золотниковых пар, соединений пальца с поршнем и шатуном, для деталей, подвергающихся сортировке на размерные группы, для калибров). Нецнлиндричность может быть использована в расчетах точности обра­ ботки как составляющая допуска на размер, а также в расче­ тах точности измерения размера как составляющая, вызван­ ная неучтенными при контроле отклонениями формы.

Комплексных показателей в сечениях два (по числу ха­ рактерных для цилиндрических поверхностей сечений) — это не к р у г л о с т ь и о т к л о н е н и е п р о ф и л я п р о д о л ь ­

так и для других поверхностей вращения. Отклонение про­ филя продольного сечения — новый показатель. Его особен­ ность заключается в том, что он комплексно характеризует непараллельность и непрямолинейность образующих.

Некруглость и отклонение профиля продольного сечения могут применяться в тех случаях, когда достаточно ограни­ чить отклонения формы в одном из сечений (например, для направляющих кругового движения или образцовых круглых деталей нормируется прежде всего некруглость, для цилинд­ рических направляющих для поступательного перемещения нормируются отклонения 'в продольном сечении) ' или когда отклонения формы в каждом из сечений имеют самостоя­ тельное функциональное значение (-например, для отверстий гильзы в блоке цилиндров двигателя, для посадочных мест валов или корпусов под подшипники качения).

Раздельные конструктивные требования и различные ус­ ловия формообразования поверхности в поперечном и про­ дольном сечениях при обработке предопределяют применение комплексных показателей в сечениях для нормирования точ­ ности станков (точности обработки образцов). Применение этих комплексных показателей диктуется также тем обстоя­ тельством, что большинство методов и средств контроля фор-

20

Т а б л и ц а 2

Комплексные показатели оіклонений формы цилиндрических поверхностей по ГОСТ 10356—63

\отклонение профиля продольного сечения