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

i L — • — = -

Непрямолинейность образующих, при которой диаметры уменьшают­ ся от краев к середине сечения

Непрямолинейность геометриче­ ского места центров поперечных сечений

(табл. 3). Эти показатели могут быть увязаны с технологи­ ческими причинами погрешностей, и, что особенно важно, они обеспечивают преемственность с назначавшимися ранее нор­ мами. Однако использовать их при нормировании нужно лишь тогда, когда их величину требуется ограничить более жестким допуском, чем для комплексного показателя в соот­ ветствующем сечении.

Дифференцированные показатели необходимы в следую- » тдих случаях:

для аналитического и экспериментального изучения функ­ ционального влияния отклонений формы. При этом, как пра­ вило, исходят из определенных уравнений и формы реальных поверхностей и профилей;

для дифференцированного нормирования отклонений фор­ мы в тех случаях, когда допуск зависит от характера откло­ нения. Экономически было бы невыгодно предписывать для всех видов отклонений столь же жесткие допуски, что и для наиболее неблагоприятного показателя. Примером может служить назначение предельных отклонений от круглости для колец и шариков прецизионных подшипников каче­ ния [23]. Предельные амплитуды волн тем меньше, чем боль­ ше число неровностей, .повторяющихся за один оборот под­ шипника, так как высокочастотные неровности в быстроход­ ных подшипниках вызывают динамические нагрузки и шумообразование (рис. 3);

фования, деформацией деталей при закреплении в трехкулач-

24

«сверла и направлением подачи (при вращающемся сверле), перекосом и искривлением направляющих при растачивании (вращается резец, подается деталь).

Если установлен определенный характер отклонений па изготовленных деталях или если по условиям работы необхо­ димо выявить измерением лишь один из дифференцирован­ ных показателей, то для измерения могут быть применены упрощенные, а следовательно, более доступные и производи­ тельные методы и средства.

ГОСТ 10356—63 внес некоторые изменения в существо­ вавшую ранее терминологию. Из нескольких терминов — кореетность, вогнутость, седловидность и седлообразность, при­ менявшихся для одного и того же отклонения, выбран один —

между сечениями), а отклонение формы цилиндрической по­

меры отклонений — радиусную (по разности радиусов) к диаметральную (по разности диаметров). Ранее применялись •обе меры, но преимущественно — диаметральная (для оваль­ ности, конусообразное™ и др.). Лишь огранка с нечетным числом граней и изогнутость оценивались в радиусной мере, так как при этих отклонениях диаметр может быть постоян­

она принята для оценки всех комплексных показателей. В за­ рубежных стандартах этой же мерой оцениваются нецилиндричность и некруглость.

Ограничение радиусных отклонений требуется по усло­ виям работы большинства соединений, так как эти отклоне­ ния вызывают неравномерность расстояния между сопрягае­ мыми поверхностями, вследствие чего нарушается плотность соединения и плавность хода, появляется неравномерность толщины масляной пленки и т. д. Это положение часто игно­ рировалось. Например, при одних и тех же функциональных условиях овальность и огранка ограничивались одинаковым

.26

допуском, что при нечетной огранке приводило к вдвое боль­ шей радиусной погрешности формы, чем при овальности. Необходимость ограничить только диаметральные отклонения! формы возникает реже. Это бывает нужно, например, для установочных деталей, по которым настраивается на номи­

в диаметральной мере во многом объясняется тем, что непо­ стоянство диаметров поверхности измеряется с помощью обычных двухконтактных средств, применяемых для контроля диаметров валов и отверстий, и кроме того, промышленность, располагает этими средствами в достаточном количестве. Для; контроля радиусных отклонений требуются специальные ме­

ной проверки комплексных отклонений в диаметральной мере;. Для элементарных видов отклонений установлена дифферен­ цированная оценка: овальность, конусообразность, бочкообразность и седлообразиость оцениваются разностью диамет­ ров, а огранка и изогнутость — разностью радиусов. По­ скольку и до введения стандарта эти отклонения оценивались таким же образом, то не потребуется пересматривать пре­ дельные отклонения в ранее выпущенных чертежах.

При новом проектировании чаще всего будут нормиро­ ваться комплексные показатели, т. е. отклонения в радиусной;

к эквивалентному допуску в радиусной мере условно равно

2

Действительное соотношение между диаметральными и радиусными отклонениями формы зависит от характера от-

27

клонения и может быть в пределах от двух (при овальности •пли конусообразности) до нуля (при нечетной огранке и изо­ гнутости). Например, в нескольких опытных партиях деталей,

учитывать, оценивая изменение уровня требований к точности формы в связи с переходом на радиусную меру. В одних слу­ чаях при нормировании радиусных отклонений методика из­ мерения существенно не изменяется, т. е. все отклонения, кроме нечетной огранки и изогнутости, измеряются в диамет­ ральной мере. При этом определение радиусных допусков по ранее принятым диаметральным и обратный пересчет на до­ пустимую разность диаметров при измерении можно произ­ водить с помощью условного соотношения A d : Ar = 2. В ре­ зультате прямого и обратного пересчетов допустимая раз­ ность диаметров останется той же, что и раньше. Преимуще­ ства новой системы нормирования будут заключаться в пол­ ноте и обобщенном характере требований. Так, назначавший­ ся ранее допуск на овальность не ограничивал нечетную ог­ ранку или другие отклонения формы в поперечном сечении, отличные от овальности. Допуск же на некруглость, напри­ мер 0,01 мм, ограничивает как овальность (ее допустимое значение 0,02 мм), так и огранку (0,01 мм). В других слу­ чаях, когда наряду с универсализацией требований к точно­ сти формы предполагается и переход к непосредственному измерению радиусных отклонений, использование при пере­ счете допусков условного соотношения Ad : Ar = 2 может при­ вести к ужесточению допуска по сравнению с ранее назна­

вет дополнительные затраты при его изготовлении. Если, не нарушая работоспособности изделия, можно сохранить суще: •ствовавший уровень точности его изготовления, то при пере­ счете допусков следует использовать действительное соотно­ шение между мерами. Оно определяется опытным путем для данных условий обработки.

Для количественной оценки отклонений формы необходи­ мо установить базу, от которой они должны отсчитываться. Очевидно, такой базой должна быть поверхность или про­ филь геометрически правильной формы, т. е. формы, задан­ ной чертежом. Согласно ГОСТ 2789—59, такие поверхности и

28

профили называются геометрической поверхностью и геомет­ рическим профилем. Однако величина отклонений формы за­ виситне только от конфигурации базы, но и от расположе­ ния ее относительно реальной поверхности или реального профиля.

Всоответствии с условиями, оговоренными в ГОСТ

10356—63, нецилиндр ичиость оценивается от вписанного в реальное отверстие цилиндра наибольшего возможного диа­ метра или от описанного вокруг реального вала цилиндра наименьшего возможного диаметра; некруглость отверстия или вала оценивается соответственно от вписанной или опи­ санной окружности. В обоих случаях речь идет о поверхно-

Касательная окружность \ ,.-fö

Лрипегвюща,

окружность

стях.или профилях, расположенных вне материала детали и

прилегающей окружности от других геометрических профи­ лей, соприкасающихся с реальным профилем. Следует отме­ тить, что описанная и вписанная окружности и ранее исполь­ зовались для определения величины огранки.

Прилегающий профиль продольного сечения образуется двумя взаимно параллельными прямыми, касательными к об­ разующим сечения вне материала детали. Расположение при­ легающего профиля определяется из условия получения ми­ нимального отклонения формы. Свойство прилегающих ци­ линдра и окружности — получение наименьшего возможного диаметра для вала или наибольшего возможного диаметра для отверстия—на данный случай распространить нельзя: это привело бы к искаженным результатам для конуеообфаз-

29

вдвое больше действительного, которое должчдо отечигьгваться от пары прямых /—/, параллельных оси сечения.

Прилегающие поверхности и профили отвечают условиям работы большинства деталей, сопрягающихся по всей поверх­ ности, т. е. входящих в цилиндрические соединения. Они отождествляют правильную поверхность парной детали, нахо­ дящейся в плотном сопряжении с рассматриваемой. Такие условия полностью воспроизводятся в соединениях с зазора­ ми или натягами, близкими к нулю, например, гильза — поршневое кольцо, плунжерные и золотниковые пары, кла­ пан — седло клапана. Прилегающие поверхности при измере­ нии могут быть принципиально материализованы с помощью колец или пробок, плотно сопряженных с проверяемой по­ верхностью. Прилегающие профили, кроме того, можно опре­ делить по профилограммам сечения [16].

При некоторых условиях работы поверхностей целесооб­ разнее было бы применять в качестве базы среднюю поверх­

мы профиля независимо от расположения его относительно материала детали или даже если он не связан с материалом (траектория движения).

Радиус средней окружности определяется как среднее зна­ чение текущих радиусов профиля

или гср.

о

а положение ц е н т р а — и з условия получения наименьшей суммы квадратов отклонений точек профиля (первый член гармонического разложения функции профиля r = f (<р) отно­ сительно этого центра обращается в нуль).

Средняя окружность предпочтительна при расчетных мето­ дах определения некруглости или в случае применения при­ боров, использующих эту базу. Однако такие расчеты сложны

30

и непроизводительны, а специальных приборов еще мало '. Поэтому средние поверхности и профили пока не стандартизо­ ваны как базы для отсчета отклонений, но они, как и некото­ рые другие нестандартные базы, могут быть использованы в обоснованных случаях. При необходимости применение не­ стандартных баз должно специально оговариваться. Учитывая развитие счетно-решающей техники и приборостроения, можно полагать, что средние поверхности или профили будут исполь­ зоваться все шире и в дальнейшем будут стандартизованы.

Рис. 6. Величины некруглости, отсчитанные от базовых окружностей:

/ — описанной ( Д и п ) ; 2 — вписанной ( Д в п ) и 3 —сред­ ней ( Д с р )

Сходное положение имеет место и при измерениях шеро­ ховатости поверхности. В международной практике приняты две системы отсчета шероховатости: от средней линии (систе­ ма М) и от огибающей линии (система Е, которая коррес­ пондируется с отсчетом отклонений формы от прилегающих).

В некоторых зарубежных стандартах величина отклоне­ ния от цилиидричности или некруглости оценивается как ши­ рина кольцевой зоны, в которую вписывается реальная по­ верхность или профиль. Положение центра кольца опреде-

1 Фирма Taylor Hobson (Англия) разработала специальную счетно-ре­ шающую приставку к прибору «Talyrond», которая позволяет получить от­ клонения непосредственно от средней окружности.

31