![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Палей М.А. Отклонения формы и расположения поверхностей
.pdfизогнутость равна размаху показаний головки, а при враще нии на ножевых опорах (рис. 15,6) — п о л о в и н е размаха по казаний.
П Р Е Д Е Л Ь Н Ы Е ОТКЛОНЕНИЯ
Ряды предельных отклонений формы цилиндрических по верхностей по ГОСТ 10356—63 приведены в табл. 6. Величи ны, установленные в этой таблице, выражены в радиусной мере и поэтому относятся непосредственно к нецилиндричности, некруглости, отклонению профиля продольного сечения, огранке « изогнутости. Для получения предельных значений отклонений, оцениваемых в диаметральной мере (овальность, конусообразность, бочкообразность и седлообразность), ука занные в табл. 6 величины должны быть удвоены, э резуль т а т — округлен до ближайшего предпочтительного числа, при
веденного в таблице. Например, для получения |
|
предельной |
|||||||||
овальности по V I I степени точности при диаметрах 50—120 мм |
|||||||||||
указанное в табл. 6 значение 12 удваивается, но |
поскольку |
||||||||||
числа 24 в таблице |
нет, то берется |
ближайшее |
к нему |
чис |
|||||||
ло 25. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6 |
||
Предельные |
отклонения |
формы цилиндрических |
поверхностей |
|
|||||||
|
|
Предельные отклонения (в мкм) по степеням |
точности |
|
|||||||
номинальных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диаметров, |
I |
И |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
SX |
X |
|
мм |
|||||||||||
Д о 6 |
0,3 |
0,5 |
0,8 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
|
12 |
20 |
6—18 |
0,5 |
0,8 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
|
20 |
20 |
18—50 |
0,6 |
1 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
|
25 |
40 |
50—120 |
0,8 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
|
30 |
50 |
120—260 |
1 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
|
40 |
60 |
260—500 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
|
50 |
80 |
500—800 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
|
60 |
100 |
800—1250 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
|
80 |
120 |
1250—2000 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
|
100 |
160 |
В табл. |
7 содержатся |
предельные |
значения |
|
отклонений |
||||||
в диаметральной мере, пересчитанные по данным |
табл. 6 в со |
||||||||||
ответствии с ГОСТ 10356—63. |
|
|
|
|
|
|
|
42
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
|
|
Предельные |
величины овальности, |
конусообразное™, |
|
||||||
|
|
|
Зочкообразности |
и седлообразности |
|
|
|
||||
Интервалы |
|
Предельные отклонения (в мкм) по степеням точности |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
номинальных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диаметров, |
I |
Ii |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
ѵш |
IX |
X |
|
|
мм |
||||||||||
До |
6 |
0,6 |
1 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
8—18 |
1 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
|
18—50 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
|
50—120 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
Ю0 |
|
120—260 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
5.0 |
80 |
120 |
|
260—500 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
№0 |
160 |
|
500—800 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
|
800—1250 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
|
1250—2000 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
П р и м е ч а н и е . Таблица составлена в соответствии с примечанием 1
ктабл. 2 ГОСТ 10356—63.
Втом случае, если для одной и той же поверхности ре гламентируется несколько показателей, необходимое разли чие в предельных величинах может быть достигнуто назна чением их по разным степеням точности. Например, предель ная нецилиндричность поверхности диаметром 40 мм может
составить 0,01 мм ( V I I степень точности), а некруглость, если она оказывает наиболее опасное влияние, может ограничи ваться величиной 0,006 мм (по V I степени точности). Пре дельные отклонения форімы в сечениях относятся соответст венно к любому поперечному или продольному сечениям по верхности.
Стандартные допуски распространяются на поверхности диаметром до 2000 мм (нижний предел не ограничен). Стан дартизация отклонений для диаметров от 500 до 2000 мм вы звана появлением точных сопряжений деталей больших раз меров (посадки крупных подшипников качения и скольже ния, посадки бандажей на ступицы колес тепловозов и электро возов и др.), а также необходимостью установления норм точ ности на крупные станки.
Диапазон точностей, охватываемый стандартными ряда ми, установлен на основании анализа существовавшего нор мативного материала (нормали, технические требования на отдельные виды продукции и др.). Величины предельных от клонений колеблются от 10% допуска на диаметр валов по
43
1-му классу точности до 50% допуска по 4-му классу точно сти.
Предельные отклонения изменяются от одной степени точ
ности к другой в геометрической |
прогрессии |
с |
показате |
|||
лем 1,6, соответствующим ряду R5 |
(ГОСТ 8032—56). |
Этот |
||||
показатель является |
оптимальным |
для |
многих |
систем |
допу |
|
сков: на линейные и |
угловые размеры, |
зубчатые |
передачи |
|||
и др. Меньшие значения приводят |
к неоправданному |
много |
||||
образию допусков, а большие — затрудняют подбор |
стандарт |
|||||
ных допусков. Важно, что коэффициент |
1,6 является |
основ |
ным в системе допусков на размеры цилиндрических соеди нений и принят при нормировании точности станков. Таким образом облегчается увязка допусков формы с допусками на диаметры ;и точностью обработки.
Предельные отклонения формы в каждой степени точно сти изменяются в зависимости от номинального диаметра по верхности по закономерности, близкой к кубической парабо ле, т. е. к единице допуска на размер: оф~г/<1 Эта закономер ность обусловлена как технологическими соображениями (до пуск формы является составляющей, и зачастую.основной, до пуска на размер), так и функциональными (допуск формы чаще всего связан с зазорами, натягами — предельными или средними — и с допуском посадки, для которых наиболее по логой зависимостью является кубическая парабола). В основ
ном |
та же закономерность была принята и в существовав |
ших |
ранее нормативах. |
При построении рядов предельных отклонений формы ис пользованы ряды предпочтительных чисел. Выбор знамена теля ряда для допусков, относящихся к одной степени точно сти, производится с учетом того, что чем ближе он к единице, тем меньше относительное отклонение стандартизованного значения от исходного, являющегося непрерывной функцией от номинального размера. Однако при этом усложняется си стема допусков, увеличивается объем таблиц и затрудняется
пользование ими. Оптимальным для допусков формы |
цилинд |
|||
рических |
поверхностей |
является ряд RIO |
предпочтительных |
|
чисел со |
знаменателем |
1,25. Наибольшее |
относительное от |
|
клонение |
от исходной функции при такой градации |
допусков |
||
составит |
± 1 1 % , что соответствует средней |
точности |
измере |
ния погрешностей формы. Ряд с более крупной градацией при вел бы к большим нарушениям взаимосвязи допусков на размер и форму.
Необходимая функциональная зависимость между допу ском и номинальным диаметром при принятом ряде числовых значений допусков должна обеспечиваться соответствующим
44
разделением всего диапазона диаметров на интервалы. В дан ном случае границы интервалов следовало бы принять по ряду R10/3, знаменатель которого равен 2 (т. е. 1—2—4—8— 16—32—63—125—250—500—1000—2000 мм). Однако прихо дилось считаться с необходимостью согласовывать интервалы номинальных диаметров с принятыми в системе допусков на размеры. При этом условии облегчается взаимная увязка до пусков на форму и размер, упрощается техническая доку ментация, содержащая одновременно оба этих вида допу сков. Поэтому для отклонений формы интервалы были полу чены попарным объединением интервалов, принятых для до пусков на размеры. В интервале размеров 50—500 мм полу чено хорошее приближение к ряду R10/3. Но нарушение этого ряда при диаметрах менее 50 мм приводит к некоторому от ступлению допусков на форму от исходной кубической пара болы. Для приближения к ней переход допусков от первого интервала ко второму произведен не по ряду RIO, а по ряду R5. Однако и после этого фактическая зависимость до пусков на форму от номинального диаметра отличается от исходной замедлением роста допусков (для диаметроз 360—500 імм оно составляет около 20%).
Использование для допусков на форму рядов предпочти тельных чисел вместо рядов допусков на размер по системам допусков и посадок отраслевых стандартов или ИСО дает сле дующие преимущества:
обеспечивается равномерная градация допусков как меж ду степенями точности, так и в пределах одной степени точ
ности |
между |
соседними |
интервалами |
номинальных |
диамет |
||||||
ров; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
упрощается |
|
построение системы. |
Достаточно |
определить |
|||||||
исходный ряд |
(степень |
точности), а |
остальные |
получаются |
|||||||
без расчетов |
простым |
выписыванием |
стандартных |
рядов |
|||||||
предпочтительных чисел; |
|
|
|
|
|
|
|||||
максимально унифицируются числовые значения допусков. |
|||||||||||
В каждом десятичном интервале использованы |
лишь |
10 чи |
|||||||||
сел. Для сравнения |
укажем, |
что в интервале значений |
допу |
||||||||
сков |
10—100 мкм в |
системе |
ОСТ применяется |
33 числа, а |
|||||||
в системе ИСО — 39; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
все примененные предпочтительные числа, часть из кото |
|||||||||||
рых |
округлена |
по |
правилам ГОСТ 8032—56 |
(например, |
|||||||
32 на 30, 63 на |
60, 125 «іа 120), удобны |
для отсчета |
допуска |
||||||||
по шкалам измерительных приборов. |
|
|
|
|
|
Практиковавшееся ранее нормирование допусков на фор му в виде некоторой процентной части от допуска на размер (например, в ГОСТ 3325—55 на посадки подшипников каче-
45
ния),-яе могло быть принято з качестве универсального мето да, так как не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к современным конструкциям, и приводит к ряду затруднений и неудобств:
требуются дополнительные вычисления предельных откло нений в линейной мере, необходимых для изготовления и контроля;
вследствие неравномерной градации допусков на размеры, ряд числовых значений отклонений формы, даже при равно мерном процентном ряде, оказывается неравномерным и чрез мерно густым:
для некоторых деталей допуски на размер и форму нель зя увязать друг с другом, так как допуск на размер несоиз
меримо велик |
по сравнению с допуском на форму или вооб |
ще не имеет |
функционального значения, например, для об |
разцовых деталей, применяемых при проверке точности стан
ков |
и приборов (оговариваются только отклонения форвды), |
||||
для |
деталей, |
подвергающихся сортировке (допуск |
на |
форму |
|
связан с допуском на группу). |
|
|
|
||
|
|
В Ы Б О Р СТЕПЕНЕЙ ТОЧНОСТИ |
|||
|
Одним из условий, ограничивающих выбор степени точно |
||||
сти |
формы, является допуск «на размер (диаметр), |
хотя меж |
|||
ду допусками |
на форму и размер |
нет однозначной |
зависимо |
||
сти. Допуск на диаметр включает отклонения формы. |
Для |
||||
установления |
единого подхода |
к ограничению |
отклонений |
формы размерным допуском в ГОСТ 7713—62 включено оп ределение поля допуска, согласно которому проходной предел
поля |
допуска (нижняя |
граница для отверстия и верхняя для |
|||||||
вала) |
ограничивает |
диаметр |
прилегающего цилиндра, а не |
||||||
проходной — диаметр |
реальной |
поверхности, |
измеряемой |
||||||
двухконтактным |
методом. Это определение следует |
относить |
|||||||
к длине |
соединения. |
|
|
|
|
|
|
||
Таким образом, любые отклонения формы при правильной |
|||||||||
методике |
контроля |
размера, |
соответствующей |
определению |
|||||
поля |
допуска, |
автоматически |
не |
превзойдут |
по |
величине |
размерный допуск. Предельные величины отклонений формы составят 100% допуска на размер для отклонений, выражен ных в диаметральной мере, и 200% — в радиусной. Если та кие величины приемлемы по конструктивным или иным сооб ражениям, то отдельного допуска на форму задавать не сле дует. Специальная оговорка в технических требованиях об ограничении отклонений формы допуском на размер стано вятся излишней. В ГОСТ 10356—63 включено пояснение
46
о том, что при отсутствии указаний о предельных отклоне ниях формы, последние ограничиваются полем допуска на диаметр.
Допуск на форму, проставляемый на чертеже, должен быть менее 100% допуска на размер. Этим условием опреде ляется наиболее грубая степень точности по ГОСТ 10356—63, которая может быть назначена при данном допуске на раз мер. Минимальное значение допуска на форму не связано с допуском на размер, но в подавляющем большинстве слу чаев допуск на форму не менее 10—25% допуска на размер.
Таким |
образом, можно |
указать |
диапазон степеней |
точно |
сти по |
ГОСТ 10356—63, |
практически используемых |
при за |
|
данном |
допуске на размер (табл. |
8). В особых случаях допу |
скается назначение предельных отклонений формы по степе ням, более точным, чем рекомендуемые в табл. 8. Более гру бые степени точности могут назначаться в следующих исклю
чительных |
|
случаях: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
|
Выбор |
степени |
точности |
формы |
по |
ГОСТ |
10356—63 |
|
||||
в зависимости от класса |
точности |
размеров |
цилиндрических |
поверхностей |
||||||||
Класс |
|
|
|
|
Степень точности формы |
|
|
|||||
точности |
|
|
|
|
|
|
||||||
размеров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Валы |
Отвер |
і |
іі |
i n |
fV |
V |
VI |
VI! |
ѴШ |
rx |
X |
|
стия |
|
|||||||||||
1 |
— |
|
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
(1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
j 1 |
|
|
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
|
j |
|
|
2а |
2 |
|
|
|
|
20 |
30 |
50 |
80 |
|
|
|
— |
2а |
|
|
|
|
|
20 |
30 |
50 |
80 |
|
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
16 |
25 |
40 |
65 |
|
|
За |
За |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
30 |
50 |
80 |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
j |
|
|
20 |
30 |
50 |
5 |
5 |
j |
|
|
|
1 |
1 ! |
|
|
|
16 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пр и м е ч а н и я :
1.Числа, проставленные в клетках рекомендуемых степеней точности,
означают процентное выражение допуска на форму |
относительно |
допуска |
на размер, взятого в радиусной мере. Приведены |
округленные |
значения |
47
процентов, соответствующие диапазону номинальных диаметров 30—180 мм. При меньших диаметрах процентное соотношение несколько увеличивается, при больших — уменьшается.
2. Степени точности формы справа от жирной линии не должны назна чаться, так как отклонения по ним равны или превышают допуски на раз мер по соответствующему классу точности.
если по технологическим условиям возможно получение больших величин нечетной огранки или изогнутости, то эти виды отклонений могут быть оговорены специальным допу
ском, большим, чем 100% |
размерного допуска |
(переведенно |
|
го в радиусную меру), но |
не превышающим 200%- Если дли-' |
||
на поверхности превышает |
длину соединения, |
то на |
изогну |
тость может быть установлен отдельный допуск, не |
связан |
||
ный с допуском на диаметр; |
|
|
если допуску на размер дается толкование, отличное от стандартного. При этом он может относиться либо к размеру в заданном месте поверхности, либо к одному из значений, характеризующих совокупность размеров поверхности (наи большему, наименьшему или среднему). В этом случае выбор допуска на форму может быть вовсе не связан с допуском на размер. Примером независимого нормирования служат коль ца подшипников качения.
Для деталей, сортируемых на размерные группы, допуск на форму должен быть увязан с допуском на размер в груп пе. Рекомендуется ограничивать нецилиндричность величи ной, не превышающей половины допуска группы.
Для деталей, размеры которых аттестуются (например, установочные или образцовые детали), нецилиндричность не должна превосходить половины предельной погрешности ат тестации. Если зафиксировано сечение, в котором аттестуется диаметр, то допуском должны ограничиваться лишь отклоне ния формы в этом сечении.
Основной предпосылкой для назначения допуска на фор му являются функциональные требования к поверхности. Прямые методы определения допусков на форму (расчетные или экспериментальные) пока мало разработаны. В большин стве случаев допуски выбираются с учетом назначавшихся ранее допусков для поверхностей, работающих в сходных условиях. В связи с этим может оказаться весьма полезной систематизация практики назначения допусков на форму на основе стандартных степеней точности. Для этой цели были рассмотрены наиболее характерные примеры допусков в раз ных отраслях по данным стандартов, нормалей, технических условий, чертежей и специальной литературы. Числовые ве
личины допусков |
на форму приводились к радиусной мере |
и сопоставлялись |
со стандартными значениями. Все примеры, |
48
сгруппированные по степеням точности ГОСТ 10356—63, све
дены в табл. 9. в которой дана также краткая |
характеристи |
||
ка |
функциональных |
требований, обусловливающих допуск |
|
на |
форму. |
|
|
|
При назначении |
допусков и проектировании |
технологиче |
ского процесса необходимо учитывать точность формы, эко номически достижимую при различных способах обработки. Систематизация имеющихся данных позволила получить тех нологическую характеристику стандартизованных рядов пре дельных отклонений формы (табл. 10). Исходными данными для этих характеристик явились: нормы точности на станки, обобщенные данные об экономически достижимой точности и данные об отклонениях формы, полученные различными ис следователями для отдельных операций или конкретных дета лей. При сопоставлении со стандартными величинами данные
по различным источникам |
(в основном овальность и конусо- |
||||||
образность) приводились к радиусной мере/ |
|
|
|
||||
При выборе |
степени |
точности |
для отклонений |
формы |
|||
в продольном |
сечении, так же как и при назначении |
допу |
|||||
сков на диаметр, следует |
учитывать |
длину |
соединения |
или |
|||
поверхности. Правила учета длины |
могут |
быть |
включены |
||||
в отраслевые стандарты или в стандарты предприятий |
наря |
||||||
ду с другими рекомендациями по выбору |
степени |
точности |
|||||
формы. Ориентировочно |
можно |
рекомендовать следующие |
|||||
правила: |
|
|
|
|
|
|
|
Î. Основные указания по выбору степеней точности отно сятся к величинам L/d до 2—3 (L — длина, d— диаметр сое динения) .
2. При L/d более 2—3 до 5 допуск устанавливается гру бее 'на одну степень, а при L/d более 5 — н а две степени. Од нако яри всех случаях скорректированный допуск формы на длите соединения не должен превышать допуска на размер.
Отклонения формы и шероховатость определены как неза висимые показатели, а их предельные величины могут уста навливаться исходя из различных функциональных требова
ний и не связаны однозначно друг с |
другом. |
Тем не менее |
||
между ними, как и между отклонениями |
формы и размера, |
|||
з большинстве случаев |
существует, |
хотя |
и |
ограниченная, |
взаимосвязь, основанная |
на том, что все эти отклонения от |
носятся к одной и той же поверхности. Аналогично тому, как допуск размера налагает ограничения на выбор степени точ ности формы (см. табл. 8), так и допуск формы налагает ог раничения на отклонения более высокого порядка — шерохо ватость. Эти ограничения определяются из условия, чтобы высота неровностей Rz по крайней мере не превосходила пре дельных отклонений формы.
4т~2461 |
49 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 9 |
Примеры назначения |
предельных |
отклонений формы |
цилиндрических поверхностей, близких к величинам, |
|
|
|
установленным |
ГОСТ 10356—63 |
|
Степень точ |
|
Поверхность |
|
|
ности по |
|
|
|
|
ГОСТ |
|
|
|
Краткая характеристика |
10356-63, |
|
|
|
|
к которой |
наружная |
|
внутренняя |
функциональных требований |
близки допу |
|
|
ски на форму
Ролики цилиндрические |
I I |
степени |
||
точности |
диаметром |
до 18 мм и I I I |
||
степени |
точности, |
диаметром |
более |
|
18 мм. |
Шарики I I степени |
точности |
для шарикоподшипников (ШП) клас
сов AB, В и ВП. |
Конические |
ролики |
|
I степени точности. Ось геодезическо |
|||
го прибора |
|
|
|
Подшипниковые |
шейки |
шпинделей |
|
прецизионных станков |
|
|
|
Рабочие, калибры для |
отверстий |
||
I класса точности |
диаметром |
до 80 мм |
Дорожки качения колец роликоподшипников (РП1 классов С и А диаметром до 180 мм
Ролики |
цилиндрические |
I I I |
степени |
||
точности, |
диаметром |
более |
18 |
мм. Ро |
|
лики конические I I |
степени |
точности. |
|||
Шарики I I I степени |
точности |
для ШП |
Высокая точность переме щений. Снижение динамиче ских нагрузок
Центрирование и ограниче ние искажений формы особо точных деталей
Точность измерения
Высокая точность переме щении. Снижение динамиче ских нагрузок
Степень точ ности по ГОСТ 10356—63, к которой близки допу ски на форму
I I
I I I
Поверхность
наружная |
внутренняя |
классов H и П. Вал и втулка быстро ходного воздушного подшипника
Игла форсунки и поршневой палец двигателей (при повышенных требо ваниях)
Шейки валов под шарико- и ролико подшипники (ШРП) классов А и С диаметром до 50 мм
Контрольные калибры для валов 2—4-го классов точности диаметром более 80 мм; рабочие калибры для от верстий 2—За классов точности диа метром до 80 мм
Отверстие под поршневой палец двигателей (при повы шенных требованиях)
Продолжение
Краткая характеристика функциональных требований
Повышенные режимы и точность работы двигателя
Центрирование и ограниче ние искажений формы высоко точных деталей
Точность измерения
Дорожки качения конических колец РП класса А диаметром |
более 180 мм |
||||
Дорожки |
качения прецизионных Ш П к пасса В диаметром |
до 180 мм |
|||
Шарики |
IV степени |
точности |
диа |
|
|
метром до 80 мм. Конические ролики |
|
||||
I I I степени |
точности. |
Вал и |
втулка |
|
|
воздушного |
подшипника |
|
|
Цапфа и вкладыш подшипника скольжения в прокатных станах
Повышенная точность пе ремещений. Снижение дина мических нагрузок
Сохранение жидкостного