Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы взаимозаменяемости размерные и геометрические допуски. Учебное пособие
.pdf
71
Международные стандарты являются рекомендуемыми
0,5 мм
0,5 мм
8,9
мкм
0
документами, и лишь некоторые страны ввели их в действие в виде
национальных стандартов. Поэтому параметры текстуры
поверхности, их обозначения и правила оценки, применяемые в
разных странах, могут отличаться (табл. 13 - обозначения в верхней
строке таблицы относятся к странам: DIN - Германия, ANSI - США, JIS -
Япония, BS -Великобритания).
В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 4287 – 2014
«Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура
поверхности. Профильный метод. Термины, определения и
параметры структуры поверхности», содержащий аутентичный
перевод международного стандарта.
Актуальным направлением в деле установления требований и
оценки качества поверхности является применение трехмерного
анализа структуры поверхности на основе 3D – измерений (рис. 51).
Рис. 51. Трехмерное изображение текстуры (строения) поверхности
72
Таблица 13
73
Профильные измерения и осуществляемая на их основе оценка
текстуры поверхности носят ограниченный характер, и не дают
полного представления о топографии поверхности. При трехмерном
анализе появляется возможность визуализации поверхности с
помощью компьютера и более точной оценки свойств
поверхности.
Термины, определения, параметры структуры поверхности и их
обозначения применительно к методу Ареал приведены в стандарте
ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014 «Геометрические характеристики
изделий (GPS). Структура поверхности. Ареал. Часть 2.»
С целью исключения путаницы, обозначения параметров
шероховатости, оцениваемых методом Ареал, начинаются с буквы
S, за исключением объемных. Для них первая буква - V.
74
2. Размерные цепи
2.1. Методы выбора норм точности для геометрических
элементов
Выбор норм точности изделий производят:
1.Согласно действующим стандартам на продукцию и группы
однородной продукции (например, стандарты, устанавливающие
требования: к подшипникам качения – ГОСТ 520 и деталям,
сопрягаемыми с ними – ГОСТ 3325; манжетам резиновым
уплотнительным – ГОСТ 8752; шпоночным и шлицевым
соединениям – ГОСТ 23360, ГОСТ 1139 и ГОСТ 6033; и т.д.).
2.По рекомендациям, полученным на основе
экспериментальных исследований и практического опыта.
Такие рекомендации приведены, например, в «Справочнике
конструктора – машиностроителя», «Справочнике металлиста»,
справочниках по допускам и посадкам, в специальной литературе
по направлениям деятельности и др.
3.На основе принципов прецедентов, аналогов или подобия
разрабатываемой конструкции и конструктивных решений,
приводимых в альбомах чертежей, атласах конструкций,
технической документации.
4.Расчетными методами, используя, в частности, методы расчета
размерных цепей, посадок с натягом, подшипников скольжения.
При назначении допусков учитывают функциональное
назначение поверхностей деталей, характер действующих нагрузок,
возможную технологию изготовления, взаимосвязь нормируемого
показателя с показателями качества изделия в целом и другие
факторы.
2.2. Термины и определения, классификация
размерных цепей
Зазоры и натяги в сопряжении, суммарный размер деталей в
сборе, их относительное смещение (линейное или угловое) в
изделии и т.д. являются функциональными размерами сборочной
единицы, значения которых зависят от значений размеров
75
сопрягаемых деталей. Задача конструктора состоит в том, чтобы по
заданным предельным значениям функциональных размеров
назначить предельные размеры сопрягаемых деталей. Такие задачи
решают с помощью размерных цепей.
Размерной цепью называют совокупность размеров,
непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и
образующих замкнутый контур.
Различают две задачи – прямую и обратную.
Прямая задача – проектный расчет: по заданным
предельным отклонениям функционального размера назначить
допуски и предельные отклонения остальных размеров, входящих в
размерную цепь.
Обратная задача – проверочный расчет. По известным
(полученным в результате расчета или другим способом) допускам
и предельным отклонениям размеров, входящих в РЦ, требуется
вычислить предельные отклонения функционального размера и
сравнить их с заданными значениями для оценки правильности
проектного расчета.
В теории расчета РЦ используют специальные термины.
Приведем их определения.
Каждый из размеров, образующих размерную цепь, называют
звеном.
В размерной цепи различают замыкающее звено и
составляющие звенья.
Звено, являющееся исходным при постановке задачи (при
проектном расчете) или получающееся последним в результате её
решения (при проверочном расчете), называют замыкающим
звеном.
Для сборочной единицы замыкающее звено – это функциональный
размер сопряжения, определяющий его качество. РЦ применяют также
при изготовлении и контроле отдельных деталей. В первом случае
замыкающее звено – размер детали, получающийся последним при её
обработке. Во втором – размер, о точности которого судят путем
косвенных измерений.
Остальные звенья РЦ называют составляющими звеньями.
Составляющие звенья разделяют на увеличивающие и
уменьшающие.
76
Увеличивающее звено - составляющее звено размерной цепи,
А1
А2
А3
АΔ
А
1
А
2
А
3
А
Δ
а)
б)
с увеличением которого замыкающее звено увеличивается.
Уменьшающее звено - составляющее звено размерной цепи, с
увеличением которого замыкающее звено уменьшается.
Для обозначения звеньев размерной цепи используют
прописные буквы русского алфавита или строчные буквы
греческого алфавита.
При расчетах РЦ вместо реальной конструкции изделия
(рис.52,а) рассматривают схему, представляемую в виде
совокупности размерных линий (рис.52,б). Замыкающее звено
отмечают индексом Δ, увеличивающие звенья – стрелкой,
направленной вправо, уменьшающие звенья – стрелкой,
направленной влево.
По взаимному расположению размерных линий на схеме,
обусловленному конструкцией изделия, различают линейные,
плоские или пространственные размерные цепи.
Рис. 52. Конструкторская размерная цепь
В зависимости от направленности решаемых задач РЦ делят на
конструкторские, технологические и метрологические. Размерная
77
цепь, приведенная на рис. 52 является конструкторской. Такие цепи
АА
А2
А
А А
А2
АΔ
рассматриваются на стадии разработки изделия.
Необходимость технологических размерных цепей возникает
при выборе последовательности технологических операций
обработки деталей. Например, для детали показанной на рис. 53
размер А средней части может быть выполнен с заданной
точностью, если закрепление её на станке позволяет
контролировать указанный размер при выбранной
последовательности обработки. Если такой возможности нет, то
точность этого размера должна быть обеспечена точностью
размеров А1, А2 и А3, предельные отклонения которых технолог
должен определить (проектный расчет РЦ), исходя из требуемой
точности размера А.
Рис.53. Технологическая размерная цепь
Метрологические РЦ применяют для обеспечения
возможности, удобства или повышения точности измерений.
При расчете РЦ реализуют принципы полной и неполной
взаимозаменяемости. Нормирование точности звеньев на основе
принципа полной взаимозаменяемости обеспечивает высокую
сборочную технологичность и возможность автоматизации сборки
изделия. При неполной взаимозаменяемости требуются
регулировочные или пригоночные операции, однако требования к
точности составляющих звеньев существенно снижаются. Выбор
принципа расчета осуществляют, исходя из экономических
соображений.
78
2.3. Расчет размерных цепей на основе принципа
111m
p
i
p
i
i
AAA
1
1
1
1
max
1
minmin
1
1
min
1
maxmax
m
i
i
m
p
i
p
i
i
m
p
i
p
i
i
TATA
AAA
AAA
1
11
1
11
)()()(
)()()(
m
p
i
p
i
i
m
p
i
p
i
i
AEsAEiAEi
AEiAEsAEs
полной взаимозаменяемости
Проверочный расчет. Независимо от целевой направленности,
задачи и реализуемого метода расчета РЦ, сначала проверяют
условие замкнутости
, (2.1)
где р – число увеличивающих звеньев;
m – общее число звеньев в РЦ;
m-1 – число составляющих звеньев.
В зависимости от формы представления исходных данных
расчет границ поля допуска замыкающего звена выполняют по
формулам:
- если приведены предельные значения звеньев
; ( 2.2)
; (2.3)
. (2.4)
- если указаны номинальные значения и предельные отклонения
; (2.5)
. (2.6)
правильности выбора полей допусков составляющих звеньев.
По результатам вычислений делают заключение о
79
Расчетные значения замыкающего звена или его предельных
)1(
1
1
mTATATA
р
m
i
i
)1(
m
TA
TA
р
)1(
1
nm
TATA
TA
n
i
i
р
отклонений не должны выходить за границы исходных значений.
Проектные расчеты. При проектном расчете известны
номинальные значения всех звеньев и предельные отклонения
замыкающего звена. Требуется найти (назначить) предельные
отклонения составляющих звеньев. Количество неизвестных
величин в формулах (2.2) - (2.6) превышает число уравнений. Для
решения задачи используют различные подходы, определяющие
название метода расчета.
В основе метода равных допусков лежит исходное положение,
что допуски составляющих звеньев равны между собой. Данный
метод применяют, когда значения составляющих звеньев входят в
один интервал или в соседние интервалы размеров в таблицах
стандартных допусков. Если принять, что TA1= TA2 = TAi = TAр,
уравнение (2.4) преобразуется к виду
.
При заданном TA найдем расчетное значение допуска
.
В составе размерной цепи могут присутствовать составляющие
звенья, для которых предельные отклонения (и, соответственно,
допуски) уже установлены, и должны быть сохранены
неизменными в процессе расчета. Такая ситуация возможна, если в
конструкции используются покупные изделия, дополнительная
обработка которых не целесообразна. В этом случае расчетное
значение допуска вычисляют по формуле
,
где n – число составляющих звеньев, с заданными предельными
отклонениями.
80
Стандартные допуски составляющих звеньев назначают с
AAi 001,045,0
3
11m
i
i
TATA
1
1
1
1
1
1
)(
m
i
m
i
iрii
m
i
i
iaiaTATA
1
1
/
m
i
iр
iTAa
1
1
1
nm
i
i
n
i
i
р
i
TATA
a
учетом их номинальных значений, ближайшими (большими или
меньшими) к расчетному значению.
Метод одного (единого) квалитета предполагает, что
допуски всех составляющих звеньев имеют одинаковую
относительную точность (коэффициент точности аi = const). В СДП
линейных размеров это означает принадлежность к одному
стандартному ряду допусков (квалитету).
Представим допуск составляющего звена в виде
ТАi = а
ii , (2.7)
i
где ii и аi — единица допуска и коэффициент точности для i – го
звена. В СДП для размеров от 1 до 500 мм
.
Подставим выражение (2.7) в уравнение (2.4). Принимая а1 = а2
=… аi =… а
= ар , получим:
m-1
.
Откуда найдем:
.
При наличии составляющих звеньев с заданными предельными
отклонениями
.
По ближайшему табличному значению коэффициента а
выбираем квалитет и назначаем стандартные допуски по ГОСТ
25346.
После назначения стандартных допусков, по любому из
методов, реализуют следующий порядок расчета.
1. Проверяют выполнение условия
. Если оно не
выполняется, уменьшают допуски одного – двух звеньев. (Здесь ТАΔ
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]