Ширялкин - Стандартизация и техническое регулирование в аспекте качества продукции - 2006

81

Рис. 2.18. Отклонение расположения поверхности или профиля.

Отклонение от соосности относительно общей оси – это наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхностей вращения на длине нормированного участка (рис. 2.18, е). Допуск соосности в диаметральном выражении равен удвоенному наибольшему допускаемому значению отклонения отсоосности, а в радиусном выражении – наибольшему допускаемому значению этого отклонения. Поле допуска соосности – область в пространстве, ограниченная цилиндром, диаметр которого равен допуску соосности в диаметральном выражении, а ось совпадаетс базовой осью (рис. 2.18, ж).

Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости – наи-

большее расстояние между плоскостью симметрии рассматриваемой поверхности и базовой плоскостью симметрии в пределах нормируемого участка (рис. 2.18, з).

Отклонение от пересечения осей, которые номинально должны пересекаться, определяют как наименьшее расстояние между рассматриваемой и базовой осями.

Позиционное отклонение — наибольшее отклонение реального расположения элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) отего номинального расположения в пределах нормированного участка.

Суммарное отклонение и допуски формы и расположения поверхностей отражается в радиальном биении поверхности вращения, торцевом биении.

Радиальное биение поверхности вращения относительно базовой оси яв-

ляется результатом совместного проявления отклонения от круглости профиля

82

рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси. Оно равно разности наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении, перпендикулярном этой оси. Если определяется разность наибольшего и наименьшего расстояний от всех точек реальной поверхности в пределах нормированного участка до базовой оси, то находят полное радиальное биение = Rmax − Rmin ; оно

является результатом совместного отклонения от цилиндричности поверхности и отклонения отее соосности относительно базовой оси (рис. 2.19, а).

Торцевое биение (полное) — разность наибольшего и наименьшего расстояния от точек всей торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси; оно является результатом совместного проявления отклонения от плоскостности рассматриваемой поверхности и отклонения от ее перпендикулярности относительно базовой оси. Торцевое биение иногда определяют в сечении торцевой поверхности цилиндром заданного диаметра (рис. 2.19, б).

а) б)

Рис. 2.19. Радиальное и торцевое биения

Допуски расположения или формы, устанавливаемые для валов или отвер-

стий, могутбыть зависимыми и независимыми.

Зависимым называют переменный допуск расположения или формы, минимальное значение которого указывается в чертеже или технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера поверхности детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия). Зависимые допуски расположения или формы назначают главным образом в случаях, когда необходимо обеспечить собираемость деталей, сопрягающихся одновременно по нескольким поверхностям с заданными зазорами или натягами. Зависимые допуски обычно контролируют комплексными калибрами, являющимися прототипами сопрягаемых деталей. Эти калибры всегда проходные, что гарантируетбеспригоночную сборку изделий.

Независимым называют допуск расположения или формы, числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от действительных размеров рассматриваемых поверхностей. Например, когда необходимо выдержать соосность посадочных гнезд под подшипники качения, ограничить колебание межосевых расстояний в

83

корпусах редукторов и т. п., следует контролировать собственно расположение осей поверхностей.

Вид допуска расположения и формы на чертежах обозначают знаками (ГОСТ 2.308–79), приведенными в табл. 2.8.

Знак и числовое значение допуска вписываютв рамку, указывая на первом месте знак, на втором – числовое значение допуска в миллиметрах и на третьем

– при необходимости буквенное обозначение базы или поверхности, с которой связан допуск расположения или формы (рис. 2.20, а).

Рамку соединяют с элементом, к которому относится допуск, сплошной линией, заканчивающейся стрелкой (рис. 2.20, б). Если Допуск относится к оси или плоскости симметрии, соединительная линия должна быть продолжением размерной (рис. 2.20, в);

84

Рис. 2.20. Схемы указания допусков формы и расположения поверхностей

Чаще базу обозначают буквой и соединяют ее с треугольником (рис. 2.21, 6). Если базой является ось или плоскость симметрии, треугольник располагают в конце размерной линии соответствующего размера поверхности. Вслучае недостатка места стрелку размерной линии допускается заменять треугольником

(рис. 2.21, в).

Рис. 2.21. Обозначение базы

Если допуск расположения или формы не указан как зависимый, его считают независимым. Зависимые допуски расположения и формы обозначают условным знаком (рис.2.22, а), который помещают: после числового значения допуска, если зависимый допуск связан с действительными размерами поверхности (рис. 2.22,6); после буквенного обозначения базы (рис. 2.22, в) или без буквенного обозначения базы в третьей части рамки (рис. 2.22, г), если допуск связан с действительными размерами базовой поверхности; после числового значения допуска и буквенного обозначения базы (рис. 2.22, д) или без буквенного указания базы (рис. 2.22, е), если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого и базового элементов.

85

Рис. 2.22. Зависимый допуск соосности отверстий (а) и обозначение зависимых допусков (6–е)

Для каждого вида допусков формы и расположения поверхностей согласно ГОСТ 24643-81 установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков отодной степени к другой изменяются с коэффициентом возрастания 1,6. Взависимости отсоотношения между допуском размера и допусками формы или расположения устанавливают следующие уровни относительной геометрической точности: А– нормальная относительная геометрическая точность (допуск формы или расположения составляетпримерно 60 % допуска размера); В— повышенная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 40 % допуска размера); С – высокая относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляютпримерно 25% допуска размера).

Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответствующие уровням А, В, С, составляютпримерно 30, 20,12% допуска размера, так как допуск формы ограничиваетотклонение радиуса, а допуск размера – отклонение диаметра поверхности. Допуски формы и расположения можно ограничивать полем допуска размера. Эти допуски указывают, только когда по функциональным или технологическим причинам они должны быть меньше допусков размера или неуказанных допусков по ГОСТ 25670 - 83.

Отклонение формы и расположения поверхности определяют с помощью универсальных и специальных средств измерения.

Стандарты волнистости и шероховатости поверхности

Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышаютбазовую длину.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины.

Базовая длина (l) – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих волнистость и шероховатость поверхности. Чи-

86

словые значения базовой длины выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8 и 25 мм.

Базовая линия (поверхность) – линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (по-

верхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности.

Числовое значение волнистости и шероховатости поверхности определяют по единой базе, за которую принята средняя линия профиля (т), т. е. базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднеквадратическое отклонение профиля до этой линии минимально. Система отсчета волнистости и шероховатости от средней линии профиля называют системой средней линии.

Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Условно различия между порядками отклонений поверхности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте неровностей Wz.

Параметры волнистости: высота волнистости Wz – среднеарифметическое из пяти ее значений (W1 W2 ...,W5), определенныхна длине участка измерения LW равной не менее пяти действительнымнаибольшимшагам SW волнистости (рис. 2.23, а):

Допускается непоследовательное расположение участка измерения. Предельные чи-

словые значения Wz следует выбирать из ряда: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200 мкм.

Рис. 2.23. Определение высоты (а) и шага (б) волнистости поверхности

Отдельное измерение волнистости выполняют на длине lWi, равной пятой части длины

LW.

Наибольшая высота волнистости Wmax – расстояние между высшей и низшей точками измеренного профиля в пределах длины W измеренное на одной полной волне.

Средний шаг волнистости Sw – среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии Sw, ограниченных точками их пересечения с соседними участками профиля волнистости (рис.2.23, б).

Форма волны зависит от причин, которые вызывают волнистость поверхности. Чаще волнистость имеет синусоидальный характер, что является следствием колебаний в системе станок – приспособление – инструмент – деталь, возникающих из-за неравномерности сил резания, наличия неуравновешенныхмасс, погрешностей привода и т. п.

Шероховатость является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали, возникающей вследствие образования стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания с поверхности частиц материала и других причин.

Если для определения шероховатости выбран участок поверхности длиной l, другие неровности (например, волнистость), имеющие шаг больше l, не учитываются. Для надежной оценки шероховатости, с учетом разброса показаний прибора и возможной неоднородности строения неровностей, измерения следует повторять несколько раз в разных местах поверхности и за результатизмере-

87

ния принимать среднее арифметическое результатов измерения на нескольких длинах оценки. Длина оценки L – длина, на которой оцениваютшероховатость. Она может содержать одну или несколько базовых длин. Числовые значения базовой длины выбираютиз ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

Согласно ГОСТ 2789-73 шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления (получения поверхности) можно оценивать количественно одним или несколькими параметрами.

Среднеарифметическое отклонение профиля Ra – это среднее арифмети-

ческое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

где l – базовая длина; n – число выбранных точек профиля на базовой длине; у – расстояние между любой точкой профиля и средней линией.

Высота неровностей профиля по десяти точкам RZ – сумма средних аб-

солютных значений высоты пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

где y pi – высота i-го наибольшего выступа профиля; yvi – глубина i-й наи-

большей впадины профиля.

Наибольшая высота неровностей профиля Rmax – расстояние между лини-

ей выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины

Rmax= Rp + Rv (рис. 2.24)

Рис. 2.24 Профилограмма и основные параметры шероховатости поверхности

Средний шаг неровностей профиля S – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины:

Sm = 1 ∑n Smi ,

n i =1

где n - число шагов неровностей по вершинам в пределах базовой длины; Si – шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, пересекающего профиль в трех соседнихточках, и ограниченного двумя крайними точками.

88

Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шага местныхвыступов профиля в пределахбазовой длины:

S= 1 ∑n Si , n i =1

где n – число шагов неровностей по вершинамв пределахбазовой линии; Si – шаг неровностей профиля по вершинам, равный длине отрезка средней линии между проекциями на нее двухнаивысших точек соседнихвыступов профиля.

Относительная опорная длина профиля t p – отношение опорной длины профиля к ба-

зовой длине:

t p =ηlp ,

где ηp – опорная длина профиля – сумма длин отрезков bi, отсекаемых на заданном

уровне р в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины (см. рис. 2.24)

ηp =∑n bi ,

i =1

Опорную длину профиля определяют на уровне сечения профиля, т. е. на заданномрасстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля. Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины. Значение уровня сечения профиля отсчитывают по линии выступов и выбирают из ряда: 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50;

60; 70; 80; 90% от Rmax.

Параметр Ra является предпочтительным по сравнению с Rz и Rmax, так как параметр Ra характеризует среднюю высоту всех неровностей профиля; Rz – среднюю высоту наибольших неровностей; Rmax– наибольшую высоту профиля. Шаговые параметры Sm , S и t введены для учета различной формы и взаимного расположения характерных точек неровностей. Эти параметры позволяют также нормировать спектральные характеристики профиля.

Выбор параметров шероховатости и их числовых значений производят в зависимости от требований к шероховатости поверхностей деталей, исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, требования к шероховатости поверхности не устанавливаюти шероховатость поверхности не контролируют.

Требования к шероховатости поверхности устанавливают без учета дефектов поверхности (царапин, раковин и т. д.) и указываютотдельно.

Согласно ГОСТ 2.309 - 73 шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей детали, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции. Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рис. 2.25 а.

Вобозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктор не устанавливает, применяютзнак, показанный на рис. 2.25, б; этотзнак является предпочтительным. Вобозначении шероховатости поверхности, образуемой удалением слоя материала, например точением, фрезерованием, сверле-

89

нием, шлифованием, полированием, травлением и т.п., применяют знак,

Рис. 2.25. Структура обозначения шероховатости поверхности

указанный на рис. 2.25, в. Вобозначении шероховатости поверхности, образуемой без снятия слоя материала, например литьем, ковкой, объемной штамповкой, прокатом, волочением и т. п., применяют знак, показанный на рис. 2.25, г. При этом поверхности, не обрабатываемые по данному чертежу, обозначают этим знаком. Состояние поверхности, обозначенной этим знаком должно удовлетворять требованиям, установленным соответствующим стандартом или техническими условиями на сортаментматериала.

Значение параметра шероховатости Ra указывают в обозначении без символа, например, 0,5; для остальных параметров – после соответствующего символа, например, Rmax6,3; Sm 0,63; S 0,32; RZ 32; t50 70. Здесь указаны наибольшие допустимые значения параметров шероховатости; наименьшие значения не ограничиваются. В примере обозначения t5070 указана относительная опорная длина профиля t = 70 % при уровне сечения профиля р = 50 %.

При указании номинального значения параметра шероховатости поверхности в обозначении приводят это значение с предельными отклонениями, на-

пример 1 ± 20 %; RZ80-10 % Sm63+20 %; t50 70 ± 40 % и т. п.

При указании двух и большего числа параметров шероховатости поверхности в обозначении их значения записывают сверху вниз, как указано на рис. 2.26,а.

Рис. 2.26. Примеры обозначения шероховатости поверхности

90

На рис. 2.26, б дополнительно к значению шероховатости поверхности указывают вид обработки, допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхностей с разъяснением его в технических требованиях чертежа (рис. 2.26, в).

Обозначения шероховатости поверхностей на изображении детали располагаютна линиях контура, выносных линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках линий – выносок. При недостатке места допускается располагать обозначения шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях, а также разрывать выносную линию. При изображении изделия с разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения, по возможности ближе к месту указания размеров.

При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей детали обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу чертежа и на изображение не наносят(рис. 2.27, а).

При указании одинаковой шероховатости для части поверхностей детали в правом верхнем углу чертежа помещают обозначение одинаковой шероховатости и знак, показанный на рис. 2.27, б. Это означает, что все поверхности, на изображении которых не нанесены обозначения шероховатости или знак, показанный на рис. 2.27, б, должны иметь шероховатость, указанную перед знаком в правом верхнем углу чертежа. Когда часть поверхностей изделия не обрабатывается по данному чертежу, в правом верхнем углу чертежа помешают знаки, показанные на рис. 2.27, в. Если шероховатость одной поверхности различна на отдельных участках, эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначений шероховатости (рис. 2.27, г).

Рис. 2.27. Примеры специфическихслучаев обозначения шероховатости