Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Нормирование точности и технические измерения

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
9.67 Mб
Скачать

Области применения каждой из 17 степеней определяются функциональными требованиями к точности угловых размеров.

Так, степени точности от 5 и выше используются при на­ значении допусков угловых концевых мер.

Степени точности 5, 6 применяю тся для сопрягаемых ко ­ нусов особо высокой точности, например, точных опор сколь­ жения, конических элементов герметичных соединений, по­ садочных элементов сменных измерительных наконечников приборов.

Степени 7, 8 используются для таких деталей высокой точ­ ности, которые требуют хорошего центрирования (конические центрирующие поверхности валов и осей, а такж е сопряга­

емые с ними ступицы зубчатых колес и конусных муфт) при

высокой точности соединений.

У

 

Степени

9 ..Л 2 применяю тся в деталях нормальной точно­

сти, таких

 

Т

как направляю щ ие планки, фиксаторы, кониче­

ские элементы валов, втулок и др.

Н

 

Степени 13...15 предназначены для деталей пониженной точ­

ности, которые используются в стопорныхБустройствах и т.п.

Степени

 

и

16, 17 используют для назначения допусков несо-

прягаемых

угловых размеров.

й

ГОСТ 8593-81 устанавливает два ряда нормальных конус­

ностей и углов конусов.

о

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

Для призматических де алейр(рис. 3.95) кроме нормальных

 

 

 

 

и

 

 

S.

углов стандарт допускает применять стандартные уклоны

 

 

 

з

 

 

-

h)

Уклон представляет собой о ношение перепада высот

к расстоянию L между местами их измерения:

 

 

 

 

о

S = ( t f - A ) / L = tgj3.

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.95. Параметры угловых призматических деталей

281

Система допусков и посадок конических деталей и соединений

Коническое соединение - соединение наружного и внутрен­ него конусов, имею щ их одинаковые номинальные углы (рис. 3.96). Оно характеризуется большим диаметром D, малым ди­ аметром d, длиной конического соединения L , базорасстоянием z (расстоянием меж ду приняты ми базами наружного и внутреннего конусов, образующих коническое сопряжение).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

Рис. 3.96.

 

 

I

 

 

й

 

 

Парамет ы кон

 

 

 

 

ческого соединения

 

 

 

 

и

 

 

 

Стандарты устанавливаю т два способа нормирования допу­

ска диаметра конуса.

 

р

 

 

 

 

 

 

 

«углового допуска» А Т . При

Первый способ — назначение

этом поле допуска

 

о

 

 

 

 

 

 

меет вид треугольника с постоянным зна­

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

чением угла, который нормируется одним из допусков угла

А Т а, А Т 'а, A T h или

и(наиболее часто) A T D. Допуск ограничивает

отклонения углазк нуса и отклонения формы конуса. Допол­

нительно пм гутобыть более ж естко ограничены допуски фор­ мы (наприм р, комплексом допусков круглости поперечного сечения конуса и прямолинейности его образующих), если от­

клоненияеформы недостаточно жестко ограничены допусками угла конуса.

ВторойР способ - назначение допуска диаметра ТD (ITD),

одинакового в любом поперечном сечении конуса и определя­ ющего два предельных конуса, между которыми должны на­ ходиться все точки поверхности реального конуса. При этом способе нормируют допуск только в заданном сечении кону­ са (TDs). Допуски TD или TDs должны соответствовать ГОСТ 25346 -89 . Д ля образования нуж ны х посадок в конических

282

соединениях деталей обычно применяю т именно этот способ назначения допусков.

Для конических соединений ГОСТ 25307-82 устанавливает три вида посадок: с зазором, натягом и переходные.

В отличие от цилиндрических сопряжений с гарантирован­ ным зазором, где оси валов и отверстий не совпадают, кониче­ ские сопряжения могут обеспечить самоцентрирование дета­ лей с образованием нулевого зазора за счет осевого смещения охватываемой и охватывающей деталей. П оскольку смещение охватываемой детали к меньшему или большему основанию конуса приводит к уменьшению или увеличению зазора, в ко­

нических соединениях часто применяю т специальные устрой­

 

Т

ства регулировки зазора (или методы обеспечения натяга)

между сопрягаемыми деталями.

Н

У

 

Конические посадки с зазором применяю т в соединениях типа подшипников скольж ения, а такж е в устройствах раз­ общения и соединения двух полостей трубопроводов при вза­

имном перемещении (повороте) сопряженных деталей. П ри­

мерами устройств разобщ ения и соединенияБявляю тся краны

 

 

и

 

в пневматических и гидравлическ х системах.

Хотя стандартом установлены переходныей

конические посад­

ки, фактически конические

 

яжен я могут быть реализова­

соп

 

 

ны либо как посадки с заз

м либо как посадки с натягом.

т

 

 

 

Посадки с натягом исп льзуютрдля получения неподвижных

герметичных соединений, а также соединений, обеспечиваю­

щих передачу крутящего момента, например, для хвостовиков

стержневого режущего нструмента.

Конические с единенияи

с натягом в отличие от неразъем ­

ных цилиндрическихзсоединений могут быть или неразъем ­

ными, илипразъемнымио . Разъемные конические соединения с натягом, об с ечивают более легкую по сравнению с цилинд­ рическими прессовыми соединениями разборку, кроме того,

их конструктивныеРе особенности могут позволять регулировку натяга после некоторого времени эксплуатации.

Так как сопрягаемые поверхности конические и диаметры сопрягаемых деталей вдоль оси переменные, для одной и той же конической пары вал-втулка может быть достигнут ж ела­ емый характер соединения за счет:

- фиксации взаимного положения наружного и внутренне­ го конусов в осевом направлении;

- фиксации заданной силы запрессовки (для посадок с на­

283

тягом).

Заданное взаимное положение наружного и внутреннего конусов в осевом направлении может достигаться с примене­ нием полной и «неполной» взаимозаменяемости.

Сборка с применением полной взаимозаменяемости может осущ ествляться, наприм ер, совмещением нерегулируем ых конструктивны х элементов конусов.

Сборка с применением «неполной» взаимозаменяемости предусматривает обеспечение заданного осевого расстояния меж ду базовыми плоскостями сопрягаемых конусов за счет

чиваться в момент достиж ения заданного осевогоУрасстояния между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов, или по­

осевой регулировки взаимного полож ения наружного и внут­

реннего конусов. Регулировочное перемещение может закан­

сле достиж ения заданного осевого смещ ения конусовТот их по­ лож ения при первоначальной сборке (например, беззазорного

сопряж ения, полученного под действием собственного веса).

Н

Ф иксация взаимного полож ения наружного и внутреннего

конусов в осевом направлении по заданнойБ

силе запрессов­

ки в отличие от рассмотренных выше методов регулировки

предусматривает

не контроль дл

йны (заданного расстояния),

а контроль силы,

которая

функц

онально связана с натягом

в сопряж ении.

 

и

 

крдля конических соединений сле­

При назначении посад

дует использовать поля допусков со следующими основными

отклонениями:

 

 

о

 

 

 

т

Н ,

J s, N ;

 

 

 

 

 

 

 

- для внутренн х конусов:

 

-

 

 

 

и

 

d, е,

f, g, /г, js, k,

т, п, р, г, s, t,

для наруж ны х конусов:

u , x,

г.

 

 

з

 

 

 

 

 

Д ля образ вания посадок

рекомендуются

поля допусков

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

в квалит тах от 4 до 9, причем рекомендуемые поля допу­ сковРотв рстий ограничены номенклатурой НА, Н 5, Н6> Н7. Н 8, Н 9, т. . рекомендуемые посадки организуются в системе основного отверстия.

Поля допусков в остальных квалитетах могут использовать­ ся для таких изделий высокой точности как конические калиб­ ры, эталонные меры и т.п. (квалитеты от 01 до 5) или несопрягаемых деталей низкой точности (квалитеты от 10 до 17).

В посадках рекомендуется сочетать поля допусков диамет­ ров наружного и внутреннего конусов одного квалитета, но в обоснованных случаях допуск диаметра конического отвер­

284

стия можно назначать на один или два квалитета грубее.

Для получения посадок различного характера в соответ­ ствии с ГОСТ 25307-82 для наруж ны х конусов можно исполь­ зовать следующие основные отклонения:

- при формировании посадок с зазором - d , в, f , g, h ;

-

для

переходных - js, k 9 т,

п, р;

-

для

посадок с натягом - г,

s, t, и, х 9 2.

И зм е р и т е ль н ы й контроль у гл о в ы х р а зм ер о в

Для угловых измерений в машиностроении и приборостро­ ении используют разные методы, реализуемые множеством средств измерений, различаю щ ихся по конструкции, точнос-

ти, пределам измерений, производительности.

У

 

Измерения углов можно разделить на прямые (осущест­

вляются средствами измерений, градуированнымиТв угловых

единицах) и косвенные, осуществляемые с Нпомощью средств линейных измерений и требующие последующего расчета ис­

комых значений углов с использованием тригонометрических

 

 

 

 

 

Б

функций, В некоторых литературных источниках прямые и з­

мерения углов называют «измерен

ями гониометрическим

методом», а косвенные изме

 

й

ен я -

«измерениями тригоно­

метрическим методом». Те мини«гониометрический» может

быть переведен с греческ

 

как «угломерный», соответству­

 

 

р

 

 

 

 

го

 

 

ющее название имеет один из приборов для измерения углов

(гониометр).

и

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

К простейшим средствамтизмерений углов относят угловые

концевые м еры . Угловые меры («жесткие угловые м еры ») мо­

гут быть одн значными или многозначными. Они включают

угольники (н оминальный угол 90°), призматические угловые концевые меры с одним или несколькими (тремя, четырьмя и

более) рабочими углами, а такж е конические калибры . Угло­

вые конц

п

меры, как и концевые меры длины, используют

дляРизмерительноговые контроля, а такж е для настройки прибо­ ров при измерении методом сравнения с мерой.

Многозначные ш триховые угловые меры (транспортиры) имеют ш калу и все принадлежащ ие ей метрологические ха­

рактеристики (цена деления, верхний и

ниж ний пределы

шкалы, диапазон ш калы ).

 

Вторая группа средств измерения углов

- гониометриче-

с'кие приборы, с помощью которых измеряемый угол сравнизается с соответствующими значениями встроенной в прибор

285

угломерной круговой или секторной ш калы . К таким прц. борам можно отнести транспортирные угломеры с нониусо^ оптические угломеры, делительные головки, гониометры. Де­ лительные головки (оптические и механические) применяют для угловых измерений и для делительных работ при размет­ ке и обработке деталей.

Кроме того, ряд универсальных средств измерений имеет специальные угломерные устройства, например, измеритель­ ные головки ОГУ, которыми комплектую т измерительные

микроскопы, угломерные поворотные столы на больших из­ мерительных м икроскопах и больших проекторахУи т.д.

тикали применяю т различны е уровни (брусковые, рамные, с

«цилиндрическим и» и сферическими ампулами), оптические квадранты и другие приборы.

Д ля измерений отклонения углов от горизонталиТи /и ли вер.

Н

меряемого угла детали. Одна из линеекБсвязана с круговой или секторной угломерной ш кало , другая (поворотная) - с

При измерении угломером плоские или «ножевые» грани

линеек угломера наклады ваю т «без просвета» на стороны из­

указателем или нониусом. При змерениях с помощью дели­

тельной головки, гониометра

 

йзмерительного микроскопа

грани угла фиксируют с

 

щью вспомогательных оптиче­

ских или ины х устройств.

ли

Суть косвенных ( « риг нрметрических») измерений углов

заклю чается в том, ч о угол

получают путем измерения ли­

помо

 

нейных размеров кон ролируемой детали, рассчитывая его

т

 

 

значение через тр гонометрические функции. При этом для

линейны х измеренийимогут применяться любые универсаль­

ные средства, а зтакж е вспомогательные средства, разработан

ные специально для обеспечения измерений углов конусов п

 

о

призм атич ских деталей.

Косв

пизм ерения углов чаще всего основаны на ис­

пользованииРнные синусных или тангенсных схем, а объекто:,' измерения является угол специально выстроенного прямо­ угольного треугольника. Две стороны этого треугольника вое-: производятся и /и л и измеряю тся средствами линейных изме-' рений. Например, можно измерить два катета на микроскопе; или проекторе.

Из средств, предназначенных для реализации «тригоно­ м етрических изм ерений», наиболее распространенными яе-' ляю тся «синусные линейки» различны х типов. Измеряемы;

286

объект помещают на «синусную линейку» с известным зна­ чением гипотенузы (базовое расстояние линейки) и измеряю т катет искомого угла (рис. 3.97).

 

ж

 

 

 

У

Рис. 3.97.

Т

Схема измерительного контроля угла конуса

 

Н

 

Встречаются и более сложные реализации синусных и тангенсных схем измерений (конусомеры, устройства для изм ере­ ний внутренних конусов с помощью шаров и др.).

При изготовлении

различны х

 

 

маш ин в качестве

средств измерений применяю т угловые Бшаблоны с углом, ко ­

 

 

и

 

 

торый должно иметь изделие, пр

 

чем изделие подгоняют по

 

р

 

 

поверхностей

шаблону без просвета. Касание

змерительныхдеталей

с изделием должно

обеих

 

 

 

поэтому

для контроля

быть линейным,

углов изделий образованных плоскими гранями, шаблоны и з­

 

т

 

готовляют с лекальной (закругленной малым радиусом) по­

верхностью одной

 

сторон рабочего угла.

Рабочие углы предельных шаблонов отличаются один от

другого на значен е всего поля допуска угла изделия.

Металлические угольникиили

с рабочим углом 90° служат для

проверки взаимнзй перпендикулярности плоскостей (кромок)

изделий, аптакжеодля проверки перпендикулярности относитель­ ных п р щ ний деталей машин. Кроме того, угольники при­ меняют при монтажных работах. Формы, размеры и технические

условияРмена угольники стандартизованы (ГОСТ 3749-77).

При измерении угла изделия методом сравнения с углом угольника оценивают просвет между ними. Отклонение угла изделия от угла угольника определяется отношением ш ири ­ ны просвета к длине стороны угольника. Поскольку длина угольника неизменна, просвет может служ ить мерой откло­ нений угла. Просвет можно наблюдать как у конца стороны угольника (угол изделия меньше угла угольника), так и у вер­ шины угла (угол изделия больше угла угольника). При кон ­

287

троле на просвет необходимо установить отсутствие просвета меж ду измерительной поверхностью угольника и контроли­ руемой поверхностью детали или его значение. При обычной освещенности порядка (100...150) лк невооруженный глаз об­ наруж ивает просвет между плоской поверхностью и кромкой лекальной линейки примерно от (1,5...2) мкм. Погрешность оценки угла этим методом тем больше, чем короче протяж ен­ ность контактной линии изделия и угольника.

Важную роль играет и ш ирина поверхностей в направле­ нии перпендикулярном направлению образующей угла. При ш ирине контактирую щ их поверхностей (3...5) мм невидимые просветы могут достигать 4 мкм . Если же при этом контакти­

рующие поверхности не доведенные, а шлифованные, невиди­

мый просвет может доходить до б мкм.

У

 

Д ля более точной оценки просветов, применяют так назы­

ваемый образец просвета.

Т

Н

 

Просвет, ш ирину которого предстоит оценить, сравнивают

на глаз с набором аттестованных просветов и по идентичности

наблю даемых щ елей определяют его размерБ. При достаточном

и

 

навы ке и наличии лекальной поверхности у линейки такую

оценку можно выполнить с погрешностьюй

порядка (1., .1,5)

м км при просветах до 5 мкм, а п больших просветах (до 10

мкм) -

 

 

 

о

порядка (2...3) мкм . Д ля просвета свыше 10 мкм этот

 

 

 

т

метод неприменим . При пррсветах от 20 мкм и более можно

пользоваться щ упами.

 

Д ля

контроля размеров наруж ны х и внутренних конусов

применяю т коническ

 

е калибры . Контроль изделий калибра­

 

 

о

 

 

ми обычно являетсяикомплексны м, поскольку проверяется не

только угол к нуса,зно такж е и его диаметр в расчетном сече­

нии по

ол жению калибра относительно изделия вдоль оси.

е

 

 

 

Д ля этой ц ли на поверхности калибра-пробки имеются либо

Р

 

линии, либо срез уступом (срез уступом

две ограничительныеп

прим няю т и на калибре-втулке).

Угол конуса детали проверяют по прилеганию поверхности калибра к поверхности проверяемой детали. Для этого калибр тщательно очищают от пыли, масла и наносят на его кониче­ скую поверхность слой краски (берлинской лазури), равномер­ но распределяя ее по всей поверхности. Затем калибр-пробку осторожно вставляют или калибр-втулку надевают на прове­ ряемую деталь (такж е заранее тщательно протертую) и пово­ рачивают его на 2/3 оборота вправо и влево.

288

Если конусность калибра и проверяемой детали совпадает краска будет равномерно стираться по всей образующей кали­ бра. По доле стертой и оставшейся краски судят о годности детали по конусности. Погрешности этого метода измерения составляют примерно 20”. Необходимо, чтобы на рабочих по­ верхностях и поверхностях контролируемых деталей отсут­ ствовали забоины, царапины и другие подобные дефекты .

Для измерения внутренних конусов и клиновидных пазов применяют аттестованные ш арики или ролики. Применяют

синусные и тангенсные схемы, основанные на измерении или

воспроизведении противолежащего измеряемому углу катета

(в обеих схемах), гипотенузы (при синусной схеме) или п ри ле­

жащего катета (при тангенсной схеме). Для небольшихУуглов (примерно до 15°) обе схемы по точности практически равно­

ценны, но для больших углов погрешность измерения может

 

Т

быть значительной и здесь предпочтительна тангенсная схема.

Н

3.10. Н ормы точности резьбовых деталей и соединений

Б

 

Резьбовым соединением по ГОСТ 11708-82 «Основные нор­

 

й

мы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения»

называется соединение двух деталейи

с помощью резьбы, в

р

 

 

котором одна из деталей имеет на ужную резьбу, а другая -

внутреннюю.

и

оявляю тся одним из самых распро­

Резьбовые соед нен я

 

з

 

страненных видов соедтнений. В машиностроении около 80%

деталей либо оимеют ре ьбовые поверхности, либо их крепле­ ние осуществляется с помощью резьбовых изделий.

Основными д ст инствами резьбовых соединений являются: - сравнительно легкая сборка-разборка;

- высокий уровень взаимозаменяемости крепеж ны х резьбо­

 

п

 

вых изд лий.

 

К недостаткаме

резьбовых соединений можно отнести от­

Р

 

 

носительную сложность конструкции и технологии (обработ­ ка резьбовых поверхностей требует применения специального оборудования и инструмента, усложняется контроль деталей).

В зависимости от формы профиля различаю т резьбы:

- метрические (с треугольным профилем, исходным для которого является равносторонний треугольник, с углом при вершине 60°);

- дюймовые (с симметричным треугольным профилем и углом

289

при вершине 55°), применяемые обычно для труб («трубные»);

-прямоугольные (с прямоугольным профилем);

-трапецеидальные (с симметричным трапецеидальны^ профилем);

-упорные (с несимметричным трапецеидальным профилем);

-круглые (с профилем, образованным дугами).

Кроме того, разработаны резьбы, предназначенные для де­ талей из определенных материалов, например, для деталей из пластмасс, для керамических деталей, специальные резьбы для

конкретных видов изделий, например, окулярные резьбы и др По функциональному назначению следует различатьУ резь­ бовые соединения делительные («отсчетные») иТсиловые. Пер­

вые предназначены для обеспечения высокой точности ли­ нейных и угловых перемещ ений в измерительныхН приборах

и технологическом оборудовании. Так, в микрометрических приборах основной измерительный преобразователь - микро­ метрическая пара винт-гайка, в делительных маш инах также

основным механизмом является пара винт-гайка.

 

Силовые резьбовые

соединения предназначеныБ

для созда­

ния значительны х сил

 

 

и

(винтовые

при перемещении деталей

 

 

 

 

р

 

прессы, домкраты) или для предотвращйения взаимного пере­

мещ ения соединенных

о

 

 

деталей (соединения крышка-корпус,

резьбовые соединения

деталей трубопроводов,

крепление

 

 

т

 

 

 

втулки на валу и др.). Деление резьбовых соединений на

«отсчетные»

и силовые условно и осуществляется исходя

из основной

функц

 

механизма, например, ходовой винт

токарно-винторе ного станка должен обеспечить высокую

точность перемещ енияпри значительных осевых нагрузках

(«отсчетное» с

зединение).

В зависим

сти т характера функционирования различа­

 

о

ют н подвижные (крепеж ные) и подвижные (кинематические)

резьбовыепсо динения. П одвижные резьбовые соединения об­

е

 

 

разую тся благодаря применению посадок с зазором. В непод­

виж ны х соединениях можно использовать все виды посадок -

с натягом,Р

переходные и с зазором. Д ля того чтобы обеспечить .

неподвижность резьбового соединения при посадке с зазором. либо используют искусственные методы выборки зазоров (вплоть до создания натягов в соединении), либо применяют дополнительные конструктивны е элементы, предохраняющие . детали от самоотвинчивания (стопорные шайбы, контргайки. ; проволочные зам ки, герметики и др.). Из этого следует, что в

290

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.