12. Допуски угловых размеров и конусов

В международной системе единиц СИ в качестве основной единицы плоского угла установлен радиан – угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. Такая единица измерения углов, удобная для расчетов, практически не применяется на практике ввиду отсутствия приборов, проградуированных в радианах.

Поэтому в машиностроении в качестве единицы измерения используют градусы (1/360 окружности), минуты (1/60 градуса) и секунды (1/60 минуты) (1 рад. = 360/2 = 571744,8).

Для призматических деталей кроме углов допускается применение уклонов, например: уклон 1:500 соответствует углу уклона  = 652,5или 0,002 радиана.

Для конусов, наряду с углами используется понятие конусность:

С = (D – d)/L = 2tg(/2),

где D – d – разность диаметров двух поперечных сечений конуса; L – расстояние между двумя сечениями. Конусность часто выражают в виде отношения, например С = 1:20, где 20 - расстояние между поперечными сечениями конуса, разность диаметров которых равна 1 мм.

Нормальные углы, обычно применяемые в машиностроении, регламентируются ГОСТ 8908-81. Приведенные в этом документе значения нормальных углов не распространяются на углы, связанные расчетными зависимостями с другими размерами и на углы конусов.

Нормальные конусности и углы конусов приведены в ГОСТ 8596-81. Стандартом предусмотрены два ряда конусности и углов конусов с предпочтительным применением первого ряда перед вторым. Наряду с этим для специального применения предусмотрена конусность для инструментальных конусов (конуса Морзе с номерами от 1 до 6).

Допуски углов конусов и призматических элементов деталей с длиной меньшей стороны до 2500 мм установлены ГОСТ 8908-81. Стандартом установлены 17 степеней точности углов, самая точная 1 степень, самая грубая 17. Допуск угла, выраженный разностью между наибольшим и наименьшим предельными углами, обозначается АТ, а допуск угла заданной точности дополняется номером соответствующей степени точности, например: АТ8, АТ9 и т. д.

Величины допусков на углы определены в зависимости от наименьшей стороны угла, так как точность изготовления и измерения угловых размеров зависит от длины стороны и чем она меньше, тем точность ниже. Степени точности с 1 по 7 обычно применяются при изготовлении угловых мер и калибров.

В стандарте установлены следующие виды допусков:

АТ_ – допуск угла в угловых единицах (радианах или микрорадианах);

АТ_ – округленное значение допуска угла в градусах, минутах и секундах;

АТ_h – допуск угла, выраженный отрезком на перпендикуляре к стороне угла, противолежащем углу АТ_ на расстоянии L₁ от вершины этого угла в мкм (рис. 99,а);

АТ_D – допуск угла конуса, выраженный допуском на разность диаметров в двух нормальных к оси сечениях конуса на заданном расстоянии L между ними (рис. 99,б).

Рис. 99. Отклонения углов и конусов

Пример задания величины допуска для восьмой степени точности приведен в табл. 35.

Т а б л и ц а 35

Допуски углов

Длина наименьшей стороны угла	Степень точности 8
	АТ, мкрад	АТ’	АТh, АТD, мкм
до 10 мм 10 - 16 мм 16 - 25 мм . . . 1000 - 2500 мм	1250 1000 800 . . . 80	4’ 3’ 2’ 30” . . . 16”	12,5 10 – 16 12,5 – 20 . . . 125 – 200

AТ_h = AT_L₁10³, где AТ_h – в мкм, AT_ – в мкрад, L₁ – длина меньшей стороны угла в мм.

Значение АТ_D/2 относится только к конусам с конусностью не более 1:3, для которых AT_D = AТ_h. Для конусов с конусностью более 1:3 AT_D определяется по формуле: AT_D = AТ_h/cos(/2), где  – угол конуса.

Поле допуска угла может быть расположено относительно номинального угла односторонне или симметрично. На рис. 100 показаны возможные расположения допуска и соответствующие им изображения полей допусков.

Рис. 100. Расположение полей допусков углов

Аналогичное расположение полей допусков относительно номинального угла принято и для конусов.

Отдельную группу составляют инструментальные конуса, которые широко применяются для конических хвостовиков режущего инструмента, конических отверстий шпинделей станков и различных станочных приспособлений. К инструментальным конусам относятся конусы метрические и конусы Морзе, перечень и основные размеры которых приведены в ГОСТ 25577-82.

Метрические конусы имеют постоянную конусность С = 1 : 20 и нормируются по размеру наибольшего диаметра конического соединения в миллиметрах. Существуют инструментальные конусы с диаметрами соответственно: 4, 6, 80, 100, 120, 180 и 200.

Конусы Морзе появились исторически довольно давно и широко используются в нашей стране и во всем мире. Конусность в них является переменной и угол конуса колеблется около 3. Обозначают конусы Морзе условными номерами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. Кроме того, ГОСТ 9953-82 устанавливает размеры и обозначения укороченных конусов Морзе. Они обозначаются В7, В10, В12, В16, В18, В22, В24, В32, В45, цифра соответствует примерному наибольшему диаметру конуса.

В ГОСТ 25577-82 и ГОСТ 9953-82 указаны размеры всех элементов метрических конусов и конусов Морзе, что позволяет в технической документации и на чертежах ограничиваться только их условным обозначением.

Допуски, методы и средства контроля инструментальных конусов регламентирует ГОСТ 2848-75. Для всех видов указанных конусов установлено пять степеней точности: АТ4, АТ5, АТ6, АТ7 и АТ8. В каждой степени отдельно нормируются предельные отклонения конусности на базовой длине в мкм, отклонение от прямолинейности образующей и отклонения от круглости в любом сечении по длине конуса.

Отклонение угла конуса от номинального размера следует располагать «в плюс» для наружных конусов и в «минус» для внутренних. Степени точности АТ4 и АТ5 можно применять только для наружных конусов. Примеры размеров и отклонений инструментальных конусов приведены в табл. 35.

Т а б л и ц а 35

Предельные отклонения инструментальных конусов

Конус	№	Примерный наибольший диаметр конуса, мм	Номинальная конусность	Базовая длина L, мм	Предельное отклонение угла конуса на базовой длине, мкм
					Степень точности
					АТ4	АТ5	АТ6	АТ7	АТ8
Морзе	0 1 2 3 4 5 6	9 12 18 24 31 44 63	0,05205 0,04988 0,04995 0,05020 0,05194 0,05263 0,05214	49 52 64 79 100 126 174	4 4 4 5 6 6 6	6 6 6 8 10 10 10	10 10 10 12 16 16 16	16 16 16 20 25 25 25	25 25 25 30 40 40 40
Метрический	4 6 80 100 120 160 200	4 6 80 100 120 160 200	0,05000	25 35 180 212 244 308 372	- - 6 8 10 10 12	- - 10 12 16 16 20	8 10 16 20 25 25 30	12 12 25 30 40 40 50	20 25 40 50 60 60 80

Размеры, допуски и посадки конусов установлены ГОСТ 2.320-82. Например, условное обозначение метрического конуса седьмой степени точности с примерным наибольшим диаметром 120 мм: Метр. 120 АТ7 ГОСТ 25577-82; конуса Морзе №3 восьмой степени точности: Морзе 3 АТ8 ГОСТ 25577-82; укороченного конуса Морзе с примерным диаметром 22 мм и седьмой степенью точности Морзе В22 АТ7 ГОСТ9953-82