6

Для этой же стороны скобы с допусками по JT9…JT17 граница износа проходит по верхнему предельному отклонению вала.

Схемы полей допусков калибров-скоб указаны в [4, С.3], зна-

чения H1, Y1, Z1 - в [4, С. 8…11].

Исполнительные размеры – это размеры, по которым изготавливают новые калибры. У калибра-пробки исполнительный размер равен наибольшему предельному размеру минус допуск на изготовление, у калибра-скобы – наименьшему предельному размеру плюс допуск на изготовление.

Схема расположения полей допусков калибров и пример расчета предельных и исполнительных размеров калибров приведены в [17].

Дополнительный материал по рассматриваемому вопросу со-

держится в [1, С. 243…245; 2, С. 110…114].

5. НОРМИРОВАНИЕ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

5.1. Влияние погрешностей формы и взаимного расположения поверхностей на качество деталей

При проектировании деталей машин их геометрические параметры задаются размерами элементов, а также формой и взаимным расположением поверхностей.

На практике у 100% изготовленных деталей наблюдаются отклонения действительных значений параметров от идеальных (расчетных) величин. Эти отклонения называются погрешностями.

Степень приближения действительных параметров к идеальным называется точностью.

Точность деталей по геометрическим параметрам является комплексным показателем, который подразделяется на следующие составляющие (рис. 5.1):

1) точность размеров определяется допуском на изготовление

JTp;

2) погрешность формы (макрогеометрия поверхности) и взаимного расположения поверхностей ограничиваются соответствующим допуском JTФ, который JTФ 50% JTp;

3) волнистость поверхности также задается в пределах допус-

ка JTФ;

81

4) шероховатость (микрогеометрия) поверхности определяется соответствующими параметрами, например, Ra 0,05 JTР.

Погрешность формы

Волнистость поверхности

Рис. 5.1. Составляющие геометрической точности

Таким образом, специалист должен знать, что погрешности параметров не только неизбежны практически у всех деталей, но и допустимы в заданных пределах, при которых эти детали соответствуют требованиям правильной сборки для последующей работы машины.

Данные погрешности образуются при механической обработке деталей из-за неточности настройки и колебаний (биения) элементов технологической системы, ее упругих и тепловых деформаций; погрешностей в технологической и измерительной схемах; износа инструмента; неоднородности размеров, жесткости, материала и других параметров заготовок и т.п.

В подвижных соединениях эти отклонения приводят к уменьшению износостойкости деталей вследствие повышенного удельного давления на выступах неровностей, разрыву смазочного слоя и возрастанию местных контактных напряжений, нарушению плавности хода и шумообразованию, что в конечном итоге снижает надежность и долговечность машин.

82

В неподвижных соединениях указанные погрешности вызывают неравномерность натягов, вследствие чего снижается прочность, герметичность и работоспособность узлов.

Высокие скорости, нагрузки и рабочие температуры в современных машинах усиливают отрицательное воздействие данных факторов.

При существенных отклонениях формы и расположения поверхностей снижаются не только эксплуатационные, но и технологические показатели изделия, так как повышаются трудоемкость сборки и объем пригоночных операций.

Нормирование отклонений формы и расположения поверхностей заключается в их ограничении соответствующими допусками.

Допуском называется наибольшее допускаемое значение отклонения геометрических параметров изделия.

Величина допуска формы и взаимного расположения поверхностей JTФ назначается в зависимости от допуска на размер JTР деталей при их изготовлении с различной геометрической точностью:

при нормальной точности JTФ = 60% JTp; повышенной точности - JTФ = 40% JTp; высокой точности - JTФ = 25% JTp.

Для цилиндрических деталей эти соотношения составляют соответственно 30, 20 и 12%, т.к. допуск задается не на диаметр, а на радиус.

Для нормирования отклонений формы и расположения поверхностей установлены 16 степеней точности, которые задаются в зависимости от квалитетов, в которых изготовлены детали.

Например, для вала 40 е9 00,,112050 допуск размера равен JTp = 0,062 мм.

Из справочника [5, С. 395] определяем, что при нормальной геометрической точности 9 квалитету соответствует 8 степень точности.

Там же на с. 393 находим, что допуск погрешности и взаимного расположения поверхностей вала равен JTФ = 0,020 мм или

30% от JTp.

Более подробные сведения по этому подразделу отражены в

[5, С. 9…10, 352, 385…395; 2, С. 92…95].

83

5.2.Отклонения и допуски формы цилиндрических

иплоских деталей

Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности, ограничивающей тело и отделяющей его от окружающей среды, от формы номинальной поверхности детали, заданной чертежом.

Отклонения формы могут рассматриваться также применительно к профилю, т.е. линии пересечения поверхности с плоскостью, перпендикулярной этой поверхности.

Волнистость поверхности относится к отклонениям формы, шероховатость – нет.

При механической обработке гладких цилиндрических деталей в продольном сечении возможны следующие погрешности формы (рис. 5.2, а):

1)конусообразность – при несовпадении центров токарного

станка;

2)бочкообразность – у тонких длинных деталей;

3)седлообразность – у коротких массивных деталей;

4)изогнутость – после термообработки и наклепа.

Рис. 5.2. Погрешности формы гладких цилиндрических деталей: а – в продольном; б – и поперечном сечениях

84

В поперечном сечении (рис. 5.2, б):

1)овальность – результат колебаний в технологической сис-

теме;

2)огранка – последствие бесцентрового шлифования деталей (поршневые пальцы, сверла и т.д.).

Для цилиндрических деталей отклонение формы ∆ определяется по формуле

= dmax dmin .

2

Погрешности формы цилиндрических деталей ограничиваются: в продольном сечении – допуском цилиндричности (/ /); в поперечном – допуском круглости ( ), которые на рабочих чертежах деталей обозначаются следующим образом (рис. 5.3).

Значения этих допусков приведены в [5, С. 393, 395].

Рис. 5.3. Обозначение допусков цилиндричности и круглости

При механической обработке плоских деталей на их поверхностях могут быть следующие погрешности формы (рис. 5.4):

1)отклонение от прямолинейности – наблюдается, если от номинального профиля отличается одна из граней детали;

2)отклонение от плоскостности – при несоответствии номинальному профилю одной из плоскостей детали.

Рис. 5.4. Погрешности формы плоских деталей

Погрешности формы плоских деталей нормируются соответственно допусками прямолинейности (-) и плоскостности (), которые на чертежах обозначаются аналогичным образом (рис. 5.5).

85

Допуском формы называется наибольшее допускаемое значение отклонения формы.

Классификация отклонений и допусков формы приведена в справочнике [5, С. 354].

Значения допусков прямолинейности и плоскостности указаны там же, на с. 381…383.

Рис. 5.5. Обозначение допусков прямолинейности и плоскостности

Для лучшего усвоения приведенных данных смотри

[5, С. 354…358, 376…396; 1, С. 174…178].

5.3. Отклонения и допуски расположения поверхностей. Суммарные погрешности и их допуски

При изготовлении деталей, кроме рассмотренных отклонений формы, наблюдаются также погрешности взаимного расположения поверхностей.

Отклонением расположения называется отклонение реального или действительного расположения рассматриваемого элемента детали (поверхности, оси или плоскости симметрии) от номинального расположения, определяемого линейными и угловыми размерами между данным элементом и базами.

Классификация отклонений и допусков расположения поверхностей приведена в [5, С. 354…355], основные из которых указаны в табл. 5.1.

Допуском расположения называется предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей.

Значения допусков, указанных в табл. 5.1, выбираются из

[5, С. 414…415, 443…444].

86

Суммарным отклонением формы и расположения рассматриваемого элемента (поверхности или профиля) является результат их совместного проявления относительно заданных баз.

Суммарные отклонения классифицированы в справочнике [5, С. 355], основные из них показаны в табл. 5.2.

Полное радиальное биение является результатом совместного проявления отклонения от цилиндричности поверхности и отклонения от ее соосности относительно базовой оси.

проявления отклонения от плоскостности рассматриваемой поверхности и отклонения от ее перпендикулярности относительно базовой оси.

Значения соответствующего допуска указаны в

[5,С.414…415].

Примеры условного обозначения допусков формы и расположения поверхностей на чертежах показаны в справочнике

[5, С. 367…373, 386…390], а отдельные из них – на рис. 5.6.

87

Таблица 5.2

Классификация суммарных отклонений формы и расположения поверхностей и их допусков

Если допуск относится к поверхности или ее профилю, а не к оси элемента, то стрелку располагают на расстоянии от размерной линии (рис. 5.6, а).

В случае, когда допуск относится к оси или плоскости симметрии элемента, то стрелка проставляется на размерную линию

(рис. 5.6, б).

На рис. 5.6,в допуск относится к общей оси или плоскости симметрии двух элементов, и из чертежа ясно, для каких элементов данная ось является общей.

При изготовлении деталей для оценки точности расположения поверхностей назначаются базы. Это может быть поверхность (например, плоскость), ее образующая или точка (например, вершина конуса).

У цилиндрических или конических деталей, образованных поверхностями вращения, базой являются их оси (рис. 5.6, г).

Если соединение рамки допуска с базой неудобно, то базу обозначают прописной буквой и эту букву вписывают в третье поле рамки допуска (рис. 5.6, д).

Случай, когда несколько элементов детали образуют одну базу (например, общую ось), показан на рис. 5.6, е.

88

Рис. 5.6. Условное обозначение допусков формы и расположения на чертежах

Контроль отклонений формы и расположения поверхностей деталей осуществляется различными методами. На практике чаще всего при помощи универсальных средств измерения (микрометр, нутрометр, индикатор часового типа).

У гладких цилиндрических деталей (например, в цилиндре двигателя) погрешность формы в продольном сечении выявляется при измерении диаметра цилиндра в трех сечениях: сверху, посередине и внизу.

При этом в каждом поперечном сечении производится по 2 замера во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Погрешности взаимного расположения и суммарные отклонения поверхностей определяются, например, при установке круглых деталей в центры токарного станка путем измерения радиального или торцового биения.

Дополнительный материал по рассматриваемому вопросу со-

держится в [5, С. 358…373, 406…459; 1, С. 178…185, 196...198].

89

5.4. Нормирование шероховатости поверхности деталей

Шероховатостью поверхности, согласно ГОСТ 25142-82, на-

зывается совокупность микронеровностей на поверхности детали с относительно малыми шагами, измеренная на базовой длине l.

Базовая длина выбирается в зависимости от параметра шероховатости Rz из табл. 5.3.

Реальная поверхность состоит из беспорядочно расположенных небольших выступов и впадин, которые образуются при механической обработке деталей вследствие образования стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания с поверхности частиц материала и других причин.

Представление о реальном профиле шероховатой поверхности дает профилограмма, получаемая на профилографах различного типа в результате “ощупывания” исследуемой поверхности алмазной иглой либо путем фотографирования ее на специальном микроскопе (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Профилограмма шероховатости поверхности детали

90