Точность формы и расположения

Допуски формы и расположения поверхностей изделий, термины, определения, относящиеся к основным видам отклонений, стандартизованы ГОСТ 24642 – 81.

В основу нормирования и систему отсчёта отклонений формы и расположения поверхностей положен принцип прилегающих поверхностей и профилей, элементов, деталей, сборочных единиц (модулей). Все отклонения и допуски подразделяются на три группы: формы; расположения; суммарные – формы и расположения.

Общие термины и определения. Профиль – это линия пересечения поверхности с плоскостью или заданной поверхностью. Профили бывают номинальной и реальной поверхностей.

Нормируемый участок – это участок поверхности или линии, к которому относится допуск на отклонение формы или расположение элемента. Нормируемый участок должен задаваться размерами, определяющими его площадь, длину или угол сектора (в полярных координатах). Если нормируемый участок не задан, то допуск или отклонение формы или расположения должен относиться ко всей поверхности или длине рассматриваемого элемента.

База – это элемент детали (или выполняющий ту же функцию сочетание элементов), определяющий одну из плоскостей или осей системы координат, по отношению к которой задаётся допуск расположения рассматриваемого элемента. Базами могут быть, например, базовая плоскость, базовая ось, базовая плоскость симметрии.

Комплект баз – это совокупность двух или трёх баз, образующих систему координат, по отношению к которой задаётся допуск расположения или определяется отклонение расположения рассматриваемого элемента.

Прилегающая плоскость и прилегающая прямая – это плоскость или прямая, соприкасающаяся с реальной поверхностью или профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от неё наиболее удалённой точки соответственно реальной поверхности или профиля в пределах нормируемого участка имело минимальное значение (рис. а).

Прилегающая окружность - это окружность минимального диаметра, описанная вокруг реального профиля (для наружной поверхности вращения), или максимального диаметра, вписанная в реальный профиль (для внутренней поверхности вращения) (рис. б и в).

а б в

Рисунок … . Прилегающие прямая (а) и окружности (б; в)

Прилегающий цилиндр - это цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной поверхности (для наружной поверхности вращения), или максимального диаметра, вписанный в реальную поверхность (для внутренней поверхности вращения).

Прилегающий профиль продольного сечения цилиндрической поверхности – это две параллельные прямые, соприкасающаяся с реальным профилем (двумя реальными образующими, лежащими в продольном сечении) и расположенные вне материала детали так, чтобы наибольшее отклонение точек образующих профиля имело минимальное значение (рис. ).

Рисунок … . Прилегающий профиль продольного сечения

Общая ось – это прямая, относительно которой наибольшее отклонение осей нескольких рассматриваемых поверхности вращения в пределах длины этих поверхностей имеет минимальное значение (рис. а ). Для двух поверхностей общей осью является прямая, проходящая через оси рассматриваемых поверхностей в их средних сечениях (рис. б).

а б

Рисунок … . Общая ось

Общая плоскость симметрии – это плоскость, относительно которой наибольшее отклонение плоскостей симметрии нескольких рассматриваемых элементов в пределах длины этих элементов имеет минимальное значение (рис. ).

Рисунок … . Общая плоскость симметрии

Выступающее поле допуска расположения – это поле или часть его, ограничивающие отклонение расположения элемента за пределами протяжённости этого элемента (наружный участок выступает за пределы длины элемента) (рис. ).

Рисунок … . Выступающее поле допуска

Приняты следующие буквенные обозначения:

Д – отклонение формы или отклонение расположения поверхностей;

Т – допуск формы или допуск расположения;

L – длина нормируемого участка.

Классификация отклонений и допусков формы и расположения приведена в табл.

Таблица … . Допуски формы и расположения и их условные знаки

Отклонения и допуски формы.

К отклонениям формы относятся отклонения прямолинейности, плоскостности, круглости, профиля продольного сечения и цилиндричности.

Отклонения формы плоских поверхностей. Отклонение от плоскостности определяют как наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка (рис. а). Частным случаем отклонений от плоскостности является выпуклость(рис. б) и вогнутость(рис. в). Отклонение от прямолинейности (рис. а) определяют как наибольшее расстояние Д от точек реального профиля до прилегающей прямой.

а б в

Рисунок … . Отклонения формы плоских поверхностей

Отклонения формы цилиндрических поверхностей. Отклонение от круглости – это наибольшее расстояние Д от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. б и в). Частным случаем отклонений от круглости является овальность и огранка(рис. а и б). огранка может быть с чётным и нечётным числом граней. Огранка с нечётным числом граней характеризуется равенством размера d (рис. б).

Отклонение от цилиндричности - это наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка L (рис. в).

а б в

г д е ж

Рисунок … . Отклонения формы цилиндрических поверхностей

Отклонение профиля продольного сечения - это наибольшее расстояние Д от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через её ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка (рис. ). Отклонение профиля продольного сечения характеризует отклонения от прямолинейности и параллельности образующих.

Частным случаем отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность (рис. г), бочкообразность (рис. д) и седлообразность (рис. е).

Отклонение Д от прямолинейности оси или линии в пространстве и допуска прямолинейности оси Т показаны на рис. ж.

Отклонения и допуски расположения. Отклонением расположения поверхности или профиля называют отклонение реального расположения поверхности (профиля) от его номинального расположения.

Отклонение от параллельности плоскостей (рис. а) – это разность Д наибольшего и наименьшего расстояния между прилегающими плоскостями в пределах нормируемого участка.

Отклонение от параллельности осей (прямых) в пространстве – это геометрическая сумма отклонений от параллельности проекций осей (прямых) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Одна из этих плоскостей является общей плоскостью, то есть плоскостью, проходящей через одну (базовую) ось и точку другой оси (рис. б).

Отклонение от перпендикулярности плоскостей показано на рис. в.

Отклонение от соосности относительно общей оси – это наибольшее расстояние ( ) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхностей вращения на длине нормируемого участка (рис. г). Допуск соосности в диаметральном выражении равен удвоенному наибольшему допускаемому значению отклонения от соосности, а в радиусном выражении – наибольшему допускаемому значению этого отклонения. Поле допуска соосности – это область в пространстве, ограниченная цилиндром, диаметр которого равен допуску соосности в диаметральном выражении Т или удвоенному допуску соосности в радиусном выражении R, а ось совпадает с базовой осью (рис. д). Двоякая количественная оценка соосности (в диаметральном и радиусном выражении) принята по рекомендации ИСО также для симметричности и пересечения осей. Ранее эти отклонения определяли только в радиусной мере.

Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости – это наибольшее расстояние ( ) между плоскостью симметрии рассматриваемой поверхности и базовой плоскостью симметрии в пределах нормируемого участка (рис. е). Допуск симметричности проставляется в диаметральном Т и радиусном выражении Т/2.

а б в

г д е

ж з и

Рисунок … . Отклонения расположения

Отклонение наклона – это отклонение угла между прилегающей плоскостью (или осью поверхности вращения) и базовой от номинального угла а, выраженное в линейных единицах Д на длине нормируемого участка L (рис. ж).

Позиционное отклонение – это наибольшее отклонение Д реального расположения элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) от его номинального расположения в пределах нормируемого участка (рис. з).

Отклонение от пересечения осей, которые номинально должны пересекаться, определяют как наименьшее расстояние ( ) между рассматриваемой поверхности и базовой осями (рис. и). Допуск пересечения проставляется в диаметральном Т и радиусном выражении Т/2.

Суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей. Суммарным отклонением формы и расположения называется отклонение, являющееся результатом совместного проявления отклонения формы и отклонения расположения рассматриваемого элемента (поверхности или профиля) относительно заданных баз. Количественно суммарные отклонения оцениваются по точкам реально нормируемой поверхности относительно прилегающих базовых элементов или их осей.

Радиальное биение поверхности вращения относительно базовой оси является результатом совместного проявления отклонения от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси. Оно равно разности наибольшего и наименьшего расстояния от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении, перпендикулярном этой оси (Д на рис. а).

Торцевое биение - это разность Д наибольшего и наименьшего расстояния от точек реального профиля торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси. Определяется на заданном диаметре d или любом диаметре торцевой поверхности (рис. б).

Биение в заданном направлении- это разность Д наибольшего и наименьшего расстояния от точек реального профиля поверхности вращения в сечении рассматриваемой поверхности конусом, ось которого совпадает с базовой осью, а образующая имеет заданное направление, до вершины этого конуса (рис. в).

Полное радиальное биение - это разность наибольшего Rmax и наименьшего Rmin расстояния от точек всей торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. д).

Отклонение формы заданного профиля – это это наибольшее отклонение Д точек реального профиля, определяемое по нормали к нормируемому профилю в пределах нормируемого участка L (рис. е).

Отклонение формы заданной поверхности– это это наибольшее отклонение Д точек реальной поверхности от номинальной поверхности, определяемое по нормали к номинальной поверхности в пределах нормируемого участка L1, L2 (рис. ж).

а б в

г д е

ж

Рисунок … . Суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей

Зависимый и независимый допуски формы и расположения. Допуски формы и расположения, устанавливаемые для валов или отверстий, могут быть зависимыми и независимыми.

Зависимым называется допуск формы или расположения, минимальное значение которого указывается в чертежах или технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия):

Тзав = Тmin + Тдоп ,

где Тmin – минимальная часть допуска, связанная при расчёте с допустимым зазором;

Тдоп – дополнительная часть допуска, зависящая от действительных размеров рассматриваемых поверхностей.

Зависимые допуски расположения устанавливаются для деталей, которые сопрягаются с контрдеталями одновременно по двум и более поверхностям и для которых требования взаимозаменяемости сводятся к обеспечению сборки, то есть возможности соединения деталей по всем сопрягаемым поверхностям. Зависимые допуски связаны с зазорами между сопрягаемыми поверхностями, и предельные отклонения их должны быть в соответствии с наименьшим предельным размером охватывающей поверхности (отверстий) и наибольшим предельным размером охватываемой поверхности (валов). Зависимые допуски обычно контролируют комплексными калибрами, являющимися прототипами сопрягаемых деталей. Эти калибры всегда проходные, что гарантирует беспригоночную сборку изделий.

Независимым называют допуск расположения (формы), числовое значение которое постоянно для всей совокупности деталей, изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от действительных размеров рассматриваемых поверхностей.

Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей. В соответствии с ГОСТ 24643 – 81 для каждого вида допуска формы и расположения поверхностей установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков от одной степени к другой изменяются с коэффициентом возрастания 1,6. В зависимости от соотношения между допуском размера и допусками формы и расположения устанавливают следующие уровни относительной геометрической точности:

- А – это нормальная относительная геометрическая точность (допуски формы и расположения составляют примерно 60% допуска размера);

- В – это повышенная относительная геометрическая точность (допуски формы и расположения составляют примерно 40% допуска размера);

- С – это высокая относительная геометрическая точность (допуски формы и расположения составляют примерно 25% допуска размера).

Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответствующие уровням А, В и С, составляют примерно 30, 20 и 12% допуска размера, так как допуск формы ограничивает отклонение радиуса, а допуск размера – отклонение диаметра поверхности. Допуски формы и расположения указывают только тогда, когда по функциональным или технологическим причинам они должны быть меньше допусков, не указанных индивидуально, то есть общие допуски по ГОСТ 30893. 2 – 2002 (ИСО 2768 – 89).