Основы стандартизации (стр. 10 )

Полное торцовое биение– это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек всей торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси. Оно является результатом совместного проявления отклонения от плоскостности рассматриваемой поверхности и отклонения от ее перпендикулярности относительно базовой оси. Торцовое биение иногда определяют в сечении торцовой поверхности цилиндра заданного диаметра (рис. 19, б).

Рис. 19. Полное радиальное биение (а) и полное торцевое биение (б)

Допуски расположения или формы, устанавливаемые для валов или отверстий, могут быть зависимыми и независимыми. 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. На чертежах независимые допуски обозначают знаком S. Например, когда необходимо выдержать соосность посадочных гнезд под подшипники качения, ограничить колебание межосевых расстояний в корпусах редукторов, следует контролировать собственно расположение осей поверхностей.

Зависимым называют переменный допуск расположения или формы, численное значение которого переменно для различных деталей, изготовленных по данному чертежу. Это предельный допуск расположения, минимальное значение которого указывается на чертеже или в 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). Обозначают зависимые допуски расположения знаком М, который помещают после предельного отклонения.

Зависимые допуски расположения более экономичны, чем независимые, так как расширяют допуски расположения и позволяют применять менее трудоемкие способы изготовления деталей. 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 гарантирует беспригоночную сборку изделий. Назначают зависимые допуски преимущественно для деталей соединений с гарантированным зазором.

Знак зависимого допуска формы и расположения помещают после числового значения допуска, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого элемента (рис. 20, а); после буквенного обозначения базы (рис. 20, б) или без буквенного обозначения базы в третьем поле (рис 20, в), если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента; после числового значения допуска и буквенного обозначения базы (рис. 20, г) или без буквенного обозначения базы (рис. 20, д), если зависимый допуск связан с недействительными размерами рассматриваемого и базового элемента.

Вид допуска расположения и формы на чертежах обозначают знаками в соответствии с [54], приведенными в табл. 2.

Знак и числовое значение допуска в 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. 21, а).

Рамку соединяют с элементом, к которому относится допуск, сплошной линией, заканчивающийся стрелкой (рис. 21, б). Если допуск относится к оси или плоскости симметрии, соединительная линия должна быть продолжением размерной линии (рис. 21, в), если же допуск относится к общей оси плоскости симметрии, соединительную линию проводят к общей оси (рис. 21, г).

Перед числовым значением допуска следует указывать символ Æ, если поле допуска задано в диаметральном выражении (рис. 21, д); если же поле допуска задано в радиусном выражении следует указать символ R (рис. 21, е); символ Т, если допуски симметричности, пересечения осей, формы заданной поверхности, а также позиционные допуски заданы в диаметральном выражении (рис. 19, ж); символ Т/2 для тех же видов допусков, если они заданы в радиусном выражении (рис. 21, з); слово «сфера», символы или R, если поле допуска сферическое (рис. 21, и). Если поле допуска относится к участку поверхности заданной длины или площади, то ее значение указывают рядом с допуском, отделяя от него наклонной линией (рис. 21, к). Если же необходимо назначить допуск на всей длине поверхности и одновременно на заданной длине, то допуск на заданной длине указывается под допуском на всей длине (рис. 21, л). Надписи, дополнительные данные, приведенные в рамке, наносятся, как показано на рис. 21, м.

Суммарные допуски формы и расположения поверхностей, для которых не установлены отдельные графические знаки, обозначают знаками составных допусков: сначала знак допуска расположения, затем знак допуска формы (рис. 21, н).

Таблица 2

Условные обозначения допусков на отклонения формы и расположения поверхностей

Рис. 20. Условные знаки обозначения на чертежах зависимых допусков

формы и расположения

Основную конструкторскую базу обозначают зачерненным треугольником, который соединяют соединительной линией с рамкой допуска (рис. 22, а).
Базу обозначают прописной буквой русского алфавита и соединяют ее с треугольником (рис. 22, б). Если базой является ось или плоскость симметрии, треугольник располагают в конце размерной линии соответствующего размера поверхности. В случае недостатка места стрелку размерной линии допускается заменять треугольником (рис. 22, в). Для каждого вида допусков формы и расположения поверхностей согласно [55] 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 или расположения устанавливают следующие уровни относительной геометрической точности: А – нормальная относительная геометрическая точность, при которой допуск формы или расположения составляет примерно 60 % допуска размера; В – повышенная относительная геометрическая точность, при которой допуск формы или расположения составляет примерно 40 % допуска размера; С – высокая относительная геометрическая точность, допуск формы или расположения которой примерно составляет 25 % допуска размера.

Рис. 21. Схемы указания допусков формы и расположения поверхностей

Рис. 22. Обозначение базы

Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответствующих уровням А, В, С, составляют примерно 30, 20, 12 % допуска размера, так как допуск формы ограничивает отклонение радиуса, а допуск размера – отклонение диаметра поверхности. Допуски формы и расположения можно ограничивать полем допуска размера. Эти допуски указывают только тогда, по функциональным или технологическим причинам они должны быть меньше допусков размера или неуказанных допусков [56].

Стандартизация волнистости и шероховатости поверхности

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

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей
с относительно малым шагом на базовой длине l, образующих рельеф
поверхности [57 – 59].

Базовой длиной называют длину участка измерения и количественного определения шероховатости поверхности. Числовые значения базовой длины (мм) выбирают из ряда: (0,01); (0,03); 0,08, 0,25; 0,80; 2,5; 8; (25)*.

По ГОСТ 2789 – 73 шероховатость поверхности оценивают шестью параметрами шероховатости, которые подразделяются на три группы: высотные, связанные с высотными свойствами неровностей; шаговые, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля; опорные, связанные с формой неровностей профиля [59].

Среднее арифметическое отклонение профиля (Ra) – это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

где l – базовая длина; y – отклонение профиля, представляющее собой расстояние между точкой профиля и базовой линией m – m.

При дискретном способе обработки профиллограммы параметр Ra рассчитывается по формуле

где n – число измеренных дискретных точек профиля на базовой длине;
yi – расстояние между любой точкой профиля и средней линией m, измеренное по нормали к средней линии (рис. 23)

Высота неровностей профиля по десяти точкам (Rz) – представляет собой сумму средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

где ypi – высота i-го наибольшего выступа профиля; yvi – глубина i-го наибольшего впадины профиля.

Наибольшая высота неровностей профиля (Rmax)– расстояние между линией выступов профиля в пределах базовой длины (рис. 23).

Средний шаг неровностей профиля (Sm) – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (рис. 23)

Рис. 23. Основные параметры шероховатости поверхности

Относительная опорная длина профиля (tp) – отношение опорной длины профиля к базовой длине:

где – опорная длина профиля, представляющая собой сумму длин отрезков отсекаемых на заданном уровне p в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины.

Кроме перечисленных количественных параметров стандартом
ГОСТ 2789 – 73* установлены два качественных параметра. Первый качественным параметром является выбор обработки, который указывается в том случае, когда шероховатость поверхности следует получить только определенным способом, второй – тип направлений неровностей, его значения выбираются из табл. 3 и указывается только в определенных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или сопряжения.

Таблица 3

№ п/п	Тип направлений неровностей	Схематичное изображение	Обозначение
1	Параллельное
2	Перпендикулярное
3	Пересекающееся
4	Произвольное
5	Кругообразное
6	Радиальное

Выбор параметров шероховатости производится в соответствии с ее функциональным назначением. Одним из основных параметров является выбор высотных параметров. Предпочтительно, в том случае и для самых грубых поверхностей, нормировать параметр Ra, который лучше отражает направление профиля, поскольку определяется по значительно большему числу точек, чем Rz.

Параметр Rz нормируется в тех случаях, когда прямой контроль Ra с помощью профилометров не возможен.

Числовые значения параметров Ra и Rz приведены в приложении В.

Существует несколько способов назначения шероховатости поверхности.

1. Выбор числовых значений для наиболее характерных видов сопряжений приведен в табл. В.1, В.2.

2. Шероховатость устанавливается стандартами на детали и изделия, а также на поверхности, с которыми они сопрягаются.

3. Ограничения по назначению шероховатости поверхности могут быть связаны с допуском размера, формы и расположения. Большинство геометрических отклонений детали должно находиться в пределах поля допуска размера. Поэтому величина параметра Rz рекомендуется назначать не более 0,33 от величины поля допуска на размер, либо 0,5…0,4 допуска расположения или формы. Если элемент детали имеет все три допуска, то следует брать допуск с наименьшей величиной.

Переход от параметра Rz к параметру Ra производится по соотношениям: Ra ≈ 0,25 · Rz при Rz ≥ 8 мкм; Ra ≈ 0,2 · Rz при Rz < 8 мкм.

После определения параметра Ra его значение округляют до ближайшего числа из ряда стандартных значений (приложение В).

Шероховатость поверхности обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкций.

Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рис. 24.

На обозначениях шероховатости поверхности на чертежах применяют знаки, приведенные на рис. 25.

Рис. 24. Структура обозначения шероховатости поверхности

Наиболее предпочтительный знак. Высота h равна высоте размерных чисел H = (1,5…3,0)h. Параметр Ra не должен превышать 0,4 мкм. Данное обозначение, показывает, что поверхность образована путем удаления слоя металла. Параметр Rz не должен превышать 0,8…0,32 мкм Данное обозначение показывает, что поверхность образована без снятия слоя металла. Параметр Ra не должен превышать 1,6 мкм Данное обозначение показывает, что поверхность не обрабатывается по данному чертежу.

Рис. 25. Числовые значения параметров шероховатости

Числовые значения шероховатости указываются после соответствующего символа (Rz20, Rmax10), кроме значений параметра Ra, который проставляется без символа.

Обозначение шероховатости поверхности, в которых знак не имеет полки, располагается относительно основной надписи чертежа так, как показано на рис. 26, а. При указании одинаковой шероховатости изделия в правом верхнем углу чертежа помещают обозначение одинаковой шероховатости и знак шероховатости в скобках. Знак в скобках означает, что все поверхности, на изображении которых не нанесены обозначения шероховатости, должны иметь шероховатость, указанную перед скобками.

Размеры и толщина линий знака в обозначении шероховатости, в вынесенном правом верхнем углу чертежа, должны быть приблизительно в 1,5 раз больше, чем в обозначении, нанесенных на изображении (рис. 26, б).

Пример. На чертеже детали задан размер Æ45n6 . Определить параметр шероховатости Ra.

Допуск размера IT = 16 мкм. Параметр Rz » 0,33 × IT = 0,33 × 16 = 5,3 мкм. Параметр Ra = 0,2 × Rz = 0,2 × 5,3 = 1,06 мкм. Для нанесения на чертеже детали параметр шероховатости Ra = 0,8 мкм.

а) б)

Рис. 26. Примеры обозначения шероховатости

Контрольные вопросы