Реферат: Допуски и посадки

Раздел II. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ

Глава 5. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

5.1. СУЩНОСТЬ И ВИДЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

При современном серийном производстве детали производят в одних цехах, а собирают машины, узлы и приборы в других. В процессе сборки применя­ют различные крепежные детали, изделия из неметал­лических материалов, подшипники качения и другие изделия, изготовленные на разных специализированных предприятиях. Несмотря па это, сборка происходит без дополнительных подгоночных и доводочных операций, а собранные машины и их части удовлетворяют предъ­являемым требованиям. Это возможно при условии взаимозаменяемости узлов и деталей.

Раньше взаимозаменяемость рассматривалась как принцип собираемости деталей и узлов. Сейчас взаи­мозаменяемость распространяется и на износостой­кость, твердость, внутренние напряжения, т. е. на ка­чественные показатели, определяющие надежность и долговечность работы машин, узлов и деталей.

Взаимозаменяемость — это свойство деталей, сбо­рочных единиц, агрегатов занимать свое место в ма­шине без дополнительной обработки и выполнять при этом заданные функции. Взаимозаменяемостью обеспе­чивается возможность сборки или замены при ремонте любых независимо изготовленных деталей.

Взаимозаменяемость подразделяется на полную и неполную, внешнюю и внутреннюю, функциональную и по геометрическим параметрам.

^ Полная взаимозаменяемость - это обеспечение заданных показателей качества без дополнительных подгоночных операций в процессе сборки при изготов­лении или ремонте машин и их узлов. Благодаря такой взаимозаменяемости упрощается ремонт машин, так как любую износившуюся деталь или узел заменяют. Экономически целесообразно применять ее для деталей средней точности, а также для узлов, состоящих из не­большого числа деталей.

^ Неполная взаимозаменяемость используется при групповом подборе деталей (селективная или индиви­дуальная сборка), при наличии компенсатора или при расчетах на основе теории вероятностей. Применяется также для соединений высокой точности. Точность сбор­ки повышается во столько раз, на сколько групп были рассортированы детали.

^ Внешняя взаимозаменяемость присуща размерам и формам присоединительных поверхностей узлов и их эксплуатационным показателям, например для элект­родвигателей— взаимозаменяемость по мощности и частоте вращения.

^ Внутренняя взаимозаменяемость характеризует­ся точностью деталей, входящих в узлы, например взаимозаменяемость шариков или роликов подшипников качения, узлов ведущего и ведомого валов коробок пе­редач.

^ Функциональная взаимозаменяемость обусловливает не только возможность сборки или замены при ремонте любых деталей узлов, но и их оптимальные служебные функции. Например, зубчатое колесо должно не только без всяких подгоночных операций зани­мать свое место в машине, но и передавать требуемый крутящий момент, характеризоваться определенным пе­редаточным отношением.

^ Взаимозаменяемость по геометриче­ским параметрам — необходимое условие для со­блюдения функциональной взаимозаменяемости.

Функциональную взаимозаменяемость следует соз­давать с момента проектирования машины или узла. Для этого уточняют номинальные значения эксплуатационных показателей и определяют допустимые откло­нения. Затем определяют основные узлы и детали, от которых в первую очередь зависят данные показатели. Для этих узлов и деталей применяют такие материалы и технологию изготовления, при которых надежность, долговечность и другие показатели оптимальны. Пос­ле этого выявляют функциональные параметры и уста­навливают оптимальные отклонения. Для внедрения функциональной взаимозаменяемости важное значение приобретает контроль деталей, узлов и механизмов.Принцип функциональной взаимозаменяемости — один из главных принципов конструирования и производства, контроля и эксплуатации машин и узлов.

^ Уровень взаимозаменяемости производства характе­ризуется коэффициентом взаимозаменяемости

Кв=Ти/То, (4)

где Ти — трудоемкость изготовления взаимозаменяемых деталей и узлов данной машины; То — общая трудоемкость изготовления данной машины.

Степень приближения коэффициента взаимозаменяе­мости к единице служит показателем технической культуры производства.


^ 5.2. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Точность изготовленной (восстановленной) детали оценивают по точности размера, геометриче­ской формы и взаимного расположения поверхностей, а также по их волнистости и шероховатости. Поверхно­сти деталей машин разнообразны: цилиндрические, сферические, плоские и т. п. Различают номинальные и реальные поверхности.

^ Номинальная поверхность задается в технической документации без учета допускаемых отклонений (не­ровностей) ГОСТ 25142—82 (СТ СЭВ 1156—78).

Реальная поверхность — это поверхность, ограничи­вающая тело и отделяющая его от окружающей среды.

^ Точность обработки характеризуется степенью соот­ветствия реальной поверхности номинальной.

Погрешность обработки определяется отклонением реальной поверхности от номинальной.

Погрешности обработки подразделяют на системати­ческие и случайные.

Систематическими называются погрешности, посто­янные по величине и знаку или изменяющиеся по оп­ределенному закону. Значение их меняется в зависимо­сти от степени износа измерительного инструмента, технологического оборудования. Систематические по­грешности обычно повторяются при переходе от одной серии замеров к другой, поэтому их можно обнаружить и учесть.

Случайными называют такие погрешности, которые непостоянны по значению и знаку и не могут быть оп­ределены заранее из-за неоднородности материала, теп­ловых и силовых деформаций технологической системы (станок, приспособление, инструмент, деталь) и т. д.

Влияние случайных погрешностей учитывают до­пуском на размер. При помощи методов теории веро­ятностей и математической статистики можно прибли­зительно оценить суммарное значение случайных по­грешностей.

Обеспечить определенную точность обработки — это значит так обработать деталь, чтобы погрешности ее геометрических параметров находились в установлен­ных пределах. Реальные поверхности отличаются от но­минальных не только размером, но и формой.


^ 5.3. ФАКТОРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ

Для обеспечения взаимозаменяемости не­обходимо учитывать следующие факторы.

Применение и соблюдение стандартов. Благодаря применению отечественных стандартов и стандартов СЭВ повышается уровень взаимозаменяемости, появ­ляется возможность рационального использования тех­нологического оборудования и измерительного инстру­мента.

^ Рациональное конструирование изделий. Конструк­ция изделия должна отвечать современным требованиям. Требования к точности размеров и форм деталей, их взаимному положению должны гарантировать вы­сокий уровень взаимозаменяемости.

^ Грамотные разработка и оформление чертежей. Ра­бочий чертеж служит исходным документом для тех­нологов и работников ОТК. По нему разрабатывают и проводят технологический процесс, назначают средства контроля точности как производственного процесса, так и готовой продукции. Для упрощения проектно-конструкторских работ установлены единые правила выпол­нения и оформления чертежей.

^ Разработка обоснованной технологии производства. Необходимо увязывать эксплуатационные требования с технологическими возможностями, принимая за основу эксплуатационные требования. Установлен обязательный порядок разработки, оформления и обращения всех видов технологической документации (ЕСТД).

^ Необходимая точность измерений. Технические измерения должны быть связаны с технологическим процессом. Использование станков, обеспечивающих необходимую точность производства, высокая точность измерений, применение сырья и полуфабрикатов надлежащего качества способствуют созданию взаимозаме­няемости, повышению ее уровня.

^ 5.4. РОЛЬ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ В РЕМОНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

В процессе эксплуатации на детали и узлы воздействуют механические усилия, среда. В резуль­тате материал стареет, изменяются размеры, что вы­зывает нарушение точностных характеристик соединяе­мых деталей и снижает ресурс и надежность работы машин.

Для обеспечения длительной и экономичной работы тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин необходимо при восстановлении или изготовлении де­талей строго ограничивать их размеры исходя из ус­ловий работы, характера и значений нагрузок. При ог­раничении размеров деталей в заданных пределах уп­рощается процесс сборки машин, снижается трудоем­кость подгоночных и регулировочных работ.

В условиях крупных специализированных заводов и ремонтных мастерских сборка машин, узлов не долж­на отличаться от сборки на машиностроительных пред­приятиях. Поэтому взаимозаменяемость при ремонте машин не менее важна, чем в машиностроении.

Внедрение взаимозаменяемости в ремонтном произ­водстве способствует автоматизации процесса сборки узлов и машин. Специализация и кооперирование при производстве и ремонте машин возможны лишь на ос­нове взаимозаменяемости изготовленных или отремон­тированных деталей и узлов.

Соблюдение принципов взаимозаменяемости дает экономический эффект как в массовом, серийном, тек и единичном производстве, способствует повышению качества продукции, производительности труда и аф­фективное™ использования машин.
^ Глава 6. ПОНЯТИЯ О ДОПУСКАХ И ПОСАДКАХ
6.1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

Основные определения допусков и посадок установлены в СТ СЭВ 145—75.

При изготовлении или восстановлении деталей при­ходится иметь дело с размерами.

Размер представляет собой числовое значение ли­нейной величины в выбранных единицах измерения. Номинальный размер определяется функциональным назначением детали и служит началом отсчета откло­нений. Номинальный размер указывают на чертежах деталей (Dn, dn).

Соединение — это любое подвижное или неподвиж­ное сопряжение двух деталей, из которых одна пол­ностью или частично входит в другую. В соединении различают охватывающую и охватываемую поверхно­сти. Для цилиндрических соединений охватывающей поверхностью будет отверстие, а для охватываемой — вал.

^ Номинальный размер соединения (dn.c) — это общий для соединяемых деталей размер, служащий началом отсчета отклонений каждой детали соединения.

^ Действительный размер (Dr, dr) получают измере­нием с допускаемой погрешностью. Изготовить деталь определенного размера практически сложно. Поэтому размеры деталей должны находиться в установленных пределах.

^ Предельные размеры (Dmах, Dmin, dmax, dmin) огра­ничивают интервал значений, между которыми должен находиться действительный размер годной детали.

^ Отклонение размера — алгебраическая разность меж­ду действительным (предельным) и соответствующим номинальным размером. Отклонения могут быть поло­жительными (размер больше номинального), отрица­тельными (размер меньше номинального) и нулевыми (размер равен номинальному). Отклонения откладыва­ются от так называемой нулевой линии, условно изо­бражающей номинальное значение размера: вверх — положительные отклонения, вниз — отрицательные.

^ Предельное отклонение — алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Верхнее отклонение ES, es — алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами: для отверстия ES = Dmax — Dn%; для вала es = dmax — dn.

Нижнее отклонение El, ei — алгебраическая разность между наименьшим предельным и номиналь­ным размерами: для отверстия EI = Dmin — Dn; для вала ei = dmin — dn.

^ Допуск размера Т — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами (предельными от­клонениями): для отверстия TD = Dmin — Dmin; для вала Td = dmax— dmin. Допуск служит мерой точности размера. Чем меньше допуск, тем выше точность, и наобо­рот — низкая точность характеризуется большим допус­ком. От допуска непосредственно зависит трудоемкость изготовления и себестоимость деталей, а также в зна­чительной степени выбор оборудования, средств конт­роля, производительность обработки. Значение допуска всегда положительно.

^ Поле допуска — зона между верхним и нижним от­клонениями. Поле допуска — понятие более широкое, чем допуск. Поле допуска характеризуется своим зна­чением и расположением относительно номинального размера. При одном и том же допуске могут быть раз­ные по расположению поля допусков.

^ Посадка — это характер соединения деталей.

Зазор определяется положительной разностью меж­ду охватывающим и охватываемым размерами деталей:

(5)

(6)

^ Допуск зазора TS описывается выражением

(7)

Натяг — это положительная разность между охва­тываемым и охватывающим размерами деталей:

(8)
(9)

^ Допуск натяга TN определяется по формуле

(10)

Допуск посадки TN (S) — это допуск зазора или натяга:

(11)

Таким образом, для любой посадки независимо от ее вида допуск посадки представляет собой сумму до­пусков отверстия и вала, составляющих соединение.

^ 6.2. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ. ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ И РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ

Графический способ изображения полей допусков позволяет быстро определять характер соеди­нения деталей и облегчает выполнение различных рас­четов. Для графического изображения полей допусков сопрягаемых деталей проводят нулевую линию, затем схематически изображают детали с их полями допус­ков, предельными размерами, отклонениями, показыва­ют значения зазоров или натягов (рис. 1).


Рис. 1. Графическое изо­бражение:

а — соединяемых деталей; б — расположения полей допусков.



Поля допусков изображают в виде прямоугольни­ков с указанием предельных отклонений. Схемы стро­ят в определенном масштабе. Положительные отклоне­ния откладывают вверх, а отрицательные — вниз от ну­левой линии. Из двух отклонений основным считается то отклонение, которое ближе расположено к нулевой линии. Из двух положительных отклонений основным считается нижнее отклонение, а из двух отрицатель­ных — верхнее отклонение.

На чертежах линейные размеры и предельные от­клонения проставляют в миллиметрах. Предельные отклонения указывают после номинальных размеров со своим знаком; верхние отклонения помещают над ниж­ними (например, , . При равенстве абсолютных значений отклонений их дают один раз со знаком ± (например, 50±0,02). Отклонения равные нулю на чертежах не ставят (например, 20+0,2; 200 –0,2. Число знаков в верхнем и нижнем отклонениях вырав­нивают добавлением нулей справа (например, ; ).

На сборочных чертежах предельные отклонения раз­меров деталей указывают в виде дроби, в числителе которой записывают отклонения отверстия, а в знаме­нателе — вала.

Пример 1. Определить предельные размеры, допуски деталей, зазоры в соединении посадкой с зазором 

Dmax=18,000+0,027=18,027 мм; Td=17,984 – 17,966=0,018 мм

Dmin=18+0=18 мм; Smax= 18,027 – 17,966=0,061 мм;

TD=18,027 – 18,000=0,027 мм; Smin = 18,000 – 17,984=0,016 мм;

dmax=18,000 – 0,016=17,984 мм; TS=0,061 – 0,016=0,045 мм;

dmin=18,000 – 0,034=17,966 мм; TS=0,027+0,018 = 0,045 мм.

Пример 2. Определить предельные размеры, допуски, натяги в соединении посадкой с натягом 

Dmax=40,000 + 0,025 + 40,025 мм; Td=40,085 – 40,060=0,025 мм;

Dmin=40+0=40 мм; Nmax=40,085 – 40,000=0,085 мм;

TD=40,025 – 40,000=0,025 мм; Nmin=40,060 – 40,025=0,035 мм;

dmax=40,000+0,085=40,085 мм; 7W=0,085-0,035=0,050 мм;

dmin=40,000+0,060=40,060 мм; 7W=0,025+0,025=0,050 мм.


^ 6.3. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ И ПОСАДОК

Соединения деталей и машин очень разно­образны. Они классифицируются на группы в зависи­мости от формы сопрягаемых поверхностей, характера контакта и степени свободы взаимного перемещения

^ По форме поверхностей различают следующие со­единения: гладкие цилиндрические и конические; резь­бовые и винтовые (цилиндрические и конические); зуб­чатые цилиндрические, конические, винтовые, гипоид­ные, червячные и другие; шлицевые, сферические, плоские.

^ По степени свободы взаимного перемещения деталей соединения подразделяются на такие виды:

подвижные, в которых при работе механизма одна соединяемая деталь перемещается относительно другой в определенных направлениях с гарантированным за­зором;

неподвижные, неразъемные соединения, в которых одна сопрягаемая деталь неподвижна относительно другой в течение всего срока службы соединения; эти соединения обычно характеризуются гарантированным натягом и разборке не подлежат;

неподвижные разъемные соединения, которые раз­бирают при регулировке и ремонте; их переходная посадка характеризуется либо небольшим зазором, либо натягом.

По характеру соединения (посадке) различают по­садки с зазором, с натягом и переходные (рис. 2).



Рис. 2. Расположение полей допусков посадок: а — с зазором; б — с натягом; в — переходной.

Глава 7. ТОЧНОСТЬ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ

^ 7.1. ТОЧНОСТЬ РАЗМЕРА И ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Точность размера указывается конструкто­ром, который проставляет на чертеже детали предель­ные отклонения. При изготовлении (восстановлении) деталей их размеры не воспроизводятся точно, а иска­жаются. Это вызывает отклонения расположения по­верхностей и формы реальной поверхности от номиналь­ной. Отклонения формы можно рассматривать и оцени­вать применительно к профилю поверхности или на нормируемом ее участке.

Допуски формы и расположения поверхностей на­значают в соответствии с ГОСТ 24642 (СТ СЭВ 301—76).

^ Отклонение формы плоской поверхности отсчитыва­ют от прилегающей поверхности.

Прилегающая поверхность, которая имеет форму номинальной поверхности, соприкасается с ре­альной и расположена вне материала детали так, что­бы расстояние  от этой поверхности до наиболее уда­ленной точки реальной поверхности в пределах норми­руемого участка L имело минимальное значение. Па­раметром для количественной оценки отклонений фор­мы по СТ СЭВ 301—76 служит отклонение . Разли­чают следующие виды прилегающих поверхностей и профилей: прямая, плоскость, окружность, цилиндр.

^ Прилегающая прямая — прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удален­ной точки реального профиля в пределах нормируемо­го участка было минимальным (рис. 3).

П
Рис. 3. К определению прилегающей прямой:

1 — прилегающая прямая; 2 — реальный профиль.

рилегающая плоскость соприкасается с реальной поверхностью и расположена вне материала так, что­бы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в преде­лах нормируемого участка имело минимальное значе­ние.

^ Прилегающая окруж­ность — это окружность ми­нимального диаметра, опи­санная вокруг реального профиля наружной поверх­ности или максимального диаметра, вписанная в ре­альный профиль внутренней поверхности вращения.

^ Прилегающий цилиндр — цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной по­верхности или максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность.

^ Допуск формы — наибольшее допускаемое значение отклонения формы.

Поле допуска формы представляет собой область в пространстве или на плоскости, внутри которой нахо­дятся все точки реальной поверхности или реального профиля; оно ограничивается допуском Т. Значения допусков выбирают по стандарту в зависимости от вида отклонения и степени точности.

^ Отклонение от плоскостности служит комплексным показателем отклонений формы плоских поверхностей. Оно характеризуется совокупностью всех отклонений формы поверхности и равно наибольшему расстоянию  от точек действительной поверхности до прилегающей плоскости (рис. 4, а). К частным видам отклонений от плоскостности относятся вогнутость (рис. 4, б) и выпуклость (рис. 4, в).


Рис. 4. Отклонения формы плоских поверхностей: а — отклонение от плоскостности; б — вогнутость; в — выпуклость; 1 — заданная длина; 2 и 4 — прилегающие пряная и плоскость; 3 и 5 — действительные профиль и поверхность.


^ Отклонения формы цилиндрических деталей бывают как в поперечном сечении (овальность, огранка), так и в осевом (конусообразность, бочкообразность, седло-образность) (рис.5).



Рис. 5. Отклонения формы цилиндрической детали:

а — в поперечном сечении; б — в осевом сечении; / — оваль­ность; 2 — огранка; 3 — бочкообразность; 4'— конусообраз­ность; 5 — седлообразность.

Овальность — это отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диамет­ры которой взаимно перпендикулярны.

^ Огранка — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную, фигуру.

Конусообразность — отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие прямоли­нейны, но непараллельны.

Бочкообразность характеризуется выпукло­стью образующих, т. с. диаметры увеличиваются от краев к середине сечения.

Седлообразность — отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие непрямо­линейны и диаметры уменьшаются от краев к середи­не сечения.

При изготовлении деталей погрешности формы ог­раничиваются допусками формы в соответствии со стандартами. Если допуск формы неизвестен, его при­нимают в пределах допуска на обработку размера.

^ 7.2. ОТКЛОНЕНИЯ И ДОПУСКИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Отклонение расположения — это отклоне­ние реального расположения рассматриваемого эле­мента от номинального. Неточности взаимного распо­ложения поверхностей являются результатами несовпа­дения технических и конструктивных баз 0 неточности обработки. Базой может служить поверхность, ее об­разующая, или точка.

Встречаются следующие отклонения расположения.

^ Отклонение от соосности относитель­но оси базовой поверхности — это расстоя­ние  между осями рассматриваемой и базовой поверх­ностей на длине нормируемого участка L (рис. 6,I).

^ Отклонение от соосности относительно общей оси — наибольшее расстояние (,2, ...) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхностей враще­ния на длине нормируемого участка (рис. 6, //).

^ Радиальное биение — разность  наибольше­го и наименьшего расстояний от точек реального про­филя поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 7, I).

^ Торцовое биение представляет собой разность  наибольшего и наименьшего расстояний от точек ре­ального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 7, II).

Отклонение от пересечения осей — это наименьшее расстояние между осями, номинально пере­секающимися (рис. 8, /).

^ Отклонение от параллельности плоскостей — разность наибольшего и наименьшего рас­стояний между плоскостями в пределах нормируемого участка (рис.8, //).


Рис. 6. Отклонения от соосности; / — относительно базовой поверхности; // — относительно общей оси; а — схема; б — пример обозначения на чертежах.






Рис. 7. Биения:

I — радиальное; II — торцовое; а — схема; б — пример обозначения чертежах.




Отклонение от перпендикулярности представляет собой отклонение угла между плоскостя­ми от прямого угла (90°), выраженное в линейных еди­ницах  на длине нормируемого участка (рис. 8, III),

^ Отклонение от симметричности — это наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью) рассматриваемого элемента (элементов) и плос­костью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка (рис. 8, IV).


Рис. 8. Отклонения:

/ — от пересечения осей; // — от параллельности; /// — от перпенди­кулярности; IV — от симметричности; а — схема; б — обозначения на чертежах.




^ Допуск расположения — это предел, ограничиваю­щий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей. Допуски расположения бывают зависи­мыми и независимыми.

Независимый — это допуск расположения, посто­янный для всех одноименных деталей и не зависящий от действительных размеров рассматриваемых поверх­ностей. Например, допуск на межосевое расстояние ко­робки передач не зависит от точности отверстий в кор­пусе для подшипников качения.

Зависимый — допуск расположения, переменный для различных деталей, изготовляемых по данному чер­тежу. Допуск зависит от действительных размеров нор­мируемого элемента. На чертежах указывают его ми­нимальное значение. Зависимые допуски расположения обозначают условным знаком М. Все допуски, если нет особых указаний, считаются независимыми.

^ Правила обозначения на чертежах допусков и рас­положения поверхностей деталей установлены СТ СЭВ 368—76. Условное обозначение допуска содержит знак, числовое значение и при необходимости буквенное обо­значение (А, Б и т. д.) базы измерения. Все эти дан­ные в том же порядке вписывают в рамку, разделен­ную на две или три части, и соединяют ее контурной или выносной линией изделия. Допуски формы и рас­положения указывают только при особых требованиях к точности формы и расположения поверхностей дета­лей. В таблице 2 приведены условные обозначения до­пусков формы и расположения поверхностей.

^ Таблица 2. Условные обозначения допусков расположения поверхностей
Отклонение расположения
Допуск
^ Условный знак допуска по СТ С ЭВ 368-76

От соосности

Соосности



Биение:

радиальное

Радиального биения




торцовое

Торцового биения




Отклонение







от параллельности

Параллельности



от перпендикулярности

Перпендикулярности



от пересечения осей

Пересечения осей



от симметричности

Симметричности





^ 7.3. ВОЛНИСТОСТЬ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Волнистость возникает при обработке де­талей резанием как следствие вибрации технологиче­ской системы (станок, приспособление, инструмент, де­таль). Под волнистостью поверхности понимают сово­купность периодически повторяющихся неровностей, шаг которых превышает базовую длину. При волнистости отношение шага волны Sw к высоте неровностей Wz

(12)

За Wz принимают среднее арифметическое из пяти значений точек профиля; за Wmax — наибольшую высо­ту волнистости; за Sw — средний шаг волнистости.

Шероховатость поверхности — это совокупность не­ровностей с относительно малыми шагами, т. е.

(13)

Шероховатость и волнистость поверхности наряду с точностью формы служат основными характеристиками качества. От них в значительной степени зависит износ трущихся поверхностей, а следовательно, и качество. Шероховатость нормируется по ГОСТ 25142 — 82 (СТ СЭВ 1156—78).

Средняя линия профиля m (рис. 9) — это базовая линия, имеющая форму номинального профи­ля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичсское отклонение профиля до этой линии минимально. Практически ее проводят таким об­разом, чтобы площади на профилограмме по обеим сто­ронам от этой линии до контура профиля были равны.

Рис. 9. Профилограмма поверхности.

^ Базовая линия — это линия заданной геометри­ческой формы, определенным образом проведенная от­носительно профиля и служащая для оценки геометри­ческих параметров поверхности. Стандартом установ­лены следующие значения базовой длины: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8 и 25 мм.

Количественно шероховатость оценивается следую­щими критериями: средним арифметическим отклоне­нием профиля Ra, высотой неровностей Rz, наибольшей высотой неровностей профиля Rmax, средним шагом не­ровностей Sm, опорной длиной профиля р, относитель­ной опорной длиной профиля tp, уровнем сечения про­филя р.

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra представляет собой среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

(14)

^ Высота неровностей профиля по деся­ти точкам Rz— это сумма средних абсолютных зна­чений высот пяти наибольших выступов профиля Урiи глубин пяти наибольших впадин профиля Уui- в пре­делах базовой длины:

(15)

^ Наибольшая высота неровностей про­филя Rmах — это расстояние между линиями высту­пов впадин профиля в пределах базовой длины.

Средний шаг неровностей профиля Smпредставляет собой среднее значение шага неровностей в пределах базовой длины.

Числовые значения основных параметров шерохова­тости нормированы, их выбирают из рядов чисел, при­веденных в таблице 3.
^ Таблица 3. Числовые значения основных параметров шероховатости
Параметр

Числовое значение, мкм

Ra

100

80

63

50

40

10,0

8,0

6,3

5,0

4,0

1,00

0,80

0,63

0,50

0,40

0,100

0,080

0,063

0,050

0,040

Rz и Pmax

1000

800

630

500

400

100

80

63

50

40

10,0

8,0

6,3

5,0

4,0

1,00

0.80

0,63

0,50

0,40

0,100

0,080

0,063

0,050

0,040

Sm

10,0

8,0

6,3

5,0

4,0

1,0

0,80

0,63

0,50

0,40

0,100

0,080

0,063

0,050

0,040

0,010

0,008

0,006

0,005

0,004

Ra

32

25

20

16,0

12,5

3,2

2,5

2,0

1,60

1,25

0,32

0,25

0,20

0,160

0,125

0,032

0,025

0,020

0,016

0,0125

–

–

–

0,010

0,008

–

–

–

1600

1250

Rz и Pmax

320

250

200

160

125

32

25

20

16,0

12,5

3,2

2,5

2,0

1,60

1,25

0,32

0,25

0,20

0,160

1,125

0,032

0,025

–

–

–

Sm

–

–

–

–

12,5

3,2

2,5

2,0

1,60

1,25

0,32

0,25

0,20

0,160

0,125

0,032

0,025

0,020

0,0160

0,0125

0,003

0,002

–

–

–

Правила обозначения шероховатости следующие:

— образование поверхностей чертежом не регламен­тируется; — поверхность образуется удалением слоя материала; — поверхности образуются без удаления слоя материала, например литьем, штамповкой.

Над знаком пишут значение одного из выбранных параметров: Ra указывают без символа, Rz и другие с символом:

, ,

Способы обработки поверхностей указывают в тех случаях, когда только в результате их применения га­рантируется требуемое качество:

,

Направление неровностей представляет собой условный рисунок, который образуется на поверхности в процессе обработки. На чертежах условные обозначе­ния направлений неровностей при необходимости ука­зывают одним из следующих знаков (рис. 10):

= — параллельное, ^ М — произвольное,

 — перпендикулярное, С — кругообразное,

— перекрещивающееся, R — радиальное.



Рис. 10. Направление неровностей:

а — параллельное (=); б — перпендикулярное (); в — перекрещиваю­щееся (X);

г – произвольное (M); д — кругообразное (С); е — радиальное (R).

Шероховатость поверхности можно оценивать одним параметром или несколькими.

Для уменьшения трения скольжения и износа целе­сообразнее иметь произвольное направление неровно­стей. При выборе параметров Ra и Rz предпочтение сле­дует отдавать Ra, так как он более полно характери­зует шероховатость.

^ 7.4. ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАШИН

Отклонения формы и взаимного положе­ния, шероховатость и волнистость поверхностей деталей в значительной степени влияют на эксплуатационные показатели работы машин. В результате отклонения геометрических параметров деталей происходит их уси­ленное изнашивание, надежность и ресурс машин. Из-за погрешностей взаимного положения поверхностей де­талей также снижается качество работы соединений. Установлено, что износ цилиндров блока автомобиль­ных двигателей на стадии приработки прямо пропор­ционален овальности. С увеличением овальности гильз цилиндров усиливается утечка газов в картер, в ре­зультате чего разрушается масляная пленка на поверх­ности гильз цилиндров и ускоряется изнашивание.

Благодаря высокой точности изготовления деталей можно проводить сборку с меньшими начальными зазо­рами, что повышает надежность и срок работы машин. Волнистость и шероховатость в подвижных соедине­ниях вызывают неравномерности зазоров, уменьшение фактической площади контакта и, следовательно, уве­личение удельного давления, «схватывание» отдельных неровностей и вырывание частиц металла. Они, попадая в смазку, оказывают абразивное действие и вызывают усиленное изнашивание в начальный период работы. Чем больше исходная шероховатость отличается от оп­тимальной, тем интенсивнее изнашивание в период при­работки (рис. 11). Меньший первоначальный износ в период приработки t1 сопровождается увеличением пе­риода нормальной эксплуатации с t2l до t22


Рис. 11. Зависимость техни­ческого ресурса от перво­начального износа И для поверхностей с исходной шероховатостью:

1 — повышенной: 2 — оптимальной; И1пр, И2пр, и Ипред – приработочные и предельный износы.


Шероховатость поверхности влияет также на усталостную прочность деталей и на герметичность соеди­нений.

В неподвижных соеди­нениях от шероховатости поверхностей деталей за­висит их прочность. При запрессовке вала в отвер­стие поверхности частично срезаются, в результате чего уменьшается действительный натяг по сравнению с рас­четным.

Микронеровности как концентраторы напряжений способствуют развитию коррозии металла. Поэтому обоснованное назначение точности геометрических па­раметров и шероховатости поверхностей — важный фак­тор повышения надежности и работоспособности ма­шин.
^ Глава 8. ГЛАДКИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

8.1. ЗНАЧЕНИЕ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК СТРАН — ЧЛЕНОВ СЭВ (ЕСДП СЭВ)

Системой допусков и посадок называется совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе производственного опыта и офор­мленных в виде стандартов.

Единая для стран — членов СЭВ система допусков и посадок для гладких деталей и соединений (ЕСДП СЭВ) разработана в соответствии с комплексной про­граммой развития сотрудничества и социалистической экономической интеграцией стран — членов СЭВ. Эта система принята в 1971 г. Она является частью комп­лекса нормативно-технических документов СЭВ «Основ­ные нормы взаимозаменяемости». Этот документ рас­пространяется на следующие соединения в машиностроении: гладкие (цилиндрические и плоские), кони­ческие, резьбовые, шлицевые, зубчатые передачи и т. д.

Основными нормативными документами служат стандарты СЭВ (СТ СЭВ). Стандарты СЭВ предназна­чены для применения в договорно-правовых отношениях по экономическому и научно-техническому сотрудниче­ству между странами — членами СЭВ, а также для не­посредственного применения в народном хозяйстве страны b_ качестве национального (государственного) стандарта. Стандарты СЭВ разработаны с учетом по­требностей стран — членов СЭВ и увязаны со стандартами и рекомендациями Международной организации по стандартизации (ИСО).

Системой допусков и посадок СЭВ создаются пред­посылки для обеспечения в международном масштабе взаимозаменяемости деталей, узлов и машин; единого оформления технической документации; единого парка контрольно-измерительного инструмента. Благодаря ис­пользованию ЕСДП СЭВ повышаются эффективность международной специализации при производстве ма­шин и производительность проект