Любая технологическая операция может быть выполнена с определенной точностью, а значит размеры полученной в результате обработки детали не будут идеальными, они могут колебаться в некотором диапазоне. Для того, чтобы выполнить условия собираемости и обеспечить надежную работу детали в заданных условиях необходимо задать допустимый интервал, в который должен попасть итоговый размер. Этот интервал может регламентировать не только линейные или диаметральные размеры, но и форму или взаимное расположение поверхностей.
Допуски формы и расположения назначаются конструктором исходя из условий сборки и особенностей работы детали в механизме.
Различают допуски месторасположения и допуски ориентации.
Отклонения и допуски расположения
Различают следующие виды допусков расположения:
Эти допуски обозначаются символами.
Суммарные допуски
Существует несколько видов суммарных допусков формы и расположения.
Эти допуски обозначаются символами.
Обозначение допусков формы и расположения на чертежах
В случае отсутствия базы допуска рамка состоит только из двух частей. Примеры рамок допусков формы и расположения показаны на рисунке.
На рисунке слева показана рамка с допуском формы (допустимое отклонение от прямолинейности), справа с допуском расположения (допустимое отклонение от параллельности).
Рамку выполняют тонкими линиями. Высота текста в рамке должна равняться размеру шрифта размерных чисел. От рамки допуска до поверхности или до выноски проводится линия, оканчивающаяся стрелкой.
Перед числовым значение допуска могут указываться знаки:
Если допуск должен применяться не ко всей поверхности, а только к некоторому участку, то он обозначается штрих пунктирной линией.
Для одного элемента может быть указано несколько допусков, этом случае рамки изображаются одна над другой.
Дополнительная информация может быть указана над рамкой или под ней.
Информация о допусках формы и расположения может быть указана в технических требованиях.
Зависимые допуски
Зависимые допуски расположения обозначают следующим символом .
Этот символ может быть размещен после числового значения допуска, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого элемента. Также символ может быть размещен после буквенного обозначение (если оно отсутствует то в третьем поле рамки) в том случае, если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента.
Назначение допусков формы и расположения
Чем точнее изготовлена деталь, тем более точные инструменты потребуются для ее изготовления и контроля размеров. Это автоматически увеличит ее стоимость. Получается, что цена изготовления детали во многом зависит от требуемой точности при ее изготовлении. Это означает, что конструктор должен указать лишь те допуски, которые действительно необходимы для сборки и надежной работы механизма. Допустимые интервалы также должны быть назначены исходя из условий собираемости и работоспособности.
В ГОСТе 24643-81 указаны рекомендации по назначению допусков формы и расположения поверхностей
Числовые значения допусков формы
В зависимости от класса точности устанавливаются стандартные значения допусков формы.
Допуски плоскостности и прямолинейности
Номинальным размеров в данном случае считается номинальная длина нормированного участка.
Номинальным размером при назначении допусков на параллельность, перпендикулярность, наклон понимается номинальная длина нормируемого участка или номинальная длина всей контролируемой поверхности.
Допуски радиального биения, симметричности, соосности пересечения осей в диаметральном выражении
При назначении допусков радиального биения номинальным размером считается номинальный диаметр рассматриваемой поверхности.
В случае назначения допусков симметричности, пересечения осе соосности номинальным размером считается номинальный диаметр поверхности или номинальный размер между поверхностями, которые образуют рассматриваемый элемент.
При измерении отклонений формы допускается их количественная оценка относительно среднего элемента.
1). Средний элемент-поверхность (профиль), имеющая форму номинальной поверхности (профиля) и расположенная по отношению к реальной поверхности так, чтобы среднее квадратичное отклонение точек реальной поверхности от средней поверхности (профиля) в пределах нормируемого участка имело минимальное значение.
2). При отсчете от среднего элемента отклонение формы равно сумме абсолютных значений наибольших отклонений точек реальной поверхности (профиля) по обе стороны от среднего элемента (рис.1).
Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профиля) по нормали к прилегающей поверхности (профилю). Примечания: 1. Шероховатость поверхности не включается в отклонение формы. В обоснованных случаях допускается нормировать отклонение формы, включая шероховатость поверхности. 2. Волнистость включается в отклонение формы. В обоснованных случаях допускается нормировать отдельно волнистость поверхности или часть отклонения формы без учета волнистости
В зависимости от вида допуска формы поле допуска может представлять собой:
1). Область в пространстве, ограниченную двумя поверхностями, эквидистантными номинальной поверхности и отстоящими друг от друга по нормали к ним на расстоянии, равном допуску формы поверхности.
2). Область в пространстве, ограниченную цилиндром, диаметр которого равен допуску формы оси (линия) в пространстве.
З). Область в пространстве, ограниченную прямоугольным параллелепипедом, стороны сечения которого равны допускам формы оси (линия) в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
4). Область на плоскости заданного направления, ограниченную двумя линиями, эквидистантными номинальному профилю и отстоящим друг от друга по нормали к ним на расстоянии, равном допуску формы профиля.
К отклонениям и допускам формы относятся:
Отклонения от прямолинейности и допуски прямолинейности
Рисунок 2. Отклонение от прямолинейности в плоскости
Рисунок 3. Выпуклость
Рисунок 4. Вогнутость
Рисунок 5. Отклонение от прямолинейности оси (или линии) в пространстве
Частными видами отклонения от прямолинейности являются выпуклость и вогнутость.
Вогнутость — отклонение от, прямолинейности при котором удаление точек реального профиля от прилегающей прямой увеличивается от краев к середине (рис. 4).
Поле допуска прямолинейности оси (линии) в пространстве :
1). Область в пространстве, ограниченная цилиндром, диаметр которого равен допуску прямолинейности Т.
2). Область в пространстве, ограниченная прямоугольным параллелепипедом, стороны сечения которого равны допускам прямолинейности оси (линии) в двух взаимно перпендикулярных направлениях Т1 и Т2 боковые грани соответственно перпендикулярны плоскостям заданных направлений.
Рисунок 6.Отклонение от прямолинейности оси (или линии) в заданном направлении
Отклонения от плоскостности и допуски плоскостности
Рисунок 7. Отклонение от плоскостности
Вогнутость—отклонение от плоскостности, при котором удаление точек реальной поверхности от прилетающей плоскости увеличивается от краев к середине (рис.9).
Рисунок 10. Поле допуска плоскостности
Отклонения от круглости и допуски круглости
Рисунок 11. Отклонение от круглости
Огранка — отклонение от круглоети, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру. Огранка подразделяется по числу граней. В частности, огранка с нечетным числом граней характеризуется тем, что диаметры профиля поперечного сечения во всех направлениях одинаковы (рис.13).
Количественно овальность и огранка оцениваются так же, как отклонение от круглости.
В ранее разработанной технической документации овальность оценивалась разностью между наибольшим и наименьшим диаметрами поперечного сечения, т. е. удвоенными значениями отклонения от круглости.
Рисунок 12. Овальность
Рисунок 13. Огранка
Рисунок 14. Поле допуска круглости
Отклонения от цилиндричности и допуски цилиндричности
Рисунок 15. Отклонение от цилиндричности
Рисунок 16. Допуск цилиндричности
Отклонение и допуск профиля продольного сечения цилиндрической поверхности
Рисунок 17. Отклонение профиля продольного сечения цилиндрической поверхности
Отклонение профиля продольного сечения характеризует отклонение от прямолинейности и параллельности образующих. Частными видами отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность, бочкообразность и седлообразность.
Рисунок 18. Конусообразность
Рисунок 19. Бочкообразность
Рисунок 20. Седлообразность
Рисунок 21. Поле допуска профиля продольного сечения цилиндрической поверхности
Количественно конусообразность, бочкообразность и седлообразность оцениваются так же, как и отклонение профиля продольного сечения. В ранее разработанной технической документации конусообразность, бочкообразность и седлообразность оценивали разностью между наибольшим и наименьшим диаметрами продольного сечения, т. е. удвоенным значением отклонения профиля продольного сечения.
Basic norms of interchangeability. Deviations of form and position. General requirements for methods of measurements
Дата введения 1990-07-01
1. ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР
2. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 07.07.89 N 2352 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 6329-88 «Основные нормы взаимозаменяемости. Отклонения формы и расположения поверхностей. Общие требования к методам измерения» введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.07.90
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
1.1. Для проверки отклонений формы и расположения поверхностей применяют любые методы и средства измерений, которые обеспечивают контроль соблюдения предписанных допусков.
1.2. Прямое измерение отклонений формы и расположения поверхности, ограниченных в конструкторской документации допусками, имеющими комплексный характер, допускается заменять измерением составляющих отклонений. Например, допускается:
измерение отклонений от круглости и профиля продольного сечения взамен прямого измерения отклонения от цилиндричности;
измерение отклонения от параллельности осей в общей плоскости и перекоса осей взамен прямого измерения отклонения от параллельности осей в пространстве;
Оценку годности детали по результатам измерений составляющих отклонений формы или расположения поверхностей проводят одним из двух способов:
1.2.1. Расчетом отклонения формы или расположения, имеющего комплексный характер, путем соответствующего суммирования измеренных значений составляющих отклонений и сравнением этого рассчитанного отклонения с заданным допуском формы или расположения.
1.2.2. Путем установления в технологической документации дифференцированных значений допусков на составляющие отклонения и сравнения с ними измеренных отклонений. Дополнительно в технологической документации может быть оговорено, что для деталей, у которых одно из составляющих отклонений выходит за дифференцированный допуск, но не превышает допуск, заданный в конструкторской документации, оценку годности проводят по п.1.2.1, т.е. по рассчитанному отклонению, имеющему комплексный характер.
1. Способы расчета отклонения формы или расположения по составляющим отклонениям и дифференцированных допусков на составляющие отклонения устанавливаются в стандартах на методы измерений отдельных видов отклонений формы и расположения поверхностей.
3. Примеры оценки годности деталей при измерении составляющих отклонений приведены в приложении 2.
1.3. Кроме методов измерений, при которых выполняются все требования, вытекающие из стандартного определения измеряемого отклонения, допускается применять методы измерений, которые по одному или нескольким признакам не соответствуют этому определению. Например, измерения проводят не во всех точках поверхности или профиля; базовый элемент для отсчета отклонений отличается от предусмотренного стандартным определением; не исключается влияние отклонений других геометрических параметров, подлежащих исключению в соответствии со стандартным определением и т.п.
Методы, не полностью соответствующие стандартному определению отклонения, применяют в случаях:
когда экономически нецелесообразно применять методы измерений, соответствующие стандартному определению, например, из-за недостаточной производительности, высокой стоимости, конструктивной сложности и т.п.;
когда условия изготовления и характер получаемых отклонений создают предпосылки для получения достаточно точных результатов без измерений, соответствующих стандартному определению отклонения;
когда эти методы измерений установлены в стандартах на правила приемки отдельных видов продукции.
Примечание. Порядковый номер метода измерений не определяет степени предпочтительности его применения. Выбор метода измерений проводят с учетом допускаемой погрешности измерений, размеров и конфигурации измеряемой детали, особенностей и стабильности технологического процесса изготовления деталей, серийности производства, стоимости измерений и других конструкторских, технологических и экономических факторов.
1.7. Термины и определения по метрологии, используемые при измерении отклонений формы и расположения поверхностей, приведены в приложении 1.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРЕНИЯМ, ВЫТЕКАЮЩИЕ ИЗ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ОТКЛОНЕНИЙ И ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
2.1. Нормируемый участок
2.1.1. Измерение и оценку отклонений формы и расположения проводят на длине (площади) нормируемого участка.
Если нормируемый участок не указан особо, то измерение и оценку отклонений формы и расположения проводят на всей поверхности (длине) рассматриваемого элемента.
2.1.2. При оценке отклонений формы и расположения измеряемого элемента и (или) базы отклонения формы вглубь материала (завалы) в зоне на расстоянии (черт.1) от края элемента (краевой зоне) не учитывают, если на чертеже или в другой технической документации не указаны другие размеры краевой зоны или не предписано учитывать отклонения формы в пределах краевой зоны.
2.1.3. Отклонения расположения поверхности допускается измерять и оценивать на длине, отличающейся от длины нормируемого участка, при условии, что влияние отклонений формы измеряемой поверхности исключено на длине, равной длине нормируемого участка (черт.2).
, (1)
2.1.4. Если расположение нормируемого участка на поверхности не задано, то допуск относится к любому участку поверхности заданной протяженности. Практически ограничиваются измерением и оценкой отклонений на нескольких участках.
2.2. Расположение и направление измеряемого сечения
2.2.1. Допуски формы и расположения поверхности, которые рассматриваются в сечении поверхности (например, допуски круглости, прямолинейности, радиального биения), относятся к любому сечению в пределах нормируемого участка, если расположение сечения не задано в технических требованиях. Практически ограничиваются измерением отклонения в нескольких сечениях. За отклонение формы и расположения поверхности, сопоставляемое с допуском, принимают наибольшее из значений, измеренных в разных сечениях.
2.2.2. Направление линии измерений должно соответствовать указанному в условном обозначении допуска формы или расположения поверхности или в технических требованиях. Как правило, направление линии измерений перпендикулярно к измеряемой поверхности.
2.3. Исключение влияния шероховатости при измерении отклонений формы и расположения поверхностей
2.3.1. При измерении отклонений формы и расположения поверхностей влияние неровностей, относящихся к шероховатости поверхности, исключают за счет выбора радиуса измерительного наконечника (механической фильтрации) и (или) применения частотных (электрических) фильтров в цепи преобразования и регистрации измерительного сигнала.
В приборах, оснащенных вычислительной техникой, допускается применение цифровых фильтров.
2.3.2. Если в технических требованиях оговорено, что нормируется отклонение формы, включая шероховатость поверхности, то радиус измерительного наконечника должен соответствовать принятому при измерении шероховатости поверхности, а длина измерения должна соответствовать нормируемому участку, установленному для допуска формы.
Частотные характеристики приборов, включая применяемые фильтры, должны обеспечивать пропускание всех неровностей, относящихся как к отклонениям формы, так и к шероховатости поверхности.
2.4. Базовые элементы для оценки отклонений формы
2.4.1. Измерение и оценку отклонений формы проводят от прилегающего элемента (прилегающей поверхности или прилегающего профиля).
Прилегающий элемент материализуется рабочей поверхностью средства измерений или контроля, ориентированной относительно реального элемента в соответствии с определением прилегающего элемента, либо рассчитывается по результатам измерений отклонений от вспомогательных баз.
2.4.2. Допускается измерение и оценка отклонений формы относительно среднего элемента или других элементов, имеющих номинальную форму измеряемого элемента, но по расположению отличающихся от прилегающего элемента (такими элементами являются, например: прямая, проходящая через две разнесенные точки реального профиля; плоскость, проходящая через три разнесенные точки реальной поверхности; окружность или цилиндр минимальной зоны).
Оценку отклонения формы в этом случае проводят по наибольшей алгебраической разности расстояний от точек реального элемента до базового элемента.
Если оценку отклонений формы проводят от среднего или другого элемента номинальной формы, то может возникнуть расхождение между значениями этих отклонений и отклонения формы относительно прилегающего элемента. Значение этих расхождений зависит от характера и значения отклонения формы измеряемого элемента детали.
Применение базовых элементов, отличающихся от прилегающего, если оно не оговорено в технической документации, следует указывать в протоколе измерений.
2.5. Базы для оценки отклонений расположения поверхностей и суммарных отклонений формы и расположения поверхности
2.5.1. Оценку отклонений расположения поверхностей и суммарных отклонений формы и расположения поверхности проводят в системе координат, воспроизводимой базирующими элементами средства измерений или контроля, либо расчетным путем. Расположение и (или) ориентация измеряемых деталей относительно системы координат осуществляется путем совмещения баз детали, относительно которых задан контролируемый допуск, с базирующими элементами средства измерений или расчетным путем.
2.5.2. При базировании детали относительно средства измерений или контроля по одной базе должно быть исключено влияние отклонений формы базы детали. Это достигается путем замены реальной базы прилегающим элементом. За базовые оси, плоскости симметрии и центры принимают оси, плоскости симметрии и центры прилегающих баз соответственно.
Требуемые условия базирования обеспечиваются, если базирующие элементы средств измерений имеют форму и расположение прилегающих элементов (например, плиты, цилиндрические пробки, кольца и т.п.). При этом предполагается, что отклонения формы базирующих элементов средств измерений малы по сравнению с измеряемым отклонением.
2.5.3. Если за базу принимают средний или другой элемент номинальной формы, по расположению отличающийся от прилегающего элемента, то могут возникнуть расхождения между значениями отклонений расположения или суммарных отклонений формы и расположения, измеренных от этих баз и относительно прилегающих элементов. Значение этих расхождений зависит от характера и значения отклонений формы реальных баз детали.
Применение в качестве баз элементов, отличающихся от прилегающих, если оно не оговорено в технической документации, следует указывать в протоколе измерений.
Примечание. Если используют средние или другие базовые элементы, не касающиеся реальных баз с внешней стороны, то при измерении позиционных отклонений, отклонений формы заданной поверхности или заданного профиля относительно базовых плоскостей или базовых прямых в качестве базы для отсчета координат измеряемых элементов следует принимать плоскость (или прямую), проходящую через наиболее выступающую точку (точки) реальной базы элемента параллельно среднему или другому элементу номинальной формы (плоскость на черт.3).
.
(черт.1) от края элемента (краевой зоне) не учитывают, если на чертеже или в другой технической документации не указаны другие размеры краевой зоны или не предписано учитывать отклонения формы в пределах краевой зоны.
, (1)