На плоскостях деталей в ходе обработки образуются поверхности с характерными отклонениями. Чтобы указать допустимые погрешности плоскостности, не снижающие качество последующего использования этой детали, на чертеже наносится знак в виде ромба и цифровое значение.
Способов контроля величины отклонения плоскостности описываемых в научно-технической литературе существует достаточно много, но направление методов измерения можно разделить на два вида, это оптическое и не оптическое измерение.
Оптические способы измерения основаны на сравнении реального состояния профиля с визирной осью светового луча. Не оптические средства контроля, производят анализ поверхности элементами конструкции измерительного прибора.
Для установления величины плоскостности чаще всего задействуются приборы с механическим оптическим и гидростатическим методом преобразования снимаемых данных.
В механических приборах измерительный механизм построен на кинематическом принципе действия, преобразующем небольшие перемещения измеряемых значений, в увеличенные передвижения которые принимаются регистрирующими устройствами.
Гидростатические приборы используют методы измерения с использованием жидкости. Принцип измерения основан на сравнении плоскости, которая образовывается поверхностью жидкости, всегда располагающейся горизонтально, с проверяемой поверхностью.
Измерительные оптические приборы являются средствами измерения, в которых при выполнении измерений задействован ряд оптических элементов таких как: объективы, зеркала, призмы, окуляры и передвигающие их рычаги, кронштейны, направляющие и т.д.
Анализ поверхности, производимый оптическими средствами измерения, осуществляется за счёт потока лучей, несущих информацию об измеряемой детали, проходящих через ряд элементов оптико-механической или оптико-электронной конструкции.
Поверочные плиты
Измерение отклонений от плоскостности производят с помощью специальных поверочных плит, принцип определения которыми заключается в том, что рабочую поверхность плиты принимают за исходную плоскость, по которой определяют отклонения реальной плоскости изделия.
Процесс измерения плитами в большинстве случаев связано с нанесением специальной краски, по которой выявляют неровности. На плиту наносят тонкий слой краски, после чего кладут на плоскость проверяемой детали. В результате перемещения плиты по поверхности детали определяют количество пятен, оставляемых после выдавливания краски во впадинах неоднородной поверхности.
Поверочные плиты, как правило, изготавливаются из серого чугуна, которые имеют свои достоинства и недостатки.
Помимо чугуна для изготовления поверочных плит используется ряд твердых каменных пород. Основным из преимуществ, каменных поверочных плит является износостойкость, и долгий срок службы по сравнению с чугунными плитами. В каменных плитах отсутствует внутреннее напряжение. Поверочные плиты из гранита меньше подвержены деформации из-за изменения температуры внешней среды, так как коэффициент теплового расширения у них меньше, чем у чугуна. Каменные поверочные плиты менее чувствительны к вибрациям.
Стандартные плиты выпускаются с размерами от 250 × 250 до 4000 × 1600 мм и используются как для измерения плоскости, так и для контрольно измерительных работ.
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.
Примеры указания на чертежах допусков формы и расположения поверхностей (ЕСКД ГОСТ 2.308-79)
Вид допуска
Указания допусков формы и расположения условным обозначением
Пояснение
1. Допуск прямолинейности
Допуск прямолинейности образующей конуса 0,01 мм
Допуск прямолинейности оси отверстия Æ 0,08 мм (допуск зависимый).
Допуск прямолинейности поверхности 0,25 мм на всей длине и 0,1 мм на длине 100 мм.
Допуск прямолинейности поверхности в поперечном направлении 0,05 мм, в продольном направлении 0,1 мм.
2. Допуск плоскостности
Допуск плоскостности поверхности 0,1 мм.
Допуск плоскостности поверхности 0,1 мм на площади 100 ´ 100 мм.
Допуск плоскостности поверхностей относительно общей прилегающей плоскости 0,1 мм.
Допуск плоскостности каждой поверхности 0,01 мм.
3. допуск круглости
Допуск круглости вала 0,02 мм.
Допуск круглости конуса 0,02 мм.
4. Допуск цилиндричности
Допуск цилиндричности вала 0,04 мм.
Допуск цилиндричности вала 0,01 мм на длине 50 мм. Допуск круглости вала 0,004 мм.
5. Допуск профиля продольного сечения
Допуск круглости вала 0,01 мм. Допуск профиля продольного сечения вала 0,016 мм.
Допуск профиля продольного сечения вала 0,1 мм.
6. Допуск параллельности
Допуск параллельности поверхности относительно поверхности А 0,02 мм.
Допуск параллельности общей прилегающей плоскости поверхностей относительно поверхности А 0,1 мм.
Допуск параллельности каждой поверхности относительно поверхности А 0,1 мм.
Допуск параллельности оси отверстия относительно основания 0,05 мм.
Допуск параллельности осей отверстий в общей плоскости 0,1 мм. Допуск перекоса осей отверстий 0,2 мм. База – ось отверстия А.
Допуск параллельности оси отверстия относительно оси отверстия А Æ 0,2 мм.
7. Допуск перпедикулярности
Допуск перпедикулярности поверхности относительно поверхности А 0,02 мм.
Допуск перпедикулярности оси отверстия относительно оси отверстия А 0,06 мм.
Допуск перпедикулярности оси выступа относительно поверхности А Æ 0,02 мм.
Допуск перпедикулярности оси выступа относительно основания 0,1 мм.
Допуск перпедикулярности оси выступа в поперечном направлении 0,2 мм, в продольном направлении 0,1 мм. База – основание
Допуск перпедикулярности оси отверстия относительно поверхности Æ 0,1 мм (допуск зависимый).
8. Допуск наклона
Допуск наклона поверхности относительно поверхности А 0,08 мм.
Допуск наклона оси отверстия относительно поверхности А 0,08 мм.
9. Допуск соосности
Допуск соосности отверстия относительно отверстия Æ 0,08 мм.
Допуск соосности двух отверстий относительно их общей оси Æ 0,01 мм (допуск зависимый).
10. Допуск симметричности
Допуск симметричности паза Т0,05 мм. База – плоскость симметрии поверхностей А
Допуск симметричности отверстия Т 0,05 мм (допуск зависимый). База- плоскость симметрии поверхностей А.
Допуск симметричности оси отверстия относительно общей плоскости симметрии пазов АБ Т 0,2 мм и относительно общей плоскости симметрии пазов ВГ Т 0,1 мм.
11. Позиционный допуск
Позиционный допуск оси отверстия Æ 0,06 мм.
Позиционный допуск осей отверстий Æ 0,2 мм (допуск зависимый).
Позиционный допуск осей 4-х отверстий Æ 0,1 мм (допуск зависимый). База- ось отверстия А (допуск зависимый).
Позиционный допуск 4-х отверстий Æ 0,1 мм (допуск зависимый).
Позиционный допуск 3-х резьбовых отверстий Æ 0,1 мм (допуск зависимый) на участке, расположенном вне детали и выступающем на 30 мм от поверхности.
12. Допуск пересечения осей
Допуск пересечения осей отверстий Т 0,06 мм.
13. Допуск радиального биения
Допуск радиального биения вала относительно оси конуса 0,01 мм.
Допуск радиального биения поверхности относительно общей оси поверхностей А и Б 0,1 мм.
Допуск радиального биения участка поверхности относительно оси отверстия А 0,02 мм.
Допуск радиального биения отверстия 0,01 мм. Первая база – поверхность А. Вторая база – ось поверхности Б. Допуск торцевого биения относительно тех же баз 0,016 мм.
14. Допуск торцового биения
Допуск торцового биения на диаметре 20 мм относительно оси поверхности А 0,1 мм.
15. Допуск биения в заданном направлении
Допуск биения конуса относительно оси отверстия А в направлении, перпендикулярном к образующей конуса 0,01 мм.
16. Допуск полного радиального биения
Допуск полного радиального биения относительно общей оси поверхностей А и Б 0,1 мм.
17. Допуск полного торцового биения
Допуск полного торцового биения поверхности относительно оси поверхности 0,1 мм.
18. Допуск формы заданного профиля
Допуск формы заданного профиля Т 0,04 мм.
19. Допуск формы заданной поверхности
Допуск формы заданной поверхности относительно поверхностей А, Б, В, Т 0,1 мм.
20. Суммарный допуск параллельности и плоскостности
Суммарный допуск параллельности и плоскостности поверхности относительно основания 0,1 мм.
21. Суммарный допуск перпендикулярности и плоскостности
Суммарный допуск перпендикулярности и плоскостности поверхности относительно основания 0,02 мм.
22. Суммарный допуск наклона и плоскостности
Суммарный допуск наклона и плоскостности поверхности относительно основания 0,05 мм.
1. В приведенных примерах допуски соосности, симметричности, позиционные, пересечения осей, формы заданного профиля и заданной поверхности указаны в диаметральном выражении. Допускается указывать их в радиусном выражении, например:
В раннее выпущенной документации допуски соосности, симметричности, смещения осей от номинального расположения (позиционного допуска), обозначенные соответственно знаками или текстом в технических требованиях, следует понимать как допуски в радиусном выражении.
2. Указание допусков формы и расположения поверхностей в текстовых документах или в технических требованиях чертежа следует приводить по аналогии с текстом пояснений к условным обозначениям допусков формы и расположения, прведенным в настоящем приложении.
При этом поверхности, к которым относятся допуски формы и расположения или которые приняты за базу, следует обозначать буквами или проводить их конструкторские наименования. Допускается вместо слов «допуск зависимый» указывать знак и вместо указаний перед числовым значением символов Æ ; R; Т; Т/2 запись текстом, например, «позиционный допуск оси 0,1 мм в диаметральном выражении» или «допуск симметричности 0,12 мм в радиусном выражении».
3. Во вновь разрабатываемой документации запись в технических требованиях о допусках овальности, конусообразности, бочкообразности, седлообразности должна быть, например, следующей: «Допуск овальности поверхности А 0,2 мм (полуразность диаметров)».
В технической документации, разработанной до 01.01.80, предельные значения овальности, конусообразности, бочкообразности и седлообразности определяют как разность наибольшего и наименьшего диаметров.
.
или текстом в технических требованиях, следует понимать как допуски в радиусном выражении.
и вместо указаний перед числовым значением символов Æ ; R; Т; Т/2 запись текстом, например, «позиционный допуск оси 0,1 мм в диаметральном выражении» или «допуск симметричности 0,12 мм в радиусном выражении».