Тема №6 Поверхні деталей машин їх якість і точність

6.1. Геометричні характеристики і фізико-механічні властивості поверхневого шару

Якість поверхні деталі машин визначається геометричними характеристиками і фізико-механічними властивостями поверхневого шару.

Поверхню, що обмежує деталь і відокремлює її від навколишнього середовища, називають реальною поверхнею.

Номінальна поверхня — ідеальна поверхня, номінальна форма якої задана кресленням або іншою технічною документацією.

Геометричні характеристики якості обробленої поверхні визначаються відхиленнями реальної поверхні від номінальної. Ці відхилення можна підрозділити на три різновиди:

Шорсткість,

Хвилястість,

Відхилення від правильної геометричної форми.

Шорсткістю поверхні називають сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кроками, виділену за допомогою базової довжини (рис.6.1). Терміни і визначення шорсткості поверхні встановлені ГОСТ 25142-82.

 Базова довжина l — довжина базової лінії, що використовується для виділення нерівностей, які характеризують шорсткість поверхні.

Базова лінія (поверхня) — лінія (поверхня) заданої геометричної форми, певним чином проведена щодо профілю (поверхні) і, що служить для оцінки геометричних параметрів поверхні.

Значення параметрів шорсткості поверхні визначаються від єдиної бази, за яку прийнята середня лінія т.

Середня лінія т - базова лінія, що має форму номінального профілю і проведена так, що в межах базової довжини середньоквадратичне відхилення профілю до цієї лінії мінімальне (рис.6.1).

Шорсткість поверхні оцінюється на довжині, що може містити одну або кілька базових довжин (l). Значення базової довжини вибирають з ряду: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

 

Рис. 6.1 Параметри шорсткості поверхні

Відхилення профілю — відстань між будь-який точкою профілю і середньою лінією.

Лінія виступів профілю - лінія, еквідистантна по відношенню середньої лінії і, що проходить через найвищу точку профілю в межах базової довжини.

Лінія западин профілю — лінія, еквідистантна відносно середньої лінії і, що проходить через нижчу точку профілю в межах базової довжини.

Установлено шість параметрів шорсткості поверхні. (Параметри і характеристики шорсткості поверхні встановлені ГОСТ 2789-73 (див.рис.6.1)).

1. Ra—середнє арифметичне відхилення профілю:

 

Значення параметрів шорсткості поверхні Ra, Rz, Rmax, Sm, S, tp приведені в ГОСТ 2789—73. Рекомендується використовувати рекомендовані значення параметрів Ra, тому що зразки для порівняння параметрів шорсткості поверхні виготовляють саме з цими значеннями Ra.

ГОСТ 2.309—73 установлює позначення шорсткості поверхонь і правила нанесення їх на кресленнях виробів.

У позначенні шорсткості поверхні, вид обробки якої конструктор не встановлює, застосовують знак, зображений на рис.6.2,а; цей знак є кращим і більш використовуваним. У позначенні шорсткості поверхні, що утвориться при видаленні шару матеріалу (точіння, фрезерування, свердління, шліфування, полірування, травлення і т.п.), використовують знак, зображений на рис.6.2, б. У позначенні шорсткості поверхні, що утвориться без видалення шару матеріалу (литтям, куванням, об'ємним штампуванням, прокатом, волочінням і т.п.), застосовують знак, зазначений на рис.6.2, в. Цей же знак застосовують для позначення поверхонь, не оброблюваних за даним кресленням.

6.1.1. Фактори, що впливають на якість обробленої поверхні

Параметр шорсткості поверхні залежить від багатьох факторів: методу обробки, режимів різання, геометричних параметрів і якості поверхонь різальної частини інструмента, пластичної і пружної деформації оброблюваного матеріалу, жорсткості системи верстат-пристосування-інструмент-заготовка і зв'язаних з нею вимушених коливань і вібрацій при різанні, МОР й ін.

 

Рис. 6.3 Схема утворення розрахункової висоти шорсткості

Крім перерахованих факторів, на утворення шорсткості можуть впливати й інші. Тому необхідно враховувати вплив лише основних факторів, що у значній мірі впливають на шорсткість поверхні.

На підставі аналізу виконаних науково-дослідних робіт можна зробити висновок про те, що шорсткість обробленої поверхні представляє насамперед слід робочого руху частини кромки різального інструмента, контактуючої з оброблюваним матеріалом. Висоту цієї шорсткості визначають розрахунковим шляхом у залежності від геометричних параметрів частини різального інструмента, (кутів у плані - головного  і допоміжного , радіуса заокруглення вершини різального інструмента r і подачі S).

Наприклад, при точінні можливі окремі випадки (рис.6.3):

1) розрахункова висота нерівності поверхні Rzр утвориться повністю закругленою ділянкою різальної кромки (див. Рис.6.3, а):

2) Rzр утвориться вершиною різця, у якої відсутній радіус заокруглення (див. Рис.6.3, б):

Аналітичні формули можуть бути отримані для будь-яких випадків утворення розрахункової висоти нерівності поверхні. При деяких умовах обробки фактична шорсткість поверхні визначається її розрахунковим значенням, а вплив інших факторів незначний.

З параметрів режиму різання найбільш істотний вплив на процес утворення шорсткості поверхні чинять швидкість різання і подача.

Шляхом експериментальних досліджень установлений безпосередній зв'язок між швидкістю різання і висотою наросту матеріалу на різці, від значення й етапів утворення якого в значній мірі залежить шорсткість обробленої поверхні.

На рис.6.4,а показана зміна висоти наросту при зміні швидкості різання, а на рис.6.4,б — залежність параметра шорсткості від швидкості різання. Приведені залежності можна розбити на чотири зони. Перша зона відповідає дуже малим швидкостям різання (V=1 м/хв). Вона характеризується тим, що наріст у ній відсутній, поверхня виходить без задирів. Друга зона відповідає швидкостям різання 1…30 м/хв. У цій зоні з'являється наріст, досягаючи тут найбільшої висоти. Оброблена поверхня має значний параметр шорсткості. Третя зона відповідає швидкостям різання від 25…80 м/хв; вона характеризується зникненням наросту, при цьому параметр шорсткості зменшується. У четвертій зоні швидкість різання більша за 80 м/хв, вона характеризується відсутністю наросту. У цій зоні параметр шорсткості мало відрізняється від розрахункового значення і зі зміною швидкості різання зменшується незначно, в основному за рахунок зменшення ступеня пластичного деформування.

 

А) б)

Рис. 6.4 Залежність висоти наросту від швидкості різання.

Матеріал зразка — сталь 45; матеріал різальної частини інструмента - P18, S=0.48 мм/об,

 T = 1 мм,  == 10°, a = 8°, j = j1= 45°, r == 1 мм

Дослідження металів, що не схильні до утворення наросту при обробці їх різанням, показали, що параметр шорсткості практично не залежить від зміни швидкості різання.

На рис. 6.5 показана залежність параметра шорсткості обробленої поверхні від подачі при точінні сталей. З представленої залежності видно, що чим більше подача, тим більше ступінь збільшення параметра шорсткості. Інтенсивність цього збільшення збільшується особливо сильно на ділянці до величини 0,6—0,7 мм/об, а далі приймає постійне значення. При малих подачах (S < 0,2...0,25 мм/об) зменшення параметра шорсткості зі зменшенням подачі дуже незначно в зв'язку з тим, що чим менше подача, тим більшу роль у формуванні шорсткості починають грати мікронерівності ріжучого леза інструмента.

Властивості і структура матеріалу також впливають на шорсткість поверхні.

 

Рис. 6.5 Залежність параметра шорсткості від подачі:

Матеріал зразка — сталь 40Х10С2М;

Матеріал інструмента - Р18, V = 66,6 м/хв, t = 1 мм, g=15°, a = 9°, j = 45°, j1=20° r = 1,75 мм

При збільшенні крихкості матеріалу максимум залежності Rz = f (V) відповідає високим швидкостям, причому ордината, що характеризує цей максимум, зменшується — відбувається згладжування кривої Rz = f (V). При різанні крихких матеріалів залежність Rz=f(V) не має «горба» і вироджується до горизонтальної прямої. Сталі з підвищеним вмістом сірки (автоматні сталі) і сталі з присадкою свинцю після обробки різанням мають менший параметр шорсткості поверхні, чим вуглецева сталь, оброблена в однакових з ними умовах.

Застосування мастильно-охолодної рідини сприяє зменшенню параметра шорсткості поверхні.

6.1.2. Вплив якості поверхні на експлуатаційні властивості деталей машин

Якість поверхні впливає на експлуатаційні властивості деталей машин: зносостійкість та втомну міцність, стабільність посадок деталей (зазори, натяги), корозійну стійкість і ін.

У початковий період роботи контактуючих поверхонь деталей машин, тобто в процесі їх притирання (припрацювання), навіть при невеликому тиску можливий розрив масляної плівки в місцях виступаючих вершин шорсткостей; у результаті відбувається сухе тертя, пружне і пластичне деформування на цих ділянках, що приводить до інтенсивного зношування контактуючих поверхонь. Таким чином, після приробки параметр шорсткості поверхні буде відрізнятися від отриманого після механічної обробки.

На рис. 6.6 приведена типова залежність зносу контактуючої пари від часу її роботи. У цій залежності можна виділити дві критичні точки і три характерних ділянки. Точка А представляє кінець початкового зносу (приробки) на ділянці I. Ділянка II характеризує нормальне, природне зношування, що повільно наростає в процесі експлуатації. Після визначеного періоду роботи знос досягає таких розмірів, коли подальша експлуатація машини стає практично неможливою (точка Б). При продовженні роботи (ділянка III) знос росте надзвичайно швидко. У точці Б необхідна зупинка машини і направлення її в ремонт.

На рис. 6.6 представлені залежності зносу від часу роботи контактуючої пари з різними параметрами шорсткості. Робочі поверхні пари 1 мають менший параметр шорсткості за пару 2. Початковий знос (притирання) закінчується, відповідно, в точках t1 і t2.

Нормальний знос для усіх випадків приблизно можна характеризувати однаковим кутом нахилу прямих, що виражають залежності зносу від часу роботи контактуючої пари і властиві даним матеріалам і умовам роботи. Таким чином, тривалість (T1 і Т2) роботи тертьових пар 1 і 2 до границі допустимого зносу буде різною в залежності від шорсткості поверхні.

На початковий знос контактуючих деталей впливають також форма і напрямок нерівності щодо напрямку ковзання поверхонь,

Опір матеріалу втомі під дією перемінного навантаження зростає одночасно зі зниженням параметра шорсткості поверхні, причому тим більше, чим більш чутливий матеріал деталі до концентрації напружень. Для легованих сталей падіння втомної міцності при переході від полірованого зразка до обточеного може досягати 30—40%. Падіння втомної міцності пояснюється концентрацією напружень у западинах нерівностей поверхні; концентрація напружень тим більше, чим гостріші западини; дрібні надрізи поверхні, риски і т.п. Викликають появу тріщин, що, розвиваючись, можуть привести до руйнування деталі.

 

Рис. 6.6 Залежність зносу від часу

Роботи контактуючої пари

Шорсткість поверхні в значній мірі впливає на стабільність посадок деталей. Характер рухомої посадки змінюється в зв'язку зі зношуванням поверхонь, що з‘єднуються. При нерухомих посадках велике значення має площа опорних поверхонь.

Якщо ж з'єднання нерухомих посадок здійснюється завдяки тепловому впливу (охолодження вала або нагрівання втулки), більші мікронерівності сприяють підвищенню міцності з'єднань.

Установлено, що поверхні з меншою шорсткістю менше піддаються корозії. Кородуючі речовини збираються на дні западин нерівностей поверхні. Поширюючи в глиб металу, вони руйнують гребні шорсткості, утворюють нові, і т.д. Очевидно, чим менше висота нерівності, тим повільніше буде протікати корозія. Тому в деяких відповідальних машинах, що працюють у несприятливих атмосферних умовах, полірують навіть ті поверхні деталей, що при звичайних умовах експлуатації можна було б не обробляти.

6.1.3. Методи вимірювання й оцінки якості поверхонь

Оцінку шорсткості поверхонь роблять при контролі і прийманні деталей, а також при виконанні досліджень у лабораторних умовах. Застосовувані методи оцінки можна розділити на прямі і непрямі. Для прямої оцінки шорсткості застосовують щупові (профілометри і профілографи) і оптичні (подвійний і інтерференційний мікроскопи) прилади. Для непрямої оцінки використовують еталони шорсткості й інтегральні методи,

Профілометри випускають стаціонарного і переносного типів; вони дозволяють вимірювати шорсткість у межах 5—12-го класів. Дія профілометра заснована на обмацуванні поверхні алмазною голкою, що рухається по ній по заданій траєкторії. Виникаючі при цьому механічні коливання голки викликають в електричній системі приладу відповідну е.р.с. Найбільш поширені індукційні профілометри (КВ-7М, ПЧ-3 заводи «Калібр», прилади Філіпс, Тейлор-Гобсон, Браш). На шкалі профілометра оцінка шорсткості дається по Ra .

Профілографи застосовують для запису мікропрофілю поверхні 3…14-го класів у виді профілограм. При наступній обробці знятої профілограми можуть бути отримані значення Ra або Rz для даної поверхні. Профілограми призначені для лабораторних досліджень і не придатні для цехового контролю деталей.

При вимірі шорсткості поверхонь щуповими приладами деталей з м'яких матеріалів спостерігається дряпання поверхні деталей, незважаючи на дуже малий тиск на голку. Радіус заокруглення голки (10—12 мкм) не дозволяє їй проникнути у вузькі і глибокі западини і відобразити їх на профілограмі або числовою оцінкою висоти шорсткостей.

Подвійний мікроскоп МИС-11 конструкції акад. В. П. Линника призначений для виміру шорсткості поверхонь у межах З-9-гo класів. У цьому приладі мікронерівності висвітлюють світловою смугою, спрямованої під деяким кутом до контрольованої поверхні. Мікронерівності вимірюють за допомогою окулярного мікрометра або фотографують. Змінними об'єктивами досягають збільшення до 517 разів. На приладі визначають шорсткість поверхні по показнику Rz. Недолік методу — необхідність вимірів і підрахунків результатів вимірів. Метод застосовують при лабораторних дослідженнях і вибірковому контролі.

На рис.6.7 показані профілограми, зняті на подвійному мікроскопі (а) і на профілографі ИЗП-17 (б).

 

Рис.6.7 Види профілограм, одержаних різними приладами

Мікроінтерферометри використовують для виміру шорсткості поверхонь у межах 10—14-го класів за показником Rz. У полі зору приладу спостерігаються скривлені інтерференційні смуги відповідно профілю мікронерівностей на розглянутій ділянці поверхні. Висота цих скривлень виміряється окулярним мікрометром при збільшенні в 490 разів. Фотографування роблять при збільшенні в 290 разів. Незначна величина поля зору приладу при фотографуванні обмежує його застосування 13-14-м класами по базовій довжині. Метод застосовують при лабораторних дослідженнях і виробничому контролі прецизійних деталей.

Метод порівняння поверхні контрольованої деталі з атестованими еталонами шорсткості поверхні є найбільш простим і швидким способом контролю виробничих деталей у цехових умовах. Еталони мають бути виготовлені з тих же матеріалів, що і контрольовані деталі, тому що відбивна здатність матеріалу (сталі, чавуну, кольорових сплавів і ін.) Впливає на візуальну оцінку шорсткості поверхні. Механічна обробка еталонів повинна вироблятися тими ж методами, якими обробляються контрольовані деталі.

Візуальна оцінка по еталонах суб'єктивна, особливо для тонко оброблених поверхонь. Для поверхонь 8-го класу і вище рекомендується користатися переносним або стаціонарним порівняльним мікроскопом, у якому зображення контрольованої поверхні і еталона сполучені в полі того самого окуляра, розділеному на дві рівні частини, і збільшені в 10—50 разів.

Інтегральні методи дають непряму оцінку шорсткості не по визначеній траєкторії, а по площі обраної ділянки поверхні. Даний метод використовується в пневматичних приладах для оцінки чистоти 3—9-го класів. Шорсткість поверхонь оцінюють опосередковано по витраті повітря, що проходить через щілини, утворені западинами мікропрофілю і торцевою поверхнею сопла пневматичної вимірювальної головки, що спирається на досліджувану поверхню. Метод зручний для контролю шорсткості поверхні визначених деталей у масовому виробництві. Настроювання приладу роблять за еталонними деталями.

Шорсткість поверхні може бути опосередковано оцінена на визначеній площі методом виміру електричної ємності між деталлю і металевою пластинкою, розділеними діелектриком; по зносі графітової палички, що притискається до контрольованої поверхні з визначеною силою; по кількості відбитого світла, що падає на деталь, і іншими методами.

6.1.4. Призначення класів шорсткості на кресленнях деталей

Призначення класу шорсткості поверхні — відповідальна задача конструктора. Однак вплив шорсткості поверхні на експлуатаційні характеристики деталей вивчено ще недостатньо повно для того, щоб конструктор, знаючи умови їхньої роботи. Міг завжди прийняти правильне рішення. Прагнення окремих конструкторів призначати надто високі класи варто вважати неприпустимим, тому що це приведе до ускладнення і подорожчання обробки. Нерідко це буває марним з погляду поліпшення експлуатаційних якостей деталей. Досвід по зносу поршневих кілець у двигунах показали, що оптимальна шорсткість поверхні ковзання відповідає 7-му класу. Невелика шорсткість (10—11-й класи) після короткого періоду роботи двигуна помітно збільшується. У різних галузях машинобудування конструктори користаються нормативами, отриманими на основі вивчення виробництва й експлуатації тих або інших машин. Так, наприклад, обробку доріжок кочення роликових конічних підшипників звичайно роблять по 9—10-му класах шорсткості, а поверхонь жолобів кулькових підшипників не нижче 10-го класу.

6.2. Точність виконання і взаємного розміщення поверхонь деталей

6.2.1. Основні поняття про допуски й посадки

Машини й механізми складаються із складальних одиниць і деталей.

Деталь - складовий елемент машини (механізму). Вона характеризується формою поверхні (конфігурацією) і розмірами.

Поверхня - це елемент деталі, що утворює її форму. Поверхні бувають спряжувані (з‘єднувані) І та неспряжувані або вільні (нез‘єднувані) 2 (рис. 6.8,а).

 

А) б)

Рис.6.8 Види поверхонь деталей

Розмір - це числове значення лінійної величини (діаметра, довжини, висоти тощо) у вибраних одиницях. У машинобудуванні розміри позначають у міліметрах. Розміри характеризують габарити і взаємне розміщення поверхонь. Розмір внутрішнього (охоплюючого) елементу деталі - отвору - позначається ; зовнішнього (охоплюваного) - валу - позначається . Назви "отвір" і "вал" умовні і належать не тільки до циліндричних елементів. Наприклад, у з'єднанні шпонки з валом шпонка є валом, а паз вала - отвором (рис. 6.8,б).

А) б)

Рис. 6.9 Графічне представлення розсіювання розмірів отвору (а) і валу (б)

Допуск - міра точності розміру. Чим менший допуск, тим вища точність деталі і тим менше допускається коливання дійсних розмірів деталі. Допуск безпосередньо впливає на трудомісткість виготовлення і собівартість деталей. Від допуску значною мірою залежить вибір обладнання і засобів контролю, кваліфікації робітників, продуктивність обробки.

Середнім розміром називається середнє значення між граничними розмірами:

 

Позначення , і ,  взято від перших літер французьких слів відповідно: Ecart superier, Ecart inferier.

Для спрощеного представлення полів допусків і відхилень замість викреслювання деталі показують тільки верхню лінію номінального розміру (нульова лінія відхилення) і прямокутниками – відносне розміщення і ширину поля допуску відносно номінального розміру (нульової лінії). Графічне зображення граничних розмірів і відхилень показано на рис. 6.10 і 6.11, причому а) - схема деталей, б) - схема розміщення полів допусків деталей.

А) б)

Рис.6.13 Схема розміщення граничних розмірів (а) і полів допусків (б) для посадок із зазором

А) б)

Рис.6.14 Схема розміщення граничних розмірів (а) і полів допусків (б) для посадок із натягом

На відміну від розмірів, які завжди є додатними числами, відхилення можуть бути додатними (із знаком ''+"), від’ємними (із знаком ''-") або дорівнювати нулю.

З'єднання деталей утворюються при з’єднанні двох деталей (отвору й вала). Вони можуть забезпечувати переміщення або нерухомість деталей (різний характер посадки).

Посадка - характер з’єднання деталей, що визначається величиною забезпечених у ньому зазорів чи натягів. Зазор характеризує свободу відносного переміщення деталей з’єднання, натяг - ступінь опору взаємному зміщенню деталей у з’єднанні. Зазор позначається буквою , а натяг -  (рис.6.12).

Номінальний розмір посадки - розмір, спільний для отвору і вала відповідних з’єднань.

Під час виготовлення розміри деталей коливаються, тому коливаються й значення зазорів і натягів під час складання деталей.

 Дійсним зазором чи дійсним натягом називається відповідно зазор чи натяг, що визначається різницею дійсних розмірів отвору й вала:

;

Залежно від взаємного розміщення полів допусків отвору й вала розрізняють посадки трьох типів: із зазором, з натягом і перехідні.

Посадкою із зазором називають посадку, в якій забезпечується зазор у з’єднанні. У посадці з зазором поле допуску отвору розміщено над полем допуску вала (рис. 6.13).

На рисунку графічно зображено з’єднання деталей: а - схема деталей з’єднання; б - схема розміщення полів допусків деталей з’єднання.

Поле допуску - зона між найбільшим і найменшим граничними розмірами (верхнім і нижнім граничними відхиленнями). Висота поля допуску дорівнює допуску.

Посадки з зазором характеризуються граничними зазорами:

Система допусків і посадок - закономірно побудована сукупність допусків і посадок, що оформлена у вигляді стандартів.

Системи посадок. Стандартами встановлено дві рівноправні системи посадок: систему отвору і систему вала.

Посадки в системі отвору - такі, в яких різні зазори чи натяги утворюються з’єднаннями різних валів з основним отвором, який позначають Н. Основний отвір має нижнє відхилення ЕI = 0, поле допуску розміщене в матеріалі деталі (рис. 6.16).

 

Рис. 6.16 Схема розміщення полів допусків для системи отвору

Посадки в системі вала - посадки, в яких різні зазори чи натяги утворюються з’єднанням різних отворів з основним валом, який позначають h. Основний вал має верхнє відхилення es=0 поле допуску розміщене в матеріалі деталі (рис. 6.17).

 

Рис. 6.17 Схема розміщення полів допусків для системи валу

Вибір системи посадок визначається конструктивними, технологічними й економічними міркуваннями.

Перевагу має система отвору (менші витрати при виготовленні).

Систему вала застосовують у певних випадках (з’єднання кількох отворів з валом, валики без механічної обробки, з'єднання стандартних складальних одиниць, наприклад підшипники кочення). В прийнятій системі допусків і посадок вводять поняття допуску розміру і основного відхилення.

Допуски. Допуск розміру є мірою точності. Він визначається в залежності від номінального розміру і від степені (квалітету) точності. В ЄСДП встановлено 20 квалітетів точності: 01, 0, 1, 2, 3,. 17, 18.

Квалітет (франц.) - означає якість. Найточнішим в квалітет 01; найгрубішим - 18.

 

Рис. 6.18 Графічне зображення основного відхилення і поля допуску для валу (а) і отвору (б)

Основні відхилення. Розміщення поля допуску відносно нульової лінії визначається основним відхиленням, ближчим до нульової лінії (верхнім або нижнім).

Для всіх полів допусків, що розміщені нижче від нульової лінії (рис. 6.18) основним (ближчим) є верхнє відхилення (es або ES), для полів допусків, що розміщені вище від нульової лінії, основним (ближчим) - нижнє відхилення ((ei або EI).

Поле допуску характеризується також віддаленим відхиленням. За основним відхиленням і допуском визначається друге граничне відхилення, що обмежує дане поле допуску.

Для тих полів допусків, у яких основним є верхнє відхилення, нижнє відхилення визначають за формулами:

Якщо основне відхилення нижнє, то верхнє визначають за формулами

Для отвору  

Для вала  

У наведених формулах основні відхилення підставляють з їх знаками. Основні відхилення отвору позначають A…Z. Основні відхилення вала позначають a…z. Основних відхилень передбачено 28 (рис. 6.19).

Як правило, основні відхилення отвору й вала рівні за абсолютним значенням і протилежні за знаком. Поле допуску характеризується двома відхиленнями: ближчим і віддаленим.

6.2.2.1.Утворення і позначення полів допусків

Основні відхилення отвору, як правило, рівні за значенням і протилежні за знаком, однойменним з основним відхиленням вала. Це дає змогу діставати однакові посадки в системі отвору і в системі вала.

Відхилення від А до Н (від а до h) призначені для утворення полів допусків у посадках з зазорами; від JS до N (від js до n) - у перехідних посадках; від Р до ZС (від p до zc) - у посадках з натягами.

Поле допуску утворюється поєднанням одного з основних відхилень а допуском в одному з квалітетів, наприклад для отворів H6, D11, CD10; для вала h5, ef11.

Посадки в ЄСДП РЕВ утворюються поєднанням поля допуску отвору і поля допуску вала. Умовне позначення посадок дається у вигляді дробу: в чисельнику - позначення поля допуску отвору, в знаменнику — позначення поля допуску вала, наприклад H8/f7, F8/h7, або H8/f7, F8/h7.

Нез‘єднувані розміри можуть виготовлятись залежно від рівня функціональних вимог, які до них ставляться, за будь-яким квалітетом ЄСДП РЕВ. Для нез‘єднуваних розмірів у кожному квалітеті передбачені поля допусків з одностороннім (у "тіло" матеріалу) розміщенням відносно номінального розміру або симетричні. У першому випадку поля позначаються Н для отвору і h для вала, наприклад: H3, H7, H13, h3, h7, h13 у другому – JS - для отвору і js для вала, наприклад JS3, JS7, JS13; js3, js7, js13.

Граничні відхилення отворів і валів наведено в таблицях стандартів.

6.2.2.2.Утворення і позначення посадок

6.2.2.3. Позначення на кресленнях посадок, квалітетів і граничних відхилень

Основні правила позначення допусків і посадок на кресленнях встановлені ГОСТ 2.207-

 

Рис.6.19 Схема розміщення основних відхилень за системою отвору (а) та валу (б)

Посадки позначають у вигляді дробу, наприклад:

Æ25H7(f6; Æ25; Æ25H7-f6

У чисельнику (або на першому місці) вказується поле допуску отвору, а в знаменнику (на другому місці) - поле допуску вала.

Умовні позначення допусків і посадок на робочих кресленнях вказують, якщо застосовують мірний різальний інструмент (розвіртки, протяжки) і відповідні граничні калібри.

Числові позначення полів допусків указують на робочих кресленнях деталей, якщо застосовують універсальні вимірювальні засоби (в одиничному і дрібносерійному виробництві, при ремонтних роботах).

Комбіновані позначення вказують на робочих кресленнях в експериментальному виробництві.

Записи про невказані відхилення відносно низької точності (від квалітету 12 і грубіше) слід виконувати так:

1) невказані граничні відхилення розмірів: отворів H14, валів h14, - решта;

2) невказані граничні відхилення розмірів H14, валів h14,

6.2.3. Похибки форми й розміщення поверхонь

Похибки форми й розміщення поверхонь характеризуються відхиленням реальних поверхонь від номінальних форм і розміщень.

Сукупність виступів і западин на поверхні деталі утворює рельєф (макро- і мікрогеометрію). Макро- і мікрогеометрія поверхні характеризуються висотою  і кроком  (рис. 6.20).

Умовна класифікація похибок така:

 - відхилення форми; - хвилястість; - шорсткість.

 

Рис.6.20 Параметри макро- і мікрогеометрії поверхні

Похибки форми, хвилястість і шорсткість поверхонь впливають на експлуатаційні й технологічні показники виробів (нерівномірність припусків, питомого тиску, зазорів, натягів, тертя тощо).

Похибки поверхонь можна характеризувати відхиленнями D від номінальної поверхні.

Відхилення форми поверхонь. Відхилення форми - це невідповідність реальної форми номінальній.

Базою відліку відхилення форми й розміщення є прилягаючі пряма, поверхня, профіль (рис.6.21,а,б).

 

А) б)

Рис. 6.21 Графічне зображення прилягаючої прямої (а) та кола (б)

Прилягаюча пряма - це пряма, яка дотикається до реального профілю, розміщена поза матеріалом.

Прилягаюче коло - це коло номінального діаметра, описане або вписане навколо реального профілю. .

Відхилення форми характеризується похибкою форми .

6.2.3.1. Відхилення форми плоских поверхонь

Існують такі види відхилення: відхилення від прямолінійності; відхилення від площинності (випуклість і ввігнутість).

Відхилення від площинності визначають як найбільшу відстань від точок реального профілю до прилягаючої площини (рис.6.22,а). Відхилення від прямолінійності - показник відхилення профілю плоскої поверхні, що дорівнює найбільшій відстані від реального профілю до прилягаючої прямої.

Видами відхилень від площинності є випуклість (рис. 6.22,б) і ввігнутість (рис. 6.22,в).

 

А) б) в)

Рис. 6.22 Вимірювання величини відхилення від площинності (а), випуклість (б) та вгнутість (в) поверхні

6.2.3.2. Відхилення форми циліндричних поверхонь

Відхилення форми циліндричних поверхонь розглядають у поперечному і поздовжньому перерізах.

 

А) б) в)

Рис.6.23 Схема вимірювання відхилення від круглості D (а), овальність (б) та огранка (в)

У поперечному перерізі передбачені такі відхилення форми: відхилення від круглості, овальність, огранка.

Відхилення від круглості D - найбільша відстань від точок реального профілю до прилягаючого кола (рис. 6.23,а).

Овальність - відхилення від круглості, при якому реальний профіль поперечного перерізу є овальною фігурою, найбільший і найменший діаметри якої знаходяться на взаємно перпендикулярних напрямах (рис. 6.23,б).

Значення овальності

Огранка - відхилення від круглості, при якій реальний профіль поперечного перерізу є багатогранною фігурою (рис. 6.23,в).

 

Рис. 6.24 Схема вимірювання відхилення від циліндричності

Значення огранки D дорівнює найбільшій відстані реального профілю від прилягаючого кола.

У поздовжньому перерізі передбачені такі відхилення: від циліндричності, конусоподібність, бочкоподібність. Сідлоподібність.

Відхилення від циліндричності D - найбільша відстань від точок реальної поверхні до прилягаючого циліндра (рис.6.24) у межах ділянки L. Відстань між двома дотичними до профілю дорівнює допуску T.

Конусоподібність - відхилення профілю поздовжнього перерізу, при якому твірні прямолінійні, але не паралельні (рис. 6.25, а).

Бочкоподібність - відхилення профілю поздовжнього перерізу, при якому твірні непрямолінійні і діаметри яких збільшуються від країв до середини перерізу (рис. 6.25,6).

6.2.3.3. Відхилення розміщення поверхонь

Відхиленням розміщень поверхонь або профілю називають невідповідність реального розміщення номінальному.

Існують відхилення розміщення поверхонь таких видів: від паралельності; від перпендикулярності; від співвісності; від симетричності, від перетину осей, від позиційного розміщення поверхонь, радіальне і торцеве биття, тощо.

Відхилення від паралельності площин - різниця D найбільшої а і найменшої в відстані між прилягаючими площинами в межах нормованої ділянки (рис. 6.26 а).

Відхилення від паралельності осей - геометрична сума відхилень від паралельності проекцій осей у двох взаємно перпендикулярних площинах.

Відхилення від перпендикулярності площин - відхилення кута між площинами від кута 90°, виражене в лінійних одиницях на довжині нормованої ділянки (рис. 6.26 б).

Відхилення від співвісності - найбільша відстань D1 і D2 між віссю поверхонь обертання і загальною віссю двох або кількох поверхонь обертання на довжині нормованої дільниці (рис.6.26 в).

Відхилення від перетину осей, які номінально повинні перетинатись, визначають як найменшу відстань D між віссю, яка розглядається, і базовою.

Радіальне биття поверхні обертання - різниця найбільшої і найменшої відстаней від точок реального профілю поверхні обертання до базової осі в перерізі, перпендикулярному до цієї осі.

Торцеве биття - найбільша відстань D між реальним профілем і площиною, перпендикулярною до базової осі на заданому діаметрі (рис. 6.26 г).

Допуски форми і розміщення поверхонь мають умовні позначення (табл.6.1).

 

 

Приклади позначення на кресленнях допусків форми і розміщень наведено на рис. 6.27. На рис. 6.27а показано позначення допуску площинності вказаної площини (допуск площинності дорівнює 0,2 мм); на рис. 6.27 б - допуск круглості дорівнює 0,1 мм; допуск паралельності вказаної площини відносно базової площини А дорівнює 0,1 мм (рис. 6.27,в) ; на рис. 6.26 г - допуск перпендикулярності вказаної площини відносно базової площини А дорівнює 0,1 мм.

 

А) б) в) г)

Рис. 6.27 Приклади позначення на кресленнях допусків форми і розміщень: допуск площинності (а), допуск круглості (б), допуск паралельності (в), допуск перпендикулярності (г)

Таблиця 6.1

Позначення допусків форми і розміщень поверхонь