Основы нормирования параметров точности

    В неподвижных соединениях посадки  используются при невысоких требованиях  к соосности при небольших  и спокойных нагрузках; для неподвижных  осей и пальцев в опорах; для  центрируемых частей машин, используемых в качестве подшипников; для соединения деталей, которые должны легко передвигаться  при настройках и регулировках с  последующим креплением и др. Такие  посадки используются для сменных  шестерен в металлорежущих станках, сельскохозяйственных машинах, для  предохранительных муфт на валу скребкового  конвейера, посадок болтов в головках шатунов и др.

    В подвижных соединениях указанные  посадки применяются при невысоких  требованиях к точности, например ползуны на призматических шпонках  включающих механизмов; соединительные муфты на валах; поршни и поршневые  золотники в цилиндрах; шпиндели клапанов в направляющих некоторых  двигателей внутреннего сгорания; шатуны между буртами вкладышей шатунных головок компрессора; шестерни, зубчатые торцовые муфты и тому подобные детали на валах при медленных или  периодических поступательных и  вращательных движениях и др. Применяются  для подвижных соединений, в которых  требуется обеспечить плавность  перемещений, ограничить зазор во избежание  нарушения соосности, возникновения ударов при реверсивных движениях или для сохранения герметичности, например клапанные коромысла на осях в механизме распределения двигателей; клапанные шпиндели в направляющих втулках; передвижные шестерни на валах коробки передач; головка шатуна с шейкой коленчатого вала трактора.

    Посадки с натягом. В системе ОСТ посадки с натягом называются горячими, прессовыми и легкопрессовыми, что давало технологическую характеристику образования этих посадок. Для горячих посадок характерны большая величина натяга, технологически осуществляемая путем разогрева втулки или охлаждения вала до нужной температуры для выполнения сборки сопрягаемых деталей последующим охлаждением втулки или размораживанием вала. Например, горячие посадки применялись в производстве стволов артиллерийских орудий.  

4.   Допуски формы  и расположения  поверхностей.
1. Основные понятия и определения.

    Являясь составной частью комплексной проблемы точности геометрических параметров деталей  машин, допуски геометрический форм и расположения поверхностей этих деталей  оказывают существенное влияние  на формирование требуемых свойств  качества как деталей, так и машин  в целом.

    Основные  факторы образования погрешностей (отклонений) формы и расположения поверхностей те же, что и погрешностей размеров элементов деталей. Это  прежде всего точностные характеристики станка, инструмента, технологической  оснастки, упругие деформации станка, инструмента, приспособлений и обрабатываемой детали, неодинаковость припусков и  физико-механических свойств заготовок  и др.

    Указанные факторы, образуя погрешности в  геометрической формe поверхностей и  их взаимном расположении, неизбежно  приводят к снижению заданных эксплуатационных свойств. В подписных соединениях  погрешности формы приводят к увеличению износа деталей из-за повышенного удельного давления на выступах неровностей поверхностей, к нарушению плавности хода, шумообразованию, а в неподвижных соединениях искажение формы приводит к неравномерности натягов в соединениях, из-за чего снижается их прочность, герметичность и точность центрирования.

    Например, уменьшение конусности, седлообразное  и овальности шеек коленчатого вала двигателя одного из автомобилей  с О 01 до 0,006 мм позволяет увеличить  срок работы вкладышей подшипников  в 2,5-4 раза. При изготовлении поршневых  пальцев двигателей с допуском на диаметр 15 мкм устанавливают допустимую конусность, овальность и огранку  не более 4 мкм каждая. Погрешности  формы и расположения поверхностей также оказывают влияние на точность базирования деталей при изготовлении и контроле, на трудоемкость и точность сборки, повышают объем пригоночных  работ.

    Основные  термины и определения, относящиеся  к отклонениям и допускам формы  и расположения поверхностей деталей  машин и приборов, устанавливает  ГОСТ 24642-81.

При анализе  точности формы и расположения поверхностей различают:  
- реальные профили, поверхности, реальное расположение поверхностей, которые образуются в результате изготовления деталей на станках;  
- номинальные профили, поверхности, номинальное расположение поверхностей, заданные на чертеже.

    В основу нормирования отклонений формы  и расположен поверхностей положен  принцип прилегающих прямых, профилей, плоскостей, поверхностей, прилегающих  цилиндра и окружности.

    Прилегающей называется прямая, соприкасающаяся  с реальным профилем и расположенная  вне материала детали так, чтобы  отклонение от нее наиболее удаленной  точки реального профиля в  пределах нормируемого участка имело  минимальное значение. Это понятие  относится и к прилегающему профилю, и к прилегающей плоскости.

    Прилегающим цилиндром называется цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверхности или максимального  диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность. Это понятие относится  также и к прилегающей окружности. Прилегающие поверхности и профили  соответствуют условиям сопряжения деталей при посадках с нулевым  зазором. При измерении прилегающими поверхностями служат рабочие поверхности  контрольных плит, интерференционных  сте-К0Л) лекальных и поверочных линеек, калибров, контрольных оправок и  т. п.

2. Отклонения формы поверхностей.

    Отклонением формы называется отклонение формы  реальной поверхности или реального  профиля от формы номинальной  поверхности или номинального профиля.

Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием А от точек реальной поверхности (профиля) по нормали в  пределах нормируемого участка L.

ГОСТ 24643-81 предусматривает  пять видов отклонений формы: от прямолинейности; от плоскостности для плоских  поверхностей; от цилиндричности; от круглости; от профиля продольного сечения  для цилиндрических поверхностей.

    Отклонение  от цилиндричности - наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности  до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка. Этот комплексный  показатель недостаточно обеспечен  производственными измерительными средствами и находит применение в основном при исследованиях.

    Отклонение  от круглости - наибольшее расстояние Д от точек реального профиля  до прилегающей окружности. Этот показатель оказывает существенное влияние  на эксплуатационные свойства качества деталей и используется для деталей, к которым предъявляются требования высокой точности по овальности и  огранке. Причиной появления овальности является овальность самой заготовки  детали, овальность опорных поверхностей шпинделя станка, упругие деформации детали (особенно тонкостенных) при закреплении в станке. Причиной появления огранки является изменение мгновенного центра вращения детали, например при бесцентровом шлифовании. Огранка может быть с четным и нечетным числом граней. Огранка с нечетным числом граней характеризуется равенством Диаметра по граням.

    Отклонение  профиля продольного сечения - наибольшее расстояние Д от точек образующих реальной поверхности, лежащих в  плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны Прилегающего профиля.

Конусообразность  возникает из-за износа резца, несовпадения осей шпинделя и пиноли задней бабки  станка, отклонения от параллельности оси центров и направляющих станины. Бочкообразность чаще всего образуется при обтачивании тонких длинных  валов без люнетов в связи  с упругой деформацией. Бочкообразность  и седлообразность могут возникать  вследствие упругой деформации опор шпинделя и пиноли задней бабки станка.

    Отклонение  от прямолинейности в плоскости - наибольшее расстояние Д от точек  реального профиля до прилегающей  прямой в пределах нормируемого участка.

Помимо отклонения от прямолинейности в плоскости  стандартом установлены отклонение от прямолинейности оси (или линии) в пространстве и отклонение от прямолинейности  оси (или линии) в заданном направлении.

    Отклонение  от плоскостности - наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности  до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка.

Частными видами отклонения от плоскостности являются вогнутость и выпуклость.

3. Отклонения расположения поверхностей.

    Отклонение  расположения поверхностей - отклонение реального расположения рассматриваемого элемента детали от его номинального расположения. Номинальное расположение элемента определяется номинальными линейными  и угловыми размерами между ним  и базами или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.

Базой называется элемент детали или сборочной  единицы (или выполняющее ту же функцию  сочетание элементов), по отношению  к которому задается допуск расположения или определяется расположение рассматриваемого нормируемого элемента.

    Базой может быть поверхность (например, плоскость), ее образующая или точка (например, вершина конуса, центр сферы), ось, если базой является поверхность  вращения.

    При оценке отклонений расположения должны исключаться отклонения формы. Для  этого реальные поверхности (или  профили) заменяются прилегающими, а  за оси, плоскости симметрии и  центры реальных поверхностей (профилей) принимают оси, плоскости симметрии  и центры прилегающих элементов.

    Стандартом  установлены семь видов отклонений расположения поверхностей: от параллельности; от перпендикулярности; наклона; от соосности; от симметричности; позиционное; от пересечения  осей.

    Отклонение  от параллельности - разность А наибольшего  и наименьшего расстояний между  плоскостями (осью и плоскостью, прямыми  в плоскости, осями в пространстве и т.д.) в пределах нормируемого участка.

    Отклонение  от перпендикулярности - отклонение угла между плоскостями (плоскостью и  осью, осями и т.д.) от прямого угла, выраженного в линейных единицах Д, на длине нормируемого участка.

    Отклонение  наклона - отклонение угла между плоскостями (осями или прямыми, плоскостью и  осью и т.д.) от номинального угла, выраженного  в линейных единицах А, на длине нормируемого участка.

    Отклонение  от симметричности - наибольшее расстояние между плоскостью (осью) рассматриваемого элемента (или элементов) и плоскостью симметрии базового элемента (или  общей плоскостью симметрии двух или нескольких элементов) в пределах нормируемого участка.

    Отклонение  от соосности - наибольшее расстояние А между осью рассматриваемой  поверхности вращения и осью базовой  поверхности (или осью двух или нескольких поверхностей) на длине нормируемого участка.

    Отклонение  от пересечения осей - наименьшее расстояние А между осями, номинально пересекающимися.

    Позиционное отклонение - наибольшее расстояние А  между реальным расположением элемента (центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным расположением  в пределах нормируемого участка.

4. Суммарное отклонение формы и расположения поверхностей.

    Название "суммарные" такие отклонения получили потому, что их влияние  на эксплуатационные свойства деталей  обусловлено одновременно отклонениями и формы, и расположения.

    На  радиальное биение оказывают влияние  отклонение от круглости профиля  рассматриваемого сечения и отклонение его центра относительно базовой  оси, на торцовое биение влияют отклонение от плоскостности рассматриваемой  поверхности и отклонение от ее перпендикулярности относительно базовой оси.

    Суммарным отклонением формы и расположения называют отклонение, являющееся результатом  совместного проявления отклонения формы и отклонения расположения рассматриваемой поверхности или  профиля относительно заданных баз.

    Стандартом  установлено семь видов суммарных  отклонений: радиальное биение, торцовое биение; биение в заданном направлении; полное радиальное биение; полное торцовое биение; отклонение формы заданного  профиля; отклонение формы заданной поверхности.