8. Точность обработки и допуски формы и расположения поверхностей
Точность обработки – это степень приближения действительных размеров деталей к расчетным значениям. Точность обработки зависит от жесткости оборудования, приспособлений и инструмента. Точность геометрических параметров деталей характеризуется точностью формы и взаимного расположения поверхностей [3, 5].
8.1. Отклонения и допуски формы поверхностей
Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности от формы номинальной поверхности. Под номинальной поверхностью принимается идеальная поверхность, форма которой задана чертежом. К отклонениям формы плоских поверхностей относятся отклонения от прямолинейности и плоскостности. К отклонениям формы цилиндрических поверхностей относятся отклонения от круглости (контролируется в сечении), цилиндричности и профиля продольного сечения (контролируется не менее чем в трех сечениях по длине цилиндра). К отклонениям от круглости относятся: овальность, причиной которой является биение шпинделя токарного или шлифовального станков; огранка – изменение мгновенных центров вращения детали, возникает чаще всего при бесцентровом шлифовании. К отклонениям от цилиндричности поверхности относятся: конусообразность, бочкообразность и седлообразность. Причиной возникновения конусообразности является несоосность шпинделя и задней бабки; бочкообразности – деформация длинных валов при обтачивании их в центрах без люнетов; седлообразность – деформация коротких валов, так как упругие напряжения по концам валов больше чем в середине. Причиной возникновения непараллельности образующих являются остаточное напряжение от предыдущей операции (например, после термообработки).
8.2. Отклонение взаимного расположения поверхностей
Номинальное расположение поверхности оси или профиля определяется номинальными линейными или угловыми размерами, между рассматриваемой поверхностью и базой. Базой называют поверхность, по отношению к которой заданы допуски расположения. К отклонениям взаимного расположения относятся: отклонения от параллельности и перпендикулярности плоскостей, осей отверстий; отклонения от соосности, отверстий или наружных поверхностей; отклонением радиального или торцового биения; симметричности поверхности, относительно отдельных элементов; отклонении от пересечения осей отверстий; позиционное отклонение и позиционный допуск – условное название отклонения и допуска на смещение оси или плоскости относительно номинального расположения. Обозначение отклонений взаимного расположения поверхностей на чертежах производится в рамке и соединительная линия рамки должна быть продолжением размерной линии, если отклонение относится к оси или плоскости симметрии. Обозначение отклонений взаимного расположения поверхностей приведены в табл. 56.
Таблица 56
Классификация отклонений и допусков формы
и расположения поверхностей (по ГОСТ 24642-81)
|
Группа отклонений и допусков |
Наименование допуска |
Условный знак допуска по ГОСТ 2.308-79 |
|
Допуски формы поверхностей |
Допуск прямолинейности |
|
|
Допуск плоскостности |
| |
|
Допуск круглости |
| |
|
Допуск цилиндричности |
| |
|
Допуск профиля продольного сечения |
| |
|
Допуски взаимного поверхностей расположения |
Допуск параллельности |
|
|
Допуск перпендикулярности |
| |
|
Допуск соосности |
| |
|
Допуск симметричности |
| |
|
Допуск пересечения осей |
| |
|
Допуск радиального биения |
| |
|
Допуск торцового биения | ||
|
Допуск полного радиального биения |
| |
|
Допуск полного торцового биения | ||
|
Позиционный допуск |
|
Таблица 57
Обозначение отклонений формы и взаимного расположения поверхностей
на чертежах и схемы контроля
|
Обозначение на чертеже |
Текст в технических требованиях |
Схема контроля |
|
|
Допуск прямолинейности поверхн. А 0,01 мм |
|
|
|
Допуск плоскостности поверхн. А 0,004 мм |
|
|
|
Допуск круглости и цилиндричности поверхн. А 0,008 мм |
|
|
|
Допуск профиля продольного сечения поверхн. А 0,005 мм |
|
Продолжение табл. 57
|
Обозначение на чертеже |
Текст в технических требованиях |
Схема контроля |
|
|
Допуск перпендикулярности поверхн. Б относительно поверхн. А 0,012 мм |
|
|
|
Допуск параллельности поверхн. Б относительно поверхн. А 0,01 мм |
|
|
|
Допуск параллельности оси отверстий относительно поверхн. А 0,01 мм |
|
Продолжение табл. 57
|
Обозначение на чертеже |
Текст в технических требованиях |
Схема контроля |
|
|
Допуск параллельности оси отверстия Б относительно оси отверстия А 0,01 мм |
|
|
|
Допуск перпендикулярности поверхн. Б относительно оси отверстия А 0,02 мм |
|
|
|
Допуск перпендикулярности оси отверстия Б относительно поверхн. А 0,02 мм |
|
Приложение табл. 57
|
Обозначение на чертеже |
Текст в технических требованиях |
Схема контроля |
|
|
Допуск перпендикулярности отверстия Б относительно оси отверстия А 0,02 мм |
|
|
|
Допуск соосности двух отверстий относительно общей оси А 0,012 мм |
|
|
|
Допуск симметричности паза относительно оси отверстия А 0,016 мм |
|
Продолжение табл. 57
|
Обозначение на чертеже |
Текст в технических требованиях |
Схема контроля |
|
|
Допуск симметричности шпоночного паза относительно поверхн. А 0,025 мм; допуск параллельности 0,012 мм |
|
|
|
Допуск полного радиального биения поверхн. Б относительно оси А 0,1 мм |
|
|
|
Допуск торцового биения поверхн. Б относительно поверхн. А 0,04 мм |
|
|
|
Допуск пересечения осей отверстий 0,025 мм |
|
Окончание табл. 57
|
Обозначение на чертеже |
Текст в технических требованиях |
Схема контроля |
|
|
Допуск позиционный отверстий 0,2 мм |
|
|
|
Допуск позиционный отверстий относительно базового отверстия А 0,2 мм, допуск зависимый |
|
|
Примечания:
1. Обозначение допусков формы поверхности
на чертежах производится в рамке,
соединительная линия рамки не должна
быть продолжением размерной линии.
2. Допуски взаимного расположения
поверхностей обозначаются в радиусном
или диаметральном выражении: в радиусном
– R;
в диаметральном –
полным допуском Т
или половиной допуска
| ||
.
3. Допуск зависимый обозначается
.4. Допуски формы и взаимного расположения
на сборочных чертежах или плотных
корпусных чертежах записываются
текстом в технических требованиях
над штампом чертежа.
Допуски отклонений формы плоских поверхностей выбираются (табл. 58) в зависимости от номинального размера и степени точности. Степень точности выбирается в зависимости от способа обработки и назначения рассматриваемой поверхности (табл. 59).
Таблица 58
Допуски плоскостности и прямолинейности
по ГОСТ 24643-81(ограничение стандарта)
|
Интервалы номинальных размеров, мм |
Степень точности | ||||||||
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 | |
|
мкм | |||||||||
|
До 10 |
1 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
|
Св. 10 до 16 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
|
Св. 16 до 25 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
|
Св. 25 до 40 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
|
Св. 40 до 63 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
|
Св. 63 до 100 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
|
Св. 100 до 160 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
|
Св. 160 до 250 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
|
Св. 250 до 400 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
|
Св. 400 до 630 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
Таблица 59
Примеры выбора степени точности в зависимости от способа обработки
для определения допусков плоскостности и прямолинейности
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
4 |
Измерительные и рабочие поверхности средств измерения нормальной точности. Направляющие станков повышенной точности. Базовые и измерительные поверхности контрольных приспособлений. |
Доводка, шлифование и шабрение повышенной точности |
|
5, 6 |
Направляющие столы станков нормальной точности. Базовые и установочные поверхности технологических приспособлений. Упорные подшипники. |
Шлифование, шабрение, развертывание, обтачивание и растачивание повышенной точности |
|
7, 8 |
Разметочные плиты. Направляющие прессов, ползуны. Базовые поверхности технологических приспособлений. Опорные поверхности рам, станин. Разъемы корпусов, редукторов. |
Грубое шлифование, фрезерование, строгание, протягивание, обтачивание и растачивание чистовое |
|
9, 10 |
Стыковые поверхности станин прокатных станов. Кронштейны и основания вспомогательных механизмов. Присоединительные поверхности фланцев. |
Фрезерование, строгание, долбление, обтачивание и растачивание |
|
11, 12 |
Неответственные рабочие поверхности механизмов пониженной точности. Базовые поверхности столов, рамок, планок в литейных машинах |
Грубая механическая обработка всех видов |
Допуски цилиндричности, круглости и профиля продольного сечения для цилиндрических наружных и внутренних поверхностей выбираются (табл. 60) в зависимости от степени точности и номинального размера. Степень точности выбирается в зависимости от способа достижения заданной шероховатости поверхности (табл. 61).
Таблица 60
Допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения
по ГОСТ 24643-81 (ограничение стандарта)
|
Интервалы номинальных размеров, мм |
Степень точности | ||||||||
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 | |
|
мкм | |||||||||
|
До 3 |
1,2 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
|
Св. 3 до 10 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
|
Св. 10 до 18 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
|
Св. 18 до 30 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
|
Св. 30 до 50 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
|
Св. 50 до 120 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
|
Св. 120 до 250 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
|
Св. 250 до 400 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
|
Св. 400 до 630 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
Таблица 61
Примеры выбора степени точности в зависимости от способа обработки
для определения допусков круглости и цилиндричности
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
4 |
Дорожки качения и посадочные поверхности подшипников качения повышенной точности и сопрягаемые с ними посадочные поверхности валов и корпусов. Подшипники жидкостного трения. Подшипниковые шейки коленчатых валов, поршневые пальцы и сопрягаемые с ними отверстия в деталях авиационных и автомобильных двигателей, детали гидравлической аппаратуры |
Доводка, шлифование и шабрение повышенной точности, хонингование, тонкое растачивание и обтачивание повышенной точности |
|
5, 6 |
Посадочные поверхности колец подшипников качения и сопрягаемые с ними посадочные поверхности валов и корпусов. Вкладыши коленчатых валов, двигателей, валов редукторов, насосов. Поршневые пальцы дизелей и двигателей. Детали гидравлической и пневматической аппаратуры, работающие при средних давлениях. |
Шлифование, хонингование, чистовое обтачивание и растачивание, тонкое развертывание, протягивание |
Окончание табл. 61
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
7, 8 |
Подшипники скольжения крупных турбин, тихоходных двигателей, редукторов, цилиндры, гильзы, поршни, автомобильных и тракторных двигателей. Отверстия под втулки двигателей и гидравлических устройств. |
Чистовое обтачивание и растачивание развертывание, протягивание, зенкерование и сверление повышенной точности |
|
9, 10 |
Подшипники скольжения при малых скоростях и давлении, поршни, цилиндры насосов низкого давления. Поршневые кольца дизелей и газовых двигателей. |
Обтачивание и растачивание, сверление, литье под давлением |
Допуски параллельности и симметричности шпоночного паза назначают для обеспечения равномерного контакта рабочих поверхностей шпонки и пазов вала и ступицы.
Допуски параллельности, перпендикулярности, наклона, торцового биения и полного торцового биения назначаются (табл. 62) в зависимости от номинального размера и степени точности. Степень точности допусков параллельности выбирается в зависимости от способа обработки для получения заданной шероховатости поверхности (табл. 63).
Степень точности допусков перпендикулярности, наклона, торцового биения и полного торцового биения выбирается в зависимости от способа обработки для получения заданной шероховатости поверхности (табл. 64).
Таблица 62
Допуски параллельности, перпендикулярности, наклона, торцового биения
и полного торцового биения по ГОСТ 24643-81(ограничение стандарта)
|
Интервалы номинальных размеров, мм |
Степень точности | ||||||||
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 | |
|
мкм | |||||||||
|
До 10 |
1,6 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
|
Св. 10 до 16 |
2 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
|
Св. 16 до 25 |
2,5 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
|
Св. 25 до 40 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
|
Св. 40 до 63 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
|
Св. 63 до 100 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
|
Св. 100 до 160 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
|
Св. 160 до 250 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
|
Св. 250 до 400 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
400 |
|
Св. 400 до 630 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
500 |
Таблица 63
Примеры выбора степени точности в зависимости от способа обработки
для определения допусков параллельности
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
4 |
Направляющие поверхности станков и приборов высокой точности. Измерительные рабочие поверхности средств измерения. |
Доводка, шлифование и шабрение повышенной точности, хонингование |
|
5, 6 |
Рабочие поверхности станков нормальной точности, измерительные поверхности средств измерений, рабочие поверхности приспособлений высокой точности, торцы подшипников, корпусов рабочих шестерен. Базовые плоскости приспособлений. |
Шлифование, координатное растачивание, фрезерование повышенной точности |
|
7, 8 |
Рабочие поверхности прессов, плит штампов, кондукторов, торцы фрез. Опорные торцы крышек и колец подшипников. Оси отверстий в корпусах зубчатых передач. |
Фрезерование, строгание, протягивание, шлифование и растачивание |
|
9, 10 |
Торцы крышек подшипников в тяжелом машиностроении. Шатунные шейки коленчатого вала дизелей и газовых двигателей. Оси передач в лебедках, ручных приводах. |
Фрезерование, растачивание, сверление и развертывание по кондуктору |
|
11, 12 |
Плоскости разъема в корпусах редукторов. Оси и поверхности в вилках и других механизмов сельскохозяйственных машин |
Грубая механическая обработка всех видов |
Таблица 64
Примеры выбора степени точности в зависимости от способа обработки
для определения допусков перпендикулярности и торцового биения
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
4 |
Направляющие поверхности станков и приборов высокой точности. Измерительные рабочие поверхности средств измерения. Заплечики валов под прецизионные подшипники качения. |
Доводка, шлифование и шабрение повышенной точности, тонкое точение |
|
5, 6 |
Рабочие поверхности станков нормальной точности, измерительные поверхности средств измерений, торцы корпусов, роторов насосов. Заплечики валов и корпусов под подшипники качения. Торцы планшайб и патронов станков. |
Шлифование, шабрение, хонингование, фрезерование, строгание и растачивание повышенной точности |
Окончание табл. 64
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
7, 8 |
Рабочие поверхности прессов, торцы станочных втулок. Заплечики валов и корпусов под подшипники качения нормальной точности. Торцы ступиц и распорных втулок. Оси отверстий в корпусах конических редукторов. |
Фрезерование, строгание, шлифование и растачивание, долбление |
|
9, 10 |
Торцы подшипников в ручных лебедках и приводах. Зубчатые венцы колес с обработанными зубьями в сельскохозяйственных машинах. |
Обтачивание, грубое фрезерование, строгание и растачивание |
|
11, 12 |
Уплотнительные поверхности присоединительных фланцев угловых вентилей. Зубчатые венцы звездочек с обработанными зубьями в сельскохозяйственных машинах. Рабочие поверхности угольников для строительных работ. |
Грубая механическая обработка всех видов |
Допуски соосности посадочных поверхностей под подшипники качения относительно их общей оси назначают для ограничения перекоса колец подшипников качения, что может вызвать заклинивание подшипника.
Допуски соосности посадочной поверхности под зубчатые, червячные колеса назначают для обеспечения нормы кинематической точности и нормы контакта передач.
Допуски соосности, симметричности и пересечения осей назначают в зависимости от степени точности допуска и величины номинального размера (табл. 65). Степень точности выбирают в зависимости от способа обработки для получения заданной шероховатости поверхности (табл. 66).
Таблица 65
Допуски радиального биения и полного радиального биения. Допуски соосности,
симметричности, пересечения осей в диаметральном выражении
по ГОСТ 24643-81 (ограничение стандарта)
|
Интервалы номинальных размеров, мм |
Степень точности | ||||||||
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 | |
|
мкм | |||||||||
|
До 3 |
3 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
|
Св. 3 до 10 |
4 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
|
Св. 10 до 18 |
5 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
|
Св. 18 до 30 |
6 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
|
Св. 30 до 50 |
8 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
|
Св. 50 до 120 |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
400 |
|
Св. 120 до 250 |
12 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
500 |
|
Св. 250 до 400 |
16 |
25 |
40 |
60 |
100 |
160 |
250 |
400 |
600 |
|
Св. 400 до 630 |
20 |
30 |
50 |
80 |
120 |
200 |
300 |
500 |
800 |
Допуски соосности, симметричности и радиального биения в радиусном выражении могут быть получены делением значений, указанных в табл. 65 пополам и округлением до ближайшего числа из указанного ряда.
Таблица 66
Примеры выбора степени точности в зависимости от способа обработки
для определения допусков соосности, симметричности и радиального биения
|
Степень точности |
Примеры применения |
Способы обработки |
|
4 |
Рабочие поверхности шпинделей и столов станков повышенной точности. Опорная и посадочная поверхность подшипников скольжения. Посадочные шейки валов под зубчатые колеса высокой точности. |
Тонкое шлифование и точение, внутреннее шлифование с одной установки, хонингование |
|
5, 6 |
Втулки станочные повышенной точности. Кольца подшипников качения нормальной точности. Посадочные поверхности валов под зубчатые колеса. |
Шлифование, обтачивание, внутреннее шлифование и растачивание с одной установки |
|
7, 8 |
Рабочие кромки режущих инструментов. Отверстия под торцовые крышки и вкладыши в корпусах подшипников. Поверхности катания ходовых колес подъемно-транспортных и сельскохозяйственных машин. |
Грубое шлифование, растачивание и обтачивание нормальной точности, протягивание, развертывание |
|
9, 10 |
Посадочные шейки валов под зубчатые колеса валов пониженной точности с допусками по 11, 12 квалитетам. |
Обтачивание, растачивание и сверление |
Допуски соосности посадочной поверхности для полумуфт, шкивов, звездочек, зубчатых колес открытых передач назначают для снижения дисбаланса вала и установленных на этой поверхности деталей. При частоте вращения вала n << 1000 мин –1 допуск соосности посадочной поверхности не задают.
В большинстве случаев на чертежах следует указывать вместо допуска соосности допуск радиального биения (см. табл. 65).
Если величина допуска не выбирается из указанных таблиц, а рассчитывается по эмпирическим зависимостям (например, допуски параллельности и симметричности шпоночного паза), то определенный по формуле допуск округляют до ближайшего меньшего значения из ряда: 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2: 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 80; 100; 120; 160; 200; 250; 300; 400 мкм.