Допуски формы и расположения поверхностей

Общие положения

В крупносерийном производстве каждая деталь изготовлена с заранее заданной степенью точности. Изготовить их с полностью одинаковыми характеристиками практически невозможно. Поэтому предусмотрена стройная система разрешённых изменений в реальных классах точности.

Каждый параметр обозначается на чертеже. Указанный размер допуска отражает численную характеристику разрешённого зазора, место размещения на изделии. По правилам размещение области, к которой относится допуск, ориентируется относительно так называемой нулевой линии. По этому показателю допуски бывают:

• симметричными и ассиметричными (разрешённое отклонение допускается с одной или обеих сторон относительно выбранной нулевой линии);
• выше или ниже заданной нормали;
• с заданной величиной смещения в требуемом направлении.

Посадкой называют параметр, который указывает допустимую точность при соединении отдельных деталей в цельный агрегат. Он задаётся установленными зазорами или натягами.

Их делят на три утверждённых типа:

• заранее предусмотренным зазором;
• допустимым натягом;
• переходного типа.

Во всех случаях допуском посадки считается величина, которая рассчитывается как разность между большим и наименьшим значением допустимого зазора. Вся существующая система классифицируется по следующим признакам:

• основания системы – это допуски отверстий и валов;
• классам точности (их подразделяют на 19 квалитетов);
• величине предусмотренных натягов.

Под допусками для отверстий понимают совокупность разрешённых значений с одинаковыми квалитетами.  Для них устанавливаются предельно допустимые размеры отверстий. Вариация величины посадок достигается благодаря изменению предельных размеров вала. В системе вала перечисленные параметры изменяются в обратном порядке. Предельный размер вала сохраняет постоянство для различных посадок, а происходит изменение предельных размеров отверстия.

В системе допусков и посадок номера квалитетов являются показателями точности обработки. С возрастанием порядкового номера допуск размера увеличивается. Все размеры разделены на определённое количество интервалов. Величина каждого интервала равна трём миллиметрам. Линейка этих интервалов начинается с размера от 1 до 3 мм, затем от 3 до 6 мм и так далее. Для каждого интервала уже установлен свой усреднённый геометрический размер и обозначение. Он определяется по границам интервала. Для них определены квалитеты от пятого до семнадцатого. Чем меньше номер квалитета, тем обработка считается более точной.

Все рассчитанные параметры сведены в таблицы. Основными документами, которые систематизируют эти показатели, и правила их обозначения являются:

• ЕСДП расшифровывается как единая система допусков и посадок — установлена ГОСТ 25347-82;
• ОНВ закреплены в стандарте 25346-89 (основные нормы взаимозаменяемости устанавливают возможности по замене одних изделий аналогичными);
• ЕСКД единая система конструкторской документации объединяет все требования к оформлению и документов и нанесению обозначений — подробно изложена в стандарте 2.001-2013;
• Стандарты различного уровня и назначения: государственные ведомственные, отраслевые;
• Технические условия (применяются как нормы изготовления узкоспециальных деталей).

ЕСДП применяется для регламентирования всех параметров. ОНВ позволяет точно определить зазоры в деталях сложной конфигурации. Например, шпоночных или шлицевых соединениях, резьбы, зубчатых передач и так далее.

Каждый размер должен указываться в каждой из документаций:

• на всех видах чертежей;
• эскизах конструкций;
• технологических картах;
• дополнительных графических изображениях (пояснительных записках, набросках).

Правильно выбранные параметры  отклонений составляют основу технологических процессов. Неотступное следование утверждённым стандартам позволяет разработать и изготовить надёжный и долговечный агрегат.

Допуски формы

Этот вид разрешённых отклонений вызван неточностями обработки, которые происходят из-за реальных возможностей обрабатывающего оборудования.

К ним относятся:

• прямолинейности;
• плоскости;
• не совпадения формы окружности (к ним относятся: круглости; допуск овальности);
• изменение формы цилиндра — допуск цилиндричности.

К первой категории относятся следующие отклонения:

• формы обработанной поверхности (нарушается плоскостная картина, изменяется величина радиуса выточенного вала, нарушается геометрия фигур имеющих плоские грани);
• нарушается параллельность и перпендикулярное расположение поверхностей между собой или соседними деталями;
• проявляется разная шероховатость по длине, поперечному сечению, окружности.

Оценка величины параметров производится сравнением номинальной поверхности (обозначенной на чертеже) и реальной (полученной на станках заданного класса точности). Полученные отклонения и позволяют рассчитать величину требуемого допуска.

Изменение величины радиуса готового изделия по отношению к заданному на чертеже, называется нарушение круглости. Для предотвращения возможных негативных последствий при эксплуатации вводят допуск круглости. При рассмотрении детали в одной из плоскостей определяют необходимый допуск профиля продольного сечения.

Характер взаимного искривления расположения плоскостей подразделяется на следующие виды:

• общей параллельности (сравнивается с линией направленной вдоль поверхности);
• перпендикулярности и пересечения осей (проверяется сохранение прямого угла на всём протяжении поверхностей);
• наклона;
• симметрии (по отношению к выбранной оси).

Допуск плоскостности определяет величину разрешённого отклонения от обозначенного уровня. Основной характеристикой служит так называемое поле допуска. Его обозначают в выбранной области, которая расположена между плоскостями, для которых необходимо соблюдать строгие параметры параллельности. Расстояние до поверхности определяется существующими стандартами. Контроль отклонения этих параметров от заданных на чертеже обозначается на профилограмме.

Назначения допусков формы и расположения

Основные положения, поясняющие назначение каждого из них, приведены в ГОСТ 24643-81. Допуски формы и расположения поверхностей позволяют выбрать способ, инструмент, порядок для обработки. Кроме этого допуски формы и расположения поверхностей определяют условия эксплуатации отдельных изделий составляющих конкретный механизм, его надёжность и долговечность.

Числовые значения допусков формы

В современном стандарте для точности обработки утверждено 16 классов. Их числовые значения возрастают от одного класса к другому. Прирост точности происходит в 1,6 раза. Стандарт определяет три основных уровня, которые обозначаются заглавными буквами латинского алфавита: «А», «В» и «С». Каждый из уровней определяет следующие положения:

• первой (литера А) признаётся нормальная точность, которая составляет не менее 60 % от погрешностей всех указанных размеров;
• вторая геометрическая точность (литера В) относится к категории повышенной точности (обычно она равна около 40% допусков для всех применяемых деталей);
• наивысшей степенью точности является третий уровень (литера С), которая не превышает 25% от всех использованных погрешностей.

Числовые значения допусков формы цилиндрических поверхностей, устанавливаются для каждого из трёх уровней. Согласно стандарту они не должны превышать 30% для первого уровня, 20% для второго и 12% для третьего. Это связано с применяемыми ограничениями при отклонении радиуса изделия, с помощью указания места расположения установленного размера.

Допуски плоскости и прямолинейности

Оценка соблюдения параметров плоскости осуществляется путём сравнения с характеристиками выбранной базой. Базой служит отдельный элемент детали, которые однозначно считают плоскими. Характер и расположение прямолинейного участка уточняется по результатам сравнения со своей базой. Каждый из разрешённых изменений обозначается установленным значком. В сноске к этому знаку указывают расположение и величину установленного отклонения. Допуск устанавливается для линий и плоскостей различного порядка. Все разрешённые изменения размеров объединяют единым полем.  Общепризнанными изменения характера прямолинейности считаются выпуклость и вогнутость. Расположение и параметры отклонения от заданной плоскости обозначаются аббревиатурой (EFE). Для описания характеристик прямолинейности приняты показатели, входящие в единый комплект, обозначаемый (EFL).

Допуски круглости, цилиндричности профиля продольного сечения

Под понятием цилиндричности понимают сходство изготовленного изделия с параметрами аналогичного цилиндра. Его диаметр, длина, расположение должны соответствовать указанным в технической документации. Для сравнения  выбирают цилиндр с прилегающей (контрольной) поверхностью, имеющей меньший диаметр. Он может быть свободно вписан в реальную внутреннюю поверхность. Установленные отклонения от цилиндричности позволяют установить соответствие обработанной детали заданной форме. Расположение указанных отклонений определяют конечный вид изделия, её место установки в агрегате после сборки. Это служит главным отличием от изменений профиля продольного сечения и так называемой круглости. Они задают только один параметр отклонения от точек расположенных на заготовке. Под отклонением от так называемой круглости понимают наибольшее расстояние, задающее расположение точек на поверхности детали по отношению к прилегающей окружности. Под этой окружностью понимают окружность с большим радиусом, описанную вокруг наружной поверхности вращения, с минимальным диаметром, который устанавливает самое близкое расположение между точками этих окружностей. Наиболее встречаемыми отклонениями являются овальность и огранка.

Контроль величины этих изменений производится с помощью специальных измерительных устройств. К ним относятся: специальные шаблоны, координатно-измерительные машины, так называемые «кругломеры».

Допуски перпендикулярности, параллельности, наклона торцевого биения

В процессе эксплуатации элементов конструкции агрегата, имеющего цилиндрическую форму, наблюдается эффект так называемого торцевого биения. Предотвращения негативных последствий устраняется установлением разрешённых отклонений от утверждённых размеров. Эти значения наносятся на протяжении всей заготовки.

Допуск устанавливает величину и характер торцевого биения. Для отдельных случаев его величину задают относительно наибольшего диаметра торцевой поверхности, расположенной в готовом агрегате.

6 Общие допуски расположения и биения

6.1 Общий допуск параллельности равен допуску размера между рассматриваемыми элементами. За базу следует принимать наиболее протяженный из двух рассматриваемых элементов. Если два элемента имеют одинаковую длину, то в качестве базы может быть принят любой из них.

6.2 Общие допуски перпендикулярности должны соответствовать приведенным в . За базу следует принимать элемент, образующий более длинную сторону рассматриваемого прямого угла. Если стороны угла имеют одинаковую номинальную длину, то в качестве базы может быть принята любая из них.

Размеры в миллиметрах

6.3 Общие допуски симметричности и пересечения осей должны соответствовать приведенным в . За базу следует принимать элемент с большей длиной. Если рассматриваемые элементы имеют одинаковую длину, то в качестве базы может быть принят любой из них.

Размеры в миллиметрах

6.4 Общие допуски радиального и торцового биения, а также биения в заданном направлении (перпендикулярно к образующей поверхности) должны соответствовать указанным:

За базу следует принимать подшипниковые (опорные) поверхности, если они могут быть однозначно определены из чертежа, например, заданные как базы для указанных допусков биения. В других случаях за базу для общего допуска радиального биения следует принимать более длинный из двух соосных элементов. Если элементы имеют одинаковую номинальную длину, то в качестве базы может быть принят любой из них.

6.5 Общие допуски соосности применяются в случаях, когда измерение радиального биения невозможно или нецелесообразно. Общий допуск соосности в диаметральном выражении следует принимать равным общему допуску радиального биения.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

Отклонения формы, ограничиваемые полем допуска размера или допусками ориентации

А.1 Для элементов с указанными на чертеже предельными отклонениями размеров и неуказанными допусками формы допускаются любые отклонения формы в пределах поля допуска размера рассматриваемого элемента.

Условия, ограничивающие отклонения формы, соответствуют определению предельных размеров по ГОСТ 25346.

А.2 Отклонения формы, ограничиваемые полем допуска размера, и наибольшие значения этих отклонений, возможные при полном использовании допуска размера, приведены в .

Таблица А.1

A3 Ограничение отклонений формы допуском размера возможно при следующих условиях контроля размера:

– для цилиндрических и плоских элементов (пункты 1 и 2, перечисление а) ) размер элемента (d или h) должен контролироваться по пределу максимума материала (проходному пределу) средством, измерительная поверхность которого имеет форму парной соединяемой детали и длину, равную длине соединения, по пределу минимума материала (непроходному пределу) – двухточечным средством во всех1) точках поверхности или линии;

– для плоских поверхностей (пункт 2, перечисление б) ) размер h (между рассматриваемой поверхностью (прямой) и другой поверхностью, принимаемой за базу) должен контролироваться во всех1) точках рассматриваемой поверхности или линии. Отклонения формы поверхности, принятой за базу при контроле, не выявляются, т.к. эта поверхность заменяется прилегающей плоскостью. При необходимости ее отклонения формы нормируют отдельно.

________

1) Допускается контроль в некоторых характерных точках.

А.4 Для частных видов отклонений формы, указанных в пункте 1 , таких как овальность, огранка с четным числом граней, кону сообразность, бочкообразность и седлообразность, наибольшее возможное отклонение формы равно 0,5 IT_d.

А.5 Приведенные в наибольшие отклонения формы учитываются при анализе их влияния на работу изделия и оценке необходимости в назначении отдельного, более жесткого допуска формы. Однако они не должны использоваться изготовителем в качестве допуска формы, т.к. при этом не будет запаса на другие составляющие допуска размера (смещение настройки станка на размер, температурные изменения размера и др.).

А.6 Для элементов, для которых индивидуально указаны допуски ориентации (параллельности, перпендикулярности, наклона), общий допуск плоскостности или прямолинейности равен допуску ориентации, но не должен превышать значений .

А.7 На зарубежных чертежах и в другой технической документации требования по ограничению отклонений формы, установленные в , предполагаются в следующих случаях:

– на чертежах, содержащих ссылку на стандарт ИСО 8015 типа «Tolerancing ISO 8015» («Нанесение допусков по ИСО 8015»):

для элементов, у которых размер с указанными предельными отклонениями дополнен символом (Е), например 40 Н7(Е);

для всех элементов с указанными отклонениями размеров и неуказанными допусками формы, если ссылка на общие допуски дополнена буквой Е, например:

– на чертежах, не содержащих ссылку на стандарт ИСО 8015, для элементов с указанными предельными отклонениями размеров и неуказанными допусками формы.

Нанесение отклонения на чертеже

Указание отклонений на чертежах производится с помощью текстовых записей на полях, в специально предназначенных для этого местах, а также условными обозначениями.

Текстовые записи чаще всего используют в тех случаях, когда применение условных обозначений грозит привести к «затемнению» чертежа, или в тех случаях, когда только с их помощью можно в полном объеме указать технические требования к детали.

Текстовые записи включают в себя такие обязательные элементы, как краткое наименование предусмотренного разработчиками отклонения, а также наименование элемента или его буквенное обозначение. Величины предельных отклонений номинируются в миллиметрах. В тех случаях, когда помечаются отклонения, относящиеся к взаимному расположению поверхностей, то в обязательном порядке указываются те базы, относительно которых они задаются. Это могут быть плоскости симметрии, общие оси, линии и т.п.

Чтобы те допуски, которые относятся к расположению поверхностей и отклонениям форм, не были перемешаны с другими допусками, их указывают в специальных рамках прямоугольной формы, соединенных выносными или другими линиями с контурными линиями поверхностей, осями симметрии или размерными линиями. При этом рамки делятся на две или три части, в первой из которых указывается символ отклонения, во второй – его предельная величина, а в третьей (при необходимости) – обозначение базовой поверхности.

Виды допусков формы

Сравнение полученной формы детали с её расчётными параметрами производится на основании учёта разрешённых погрешностей. Они называются допуск формы. Величины этого параметра указывается на чертежах с помощью двух параметров: полем допуска и так называемой базой. Полем считается выделенная вокруг изделия область пространства. В неё попадают все точки поверхности изделия, расположенные на утверждённом расстоянии. Базой выбирают такой элемент изделия, который можно использовать как эталон для последующего сравнения.

К изменению формы относятся следующие отклонения геометрических параметров:

• прямолинейности (как долго сохраняется форма прямой без отклонения от заданного направления);
• плоскости (сохранение формы плоскости вдоль всей поверхности детали);
• круглости (постоянство радиуса окружности);
• цилиндричности (соблюдение цилиндрической формы);

Допуск формы позволяет определить с какой точностью должна быть обработана деталь. Это позволит правильно произвести дальнейшую сборку всего агрегата.

Отклонения и допуски формы

Точное соблюдение особенностей конфигурации, заданной в техническом задании необходимо для обеспечения её высокой работоспособности. Отклонения от требуемых параметров задаются в виде установленных погрешностей. С их помощью определяется конечная форма изделия. Указанные параметры определяют разрешённое наибольшее и наименьшее значение, которое допускается после проведения обработки. Эти отклонения объединены общим полем.

Допуски плоскостности, прямолинейности и параллельности в зависимо от квалитета допуска размера

Допуски в мкм

Зависимые допуски

Эта категория объединяет разрешённые отклонения, для которых допускается их превышение на определённую величину. Величина этого превышения должна соответствовать разрешённой разнице параметра между реальной поверхностью и выбранной базой. Зависимый допуск расположения вычисляется на основании разработанных формул, на основании указанных значений. Альтернативой этому параметру является независимый допуск. Его значение всегда является постоянной величиной, не зависит от других параметров. Обозначение обоих видов отклонений производится на соответствующих сносках.

Производственные погрешности

Разрабатывая технологические процессы, с помощью которых будет осуществляться изготовление той или иной продукции, инженеры решают немало разнообразных задач. Одной из них является обеспечение размеров, которые в точности будут соответствовать указанным на чертежах, а также правильности взаимного расположения поверхностей обрабатываемых деталей и их надлежащей формы.

Поскольку при изготовлении любой детали производственные погрешности различных операций обработки накапливаются, то их итоговая величина подлежит только приблизительной оценке.

Как известно, при выполнении различных производственных операций на технологическом станочном оборудовании его отдельные части испытывают на себе воздействие усилий резания, которые могут достигать (и обычно достигают) существенных величин и вызывать значительные деформации.

Упругая система «станок – инструмент – деталь» в процессе функционирования может подвергаться значительным вибрационным нагрузкам, которые нередко приводят к возникновению серьезных производственных погрешностей. Кроме того, дополнительные погрешности образуются ввиду физического износа отдельных деталей обрабатывающего оборудования.

Износ режущего инструмента и погрешности его изготовления также существенно влияют на итоговую точность обработки деталей. При этом погрешности возникают тогда, когда используется профильный или мерный инструмент (развертки, зенкеры, профильные резцы, резьбонарезной инструмент и т.п.). Дело в том, что во время обработки те отклонения, которые имеют его поверхности, полностью «копируются» на поверхностях деталей. Помимо указанных погрешностей существует еще и немало других.

Исходя из сказанного выше, можно констатировать, что в условиях реального производства возникновение погрешностей поверхностей деталей является неизбежным процессом.

/

0,01

Допуск биения конуса относительно оси отверстия А в направлении, перпендикулярном к образующей конуса, — 0,01 мм

1 У//ш>

А

16 Допуск полного радиального биения

Допуск полного радиального биения относительно общей оси поверхностей Л и Б — 0,1 мм

И

17 Допуск полного торцового биения

Допуск полного торцового биения поверхности относительно оси поверхности — 0,1 мм

18 Допуск формы заданного профиля

\Г\\Т0М

Допуск формы заданного профиля — 70,04 мм

Указания допусков формы и

Вид допуска

расположения условным обозначением

Пояснение

19 Допуск формы заданной поверхности

Допуск формы заданной поверхности относительно поверхностей А, Б, В — 70,1 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 плоскостности

и

Суммарный допуск наклона и плоскостности поверхности относительно основания — 0,05 мм

Окончание таблицы Б. 1

Примечания

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 ранее выпущенной документации допуски соосности, симметричности, смещения осей от номинального расположения (позиционного допуска), обозначенные соответственно знаками i— ; ; + или текстом в тех

нических требованиях, следует понимать как допуски в радиусном выражении.

2 Указание допусков формы и расположения поверхностей в текстовых документах или в технических требованиях графического документа следует приводить по аналогии с текстом пояснений к условным обозначениям допусков формы и расположения, приведенным в настоящем приложении.

При этом поверхности, к которым относятся допуски формы и расположения или которые приняты за базу, следует обозначать буквами или приводить их конструкторские наименования.

Допускается вместо слов «зависимый допуск» указывать знак @ и вместо указаний перед числовым значением символов 0 ; 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, кону-сообразности, бочкообразности и седлообразности должна быть, например, следующей: «Допуск овальности поверхности А 0,2 мм (полуразность диаметров)».

В технической документации, разработанной до 1 января 1980 г., предельные значения овальности, конусообразное, бочкообразности и седлообразности определяют как разность наибольшего и наименьшего диаметров.

Библиография

Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Допуски формы, ориентации, местоположения и биения

УДК 744.43:006.354 МКС 01.080 Т52 ОКСТУ 0002

Ключевые слова: конструкторская документация, допуск формы, допуск расположения

Редактор Р.Г. Говердовская Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор М.С. Кабашова Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Подписано в печать 13.02.2012. Формат 60×84%. Бумага офсетная. Гарнитура Ариал. Печать офсетная. Уел. печ. л. 3,26. Уч.-изд. л. 2,70. Тираж 600 экз. Зак. 155.

, 123995 Москва, Гранатный пер., 4.

Набрано во на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале — тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6.