Отклонения формы поверхности

Во всех машинах и механизмах основная группа деталей имеет форму одной из простых геометрических фигур. Наиболее часто, детали имеют форму плоскости или цилиндра. Реже применяют детали в виде сложных геометрических фигур.

Однако вследствие целого ряда причин, точная геометрическая форма деталей при изготовлении не выдерживается. Это приводит к тому, что на отклонения от правильной геометрической формы устанавливают нормы. Кроме того, каждая деталь имеет несколько поверхностей, и необходимо, чтобы они располагались одна относительно другой, согласно заданных требований.

Например, обычный цилиндрический валик имеет цилиндрическую поверхность, а с торца плоскую. Необходимо, чтобы торцовая поверхность была перпендикулярна цилиндрической поверхности.

Очень редко деталь представляет собой вал одного диаметра. Чаще всего, это, так называемые ступенчатые валики, состоящие из нескольких цилиндров разных диаметров.

Часто требуется, чтобы оси этих цилиндров располагались на одной прямой, а поскольку абсолютно точно поверхности детали между собой расположить сложно и требуются значительные трудозатраты, то возникает необходимость нормировать отклонения по взаимному расположению поверхностей.

При нормировании отклонений формы употребляют понятие, так называемой, прилегающей поверхности. Например, когда речь идет о плоских поверхностях, то необходимо представить, что эти поверхности детали, как бы накрываются идеальной плоскостью и уже от нее определяются отклонения формы поверхности детали.

Отклонения от заданной формы оказывают влияние на характер сопряжения при сборке, ухудшают качество работы узлов и машин в целом. Поэтому, в зависимости от назначения деталей и условий их работы, конструктор ограничивает возможные отклонения формы и расположения поверхностей допусками, предусмотренными в ДСТУ 2498-94 и ГОСТ 24642-81 «Основные термины и определения».

Условные обозначения отклонений формы поверхностей и обозначения отклонений взаимного расположения поверхностей предусмотрены по ГОСТ 2.308-79.

Наиболее распространенные термины и определения по ГОСТ 24642-81 показаны на рис.6

а - отклонение от прямолинейности; б - вогнутость; в - выпуклость;

г - овальность; д, е - отклонение от круглости.

Рисунок 6 Отклонения формы

Отклонение от прямолинейности в плоскости - наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка (рис. 6а). Частными видами отклонений от прямолинейности являются вогнутость и выпуклость (рис. 6б и 6в).

Отклонение от плоскостности - наибольшее расстояние Δ от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка (рис. 6г).

Отклонение от круглости - наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 6д). Частными видами отклонений от круглости являются овальность (рис. 6г) и огранка, под которой понимается фигура, состоящая из нескольких граней вместо плавной окружности (рис. 6е).

Отклонение от цилиндричности - наибольшее расстояние Δ от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка.

Частными видами отклонений профиля продольного сечения цилиндра являются конусообразность, бочкообразность, седлообразность и отклонение от прямолинейности образующей и допуск прямолинейности оси (рис.7).

а - конусообразность; б - бочкообразность; в - седлообразность;

г - отклонения от прямолинейности оси.

Рис. 7. Отклонения формы продольного сечения вала

Допуски формы назначаются отдельно только в случаях, когда требуется форму сделать точнее размера. Для этих случаев, ГОСТ 24643-81 установлены относительные геометрические точности формы, в зависимости от величины допуска диаметра. Среднее соотношение допуска формы и диаметра имеет зависимость:

К=2 (Тф/Тd) 100%,

где Тф – допуск формы;

Тd – допуск диаметра.

Установлены следующие уровни относительной геометрической точности:

А - нормальная (К=60%)

В – повышенная (К=40%)

С – высокая (К=25%)

- особо высокая (К≤ 25%)

Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответствующие уровням А, В, С, составляют примерно 30, 20, 12% от допуска размера, т.к. допуск формы ограничивает отклонение радиуса, а допуск размера – отклонение диаметра поверхности.

Отклонения формы не должны превышать допуск размера. Отклонение от плоскостности поверхности допуском размера не ограничивается, и должно указываться отдельно и в более жестких пределах, чем допуск размера.

Если на чертеже не указаны допуски формы поверхности, то допускаются любые отклонения в пределах поля допуска размера.