Файл: Учебнометодическое пособие для студентов высших учебных заведений.doc

Поскольку линейно-угловые измерения составляют абсолютное большинство из всей номенклатуры измерений при контроле изделий, рассмотрим более подробно соотношения между нормами точности геометрических параметров деталей.

---

4.2. Соотношения между допусками размеров, формы и расположения поверхностей

Допуски размеров фактически полностью определяют точность формы и расположения поверхностей. Поскольку «разнотолщинность» призматической детали ограничена размерами h_minи h_max (рисунок 4.1), очевидно, что форма и расположение противоположных граней годной детали ограничиваются полем допуска размера. При этом несущественно, обусловлено непостоянство размера отклонением граней от параллельности Е_расп (рис. 4.1а), или отклонением грани Е_ф (граней) от плоскостности (рис. 4.1б), или наличием комплекса отклонений формы и расположения рассматриваемых поверхностей.



В практике машиностроения и приборостроения встречаются ситуации, когда ограничения отклонений формы и расположения поверхностей, определяемые допусками размеров, оказываются слишком грубыми для обеспечения нормального функционирования деталей. В таких случаях на форму и/или расположение поверхностей накладывают более жесткие ограничения в виде специально организованных полей допусков. Специальные допуски формы и расположения поверхностей появились значительно позднее, чем допуски размеров, причем значения этих допусков, как правило, составляют определенную часть (уровни А, В и С) от допуска размера, регламентирующего те же отклонения.

Примеры случаев, в которых нормируют допуски формы и/или расположения поверхностей:

• 
  натяжные ролики ременных передач (точность размеров имеет не столь существенное значение, как круглость рабочей поверхности и ее соосность базовой поверхности);
  
• 
  накладные призматические направляющие (важна не точность размеров, а прямолинейность рабочих поверхностей);
  
• 
  колонки измерительных стоек и штативов, которые обеспечивают перемещение и фиксацию кронштейнов с измерительными головками (ось направляющей поверхности должна быть прямолинейной, а для колонок с двумя ступеньками, одна из которых запрессовывается в основание, важным параметром является также параллельность осей посадочной и направляющей поверхностей);
  
• 
  поверочные плиты, для которых точные размеры практически не нужны, но необходимы очень жесткие требования к плоскостности рабочих поверхностей;
  
• 
  кронштейны, крышки и другие детали с привалочными плоскостями (при относительно грубых допусках размеров необходимы жесткие допуски плоскостности, параллельности, перпендикулярности функционально важных элементов).
  

---

Между допусками макрогеометрии существуют очевидные и неявные связи. Очевидно, что допуск высоты призматической детали ограничивает отклонения от параллельности верхней и нижней граней и их отклонения от плоскостности (см. рис. 4.1). Кроме того, он лимитирует отклонения от прямолинейности любых профилей этих поверхностей (в произвольных направлениях). Допуск диаметра цилиндрической детали ограничивает отклонения от круглости и отклонения профиля продольного сечения поверхности, которые не могут быть больше допуска ее цилиндричности.

В нормативном документе РТМ 2 Н31-4–81, определяющем взаимосвязи между допусками, приводят перечень допусков, «ограничиваемых допусками на размеры», и допусков, «не ограничиваемых полями допусков размеров». Фактически это положение изначально неверно, поскольку при более низких требованиях к точности поверхностей деталей вовсе обходились без допусков формы и расположения поверхностей, а когда они появились, их числовые значения увязывали с допусками размеров через так называемые уровни относительной геометрической точности А, В и С.

«Независимость» некоторых допусков формы и расположения поверхностей от допусков размеров обосновывают некорректными квазилогическими выводами. Например, «независимость» допусков перпендикулярности граней призматической детали от допусков размеров «подтверждают» невозможностью выявления отклонений от перпендикулярности при контроле параметров детали накладными приборами, однако отсутствие информации – не доказательство. Недостаток таких измерений заключается в использовании двух не связанных друг с другом линейных систем координат. Недоразумение устраняется при измерительном контроле в фиксированной двухкоординатной системе, где связь между размерами и расположением становится явной.

На таком же некорректном допущении основан ГОСТ 30893.2-2002 (ИСО 2768-2-89). «Межгосударственный стандарт. Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Допуски формы и расположения поверхностей, не указанные индивидуально». В нем сказано, что общие допуски, ограничивающие отклонения от цилиндричности, профиля продольного сечения, наклона, перекоса осей, позиционные, полного радиального и полного торцового биения, формы заданного профиля и формы заданной поверхности не устанавливаются, поскольку эти отклонения «косвенно ограничиваются допусками на линейные и угловые размеры или другими видами допусков формы и расположения». Отсюда вытекает, что остальные отклонения формы и расположения поверхностей «не ограничиваются полями допусков размеров».

---

Это положение следует рассматриватькак некорректное, поскольку любые отклонения формы и расположения поверхностей фактически ограничены полями допусков размеров. Причинами кажущегося отсутствия связей могут быть либо их неочевидность, либо недостаточная строгость методик выполнения измерений. В частности, не столь очевидны связи между нормированной точностью размеров и отклонениями от перпендикулярности, соосности, пересечения осей, симметричности, а также радиального и торцового биений.

Для проявления связей следует анализировать номинальные значения функционально важных размеров. Например, по умолчанию угловой размер между номинально перпендикулярными элементами равен 90^о; номинальный линейный размер между осями двух номинально соосных поверхностей равен нулю; нулю равны также номинальные размеры между пересекающимися осями в точке их номинального пересечения, размеры между осями или плоскостями симметрии номинально симметричных элементов. Торцовое биение (даже если допуск биения не задан) ограничено допусками соответствующих продольных размеров вала или втулки.

Приведенные примеры показывают, что при анализе связидопусков макрогеометрии поверхностей, особое внимание следует обращать на номинально нулевые размеры и на координатный контроль геометрических параметров в фиксированной системе координат. При экспертизе согласованности допусков макрогеометрии между собой можно воспользоваться приведенными ниже зависимостями, которые выведены специально для обеспечения контролепригодности геометрических параметров.

Для определения соотношений между нормами точности параметров введем понятие «лимитирующий допуск». Лимитирующим будем называть допуск макрогеометрии, который ограничивает возможности увеличения других связанных с ним допусков и/или высотных параметров шероховатости поверхностей. При наличии нескольких взаимоувязанных допусков лимитирующим является тот, который накладывает самые жесткие ограничения.

Соотношения между частными и интегральными допусками формы можно рассмотреть на примерах допусков формы номинально плоских и номинально цилиндрических поверхностей. Очевидно, что допуск прямолинейности номинально плоской поверхности Т_пр (частный допуск) не может быть больше, чем лимитирующий его интегральный допуск плоскостности

---

Т_пл той же поверхности:

Т_пр ≤ Т_пл .

Допуски круглости Т_кр и профиля продольного сечения Т_пс номинально цилиндрической поверхности (частные допуски) не могут быть больше, чем лимитирующий интегральный допуск цилиндричности Т_цил той же поверхности:

Т_кр ≤ Т_цил и Т_пс ≤ Т_цил

Для вывода соотношений между допусками формы и лимитирующими допусками расположения, необходимо учитывать наличие следующих связей:

• 
  допуски прямолинейности и плоскостности номинально плоских элементов ограничиваются любыми допусками расположения этих поверхностей (допусками параллельности, перпендикулярности, наклона и симметричности номинально плоских элементов деталей);
  

• 
  допуски круглости, профиля продольного сечения и цилиндричности номинально цилиндрических элементов ограничиваются всеми допусками расположения этих элементов (допусками соосности, пересечения осей, позиционными, допусками симметричности номинально цилиндрических элементов деталей, а также допусками параллельности, перпендикулярности и наклона осей номинально цилиндрических элементов по отношению к базовым осям или плоскостям);
  
• 
  допуски прямолинейности осей номинально цилиндрических элементов ограничиваются всеми допусками расположения этих элементов;
  
• 
  допуски профиля поперечного сечения (круглости) и допуски прямолинейности осей номинально нецилиндрических элементов, являющихся поверхностями вращения (таких как конусы, параболоиды, резьбовые поверхности) ограничиваются всеми допусками расположения этих элементов.
  

Для любого из этих случаев можно предложить общее соотношение допусков формы Т_F и лимитирующего допуска расположения Т_W. Если лимитирующий допуск ограничивает отклонения формы двух поверхностей или двух противоположных элементов одной поверхности, то

Т_F ≤ (k Т_W) /2 ,

где k – коэффициент использования лимитирующего допуска, значение которого рекомендуется принимать в пределах от 0,2 до 0,6.

---