Практическая работа № 4

Тема работы: Нормирование, методы и средства контроля отклонений формы и расположения поверхностей и шероховатости поверхности деталей.

Цель работы: формирование навыков определения требований к точности формы и расположения поверхностей и шероховатости поверхности.

Задачи:

• научиться расшифровывать обозначения на чертежах допусков формы и расположения поверхностей и шероховатости поверхностей;

• научиться выбирать и оформлять требования к точности формы и расположения поверхностей, а также к шероховатости поверхности.

Оснащение:

• комплект учебно-методической литературы;

• техническая литература и государственные стандарты;

• методические указания к выполнению лабораторной работы.

Работа рассчитана на два академических часа.

Теоретическая часть

Отклонение формы называется отклонение реальной поверхности или реального профиля от формы идеальной поверхности или идеального профиля. Виды и обозначения отклонений формы приведены в таблице 1.

Профиль – это линия пересечения поверхностей. Профилем может быть прямая линия. В частном случае профиль – это линия пересечения с плоскостью.

Допуск формы – это величина, в пределах которой может изменяться отклонением формы.

Будем использовать следующие обозначения:  - отклонение формы; Т – допуск формы; L – длина участка, на котором определяется отклонение.

Таблица 1 - Виды и обозначения отклонений формы

Вид отклонения формы	Знак допуска
Отклонение от прямолинейности Отклонение от плоскостности Отклонение от круглости Отклонение от цилиндричности Отклонение профиля продольного сечения

Приведем примеры отклонений формы.

Отсчет отклонения от прямолинейности в плоскости производится от точек реального профиля до прилегающей прямой (рисунок 1). Прилегающей называется прямая, которая касается реального профиля и расположена все объема детали так, чтобы расстояние  от нее до наиболее удаленной точки профиля было минимальным.

Отклонение от цилиндричности – это максимальное расстояние  от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра (рисунок 2). Прилегающим цилиндром называется цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверхности или максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность.

Отклонение расположения поверхностей или профиля детали – это отклонение их реального положения от выбранной базы, которой могут быть поверхность, линия или точка той же детали. Базой называется элемент детали, по отношению к которому задается допуск расположения или суммарный допуск формы и расположения рассматриваемых поверхностей.

Рисунок 1 - Отклонение от прямой в плоскости:

а – прилегающая прямая; б – обозначение на чертеже

Рисунок 2 - Отклонение от цилиндричности:

а – прилегающий цилиндр; б – обозначение на чертеже

Аналогично нормированию точности формы поверхности используются семь параметров для нормирования требований к точности расположения, которые приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Виды и обозначения расположения поверхностей

Вид отклонения формы	Знак допуска
Отклонение от параллельности Отклонение от перпендикулярности Отклонение наклона Отклонение от соосности Отклонение от симметричности Позиционное отклонение Отклонение от пересечения осей

Приведем примеры отклонения от расположения поверхностей.

Отклонение от параллельности плоскостей – это разность  наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка. На рисунке 3, показаны варианты обозначения на чертеже требований к отклонению расположения поверхностей. Задано отклонение верхней плоскости детали относительно нижней, которая принята за базовую. Базовая плоскость помечается черным треугольником, который должен быть расположен на контурной линии или ее продолжении. В верхнюю плоскость, на которую задано отклонение, упирается стрелка. Другой конец стрелки соединен с прямоугольником, в левой части которого помещен условный знак отклонения от параллельности, а в правой – его числовое значение.

Рисунок 3 - Отклонение от параллельности плоскостей

Отклонение от соосности – это наибольшее расстояние  между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности или общей осью двух и более поверхностей вращения на длине нормируемого участка. За общую ось принимается прямая, соединяющая середины осей, для которых определяется отклонение. При обозначении на чертеже требований к соосности необходимо в средней рамке знаком R задавать отклонение в радиусном выражении (отклонение относится к значению радиуса отверстия), а знаком ø – в диаметральном (отклонение относится к значению диаметра отверстия) (рисунок 4).

Рисунок 4 - Отклонение от соосности

Отклонение симметрии – это наибольшее расстояние  между плоскостью (осью) симметрии или нескольких элементов и плоскостью (осью) симметрии базового элемента или общей плоскостью симметрии двух и более элементов в пределах нормируемого участка. При обозначении на чертеже требований к симметричности необходимо в средней рамке знаком T/2 задать отклонение в «радиусном» выражении, а знаком T – в «диаметральном». В данном случае T – это ширина полосы, в пределах которой должна находится плоскость симметрии элемента с нормируемым отклонением (рисунок 5).

Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей. Данный вид отклонения является результатом сложения отклонений формы и расположения нормируемого элемента относительно заданных баз. Допускается использовать любые сочетания отклонений формы и расположения, если между ними имеется логическая связь. Однако есть такие сочетания отклонений, которые постоянно используются при нормировании точности деталей цилиндрической формы.

Рисунок 5 – Отклонение от симметричности

Радиальное биение - это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рисунок 6а).

Торцевое биение - это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцевой поверхности до плоскости перпендикулярной базовой оси, измеренной на определенном (заданном) диаметре (рисунок 6б).

Биение в заданном направлении - это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения в сечении этой поверхности конусом, ось которого совпадает с базовой осью, а образующая параллельна направлению биения (рисунок 6в).

Рисунок 6 – Радиальное биение (а), торцевое биение (б),

биение в заданном направлении (в)

Термины и определения, относящиеся к основным видам отклонений и допусков формы и расположения поверхностей, установлены ГОСТ 24642-81. Правила указания допусков формы и расположения поверхностей изложены в ГОСТ 2.308-79.

Шероховатость поверхности является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали при образовании стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывание с поверхности частиц материала.

ГОСТ 2789-73 предусматривает следующие параметры шероховатости поверхности:

Ra- среднее арифметическое отклонение профиля;

Rz - высота неровности профиля по 10 точкам;

Rmax - наибольшая высота неровностей профиля;

Sm - средний шаг неровностей;

S - средний шаг неровностей по вершинам;

tр - относительная опорная длина профиля;

p - шаговое значение уровня профиля.

Значения этих параметров определяются на участке поверхности в пределах базовой длины l.

Обозначение шероховатости поверхностей и правила их нанесения на чертеже установлены ГОСТ 2309-73. Изменение №3 принято Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 21 от 28.05.2002) (рисунок 7).

Рисунок 7 - Обозначение шероховатости поверхностей

Знак шероховатости поверхности, вид обработки которой не устанавливается
Знак шероховатости поверхности, которая обрабатывается удалением слоя материала (то точением, фрезерованием, шлифованием, полированием и т. д.)
Знак шероховатости поверхности, получаемой без удаления слоя материала (литьем, ковкой, штамповкой, прокатом, волочением и т. д.)

Когда часть поверхностей изделия по данному чертежу не обрабатывается, в правом верхнем углу чертежа перед обозначением () помещают знак размеры и толщина линии которого должны быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем знаков, нанесенных на изображении.

Рисунок 8 - Примеры обозначения шероховатости

Контрольные вопросы

1. Какие виды отклонений от геометрической формы встречаются при обработке?

2. Какие виды отклонений от взаимного расположения поверхностей встречаются при обработке?

3. Каковы причины возникновения погрешности формы и взаимного расположения обработанных поверхностей?

4. Каковы причины возникновения шероховатости поверхности?

5. Как обозначаются на чертежах допуски отклонения формы и расположения поверхностей?

6. Что понимается под шероховатостью поверхности?

7. Какие приняты критерии оценки шероховатости?

8. Как в соответствии с ГОСТ обозначается шероховатость поверхности?

9. Как влияют отклонения геометрических параметров на точность деталей?

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретическую часть.

2. Изучить предложенный эскиз детали (рисунок 9 - 13) с указанными обозначениями отклонений формы и расположения поверхностей и шероховатости поверхности. Охарактеризовать заданные поверхности.

3. Расшифровать обозначения отклонений формы и расположения заданных поверхностей и шероховатости.

4. Указать метод обработки детали для получения шероховатости поверхностей заданных параметров.

5. Назначьте допуск крутости на диаметр, указанный в таблице 1 в соответствии с вариантом, начертите эскиз вала и проставьте условное обозначение с указанием допуска. Замените условное обозначение за­писью в технических требованиях к чертежу.

6. Назначьте допуск профиля продольного сечения на диа­метр, указанный в таблице 2 в соответствии с вариантом, начертите эскиз вала и проставьте условное обозначение с указанием допуска. Замените ус­ловное обозначение за­писью в технических требованиях к чертежу.

7. Укажите шероховатость поверхности в зависимости от вида обработки. Обозначить на эскизе требования к шероховатости.

8. Сделайте выводы по работе и оформите отчет.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Наименование работы.

2. Цель и задачи работы.

3. Эскизы деталей с указанием на заданных поверхностях обозначений отклонений формы и расположения поверхностей, шероховатости.

4. Выводы по работе.

Задания для практической работы

Рисунок 9 - Деталь Втулка

Рисунок 10 - Деталь Вал

Рисунок 11 - Деталь Крышка подшипника

Рисунок 12 - Деталь Стакан

Рисунок 13 – Деталь Зубчатое колесо

Таблица 1 - Исходные данные

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Диаметр	12e7	15f8	18H8	20k6	25m7	12e7	28n8	30H7	36e8	40h7	45F8	28n8

Таблица 2 - Исходные данные

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Диаметр	Ø10H7	Ø15m7	Ø20H9	Ø25n8	Ø30F8	12g7	Ø18G7	Ø20H6	Ø6m6	Ø30G8	Ø46F8	50e7

Таблица 3 - Исходные данные

Вариант	1	2	3	4	5
Вид поверхности
Направление неровностей	перпендикулярное	параллельное	кругообразное	-	радиальное
Базовая длина, мм	8	0,8	2,5	0,25	0,8
Вид обработки	Точение обдирочное	Фрезерование чистовое	Торцевое точение обдирочное	Шлифование чистовое	Шлифование торцевое чистовое
Вариант	6	7	8	9	10
Вид поверхности
Направление неровностей	-	произвольное	параллельное	-	-
Базовая длина, мм	8	0,08	0,8	2,5	0,8
Вид обработки	Сверление	Притирка тонкая	Протягивание чистовое	Строгание плоскости чистовое	Развертывание чистовое

Пример выполнения работы

Условие: Допуск соосности отверстия относительно поверхности А не более 0,1 мм.

У словие: Шероховатость поверхности на выделенном участке недолжна превышать  Ra3,2, шероховатость остальной части детали не должна превышать  Ra0,25.

У словие: Нанести на чертеже требования к отклонению от цилиндричности вала Ø100 h7.

По ГОСТ 24643-81 для 7-го квалитета и номинального размера, находящегося в промежутке св. 50 до 120 мм, находим искомый допуск цилиндричности Т = 10 мкм или 0,01 мм

Условие: Указать шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73 и обозначить по ГОСТ 2.309-73.

В ид поверхности: отверстие.

Вид обработки - сверление.

Базовая длина для определения шероховатости - 0,8 мм.

Для сверления рекомендуются 3-5-й классы шероховатости. Принимаем середину рекомендуемого диапазона - 4-й класс. Для 4-го класса рекомендуется параметр Rz с наибольшим значением 80 мкм.