Приложения

Приложение 1

Построение полей допусков

Выполнение лабораторных работ предполагает построение схем расположения полей допусков для более наглядного представления о годности контролируемых деталей.

Полем допуска называют поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска характеризуется допуском и его положением относительно номинального размера.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Он может быть определен по разному: прямо по указанию на чертеже, в результате расчета по приведенным в работе формулам, по маркировке на детали, в результате предварительного измерения детали. В последнем случае он должен быть округлен до ближайшего нормального линейного размера по ГОСТ 6636-69*.

При построении схемы поля допуска вначале проводят нулевую линию, соответствующую номинальному размеру. От нулевой линии, располагаемой горизонтально, в определенном масштабе откладывают величину отклонений в соответствии с их знаком (положительные – вверх, отрицательные вниз).

Действительные отклонения определяются либо как результат измерения по дифференциальному методу, либо как разность между действительным и номинальным размерами. Действительным размером называется размер, установленный путем непосредственного измерения с допустимой погрешностью, которая в соответствии с ГОСТ 8.051-81 составляет 20…30% от допуска. Действительное отклонение на схеме расположения поля допуска рекомендуется обозначать знаком , а его величину указывают рядом.

Детали считаются годными, если действительное отклонение находится в пределах поля допуска между верхним и нижним отклонениями или равно их значению. Поэтому на схеме расположения поля допуска каждого размера рекомендуется указывать только номинальный размер, предельные и действительные отклонения.

Пример 1

Построить поле допуска вала 100f6. Для этого сначала проводим ну­левую линию и ставим на ней номинальный размер 100 мм. Далее находим по табл. П4 Приложения 2 основное отклонение для вала f6: es = –36 мкм, затем по табл. П3 находим величину допуска для 6-го квалитета Т = 22 мкм и рас­считываем нижнее отклонение вала еi = es – Т = –36 – 22 = –58 мкм. Схема поля допуска показана на рис. П1.

Рис. П1. Поле допуска вала

Пример 2

Построить поле допуска отверстия 80Н7. Для этого проводим нуле­вую линию и находим основное отклонение. Для поля допуска Н оно равно 0, следовательно, нижняя граница поля допуска совпадает с нулевой линией, а верхнее отклонение ES = Т. По табл. П3 Приложения 2 находим по 7-му квалитету Т = 30 мкм и откладываем верхнее отклонение от­верстия +30 мкм. Схема поля допуска показана на рис. П2.

Рис. П2. Поле допуска отверстия

Пример 3

Построить поле допуска калибра пробки для отверстия 40F8.

По данным табл. П6 Приложения 2, находим основное отклонения отверстия 40F8: нижнее (EI = 25 мкм), и по табл. П3 – величину поля допуска (Т = 39 мкм); затем рассчитываем верхнее отклонение (ES = 64 мкм) и номинальные размеры проходной (40,025 мм) и непроходной (40,064 мм) сторон изме­ряемого калибра.

Из табл. П9 Приложения 2 определяем допуск на изготовление калибра (Н = 4 мкм), смещение середины поля допуска проходной стороны калибра (Z = 6 мкм) и предельно допустимый выход размера изношенного проходного ка­либра (Y = 5 мкм) и рассчитываем предельные отклонения: верхнее отклонение непроходной стороны калибра Н/2 = +2 мкм, нижнее отклонение непроходной стороны –Н/2 = –2 мкм, верхнее отклонение проходной стороны Z + H/2 = +8 мкм, нижнее отклонение проходной стороны –Z – Н/2 = +4 мкм, граница износа проходной, стороны Y = –5 мкм. Схема поля допуска ка­либра пробки показана на рис. П3.

Рис. П3. Поля допусков калибра пробки

Пример 4

Построить поле допуска внутреннего кольца подшипника 6-й степени точности диаметром 45. Для определения годности кольцо подшипника необходимо сравнить с допустимыми среднее отклонения из всех измерений в трех плоскостях по высоте подшипника. Кроме того необходимо найти V_dsp – непостоянство диаметра в единичной плоскости и V_dmp – непостоянство среднего диаметра отверстия в единичной плоскости. V_dsp – находится как разность наибольшего и наименьшего единичных диаметров в каждой единичной плоскости. Для определения V_dmp необходимо найти средний диаметр в каждой единичной плоскости и рассчитать разность наибольшего и наименьшего средних диаметров. По данным табл. П13 Приложения 2 находим предельные отклонения для внутреннего кольца подшипника диаметра 45 класса точности Р6, для среднего отклонения Δ_dmр (верхнее 0, нижнее –10 мкм) и откладываем их относительно нулевой линии. Схема поля допуска показана на рис. П4. Далее находим допустимое значение V_dsp для серии диаметров 1 оно равно 10 мкм. Потом допустимое значение V_dmp оно равно 8 мкм. Далее сравниваем полученные в работе значения с табличными, если они не превышают допустимых величин и отклонение среднего диаметра находится в поле допуска то подшипник является годным.

Рис. П4. Поля допусков внутреннего кольца подшипника

Пример 5

Построить поле допуска угла 30° по 14-й степени точности. Поля до­пусков углов могут иметь симметричное и предельно одностороннее распо­ложение относительно номинала, чаще используется симметричное распо­ложение. Прежде всего, необходимо измерить наименьшую сторону угла, так как в зависимости от ее величины нормируются значения допусков углов. В нашем случае длина наименьшей стороны равна 50 мм. Тогда по табл. П11 Приложения 2 мы находим значение допуска угла по 14-й степени точ­ности 26'. Предельные отклонения при симметричном расположении поля допуска будут равны ±13'. Схема расположения показана на рис. П5.

Рис. П5. Поле допуска угла

Пример 6

Построить поле допуска инструментального наружного конуса Морзе по 7-й степени точности. Инструментальные конусы имеют односторонние поля допусков. Для наружных конусов задается только верхнее отклонение В, нижнее отклонение при этом равно 0. Для внутренних конусов задается только нижнее отклонение Н, верхнее равно 0. В зависимости от номера конуса (в данном случае конус № 4, номинальная конусность 0,05194) по 7-й степени точности по таблице П12 приложения 2 находим верхнее отклонение конуса В = 25 мкм на базовой длине 100 мм. Для построения поля допуска необходимо пересчитать отклонение в безразмерные единицы, разделив его на базовую длину в мкм 25/100000 = 0,00025. Схема расположения поля допуска наружного конуса Морзе приведена на рис. П6.

Рис. П6. Поле допуска инструментального наружного конуса Морзе

Построение полей допусков на резьбовые соединения и зубчатые коле­са делается аналогично с гладкими цилиндрическими поверхностями, одна­ко имеет ряд особенностей. Для зубчатых колес при измерении накладными приборами чертится кроме табличного еще и производственное поле до­пуска.

Пример 7

Построить поле допуска на толщину зуба цилиндрического зубчатого колеса наружного диаметра 120 мм с модулем 4 мм, выполнен­ного по степени точности 9-В, диаметр окружности вершин выполнен по h8 с радиальным биением TCR по 8-й степени точности.

Для этого по табл. П21 и П22 Приложения 2 в зависимости от допуска на радиальное биение зубчатого венца Fr = 80 мкм и степени точности нахо­дим допуск на толщину зуба Тс = 140 мкм и верхнее отклонение (наименьшее) толщины зуба Ecs = –140 мкм. По этим значениям строим табличное поле допуска. В качестве номинала откладываем номинальную толщину зуба, которую находим по формуле: Sc = 1,38704m = 5,548 мм (рис. П7). Так как в качестве измерительной базы мы использовали окруж­ность вершин, которая по отношению к базовому отверстию сама имеет от­клонения, то оценку колеса необходимо проводить по производственному полю допуска, величина которого скорректирована по формулам:

T_Cпр = T_C – 0,73(Td_a/2 + TCR),

E_CSпр = E_CS + 0,73(eid_a/2 – TCR/2),

E_CIпр = E_Ci + 0,73(esd_a/2 + TCR/2);

где Td_а – допуск диаметра окружности вершин по 8-му квалитету равен 54 мкм, eid_а – нижнее отклонение диаметра окружности вершин по h8 равно –54 мкм, esd_а – верхнее отклонение диаметра окружности вершин по h равно 0, TCR – радиальное биение диаметра окружности вершин по табл. П17 по 8-й степени точности для диаметра 120 мм равно 60 мкм.

Подставляя в формулы эти значения, получаем: T_Cпр = 76,49  76 мкм; E_CSпр = 181,61  182 мкм; E_CIпр = –258,1  258 мкм. Схемы табличного и производственного полей допусков показаны на рис. П7.

Рис. П7. Табличное и производственное поля допусков на толщину зуба

Пример 8

Построить поле допуска на измерительное межосевое рас­стояние колеса с числом зубьев Z = 30, модулем 3 мм, выполненного по степени точности 9-С, из­мерительное колесо имеет 40 зубьев (Z_изм = 40).

Рис. П8. Поле допуска на измерительное межосевое расстояние

Находим номинальное значение измерительного межосевого расстояния i по формуле: а^// = m(Z + Z_изм)/2 = 105 мм. Верхнее отклонение Е_а^//_S со знаком плюс принимается равным допуску на колебание измерительного межосевого рас­стояния на одном зубе f_ri^// по табл. П20 Приложе­ния 2, f_ri^// = 36 мкм, нижнее отклонение Е_а^//_I со знаком минус принимается равным по абсолютной величине допуску на дополнительное смещение исходного контура Т_Н, по табл. П21 Приложения 2 Т_Н = 180 мкм. Следовательно, Е_а^//_S = +36 мкм, а Е_а^//_I = –180 мкм (изображение поля допуска см. рис. П8).

Пример 9

Построить поле допуска на средний диаметр болта М20х2 выполненного с отклонением по 6e.

Для этого сначала находим номинальный средний диаметр болта по таблице П29 Приложения 2, в зависимости от наружного диаметра и шага он получается d₂ = 18,701 мм. Далее по табл. П29 Приложения 2 на­ходим верхнее отклонение болта в зависи­мости от шага: esd₂ = –71 мкм. По табл. П30 для 6-й степени точности в зависимости от наружного диаметра и шага, находим величину допуска на средний диаметр болта Td₂ = 160 мкм, и откладываем ее от верхнего отклонения вниз (поле допуска болта изображено на рис. П9.).

Рис. П9. Поле допуска болта

Пример 10

Построить поле допуска проходной стороны резьбового ка­либра предназначенного для контроля гаек М24З-7Н.

Находим номинальный средний диаметр гайки по табл. П29 Приложения 2: D₂ = 22,051 мм. Основ­ное отклонение по Н равно 0. Поле до­пуске гайки рассчитывается по формуле TD₂ = 1,32Td₂, Td₂ – находим по табл. П30 Приложения 2, Td₂ = 250 мкм. Соответственно TD₂ = 1,32250 = 330 мкм. В зависимости от ве­личины допуска гайки, по табл. П34 Приложения 2 нахо­дим величины: T_РL – величина до­пуска калибра, Z_PL – высота от нижней границы поля допуска гайки до середины поля допуска калибра, W_GO – величина допустимого износа калибра (откладывается от Z_PL вниз). Верхнее предельное отклонение калибра равно: Z_PL + T_РL/2 = 24 + 18/2 = 33 мкм. Нижнее предельное отклонение калибра равно: Z_PL – T_РL/2 = 24 – 18/2 = 15 мкм. Граница допустимого износа равна: Z_PL – W_GO = 24 – 27 = –3 мкм. Схема поля допуска резьбового калибра показана на рис. П10.

Рис. П10. Поле допуска проходной стороны резьбового калибра пробки