Секацкий В.С., Мерзликина Н.В. Методы и средства измерений и контроля
Подождите немного. Документ загружается.
153
сечения относятся: конусообразность (рис. 8.2, е); бочкообразность (рис. 8.2,
ж); седлообразность (рис. 8.2, з).
По аналогии с плоскими поверхностями можно выделить отклонение
от прямолинейности оси (изогнутость) и отклонение от прямолинейности
образующей (рис. 8.2,
и).
Допуски формы на чертежах указывают в прямоугольной рамке,
разделенной на две части. В первой части рамки помещают знак допуска
(табл. 8.1), во второй – величину допуска в мм. Рамку соединяют стрелкой с
рассматриваемой поверхностью. Например, допуск цилиндричности
поверхности не более 0,01 мм (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Пример указания допусков формы на чертежах
Допуски формы можно указывать и в виде текстовых записей в
технических требованиях, однако, применение условных обозначений
предпочтительнее.
Таблица 8.1
Условные знаки допусков формы поверхностей
Допуск Знак Допуск Знак
Плоскостности
Круглости
О
Прямолинейности
Профиля
продольного сечения
Цилиндричности
8.2. Основные виды отклонений расположения поверхностей
При механической обработке деталей машин и приборов или их сборке
возникают погрешности расположения поверхностей и осей. Погрешности
расположения определяют собираемость деталей и оказывают большое
влияние на работоспособность узлов. Следовательно, погрешности
расположения обуславливают функциональную взаимосвязь сборочных
единиц, особенно при одновременном сопряжении деталей по нескольким
поверхностям. Поэтому
на стадии проектирования необходимо назначать
допуск расположения, исходя из служебного назначения машин и узлов, а
при изготовлении и сборке необходим контроль действительных отклонений.
154
Под отклонением расположения понимается отклонение реального
расположения рассматриваемого элемента (поверхности, оси или плоскости
симметрии) от номинального расположения. Номинальное расположение
определяется номинальными линейными и угловыми размерами между
рассматриваемыми поверхностями, их осями или плоскостями симметрии.
При рассмотрении отклонений расположения отклонения формы
поверхностей не учитываются. Действительные поверхности при этом
заменяются прилегающими.
В зависимости от
конструктивного исполнения, а также от конкретного
метода обработки и сборки деталей могут возникнуть отклонения различного
вида.
К основным видам отклонений расположения относят:
1. Отклонение от параллельности (непараллельность) плоскостей –
разность наибольшего и наименьшего расстояния между прилегающими
плоскостями на заданной площади или длине (рис. 8.4,
а).
2. Отклонение от перпендикулярности (неперпендикулярность)
плоскостей, осей или осей и плоскости – отклонение угла между
плоскостями, осями или осью и плоскостью от прямого угла (90
0
),
выраженное в линейных единицах, на заданной длине (рис. 8.4,
б).
3. Отклонение от соосности (несоосность) – наибольшее расстояние
между осью рассматриваемой поверхности и осью базовой поверхности или
расстояние между этими осями в заданном сечении (рис. 8.4,
в).
4. Отклонение от пересечения осей (непересечение осей) – кратчайшее
расстояние между осями, номинально пересекающимися (рис. 8.4,
г).
5. Отклонение от симметричности (несимметричность) – наибольшее
расстояние между плоскостью симметрии (осью симметрии)
рассматриваемой поверхности и плоскостью симметрии (осью симметрии)
базовой поверхности (рис. 8.4,
е).
6. Позиционное отклонение (смещение осей от номинального
расположения) – наибольшее расстояние между реальным расположением
элемента (его оси или плоскости) и его номинальным расположением в
пределах нормируемого участка (рис. 8.4,
ж).
7. Отклонение наклона плоскости – отклонение угла между плоскостью
и базой от номинального угла, выраженное в линейных единицах на длине
нормируемого участка (рис. 8.4,
д).
Кроме отклонений расположения, можно выделить суммарные
отклонения, которые включают в себя как отклонения формы, так и
отклонения расположения. К ним относят:
1. Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего
расстояния от точек реального профиля поверхности вращения до базовой
оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 8.4,
з).
При проверке радиального биения не в одной плоскости, а в пределах
нормируемого участка находят полное радиальное биение.
При нормировании конических или сферических поверхностей
назначают биение в заданном направлении.
155
2. Торцовое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояния
от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости,
перпендикулярной базовой оси (рис. 8.4,
и), которую получают на заданном
диаметре торцевой поверхности. При измерении биения на всей торцевой
плоскости находят полное торцевое биение.
3. Отклонение формы заданного профиля – наибольшее отклонение
точек реального профиля, определяемого по нормали к номинальному
профилю в пределах нормируемого участка.
4. Отклонение формы заданной поверхности – наибольшее отклонение
точек реальной поверхности от номинальной поверхности
в пределах
нормируемого участка.
Величина допуска расположения установлена в зависимости от степени
точности и номинального размера.
Допуски расположения поверхностей нужно назначать при наличии
особых требований, вытекающих из условий работы, изготовления или
измерения деталей. В остальных случаях отклонения расположения
поверхностей ограничиваются полем допуска на размер или
регламентируются в нормативных материалах на допуски
, не проставляемые
у размеров.
Допуски на расположение поверхностей деталей могут быть двух
видов – зависимые и независимые.
Зависимым называется допуск расположения, величина которого
зависит не только от заданного предельного отклонения расположения, но и
от действительных отклонений размеров, а независимым – величина
которого не зависит от действительных размеров рассматриваемой
поверхности и определяется только
заданным допуском расположения.
156
Рис. 8.4. Основные виды расположения
При оформлении технической документации допуски расположения
поверхностей указывают на чертежах в виде условных обозначений или
е
ж
)
з
и
ж)
Торцевое биение
в
г
д
a
б
157
текстовых записей в технических требованиях. Применение условных
обозначений предпочтительно.
Для условного обозначения применяют знаки, указанные в табл. 8.2,
при этом данные об отклонениях расположения указывают в прямоугольной
рамке, разделенной на 2 или 3 части:
в первой – знак допуска;
во второй – величина допуска, мм;
в третьей – база или другие поверхности, к которым относятся
отклонения расположения
.
Таблица 8.2
Условные знаки допусков расположения поверхностей
Допуск Знак Допуск Знак
Параллельности Наклона
Перпендикулярности
Радиального,
торцевого биения в
заданном направлении
Соосности
Пересечения осей
Полного радиального
биения
Симметричности
Формы заданной
поверхности
Позиционный
Когда допуск расположения относится к поверхности или её профилю,
рамку соединяют прямой или ломаной линией с контурной линией
поверхности или её продолжением.
Если допуск расположения относится к оси или плоскости симметрии,
соединительная линия должна быть продолжением размерной.
Рамку соединяют также с базой прямой или ломаной линией,
заканчивающейся зачерченным треугольником. Если
соединение базового
элемента с рамкой неудобно, то базу обозначают прописной буквой,
указывая её в третьей части рамки. Эту же букву помещают в квадратную
рамку, которая соединяется выносной линией с зачерченным треугольником.
Зависимые допуски расположения поверхностей обозначают условным
знаком , который помещается после числового значения допуска:
.
8.3. Средства для измерения отклонений формы
плоских поверхностей
М
158
Измерение погрешностей формы плоских поверхностей
интерференционным методом описано в разделе 3. Рассмотрим ряд других
средств.
Поверочные линейки изготавливают следующих типов:
1. Лекальные линейки: ЛД – лекальные с двухсторонним скосом (рис.
8.5,
а); ЛТ – лекальные треугольные (рис. 8.5,б); ЛЧ – лекальные
четырехгранные (рис. 8.5,
в).
2. Лекальные линейки с широкой рабочей поверхностью: ШП – с
широкой рабочей поверхностью прямоугольного сечения (рис. 8.6,а); ШД – с
широкой рабочей поверхностью двутаврового сечения (рис. 8.6,б); ШМ – с
широкой рабочей поверхностью, мостики (рис. 8.6,
в).
Рис. 8.5. Линейки лекальные
3. УТ – угловые трехгранные линейки (рис. 8.6,
г).
а б
в г
Рис. 8.6. Лекальные линейки с широкой рабочей поверхностью
и угловые трехгранные
Лекальные линейки
выпускают 0 и 1 классов точности. Они
предназначены для контроля прямолинейности «на просвет». Размер
просвета определяют по образцу просвета или щупом (рис. 8.7).
а
в
б
159
Рис.8.7. Набор щупов
Линейки с широкой рабочей поверхностью выпускают трех классов
точности: 0, 1, 2. Их используют для проверки прямолинейности методом
линейных отклонений и для проверки плоскостности узких поверхностей
методом «на краску».
Метод линейных отклонений заключается в следующем. Линейку
укладывают рабочей поверхностью на две одинаковые концевые меры
длины, установленные на измеряемой поверхности. Измеряемую
поверхность или линейку разбивают по длине на 10 частей (
можно мелом),
измеряют расстояние от рабочей части линейки до измеряемой поверхности
и строят график.
а б
Рис. 8.8. Проверки прямолинейности методом линейных отклонений
За величину отклонения от прямолинейности принимают наибольшее
расстояние точек кривой от линии АВ (см. рис. 8.8,
б). Расстояние А (рис.
8.8,
а) измеряют набором концевых мер, щупом или специальными
индикаторными приборами.
Для уменьшения погрешности концевые меры устанавливают в точках
наименьшего прогиба линейки (точки Эри) на расстоянии 0,233
L от краев
линейки.
Угловые линейки применяются для одновременного контроля двух
пересекающихся поверхностей методом «на краску», например, деталей типа
160
«ласточкин хвост». Линейки выпускают 0, 1 и 2 классов точности с двумя
шабреными поверхностями, образующими угол, равный 45, 55 и 60
о
.
Выбор поверочных линеек в зависимости от точности измеряемой
поверхности можно проводить по рекомендациям, приведенным в табл. 8.3.
Таблица 8.3
Рекомендации по выбору поверочных линеек
Тип
линейки
Линейка
лекальная
Линейка лекальная
с широкой рабочей
поверхностью
Линейка
угловая
Класс точности
линейки
0 1 0 1 2 0 1 2
Степень точности
измеряемой
поверхности
2-3 4 4-5 6-7 7-8 7 8 8
Поверочные и разметочные плиты выпускают двух исполнений:
I – с ручной шабровкой рабочих поверхностей классов точности: 00, 0,
1;
II – с механически обработанными поверхностями классов точности: 1,
2, 3.
Плиты изготавливают из чугуна, гранита или других твердых горных
пород.
Плиты классов 00 и 0 применяют для контроля отклонений от
плоскостности поверхностей особо точных деталей, а классов тонности 1 и 2
– для
деталей нормальной точности. Плиты 3 класса точности используют
для разметочных работ.
Плиты предназначены для контроля плоскостности методом «на
краску» и методом линейных отклонений.
Измерительные уровни предназначены для измерения отклонений от
прямолинейности шаговым методом.
а б
Рис.8.9. Измерение прямолинейности уровнем
161
Уровень устанавливают на подставке с опорами, расположенными на
расстоянии
l (рис. 8.9,а). Расстояние l должно соответствовать одной десятой
от проверяемой длины.
Подставку последовательно устанавливают на участки 0 – 1, 1 – 2, 2 – 3
и т. д. Отклонение от прямолинейности поверхности обуславливает
различный наклон ее отдельных участков относительно горизонтальной
линии, проведенной через точку 0, принятую за начало отсчета.
Наклон участка определяют по уровню и строят график (см. рис. 8.9,
б).
Через первую и последнюю точки графика проводят прямую линию,
характеризующую общий наклон поверхности. Отклонение от
прямолинейности равно наибольшему отклонению точек графика от прямой
линии.
Гидростатические уровни применяются для контроля горизонтально
расположенных поверхностей большой протяженности. Они основаны на
принципе сообщающихся сосудов (рис. 8.10). Уровень жидкости в сосудах 1
и 2 контролируется либо по шкалам,
нанесенным на сосуды, либо
микрометрическими глубиномерами 3.
Рис. 8.10. Гидростатический уровень
Оптическая линейка предназначена для измерения отклонений от
прямолинейности с высокой точностью. В основу положен принцип создания
идеальной прямой с помощью оптической оси (рис. 8.11) и измерения
отклонений от этой оси кареткой, движущейся по измеряемой поверхности.
Рис. 8.11. Схема оптической линейки
162
8.4. Средства для измерения отклонений формы
цилиндрических поверхностей
Для контроля отклонений формы цилиндрических поверхностей
используют специальные приборы (круглометры) или универсальные
средства линейных измерений.
Элементарные отклонения формы, как правило, измеряют с помощью
универсальных средств измерения.
Овальность определяют по наибольшей разности диаметров в двух
взаимно перпендикулярных направлениях. Вал поворачивают между
измерительными поверхностями универсального прибора (микрометра,
рычажной или индикаторной скобы) или на столе вертикальной стойки под
наконечником измерительной головки (рис. 8.12,а) до получения
наибольшего или наименьшего показаний. Затем вал поворачивают на 90° и
выполняют второй отсчет. Овальность равна полуразности показаний
прибора. Овальность отверстий находят аналогично с помощью нутромеров.
Рис. 8.12. Схемы измерений элементарных погрешностей формы
цилиндрических поверхностей
Огранку с нечетным числом граней измеряют при установке вала в
призме или кольце трехконтактным методом, при котором две точки
профиля изделия соприкасаются с опорой, а одна точка - с наконечником
прибора. При вращении вала в кольце (рис. 8.12,6) определяют значение
огранки как наибольшую разность показаний индикатора. При определении
огранки путем вращения вала в призме (рис. 8.12,в) используют зависимость,
связывающую значение огранки с наибольшей разностью показаний
индикатора
Δ
ог
=Δ
х
/ К,
где Δ
х
– показания прибора;
К - коэффициент воспроизведения огранки, числовые значения
которого приведены в табл. 8.4. Для измерений следует выбирать призму с
углом, который обеспечивает наибольшее значение К.
а б в
г