какой параметр не относится к точности детали
Точность детали по геометрическим параметрам
Геометрические параметры включают точность размера, точность формы, точность взаимного расположения поверхностей и осей, волнистость поверхности, шероховатость.
Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров деталей и изделий к их заданным значениям, указанным в чертежах или технических требованиях. Необходимо различать нормированную точность деталей, узлов и изделий, т. е. совокупность допускаемых отклонений от расчетных значений геометрических и других параметров, и действительную точность, т. е. совокупность действительных отклонений, определенных в результате измерения (с допускаемой погрешностью).
Номинальные параметры – предписываются чертежом, действительные – это параметры после изготовления и измерения.
Достичь заданной точности — значит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах.
При определении действительных зазоров за действительный размер отверстия целесообразно принимать диаметр вписанного в действительную поверхность цилиндра, т. е. наименьший размер, а для вала — диаметр описанного цилиндра, т. е. наибольший из размеров в разных сечениях детали. Однако для прецизионных машин и приборов следует учитывать характер отклонений формы деталей. Для деталей, образующих посадки с натягом, характер соединения определяется средним из размеров, полученных при измерении детали в нескольких сечениях и в разных направлениях, который и принимается за действительный размер.
Отклонение формы цилиндрической детали в продольном сечении.
Конусообразность возникает из-за износа резца, несовпадения осей шпинделя и пиноли задней бабки станка, отклонения от параллельности оси центров и направляющих станины. Бочкообразность чаще всего образуется при обтачивании тонких длинных валов без люнетов в связи с упругой деформацией. Бочкообразность и седлообразность могут возникать вследствие упругой деформации опор шпинделя и пиноли задней бабки станка.
Помимо отклонения от прямолинейности в плоскости стандартом установлены отклонение от прямолинейности оси (или линии) в пространстве и отклонение от прямолинейности оси (или линии) в заданном направлении.
Частными видами отклонения от плоскостности являются вогнутость и выпуклость.
Отклонение формы цилиндрических деталей в поперечном сечении
Отклонения формы поверхностей
Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля.
Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием А от точек реальной поверхности (профиля) по нормали в пределах нормируемого участка L.
ГОСТ 24643-81 предусматривает пять видов отклонений формы: от прямолинейности; от плоскостности для плоских поверхностей; от цилиндричности; от круглости; от профиля продольного сечения для цилиндрических поверхностей.
Вопрос № 10
Отклонение от круглости — наибольшее расстояние Д от точек реального профиля до прилегающей окружности. Допуск круглости Т — наибольшее допускаемое значение отклонения от круглости. Поле допуска круглости — область на плоскости, перпендикулярной осп поверхности вращения или проходящей через центр сферы, ограниченная двумя концентрическими окружностями, отстоящими одна от другой на расстоянии, равном допуску круглости Т.
Частными видами отклонений от круглости являются овальность и огранка.
Овальность — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях.
Огранка — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру. Огранка может быть с четным и нечетным числом граней. Огранка с нечетным числом граней характеризуется равенством размера d. Овальность детали возникает, например, вследствие биения шпинделя токарного или шлифовального станка, дисбаланса детали и других причин. Появление огранки вызвано изменением положения мгновенного центра вращения детали, например, при бесцентровом шлифовании.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТОЧНОСТИ И ВИДЫ ТОЧНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Любая деталь, даже простейшая, состоит из нескольких элементов. Так, цилиндрический валик состоит из элемента в виде цилиндрической поверхности и двух элементов в виде плоскостей, требования к точности у которых разные. В машиностроении нормируются требования к точности элементов детали, но иногда и всего механизма.
Изготовление абсолютно точного элемента детали невозможно, да и не нужно:
а) в зависимости от назначения элемента детали требования к его точности должны быть разные;
б) невозможно изготовить абсолютно точно элемент детали, даже самый простой;
в) чем точнее требуется изготовить элемент детали, тем дороже будет его изготовление;
В отношении элементов деталей в машиностроении нормирование точности – это установление требований о степени приближения к заданному значению.
Существует четыре нормируемых параметра характеризующих геометрическую точность элементов деталей:
1. Точность размера.
Размер элементов деталей должен находиться в определенных пределах и отличаться от номинального на определенное значение. Нормирование точности в отношении размера заключается в указании отклонений от номинального значения.
2. Точность формы поверхности.
В машиностроении элементы детали должны иметь определенную номинальную геометрическую форму (цилиндр, плоскость, сфера и т.д.). В этом случае точность нормируется, как допускаемое искажение конфигурации по сравнению с идеальной правильной формой. Эти искажения формы должны находиться в определенных заданных пределах. Нормирование точности формы заключается в указании значений, насколько форма может отличаться от идеальной, а иногда нормируется и допустимый вид искажений.
 |
Рис.1.1. Искажение размеров и формы цилиндра после изготовления
3. Точность расположения поверхностей.
Любая деталь состоит из набора элементов (поверхностей) определенной формы. Эти элементы должны быть расположены одна относительно другой в заданном положении. Сделать это абсолютно точно невозможно, а следовательно, возникает необходимость нормировать точность, т.е. степень отклонения расположения одной поверхности относительно другой. Например, в цилиндрическом валике торцевые поверхности должны быть расположены перпендикулярно оси цилиндра, но практически так сделать невозможно и поэтому необходимо установить требования к точности этого расположения. При нормировании требуется указать допускаемые значения, насколько одна поверхность может смещаться относительно другой.
4.Точность по шероховатости поверхности.
Ответы на тесты по теме Технические дисциплины
Какой стандарт регламентирует комплекс работ по технологической подготовке производства?
Технологическая подготовка производства обеспечивает
Готовность производства к изготовлению изделий, отвечающих требованиям заказчика
Какое оборудование применяется при единичном производстве?
—> Что такое технологический переход?
Это часть технологической операции, выполняемая над одной или несколькими поверхностями заготовки
Какой принцип изготовления и сборки деталей является основой современного машиностроительного производства?
Использование полной взаимозаменяемости
Какого производства не существует?
Значения параметров технологических процессов
Какие области промышленности относятся к технологии машиностроения?
Машиностроение и приборостроение
Какие работы не проводятся при технологической подготовке производства?
Выбор материала изделия
Что такое технологическая операция?
Это часть процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте
Технология машиностроения изучает:
Закономерности процессов изготовления машин
Что является основной обеспечивающей частью дисциплины «Основы технологии машиностроения»?
Механическая обработка и сборка
Какие основные смежные дисциплины подготавливают базу для изучения основ технологии машиностроения?
Резание металлов, режущий инструмент, металлорежущие станки и метрология, стандартизация и сертификация
—>
Что такое технологический процесс?
Это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства
Что изучается в дисциплине «Основы технологии машиностроения»?
Явления происходящие при изготовлении машин, требуемого качества, необходимого количества при наименьших затратах труда
Кто проводит выбор разработчика изделия?
Что обозначает буква е в формуле нормального закона?
Основание натуральных логарифмов
Какая погрешность не влияет на точность изготовления?
Какой параметр не относится к точности детали?
Какого типа погрешности не существует?
Случайная закономерно меняющаяся погрешность
23. Точность формы деталей. Допуски, посадки и технические измерения.
23. Точность формы деталей. Допуски, посадки и технические измерения. 23. Точность формы деталей. Допуски, посадки и технические измерения.
Под отклонением формы понимается совокупность отклонений формы действительной поверхности (или профиля) от формы номиналь¬ной поверхности (или профиля), заданной чертежом. За величину откло¬нения формы принимается наибольшее расстояние от точек действитель¬ной поверхности до прилегающей поверхности.
Точность формы цилиндрических поверхностей определяется точностью контура в поперечном (перпендикулярном оси) сечении и точностью образующих цилиндра в продольном (проходящем через ось) сечении. Контур поперечного сечения цилиндрического тела описывается окружностью. Показателем отклонений контура поперечного сечения является некруглость — отклонение от окружности (рис. 44, а).
При отсутствии огранки с нечетным числом граней некруглость определяется как полуразность между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения, измеренными двухконтактным прибором.
К дифференцированным отклонениям формы в поперечном сечении относятся овальность и огранка. Овальность (рис. 44, б) — отклонение от окружности, при котором дей-ствительный профиль представляет со¬бой овалообразную фигуру, наибольший и наимень-ший диаметры которой (вдоль большой и малой осей овала) находятся во взаимно перпенди-кулярных направлениях. За величину овальности принимается разность между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения, т.е. удвоенная величина некруглости. Огранка (рис. 44, в) — отклонение, при котором профиль детали представляет собой многогранную фигуру с криволинейными гранями. Величина огранки определяется как наибольшее расстояние от точек действительного профиля до прилегающей окружности.
Бочкообразность, седлообразность (корсетность) и изогнутость являются следствием непрямолинейности образующих, конусность — следствием непараллельности образующих.
Совокупность всех отклонений профиля сечения плоских поверх¬ностей может быть охарактеризована комплексным показателем — непрямолинейностью, а всех отклонений формы поверхности — неплоскостностью. Непрямолинейность (отклонение от прямо-линейности про¬филя поверхности) — наибольшее расстояние от точек действительного профиля (полученного в сечении поверхности нормальной плоскостью, проходящей в задан-ном направлении) до прилегающей прямой (рис. 47, а). Допуск на непрямолинейность может быть отнесен ко всему участку проверяемой поверхности или к заданной длине. Неплоскост¬ность (отклонение от плоскостности) — наибольшее расстояние от точек действительной поверхности до прилегающей плоскости (рис. 47, б), Детали с плоскими поверхностями могут иметь дифференцированные отклонения в виде вогнутости (рис. 47, в) или выпуклости (рис. 47, г).
Отклонением расположения называется отклонение от номинального распо-ложения рассматриваемой поверхности, ее оси или плоскости симметрии относительно баз или отклонение от номинального взаимного расположения рассматриваемых поверхностей. Номинальное расположение определяется номинальными линейными и угловыми размерами между рассматриваемыми поверхностями, их осями или плоскостями симметрии.
Различают основные виды отклонений расположения:
непараллельность — отклонение от параллельности либо плоскости, либо оси поверхности вращения и плоскости. Непараллельность характеризуется раз-ностью наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостью и осью по-верхности на заданной длине:
неперпендикулярность — отклонение от перпендикулярности плос¬костей, осей или оси к плоскости — отклонение угла между плоскостя¬ми, осями или осью и плоскостью от прямого угла, выраженное в линей¬ных единицах на заданной длине:
несоосность — отклонение от соосности относительно базовой повер¬хности — наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверх¬ности и осью базовой поверхности на всей длине рассматриваемой поверхности или расстояние между осями в заданном сечении.
Обычно на практике учитывают комплексные погрешности, которые складываются из погрешностей формы и положения. К таким погрешностям относятся:
радиальное биение — разность наибольшего Аmax и наименьшего Аmin расстояний от точек реальной поверхности до базовой оси вращения в сечении, перпендикулярном этой оси (рис. 48, а). Радиальное биение является результатом смещения центра (эксцентриситета) рассматривае¬мого сечения относительно оси вращения и некруглости;
торцевое биение — разность наибольшего и наименьшего расстоя¬ний а от точек реальной торцевой поверхности, расположенных на окружности заданного диаметра, до плоскости, перпендикулярной базовой оси вра¬щения (рис. 48, б).
Если диаметр не задан, то торцевое биение определяется на наибольшем диаметре торцевой поверхности. Торцевое биение является резуль¬татом неперпендикулярнос¬ти торцевой поверхности базовой оси и отклонений фирмы торца по линии измерения.
Параметры качества деталей — точность деталей
Точность деталей
При восстановлении автомобилей особое внимание обращают на один из важнейших показателей качества – точность. Под точностью детали понимается соответствие ее геометрических параметров (размеров, формы и взаимного положения исполнительных поверхностей) требованиям чертежа и технических условий.
Точность необходима не только для непосредственного выполнения изделием служебного назначения, но и является одной из предпосылок длительной его эксплуатации. Этим объясняется непрерывное повышение требований к точности восстановления деталей и машин в целом. Примечательно, что за последнее столетие точность деталей машин выросла почти в 2000 раз. Анализ проблемы точности и динамики её роста приводит к выводу, что все параметры точности будут ужесточаться еще больше. В ряде развитых индустриальных стран уже введено понятие «нанотехнология», предусматривающее как получение, так и измерение параметров, прежде всего геометрического характера, с точностью до одной миллиардной метра. Таким образом, нанотехнология призвана сменить микротехнологию.
Достижение заданной точности даже на высокоточном оборудовании деталей сопряжено со значительными трудностями из-за возникновения технологических упругих и остаточных деформаций. Поскольку абсолютное достижение номинальных (идеальных) размеров и других показателей точности невозможно, то погрешность изготовления детали ограничивается допуском. Допуск представляет собой разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами и назначается конструктором исходя из служебного назначения детали. С уменьшением величины допуска при неизменном номинальном размере возрастает точность детали.
Величина допуска определяется двумя независимыми факторами: номинальным размером детали и её точностью, т. е. деталь любого номинального размера может иметь любую точность, и допуск может быть определён по формуле
(1.1)
где i – масштабный коэффициент; a – коэффициент точности.
Масштабный коэффициент указывает на то, что детали одинаковой точности, но разных номинальных размеров должны иметь различные повеличинедопуски. Очевидно, нельзясчитатьимеющимиодинаковые точности детали с одинаковыми допусками и разными номинальными размерами, например, 1 и 1000 мм. Деталь с большим номинальным размером при одинаковой точности должна иметь большую величину допуска, чем деталь с меньшим номинальным размером.
Опытным путём установлена зависимость масштабного коэффициента от номинального размера:
где D – номинальный размер детали.
Коэффициент точности характеризует точность детали, т. е. степень приближения размера годной детали к заданному (например, номинальному).
Международными стандартами установлена зависимость коэффициента точности от общепринятой характеристики точности – квалитета (IT):
(1.3)
Квалитет – показатель, количественно характеризующий точность, который введён вместо характеристики «класс точности». Допуски двух смежных квалитетов (при постоянном номинальном диаметре) отличаются в 1,59 раза.
Чем больше номер квалитета, тем ниже точность детали, тем больше величина допуска и тем грубее изготовлена деталь.
Международным стандартом предусмотрено 19 квалитетов: 01, 0, 1, 2…16, 17.
Квалитеты 12…17 предназначены для габаритных размеров, как правило, грубых, необрабатываемых деталей, например картерноблоковых изделий.
Квалитеты 5…11 предназначены для размеров деталей, составляющих сопряжения, т. е. ответственных за работу машин.
Квалитеты 1…4 предназначены для размеров особо точных деталей или измерительных устройств, например калибров.
Квалитеты 01, 0 – перспективные, предназначены для развития машиностроения.
Допуски для каждого номинального размера и квалитета сведены в таблицы допусков и представлены предельными отклонениями от номинального размера.
Достижение заданной точности деталей и готовых машин всегда связано с затратами средств на оборудование, инструмент и др. Чем выше точность деталей (меньше квалитет), тем существеннее возрастают затраты на их обработку (рис. 2,а). Проблема соотношения точности и стоимости обработки является основной при разработке технологического процесса восстановления.
Рис. 2. Графики затрат на ремонт (а) и эксплуатацию (б) в зависимости от точности восстановления изделий: 1 – затраты на восстановление изделий; 2 – затраты на сборку восстановленных изделий; 3 – суммарные затраты на восстановление машины или агрегата; 4 – затраты на эксплуатацию машины или агрегата; 5 – общие затраты на восстановление и эксплуатацию машины или агрегата
Повышение точности восстановления размеров деталей сокращает трудоемкость сборочных работ машин вследствие частичного или полного устранения пригоночных работ, способствует достижению взаимозаменяемости деталей узлов и агрегатов и позволяет ввести поточную сборку. С повышением точности деталей на обработку снижаются расходы на сборку машины. При этом суммарные затраты на ремонт машины имеют некую минимальную величину (в зависимости от точности), к которой надо стремиться при достижении размеров деталей при восстановлении. Точность восстановления деталей, собранной машины или ее отдельных узлов и агрегатов связаны между собой и определяют экономику эксплуатации отремонтированного изделия. За время службы машины эксплуатационные расходы снижаются с повышением точности обработки (рис. 2,б). Если эти затраты суммировать с затратами на восстановление машины, то результирующая кривая, характеризующая стоимость восстановления и эксплуатации машины, показывает, что минимум затрат сдвигается в сторону ужесточения допуска на обработку деталей. Это обстоятельство является решающим при технологическом анализе проблем достижения точности размеров деталей в процессе восстановления.
Детали только на чертежах характеризуются номинальными поверхностями, а в действительности ограничены реальными поверхностями, которые всегда имеют отклонения формы.
Отклонением формы называется отклонение формы действительной (реальной) поверхности или действительного профиля от формы геометрической (номинальной) поверхности или геометрического профиля. Отклонения формы подразделяются на элементарные и комплексные. Элементарные отклонения формы для цилиндрических деталей могут быть в поперечном и продольном сечениях. В поперечном сечении различают овальность и огранку (рис. 3). В продольном сечении – конусность, бочкообразность и седлообразность (рис. 4). Кроме того, в продольном сечении нормируют изогнутость (рис. 5). Комплексные отклонения формы представляют собой совокупность любых отклонений формы поверхности или профиля. Для цилиндрических деталей в поперечном сечении нормируют некруглость, а в продольном – отклонение профиля продольного сечения цилиндрической поверхности, т. е. нецилиндричность (рис. 6).
Рис. 3. Элементарные отклонения формы в поперечном сечении цилиндрических деталей: а – овальность; б – огранка
Рис. 4. Элементарные отклонения формы в продольном сечении цилиндрических деталей: а – конусность; б – бочкообразность; в – седлообразность
Рис. 5. Пространственная погрешность цилиндрической детали – изогнутость
Рис. 6. Комплексные отклонения формы цилиндрических деталей: а – некруглость; б – отклонение профиля продольного сечения
Отклонения формы нормируются десятью степенями точности. Десятая степень точности самая грубая. Элементарные составляющие должны быть на одну степень точнее комплексного отклонения. Например, если на детали допускается некруглость шестой степени точности, то овальность этой детали может быть не грубее пятой степени точности.
Это объясняется тем, что комплексное отклонение может включать различные элементарные.
Отклонения формы образуются в результате упругих деформаций элементов технологической системы, в которой ведется обработка. Упругие деформации возникают непосредственно в процессе механической обработки под воздействием силы резания и вызывают изменение взаимного расположения обрабатываемой детали и инструмента.
Погрешности формы и размеров детали во многом обусловлены следующими факторами: степенью соответствия жесткости обрабатываемой детали и технологической системы; точностью технологического оборудования и оснастки; соотношением составляющих силы резания, зависящих от погрешности заготовки, технологического припуска, подачи инструмента и физико-механических свойств обрабатываемого материала.
Причины, вызывающие отклонения геометрической формы и размеров при механической обработке
Достижение заданной точности деталей при механической обработке сопряжено со значительными трудностями вследствие действия ряда факторов, основными из которых являются следующие:
Степень влияния перечисленных факторов на точность обработки различна и зависит не только от вида выполняемой операции, но и от типа производства.
Следует отметить, что отклонения размеров и формы деталей во многом обусловлены упругими деформациями элементов технологической системы, в которой ведется обработка. Упругие деформации возникают непосредственно в процессе механической обработки под воздействием силы резания и вызывают изменение взаимного расположения обрабатываемой детали и инструмента.
Технологическая система ДИСП (деталь – инструмент – станок – приспособление) представляет собой упругую систему, деформации которой в процессе обработки вызывают погрешности размеров и геометрической формы деталей.
При обработке резанием гладкого вала нормальной жёсткости в центрах токарного станка в момент нахождения резца у правого конца вала вся величина нормальной составляющей силы резания Py (рис. 7) передаётся через деталь на задний центр (рис. 8).
Это усилие приводит к упругой деформации заднего центра yз.б, вызывая увеличение расстояния от вершины резца до оси вращения детали. Это, в свою очередь, приводит к увеличению радиуса обрабатываемой детали на величину этой деформации.
Рис. 7. Схема токарной обработки цилиндрической детали: t – глубина резания
Одновременно под действием Py происходят упругие деформации резца и суппорта на некоторую величину yин, что также приводит к увеличению радиуса обрабатываемой детали. В начальный момент обработки радиус детали оказывается больше установленного на величину
(1.4)
При дальнейшей обработке, при перемещении резца от задней бабки к передней, отжатие задней бабки yз.б уменьшается, но возникают упругие деформации передней бабки yп.б и обрабатываемой детали yдет, которые увеличивают ее фактический диаметр.
Рис. 8. Упругие деформации элементов системы ДИСП при токарной обработке
Так, в некотором сечении детали А-А ее фактический диаметр может быть определён по формуле
(1.5)
В связи с тем что упругие отжатия элементов системы ДИСП изменяются по длине обработки, это приводит к изменению диаметра и формы детали. Погрешности размера и формы детали в общем случае равняются сумме упругих деформаций элементов системы ДИСП.
Следует отметить ряд характерных случаев, в которых та или иная упругая деформация одного из элементов системы ДИСП является преобладающей в процессе обработки и тем самым определяет ту или иную погрешность формы в продольном сечении.
Получение заданной точности детали путём снижения технологических упругих деформаций связано с увеличением жёсткости системы ДИСП и точности изготовления её элементов.
Иногда к погрешности формы причисляют изогнутость (рис. 5), которая возникает при обработке нежёстких деталей. Такое причисление не совсем корректно, поскольку изогнутость образуется не вследствие упругих деформаций элементов системы ДИСП, а в результате изменения напряжённого состояния детали. Поэтому изогнутость следует причислять к пространственной погрешности.
Обеспечение эксплуатационных свойств деталей путем управления несущей способностью поверхностного слоя
Эксплуатационные свойства деталей машин зависят от состояния поверхностного слоя, его качества и несущей способности. Под несущей способностью следует понимать показатель, наиболее полно характеризующий способность изделия выполнять заданные функции при установленных условиях нагружения. В качестве критерия несущей способности деталей в зависимости от условий эксплуатации могут быть использованы предельная нагрузка, время и число циклов до образования дефектов, пределы текучести и ползучести, временное сопротивление, критические деформации, контактные пределы текучести и выносливости, твёрдость поверхностей. Так, в качестве критерия несущей способности соединений с натягом достаточно часто используют усилие распрессовки, а подвижных сопряжений – коэффициент трения.
Несомненно, несущая способность зависит от всей совокупности свойств материала и параметров качества поверхности и точности детали, полученных в процессе обработки.
Обеспечение эксплуатационных свойств путем управления несущей способностью поверхностного слоя показано на рис. 1.
Состояние поверхностного слоя в процессе эксплуатации и условия нагружения образуют сложную динамическую систему, которая должна находиться в состоянии квазистатического равновесия. Изменение состояния поверхностного слоя при работе детали влечёт за собой изменение условий нагружения и формирования площади контакта. В частности, приработка рабочих поверхностей и формирование вторичных структур приводят к снижению коэффициента трения в подвижных сопряжениях, в результате чего уменьшаются действующие нагрузки и изменяется характер их воздействия. Это увеличивает несущую способность поверхностного слоя.
Возможны условия нагружения, при которых для данных параметров поверхностного слоя равновесное состояние динамической системы не наступает, так как не образуются стабильные вторичные структуры. В этом случае не обеспечиваются нормальные условия контактного взаимодействия: увеличиваются рабочие нагрузки и температура в зоне трения. В результате образуются задиры и наблюдается интенсивное изнашивание рабочих поверхностей. Поэтому эксплуатационные свойства поверхностного слоя в ходе процесса восстановления, особенно на операциях окончательной обработки, должны формироваться целенаправленно с учётом конкретных условий эксплуатации и возможного механизма разрушения, а также с учётом явления технологической наследственности.
Рис. 1. Схема обеспечения эксплуатационных свойств путем управления несущей способностью поверхностного слоя