что такое плоскостность поверхности
Допуск плоскостности
На плоскостях деталей в ходе обработки образуются поверхности с характерными отклонениями. Чтобы указать допустимые погрешности плоскостности, не снижающие качество последующего использования этой детали, на чертеже наносится знак в виде ромба и цифровое значение.
Способов контроля величины отклонения плоскостности описываемых в научно-технической литературе существует достаточно много, но направление методов измерения можно разделить на два вида, это оптическое и не оптическое измерение.
Оптические способы измерения основаны на сравнении реального состояния профиля с визирной осью светового луча. Не оптические средства контроля, производят анализ поверхности элементами конструкции измерительного прибора.
Для установления величины плоскостности чаще всего задействуются приборы с механическим оптическим и гидростатическим методом преобразования снимаемых данных.
В механических приборах измерительный механизм построен на кинематическом принципе действия, преобразующем небольшие перемещения измеряемых значений, в увеличенные передвижения которые принимаются регистрирующими устройствами.
Гидростатические приборы используют методы измерения с использованием жидкости. Принцип измерения основан на сравнении плоскости, которая образовывается поверхностью жидкости, всегда располагающейся горизонтально, с проверяемой поверхностью.
Измерительные оптические приборы являются средствами измерения, в которых при выполнении измерений задействован ряд оптических элементов таких как: объективы, зеркала, призмы, окуляры и передвигающие их рычаги, кронштейны, направляющие и т.д.
Анализ поверхности, производимый оптическими средствами измерения, осуществляется за счёт потока лучей, несущих информацию об измеряемой детали, проходящих через ряд элементов оптико-механической или оптико-электронной конструкции.
Поверочные плиты
Измерение отклонений от плоскостности производят с помощью специальных поверочных плит, принцип определения которыми заключается в том, что рабочую поверхность плиты принимают за исходную плоскость, по которой определяют отклонения реальной плоскости изделия.
Процесс измерения плитами в большинстве случаев связано с нанесением специальной краски, по которой выявляют неровности. На плиту наносят тонкий слой краски, после чего кладут на плоскость проверяемой детали. В результате перемещения плиты по поверхности детали определяют количество пятен, оставляемых после выдавливания краски во впадинах неоднородной поверхности.
Поверочные плиты, как правило, изготавливаются из серого чугуна, которые имеют свои достоинства и недостатки.
Помимо чугуна для изготовления поверочных плит используется ряд твердых каменных пород. Основным из преимуществ, каменных поверочных плит является износостойкость, и долгий срок службы по сравнению с чугунными плитами. В каменных плитах отсутствует внутреннее напряжение. Поверочные плиты из гранита меньше подвержены деформации из-за изменения температуры внешней среды, так как коэффициент теплового расширения у них меньше, чем у чугуна. Каменные поверочные плиты менее чувствительны к вибрациям.
Стандартные плиты выпускаются с размерами от 250 × 250 до 4000 × 1600 мм и используются как для измерения плоскости, так и для контрольно измерительных работ.
Понятие о плоскостях и требования, предъявляемые к ним
Поверхности детали, обладающие прямолинейностью в любом сечении, называются плоскостями.
По расположению относительно горизонтали различают: горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости. Кроме того, поверхности детали, пересекающиеся между собой под некоторым углом, принято называть сопряженными.
К обработке плоскостей предъявляемся определенные технические требования, вытекающие из характера и условий работы данной детали в узле машины. Эти требования, объединяемые в обобщенное понятие «точность обработки», включают: точность выполнения размеров, точность геометрической формы поверхностей, точность их взаимного расположения и шероховатость поверхностей.
Технические требования указываются на рабочем чертеже детали условными обозначениями, принятыми в ЕСКД (единой системе конструкторской документации).
Точность размеров ограничивается предельными отклонениями, которые проставляются справа от номинального размера. Например, размер 25-0,1+0,2 означает, что деталь по этому показателю будет считаться годной, если ее действительный размер находится в пределах наибольшего предельного размера 25,2 мм и наименьшего — 24,9 мм. Величина допустимого колебания размера детали — допуск — определяется разностью предельных размеров, который для данного примера равен 25,2 — 24,9 = 0,3 мм.
Точность геометрической формы плоскостей характеризуется допустимыми непрямолинейностью или неплоскостностью.
Непрямолинейность определяется наибольшим отклонением поверхности от прилегающей прямой в определенном направлении на заданной длине. Hеплоскостностью считается наибольшая непрямолинейность поверхности в любом направлении (продольном, поперечном, диагональном).
На рис. 16 приведены примеры условных обозначений допустимых погрешностей формы плоскостей. Обозначение на рис. 16, а указывает, что неплоскостность всей поверхности не должна превышать 0,05 мм, а на рис. 16, б обозначено, что такая же погрешность допустима только на длине 300 мм. Допустимая непрямолинейность поверхности не более 0,1 мм показана на рис. 16, в.
Если на чертеже отсутствуют указания о требуемой точности формы плоскостей, то погрешности каждой из них не должны превышать 1/2 допуска размера между ними.
Точность взаимного расположения плоскостей наиболее часто характеризуется допустимыми неперпендикулярностью или непараллельностью.
Hеперпендикулярность определяется отклонением данной плоскости от перпендикуляра, восставленного к сопряженной базовой плоскости на заданной длине (высоте). Непараллельность выражается разностью наибольшего и наименьшего расстояний между противоположными плоскостями на заданной длине. Рис. 16, г указывает, что неперпендикулярность боковой плоскости относительно нижней А (базовой) не должна превышать 0,1 мм на всей высоте детали. На рис. 16, д приведено обозначение допустимой непараллельности верхней плоскости относительно нижней А (базовой) не более 0,1 мм на длине 100 мм.
В тех случаях, когда на чертеже отсутствуют указания о допустимых отклонениях от параллельности плоскостей, эти отклонения не должны превышать допуска на расстояние между плоскостями.
Шероховатость поверхности характеризуется величиной неровностей, остающихся на ней в результате обработки резанием. Стандарт (ГОСТ 2.309—73) предусматривает обозначение шероховатости V-образным знаком, над которым проставляется числовое значение высоты неровностей профиля Rz или среднеарифметическое отклонение профиля Rа в микрометрах (символ Ra на чертеже не указывается).
Обработка деталей фрезерованием позволяет при определенных условиях получать размеры точностью до 9-го квалитета и шероховатость поверхностей до Ra=1,25 мкм.
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.
Допуски формы и расположения
Любая технологическая операция может быть выполнена с определенной точностью, а значит размеры полученной в результате обработки детали не будут идеальными, они могут колебаться в некотором диапазоне. Для того, чтобы выполнить условия собираемости и обеспечить надежную работу детали в заданных условиях необходимо задать допустимый интервал, в который должен попасть итоговый размер. Этот интервал может регламентировать не только линейные или диаметральные размеры, но и форму или взаимное расположение поверхностей.
Допуски формы и расположения назначаются конструктором исходя из условий сборки и особенностей работы детали в механизме.
Виды допусков формы
Отклонения и допуски формы
Различают следующие допуски на отклонения формы:
Допустимые отклонения обозначаются специальными символами.
Виды допусков расположения
Различают допуски месторасположения и допуски ориентации.
Отклонения и допуски расположения
Различают следующие виды допусков расположения:
Эти допуски обозначаются символами.
Суммарные допуски
Существует несколько видов суммарных допусков формы и расположения.
Эти допуски обозначаются символами.
Обозначение допусков формы и расположения на чертежах
В случае отсутствия базы допуска рамка состоит только из двух частей. Примеры рамок допусков формы и расположения показаны на рисунке.
На рисунке слева показана рамка с допуском формы (допустимое отклонение от прямолинейности), справа с допуском расположения (допустимое отклонение от параллельности).
Рамку выполняют тонкими линиями. Высота текста в рамке должна равняться размеру шрифта размерных чисел. От рамки допуска до поверхности или до выноски проводится линия, оканчивающаяся стрелкой.
Перед числовым значение допуска могут указываться знаки:
Если допуск должен применяться не ко всей поверхности, а только к некоторому участку, то он обозначается штрих пунктирной линией.
Для одного элемента может быть указано несколько допусков, этом случае рамки изображаются одна над другой.
Дополнительная информация может быть указана над рамкой или под ней.
Информация о допусках формы и расположения может быть указана в технических требованиях.
Зависимые допуски
Зависимые допуски расположения обозначают следующим символом 
.
Этот символ может быть размещен после числового значения допуска, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого элемента. Также символ может быть размещен после буквенного обозначение (если оно отсутствует то в третьем поле рамки) в том случае, если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента.
Назначение допусков формы и расположения
Чем точнее изготовлена деталь, тем более точные инструменты потребуются для ее изготовления и контроля размеров. Это автоматически увеличит ее стоимость. Получается, что цена изготовления детали во многом зависит от требуемой точности при ее изготовлении. Это означает, что конструктор должен указать лишь те допуски, которые действительно необходимы для сборки и надежной работы механизма. Допустимые интервалы также должны быть назначены исходя из условий собираемости и работоспособности.
В ГОСТе 24643-81 указаны рекомендации по назначению допусков формы и расположения поверхностей
Числовые значения допусков формы
В зависимости от класса точности устанавливаются стандартные значения допусков формы.
Допуски плоскостности и прямолинейности
Номинальным размеров в данном случае считается номинальная длина нормированного участка.
Допуски круглости, цилиндричности, профиля продольного сечения
Данные допуски назначаются в тех случаях, когда они должны быть меньше, чем допуск размера.
Номинальным размером считается номинальный диаметр поверхности.
Допуски перпендикулярности, параллельности, наклона, торцевого биения
Номинальным размером при назначении допусков на параллельность, перпендикулярность, наклон понимается номинальная длина нормируемого участка или номинальная длина всей контролируемой поверхности.
Допуски радиального биения, симметричности, соосности пересечения осей в диаметральном выражении
При назначении допусков радиального биения номинальным размером считается номинальный диаметр рассматриваемой поверхности.
В случае назначения допусков симметричности, пересечения осе соосности номинальным размером считается номинальный диаметр поверхности или номинальный размер между поверхностями, которые образуют рассматриваемый элемент.
Отклонения и допуски формы
(ГОСТ24462-83)
 Рисунок 1. Средний профиль поверхности |
 Рисунок 2. Отклонение от прямолинейности в плоскости |  Рисунок 3. Выпуклость |  Рисунок 4. Вогнутость |
Частными видами отклонения от прямолинейности являются выпуклость и вогнутость.
Вогнутость — отклонение от, прямолинейности при котором удаление точек реального профиля от прилегающей прямой увеличивается от краев к середине (рис. 4).
Поле допуска прямолинейности оси (линии) в пространстве :
1). Область в пространстве, ограниченная цилиндром, диаметр которого равен допуску прямолинейности Т.
2). Область в пространстве, ограниченная прямоугольным параллелепипедом, стороны сечения которого равны допускам прямолинейности оси (линии) в двух взаимно перпендикулярных направлениях Т1 и Т2 боковые грани соответственно перпендикулярны плоскостям заданных направлений.
Рисунок 6.Отклонение от прямолинейности оси (или линии) в заданном направлении
Вогнутость—отклонение от плоскостности, при котором удаление точек реальной поверхности от прилетающей плоскости увеличивается от краев к середине (рис.9).
Рисунок 10. Поле допуска плоскостности
 Рисунок 12. Овальность |  Рисунок 13. Огранка |  Рисунок 14. Поле допуска круглости |
